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Procédé et dispositif d'enregistrement d'oscillations.
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant d'enregistrer mécaniquement sur un support, de préférence un film, des oscillations, notamment des oscillations sonores.
Suivant l'invention, la position neutre de l'outil ou autre organe enregistreur est modifiée soit automatiquement soit à la main,et selon la valeur de l'amplitude à enregistrer de l'un à l'autre de plusieurs étages choisis en rapport avec autant de valeurs maxima dans la gamme d'intensités des oscil- lations.
On entend ici par "position neutre" la position qu'occupe l'outil enrègistreur par rapport au support lorsqu'il
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n'y a pas d'oscillations à enregistrer. Pour plus de simplicité, il sera question dans ce qui va suivre, le plus souvent,de deux étages, bien que plus de deux étages puissent évidemment être choisis suivant les cas.
La réalisation du procédé qui fait l'objet de l'invention permet à l'outil enregistreur de tailler à chaque étage, dans la couche destinée à l'enregistrement, à une pro- fondeur moyenne différente de manière à travailler, par exem- ple aux faibles amplitudes qui en général se produisent aux hautes fréquences, plus superficiellement dans la couche d'enregistrement où la résistance qu'oppose la matière du support à l'outil enregistreur est moindre que celle qu'op- posent les couches plus profondes. Par suite, l'enregistre- ment des faibles amplitudes est plus facile, ce qui est particulièrement important pour l'enregistrement des hautes fréquences.
Un autre avantage que procure le procédé qui fait l'objet de l'invention réside en ce que l'échauffement de l'outil enregistreur (qui est constitué de préférence, par un saphir) qui, lorsqu'il travaille comme d'ordinaire constamment à la même profondeur moyenne de la couche d'enregistrement, devient inadmissiblement grand, est réduit sensiblement et que le risque de détérioration se trouve ainsi diminué, du fait que l'échauffement ne se produit plus constamment au même point de l'outil enregistreur.
En outre,l'outil enregistreur s'use plus uniformé- raent, ce qui est également dù au fait que ce ne sont pas toujours ses mêmes zones qui viennent en contact avec la matière où il inscrit l'enregistrement.
On sait que lorsqu'on enregistre des oscillations /) sonores par voie optique on peut plus ou moins diminuer les
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bruits parasites qui se produisent pendant la reproduction optique en s'arrangeant pour que la position neutre de l'outil enregistreur dans le système à amplitude variable, ou le noircissement au repos dans le système à intensité variable, varie constamment. Toutefois, pour un passage très brusque d'une faible amplitude à une amplitude rela- tivement grande, l'inertie du réglage est assez grande pour que les sommets des grandes amplitudes soient coupés dans la première période du passage d'une amplitude à l'autre, ce qui constitue un défaut.
Le réglage par étage qui fait l'objet de l'inven- tion offre comparativement au réglage continu une améliora- tion en ce que, à un seul étage, lorsque la susdite varia- tion brusque de l'amplitude minimum à l'amplitude maximum survient, les sommets de cette dernière ne sont pas coupés du fait que la capacité enregistreuse des divers étages a été choisie d'emblée de manière à permettre aux sommets des amplitudes maxima d'être enregistrée sans aucune dis- torsion. L'utilisation d'étages permet donc d'améliorer :sensiblement la qualité de l'enregistrement intégral. Il est vrai qu'aux divers étages, considérés isolément, l'amélioration est légèrement moindre, mais l'invention fournit les moyens de diminuer en même temps l'influence nuisible des diverses difficultés mentionnées.
Il. est évident qu'on peut mettre en oeuvre le procédé qui fait l'objet de l'invention dans les systèmes d'enregistrement les plus divers. On peut enregistrer par exemple aussi bien selon le système connu à amplitude variable que selon le système également connu à densité ou intensité variable. De plus, l'invention n'est pas
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limitée à la reproduction mécanique de l'enregistrement qui est encore très employée à présent, mais elle s'étend aussi à la reproduction optique; comme on le sait généralement la combinaison enregistrement mécanique - reproduction opti- que offre des avantages considérables.
Ainsi, par exemple, le procédé d'enregistrement mécanique offre comparativement au procédé purement optique l'avantage de permettre la re- production directement après l'enregistrement, même dans l'appareil d'enregistrement, du fait qu'on peut se passer d'un traitement chimique, auquel on doit recourir pour le procédé optique. De plus, les avantages inhérents à la reproduction optique sont entièrement conservés.
Lorsqu'on met en oeuvre le procédé à intensité ou à densité variables, on utilise non seulement un outil enregistreur enregistrant d'une manière amplifiée par étages l'intensité des oscillations en dessous d'une limite déter- minée, mais encore un organe au moyen duquel après l'enregis- trement des oscillations la capacité reproductrice du support est réduite par étages en rapport avec la susdite amplification. On peut atteindre ce but par voie mécanique en s'arrangeant pour qu'un ciseau de largeur constante taille un tracé en relief. Suivant l'invention, l'énergie moyenne qui est fournie au dit ciseau en-dessous d'une limite d'intensi- tédonnée, par exemple de 28 décibels, doit être suffisamment amplifiée pour qu'elle équivale environ à la valeur moyenne de l'intensité au-dessus de la dite limite.
On désigne ce procédé le plus souvent par "procédé à volume constant".
Il offre cet avantage que l'enregistrement des faibles ampli- tudes est réalisé d'une manière sensiblement plus efficace.
Cependant, par suite, la courbe d'intensité est déformée, ce qui rend impérieuse la nécessité d'utiliser, soit immédia- h
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-tement soit subséquemment, des moyens permettant de rétablir les conditions d'intensité primitives lors de l'opération de reproduction. A cet effet, on peut utiliser par exemple un second ciseau qui, par enlèvement partiel du tracé, modifie par étages la largeur et par suite la capacité reproductrice du tracé intégral, c'est-à-dire les réduit en-dessous d'une limite d'intensité donnée.
On utilise de préférence le système à amplitude variable pour exécuter le procédé d'enregistrement d'oscil- lations sonores par voie mécanique qui fait l'objet de l'invention. Le dispositif qui permet de le mettre en oeuvre comporte, par exemple, un relais qui est commandé, en fonc- tion des différentes valeurs maxima de la courbe d'intensité déterminées d'emblée;par une partie de l'énergie fournie à. l'outil enregistreur et qui est intercalé dans un circuit régulateur comportant en outre un dispositif, par exemple une bobine à noyau magnétique, permettant de modifier la position neutre de l'outil enregistreur, de préférence celle de l'organe mobile qui porte l'outil enregistreur.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Il est évident que l'invention s'étend non seulement aux supports produits directement au moyen du procédé d'enregistrement conforme à l'invention, mais encore aux supports obtenus à partir de ceux mentionnés en premier lieu par la combinaison avec des procédés connus.
La particularité caractéristique du procédé d'enregistre- ment objet de l'invention est également reconnaissable sur ces supports copiés.
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Pour plus de clarté, les figures ne montrent que des supports pelliculaires, bien que l'invention ne soit pas limitée à ce genre de supports, mais soit également applicable à des supports d'autre forme, par exemple à des disques, notamment à des disques de phonographes.
La figure 1 est une vue en plan d'un film muni d'un phonogramme modulé de part et d'autre de son axe médian.
La figure 2 montre comment s'opère l'enregistre- ment mécanique d'un tracé de ce genre.
La figure 3 est une vue en plan d'un fragment de film sur lequel le phonogramme est conformé d'une manière différente.
La figure 4 montre comment le phonogramme de la figure 3 peut être enregistré mécaniquement.
La figure 5 montre un fragment d'un film sur lequel le phonogramme a été enregistré selon le système à intensité variable.
La figure 6 montre l'enregistrement mécanique d'un phonogramme du genre indiqué sur la figure 5.
La figure 7 est une vue de coté de la figure 6.
La figure 8 montre une variante d'enregistrement mécanique du phonogramme montré sur la figure 5.
La figure 9 est une vue schématique d'un dispositif d'enregistrement mécanique d'oscillations conforme à l'in- vention.
Les bandes de film montrées sur les figures sont des fragments de films purement sonores. Il va de soi que ces phonogrammes peuvent aussi faire partie d'un film optico- sonore.
Le film montre sur la figure 1 est muni d'un
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phonogramme du genre dit à amplitude variable qui peut être réalise aussi bien par voie mécanique que par voie optique.
Dans le procédé d'enregistrement mécanique, on utilise par exemple un ciseau du genre montré sur la figure
2 comportant un tranchant en forme de V qui enlève des por- tions plus ou moins grandes de la surface pelliculaire en se déplaçant par rapport au support ou film suivant une direc- tion faisant un angle de 90 au plus avec la surface du sup- port.
Lorsqu'aucune oscillation n'est enregistrée, le ci- seau taille un tracé non modulé ayant une largeur donnée (voir sur les figures An et Bn ). Ce tracé non modulé est donc taillé dans la position neutre de l'outil enregistreur.
Suivant l'invention, au cours de l'enregistrement on modifie par étages la capacité enregistreuse du support.
On choisit les étages d'une manière bien déterminée. Si 1' on désire enregistrer, par exemple, des sons dont l'inten- sité est comprise environ entre 0 et 40 décibels, on divise cette zone d'intensités en plusieurs étages et on les fait valoir dans le phonogramme.
Une simple division de la zône d'intensités en deux étages, savoir un étage environ de 0 à 28 décibels et un étage de 28 à 40 décibels, permet déjà d'obtenir une charge sensiblement plus efficace de la surface tranchante de 1' outil enregistreur. En général, il n'est pas nécessaire d' enregistrer des intensités de son supérieures à 40 ou 50 décibels. Si, toutefois, on désire enregistrer une zone d'intensités plus hautes, il n'y a aucun inconvénient à choisir un nombre d'étages plus grand.
Dans la pratique, on procède de la manière suivante , (voir figure 1).
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La totalité de la partie d'un film réservée aux sons, dont la largeur est le plus souvent de 2 mm environ, permet d'enregistrer encore les sons d'intensité maximum, par consé- quent d'environ 40 à 50 décibels. On film ayant une telle largeur possède donc une capacité enregistreuse de 40 à 50 décibels.
Pour les sons à intensité de 28 à 40 décibels envi- ron, on utilise la largeur totale A qui est disponible (figure
1). Le tracé enregistré dans la position neutre a donc une lar- geur An Lorsque la largeur totale disponible est de 2 m m, la largeur An est de 1 m/m (voir figures 1 et 2).
Sur la partie P, le film est donc muni d'enregistre- ments d'oscillations ayant une intensité de 28 à 40 décibels environ. On peut utiliser, par exemple, le ciseau montré sur la figure 2 pour enlever des portions du support. Ce support peut se composer d'une couche inférieure 1, par'exemple en celluloïd, d'une couche intermédiaire plastique 2 (par exemple en gélatine dans laquelle le ciseau taille le phonogramme) et d'une couche de revêtement noire 3. Cette dernière couche peut aussi être appliquée après l'enregistrement sur un support transparent, pour obtenir la différence de transparence des divers endroits du phonogramme qui est nécessaire à la reproduction.
Aussitôt que l'intensité tombe au-dessous d'une valeur donnée (par exemple 28 dbs.), la position neutre de l'enregistreur est modifiée par exemple de telle façon que le tracé non modulé (par exemple la zone W de la figure 1) ait une largeur ne dépassant pas 0,25 m/m (sur les figures 1 et 2 la largeur ±).Dans ce cas, la largeur B disponible au-dessous de
28 dbs. pour la zone d'intensités ne dépasse pas 0,5 mm.
Dans ce qui précède il est question de parties du phonogramme ayant une largeur An et Bn. On peut désigner ces
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largeurs d'une façon générale par "largeurs moyennes de la partie transparente du phonogramme".
On a trouvé que cette modification de la position neutre peut facilement être effectuée automatiquement en 1/50
Sec.
Le tracé de la figure 3 comporte également une dis- tance P1 sur laquelle ont été enregistrés des sons de grande intensité. La largeur disponible et la largeur du tracé non modulé sont désignées respectivement par A et An La distance
Q1 possède une capacité enregistreuse moins grande. Les lon- gueurs correspondantes B et Bn sont également indiquées. Il est évident qu'un tracé de ce genre peut être réalisé mécaniquement au moyen d'un ciseau du genre montré sur la figure 4, dont la position neutre peut donc être modifiée (voir position indiquée en pointillé sur la figure 4). La direction de mouvement du ciseau est indiquée par la flèche. Au cours de l'enregistrement, le support ou film se déplace perpendiculairement au plan du dessin.
Le phonogramme de la figure 5 est réalisé selon le système à intensité variable, c'est à dire que la transparence du support varie en fonction des amplitudes des oscillations enregistrées.
Un tracé de ce genre peut être réalisé mécaniquement au moyen d'un ciseau M à tranchant plan du genre indiqué sur la figure 6 qui travaille à une profondeur plus ou moins grande dans l'épaisseur de la matière du support, dont la transparence varie avec son épaisseur.
Sur la distance U, sont enregistrées des oscillations dont l'intensité est comprise entre 28 et 40 dbs. environ et celles enregistrées sur la distance V ont une intensité compri- se entre 0 et 28 dbs. Dans cette partie du phonogramme, on ampli- fie plus que normalement, de préférence, les amplitudes des
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oscillations qu'on enregistre au moyen du ciseau M et on com- pense cet écart de l'intensité ordinaire en réduisant la lar- geur du tracé de A à B. Les parties C qui ont été taillées également par le ciseau M sont enlevées dans cette partie au moyen d'un ou plusieurs ciseaux M1 disposés directement derrière le ciseau M (voir figures 6 et 7), ou bien elles sont traitées de toute autre manière convenable de manière à supprimer le phonogramme de ces parties C.
A cet effet, on peut aussi utili- ser, par exemple, des organes noircissant ces parties lors de l'opération d'enregistrement, par exemple des burins ou des plumes encrés.
Les deux ciseaux enregistreurs sont commandés par étages, de préférence, par un amplificateur amplifiant automa- tiquement également par étages, en fonction des différents étages choisis d'emblée dans la zone d'intensifs des oscilla- tions.
La partie C, qui doit être enlevée par coupage ou masquée lorsqu'on amplifie dans la partie V d'une manière plus intense que normalement, est déterminée par la valeur de cette amplification supplémentaire et par l'augmentation corrélative de la transparence de la matière du support. Cette augmentation est fonction de la courbe caractéristique de la transparence de la matière du support. La largeur C doit être choisie en rapport avec cette courbe caractéristique.
On peut aussi, comme montré sur la figure 8, exécuter les parties V du phonogramme de la figure 5 au moyen d'un cisem étroit M2' et les parties U au moyen d'un ciseau large M3 Ces ciseaux entrent donc en jeu tour à tour selon les étages choisis et sont donc amenés dans une certaine position neutre.
Dans ce cas, on enregistre au moyen du ciseau M2 des oscillations dont l'intensité est amplifiée d'une manière plus intense que normalement, c'est à dire d'une manière plus
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intense que les oscillations enregistrées au moyen du ciseau M3
La figure 9 montre un dispositif permettant de mettre en oeuvre selon le système à amplitude variable le procédé qui fait l'objet de l'invention. On admet qu'on a choisi dans ce dispositif deux étages déterminés dans la zone d'intensités à enregistrer (dans le cas d'oscillations sonores dans la zone d'intensités de son).
L'amplificateur V envoie les courants amplifiés qui correspondent aux amplitudes des oscillations à enregistrer, par exemple les courants microphoniques, à une bobine S agissant sur un circuit inducteur (pièces polaires G) de manière à mettre en mouvement une armature K qui à l'une de ses extrémités porte un ciseau M du genre indiqué sur la figure 2.
Le film dont on admet qu'il peut se mouvoir perpendi- culairement au plan du dessin est désigné par F. le système 'inducteur est fixé par le boîtier H à un bras R pivotant en X.
Si la position de ce bras est modifiée, c'est à dire si ce bras pivote autour du point X, la position neutre du ciseau M est modifiée.
Deux ressorts D et D1 agissent sur la partie allongée
R1 du bras qu'ils peuvent pousser contre des butées I et Il.
Les ressorts D et D1 sont des ressorts de compression.
Le-ressort D1 porte à l'une de ses extrémités contre un plateau
L fixé à une tige T et à son autre extrémité contre un appui fixe Z. La tige T est solidaire du noyau N d'un circuit magné- tique qui est entouré par une bobine Si* Cette bobine est in- tercalée dans un circuit alimenté par une batterie Br et compor- tant en outre un dispositif de contrôle Rg et deux contacts Ko
L'un des contacts Ko est fixe, tandis que l'autre est mobile par rapport au premier. Il est actionné par un aimant (non montré sur le dessin) et une bobine Sr Cette dernière est
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intercalée dans un circuit en dérivation sur le circuit de sortie de l'amplificateur.
Les courants amplifiés par l'ampli- ficateur V sont donc envoyés en partie à la bobine S2, de pré- férence à travers un second amplificateur V1, comportant un dispositif de mesure de l'énergie amenée à la bobine S2. Aussi longtemps que des oscillations de la zone comprise, par exemple, entre 0 et 28 dbs. sont enregistrées, les contacts Ko se tou- chent. La bobine S1 est parcourue par un courant suffisamment fort pour que le noyau N soit maintenu soulevé, de sorte que le ressort D1 n'appuie pas d'une manière appréciable contre le bras R1 et que le ressort D maintient ce bras appuyé contre la butée I. Lorsque, cependant, l'intensité des oscillations dépasse une valeur donnée, les contacts Ko sont écartés l'un de l'autre.
Le courant qui traverse la bobine S1 est alors coupa et le ressort puissant D1 peut appliquer le bras contre la butée I1 à l'encontre du ressort D, de sorte que le ciseau occupe la position dans laquelle il taille une longueur P comme celle montrée sur la figure 1.
Les contacts Ko et la bobine Sr ainsi que l'aimant constituent par leur ensemble un relais auquel on substitue, de préférence, un ou plusieurs tubes à décharges à grille de commande. Ces tubes offrent sur les relais mécaniques l'avantage d'un fonctionnement pratiquement sans aucune inertie et d'une beaucoup plus grande simplicité d'emploi. Dans ce cas, on amène les courants de l'amplificateur Via la grille du tube.
On utilise, de préférence, plusieurs tubes de ce genre, lors- qu'on travaille avec plus de deux étages.
En principe, il est également possible d'utiliser le dispositif schématisé pour des procédés d'enregistrement opti- que. Dans ce cas, on substitue au ciseau avec ses accessoires l'enregistreur optique, par exemple un oscillographe, et on
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