Бильд-телеграф

Инж. M. БЕЛИНСКИЙ

В многочисленных старинных сказках и легендах отразило человечество свою извечную мечту о «всевидящем зеркале», о способности видеть «за горами и морями». Теперь сказка стала былью. Это осуществили современная наука и техника. Телевидение позволяет нам теперь наблюдать те или иные события за многие сотни и тысячи километров. Но в истории развития видения на расстоянии вначале была осуществлена передача неподвижных плоских изображений, так называемая бильд-телеграфия. О ней мы и расскажем.

Целую эпоху в истории бильд-телеграфии создала телеавтографическая передача, то есть передача несложных силуэтных рисунков, чертежей и текста. Работа аппаратов при такой передаче была основана на химическом действии электрического тока.

Впервые подобная передача была осуществлена в 1847 году англичанином Баксуэллом. На приемной и передающей станциях находилось по одному металлическому валику, которые вращались с одинаковой скоростью пружинным механизмом. Валик на отправляющей станции покрывался специальной изолирующей краской. На этом валике, выцарапывался текст или рисунок, который надо было передать. А валик на приемной станции обертывался бумагой, пропитанной раствором железо-синеродистого калия.

В поверхности обоих валиков упирались остриями металлические рычажки, насаженные на винтовые оси. При вращении валиков и осей рычажков острия их описывали винтовую линию, обходя последовательно всю поверхность валиков. В тот момент, когда острие рычажка на передающем валике касалось металла (в месте выцарапанного рисунка), замыкалась цепь электрического тока. Эта цепь шла через рычажок на станции отправления, через линию передачи и затем через рычажок и пропитанную бумагу на валике приемной станции. Каждое замыкание электрического тока оставляло окрашенный след на бумаге. Таким образом линия за линией воспроизводилось в приемном пункте изображение, нанесенное на валик в месте передачи.

Аппарат Баксуэлла. На изолирующей краске, нанесенной на барабан передатчика, выцарапан рисунок Д. При вращении барабана AB острие С, касаясь выцарапанных мест, замыкает цепь электрического тока через барабан приемника, на котором остается окрашенный след.

На этом же, примерно, принципе была основана и работа так называемого пантелеграфа, сконструированного в 1862 году итальянским аббатом Казелли. На обеих станциях одновременно и с одинаковой скоростью двигались два железных острия — штифта, описывая ряд параллельных линий на полукруглых металлических досках.

Изображение рисовалось на оловянном листе жирными чернилами, не проводящими электрического тока. Этот лист подкладывался на полукруглой доске под штифт передающего аппарата. На другой станции под пишущий штифт подкладывали бумажный лист, пропитанный водным раствором железо-синеродистого калия. Обе доски были соединены приводом с землей, а острия — с линией передачи.

Когда на передающей станции острие при своем движении касалось металлических частей оловянного листа, электрический ток из батарей замыкался через землю. Когда же острие касалось изображения, то есть части, не проводящей ток, то цепь между доской и землей нарушалась, и ток устремлялся по линии на другую станцию. Здесь он проходил через штифт и раствор, которым была пропитана бумага. При этом раствор разлагался, оставляя синий след.

Воспроизведенные рисунки и надписи при таком способе получались не сплошными, а состояли из маленьких поперечных черточек.

Аппараты Казелли работали нa линиях Париж—Гавр и Париж—Лион. В 1866 году такие аппараты были за 100 тысяч франков приобретены Россией и установлены для связи между Петербургом и Москвой.

Однако, конструкция этих аппаратов была очень сложна, а сама передача происходила чрезвычайно медленно. Это решило судьбу установки: через два года она была снята с эксплуатации.

Пейзаж, переданный в 1867 гиду по аппарату Казелли на линии Москва— Петербург. Заметен штриховой характер рисунка.

В 1856 году пантелеграф Казелли был приобретен за 100 тыс. франков Россией и установлен для связи между Москвой и Петербургом. По через два года из-за несовершенства конструкции установка была снята с эксплуатации. На снимке текст, переданный в 1868 году пантелеграфом Казелли из Москвы в Петербург.

Но многочисленные работы, которые ведутся сейчас над упрощением конструкции подобных аппаратов (проф. Шорин в СССР, проф. Дикман в Германии и др.), показали, что автографическая передача не потеряла своего значения и до настоящего времени.

На этом принципе был, например, построен в годы империалистической войны аппарат Дикмана для передачи рисунков с самолета на землю. Им же в 1926 году был сконструировал аппарат, регулярно передававший карты погоды с Мюнхенской радиостанции.

*

Телеавтографическая система имеет один крупный недостаток. Она способна передавать лишь контрастные черно-белые изображения. Степень темноты, различные оттенки не передаются ею совершенно. Поэтому невозможна передача фотоснимков, художественно исполненных изображений и т. п.

В книге или журнале каждый рисунок представляется нам сплошным. Но рассмотрим его в лупу, и перед нами появится сетка, состоящая из множества отдельных точек. Всякое изображение представляет собой большое скопление многочисленных участков различной яркости или, как говорят, «элементов изображения».

Таким образом, передача всякого изображения сводится к последовательной передаче расположенных друг около друга точек.

Эта задача была в 1903 году остроумнейшим образом разрешена немецким профессором Корном.

На стеклянном цилиндре укреплялась прозрачная фотографическая целлулоидная пленка, на которую предварительно снималось то или иное изображение. Цилиндр насажен на ось с винтовой нарезкой. Поэтому, вращаясь, он в то же время медленно перемещается в горизонтальном направлении.

На пленку с изображением падает луч света от электрической лампочки. Благодаря тому, что цилиндр вращается и в то же время перемещается в горизонтальном направлении, луч света обегает последовательно один участок изображения за другим. В зависимости от того, проходят ли перед световым лучом светлые или темные точки изображения, в стеклянный цилиндр проникает большее или меньшее количество света. Этот постоянно меняющийся свет попадает в стеклянном цилиндре на селеновую камеру, которая соединена последовательно с батареей и пропускает ток в линию.

Вещество селен обладает тем свойством, что изменяет свое сопротивление электрическому току в зависимости от того, насколько он освещен. В темноте селен не пропускает электрического тока совершенно, и, чем сильнее селен освещен, тем меньше сопротивления он оказывает электрическому току.

Это свойство селена использовано в бильд-телеграфе Корна. Когда изображение, заснятое на целлулоидную пленку, движется, световой луч проходит через темные или светлые места его. При этом селен пропускает более или менее сильный ток в зависимости от прозрачности изображения. Один за другим элементы изображения превращаются в электрические импульсы.

На приемной станции тоже вращается валик точно с такой же скоростью, как и на передающем пункте. На этом валике укреплена светочувствительная бумага. Специальное устройство (струнный гальванометр) превращает поступающие от приемной станции электрические импульсы в узкий световой пучок. Направленный на светочувствительную бумагу, он постепенно воспроизводит передаваемое изображение.

Первые попытки передачи по системе Корна оказались настолько удачными, что к 1907 году была создана европейская сеть фототелеграфных станций для руководящих газетных компаний. Так были оборудованы установки в Берлине, Мюнхене, Париже, Лондоне, Манчестере, Копенгагене, Стокгольме.

Однако, дальнейшая эксплуатация показала их плохую устойчивость, и поэтому большого развития они не получили.

Принцип работы аппарата Корна, заключающийся в превращении световых лучей, отраженных от изображения, в импульсы электрического тока сохранился и во всех последующих конструкциях бильд-аппаратов. Были внесены только значительные технические усовершенствования.

Отнесите это изображение на вытянутую руку и взгляните на него. Это — участок иллюстрации, изображающей человеческий глаз, увеличенный в 10 раз Из такой сетки точек состоит любой рисунок. Задача бильд-аппарата и заключается в том, чтобы перенести каждую из этих точек в соответствующие места на фоточувствительную бумагу приемника.

*

На широкую дорогу бильд-телеграфия вышла с момента изобретения фотоэлемента (опыты Эльстера и Гейтеля в 1910 году).

Фотоэлемент представляет собой стеклянный баллон, напоминающий электрическую лампочку. Внутренняя поверхность его покрыта светочувствительным слоем калия. Внутри фотоэлемента впаяно проволочное кольцо. Калиевая поверхность через специальный вывод в баллоне соединяется с отрицательным полюсом батареи, а кольцо — с положительным.

Если внутрь фотоэлемента упадет световой луч, то с его калиевой поверхности будут выбиты отрицательно заряженные частички — электроны. Под действием электрического тока они будут двигаться на положительно заряженное кольцо, и в цепи фотоэлемента создастся электрический ток. Величина его будет тем больше, чем сильнее световой пучок.

Огромная чувствительность фотоэлемента к малейшим изменениям силы света навела на мысль применить его для бильд-телеграфии. При этом стали применять фотоэлемент специальной кольцеобразной конструкции. Подобные фототелеграфные аппараты появились в 1924 году у ряда крупнейших фирм разных стран (Телефункен, Сименс, Радиокорпорация, Американская телеграфно-телефонная К°).

В 1936 году вышли из производства первые советские комплекты фототелеграфных аппаратов.

Современные бильд-телеграфные аппараты сохранили ту же систему винтообразно вращающихся металлических цилиндров, на которых укрепляется изображение, подлежащее передаче. От источника света (точечной лампы) собирательная линза направляет узкий световой луч на изображение. Отраженный от поверхности изображения луч падает на фотоэлемент.

ПЕРЕДАЮЩА Я СТАНЦИЯ
Изображение, подлежащее передаче, укрепляется на винтообразно вращающийся барабан. Свет от точечной лампы проходит сквозь собирательную линзу и узким, пучком падает на изображение. Отраженный от поверхности изображения луч падает на кольцеобразный фотоэлемент. Вследствие различной затемненности отдельных частей рисунка на фотоэлемент падает различное количество света. Создается пульсирующий ток. Усиленные во много раз фототоки направляются в линию, на приемную станцию.

Так как от различных точек изображения будет отражаться различное количество света (вследствие различия затемненности рисунка), то фотоэлемент создает переменный (пульсирующий) электрический ток. Усиленные во много раз фототоки направляются в линию.

На приемной станции происходит обратное явление. Поступающие импульсы электрического тока подаются к обкладкам так называемого керрконденсатора. Это небольшой сосудик с двумя металлическими стенками (обкладками), пространство между которыми заполнено специальной жидкостью, не проводящей электрический ток (нитробензол).

ПРИЕМНАЯ СТАНЦИЯ
Поступающие импульсы электрического тока проходят через усилитель и подаются к обкладкам керрконденсатора. Луч света, собранный линзой и пропущенный в пространство между обкладками керрконденсатоpa, изменяется в строгой зависимости от величины подводимого напряжения. Таким образом, электрические импульсы различной силы превращаются в световой пучок различной интенсивности. Этот луч света падает сквозь линзу на вращающийся барабан, на котором укреплена светочувствительная бумага. Так получается на приемной станции передаваемое изображение.

Этот бесхитростный прибор, предложенный в 1875 году датским физиком Керром, обладает удивительным свойством: если к его обкладкам подать ток с переменным напряжением, а в пространство между ними пропустить собранный линзой световой луч, то сила этого луча будет изменяться в самой строгой зависимости от величины подводимого напряжения. Таким образом, электрические импульсы различной силы превращаются на приемной станции в световой пучок соответствующей интенсивности.

На вращающемся барабане приемной станции укреплена светочувствительная бумага. На эту бумагу и падает получающийся узкий луч света переменной силы. Большая или меньшая интенсивность света вызывает большее или меньшее почернение светочувствительного слоя. Таким образом, после проявления на бумаге получается передаваемое изображение.

Высокое качество передаваемых изображений и относительно несложная конструкция аппаратов принесли фототелеграфной передаче полную победу.

Фотоснимок «детский хоровод». Передан по бильд-телеграфу из Москвы в Ленинград в течение двух минут.

Часть газеты «Известия», которая была передана из Москвы по бильд-телеграфу в местную типографию.

Широкая сеть бильд-телеграфных станций покрывает теперь континенты Европы, Америки, Азии, Австралии. В Европе насчитывается до 25 городов, оборудованных фототелеграфными станциями. В Америке их около 30, в Азии — 13, в Австралии — 2.

Однако, капиталистические противоречия не дают возможности использовать полную мощность аппаратуры. Так как в основном передача происходит по кабельным линиям, то отдельные владельцы телеграфных линий, опасаясь конкуренции со стороны бильд-телеграфии, добились ограничительных мер в применении этого нового вида связи: запрещена, например, передача текстового материала, крайне повышены тарифы и пр. Благодаря этому в Европе большое количество фототелеграфных линий бездействует.