エルンスト・ヴァルター・ルーマー(1878年4月15日 - 1913年4月8日)はドイツの物理学者。セレンの光感受性を利用した実用的な応用研究で最もよく知られており、見通し線光伝送を用いた無線電話、フィルムへの音声録音、有線テレビ放送の開発に活用した。
ルーマーの父は発明家兼製造業者だった。1897年から1900年までベルリンで数学と自然科学を学び、翌年にはギーセンで研究を続けた。初期の研究には、光照射の影響に対してより感度が高く、より速く反応するセレン電池の開発に関する広範な研究が含まれていた。1902年12月、ルーマーとサロモン・カリッシャーは、導電性セレンコーティング板を露光することによって写真画像を生成する方法に関するドイツ特許151,971を取得した。[ 1 ]ルーマーはまた、セレン電池を使用した感光制御スイッチを設計し、これは日中のブイの照明ガスの流れを自動的に遮断するためにうまく使用された。[ 2 ] 1904年、彼はベルリン南西部に私設の物理学研究所を設立した。[ 3 ]

ルーマーは、アレクサンダー・グラハム・ベルの光無線電話であるフォトフォンの改良に関する研究で広く知られるようになった。ベルは1880年にこの装置を発表したが、これは受信機にセレン電池を使用し、送信機から発せられる変動する光を音に変換するものだった。しかし、ベルの発明は通信距離が数百メートル程度しかなく、彼はすぐにこの装置の研究を中止した。ルーマーは、自身のセレン電池の感度向上と、H・T・サイモン教授の「スピーキングアーク」の優れた受信能力を組み合わせることで、フォトフォンをより長距離の信号伝送に実用化できると確信していた。
ルーマーは1901年から1902年にかけて、ハーフェル川沿いとヴァンゼー湖で一連の実験的な送信を行った。彼は、良好な条件下では15キロメートル(9マイル)の送信距離を達成したと報告しており[ 5 ] 、昼夜を問わず同様の成功を収めたが、最長の送信は晴天に依存していた。彼は1904年までベルリン周辺で実験を続け、ドイツ海軍と協力して、送信に使用する高出力の探照灯を提供した[ 6 ] 。
ルーマーは無線信号を用いた音声伝送の研究も行った。1904年、彼はアドルフ・ピーパーと共に、水銀蒸気真空管を用いて「連続波」伝送を生成する方法を記述したドイツ特許173,396「永久的に減衰しない電気振動を生成する方法」を取得した。[ 7 ]
1904年、彼は最大12万サイクル/秒の送信周波数を生成する高速交流発電機を開発した。しかし、この試みは0.001ワット未満しか生成しない基本的な試作機を超えることはなかった。[ 8 ]

ルーマーは高周波火花送信機を用いた無線電話伝送についても研究した。 [ 9 ]この研究は1904年から1905年の冬に行われたが、このアプローチは限られた成果しか得られなかった。彼は後に「マイクロホン接触と電話で受信した送信音声は、どもりの人の声のように粗く途切れ途切れだった」と述べている。[ 10 ]
1906年、デンマークのヴァルデマール・ポールセンが開発した水素アーク送信機をベースにした設計を採用し、彼は毎秒30万サイクルまでの周波数を生成できる送信機を製作したと報告した。結果として得られた音声伝送の品質は「驚くほど良好」であり、伝送距離を数キロメートルまで延長できると感じていたが、これらのテストは500メートルの距離でのみ実施された。[ 11 ]
ルーマーは搬送電流伝送(当時は「有線無線」として知られていた)についても研究した。これは、複数の無線信号が導波管として機能し、指定された場所に信号を運ぶ電気導体に沿って伝送される方式である。1911年には、最近のデモンストレーションで「ドイツ語、フランス語、歌、蓄音機音楽の4つの伝送が同時に行われたが、妨害を受けることなくその数を大幅に増やすことができるのは明らかである」と報告された。[ 12 ]
1907年、ルーマーは『無線電話』を執筆し、これはジェームズ・アースキン=マレーによって翻訳され、1908年に『理論と実践における無線電話』として出版された。[ 13 ]この本では、光電話の研究と新しい無線電話の開発の両方を含む、無線電話のために研究されていたさまざまな技術が概説されている。無線伝送は天候の影響を受けず、見通し線伝送に限定されないため、ほとんどの用途において優れていることがすぐに認識された。
1900年、ルーマーは光無線電話の研究の一環として、送信アーク光の変動を明暗の帯の濃淡の変化として連続した写真フィルムに記録した。そして、このフィルムに明るい光を当てて、その結果生じる変化する光がセレンセルを照らすことで、この写真ストリップから記録された音を逆再生できることを発見した。明るさの変化は、セレンの電流に対する抵抗の変化を引き起こし、それが電話の受話器で生成される音を変調するために使用された。彼は結果を次のように要約した。「これは本当に素晴らしいプロセスです。音が電気になり、光になり、化学反応を起こし、再び光と電気になり、最終的に音になります。」[ 14 ]彼はこの発明をフォトグラフフォンと名付けた。[ 15 ]この基本的な概念は、最終的に音声映画の制作に採用されることになる。

ルーマーはテレビ受信機の画素としてセレンセルを使用することについても研究した。1909年後半、彼はベルギーで、ブリュッセルの司法宮殿からリエージュ市まで、115キロメートル(72マイル)の距離で電話線を介して単純な画像を送信することに成功した。このデモンストレーションは当時「世界初のテレビ装置の動作モデル」と評された。[ 17 ]しかし、彼の装置はわずか25個のセルで構成されていたため、単純な幾何学的形状しか表現できなかった。ルーマーは、より高精細な画像が可能なシステムを作ることは「お金の問題だけだ」と確信していた。しかし、セレンセル1個あたり15ポンド(45米ドル)の費用で、4,000個のセルのシステムには60,000ポンド(180,000米ドル)、風景を背景に必要とするシーンやイベントを再現できる10,000個のセルの機構には150,000ポンド(450,000米ドル)かかると見積もった。高コストのため、彼は自身のデバイスが一般家庭での使用に適しているとは考えておらず、むしろ主要都市に中央オフィスを設置し、顧客がサービスを利用するための手配を行うという構想を抱いていた。
ルーマーは、1910年のブリュッセル万国博覧会が、博覧会の展示品として、より多くのセルを備えた先進的な装置の製造を後援してくれることを期待していた。しかし、見積もられた費用25万ポンド(75万米ドル)は高すぎることが判明した。 [ 17 ]また、テレビの研究は、より優れたアプローチとして、受信機に陰極線管を使用することに変わった。
ルーマーの有望なキャリアは結局短く終わってしまった。彼は1912年に病に倒れ、翌年34歳で亡くなった。[ 18 ]