Офтофон — оптическое устройство воспроизведения звука¶

Офтофон — оптическое устройство для воспроизведения звука с плёнки, в котором звуковая дорожка считывается не механическим или магнитным способом, а с помощью светового луча и фотоэлемента. Офтофон относится к классу оптических звукоснимателей и представляет собой одну из ранних попыток заменить иглу механического граммофона бесконтактным считыванием записи. Наибольшую известность получили модели, выпускавшиеся в 1920–1930-е годы для воспроизведения звука с киноплёнки и с особых звуковых дисков.

¶Принцип работы

В основе офтофона лежит фотоэлектрический принцип. Звук предварительно записывается на прозрачный носитель в виде дорожки переменной прозрачности или переменной ширины. При воспроизведении через эту дорожку пропускается узкий пучок света от лампы; прошедший свет попадает на фотоэлемент, ток которого меняется в такт изменениям оптической плотности дорожки. Полученный электрический сигнал усиливается и подаётся на громкоговоритель.

Таким образом, офтофон не имеет трущихся частей, контактирующих с носителем, — именно это отличало его от патефона и граммофона, где игла механически изнашивала канавку. Отсутствие механического контакта снижало износ записи и уровень паразитного шума, однако требовало стабильного источника света и чувствительного фотоэлемента.

¶История

Идея оптической записи звука была предложена ещё в конце XIX века. В 1884 году Александр Белл и Чарльз Тейнтер использовали световой луч для передачи речи в своём фотофоне, хотя это устройство служило для телефонной связи, а не для воспроизведения записей. В начале XX века опыты с фотографической записью звука вели несколько изобретателей в Европе и США.

Термин «офтофон» (от греческих корней, означающих «видящий» и «звук») применялся к ряду устройств, запатентованных в 1910–1920-е годы. Наиболее заметные разработки связаны с попытками создать домашний аппарат для воспроизведения звука с плёнки. В 1920-е годы, с развитием звукового кино, оптическая звукодорожка стала стандартом кинематографа: системы звукового кино считывали звук с края киноплёнки именно фотэлектрическим способом. Это сделало оптический звук массовой технологией, хотя сам термин «офтофон» закрепился преимущественно за ранними бытовыми аппаратами.

К 1930-м годам оптический способ воспроизведения в быту не получил широкого распространения: он проигрывал по простоте и дешевизне механической грамзаписи, а затем был вытеснен магнитной записью и долгоиграющими грампластинками. В кинематографе оптическая звукодорожка сохранялась до 1950-х годов, пока её не начала вытеснять магнитная, а затем и цифровая звукозапись.

¶Устройство

Типичный офтофон включал несколько основных узлов:

• Источник света — лампа накаливания с фокусирующей оптикой, формирующая узкий световой зонд.
• Оптическая система — линзы и щели, направляющие луч на звуковую дорожку носителя.
• Фотоэлемент — селеновый или вакуумный фотоэлектрический преобразователь, реагирующий на изменение светового потока.
• Усилитель — электронная схема, усиливающая слабый сигнал фотоэлемента.
• Громкоговоритель — устройство вывода звука.
• Механизм протяжки — двигатель и ролики, обеспечивающие равномерное движение носителя относительно луча.

Качество воспроизведения зависело от равномерности протяжки, стабильности свечения лампы и линейности характеристики фотоэлемента. Любые колебания скорости движения носителя приводили к искажению высоты тона.

¶Виды носителей

Оптические звукосниматели работали с несколькими типами носителей:

Наибольшее практическое значение получила оптическая звукодорожка на киноплёнке — она позволила синхронизировать изображение и звук в одном носителе.

¶Значение и ограничения

Офтофон и родственные оптические системы сыграли важную роль в переходе от немого кино к звуковому. Они доказали принципиальную возможность бесконтактного считывания звука и заложили основы оптической звукозаписи, которая позднее нашла применение в лазерных проигрывателях компакт-дисков: в CD-аудио звук также считывается световым лучом, хотя и в цифровой форме.

Основные ограничения офтофона:

• сложность и стоимость по сравнению с механическим граммофоном;
• чувствительность к загрязнению и дефектам носителя;
• необходимость усиления слабого сигнала;
• невысокая для своего времени точность воспроизведения.

¶Место в истории техники

Офтофон остаётся примером ранней инженерной попытки решить задачу воспроизведения звука без механического контакта. Хотя как бытовое устройство он не стал массовым, заложенные в нём принципы — оптическое считывание, фотоэлектрическое преобразование, электронное усиление — оказались востребованы в последующих поколениях звуковой техники. История офтофона иллюстрирует, как технология, не победившая в своей нише, может подготовить почву для более успешных решений.