До 1906 г. электроннолучевая трубка применялась только в осциллографах — лабораторных приборах для изучения процессов в электрических цепях.
В конце XIX в. был изобретен новый вид электрической связи — беспроволочная телеграфия, или радио, родиной которого является наша страна. 7 мая 1895 г. на заседании физического отделения Русского физико-химического общества преподаватель кронштадтского минного офицерского класса Александр (Степанович Попов впервые в мире продемонстрировал работу приемника электромагнитных колебаний, названного им "аппаратом для обнаружения и регистрирования электрических колебаний". Это изобретение А. С. Попова считается началом практического развития радиотехники как средства беспроволочной связи на большие расстояния. Первые шаги в этом направлении были сделаны самим изобретателем радио. В марте 1896 г. он осуществил первую в мире радиотелеграфную передачу.
Б. Л. Розинг присутствовал на заседаниях физического отделения Русского физико-химического общества 7 мая 1895 г. и 24 марта 1896 г. при демонстрациях А. С. Поповым его прибора п первой радиотелеграфной передачи, а позднее слушал его доклады на электротехнических съездах. Эти доклады и демонстрации вызвали большой интерес у молодого ученого и, возможно, в какой-то мере повлияли на его решение заняться осуществлением передачи изображений на расстояние. Радио явилось недостающим звеном телевизионной системы, значительно расширявшим ее возможности.
В течение двух первых десятилетий радиотехника не оказала практически существенного влияния на развитие телевидения, которое за это время еще не вышло из стадии лабораторных опытов. Однако в этот период были созданы такие технические средства, как приемно-усилительная и электровакуумная техника, сделавшие возможным претворение в жизнь проектов систем электронного телевидения. Позднее именно благодаря радиотехнике могли быть осуществлены телевизионные передачи на большие расстояния.
Перечисленные открытия и изобретения положили начало развитию электроники и радиотехники, ставших основой для разработки новых принципов построения телевизионных систем и их практической реализации.
В поисках новых путей решения задачи видения на расстоянии Б. Л. Розинг, как физик, обращается к тем новым достижениям, которыми обогатилась физика на рубеже XIX и XX вв. Он правильно оценил их значение и увидел то общее, что присуще катодным лучам и внешнему фотоэлектрическому эффекту. "Здесь ведь работают в свободном безвоздушном пространстве те самые загадочные носители отрицательного электричества, обладающие ничтожной массой, но громадной скоростью, которые хотя и внесли своим появлением на научном горизонте некоторое смятение в теоретических представлениях физиков, но несомненно принадлежат к числу полезнейших друзей человечества, как в области науки, так и техники" [3 Б. Л. Розинг. Об электрической телескопия и об одном возможном способе ее выполнения. "Электричество", 1910, № 20, стр. 535—544.].
Тот факт, что Борис Львович был физиком, безусловно сыграл решающую роль в открытии им нового пути развития телевидения.
Работая в лабораториях с осциллографическими трубками Брауна и наблюдая, как электронный луч вычерчивает на экране трубки сложные светящиеся фигуры, Б. Л. Розинг пришел к мысли использовать электронный луч для воспроизведения изображений в системе электрической телескопии. Эта идея — не случайная находка иля счастливая догадка, а результат многолетних настойчивых исканий. В этом проявилась прозорливость ученого, гениально предугадавшего в электроннолучевой трубке эффективное средство для решения задачи телевидения.
"К счастью, — писал, он, — наука знает один из таких идеальных механизмов — это катодный пучок, являющийся вследствие (т. е. следствием. — П. Г.) разряда электричества в круксовой трубке. Этот же пучок способен подавать и световые сигналы, образуя при падении на флуоресцирующий экран яркое пятно. Этим-то механизмом и следует воспользоваться для целей электрической телескопии" [4 Б. Л. Розинг. Об электрической телескопии и об одном возможном способе ее выполнения. "Электричество", 1910, № 20, стр. 535—544.].
В 1902 г. Б. Л. Розинг применил электроннолучевую трубку в приемном устройстве системы с электрохимическими элементами на передающей стороне. Трубка имела две пары отклоняющих электромагнитов, расположенных взаимно перпендикулярно и соединенных со стержнями электролитической ванны. Луч света был заменен металлическим штифтом. При движении штифта по слою медного купороса пятно на экране трубки перемещалось в соответствующую точку. Электронный луч чертил вензеля и буквы, выводимые металлическим штифтом на отправительной станции. Затем отклоняющие электромагниты трубки соединялись на передающей стороне с реостатами, движки которых перемещались по кругу. Одновременным изменением положений движков можно было получать такой же эффект, как и при перемещении штифта в электролитической ванне.
Но таким способом можно было передавать не оптическое изображение, а только простые рисунки, буквы, цифры, тогда как целью изобретателя было осуществление передачи на расстояние живых сцен.
Впоследствии стало известно, что аналогичный способ передачи рисунков и письменного текста с воспроизведением их на экране электроннолучевой трубки разрабатывался в то же время в Германии М. Дикманом и Г. Глаге и был запатентован ими в 1906 г. Предложенное ими устройство в принципе не отличалось от описанного прибора Розинга с реостатами, т. е. представляло собой "электронный карандаш" для воспроизведения штриховых рисунков. Изобретатели демонстрировали свой прибор в действии. Но их предложение и опыты не оказали влияния на развитие телевидения, поэтому встречающиеся в иностранной литературе утверждения, что электроннолучевую трубку в телевидении первым применил М. Дикман, неосновательны. Такие утверждения опровергаются хотя бы тем, что Б. Л. Розингу в самой Германии был выдан патент на телевизионную систему с электроннолучевой трубкой в приемнике уже после того, как Дикман получил патент на свое изобретение. Интересно в этом отношении высказывание известного немецкого специалиста в области телевидения Ф. Шретера: "Первым среди исследователей, чьи идеи опередили время, я назову Розинга из Петербурга, предложившего в 1907 г. применить брауновскую трубку в качестве безынерционного прибора для воспроизведения телевизионных изображений" [5 F. Schroter. Die Braunsche Rohre als Fernseher. "Fernsehen", 1930, N 1, S. 4—8.].
Б. Л. Розинг настойчиво шел к намеченной цели с твердым убеждением, что он стоит на правильном пути. Продолжая свои опыты, он переходит к передаче оптических изображений, применив в передающем устройстве светоэлектрический преобразователь в виде селеновой пластинки, на которую изображение проектировалось при помощи вращающихся зеркал. Но отклонения электронного пучка, наблюдавшиеся при редко появляющихся световых сигналах, исчезали при быстром вращении зеркал. -Проявлялась инерционность селена, который, по выражению Б. Л. Розинга, "сыграл большую, но, к сожалению, печальную роль в истории электрической телескопии. Увлекая своими кажущимися ценными свойствами, он направил многих изобретателей на ложный путь" [6 Б. Л. Розинг. Электрическая телескопия..., стр. 16.].
К этому времени фотоэлектрические свойства селена были достаточно хорошо изучены многими учеными. Глубокие исследования селеновых фотосопротивлений были проведены русскими учеными Н. А. Гезехусом и В. А. Ульяниным. iK 1900 г. было опубликовано около 200 работ о результатах этих исследований, на основании которых было установлено, что для целей телевидения селен не подходит.
Попытки компенсировать инерционность селена каким- либо способом, например применением двух фотосопротивлений, включенных по дифференциальной схеме, перемещением фотосопротивления относительно источника света и т. д., не давали желаемого эффекта. Это побудило Б. Л. Розинга заняться изучением фотоэлектрических свойств других веществ и обратиться к фотоэлементам с внешним фотоэффектом. В результате он пришел к решению применить в передающем аппарате щелочной фотоэлемент, конструкция которого была предложена Эльстером и Гейтелем.
При прерывистом освещении фотоэлемента электронный пучок начинал вибрировать и оставлял на экране трубки след в виде растянутой полоски. Ток, поданный одновременно с этим в электромагниты, отклоняющие электронный пучок в поперечном направлении, вызывал появление на экране ряда светящихся полос. Возникновение и исчезновение полос точно совпадало с моментами освещения и затемнения фотоэлемента.
Основанием для применения элемента с внешним фотоэффектом послужили как имевшиеся литературные данные, так и результаты собственных опытов Б. Л. Розинга. Он писал: "По исследованиям профессора Бергмана, не удалось обнаружить никакого промежутка между началом освещения и возникновением фотоэлектрического эффекта. Наконец, по моим личным опытам я могу утверждать, что подобные фотоэлементы отзываются на световые сигналы даже тогда, если они продолжаются не более 1/10000 сек. Дальше мои опыты не шли, но я думаю, что они могут выдержать испытания и по отношению к сигналам в 1/100000 сек." [7 Б. Л. Розин г. Об электрической телескопии...].
Безынерционное преобразование света в электрические сигналы на передающей стороне позволяло передавать движущиеся изображения. Для воздействия световых лучей от отдельных участков передаваемого изображения на фотоэлемент Б. Л. Розинг применил в передающем устройстве систему из двух многогранных зеркальных барабанов, вращающихся с разными скоростями. Разрешив таким путем в принципе задачу получения сигналов изображения, он сосредоточил свое внимание на создании приемного устройства с электроннолучевой трубкой, способного воссоздавать из принятых сигналов передаваемые изображения.
Осциллографическая трубка Брауна с постоянной интенсивностью электронного пучка была непригодна для этой цели. Для воспроизведения движущегося изображения с различной яркостью его элементов необходимо изменять интенсивность электронного пучка в соответствии с величиной электрических сигналов, поступающих от передающего устройства.