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Verfahren zur gleichzeitigen Aufnahme und gleichzeitigen Wiedergabe von Lichtbildern und Schallwellen.
Die Erfindung bezweckt die gleichzeitige Aufnahme und gleichzeitige Wiedergabe von Lichtbildern und Schallwellen, u. zw. beides auf photographischem Wege, indem die Schallwellen in Lichtschwankungen übergeführt und die photographischen Aufnahmen derselben in eine solche Form gebracht werden, dass die akustische Wiedergabe durch eine Schalldose erfolgen kann, wie sie bei den gewöhnlichen Sprechmaschinen verwendet wird.
Das Aufnahmeverfahren, das dem Negativprozess in der Photographie gleichkommt, benutzt zum Teil bereits bekannte Einrichtungen, indem die Schallwellen von einer Membran aufgefangen werden, deren Schwingungen ein Lichtstrahlenbündel beeinflussen. Letzteres fällt durch eine feste Blende abgeschirmt auf eine gleichmässig bewegte photographische Schicht (Film) und bewirkt durch verschieden starke Schwärzung derselben eine Aufzeichnung der Schallwellen. Die Aufnahme der Lichtbilder erfolgt auf dem gleichen, jedoch ruckweise bewegten Film. Das Wesen der Erfindung wird aus der nachfolgenden Einzelbeschreibung verständlich.
Eine für das Aufnahmeverfahren geeignete Einrichtung ist in Fig. 1. schematisch dargestellt.
Fig. 2 zeigt ein Stück des fertigen Films. Fig. 3 und 4 zeigen in Seitenansicht und Oberansicht eine Einrichtung zum Abhören der Schallwellen mittels einer Sehalldose.
Die Membran a zur Aufnahme der Schallwellen ist durch eine Stange b mit einer um die Achse c drehbaren Blende d verbunden. Der Blende d ist eine zweite, feste Blende e gegenübergestellt, so dass die Lichtstrahlen f, die von der Lichtquelle g ausgehen und vom Linsensystem h gesammelt werden, je nach der Stellung der beweglichen Blende d verschieden starke Schwärzungen auf dem gleichmässig bewegten Film k hervorrufen. Werden die Blendenöffnungen durch schmale, rechteckig geformte Schlitze gebildet, so erhält man nach der Entwicklung Bilder von den Schallwellen in Form von aneinandergereihten, mehr oder weniger schwarzen Strichen 1, Fig. 2. Da für die spätere Wiedergabe nur eine Breite der Striche von 1-2 mm erforderlich ist, kann der übrige Teil des Films für die Lichtbildaufnahmen verwendet werden.
Diese erfolgen durch das Objektiv i. Die dafür notwendige ruckweise Bewegung des Films geht durch
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Entwicklung des Films hat man besonders darauf zu achten, dass das Bild der Schallwellen sehr kontrastreich ausfällt. Die dabei zu schwach oder zu stark entwickelten Liehtbilder können nachträglich im Positivprozess korrigiert werden.
Für das Wiedergabeverfahren, den Positivprozess, wird ein zweiter Film verwendet, der keine Silbersalzemulsion besitzt und dessen Gelatineschicht durch Eintauchen in eine Ammonium-oder Kaliumbichromatlösung in eine lichtempfindliche Chromgelatine übergeführt wird. Kopiert man nun den Negativfilm auf diesem Chromgelatinefilm durch Belichtung der aufeinandergelegten Filme und nachherige Behandlung in heissem Wasser, so erhält man Reliefbilder, u. zw. derart, dass die mehr oder weniger geschwärzten Stellen des Negativs mehr oder weniger erhabenen Stellen des Positivs entsprechen. Der in solcher Art behandelte Film wird nunmehr durch eine ziemlich konzentrierte Farbstofflösung (z. B.
Anilinfarbstoff) gezogen, u. zw. so lange, bis die Lichtbilder in der Durchsicht genügend kräftig erscheinen, nachher wird in schwach angesäuertem Wasser gewaschen und getrocknet. Durch die Farbstofflösung werden nicht nur die Lichtbilder sichtbar gemacht, sondern es werden auch die Reliefe kräftiger, indem die
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Gelatine den Farbstoff aufgenommen hat. Nach diesem Verfahren hergestellte Film besitzen hochglänzende Bilder, da das Korn, das sich sonst durch die Ausscheidung des Silbers bildet, hier fast vollkommen fehlt.
Die Wiedergabe von Bild und Schall erfolgt nunmehr in der Weise, dass der fertige Positivfilm in seinem Lichtbildteil projiziert wird, seine Sehallbilder hingegen unter die Nadel einer Schalldose geführt werden, wobei die durch Reliefe hervorgerufenen Bewegungen bzw. Schwingungen der Nadel die vorher photographisch aufgenommenen Schallwellen entstehen lassen.
Das mit den Schallwellen versehene Band läuft von der Abwickeltrommel m durch die Führungsnuten o auf die Transportrolle il auf. Diese Transportrolle kann durch Federkraft. oder Motor direkt angetrieben werden, wenn es sich nur um die.. Wiedergabe von Tönen handelt, oder. das Band wird vom Triebwerk eines kinematographischen Projektionsapparates über die Transportrolle gezogen, wenn eine gleichzeitige Wiedergabe von Bildern und Tönen verlangt wird. p stellt die drehbar gelagerte Schalldose mit der Nadel p' dar. Beim Bewegen-des Bandes in der durch den Pfeil gekennzeichneten Richtung gleitet die Nadel in den Tonreliefen l'deys Bandes und bringt dadurch die Membran-der Schalldose in Schwingungen.
Das Wesentliche der neuen Anordnung besteht nun darin, dass der Nadelspitze p\ die als Kugelspitze ausgebildet ist, eine zweite, etwas grössere Kugelspitze aus gleich hartem Material gegenübergestellt ist und das Band zwischen beiden hindurchgeführt wird. Die Schraube q, welche die Fassung für die Kugelspitze p2 trägt, ist durch den Arm ql starr mit dem Lagerbock g'der Sehalldose verbunden.
Dieser ruht auf einer festen Unterlage r, die weder mit den Führungsnuten 0 noch mit der Transportrolle n Verbindung hat, um die Übertragung der Erschütterungen, die bei der Bewegung des Bandes entstehen, auf die Schalldose zu verhindern. Die Nadel überträgt demnach nur die durch die aufgezeichneten Schallwellen hervorgerufenen Bewegungen auf die Membran, wobei die Luftschwingungen durch das Schallrohr s nach aussen geleitet werden.
Um die Lautstärke bei der Wiedergabe der Schallwellen beliebig zu erhöhen und die Positivfilme in der bisher gebräuchlichen Form, d. h. mit einer lichtempfindlichen Gelatineschicht, verwenden zu können, wird der Negativfilm mit seinen Liehtbildern und mit den in Form von Strichen festgehaltenen Schallwellen auf einen normÅalen Positivfilm kopiert. Dies geschieht zweckmässig nicht, wie bisher meistenteils üblich, ruckweise, sondern wie gleichfalls an sich bekannt, mit stetiger Fortschaltung der Filme durch einen schmalen Spalt hindurch.
Der erhaltene Positivfilm wird entwickele. fixiert und getrocknet. Sodann wird auf die Gelatineschichtseite eine zweite schmale Gelatineschicht aufgespritzt, die nur so breit zu sein braucht, dass sie die Sehallwellenbilder vollkommen deckt. Die Dicke dieser aufgespritzten Schicht lässt sich durch die Konzentration der Gelatinelöqmg und durch die Geschwindigkeit des dabei gleichmässig bewegten Positivfilms regeln. Der ganze Positivfilm wird nunmehr in Kalium-oder Ammoniumbichromat getaucht und nach dem Trocknen dem Licht längere Zeit von der Rückseite aus ausgesetzt, u. zw. in der Weise, dass der Film mit der Schichtseite nach unten auf eine Trommel aufgewickelt wird.
Durch die Einwirkung des Lichtes wird zuerst die auf dem Positivfilm gleichmässig verteilte Schicht (primäre Schicht) vollständig gegerbt, die zweite schmale (sekundäre Schicht) hingegen nur dem Schallwellenbild entsprechend, d. h. die dunkeln Stellen weniger, die hellen Stellen mehr. Der Film wird sodann in heisses Wasser eingetaucht. Hiebei werden die Lichtbilder bzw. die ganze primäre Schicht nicht
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wellenbildern unmittelbar aufliegt.
Anstatt die in Form von verschieden geschwärzten Querstrichen aufgezeichneten Sehallbilder des Negativfilms mittels des Chromgelatineverfahrens auf dem Positivfilm in Reliefe überzuführen, können auch die auf einen mit einer normalen Silbersalzemulsion versehenen Positivfilm kopierten Schallbilder allein dazu benutzt werden, durch unmittelbare Einwirkung auf den Schalldosenmembranstift der sie nach Art einer Edisonschrift abtastet, Schallschwingungen zu erzeugen. Die verschieden starken Ausscheidungen des Silbers verändern nämlich die Oberflächenbeschaffenheit der Gelatine derart, dass die an ihnen vorbeigleitende Nadel der Schalldose in senkrecht zur Bandebene erfolgende Schwingungen versetzt wird.
- Wenn die durch das Silber bewirkten Oberflächenunterschiede nicht genügen, die Membran in kräftige Schwingungen zu bringen, so kann man die Schallbilder mit einer der bekannten photographischen Verstärkerflüssigkeiten (Uran, Quecksilber u. dgl. ) behandeln und damit die Unterschiede in der Gelatine vergrössern.
Die Verstärkung von Tonphotogrammen, die in Form von Kurvenzügen mit seitlichen Amplituden aufgezeichnet sind, ist bereits bekannt. So ist für ein Verfahren zur Herstellung von Photogramme mit vertiefter Tonkurve solcher Art vorgeschlagen worden, die in einem Negativ festgehaltenen Tonkurven photographisch auf ein Positiv zu übertragen und diese Kurven zur Wiedergabe zu benutzen.
Da die Höhenunterschiede zwischen Hell und Dunkel äusserst gering sind-sie betragen nach Messungen des Erfinders weniger als O'OOl MMm-so wird für das erwähnte bekannte Verfahren vorgeschlagen, die
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Höhenunterschiede durch Verstärkerflüssigkeiten zu heben : Durch die Verstärkerflüssigkeit wird nun zwar die Oberflächenbeschaffenheit der photographischen Schicht wesentlich verändert, die Höhen- unterschiede zwischen Hell und Dunkel bleiben jedoch in ihrer ursprünglichen Grössenordnung und reichen für die Führung der Nadel der Schalldose in keiner Weise aus. Dies Verfahren ist also tatsächlich unaus- führbar, auch schon aus dem Grunde, weil die Führungsrille sehr tief sein müsste, wenn sie das Heraus- gleiten der verhältnismässig schweren Schalldose verhindern soll.
Ferner ist das Kopieren der Negativ- bilder in Form von Wellenlinien wegen der unvermeidlichen seitlichen Bewegungen der Filmbänder unmöglich ; auch ist die Gelatine ein viel zu weiches Material, um die äusserst kleine Kugelspitze des
Membranstiftes führen zu können. Endlich liegt bei der Wiedergabe auch die Gefahr nahe ; dass nicht der Membranstift sondern das leicht bewegliche Filmband in Schwingungen versetzt wird.
Bei dem vorliegenden Verfahren spielen demgegenüber die geringen Höhenunterschiede der
Photographie nur eine sekundäre Rolle und es werden vornehmlich die Veränderungen der Härte und der Oberflächenbeschaffenheit der Gelatine wirksam, die durch die verschieden starken Ausscheidungen des
Silbers hervorgerufen werden. Diese Unterschiede in der Oberflächenbeschaffenheit und im Härtegrad der Gelatine bewirken Schwingungen der darüber weggleitenden Nadelspitze der Schalldose. Durch Verstärkerflüssigkeiten können diese Unterschiede wesentlich gesteigert werden, was wesentlich grössere
Lautstärken zur Folge hat.
Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens gegenüber dem obenerwähnten besteht darin, dass keine FÜhrungsrille für die Nadelspitze der Schalldose erforderlich ist und dass seitliche
Bewegungen des Films die Wiedergabe nicht störend beeinflussen.
Die Schallbilder können auch ohne Einwirkung des Lichtes in Reliefe übergeführt werden, wenn man den kopierten Positivfilm mit Stoffen in Berührung bringt, die die Eigenschaft besitzen, in Verbindung mit Silber Gelatine in heissem Wasser unlöslich zu machen. Badet man beispielsweise den Positivfilm in
Uranverstärker und löst nachher in heissem Wasser, so erhält man ein Relief der Schallbilder, hervorgerufen durch die verschiedene Löslichkeit der Verbindung : Silber-Uransalz.
Bei allen den genannten Verfahren kommt die Lichtgerbung in Fortfall, wodurch die Herstellung der Positivfilme vereinfacht und beschleunigt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur gleichzeitigen Aufnahme und gleichzeitigen Wiedergabe von Lichtbildern und
Schallwellen, bei welchen die in Form von verschieden stark geschwärzten Strichen photographierten
Schallbilder auf ein und demselben Film aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass beide Bilder auf Chromgelatine kopiert und die nach dem bekannten Auflösungsvorgang erhaltenen Reliefe in Farbstofflösung getaucht werden, worauf die von jedem Korn freien Bilder in der Weise benutzt werden, dass die in ihren Farbtönen nur durch die Konzentration der Farbstofflösung bestimmten Lichtbilder projiziert und die mit diesen Bildern gleichzeitig aufgenommenen Schallwellen durch Gleiten einer mit einer Membran verbundenen Nadel (Schalldose) auf den Reliefen der Schallbilder wiedergegeben werden.