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Tonfilm und Anordnung zu dessen Herstellung.
Man hat schon vorgeschlagen, die Nebengeräusche, welche die Wiedergabe von Tönen begleiten, die auf photographischen Filmen aufgezeichnet sind, und welche von Schramme und Unregelmässigkeiten in der Emulsionsschicht herrühren, durch Änderung der Mittelstellung bzw. des Mittelwerts, um welche das lichtprojizierende System bzw. die Lichtintensität während der Aufzeichnung schwingt, zu verkleinern, so dass der Flächeninhalt des lichtdurchlässigen Teils der Schallschrift bzw. die Lichtdurchlässigkeit der Schallschrift eines nach dem negativen Film hergestellten Vorführungsfilms verkleiner wird, wenn die Amplituden der Schallwellen abnehmen ;
hiedurch wird erreicht, dass Unregelmässigkeiten in der Emulsionsschicht des Films oder Schramme und andere Fehler bei kleinen Amplituden der Schallwellen einen erheblich weniger störenden Einfluss auf die Wiedergabe haben, so dass das Verhältnis zwischen den erwähnten Amplituden und den Amplituden der Nebengeräusche über ein grösseres Amplitudengebiet nahezu konstant gehalten werden kann.
Ausser dem obengenannten Verfahren zur Änderung der Durchlässigkeit des Films oder des durch- lässigen Teils des Films durch dazu geeignete Massregeln während der Aufzeichnung hat man vorgeschlagen, die Durchlässigkeit des Films während des Kopierens oder nach dem Kopieren herabzusetzen, z. B. durch Änderung der beim Kopieren angewendeten Lichtmenge oder durch Aufstreichen von gegenüber sichtbarem Licht undurchlässigen Farbstoffen od. dgl.
Bei allen bisher vorgeschlagenen Verfahren entsteht die Schwierigkeit, dass Änderungen der Durchlässigkeit des Films zum Erscheinen von knackenden Lauten bei der Wiedergabe Anlass geben, wenn die erwähnten Änderungen zu plötzlich anfangen oder aufhören ; es entstehen dann plötzliche Stromstösse in dem Verstärker des Wiedergabeapparates. Bei den bekannten Verfahren, die oben erwähnt sind, besteht die Gefahr, dass die totale Schwärzung des Films, die in den Tonpausen erstrebt wird, zu früh erscheint, so dass langsam abklingende Töne plötzlich abgeschnitten werden oder der erste Teil von Tönen, der noch aufgezeichnet werden soll, es nicht wird.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, diesen Mangel durch Steuerung der Schwärzungsvariationen während der Aufzeichnung aufzuheben und zu bewirken, dass sie immer mit einer geeigneten Geschwindigkeit anfangen und aufhören. Mit Schwärzungsvariationen werden in dieser Verbindung die von den Änderungen der Mittelstellung bzw. des Mittelwerts, um welche das Licht bzw. das lichtprojizierende System während der Aufzeichnung schwingt, herrührenden Variationen gemeint, dagegen nicht diejenigen Variationen, die von den Schwingungen des Lichts oder des lichtprojizierenden Systems um die erwähnte Mittelstellung bzw. den erwähnten Mittelwert, die von den in Wechselströme umgewandelten Schallwellen erregt werden, herrühren.
Die zur Steuerung des schallaufzeichnenden Organs (des Lichtes bzw. des lichtprojizierenden Systems) dienende Anordnung wird infolge der Erfindung so ausgeführt, dass der das schallaufzeichnende Organ beeinflussende gleichgerichtete Strom bei zunehmenden Sehallamplituden schneller zunimmt und bei abnehmenden Schallamplituden langsamer abnimmt als diese. Die genannten Schwärzung- variationen ändern sich dann, wenn die Lautstärke zunimmt, mit grösserer Geschwindigkeit wie diese und werden sich, wenn die Lautstärke abnimmt, langsamer als diese ändern.
Daher wird ein Ton, der plötzlich nach einer Pause eintritt-was die meisten Töne tun-, eine ebenso schnelle oder noch schnellere Änderung der betreffenden Schwärzungsvariation des Films von dem Wert bewirken, den die Schwärzung
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während der Pause aufseist und der gewöhnlich einer vollen Schwärzung entspricht, so dass die Aufzeichnung des betreffenden Tones gewährleistet wird. Wenn ein Ton langsam verschwindet, ändert sieh die Schwärzung so langsam, dass sie den maximalen Wert, den sie während der Pause aufweisen soll, nicht erreicht, bevor die aufzuzeichnenden Schallschwingungen ganz verschwunden sind.
Die obenerwähnte Anpassung der zur Steuerung des tonaufzeichnenden Organs dienenden Vorrichtung wird einfach dadurch erreicht, dass die Leitungskonstanten des Stromkreises bzw. mehrerer Stromkreise, durch welche der erwähnte Riehtstrom auf das tonaufzeichnende Organ zur Einwirkung gebracht wird, derart gewählt werden, dass die Variationen des Richtstroms schneller erscheinen, wenn dieser zunimmt, als wenn'er abnimmt.
Die Erfindung ist besonders von Bedeutung, wenn man die bei der Änderung der Mittelstellung des tonaufzeichnenden Systems bzw. des Mittelwertes des Lichtes hervorgebrachten Variationen der Mittelschwärzung des Films zur Drosselung der Nebengeräusche, die von den bei der Aufnahme angewendeten Vorrichtungen, insbesondere von den Mikrophone, herrühren, ausnutzen will. In diesem Falle wird die Vorrichtung zur Steuerung des tonaufzeichnenden Organs so eingestellt, dass die während der Pausen vorkommende maximale Schwärzung aufrechterhalten wird, wenn die Vorrichtung von
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Ströme, deren Amplituden den erwähnten minimalen Wert überschreiten, hervorrufen. Beim Aufhören des Schalls werden die Schwärzungsänderungen sich langsamer abspielen als die Änderungen der Schall- amplituden.
Gewöhnlich wird zur Gleichrichtung des obenerwähnten Stroms eine Gleichrichterröhre ange- wendet. Die infolge der Erfindung angestrebte Wirkung wird durch eine derartige Anpassung eines in dem Anodenkreis der Gleichrichterröhre in bekannterweise eingeschalteten und mit einem Ausglättungs- kondensator überbrückten Ohmschen Widerstandes erreicht werden können, dass der Kondensator während des Durchganges der positiven Halbwelle durch die Gleichrichterröhre schneller geladen wird, als er während des nachfolgenden Erscheinen der negativen Halbwelle entladen wird.
In der Zeichnung ist Fig. 1 ein Teil eines bekannten Vorführungsfilms, Fig. 2 ein Teil eines Vorführungsfilms, der durch Kopieren eines nach der Erfindung hergestellten negativen Films erzeugt ist, Fig. 3 ein zur Steuerung des schallaufzeiehnenden Organs dienendes System, Fig. 4 eine Ersatzschaltung des Anodenkreises einer Gleichrichterröhre, Fig. 5 eine graphische Darstellung des Verlaufes des Richtstromes während des Durchganges einer positiven Halbwelle durch den Gleichrichter und während der darauffolgenden Entladung des Kondensators, Fig. 6 eine geänderte Ausführungsform des in Fig. 4 gezeichneten Stromkreises, Fig. 7 der Verlauf des Richtstromes in dem in Fig. 6 gezeichneten Stromkreis, Fig. 8 eine abgeänderte Schaltung der Stromkreise des Gleichrichters.
Fig. 1 zeigt einen Teil eines bekannten Vorführungsfilms, der durch Kopieren eines Films hergestellt ist, auf welchem die Schallschrift nach dem Amplitudenverfahren unter Regelung der Mittelschwärzung des Films aufgezeichnet ist, so dass die Nullinie o desto mehr nach der Mitte des Films verschoben wird, je grösser die Schallamplitude ist. Die Nullinie o liegt in der Ruhestellung an einer Kante des Films und wird während des Aufzeichnens proportional zu den Sehwingungsamplituden nach der Mitte des Films hin verschoben.
Fig. 2 zeigt, wie die Verschiebung der Nullinie nach der vorliegenden Erfindung verlaufen soll, nämlich derart, dass die Verschiebung der Nullinie, wenn die Töne erscheinen, sich schneller abspielt als die Zunahme der Schwankungen des schallaufzeichnenden Systems (vgl. die linke Seite der Tonschrift der Fig. 2) und, wenn die Töne aufhören bzw. wenn die Stärke derselben abnimmt, langsamer vor sich geht als das Abnehmen der Schwankungen des schallaufzeichnenden Systems (vgl. die rechte Seite der Schallschrift in Fig. 2).
Fig. 3 zeigt ein System zur Steuerung eines schallaufzeichnenden Organs-in dem gezeigten Beispiel ein schwingender Spiegel e-, so dass die Verschiebung der Nullinie wie in Fig. 2 verläuft. Die Wechselströme, in welche der aufzuzeichnende Ton in bekannter Weise umgewandelt wird, werden nach Verstärkung durch den Transformator T auf die Aufhängeschleife f eines Oszillographenspiegels e übertragen, während ein Teil des Stromes durch einen Transformator T'auf eine Gleichriehterröhre S über-
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Widerstand t überbrückter Kondensator u eingeschaltet ist. v ist eine Verstärkerröhre, deren Gitter an einen einstellbaren Punkt des Widerstandes t angeschlossen ist und in deren Anodenkreis die Oszillographenschleife f eingeschaltet ist.
Dieses System steuert die Schwingungen des Spiegels e, so dass durch Aufzeichnung der Töne das in Fig. 2 gezeigte Phonogramm entsteht.
Die Nullinie o kann als eine graphische Darstellung der Kurvenform des gleichgerichteten Stroms aufgefasst werden, da sie im wesentlichen mit dieser gleichförmig ist. Die Kurvenform des Richtstromes ist von den Konstanten des Anodenkreises der Röhre s abhängig. In der Ersatzschaltung nach Fig. 4 ist die Röhre s durch die Wechselstromquelle q und den Widerstand r, der dem inneren Widerstand der Röhre s entspricht, ersetzt worden. Der Widerstand r wird während der positiven Halbwelle des Wechsel-
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stromes einen andern Durchschnittswert aufweLen wie v. ährend < er negativen Halbvelle, indem er, wenn die letztere erscheint, nahezu unendlich gross ist.
Der Kondensator u wird deshalb beim Erscheinen der positiven Halbwelle durch den Widerstand r geladen und beim Erscheinen der negativen Halbwelle durch den Widerstand t entladen werden.
Wird der Einfachheit halber angenommen, dass der Anodenkreis nur von einer einzigen Schwingung beeinflusst wird, so ist der Verlauf des Spannungsabfalls im Widerstand t durch die Kurve E in Fig. 5 darzustellen. Wenn man von dem Einfluss des Widerstandes t auf die Zeitkonstante des Anodenkreises während der Ladung des Kondensators u absieht, was mit grosser Annäherung zulässig ist, vorausgesetzt, dass der Widerstand t dem Widerstand r gegenüber gross ist, so wird die Zeitkonstante des Anodenkreises während der Ladung dem Produkt r. u und während der Entladung, die ausschliesslich durch den Wider- stand t vor sich geht, dem Produkt u. t proportional sein.
Man kann also durch Änderung der Werte des Widerstandes t und des Kondensators u im Verhältnis zum inneren Widerstand r der Gleichrichterröhre s die Kurvenform des Richtstroms iR (Fig. 5) so ändern, dass sie die bei der Mittellinie o in der Fig. 2 angedeutete Form oder nahezu diese Form annehmen kann (vgl. die Kurve des Stromes iR in Fig. 5).
Wenn die Frequenz des Wechselstromes hoch ist, nämlich so hoch, dass die Dauer der Periode kurz im Verhältnis zur Ladungs-und Entladungszeit des Kondensators u ist, wird der Richtstrom praktisch vollständig ausgeglättet. Ist dagegen die Frequenz des Wechselstromes niedrig und die Dauer der Wechselstromperiode von der gleichen Grössenordnung sie die Ladungs-und Entladungszeit des Kondensators u, so entstehen Schwierigkeiten bei der Ausglättung vermittels des Widerstandes t.
Wenn die Ausglättung keine vollständige ist, wird der Richtstrom eine Wechselstromkomponente aufweisen, die nicht nur eine Verstärkung oder eine Schwächung der betreffenden Frequenz bewirkt, sondern auch Obertöne einführen kann. Will man diesem Nachteil abhelfen, indem man die Zeitkonstante M. t sehr gross wählt oder mehrere Drosselketten hintereinander einschaltet, so entsteht der Nachteil, dass die Entladung des Kondensators u nach dem vollständigen Aufhören der Schwingungen sehr lange dauert, was zur Folge hat, dass die Nulllinie erst lange nach dem Aufhören des Tons in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt oder überhaupt nicht in ihre Ausgangsstellung zurückgelangt, bevor der nächste Ton erscheint. Die Tonpausen werden dann nicht geräuschlos.
Dem letztgenannten Mangel kann man zweckmässig durch Einschalten einer Induktionsspule I in Reihe mit dem Widerstand t abhelfen, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Die Induktionsspule wird dem ersten
Teil der Entladungskurve des Kondensators u eine flachere Form geben, wie in Fig. 7 gezeigt ist, d. h. die Drosselwirkung wird besser, ohne dass die Entladungszeit vergrössert wird.
Die Erfindung ist nicht nur auf die oben beschriebenen Vorrichtungen und Schaltungen beschränkt, sondern ist auch bei andern Vorrichtungen anwendbar, bei denen die Ladung und Entladung oder besser das Zunehmen und Abnehmen des Richtstromes zu ungleich grossen Geschwindigkeiten gebracht werden kann. So ist z. B. in Fig. 8 eine Schaltung der Gleichrichterröhre dargestellt, nach welcher die Induktions- spule I im Gitterstromkreis der Gleichrichterröhre eingeschaltet ist, u. zw. derart, dass sie mit dem Gitterableitungswiderstand x in Reihe geschaltet ist. In dem Anodenstromkreis der Röhre ist der Widerstand t sowie auch der Kondensator u eingeschaltet.
Die Zeitkonstante der gesamten Gleichrichterschaltung nach Fig. 8 wird der Zeitkonstanten der Gleichrichterschaltung nach Fig. 3 gegenüber vergrössert, vorausgesetzt, dass die Zeitkonstante des Anodenstromkreises, d. h. das Produkt u. t nicht klein gewählt wird.
Oben wurde vorausgesetzt, dass zur Gleichrichtung Elektronenröhren verwendet werden, jedoch sind auch andere Gleichrichter verwendbar. Ebenso können statt des Spiegels andere beliebige schwingende Organe zum Aufzeichnen der Töne in Betracht kommen, gegebenenfalls eine Entladungsröhre, auf welche der Richtstrom zur Einwirkung angebracht wird, so dass die Ausbreitung oder die Intensität des Lichts in an und für sich bekannter Weise in Übereinstimmung mit dem genannten Strom wechselt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Tonfilm, bei dem die Entfernung der Nullinie der aufgezeichneten Schallwellen von einem Rand des Films mit zunehmender und abnehmender Tonstärke sich ändert, dadurch gekennzeichnet, dass die einer bestimmten Änderung der Tonstärke entsprechende Änderung der Entfernung der Nullinie vom Filmrand bei zunehmender Tonstärke schneller und bei abnehmender Tonstärke langsamer vor sich geht als die betreffende Änderung der Tonstärke.