光を通した音声通話？

アレクサンダー・グラハム・ベルについて話すとき、人間のコミュニケーションに最も革命をもたらした彼の発明の 1 つである電話が思い浮かぶのは避けられません。さて、今日私たちは、ベルよりも前にイタリア人のアントニオ・メウッチがすでに電話を発明していたことを知っていますが、それはグラハム・ベルが父性の一部を持っていることを意味するものではありません。さらに、彼の会社であるベル電話会社の施設では、通信や航空などの分野の改善に役立つ他の多くの発明や発見が生まれました。彼は金属探知機を発明したとさえ信じられています。しかし、アプリオリに注目を集めるべきだったのに、もちろん電話の普及により、時間の経過とともに忘れ去られてしまった発明があります。

「ケーブルから電波へ: 携帯電話の誕生」という記事では、無線電話がどのように始まったか、そして最初の端末がどのようにして出現したのかを見ることができます。現在の端末よりも重く大型でしたが、初めて銅線に代わって誰かと会話できるようになりました。電話アンテナ付きケーブル。詳細には立ち入りませんが、携帯電話による最初のテストは前世紀の 70 年代、およそ 1974 年に遡ります。

しかし、ほぼ 100 年前に、アレクサンダー グラハム ベルと彼のアシスタントチャールズ サムナー テインターは、無線電話と考えられるものの最初のテストをすでに行っていましたが、音声伝送の手段として電波の代わりに光が使用されていました。不思議なことに、この発明がフォトフォンと呼ばれていたものは、携帯電話の開発に役立ったわけではありませんが、今日広く普及し、音声、画像、音声、データの高速伝送を容易にする光ファイバーによる通信の基礎を築きました。大量の場合でも、損失や遅延はほとんどありません。

波を越えて送信する

ベルは 1876 年に米国で電話の特許を取得しました。冒頭で述べたように、父親はアントニオ メウッチに与えられ、彼は 1860 年に同じ発明を発表しました。いずれにせよ、ベルの成功は、この偉大な技術革新によって養われました。 1877 年に設立された彼の会社Bell Telephone は、米国およびその国境を越えた電話の急速な導入のおかげで劇的に成長するだろうという点です。

あまり詳しくは述べませんが、電話は電信の進化形であり、正確には話す電信と呼ばれるものですが、パルスの送信に限定されるのではなく、音声やサウンドの送受信が可能です。このために、銅線ケーブルを介して通信する送信デバイスと別の受信デバイスが存在します。今では固定電話と呼ばれる電話をずっと使って生きてきた私たちにとって、知らないことは何もありません。

しかし、これはベルが通信やその他の分野の研究を止めるわけではありません。 1880 年 2 月、彼はチャールズ サムナー テインターと一緒に、いわゆるフォトフォンを作成しました。電話という言葉はテレ（ギリシャ語で遠い）とフォノ（ギリシャ語で声または音）で構成されていますが、フォトフォンは写真（ギリシャ語で光）とフォノ（声または音）で構成されています。

電話と同様に、フォトフォンは送信デバイスと受信デバイスで構成されています。しかし、音声の送信はケーブルを介する代わりに、光を通じて行われました。具体的には、太陽光線が鏡で反射し、話者の声に合わせて振動する別の振動鏡に向けられました。振動ミラーからの光信号は受信装置のセレンセンサーに送られ、そこで光エネルギーが電圧に変換されて電話に送信されます。これまでのところ、それはシンプルで有望に思えます。したがって、ベルとテインターはそれの特許を取得しました。

しかし、もちろん問題はあります。それは、光はケーブルと違って壁や壁を通過せず、24時間利用できるわけではないことです。まさに、写真電話から発信される信号の範囲は、時間帯や天候の良さなどによって異なります。一例を挙げると、ベルとテインターの実験の 1 つは、約 213 メートルの距離、つまりワシントンにあるフランクリン スクールとベルの研究室の間の距離で、フォトフォンを介して話すことで構成されていました。

写真電話の限界は、生後最初の数か月間、多くの人の注目を集めるのを妨げませんでした。たとえば、パリ科学アカデミーでは、当時の賞金 50,000 フランを受賞しました。したがって、元のフォトフォンを改良するさまざまな変更と調整を加えて、さらに 4 つが最初の特許に追加されました。

競争は厳しい

私たちは、フォトフォンの成功を妨げた主な理由がフォトフォン自体の限界にあったことがわかりました。光は私たちに溢れているものですが、一定ではなく、夜間や雨の日などは写真通信ができなくなります。このため、グラハム・ベルは、個人間の通信手段としての使用を除外しました。何よりも、電話はすでに世界中に普及しており、写真電話はライバルではなかったためです。

写真電話の解決策の 1 つは、公海上の船舶間の通信手段としての実装である可能性がありますが、限界は同じままでした。これに付け加えなければならないのは、1897 年にグリエルモ マルコーニによって最初の無線通信が行われ、数キロメートル離れた距離をカバーしたが、これは最も晴れた日であっても写真電話では達成できなかったということである。

しかし、この写真電話には支持者がいました。 1904 年、ドイツ軍はナミビアで電信送信ヘリオグラフを使用してこの技術を採用しました。そして、ドイツの物理学者エルンスト・ヴァルター・ルーマーなど、世界中の発明家がこの発明の改良を提案しました。彼は1903年に、電光を使用して2〜7キロメートルの距離に音声を送信するスピーキング・アークを発表しました。一方、スペインの写真家マリアノ・ガルシア・サンタマリアは1905 年にトーキングランプの特許を登録しましたが、理論的には十分に説明されていましたが、実用化されなかったため、特許は 1907 年に期限切れになりました。

同様の発明は、かつてベル電話として知られていたアメリカン・テレフォン・アンド・テレグラフ社で生まれたラジオフォンと呼ばれる写真電話から生まれました。 1904 年のセントルイス万国博覧会で、電気を使って光を生成し、その光を電話マイクで変化させるこの無線電話が発表されました。

ただし、フォトフォンの改良は両方の世界大戦で使用されました。最初の段階では、イギリス陸軍は振動ミラー変調器 (1916 年) を使用し、光、特に赤外線に敏感なモリブデン酸センサーを使用しました (1917 年)。そして、第二次世界大戦前に、タングステンランプと硫化鉛センサーを使用して信号を受信する赤外線フォトフォンがドイツで開発され、通信範囲が約 14 キロメートル離れたところまで広がりました。

一方では電話、他方ではラジオとの厳しい競争により、フォトフォンの使用は実験以外には不可能になりました。しかし、この好奇心旺盛で贅沢な発明が消滅したわけではありません。それは、最新技術の 1 つである光ファイバーの基礎を築いたからです。

死後の勝利

一方と他方の関係は直接的ではありませんが、発明から数十年が経過し、この発明自体が忘れ去られてから長い時間が経ち、光ファイバーはフォトフォンにとって小さな勝利であるというロマンチックな考えを捨てることはできません。光を通して声や音を送信するのは素晴らしいアイデアですが、フォトフォンでは長距離ではそれができませんでした。一方、光ファイバーにより、ガラスやプラスチックのケーブルを伝わる光を通じて情報を送信することが可能になりました。

アイルランドの物理学者ジョン・ティンダルによる 1870 年の理論的研究に基づいて、物理学者のナリンダー・シン・カパニーによって 1952 年に発明された光ファイバーには多くの用途があり、照明に使用され、あらゆる種類の測定センサーに使用され、主に私たちが提供する用途で知られています。長距離データ伝送用です。簡単に言えば、インターネットは主に光ファイバーで構成されており、海底通信ケーブルの大部分は従来の銅線の代わりに光ファイバーを使用しています。

いずれにせよ、フォトフォンは当時の発明として常に記憶され、今日では実用的なものとしてよりも奇抜なものとして見られています。しかし、風変わりな発明の中にこそ、他の偉大な発明の基礎が生まれ、それなしでは今日私たちは生きていけないのです。

注:この記事で使用されている歴史的画像は、スペイン特許商標庁の仮想博物館に属します。