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Verfahren und Vorrichtung zum Aufzeichnen von Schwingungen auf einem Träger.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Schwingungen auf einem Träger, insbesondere zum mechanischen Aufzeichnen von Schallschwingungen auf einem Film, derart, dass die Aufzeichnung optisch-elektrisch wiedergegeben werden kann.
Es sind mechanische Aufzeichnungsverfahren bekannt, bei denen zum Aufzeichnen ein Meissel oder Stichel benutzt wird, mittels dessen die Schwingungsspur in einen Träger eingeschnitten wird. Ein hauptsächliches Erfordernis ist dabei, dass die Schneidkanten des Meissels ganz sauber geschliffen sein müssen, weil sonst die Aufzeichnung verzerrt und unklar ausfällt. Auch muss dafür Sorge getragen werden, dass beim Aufzeichnen der Meissel mechanisch möglichst geschont wird, weil es sich meistens um ganz kleine Meissel aus Diamant oder Saphir handelt, die sehr zerbrechlich und schwach sind.
Hiezu kommt noch, dass es, wenn die Auf Zeichnung optisch wiedergegeben werden soll, erwünscht ist, Massnahmen zu treffen, um das sogenannte Grundgeräusch zu vermeiden, das die Musik oder Sprache als störender Hintergrund begleitet und auf verschiedene Ursachen, wie z. B. Sehmutzpartikelchen oder Kratzer im durchsichtigen Teil der Aufzeichnung, zurückzuführen ist. Dieselben Massnahmen sind natürlich auch zu treffen, wenn das Aufzeichnen nicht mechanisch, sondern auf andere Weise, z. B. optisch, erfolgt.
Zur Verminderung des Grundgeräusches ist es bei Vorrichtungen zum optischen Aufzeichnen von Tönen schon bekannt, die Mittellage des Aufzeichnungsorgans während des Aufzeichnungsvorganges mittels eines von den Tonströmen abgezweigten Teilstromes, der gleichgerichtet und geglättet wird, in Abhängigkeit von den Amplitudenwerten der Tonströme zu verändern.
Das erfindungsgemässe Verfahren, bei dem in analoger Weise ein die Mittellage des Aufzeichnungorgans bestimmender Gleichstrom von den Amplitudenwerten der aufzuzeichnenden Tonströme gesteuert wird, ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass der abgezweigte Energieteil ein Lichtventil betätigt, das einen oder mehrere elektrische Gleichstromkreise steuert, deren Strom bzw. Ströme die Mittellage des Aufzeichnungsorgans in bezug auf den Aufzeichnungsträger stufenweise ändert bzw. ändern.
Für das mechanische Aufzeichnen ergeben sich daraus die folgenden Vorteile :
Erstens wird nicht dauernd dieselbe Zone der Meisselschneidkante (bzw.-kanten) belastet. Die Wärmeabfuhr und somit die Abnutzung ist dadurch bedeutend besser.
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Aufzeichnungsmaterial gehoben wird, wenn kleine und schwache Amplituden aufgezeichnet werden sollen. Der Schnittwiderstand wird dadurch kleiner. Dies bedeutet daher eine Verbesserung der Aufzeichnung dieser Amplituden.
Es hat sich herausgestellt, dass ein anderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens darin besteht, dass die Regelung mit Aufwand von nur sehr wenig Energie, d. h. von der Grössenordnung von einigen Milliwatt, einwandfrei arbeitet.
Es sei hier überdies bemerkt, dass für die optische Wiedergabe von mechanisch oder optisch ange-
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des Überganges von der einen Lage des Meissels in die andere Lage auftreten. Grosse und kleine Amplituden, die bei einer einzigen Nullage des Meissels aufgezeichnet werden können, kommen ohne jegliches Abschneiden der Spitzen zum Ausdruck ; nur diejenigen plötzlich auftretenden Amplituden, die erst in einer andern Lage des Meissels richtig aufgezeichnet werden, können zum Teil abgeschnitten werden. Obwohl bei Verwendung von Stufen die Geräuschfreiheit gegenüber der der kontinuierlichen Regelung etwas geringer ist, ist es daher möglich, die totale Verzerrung beim Stufenverfahren herabzusetzen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Steuermittel ein Lichtventil mit einer oder mehreren diesem zugeordneten und mit einem oder mehreren Gleichstromkreisen gekoppelten lichtempfindlichen Zellen dient, die stufenweise belichtet werden, wobei die Anordnung zweckmässig derart ist, dass die jeweils arbeitende Stufe zwangläufig abgeschaltet wird, wenn eine der benachbarten Stufen eingeschaltet wird.
Mechanische Relaisschaltungen, bei denen bei Einschaltung des einen Relais das andere ausfällt, sind an sich bekannt und können hier einfach verwendet werden.
Eine sehr zuverlässige Anordnung entsteht, wenn die lichtempfindlichen Zellen in den Gitterkreis
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Weise über einen Kondensator miteinander verbunden sind. Bei dieser Anordnung ist praktisch jede mechanische Abnutzung ausgeschlossen. Nachstellung und Wartung von Kontakten wird also völlig vermieden.
Ein anderer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass man durch das jeweilige Aufleuchten der verschiedenen Entladungsröhren beobachten kann, ob die stufenweise Regelung richtig arbeitet.
In einer andern Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens wird eine Blende benutzt, die einen stufenartigen Ausschnitt aufweist und in dem Strahlengang zwischen einer Lichtquelle und einer oder mehreren lichtempfindlichen Zellen angeordnet ist. Es gibt in diesem Falle wieder zwei Möglichkeiten.
Wenn nur eine Photozelle vorhanden ist, nimmt die darauffallende Lichtmenge bei Drehung oder Verschiebung der Blende in der einen Richtung in der Reihenfolge vom einfachen zum zweifachen, dreifachen usw. Wert zu. Im allgemeinen wird die Photozelle dann in den Gitterkreis einer Dreielektrodenröhre geschaltet, so dass der Anodenstrom dieser Röhre sich dementsprechend ändert. Der Anodenstrom kann zur Einstellung der jeweiligen Mittellage des Aufzeichnungsorgans benutzt werden. Die zweite Möglichkeit ist, dass ebensoviele Photozellen wie Stufen in der Blende vorhanden sind und dass nacheinander entsprechend der Stufenzahl eine, zwei, drei usw. Zellen belichtet werden.
In diesem'Falle wird jede Photozelle vorzugsweise in den Gitterkreis einer Entladungsröhre geschaltet, wobei die verschiedenen Röhren dann so miteinander zusammenarbeiten, dass nur in Abhängigkeit der jeweiligen Beleuchtung der Photozelle die zugehörige Röhre eingeschaltet wird und die Röhren keine Rückwirkung aufeinander ausüben.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung mit schwingendem Lichtbündel dargestellt. Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungbeispiel mit stufenartig ausgeschnittener Blende.
In Fig. 1 ist in dem Gehäuse 1 eine Lichtquelle zusammen mit einem Lichtspalt und einem Objektiv untergebracht. Aus diesem tritt ein dünnes bandförmiges Lichtbündel 2 aus und fällt auf den Spiegel des Spiegelgalvanometers 3. Dem Verstärker, der im Gehäuse 4 angeordnet ist, werden die Sprechströme durch die Leitungen 5 zugeführt. Die verstärkten Sprechströme werden der Meisselspule 6 durch die Leitungen 7 und 8 zugeführt. Ein Teil der Sprechströme wird gleichgerichtet und gegebenenfalls nach Abflachung durch die Leitungen 16 dem Spiegelgalvanometer 3 zugeführt. Der Gleichrichter und die Abflachvorrichtung sind zusammen mit dem Verstärker im Gehäuse 4 angeordnet.
Die Lage des Spiegels des Galvanometers 3 wird also von der Sprechstromenergie bestimmt, und infolgedessen ist auch die Richtung des zurückgeworfenen Lichtbündels 9 bestimmt. Die Anordnung ist derart gewählt, dass während der Aufzeichnung. das Lichtbündel immer eine der drei dargestellten Photozellen 10, 11 und 12 trifft. Mit den gezeichneten Photozellen sind jeweils die Gitterkreise der gittergesteuerten gasgefüllten Entladungsröhren 13, 14 und 15 elektrisch verbunden. Die elektrische Anordnung ist derart gewählt, dass immer nur eine der Röhren arbeitet.
Sobald die Gitterspannung einer Röhre durch Beleuchtung der zugehörigen Photozelle einen derartigen Wert erreicht hat, dass Zündung oder eine bestimmte Erhöhung des Anodenstromes stattfindet, wird durch Rückkopplung die Anodenspannung der bereits arbeitenden Lampe derart herabgesetzt, dass sie gelöscht oder unwirksam wird. Hiezu ist in an sich bekannter Weise zwischen die Anoden der Entladungsröhren ein Kondensator geschaltet, Jede Röhre ist, wenn gezündet, imstande, einen Gleichstrom durchzuleissen, welcher für jede Röhre einen andern konstanten Wert hat und der nur dann zu fliessen aufhört, wenn eine der andern Röhren gezündet wird. Diese Gleichströme werden der Meisselspule mittels der Leitungen 17 und 8 zugeführt. Die Leitung 7 kann gegen Gleichstrom abgeriegelt sein.
Die Vorrichtung kann auch ohne vorherige Gleichrichtung des abgezweigten Teiles der Sprechströme arbeiten, wenn zur Bewegung des Lichtbündels eine Oszillographenschleife benutzt wird. Es wird dann die variable Breite des von der Schleife gebildeten Lichtbündels, die von der Amplitude der Sprechströme abhängt, zur Einstellung der Mittellage des Schneidorgan benutzt. Es arbeitet in diesem
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Falle stets nur jene Photozelle, auf welche das äussere Ende des Lichtbündels fällt. Dieses äussere Ende ist bekanntlich wegen der sinusförmigen Bewegung des Lichtpunktes erheblich lichtstärke als die Mitte des Bandes.
Die Frequenz der aufzuzeichnenden Schwingungen ist im allgemeinen ohne Einfluss, und ihr Einfluss kann gegebenenfalls bei tieferen Frequenzen durch Glättungsmittel beseitigt werden.
In Fig. 1 ist auch die Vorrichtung zur mechanischen Schallaufzeichnung auf einem Film gezeichnet.
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fest verbunden, der zwischen den Polschuhen 26 und 27 bei 25 im Arm 22 drehbar gelagert und von der
Spule 6 umgeben ist. Der Arm 22 ist von Hand mittels der Stellschraube 24 einstellbar. Die Spule 6 wird, wie bereits beschrieben, von den verstärkten Sprechströmen, denen ein Gleichstrom überlagert ist, gespeist. Diese Ströme werden durch die Leitungen 7 und 11 und weiter durch 8 zugeführt. Es ist auch möglich, eine oder mehrere gesonderte Spulen zur Einstellung der Meisselmittellage anzuordnen. Diese können neben der dargestellten Spule 6 um den Anker 21 angeordnet sein oder die Lage des Armes 22 bestimmen, in welchem Falle vorzugsweise noch eine Korrigiervorrichtung 24 für Handbedienung beibehalten wird.
In Fig. 2 ist schematisch die Anordnung mit einer stufenweise ausgeschnittenen Blende dargestellt. Die durch einen Teil der aufzuzeichnenden Ströme zu bewegende Blende 28 weist hier drei Stufen auf und bewegt sich quer zu einem Lichtbündel mit einem Querschnitt 29. Dieses Lichtbündel kann auf eine Photozelle auffallen, welche dieselbe Ausgestaltung und denselben Querschnitt hat wie das Lichtbündel, oder auf drei Photozellen, von denen jede eine Höhe h aufweist, die mit einem Drittel der
Gesamthöhe der Blende 28 übereinstimmt. Die Photozelle oder-zellen sind wieder elektrisch mit einem oder mehreren Gleichstromkreisen verbunden, welche die jeweilige Mittellage des Aufzeiehnungssehneide- organs bestimmen.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von drei Stufen beschränkt, sondern kann je nach dem erwünschten Resultat auch mit zwei, vier oder mehreren Stufen durchgeführt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Aufzeichnen von Schwingungen auf einem Träger, insbesondere zum mechanischen Aufzeichnen von Schallschwingungen auf einem Film, derart, dass die Aufzeichnung optischelektrisch wiedergegeben werden kann, und bei dem ein Teil der dem Aufzeichnungsgerät zugeführten Energie abgezweigt und dazu verwendet wird, um die Mittellage des Aufzeichnungsorgans in Abhängigkeit von den Amplitudenwerten zu verändern, dadurch gekennzeichnet, dass der abgezweigte Energieteil ein Lichtventil betätigt, das einen oder mehrere elektrische Gleiehstromkreise steuert, deren Strom bzw. Ströme die Mittellage des Aufzeiehnungsorgans in bezug auf den Aufzeichnungsträger stufenweise ändert bzw. ändern.