アメリカ合衆国発明家電子工学者受賞者

エドウィン・アームストロング

アメリカの電気工学者エドウィン・ハワード・アームストロングは、再生回路、スーパーヘテロダイン受信機、FMラジオを発明し、現代無線通信の基盤を築いた。

1. 概要

エドウィン・ハワード・アームストロングは、1890年12月18日にニューヨーク市で生まれ、1954年2月1日に亡くなったアメリカの電気工学者であり発明家です。彼は、現代の無線通信技術に不可欠な再生回路、スーパーヘテロダイン受信機、そして特に周波数変調(FM)ラジオシステムを開発しました。生涯で42件の特許を取得し、無線工学の分野で数々の栄誉に輝きましたが、彼のキャリアは、リー・ド・フォレストやRCAのデイヴィッド・サルノフといった初期の無線産業における主要人物たちとの長期にわたる特許紛争によって大きく翻弄されました。これらの法廷闘争は、彼の健康、財政、そして結婚生活に深刻な打撃を与え、最終的には自殺という悲劇的な結末を招きました。アームストロングの物語は、個人の革新的な努力が巨大企業の権力と衝突する事例として、技術史における重要な教訓となっています。彼の死後、妻マリオンが訴訟を引き継ぎ、いくつかの訴訟で勝訴し、和解を勝ち取ることになります。

2. 生い立ちと教育

アームストロングの少年時代の家。ニューヨーク州ヨンカーズのハドソン川を見下ろす位置にあり、1975年頃に撮影された。
アームストロングの少年時代の家。ニューヨーク州ヨンカーズのハドソン川を見下ろす位置にあり、1975年頃に撮影された。

エドウィン・ハワード・アームストロングは、1890年12月18日にニューヨーク市のチェルシー地区で、ジョンとエミリー(旧姓スミス)アームストロング夫妻の3人兄弟の長男として生まれました。彼の父はオックスフォード大学出版局のアメリカ支社で働き始め、聖書や古典作品を出版し、最終的には副社長の地位に昇進しました。両親は31番街と9番街にあったノース・プレスビテリアン教会で出会いました。母親の家族はチェルシーと強い繋がりがあり、教会の活動に積極的に参加していました。教会が北に移転すると、スミス家とアームストロング家もそれに続き、1895年にはアームストロング家は西29番街347番地の茶色の石造りの長屋から、アッパー・ウェスト・サイドの西97番街26番地の同様の家へ引っ越しました。一家は裕福な中流階級でした。

8歳の時、アームストロングはリウマチ熱に起因する稀な神経疾患であるシデナム舞踏病(当時はSt. Vitus' Dance聖ヴィトゥスの舞踏病英語として知られていました)にかかりました。この病気のため、彼は公立学校を退学し、2年間自宅で教育を受けました。この病気と学校を休んだ期間が原因で、彼は社交的ではなくなりました。生涯を通じて、興奮やストレスによって悪化する肉体的なチック症に悩まされました。健康改善のため、アームストロング一家はハドソン川を見下ろすニューヨーク州ヨンカーズのウォーバートン・アベニュー1032番地の家へ引っ越しました。その後、スミス家も隣に引っ越してきました。

幼い頃から、アームストロングは電気機械装置、特に列車に強い関心を示しました。彼は高い場所が好きで、裏庭に間に合わせのアンテナ塔を建設し、ボースンチェアを使ってその長さを上下していました。近隣住民は彼の行動を心配していました。彼の初期の研究の多くは、実家の屋根裏部屋で行われました。

1909年、アームストロングはニューヨーク市のコロンビア大学に入学し、シータ・ザイ工学友愛会のイプシロン支部のメンバーとなり、コロンビア大学の独立した研究機関であるハートリー研究所でミハイロ・プーピン教授のもとで学びました。彼の指導教員の一人であるジョン・H・モアクロフト教授は後に、アームストロングが興味のある分野には非常に集中していた一方で、それ以外の学業にはやや無関心だったと回顧しています。アームストロングは一般的な常識に疑問を呈し、教授や同僚の意見に対してもすぐに質問しました。ある時には、彼が嫌っていたコーネル大学からの客員教授をだまして重い感電をさせたことを語っています。彼はまた、理論よりも実践を重視し、進歩は「数理物理学」の数学的計算や公式よりも、実験と推論の産物である可能性が高いと述べていました。

アームストロングは1913年にコロンビア大学を卒業し、電気工学の学位を取得しました。大学卒業後、コロンビア大学で年間600 USDの1年間の研究室助手として任命され、その後はプーピン教授のもとで年間1 USDの給与で名目上研究助手として働きました。ほとんどの技術者とは異なり、アームストロングは企業に雇用されることはありませんでした。彼はコロンビア大学に自己資金で独立した研究開発研究所を設立し、自身の特許を完全に所有していました。

1934年、彼はジョン・H・モアクロフトの死によって空席となったコロンビア大学の電気工学教授に任命され、その職を生涯務めました。

3. 発明と技術的貢献

アームストロングは、無線通信の黎明期において、その後の技術発展の基礎となる画期的な発明を数多く生み出しました。彼の研究は、無線信号の増幅、選択性、そしてノイズ除去といった根本的な課題を解決し、現代のラジオ放送や通信システムの基盤を築きました。

3.1. 再生回路

アームストロングの「フィードバック」回路図。1922年の『ラジオ・ブロードキャスト』誌第1巻第1号より。
アームストロングの「フィードバック」回路図。1922年の『ラジオ・ブロードキャスト』誌第1巻第1号より。

アームストロングはコロンビア大学の学部生時代に、最初の主要な発明である再生回路の研究を開始しました。1906年後半、リー・ド・フォレストは3素子(三極管)のAudionオーディオン英語真空管を発明していました。当時の真空管の動作原理はまだ十分に理解されていませんでした。ド・フォレストの初期のオーディオンは真空度が低く、適度なプレート電圧で青い光を放ちました。ド・フォレストはフェデラル・テレグラフ社のために真空度を改善しました。1912年までに真空管の動作は理解され、高真空管を用いた再生回路が評価されるようになりました。

アームストロングは、幼少期から初期の気まぐれな「ガス入り」オーディオンで実験を行っていました。後の発見に触発され、彼は真空管がどのように機能するかを詳細に科学的に理解することに強い関心を持つようになりました。モアクロフト教授と協力して、彼はオシログラフを使用して包括的な研究を行いました。彼の画期的な発見は、正帰還(「Regeneration再生英語」とも呼ばれる)を用いることで、それまでに達成されたよりも数百倍も大きな増幅が得られることを突き止めたことです。これにより、増幅された信号は、受信機がヘッドホンではなくスピーカーを使用できるほど強力になりました。さらに調査を進めると、フィードバックをあるレベル以上に増やすと真空管が発振し、連続波無線送信機としても使用できることが明らかになりました。

1913年から、アームストロングは彼の研究を注意深く文書化した一連の包括的なデモンストレーションと論文を作成し、1913年後半には再生回路の特許保護を申請しました。1914年10月6日、彼の発見に対する米国特許1,113,149号が発行されました。リー・ド・フォレストは当初アームストロングの発見を軽視していましたが、1915年以降、彼はアームストロングの主張をほとんどコピーした一連の競合特許申請を行い、フェデラル・テレグラフ社で働いていた1912年8月6日のノートの記述に基づき、アームストロングに認められた1913年1月31日よりも前に自分が再生を発見したと主張しました。その結果、特許庁で優先権を決定するための特許干渉訴訟が開始されました。ド・フォレストだけでなく、ゼネラル・エレクトリックのアーヴィング・ラングミュア、そしてドイツ国民であったアレクサンダー・マイスナーを含む4人の競合する申請者がいました。マイスナーの申請は第一次世界大戦中に外国人財産管理人事務所によって差し押さえられました。

第一次世界大戦終結後、アームストロングはペニー、デイビス、マーティン、エドモンズ法律事務所の代理人を雇いました。訴訟費用を賄うため、彼は再生特許の使用に関する譲渡不能なライセンスを厳選された小規模な無線機器会社に発行し始め、1920年11月までに17社がライセンスを取得しました。これらのライセンシーは、彼らの売上高の5%をロイヤリティとして支払いましたが、その販売は「アマチュアおよび実験者」に限定されていました。一方、アームストロングは自身の研究の商業的権利を売却する選択肢を探りました。明らかな候補はラジオ・コーポレーション・オブ・アメリカ(RCA)でしたが、1920年10月5日、ウェスティングハウス・エレクトリック・アンド・マニュファクチャリング・カンパニーは、再生およびスーパーヘテロダイン特許の商業的権利に対して33.50 万 USDのオプションを取得し、アームストロングが再生特許紛争で勝訴した場合にはさらに20.00 万 USDを支払うことになっていました。ウェスティングハウスはこのオプションを1920年11月4日に行使しました。

再生特許に関する法的手続きは、2つのグループの訴訟に分かれました。最初の訴訟は1919年にアームストロングがド・フォレストの会社を地方裁判所で訴え、特許1,113,149号の侵害を主張したことで始まりました。この裁判所は1921年5月17日にアームストロングに有利な判決を下しました。2番目の訴訟は、特許庁の干渉審理の結果として、異なる結果となりました。干渉委員会もアームストロングに有利な判決を下していましたが、彼はド・フォレストとの和解を、彼が完全な補償と考える額以下では受け入れませんでした。そのため、ド・フォレストは法廷での弁護を続け、干渉委員会の決定をコロンビア特別区地方裁判所に上訴しました。1924年5月8日、その裁判所はド・フォレストが再生の発明者と見なされるべきであると判決を下しました。アームストロング(および多くの工学コミュニティ)はこれらの出来事に衝撃を受け、彼の側はこの決定を上訴しました。法的手続きは1928年と1934年に2度、アメリカ合衆国最高裁判所に持ち込まれましたが、彼はその決定を覆すことに成功しませんでした。

再生の発明者としてド・フォレストを支持する最高裁判所の2度目の判決を受けて、アームストロングは1917年に米国無線学会(IRE)から授与された「発振および非発振オーディオンの動作に関する彼の研究と出版物を称えて」のIEEE栄誉賞を返還しようとしました。しかし、組織の理事会はそれを許可せず、「元の授与を強く支持する」という声明を発表しました。

3.2. スーパーヘテロダイン受信機

第一次世界大戦中のアメリカ陸軍通信隊の軍服姿のアームストロング、1922年。
第一次世界大戦中のアメリカ陸軍通信隊の軍服姿のアームストロング、1922年。

米国は1917年4月に第一次世界大戦に参戦しました。同年後半、アームストロングはアメリカ陸軍通信隊の大尉に任官され、連合国の戦時無線通信開発を支援するためフランスのパリにある研究所に配属されました。彼は1919年秋に少佐に昇進した後、米国に帰国しました。(両世界大戦中、アームストロングは自身の特許を米軍に無償で使用させました。)

この期間中、アームストロングの最も重要な業績は、「超音波ヘテロダイン」-すぐに「Superheterodyneスーパーヘテロダイン英語」と短縮された-無線受信回路の開発でした。この回路により無線受信機はより高感度で選択的になり、今日でも広く使用されています。スーパーヘテロダイン方式の主要な特徴は、受信する無線信号と、無線機内で局所的に生成された異なる周波数の信号を混合することです。この回路はミキサーと呼ばれます。その結果、固定された中間周波数(IF)信号が生成され、続く回路段階で容易に増幅および検出されます。1919年、アームストロングはスーパーヘテロダイン回路の米国特許を申請し、翌年発行されました。この特許はその後ウェスティングハウスに売却されました。この特許は異議を唱えられ、別の特許庁干渉審理が引き起こされました。アームストロングは最終的にこの特許争いに敗れましたが、その結果は再生に関する訴訟ほど論争の的とはなりませんでした。

異議を唱えたのは、第一次世界大戦中に連合国の無線通信開発に携わっていたフランスのリュシアン・レヴィでした。彼は1917年と1918年に、アームストロングのスーパーヘテロダイン受信機で使用されている基本的なアイデアの一部をカバーするフランス特許を取得していました。当時無線開発に関心を持っていたAT&Tは、主に有線電話交換機のポイントツーポイント拡張のために、レヴィの特許の米国権利を購入し、アームストロングの特許付与に異議を唱えました。その後の裁判所の審査は1928年まで続き、コロンビア特別区控訴裁判所はアームストロングの特許の9つの請求項すべてを却下し、7つの請求項の優先権をレヴィに、それぞれ1つずつをゼネラル・エレクトリックのエルンスト・アレキサンダーソンとベル研究所のバートン・W・ケンダルに割り当てました。

ほとんどの初期の無線受信機は再生回路を使用していましたが、アームストロングはデイヴィッド・サルノフ(1913年に再生受信機のデモンストレーションを行って以来の知り合い)に、RCAが一般向けに優れた製品としてスーパーヘテロダインを提供するよう提案しました。(進行中の特許紛争は障害とはなりませんでした。なぜなら、1920年と1921年にRCA、ウェスティングハウス、AT&Tの間で締結された広範なクロスライセンス契約により、アームストロングはレヴィの特許を自由に利用できたからです。)スーパーヘテロダイン受信機は当初、複数のチューニングノブと9本の真空管が必要なため、非常に複雑で高価であると考えられていました。RCAの技術者と協力して、アームストロングはよりシンプルで安価な設計を開発しました。RCAは1924年初頭に米国市場にスーパーヘテロダインのRadiolaシリーズを投入し、これらはすぐに成功を収め、RCAの利益を劇的に増加させました。これらの受信機は非常に価値があると考えられ、RCAは1930年まで他の米国企業にスーパーヘテロダインのライセンスを供与しませんでした。

3.3. 超再生回路

アームストロングが超再生回路について説明している様子、ニューヨーク、1922年。
アームストロングが超再生回路について説明している様子、ニューヨーク、1922年。

再生に関する法廷闘争は、アームストロングにとって偶然の成果をもたらしました。特許弁護士が主張した請求に対抗するための装置を準備している最中に、彼は「偶然にも超再生現象に遭遇」しました。これは、真空管の発振を急速に「消滅」させることで、さらに高いレベルの増幅を達成できるというものでした。1年後の1922年、アームストロングは超再生特許をRCAに、20.00 万 USDと60,000株のRCA株式(後にコンサルティング料として80,000株に増額)で売却しました。これによりアームストロングはRCAの最大の株主となり、彼は「その発明の売却は、再生回路とスーパーヘテロダインを合わせた売却よりも多くの利益をもたらした」と述べています。RCAは、スーパーヘテロダイン受信機が一般販売向けに完成するまでの間、超再生受信機のラインを販売することを想定していましたが、この回路は放送受信機として実用化するには選択性が十分ではないことが判明しました。

3.4. 広帯域FMラジオの開発

アームストロングの最も重要な業績は、広帯域周波数変調(FM)ラジオの開発です。この技術は、当時の無線通信が抱えていたノイズ問題を根本的に解決し、高音質のラジオ放送を可能にしました。

3.4.1. 背景とノイズ問題

雷雨や電気機器などの発生源による外部ノイズである「Staticスタティック英語」干渉は、初期の振幅変調(AM)を用いた無線通信を悩ませ、多くの発明家がその除去に苦心していました。静電気除去のための多くのアイデアが調査されましたが、ほとんど成功しませんでした。1920年代半ば、アームストロングは解決策の研究を開始しました。彼は当初、AM送信の特性を変更することで問題を解決しようとしましたが、これは成功しませんでした。

当時、周波数変調(FM)送信を使用するアプローチも存在しました。AMのように搬送波の強度を変化させるのではなく、搬送波の周波数を変化させて音声信号を表現する方式です。1922年、AT&Tのジョン・レンショー・カーソンは、FM送信がAMに比べて何ら改善をもたらさないことを示す詳細な数学的分析を発表していました。今日のカーソン帯域幅の法則は重要ですが、カーソンのレビューは不完全であることが判明しました。なぜなら、それは(現在Narrow-band狭帯域英語FMとして知られている)狭帯域FMのみを分析していたからです。

1928年初頭、アームストロングはFMの可能性について研究を開始しました。当時、他にもFM研究に携わる人々はいましたが、彼はRCAがFM短波送信がAMよりもフェージングの影響を受けにくいかどうかを調査するプロジェクトを知っていました。1931年、RCAの技術者は、カリフォルニアからハワイへのシュメリング対ヤング・ストリブリングの試合放送を送信するFM短波リンクを構築し、その際、信号が静電気の影響をほとんど受けないことに注目しました。しかし、このプロジェクトはそれ以上進展しませんでした。

3.4.2. FM技術の開発と利点

コロンビア大学の哲学館。アームストロングはこの地下でFMラジオを開発した。
コロンビア大学の哲学館。アームストロングはこの地下でFMラジオを開発した。

コロンビア大学の哲学館の地下研究室で秘密裏に作業を進め、アームストロングは「Wide-band広帯域英語」FMを開発し、その過程で初期の狭帯域FM送信に比べて大きな利点を発見しました。広帯域FMシステムでは、搬送波周波数の偏移が音声信号の周波数よりもはるかに大きく設定され、これにより優れたノイズ除去能力が提供されることが示されました。彼は1933年12月26日に、この新しいシステムの基本的な特徴をカバーする5つの米国特許を取得しました。当初、主な主張は、彼のFMシステムが真空管によって受信機で発生するノイズを効果的に除去できるというものでした。

アームストロングは、RCAに自身の特許に対する先買権を与えるという既存の合意を持っていました。1934年、彼はサルノフRCA社長に自身の新しいシステムを提示しました。サルノフは、既存の受信機に簡単な装置を追加するだけで静電気を除去できることを望んでいたため、その複雑さにやや驚きました。1934年5月から1935年10月まで、アームストロングはニューヨーク市のエンパイア・ステート・ビルディング85階にあるRCAの研究所からFM技術のフィールドテストを実施しました。ビルの尖塔に取り付けられたアンテナは、最大128747 m (80 mile)の距離まで信号を送信しました。これらのテストは、FMの静電気低減能力と高音質能力を実証するのに役立ちました。しかし、テレビ放送の完成に多額の投資をしていたRCAは、FMへの投資を選択せず、アームストロングに機器の撤去を指示しました。

3.4.3. 特許と普及活動

RCAのマーケティング力と財政的影響力を得られなかったアームストロングは、自身の開発に資金を投じ、ゼニスやゼネラル・エレクトリックなどの小規模な無線産業のメンバーと連携して、自身の発明を促進することを決定しました。アームストロングは、FMが5年以内にAM局に取って代わる可能性を秘めていると考え、当時大恐慌の影響で苦しんでいた無線製造業界の活性化につながると宣伝しました。既存のAM無線送信機と受信機を陳腐化させることで、放送局は代替の送信機を購入し、リスナーはFM対応受信機を購入する必要が生じると考えたのです。1936年、彼は『Proceedings of the IRE』誌に、広帯域FMを使用することの優れた能力を文書化した画期的な論文を発表しました。(この論文は、1984年8月号の『Proceedings of the IEEE』に再版されました。)1年後、同じ雑誌にマレー・G・クロスビー(FMステレオのクロスビー・システムの発明者)による論文が掲載され、広帯域FM特性のさらなる分析が提供され、「しきい値」の概念が導入されました。これは、信号が特定のレベルよりも強い場合に優れた信号対雑音比が得られることを示しました。

1936年6月、アームストロングは米国連邦通信委員会(FCC)本部で自身の新しいシステムの正式なプレゼンテーションを行いました。比較のために、彼は従来のAMラジオでジャズのレコードを再生し、その後FM送信に切り替えました。ユナイテッド・プレスの特派員がその場に居合わせ、通信社の報告で次のように述べました。「500人の技術者の聴衆が目を閉じていれば、ジャズバンドが同じ部屋にいると信じたでしょう。余計な音は一切ありませんでした。」さらに、「数人の技術者はデモンストレーションの後、アームストロング博士の発明が、最初のイヤホンクリスタルセットが導入されて以来、最も重要なラジオ開発の一つであると考えていると述べました。」アームストロングは、「遠くない将来、超高周波帯の使用がすべての放送で主導的な役割を果たすようになる時を想像できる」と述べたと引用されましたが、記事は「超高周波システムへの切り替えは、現在の放送機器と家庭の現在の受信機を廃棄することを意味し、最終的には数十億ドルの支出を引き起こすだろう」と指摘しました。

3.4.4. FCCの手続きと周波数帯の変更

アームストロングは、ニューヨーク市近郊のニュージャージー州アルパインに送電塔(現在のアームストロング・タワー)の建設を手配し、初のFMラジオ局であるW2XMNのデモンストレーション運用に資金を提供した。W2XMNのアンテナは、右上の垂直線として見える上部2つの層の間に取り付けられている。
アームストロングは、ニューヨーク市近郊のニュージャージー州アルパインに送電塔(現在のアームストロング・タワー)の建設を手配し、初のFMラジオ局であるW2XMNのデモンストレーション運用に資金を提供した。W2XMNのアンテナは、右上の垂直線として見える上部2つの層の間に取り付けられている。

1930年代後半、技術の進歩により高周波数での送信が可能になると、FCCは放送局数を増やす選択肢に加えて、「高音質」として知られるより良い音質のためのアイデアを調査しました。1937年、彼らはエイペックスバンドとして知られるようになったものを導入しました。これは、41.02から43.98 MHzまでの75の放送周波数で構成されていました。標準放送帯と同様に、これらはAM局でしたが、元のAM帯で使用されていた10 kHz間隔ではなく40 kHz間隔であったため、より高品質のオーディオ(例えば、20 Hzから17,000 Hzまで+/- 1 dBの周波数応答)を提供しました。アームストロングは、FM放送局の帯域がより優れたアプローチであることをFCCに納得させるために尽力しました。同年、彼はニュージャージー州アルパインに最初のFMラジオ局W2XMN(後にKE2XCC)の建設に資金を提供しました。FCCの技術者は、高周波数での送信は、地平線によって制限される見通し線距離をほとんど超えて伝播しないと考えていました。しかし、40 kWの出力で42.8 MHzで運用されたこの局は、160934 m (100 mile)離れた場所でもクリアに聞こえ、50キロワットのAM局の昼間のカバー範囲に匹敵しました。

FCCがエイペックス局の送信とアームストロングのFMシステムを比較した調査の結果、彼のアプローチが優れていると結論付けられました。1940年初頭、FCCは商業FMサービスの設立に関する公聴会を開催しました。この審査の後、FCCは1941年1月1日から有効となるFM帯域の設立を発表しました。これは、42から50 MHzまでの帯域に40の200 kHz幅のチャンネルで構成され、最初の5チャンネルは教育局用に予約されました。既存のエイペックス局は、1941年1月1日以降はFMに変換しない限り運用が許可されないと通知されました。

新しいFM帯域には放送局所有者の関心がありましたが、第二次世界大戦中に施行された建設規制が新しいサービスの成長を制限しました。第二次世界大戦終結後、FCCは周波数割り当ての標準化を進めました。懸念事項の一つは、対流圏伝播やスポラディックE層伝播の影響でした。これらは時折、局の信号を長距離にわたって反射させ、相互干渉を引き起こしていました。RCAが主導した特に論争の的となった提案は、この問題を避けるためにFM帯域をより高い周波数に移動させる必要があるというものでした。この再割り当てはアームストロングによって不要であるとして激しく反対されましたが、彼は敗北しました。FCCは1945年6月27日に最終決定を下しました。これにより、88から108 MHzまでの100のFMチャンネルが割り当てられ、以前のFM帯域は「非政府固定および移動」(42-44 MHz)とテレビチャンネル1(44-50 MHz)に割り当てられました。これは干渉の懸念を回避するものでした。既存のFM局が低帯域と高帯域の両方で放送することを許可する期間は1949年1月8日深夜に終了し、その時点で低帯域送信機はすべて停止され、元の帯域用にすでに一般の人々によって購入されていた395,000台の受信機が陳腐化しました。低帯域FM受信機が高帯域を受信できるようにするコンバーターも製造されましたが、最終的には設置が複雑で、新しい高帯域受信機を直接購入するよりも高価になることが多かったのです。

アームストロングは、FM帯域の再割り当ては、既存の無線産業、特にNBC無線ネットワークを含むRCAのAM無線資産や、CBS、ABC、ミューチュアルなどの他の主要ネットワークに対するFMの挑戦を制限するために、意図的に混乱を引き起こすことを目的としていたと感じていました。この変更はAT&Tにも有利であると考えられました。なぜなら、FM中継局の廃止により、無線局はAT&Tから有線回線をリースする必要が生じるからです。特に腹立たしかったのは、FCCがテレビチャンネル1を旧FM帯域の44-50 MHzセグメントに割り当てたことでした。チャンネル1は後に削除されました。なぜなら、周期的な電波伝播により、ローカルなテレビ信号が見られなくなることがあったからです。

FM帯域の移動は経済的な後退でしたが、楽観的な理由もありました。チャールズ・A・シーブマンが1946年に出版した本は、FM局を「ラジオの第二のチャンス」と称賛しました。1945年後半、アームストロングは広報会社ヤング・アンド・ルビカムの創設メンバーであるジョン・オア・ヤングと契約し、特に教育機関によるFM放送を促進するための全国キャンペーンを実施しました。アームストロング個人とFMの両方を宣伝する記事が、『ザ・ネイション』、『フォーチュン』、『ニューヨーク・タイムズ』、『アトランティック・マンスリー』、『サタデー・イブニング・ポスト』などの一般向け出版物に掲載されました。

1940年、RCAはアームストロングに、彼のFM特許を使用するための非独占的、ロイヤリティフリーのライセンスとして100.00 万 USDを提示しました。彼はこの申し出を拒否しました。なぜなら、彼はこれが売上高の2%のロイヤリティを支払わなければならない他のライセンス会社にとって不公平だと感じたからです。時間が経つにつれて、RCAとのこの膠着状態はアームストロングの人生を支配しました。RCAは独自のFM研究を行い、最終的に特許を侵害しないFMシステムであると主張するものを開発しました。RCAは他の企業に対し、アームストロングへのロイヤリティ支払いを停止するよう奨励しました。これに激怒したアームストロングは、1948年にRCAとナショナル・ブロードキャスティング・カンパニーを提訴し、特許侵害と、彼らが彼の発明の「価値を意図的に妨害し、損なわせようとした」と非難し、3倍の損害賠償を求めました。彼はこの訴訟が成功し、多額の金銭的報酬をもたらすと確信していましたが、その後の長期にわたる法的手続きは、特に彼の主要特許が1950年後半に失効した後、彼の財政を圧迫し始めました。

4. 第一次世界大戦への従軍とその他の活動

第一次世界大戦中、アームストロングはアメリカ陸軍通信隊の大尉として従軍し、後に少佐に昇進しました。彼はパリの研究所に配属され、連合軍の無線通信システム開発に貢献しました。両世界大戦中を通じて、アームストロングは自身の特許を米軍に無償で使用させました。

第二次世界大戦中、アームストロングは政府契約による連続波FMレーダーの研究に注力しました。アームストロングは、広帯域FMの干渉除去特性と、ノイズを低減するための狭い受信機帯域幅が、探知距離を延ばすだろうと期待していました。主要な開発は、ニュージャージー州アルパインにあるアームストロングの研究所で行われました。複製された機器一式は、アメリカ陸軍のエヴァンス信号研究所に送られました。彼の調査結果は決定的なものではなく、戦争が終結したため、このプロジェクトは陸軍によって中止されました。

しかし、エヴァンス信号研究所のスタッフは、プロジェクト・ダイアナという名称で、月からのレーダー信号の反射の可能性に取り組みました。計算の結果、標準的なパルスレーダー(SCR-271のような市販品)では任務を達成できないことが示されました。より高い平均電力、はるかに広い送信機パルス、そして非常に狭い受信機帯域幅が必要とされました。彼らは、アームストロングの機器を改造してこの任務を達成できることに気づきました。送信機のFM変調器は無効にされ、送信機は0.25秒間の連続波パルスを生成するようにキーイングされました。送信機周波数を追跡する狭帯域(57 Hz)受信機には、月からの反響における可能性のある300 Hzのドップラーシフトを補償するための増分チューニング制御が追加されました。彼らは1946年1月10日に成功を収めました。

5. 特許紛争と法廷闘争

アームストロングの発明に関連する数多くの長期にわたる特許紛争は、彼の健康を損ない、その行動は不安定になっていきました。ある時には、誰かが自分の食べ物に毒を盛ったと信じ込み、胃の洗浄を主張したこともありました。

ハロルド・エヴァンスらが著した『彼らがアメリカを作った』によると、アームストロングは、自身の闘いが妻マリオンに与えている負担に気づいていませんでした。マリオンはイースト川に身を投げようとした後、数ヶ月間精神病院で過ごしました。執着した男性との生活のストレスがマリオンを精神科治療に追い込んだのです。アームストロングは、自分に降りかかる不当な扱い以外のすべてに気づいていないようでした。

法廷闘争はまた、アームストロングを経済的破綻の瀬戸際まで追い詰めました。1953年11月1日、アームストロングはマリオンに、ほとんどすべての財産を使い果たしたと告げました。良い時期には、彼らの老後の資金はマリオンの名義で預けられており、彼はマリオンに訴訟を続けるためにその資金の一部を放出するよう求めました。マリオンはこれを拒否し、和解を受け入れることを検討するよう提案しました。激怒したアームストロングは暖炉の火かき棒を手に取り、マリオンの腕を打ちました。マリオンはアパートを出て姉妹の家に滞在し、その後二度とアームストロングに会うことはありませんでした。

6. 私生活

アームストロングと新妻エスター・マリオン・マキニス、1923年パームビーチにて。このラジオはアームストロングが彼女へのプレゼントとして作った携帯型スーパーヘテロダイン受信機である。
アームストロングと新妻エスター・マリオン・マキニス、1923年パームビーチにて。このラジオはアームストロングが彼女へのプレゼントとして作った携帯型スーパーヘテロダイン受信機である。

1923年、アームストロングは高い場所への愛と求愛の儀式を組み合わせ、ニューヨーク市にある20階建てのビル屋上にあるWJZ(現在のWABC)のアンテナによじ登り、そこで逆立ちをしたと伝えられています。目撃者が彼に「なぜそんな馬鹿なことをするのか」と尋ねると、アームストロングは「精神が私を動かすからだ」と答えました。アームストロングは写真を撮らせ、それをデイヴィッド・サルノフの秘書であったマリオン・マキニスに届けさせました。アームストロングとマキニスは同年後半に結婚しました。アームストロングは結婚前にイスパノ・スイザの自動車を購入し、それを亡くなるまで所有し、新婚旅行でフロリダ州パームビーチまで運転しました。彼はマリオンに世界初のポータブルスーパーヘテロダインラジオを結婚祝いとして贈る広報写真が撮影されました。

彼は1940年に怪我をするまで熱心なテニスプレイヤーで、夕食にはオールド・ファッションドを飲んでいました。政治的には、彼の協力者の一人によって「技術においては革命家であったが、政治においては最も保守的な人物の一人であった」と評されています。

1955年、マリオン・アームストロングはアームストロング記念研究財団を設立し、1979年に81歳で亡くなるまでその活動に参加しました。彼女は2人の甥と1人の姪を残しました。

7. 死

アームストロングと妻マリオン。
アームストロングと妻マリオン。

マリオンと別れてから3ヶ月足らずの1954年1月31日から2月1日の夜にかけて、アームストロングはニューヨーク市マンハッタンのリバー・ハウスにある13階の12部屋のアパートの窓から飛び降りて自殺しました。ニューヨーク・タイムズ紙は、妻に宛てた2ページの遺書の内容を次のように報じました。「彼女に二度と会えないことに心が張り裂けそうで、人生で最も大切な彼女を傷つけてしまったことを深く後悔している」と。遺書は「神があなたを守り、主が私の魂を憐れんでくださいますように」と結ばれていました。

デイヴィッド・サルノフは一切の責任を否定し、カール・ドレハーに直接「私はアームストロングを殺していない」と語りました。アームストロングの死後、彼の友人は、彼の時間の90パーセントがRCAに対する訴訟に費やされていたと推定しました。米国上院議員ジョセフ・マッカーシー(共和党-ウィスコンシン州)は、アームストロングが最近自身の調査官の一人と会い、彼や他の科学者による秘密のレーダー発見が「開発されるやいなや共産主義者に流されている」ことを「死ぬほど恐れていた」と報告しました。

夫の自殺後、マリオン・アームストロングは彼の遺産に関する訴訟の追及を担当しました。1954年12月下旬、仲裁を通じてRCAとの間で「約100.00 万 USD」の和解が成立したと発表されました。ニューヨークのクラヴァス・スウェイン・アンド・ムーア法律事務所のダナ・レイモンドがその訴訟の弁護を担当しました。マリオン・アームストロングは、彼の5つの基本的なFM特許に関する長期にわたる法廷手続きの後、アームストロングをFMの発明者として正式に確立することができました。これは、侵害の罪を犯した他の企業に対する一連の成功した訴訟によって行われ、1967年まで続きました。

8. 遺産と栄誉

コロンビア大学の哲学館。アームストロングはこの地下研究室でFMラジオを開発した。
コロンビア大学の哲学館。アームストロングはこの地下研究室でFMラジオを開発した。

米国でFM局がAM帯の人気に挑戦し始めたのは1960年代になってからでした。これは、ゼネラル・エレクトリックによるFMステレオの開発と、それに続くFCCのFM非重複規則によって後押しされました。この規則は、大都市の放送局がAMとFMのライセンスを両方持っている場合、放送時間の半分しか両周波数で同時放送することを許可しないというものでした。アームストロングのFMシステムは、NASAとアポロ計画の宇宙飛行士間の通信にも使用されました。

1983年には、アメリカの発明家を記念するシリーズで、彼の栄誉を称える米国郵便切手が発行されました。

アームストロングは「ラジオ史上最も多作で影響力のある発明家」と呼ばれています。スーパーヘテロダイン方式は今日でも無線機器で広く使用されています。発明から80年が経過し、FM技術はより効率的なデジタル技術によって補完され、場合によっては置き換えられ始めています。デジタルテレビの導入により、アナログテレビで使用されていたFM音声チャンネルは廃止され、HDラジオはFM帯域の放送局にデジタルサブチャンネルを追加しました。また、ヨーロッパや太平洋アジアでは、既存のFM局を完全に廃止する可能性のあるデジタルオーディオ放送帯域が創設されています。しかし、FM放送は依然として国際的に使用されており、音声放送サービスに採用されている主要なシステムであり続けています。

1975年頃のアームストロングの自宅。この家は1983年に火災で焼失した。
1975年頃のアームストロングの自宅。この家は1983年に火災で焼失した。

1917年、アームストロングは米国無線学会(IRE、現在のIEEE)のIEEE栄誉賞の最初の受賞者となりました。第一次世界大戦中の無線に関する功績により、フランス政府から1919年にレジオンドヌール勲章を授与されました。彼は後に、1929年にコロンビア大学から、1941年にミューレンバーグ大学から2つの名誉博士号を授与されました。1941年にはフランクリン・メダルを受賞し、1942年には「再生回路、スーパーヘテロダイン、周波数変調など、電気通信技術への顕著な貢献」に対してAIEEのエジソンメダルを受賞しました。1951年にはワシントン賞を受賞しました。国際電気通信連合(ITU)は1955年に彼を電気の偉大な発明家リストに加えました。

1980年、彼は全米発明家殿堂に殿堂入りし、1983年には米国郵便切手の肖像に選ばれました。コンシューマー・エレクトロニクス殿堂は2000年に彼を殿堂入りさせ、「消費者向けエレクトロニクスの発展の基礎を築いた彼の貢献と開拓者精神を称えて」います。彼は2001年にワイヤレス殿堂に死後殿堂入りしました。コロンビア大学は彼の功績を記念して、工学・応用科学部にエドウィン・ハワード・アームストロング教授職を設立しました。

アームストロングがFMを開発したコロンビア大学の哲学館は、アメリカ合衆国国定歴史建造物に指定されました。ニューヨーク州ヨンカーズにあったアームストロングの少年時代の家も国家歴史登録財プログラムおよび国定歴史建造物として認定されましたが、家が解体された際にこの指定は解除されました。

コロンビア大学のブロードウェイと112番街の北東角にあるアームストロング・ホールも彼の名誉を冠しています。このホールは元々アパートでしたが、大学に購入された後、研究スペースに転用されました。現在は、コロンビア大学とアメリカ航空宇宙局が共同運営する、大気科学と気候科学を専門とする研究機関であるゴダード宇宙科学研究所が入居しています。建物の角にある店舗には、長年近隣の定番であったトムズ・レストランがあり、スザンヌ・ヴェガの歌「トムズ・ダイナー」の着想源となり、テレビシリーズ『となりのサインフェルド』の架空の「モンクズ・ダイナー」のロケ地としても使用されました。

もう一つのアームストロング・ホールも発明家にちなんで名付けられており、メリーランド州アバディーン性能試験場にある米国陸軍通信電子ライフサイクル管理コマンド(CECOM-LCMC)本部に位置しています。

2005年、アームストロングの再生帰還回路、スーパーヘテロダイン回路、およびFM回路は、オーディオ技術の発展に永続的な影響を与えた「製品と革新」に贈られる栄誉であるテクノロジー殿堂に殿堂入りしました。

8.1. 日本での影響

大正末期から昭和初期(1920年代)の、民間無線の勃興期にあった日本において、先進国アメリカで次々と新方式を発明したアームストロングは、無線雑誌で一種のヒーローのように扱われていたようです。『復刻ダイジェスト版 無線と実験復刻ダイジェスト版 無線と実験日本語』を見ると、スーパーヘテロダイン方式を解説した翻訳記事をはじめ、1924年6月号の、ラジオを持ち運んでのアームストロングのハネムーン旅行を伝える写真記事や、創刊号掲載の伝記記事が再録されています。

9. 特許一覧

エドウィン・ハワード・アームストロングは生涯に42件の特許を取得しました。以下は彼の主要な特許のリストです。

  • [https://patents.google.com/patent/US1113149 US特許1,113,149] : "Wireless Receiving System"
  • [https://patents.google.com/patent/US1334165 US特許1,334,165] : "Electric Wave Transmission" (ミハイロ・プーピンと共同)
  • [https://patents.google.com/patent/US1336378 US特許1,336,378] : "Antenna with Distributed Positive Resistance"
  • [https://patents.google.com/patent/US1342885 US特許1,342,885] : "Method of Receiving High Frequency Oscillation"
  • [https://patents.google.com/patent/US1388441 US特許1,388,441] : "Multiple Antenna for Electrical Wave Transmission"
  • [https://patents.google.com/patent/US1415845 US特許1,415,845] : "Selectively Opposing Impedance to Received Electrical Oscillations"
  • [https://patents.google.com/patent/US1416061 US特許1,416,061] : "Radioreceiving System Having High Selectivity"
  • [https://patents.google.com/patent/US1424065 US特許1,424,065] : "Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US1539820 US特許1,539,820] : "Wave Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US1539821 US特許1,539,821] : "Wave Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US1539822 US特許1,539,822] : "Wave Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US1541780 US特許1,541,780] : "Wave Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US1545724 US特許1,545,724] : "Wave Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US1611848 US特許1,611,848] : "Wireless Receiving System for Continuous Wave"
  • [https://patents.google.com/patent/US1675323 US特許1,675,323] : "Wave Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US1716573 US特許1,716,573] : "Wave Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US1941066 US特許1,941,066] : "Radio Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US1941067 US特許1,941,067] : "Radio Broadcasting and Receiving System"
  • [https://patents.google.com/patent/US1941068 US特許1,941,068] : "Radiosignaling"
  • [https://patents.google.com/patent/US1941069 US特許1,941,069] : "Radiosignaling"
  • [https://patents.google.com/patent/US1941447 US特許1,941,447] : "Radio Telephone Signaling"
  • [https://patents.google.com/patent/US2024138 US特許2,024,138] : "Radio Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2063074 US特許2,063,074] : "Radio Transmitting System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2082935 US特許2,082,935] : "Radio Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2085940 US特許2,085,940] : "Phase Control System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2098698 US特許2,098,698] : "Radio Transmitting System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2104011 US特許2,104,011] : "Radio Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2104012 US特許2,104,012] : "Multiplex Radio Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2116501 US特許2,116,501] : "Radio Receiving System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2116502 US特許2,116,502] : "Radio Receiving System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2122401 US特許2,122,401] : "Frequency Changing System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2130172 US特許2,130,172] : "Radio Transmitting System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2169212 US特許2,169,212] : "Radio Transmitting System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2203712 US特許2,203,712] : "Radio Transmitting System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2215284 US特許2,215,284] : "Frequency Modulation Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2264608 US特許2,264,608] : "Means and Method for Relaying Frequency Modulated Signals"
  • [https://patents.google.com/patent/US2275486 US特許2,275,486] : "Means and Method for Relaying Frequency Modulated Signals"
  • [https://patents.google.com/patent/US2276008 US特許2,276,008] : "Radio Rebroadcasting System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2290159 US特許2,290,159] : "Frequency Modulation System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2295323 US特許2,295,323] : "Current Limiting Device"
  • [https://patents.google.com/patent/US2315308 US特許2,315,308] : "Method and Means for Transmitting Frequency Modulated Signals"
  • [https://patents.google.com/patent/US2318137 US特許2,318,137] : "Means for Receiving Radio Signals"
  • [https://patents.google.com/patent/US2323698 US特許2,323,698] : "Frequency Modulation Signaling System"
  • [https://patents.google.com/patent/US2540643 US特許2,540,643] : "Frequency-Modulated Carrier Signal Receiver"
  • [https://patents.google.com/patent/US2602885 US特許2,602,885] : "Radio Signaling"
  • [https://patents.google.com/patent/US2630497 US特許2,630,497] : "Frequency Modulation Multiplex System"

アームストロングの死後、彼の財産に発行された特許は以下の通りです。

  • [https://patents.google.com/patent/US2738502 US特許2,738,502] : "Radio detection and ranging systems" (1956年)
  • [https://patents.google.com/patent/US2773125 US特許2,773,125] : "Multiplex frequency modulation transmitter" (1956年)
  • [https://patents.google.com/patent/US2835803 US特許2,835,803] : "Linear detector for subcarrier frequency modulated waves" (1958年)
  • [https://patents.google.com/patent/US2871292 US特許2,871,292] : "Noise reduction in phase shift modulation" (1959年)
  • [https://patents.google.com/patent/US2879335 US特許2,879,335] : "Stabilized multiple frequency modulation receiver" (1959年)