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Verfahren zum photographischen Aufzeichnen von Tönen in Intensitätssehrift.
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Zur im Einklang mit der Lautstärke stehenden Änderung der mittleren Schwärzung kann der
Anodenstrom einer Elektronenröhre dienen, der von einem gleichgerichteten Teil des Tonumwandlungs- stromes gesteuert wird. Die durch eine Elektronenröhre erzielte Verstärkung schwankt mit dem Mittel- wert, um den die Gittervorspannung zu schwanken veranlasst wird.
Die Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den auf der Zeichnung dargestellten Kurven und schematischen Ausführungsformen von Aufzeichnung- systemen nach der Erfindung hervor.
Fig. 1 zeigt die Schwärzungskurve eines Tonfilms und die Lage des Arbeitspunktes auf dieser
Kurve bei der bisher meist angewendeten Sehallaufzeichnung nach dem Intensitätsverfahren, Fig. 2 die Sehwärzungskurve und die Lage des Arbeitspunkts auf dieser Kurve bei einem Tonfilm, dessen Mittel- schwärzung mit der Schallstärke variiert, Fig. 3 die Sehwärzungskurve eines negativen Tonfilms mit veränderlicher Mittelsehwärzung. Fig. 4 zeigt schaubildlich ein nach der Erfindung ausgeführtes System zur Belichtung eines Films während der Aufzeichnung von Tönen (Schallschwingungen) auf denselben nach dem Intensitätsverfahren.
Fig. 5 einen in diesem System angewendeten Beleuehtungsspalt in Vorder- ansicht und Fig. 6 ein System zur Steuerung des Aufzeichnungsorgans derart, dass der Arbeitspunkt an der Schwärzungskurve von einer gegebenen Anfangsstellung aus um so mehr verschoben wird, je grösser die Tonamplituden sind.
In Fig. 1 ist a die Schwärzungskurve eines Tonfilms bekannter Art mit Intensitätsschrift. Die Abszissen Jp sind die Beleuchtungsintensitäten, die Ordinaten Sp sind die Schwärzungsgrade in Prozenten des maximalen Schwärzungsgrades, der der vollständigen Lichtundurchlässigkeit der lichtempfind- lichen Schicht nach ihrer Entwicklung und Fixierung entspricht.
Bei der Aufzeichnung von Tönen nach dem bisher zumeist angewendeten Intensitätsverfahren ist der Punkt o auf der Sehwärzungskurve, in welchem gearbeitet wird, d. h. um welchen die Schwärzung während der Aufzeichnung gleichförmig nach beiden Seiten variiert, ein fester Punkt der Kurve, unbeschadet der Grösse der Tonamplituden. Die Kurve b veranschaulicht beispielsweise, wie der Sehwärzungsgrad sich verändert, wenn das Aufzeichnungsorgan von Tönen variierender Amplituden beeinflusst wird.
Die Abszissen der Kurve b werden von der zur Ordinatenachse parallelen Linie durch den Punkt o aus gemessen und geben die Beleuchtungsvariationen an.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, liegt der Punkt o an einer verhältnismässig tiefen Stelle der Kurve a, so dass die Schallzeichen, welche den Schallschwingungen geringer Amplituden entsprechen, eine verhältnismässig grosse Lichtdurchlässigkeit aufweisen. Infolgedessen wird das Nebengeräusch sich stark geltend machen, u. zw. um so mehr, je kleiner die Schallamplituden sind. Um dies zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, den Arbeitspunkt o selbsttätig längs der Kurve a in Abhängigkeit von der Grösse der Schallamplituden zu verschieben.
Fig. 2 zeigt die Sehwärzungskurve eines positiven Films zur Verwendung bei der Schallwiedergabe.
Dieser Film kann entweder der Aufzeichnungsfilm selbst sein oder er kann durch Doppelkopieren eines entsprechenden Aufzeiehnungsfilms (bzw. durch einfaches Kopieren eines negativen Films nach Fig. 3) hergestellt werden. Der Punkt o ist derart gewählt, dass er während der Schallpausen in verhältnismässig grosser Höhe auf der Schwärzungskurve liegt. Wird vorläufig der Einfachheit halber angenommen, dass der positive Film durch direkte Aufzeichnung des Schalles auf den betreffenden Film hergestellt ist und dass die durch die Kurve b'in Fig.
2 angegebene Sehallschwingung das Sehallaufzeichnungsorgan beeinflusst, so wird der Punkt o in der unten näher erwähnten Weise nach dem Punkt 0'verschoben, der niedriger auf der Schwärzungskurve liegt, nämlich so tief unten, dass die der Kurve b'entsprechenden Schwärzungsvariationen, die beispielsweise durch die Ordinaten der Kurve a, von der zur Abszissenachse parallelen Linie durch den Punkt o'gemessen, angegeben sein können, nicht oder nur in unwesentlichem Grade sich auf den über dem Punkt o befindlichen und stark gekrümmten Teil der Kurve a erstrecken.
Wird das Sohallaufzeichnungsorgan von einer Schallsehwingung grösserer Amplitude beeinflusst, wodurch die durch die Kurve b angedeuteten Schwärzungsvariationen erzeugt werden, so wird der Punkt o selbsttätig bis zum Punkt 0" verschoben ; werden die Schallwirkungen noch kräftiger,
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Wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, ist die Mittelschwärzung des Films um so stärker, je schwächer die Amplituden der Sehallschwingung sind, d. h. das Nebengeräusch nimmt mit abnehmenden Schallschwingungen ab. Das Nebengeräusch wird ungefähr proportional der Lichtdurchlässigkeit des Films, somit annähernd in demselben Grade wie die Sehallstärke abnehmen, d. h. dieser ständig proportional sein. Es wird hiedurch möglich, durch das Intensitätsverfahren ganz geringe Sehallstärken aufzuzeichnen, was bis jetzt nicht möglich war, weil Kratzer des Films und Unregelmässigkeiten der Emulsionssehicht den Bereich, in dem kleine Schallschwingungen aufgezeichnet werden können, recht eng begrenzt haben.
Der Punkt o soll, wie aus den obigen Ausführungen ersichtlich ist, derart gewählt werden, dass die Sehwärzungsvariationen der Schallschrift auf einem positiven Film, unbeschadet der Grösse der Amplitude der Sehallschwingung, stets auf den brauchbaren, d. h. auf den geradlinigen oder annähernd geradlinigen Teil der Schwärzungskurve a fallen werden. Selbstverständlich wird es zweckmässig sein, den Punkt o
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nicht über den Mittelpunkt c des geradlinigen Teiles der Kurve, d. h. den einer Schwärzung von 50% entsprechenden Punkt hinaus zu verschieben.
Zeichnet man den Schall auf einen negativen Film auf, so muss der dem Punkt o der Schwärzungs- kurve des positiven Films entsprechende Punkt Oi der Schwärzungskurve des negativen Films an dem unteren Teil der letzteren gewählt werden, wie aus Fig. 3 hervorgeht, die die Schwärzungskurve a1 eines negativen Films darstellt. Während der Aufzeichnung verschiebt sich der Punkt o'um so mehr gegen den Mittelpunkt der Schwärzungskurve, je grösser die Schallamplitude ist.
Sieht man vorläufig von den
Beleuchtungsvariationen ab, die durch die Kurven b', b"und b"'... in Fig. 2 angedeutet sind, und betrachtet man nur die den Punkten o', o", o"'... entsprechende variierende Durchschnittsbeleuchtung des negativen Films bei der Aufzeichnung von Sehallschwingungen verschiedener Amplituden, so ist klar, dass das Licht, welches beim Kopieren den negativen Film durchdringt, von ungefähr 100% bis ungefähr 50% variieren wird, oder, da der Punkt Oi nicht ganz unten am Anfangspunkt der Kurve a1 liegt, eher von beispielsweise 90%, entsprechend dem Punkt 01'bis ungefähr 50%,
entsprechend dem
Mittelpunkt Ci des geradlinigen oder beinahe geradlinigen Teiles der negativen Schwärzungskurve. Beim
Kopieren muss die Belichtung des positiven Films durch den negativen Film derart gewählt werden, dass die den Punkten Oi und Cl entsprechenden Punkte o und o der Schwärzungskurve des positiven Films, wie beispielsweise in Fig. 2 veranschaulicht, zu liegen kommen.
Bei der Aufzeichnung von Tönen (Schallschwingungen) auf Filmen nach dem Intensitätsverfahren wird der Ton bekanntlich in einen variierenden elektrischen Strom umgesetzt, der zur Beeinflussung eines den Film belichtenden Systems verwendet wird, derart, dass die Intensität der Beleuchtung des Films sich in Übereinstimmung mit dem genannten Strom ändert. In Fig. 4 ist ein derartiges Beleuchtungssystem dargestellt, in welchem ein schwingender Spiegel e von einer Oszillographenschleife t getragen und durch einen Spalt 9 eines Schirmes h von einer Lichtquelle i beleuchtet wird, die mittels einer Linse n1 in der Ebene des Spiegels e abgebildet wird. Der Spiegel lenkt das ihn treffende Strahlenbündel gegen den Film k ab.
Zwischen dem Spiegel und dem Film ist im Strahlengang ein Schirm 1 angebracht, der einen Spalt m aufweist. Auf dem Schirm 1 erscheint ein Lichtstreifen g'des erwähnten Strahlenbündels ; der durch den Spalt gehende Teil des Strahlenbündels wird mittels einer Zylinderlinse n auf dem Film gesammelt, derart, dass dort ein Bild il der Lichtquelle gebildet wird.
Schwingt der Spiegel um die Längsachse der Schleife t, so wird der Lichtstreifen g'wechselweise mehr oder minder in den Spalt m geführt und der durch diesen Spalt dringende Teil des vom Spiegel e reflektierten Lichtbündels wird in Übereinstimmung mit den Schwingungen des Spiegels variieren, d. h. die von der Linse n auf den Film k gesammelte Lichtmenge und somit die Lichtintensität des Bildes i1 wird in Abhängigkeit von den Schwingungen des Spiegels variieren.
Wird ein Film vorausgesetzt, dessen mittlere Schwärzung sich in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise ändern soll, so wird der ruhende Spiegel eine Stellung einnehmen, bei der die Oberkante des Lichtstreifens g' sich ganz nahe der Unterkante q des Spaltes m befindet. Wirken Schallschwingungen auf die Schallaufzeichnungsvorrichtung ein, so soll die ursprünglich in oder nahe der Kante q'befindliche Oberkante des Liehtstreifens g'in den Spalt m verschoben werden, u. zw. um so mehr, je grösser die Amplituden der Schallschwingungen sind, in Übereinstimmung damit, dass der Punkt 01 auf der Kurve a, verschoben werden soll.
Diese Verschiebung lässt sich beispielsweise in der in Fig. 6 veranschaulichten Weise dadurch bewerkstelligen, dass ein Teil des Stromes, in den der Schall zwecks Aufzeichnung umgesetzt wird, über einen Transformator T'auf eine Gleichrichterröhre s, in der der Strom gleichgerichtet und verstärkt wird, übertragen und darauf über einen Widerstand t geleitet wird, der parallel zu einem Kondensator u im Anodenstromkreis der Röhre s eingeschaltet ist. Der Anodenstrom der Röhre s ruft Spannungvariationen im Widerstand t hervor, die dem Gitter einer Verstärkerröhre v aufgedrückt werden.
Der Anodenstromkreis dieser Verstärkerröhre v ist über die Oszillographenschleife t (Fig. 4 und 6) geschlossen, an welche die sekundäre Wicklung eines Transformators T angeschlossen ist, über den der Wechselstrom, in welchen der Schall zwecks Aufzeichnung umgesetzt wird, auf die Schleife t übertragen wird.
Soll eine Tonschrift, deren Mittelschwärzung sich nach Fig. 2 ändert, aufgezeichnet werden, so muss der Lichtstreifen g'derart eingestellt werden, dass seine Unterkante nahe der Unterkante des Spaltes m liegt, wenn der Spiegel in Ruhe ist, damit die Mittelschwärzung so gross wie möglich ist, wenn keine aufzuzeichnenden Töne vorkommen.
Es ist ersichtlich, dass die Arbeitsstellung, die die Oszillographensehleife/und somit der Spiegel e während des Aufzeichnens einnehmen, vom Anodenstrom der Röhre v abhängen wird, wogegen die periodischen Schwingungen, die der Spiegel zwecks Schallaufzeichnung vornehmen muss, von dem Wechselstrom abhängen werden, der über den Transformator T der Schleife zugeführt wird. Die Vorspannung des Gitters der Röhre v wird derart gewählt, dass ein verhältnismässig erheblicher Anodenstrom in der Röhre v fliesst, wenn der von der Röhre s gleichgerichtete Strom gering ist, d. h. wenn die auftretenden Schallschwingungen sehwach sind. Der Spiegel e wird dann verhältnismässig stark gedreht, beispiels-
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dem Verhältnis nach Fig. 3 entspricht.
Die Beleuchtung des Filmes k ist deshalb sehr schwach, wodurch die Schwärzung eines durch Kopieren nach dem Film k hergestellten positiven Films sehr stark wird.
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Steigt die Schallamplitude, so steigt auch der von der Röhre s gleichgerichtete Strom, und der Spannung- abfall im Widerstand t vermindert die Gittervorspannung in der Röhre v, wodureh der Anodenstrom derselben abnimmt. Hiedurch wird der Spiegel derart gedreht, dass der Lichtstreifen g'weiter in den
Spalt ?t hineingeführt wird.
Die Vorspannung am Gitter der Röhre v sowie die Verstärkung des gleichgerichteten Stromes in der Röhre s wird derart eingestellt, dass der Anodenstrom der Röhre v Null wird, wenn der gleichgerichtete
Strom den einem voraus bestimmten Ton maximaler Tonstärke entsprechenden Wert annimmt, und der Spalt in wird in bezug auf das Lichtstrahlenbündel derart eingestellt, dass, wenn der Anodenstrom der Röhre v Null wird, die Beleuchtung des Films, d. h. die Intensität der Lichtlinie il dem Wert fi (Fig. 3) entspricht.
Es wurde oben angenommen, dass die Oberkante des Lichtstreifens g'bei ruhendem Spiegel in oder nahe der Unterkante rf des Spaltes'in oder nur wenig innerhalb des Spaltes m liegt. Diese Lage des Lichtstreifens g'ist jedoch nicht erforderlich, vielmehr kann bei ruhigem Spiegel die Oberkante des Liehtstreifens g'um eine merkliche Strecke über der Unterkante q', des Spaltes m liegen ; noch zweck- mässiger kann es sein, den Lichtstreifen um eine gewisse Strecke unterhalb der Unterkante q'des Spaltes m zu verlegen, in welchem Falle erzielt wird, dass Geräusche, deren Amplituden kleiner als diejenigen der schwächsten aufzuzeichnenden Schallschwingungen sind, auf den Film nicht aufgezeichnet werden.
Dies wird einfach dadurch erreicht, dass jene Drehung des Spiegels, die erforderlich ist, bevor überhaupt Licht durch den Spalt'In dringen kann, derart bemessen wird, dass sie erst bei Sehallschwingungen einer gewissen minimalen Stärke erfolgt.
Oben wurde vorausgesetzt, dass die Verschiebung des Arbeitspunktes o (oder o) proportional den Amplituden des Schalles erfolgt. Dies ist jedoch keine Notwendigkeit, sondern es kann unter Umständen zweckmässiger sein, diese Verschiebung anfangs proportional den Amplituden und späterhin mit abnehmender Steigung erfolgen zu lassen, was in einfacher Weise durch geeignete Wahl der Gittervorspannung der Röhre v durchführbar ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum photographischen Aufzeichnen von Tönen in Intensitätsschrift auf einen laufenden Film, derart, dass die mittlere Schwärzung der Tonspur mit zunehmender Tonstärke entweder abnimmt oder zunimmt, indem die Mittelschwärzung durch Beeinflussung des Schallaufzeiehnungsorganes mittels eines Gleichstromes geändert wird, dessen Stärke durch einen gleichgerichteten Teil des Tonumwandlungsstromes in Abhängigkeit von der Lautstärke gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom mit zunehmender Stärke des Tonumwandlungsstromes selbsttätig herabgesetzt wird.