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Verfahren zum photographischen Aufzeichnen von Schallschwingungen in Intensitätsschrift.
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Der erfindungsgemäss hergestellte Wiedergabefilm ist im wesentlichen von derselben geringen mittleren Lichtdurchlässigkeit wie die oben erwähnte bekannte Art von Wiedergabefilmen, deren mittlere Lichtdurchlässigkeit in Übereinstimmung mit der Lautstärke des Tones schwankt.
Fig. 1 zeigt die Schwärzungskurve eines positiven Tonfilms und die Lage des Arbeitspunktes auf der genannten Kufve bei der bisher angewendeten Schallaufzeichnung nach dem Intensitätsverfahren.
Fig. 2 die Schwärzungskurve eines Tonfilms und die Lage des Arbeitspunktes auf dieser Kurve bei erfindungsgemäss hergestelltem Tonfilm, Fig. 3 zeigt schaubildlich ein nach der Erfindung ausgeführtes System zur Beleuchtung eines Films während der Aufzeichnung von Tönen (Schallschwingungen) auf denselben, Fig. 4 einen in diesem System angewendeten Beleuchtungsspalt in Vorderansicht und Fig. 5 ein System zur Steuerung des Aufzeichnungsorgans derart, dass der Arbeitspunkt auf der Schwärzungskurve von einer gegebenen Anfangsstellung aus um so mehr verschoben wird, je grösser die Tonamplituden sind.
In Fig. 1 ist a die Sohwärzungskurve, beispielsweise einer auf einem positiven Film angebrachten Bromsilberemulsion. Die Abszissen Jp sind die Beleuchtungsintensitäten und die Ordinaten Sp sind die Schwärzungsgrade in Prozenten des maximalen Schwärzungsgrades, der der vollständigen Lichtundurchlässigkeit der lichtempfindlichen Schicht nach ihrer Entwicklung und Fixierung entspricht.
Bei der Aufzeichnung von Tönen nach dem bekannten, bisher zumeist benutzten Intensitätsverfahren ist der Punkt o an der Schwärzungskurve, in welchem gearbeitet wird, d. h. der Punkt, 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 Schwärzungsgrad sich ändert, wenn das Aufzeiehnungsorgan 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 niedrigen Stelle der Kurve a, so dass die Schallzeiehen, 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, soll der Arbeitspunkt o selbsttätig längs der Kurve a in Abhängigkeit von der Grösse der Schallamplituden in ganz bestimmter Weise verschoben werden.
Fig. 2 zeigt die Schwärzungskurve eines Films, auf dem Schallschwingungen erfindungsgemäss aufgezeichnet sind. 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 das Schallaufzeichnungsorgan durch Schallschwingungen beeinflusst wird, welche die durch die Abszissen der Kurve b'in Fig.
2 angegebenen Beleuchtungsvariationen hervorrufen, 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 V 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 Schallaufzeichnungsorgan von einer Schallschwingung grösserer Amplitude beeinflusst, wodurch die durch die Kurve b"angedeuteten Beleuchtungsvariationen erzeugt werden, so wird der Punkt o selbsttätig bis zum Punkt 0" verschoben ; werden die Schallwirkungen noch kräftiger, so verschiebt sich der Punkt o nach dem Punkt o"', entsprechend den Schall-bzw. Beleuchtungsvariationen nach der Kurve b"'.
Wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, ist die Schwärzung des Films um so stärker, je schwächer die Amplituden der Schallschwingung 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 Schallstärke abnehmen, d. h. dieser ständig proportional sein. Es wird hiedurch ermöglicht, durch das Intensitätsverfahren ganz geringe Schallstärken aufzuzeichnen, was bis jetzt nicht möglich war, weil die Kratzer des Films und die Unregelmässigkeiten der Emulsionsschicht 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 Schwärzungsvariationen der Schallschrift 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 nicht über den Mittelpunkt c des geradlinigen Teiles der Kurve, d. h. den einer Schwärzung von 50% entsprechenden Punkt hinaus zu verschieben.
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", 0'"... entsprechende variierende Durchschnittsbeleuchtung des Films bei der Aufzeichnung von Schallschwingungen verschiedener Amplituden, so ist klar, dass die Schwärzung des negativen Films von ungefähr 100% bis ungefähr 50% variieren wird oder, da der Punkt 01 nicht am höchsten Punkt der Kurve a, sondern nahe an demselben
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liegt, eher von beispielsweise 90% entsprechend dem Punkt 01'bis ungefähr 50% entsprechend dem Mittelpunkt c des geradlinigen oder beinahe geradlinigen Teiles der negativen Schwärzungskurve.
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. 3 ist ein derartiges Beleuchtungsystem dargestellt, in welchem ein schwingender Spiegel e von einer Oszillographenschleife 1 getragen und durch einen Spalt g eines Schirmes h von einer Lichtquelle i beleuchtet wird, die mittels einer Linse n in der Ebene des Spiegels e abgebildet wird.
Der Spiegel wirft ein Bild gl des Spaltes g auf einen zwischen dem Spiegel und dem Film k angeordneten Schirm I, so dass das Bild gl einen Spalt m des Schirmes l zum Teil deckt. Eine Zylinderlinse n erzeugt auf dem Film k ein lineares Bild i1 des von der Linse n1 auf dem Spiegel gebildeten Bildes der Lichtquelle.
Wird angenommen, dass der Spiegel um die Längsachse der Schleife 1 schwingt, so wird das Bild gl wechselweise mehr oder minder in den Spalt m geführt und infolgedessen wird der durch diesen Spalt dringende Teil des vom Spiegel e reflektierten Lichtbündels 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.
Der Spiegel e wird derart eingestellt, dass die Unterkante des Bildes gl bei ruhigem Spiegel sich in oder ganz nahe an der Unterkante ql des Spaltes m befindet, so dass die Intensität der Beleuchtung auf dem Film dem Punkt o der Kurve a (Fig. 2) entspricht. Wirken Schallschwingungen auf die Schallaufzeichnungsvorrichtung ein, so soll die ursprünglich längs der Kante ql befindliche Kante des Bildes gl in den Spalt m hinein verschoben werden, u. zw. um so mehr, je grösser die Amplituden der Schallschwingungen sind, in Übereinstimmung damit, dass der Punkt o, wie oben beschrieben, auf der Kurve a verschoben werden soll.
Diese Verschiebung lässt sich beispielsweise in der in Fig. 5 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 M im Anodenstromkreis der Röhre s eingeschaltet ist. Der Anodenstrom der Röhre s ruft Spannungsvariationen im Widerstand t hervor, die dem Gitter einer Verstärkerröhre v aufgedrückt werden. Der Anodenstromkreis dieser Verstärkerröhre v ist über die Oszillographenschleife t (Fig. 3 und 5) geschlossen.
An die Oszillographenschleife ist ausserdem die sekundäre Wicklung eines Transformators T angeschlossen, über den der Wechselstrom, in welchen der Schall zwecks Aufzeichnung umgesetzt wird, auf die Schleife t übertragen wird.
Es ist ersichtlich, dass die Arbeitsstellung, die Oszillographenschleife 1 und somit der Spiegel e während des Aufzeichnens einnehmen wird, von dem Anodenstrom der Röhre v abhängen wird, wogegen die periodischen Schwingungen, die der Spiegel zwecks Schallaufzeichnung vornehmen muss, von dem Wechselstrom, der über den Transformator T der Schleife zugeführt wird, abhängen werden. 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 schwach sind.
Der Spiegel e wird dann verhältnismässig stark gedreht, beispielsweise so viel, dass die Unterkante des Bildes gl in Fig. 3 annähernd an die untere Kante des Spaltes m zu liegen kommt, wenn keine aufgezeichneten Töne vorkommen und der Spiegel deshalb ruhig ist.
Steigen die Schallamplituden beim Aufzeichnen, so steigt auch der von der Röhre s gleichgerichtete Strom und der Spannungsfall im Widerstand t vermindert die Gittervorspannung in der Röhre v, wodurch der Anodenstrom derselben abnimmt. Hiedurch wird der Spiegel derart gedreht, dass die Unterkante des Bildes gl in den Spalt m hineingeführt wird, was eine Herabsetzung der mittleren Schwärzung des Films verursacht.
Der Film mit den aufgezeichneten Schallzeichen wird nach Fixierung entweder unmittelbar als Vorführungsfilm verwendet oder es wird ein Vorführungsfilm durch zweifaches Kopieren nach dem Film k hergestellt. Man kann auch den Aufzeichnungsfilm im Umkehrverfahren in einen Film umwandeln, nach welchem ein Vorführungsfilm, dessen mittlere Schwärzung mit abnehmender Schallstärke zunimmt, durch einfaches Kopieren hergestellt werden kann.
Es wurde oben angenommen, dass die Unterkante des Bildes gl bei ruhigem Spiegel an der Unterkante des Spaltes m oder nur wenig innerhalb des Spaltes liegt. Diese Lage des Bildes gl bei ruhigem Spiegel ist jedoch nicht erforderlich, vielmehr kann die Unterkante des Bildes gl um eine gewisse Strecke unterhalb der Unterkante des Spaltes m liegen, jedoch derart, dass der Spalt m seiner ganzen Höhe nach vom Bild gl gedeckt wird, z. B. kann die Unterkante des Bildes gl so weit unterhalb der Unterkante des Spaltes m liegen, dass Schallschwingungen von der Grössenordnung des Hintergrundgeräusches nicht vermögen, die Unterkante des Bildes gl in eine Stellung oberhalb der Unterkante des Spaltes m zu verschieben.
Solche Schallschwingungen werden daher nicht aufgezeichnet, weil die ihnen entsprechenden
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