«ШАЙБА» ПАУЛЯ НИПКОВА
Классическое решение проблемы разложения передаваемых картин на отдельные элементы нашел в течение одной недели немецкий студент Пауль Нипков. В конце 1883 года, когда учащиеся разъехались на рождественские каникулы, он остался один в комнате и привел, как он выражался впоследствии, «умственный эксперимент». В результате на листе бумаги появился несложный эскиз, который в течение следующих пятидесяти лет будоражил умы многих ученых и изобретателей. Главной деталью в проекте Нипкова был светонепроницаемый диск (по-немецки — Scheibe) с крошечными отверстиями около внешнего края. Расстояния между отверстиями составляли равную угловую величину, кроме того, каждое последующее отверстие было смещено к центру относительно предыдущего на его ширину. На передающей станции диск размещался между оптической проекцией передаваемой картинки и фотоэлементом. При вращении диска на фотоэлемент падал свет только через одно отверстие, перемещавшееся по дугообразной траектории. Когда это отверстие уходило за рамку изображения, с другого края рамки надвигалось следующее отверстие, расположенное несколько ниже. Таким образом за один оборот диска перед фотоэлементом проходили поочередно все участки изображения.
Диск Нипкова максимально упрощал процесс развертки — превращения двухмерного изображения в последовательность электрических сигналов. Этот процесс был обратимым — на приемной станции устанавливался аналогичный диск между источником света и зрителем, причем свет проходил через основанный на магнитооптическом эффекте Фарадея модулятор, управляемый сигналом от фотоэлемента.
П. Нипков, закончив разработку проекта, пришел в большое волнение. Уверенный в том, что он сделал великое открытие, изобретатель не побоялся отдать последние деньги на пошлину за патентование. Через год - 15 января 1885 года - ему был вручен патент на изобретение, сделавшее его знаменитым.
Вскоре Пауль Нипков завершил свое образование и приступил к работе в Берлине. Мы не знаем, пытался ли он когда-нибудь сам осуществить свой проект, но очень многие последователи Нипкова во всех странах занимались усовершенствованием этого изобретения и пытались реализовать его практически.
Чешский историк техники Зденек Кржечан в прекрасно изданном атласе «Тон унд Бильд» рассказывает, что Нипкову впервые удалось увидеть действующую телевизионную аппаратуру с разверткой при помощи изобретенного им диска лишь в 1928 году на радиотехнической выставке в Берлине. Заглянув в крошечное окошечко механического телевизора, он сказал: «Наконец я могу быть спокойным. Я видел мерцающую поверхность, на которой что-то двигалось, хотя нельзя было различить, что именно».
Площадь изображения
Идея непрерывного вращения развертывающего элемента была подхвачена в 1889 году Д. Л. Вейлером, предложившим так называемое зеркальное колесо — многогранную призму, стороны которой составляют плоские зеркала. От геометрической призмы колесо Вейлера отличалось тем, что каждое зеркало слегка наклонено к оси призмы и угол наклона равномерно возрастает от зеркала к зеркалу. Вращение зеркального колеса создает движение изображения от точечного источника света в приемном устройстве по строкам, а смена строк осуществляется постепенным изменением угла наклона зеркал. Колесо Вейлера можно было использовать и на передающей станции, установив вместо точечного источника света фотоэлемент с диафрагмой.
Французский изобретатель Луи Марсель Бриллюэн в 1890 году предложил разновидность перфорированного диска — линзовый диск.
На каждом отверстии диска Нипкова Бриллюэн предлагал установить небольшую линзу. Такое устройство позволяло проецировать полученное изображение на выносной экран. В последующие годы с предложениями, основанными на диске Нипкова, выступили еще несколько изобретателей. Два патента, в основе которых лежал перфорированный диск, были заявлены в России: один из них гимназистом из г. Ченстохова (Польша) Мечиславом Вольфке, другой — преподавателем промышленного училища Казани А. А. Полумордвиновым.
Особенность заявки М. Вольфке от 24 ноября 1898 года заключалась в том, что в ней впервые была предложена телевизионная система, где связь между передающей и приемной станциями осуществлялась по радио. С этой целью селеновый фотоэлемент включался в первичную обмотку индуктора, вторичная обмотка которого замыкалась на вибратор, излучавший электромагнитные волны. В качестве источника света в приемнике использовалась гейсслеровская трубка. Годом позже А. А. Полумордвинов рассмотрел возможность передачи и приема изображений в натуральных цветах. Его проект будет рассмотрен далее после двух других, имевших сомнительный успех.
По материалам книги В.А.Урвалова «Очерки истории телевидения»
