Патент 2,612,994

Патент 2,612,994 — это патент США на изобретение, выданный 11 ноября 1952 года на имя американского изобретателя и предпринимателя Роберта Адлера (Robert Adler). Патент описывает конструкцию первого в мире практичного беспроводного пульта дистанционного управления для телевизора, работающего на основе ультразвуковых сигналов. Данное изобретение стало ключевым этапом в развитии бытовой электроники, заменив громоздкие и неудобные проводные пульты, и заложило основы для современных инфракрасных и радиочастотных систем управления.

История создания

Предпосылки

К началу 1950-х годов телевидение стало массовым явлением в США. Однако управление телевизором требовало от зрителя физического подхода к аппарату для переключения каналов, регулировки громкости и яркости. Первые попытки создать дистанционное управление предпринимались ещё в 1930-х годах, но они были либо проводными (что создавало неудобства), либо громоздкими и ненадёжными. В 1950 году компания Zenith Electronics (США) выпустила первый проводной пульт «Lazy Bones», который подключался к телевизору длинным шнуром. Однако он часто путался под ногами и представлял опасность для детей и пожилых людей.

Разработка Роберта Адлера

Роберт Адлер, работавший в Zenith с 1941 года, был известен своими работами в области электроники и акустики. В 1951 году руководство компании поставило перед ним задачу создать беспроводной пульт, который был бы безопасным, надёжным и недорогим в производстве. Адлер предложил использовать ультразвук — звуковые волны частотой выше 20 кГц, не слышимые человеческим ухом. Идея заключалась в том, чтобы генерировать различные ультразвуковые частоты, каждая из которых соответствовала бы определённой команде (включение/выключение, переключение каналов, регулировка громкости).

После серии экспериментов Адлер создал устройство, состоящее из четырёх алюминиевых стержней разной длины, которые при ударе молоточком издавали ультразвуковые колебания строго определённой частоты. В телевизоре устанавливался микрофон, настроенный на эти частоты, и электронная схема, преобразовывавшая сигналы в команды. Патент на это изобретение был подан 15 мая 1951 года и выдан 11 ноября 1952 года под номером 2,612,994.

Коммерциализация

В 1955 году компания Zenith выпустила на рынок первую модель телевизора с ультразвуковым пультом — Zenith Flash-Matic. Однако этот пульт использовал не ультразвук, а направленный световой луч (фотоэлемент), что оказалось ненадёжным из-за помех от солнечного света и ламп накаливания. Уже в 1956 году Zenith представила усовершенствованную систему Space Command, основанную именно на патенте Адлера. Пульт Space Command, прозванный «щёлкающим» из-за характерного звука при ударе по стержням, стал первым массовым беспроводным пультом. Он продавался миллионами экземпляров и оставался стандартом до середины 1980-х годов, когда его вытеснили инфракрасные пульты.

Устройство и принцип действия

Конструкция пульта

Пульт по патенту 2,612,994 представлял собой небольшой металлический или пластиковый корпус, в котором были закреплены четыре алюминиевых стержня разной длины. Каждый стержень был настроен на определённую резонансную частоту ультразвукового диапазона (обычно от 20 до 40 кГц). На корпусе имелись кнопки, при нажатии которых специальный молоточек ударял по соответствующему стержню, вызывая его колебания. Электрическое питание пульту не требовалось — энергия удара преобразовывалась в акустическую волну.

Приёмник в телевизоре

В телевизоре устанавливался пьезоэлектрический микрофон, чувствительный к ультразвуковым частотам. Сигнал с микрофона поступал на усилитель, а затем на набор резонансных фильтров (катушек индуктивности и конденсаторов), настроенных на те же частоты, что и стержни пульта. Каждый фильтр активировал соответствующее реле, которое управляло функциями телевизора: включением/выключением, переключением каналов (вперёд/назад), регулировкой громкости (вверх/вниз). Таким образом, для выполнения четырёх команд требовалось всего четыре частоты.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Отсутствие батареек — пульт работал за счёт механической энергии.
• Простота и дешевизна производства.
• Устойчивость к радиопомехам и световым помехам.
• Безопасность — ультразвук не слышен и не вреден для человека.

Недостатки:

• Ограниченный набор команд (обычно 4–8).
• Чувствительность к шумам — звон ключей, лай собак или звон посуды могли случайно переключить канал.
• Необходимость прямой видимости между пультом и телевизором (хотя ультразвук мог огибать препятствия, но с потерей сигнала).

Влияние и значение

Технологический прорыв

Патент 2,612,994 стал основой для целого поколения бытовой электроники. Ультразвуковые пульты доминировали на рынке более 30 лет, пока в 1980-х годах не были вытеснены инфракрасными системами, позволявшими передавать большее количество команд и не подверженными акустическим помехам. Тем не менее, принцип кодирования команд с помощью разных частот (частотная модуляция) был заимствован и для инфракрасных пультов.

Социальный эффект

Изобретение Адлера кардинально изменило привычки телезрителей. Беспроводной пульт сделал телевизор более удобным и доступным для людей с ограниченными возможностями, пожилых людей и детей. Он также способствовал росту популярности телевидения как средства массовой информации и досуга.

Наследие

Роберт Адлер получил за своё изобретение множество наград, включая премию «Эмми» (1995) за технологические достижения. Сам патент 2,612,994 считается одним из самых значимых в истории потребительской электроники. В 2007 году Адлер был включён в Национальный зал славы изобретателей США. Ультразвуковые пульты, хотя и устарели, продолжают использоваться в некоторых специализированных устройствах (например, в системах управления промышленным оборудованием или в игрушках).

Критика и альтернативы

Ограничения ультразвука

Главным недостатком системы Адлера была подверженность ложным срабатываниям от случайных ультразвуковых источников. Например, в домах с собаками, которые могли лаять на частотах, близких к рабочим, телевизор мог самопроизвольно переключать каналы. Также ультразвуковые пульты не работали через стены и были неэффективны в помещениях с сильным эхом.

Альтернативные технологии

• Радиочастотные пульты (RF) — появились в 1960-х годах для управления дорогими моделями телевизоров и видеомагнитофонов. Они не требовали прямой видимости, но были дороже и сложнее.
• Инфракрасные пульты (IR) — стали массовыми в 1980-х годах после стандартизации протоколов (например, RC-5). Они позволяли передавать десятки команд, были дёшевы и надёжны, хотя и требовали прямой видимости.
• Bluetooth и Wi-Fi — современные пульты используют цифровые радиоканалы для управления смарт-телевизорами, поддерживая голосовое управление и обратную связь.

Интересные факты

• Первоначально пульт Space Command назывался «Zenith Space Command» и стоил около 250 долларов в ценах 1956 года (что эквивалентно примерно 2500 долларам в 2023 году).
• Роберт Адлер никогда не получал роялти за свой патент, так как передал все права компании Zenith за единовременное вознаграждение в 1 доллар.
• Ультразвуковые пульты были настолько популярны, что в 1960-х годах Zenith выпускала отдельные модели телевизоров с дополнительными ультразвуковыми приёмниками для управления видеомагнитофонами.
• В 1980-х годах японские компании (Sony, Panasonic) начали активно внедрять инфракрасные пульты, что привело к постепенному отказу от ультразвуковых технологий в бытовой электронике.

Источники

• Патент США №2,612,994 «Ultrasonic remote control system» (1952).
• Robert Adler. «Ultrasonic Remote Control for Television Receivers». Proceedings of the IRE, 1953.
• David E. Fisher, Marshall Jon Fisher. «Tube: The Invention of Television». Counterpoint, 1996.
• «Zenith Space Command: The First Wireless TV Remote». Smithsonian National Museum of American History.
• Официальный сайт Национального зала славы изобретателей США (National Inventors Hall of Fame).