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Verfahren zur Herstellung von Tonfilmen nach dem Amplitudenverfahren.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tonfilmen nach dem Amplitudenverfahren, wobei bekanntlich die Breite der an Dichte gleichbleibenden Schwärzung des Filmes nach Massgabe der aufzuzeichnenden Schallschwingungen schwankt. Bei der Wiedergabe solcher Tonfilme, machen sich bei bestimmten Klangformen, insbesondere bei den S-Lanten der menschlichen Sprache, störende Nebentöne mittlerer oder niederer Frequenz von beträchtlicher Amplitude bemerkbar, deren Beseitigung das Ziel der vorliegenden Erfindung ist.
Zur Aufzeichnung der Klangbilder benutzt man ein schmales Lichtbüschel, dessen Ausdehnung senkrecht zur Filmtransportrichtung entsprechend den aufzuzeichnenden Tonschwingungen sich ändert und das auf diese Weise auf dem laufenden Filmbande eine mit der Amplitude und Frequenz der Tonschwingungen schwankende Kurve ergibt, welche die Grenze zwischen dem belichteten und dem unbelichteten Teil des Filmes darstellt. Im allgemeinen macht man den das Lichtbüschel erzeugenden Spalt so schmal wie möglich, findet jedoch hiebei optische und sonstige Schwierigkeiten, die eine Herabsetzung der wirksamen Spaltbreite unter 25 ! 1. bisher nicht zugelassen haben. In dieser begrenzten Breite des Lichtspaltes ist die Veranlassung zur Entstehung der störenden Nebentöne zu erblicken.
Will man nämlich beispielsweise eine reine Sinuskurve mit einem Lichtbüschel, dessen Breite ungefähr ein Viertel der Wellenlänge der aufzuzeichnenden Schwingung beträgt, als Grenze zwischen schwarz und weiss aufzeichnen, so ergibt sich statt der reinen Sinusform eine verzerrte Kurve, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist.
Von Bedeutung ist dabei die aus der Figur ersichtliche, nicht unbeträchtliche Verflachung des Tales der zweiten Halbperiode einer Schwingung. Die Grösse dieser Verflachung d ist von mehreren Faktoren abhängig, u. zw. von der Amplitude der Schwingung, der Lichtbüschelbreite, der Filmgeschwindigkeit und der aufzuzeichnenden Frequenz in Hertz.
Rechnerisch ergeben sich unter Zugrundelegung einer beispielsweisen Filmgeschwindigkeit von ca. 500 mm pro Sekunde und einer wirksamen Lichtbüschelbreite von 25 p. bei einer Frequenz von 8000 Hertz, die für die menschlichen Zischlaute wesentlich ist, Verluste von zirka 100/0 der Gesamtamplitude des aufzuzeichnenden Wechselstromes. Die Verflachung der Talamplitude bedeutet, dass bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Schwingung ein Gleichstrom von schwankender Grösse überlagert ist, dessen Amplitude g infolge der gleichzeitigen Verschmäle- rung des Tales noch grösser ist, als die in der Zeichnung dargestellte Grösse d der Verfachung.
So lange Frequenzen aufgezeichnet werden, deren Amplitude langsam auf-und abschwankt, wie z. B. bei musikalischen Tönen, schwankt die Amplitude des Gleichstromes ebenfalls langsam und es ergeben sich keine hörbaren Schwingungen. Anders dagegen liegt der Fall, sobald Schwingungen aufzuzeichnen sind, deren Amplitude schnell und in weiten Grenzen moduliert wird, wie es z. B. beim menschlichen der Fall ist, dessen Frequenzspektrum von 8000 Hertz in dieser Weise moduliert ist. Hiebei schwankt der überlagerte Gleich-
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strom entsprechend der schnellen Änderung der Amplitude, in einer Frequenz, die aber innerhalb der Hörgrenze liegt und deren Schwingungswerte ziemlich gross sind.
Beim Amplitudenaufzeichnungsverfahren tritt aber nun noch ein weiterer Effekt auf, der bisher ebenfalls keine Beachtung gefunden hat. Stellt man sich den Lichtspalt in sehr viele M-
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bei sinusförmiger Helligkeitsänderung die Summe von n zu einander phasenverschobenen Sinuskurven. Die Summierung dieser Kurven stellt die in der Fig. 1 dargestellte und bereits besprochene, stark verzerrte Kurve dar.
Tritt nun infolge plötzlicher Amplitudenänderungen der Aufnahmeschallquelle eine plötzliche Änderung der Belichtung auf, so wird infolge der endlichen Spaltbreite gewissermassen
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den Spalt fallenden Lichtintensität entspricht. In der Fig. sind diese Verhältnisse graphisch dargestellt. Die Kurve a zeigt den zeitlichen Verlauf der Lichtänderung, wobei die Zeit t auf der Abszisse, die Lichtintensität auf der Ordinate aufgetragen ist. b bedeutet den in n-Teil-
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Unter dem Spalt b ist der Film in der Richtung von rechts nach links bewegt zu denken. Ändert sich die Belichtungsintensität, so wird der unter dem äussersten linken Teilspalt liegende
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durch den Lichtspalt fallenden Intensität belichtet. Die Fläche c zeigt diesen anschwellenden Dichteverlauf, der dann weiterhin eine konstant bleibende Intensität aufweist. Hört der Belichtungsstoss auf, so klingt die Belichtungszeit wieder ab, wie sie angestiegen ist. Es tritt also ein Randkeil zu jeder auftretenden, von den aufzuzeichnenden Sprachschwingungen veranlassten Amplitudenänderung auf. Ist deren Dauer kleiner als das Verhältnis Spaltbreite s durch Filmgeschwindigkeit v so wird die Amplitudenänderung nur die Keilzone aufzeichnen, d. h. nur mit verringerter Intensität aufgezeichnet werden.
Einen derartig belichteten Film hat man bisher in der Weise entwickeln zu müssen geglaubt, dass sämtliche vom Licht betroffenen Teile des Films eine möglichst grosse Schwärzung aufwiesen. Man erreichte dies durch eine entsprechend lange Entwicklungszeit, wodurch, wie bekannt, der Gradationsverlauf stark versteilert wird. Auf diese Weise wurden auch die mit schwächerer Intensität aufgezeichneten Randzonen auf nahezu dieselbe Schwärzungsdichte gebracht wie die mit voller Intensität belichteten Teile.
Gemäss der Erfindung wird nun im Gegensatz zu dem bisherigen Herstellungsverfahren durch Dauer und Art der Entwicklung nur eine derartige Schwärzung des Films vorgenommen, dass die Deckung der belichteten Teile nur so weit getrieben wird, das sie zu den Belichtungsintensitäten in einem linearen Verhältnis steht. Bei einem derartigen Verfahren, das also im Gegensatz zur üblichen harten Entwicklung des Tonfilms nunmehr eine normale Entwicklung darstellt, stellen sich die Aufzeichnungen gemäss Fig. 3 dar, wobei nämlich in jedem Schwingungsberg ein Kern grösster Schwärze vorhanden ist, dessen Dichte nach den Rändern der Schwingungskurve zu allmählich verläuft. Das Gleiche ist in jedem Schwingungstale vorhanden, wo die dicht benachbarten Talwände eine schwächere und nach der unteren Kante des Films zu zunehmende Dichte aufweisen.
Wird ein solcher Film wiedergegeben, so gleichen sich infolge der verlaufenden Schwärzungsdichte die Flächenintegrale von Tal und Berg einander angenähert aus, so dass sich ungefähr die Kurve e für die Wiedergabe der Schwingung ergibt.
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Durch diesen Ausgleich verringert sich im wesentlichen Masse der Störeffekt und damit auch bei schnellen und plötzlichen Amplitudenschwankungen der störende Nebenton.
Es ist bekannt, Tonfilme so herzustellen, dass nach Möglichkeit eine lineare Beziehung zwischen Aufnahmelichtmenge und durchgelassener Wiedergabelichtmenge besteht. Diese Notwendigkeit hatte man bisher aber nur für nach dem Intensitätsverfahren aufgenommene Tonfilme erkannt. Die nach dem Amplitudenverfahren hergestellten Tonfilme sind bisher stets mit nicht linearer Schwärzung hergestellt worden, da man der Ansicht war, dass bei diesem Aufnahmeverfahren ein Intensitätseffekt überhaupt nicht vorlag.