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Perfectionnements à l'enregistrement et à la reproduction du son.
Cette invention concerne un procédé et un appareil perfectionnés pour enregistrer et reproduire le son et plus particulièrement pour l'enregistrement et la reproduction du son sur des films. Le but de l'invention est de procurer une plus grande sensibilité aux basses fréquences et de diminuer en même temps les bruits de fond.
On a déjà proposé d'enregistrer et de reproduire les composantes à haute fréquence du son au moyen d'une très mince raie de lumière, en omettant de cet enregistrement les compo- @
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santés à basse fréquence. Les composantes à basse fréquence, qui n'exigent pas un pouvoir résolvant aussi élevé, s'enregis- traient sur un support d'enregistrement distinct à l'aide d'un faisceau lumineux notablement plus large, assurant ainsi une exposition plus intense en cours d'enregistrement, et on re- produisait les basses fréquences au moyen d'un faisceau lumi- neux de largeur correspondante, assurant ainsi une plus grande sensibilité à la cellule photoélectrique.
Ce système présen- tait l'inconvénient qu'il fallait deux bandes-son distinctes pour lesquelles il était difficile de réserver un espace suffi- sant sur un film cinématographique sonore ordinaire.
Dans l'exécution de la présente invention, tant les hautes que les basses fréquences sont enregistrées au moyen d'un faisceau lumineux relativement étroit, mais avec une faible mo- dulation appropriée dans les basses fréquences. Lors de la re- production du son depuis cet enregistrement, l'exploration des hautes fréquences s'opère au moyen d'un faisceau lumineux re- lativement étroit ayant un pouvoir résolvant adéquat, et celle des basses fréquences s'effectue au moyen d'un faisceau lumi- neux relativement large coaxial au faisceau lumineux étroit, mais qui en raison de sa largeur recueille du film compartive- ment moins de bruit de fond.
L'appareil reproducteur conforme à l'invention est par ailleurs construit de manière à permettre de reproduire au choix soit l'enregistrement de son perfectionné conforme à l'invention, soit des enregistrements de son ordinaires à den- sité variable ou constante ou des enregistrementsde son en push-pull, l'appareil se réglant pour l'un ou l'autre type d'enregistrement par une simple rotation d'un commutateur.
L'invention a pour but de procurer :
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un enregistrement de son perfectionné; un procédé perfectionné pour enregistrer le son ; un procédé perfectionné pour reproduire le son ; un appareil reproducteur de son perfectionné; un appareil reproducteur de son très sensible aux fréquences ; un appareil reproducteur de son produisant un mini- mum de bruit de fond; un appareil reproducteur de son facilement adaptable à la reproduction du son enregistré de toute manière courante.
D'autres buts de l'invention, d'un caractère plus spécial, apparaîtront clairement aux personnes initiées au métier, à la lecture de la description suivante et à l'examen des dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue schématique d'un reproducteur de son établi conformément à l'invention et des connexions du circuit de sortie de ce reproducteur de son,
Fig. 2 est une vue d'un détail de l'appareil repro- ducteur de son;
Fig. 3 est une représentation schématique de la ma- nière dont les faisceaux lumineux coaxiaux explorent l'en- registrement de son, et
Fig. 4 montre les caractéristiques de fréquence de l'enregistrement de son et de l'appareil reproducteur.
Sur la fig. l, la lampe d'excitation habituelle 10 est aménagée pour éclairer la partie de l'enregistrement de son à reproduire. Il est prévu un système optique 11 du type à fente habituel qui éclaire sur la bande-son du film 12 une ligne transversale d'une largeur correspondant à la résolution des plus basses fréquences, c'est-à-dire que la largeur de la raie de lumière projetée sur la bande-son n'est pas supé- rieure à la moitié de la longueur d'onde de l'extrémité su-
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périeure de la bande des basses fréquences à reproduire. Un système de lentilles 13 projette une image de la bande-son du film 12 sur l'organe 14. Cet organe 14 est percé d'une fente étroite 15, comme dans les appareils connus, à travers laquelle la lumière est transmise à la cathode 16 d'une cellule pho- toélectrique 17.
Cette fente 15 a une largeur correspondant tout au plus à la moitié de la longueur d'onde de l'image des ondes sonores de la fréquence la plus élevée à reproduire, et par suite ces ondes sonores à haute fréquence sont recueil- lies par la cathode 16 et converties en énergie électrique qui est débitée à l'enroulement primaire 18 d'un transforma- teur dont le secondaire 19 envoie le courant à un amplifi- cateur ou à un autre dispositif du circuit de sortie. Un filtre passe-haut 9 peut éventuellement être intercalé dans le circuit.
L'organe 14 a une surface réfléchissante et la partie du faisceau lumineux projetée sur cet organe par le système de lentilles 13, mais non transmise à travers la fente 15, est réfléchie vers le miroir 20 qui à son',tour la dirige sur la cathode 21 de la cellule photoélectrique. En raison de sa largeur, ce faisceau lumineux n'est bien sensi- ble ni aux hautes fréquences, ni à beaucoup de bruits de fond, mais grâce à la grande quantité de lumière transmise un haut degré de modulation dans les basses fréquences est assuré.
Ces impulsions à basse fréquence se transmettent à travers un filtre 22 (représentant schématiquement tout type voulu de filtre passe-bas) qui sert à éliminer toute haute fréquence, tout sifflement ou tout bruit de fond résiduels du courant débité au primaire 23 du transformateur, qui envoie du courant à travers le transformateur au secondaire 19 de la même manière que le primaire 18.
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Il est clair, d'après la description ci-dessus, que les hautes fréquences sont reproduites par l'intermédiaire de la cathode 16 et que les basses fréquences sont reproduites par l'intermédiaire de la cathode 21, et que ces fréquences sont envoyées en relation de phase correcte au transforma- teur d'où elles sont débitées par l'enroulement 19. La ca- ractéristique de fréquence de cet appareil reproducteur est illustrée par la courbe 30 (Fig. 4) montrant que l'appareil est très sensible aux fréquences allant jusque plusieurs centaines de cycles par seconde, et que cette sensibilité diminue pour une fréquence déterminée par la largeur du faisceau explorateur projeté sur le film 12 et devient no- tablement inférieure pour la haute fréquence explorée à tra- vers la fente 15.
Par suite, pendant l'enregistrement, il est nécessaire de produire un enregistrement ayant une ca- ractéristique de fréquence correspondant à la courbe 31, ce qui peut s'obtenir facilement en employant des filtres passe-haut appropriés pour l'amplificateur d'enregistrement, cet enregistrement ayant une très grande amplitude dans la région des hautes fréquences, comme indiqué en 32. Dans un enregistrement de ce genre, le rapport entre le son et le bruit de fond est relativement grand dans la région des hautes fréquences étant donné que l'amplitude d'une modula- tion des hautes fréquences est comparativement très élevée, tandis qu'aux basses fréquences le bruit de fond n'est pas reproduit par l'appareil et la modulation peut être faible à l'avenant.
Lors de la reproduction d'un enregistrement de son conforme à la courbe 31-au moyen d'un appareil ayant une caractéristique de sensibilité correspondant à la courbe 30 on obtient une sensibilité globale sensiblement en palier.
La relation entre une onde sonore à basse fréquence'
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et le faisceau explorateur conforme à l'invention est re- présentée schématiquement sur la Fig. 3 où 15' est l'aire couverte par la fente d'exploration 15, 11' indique l'aire lue par le système optique 11, et 12' montre un enregistre- ment de son à densité constante comme il peut se présenter sur le film 12. Il est clair que le faisceau 11' peut explo- rer correctement les ondes à basse fréquence indiquées et qu'en même temps il assure un très grande sensibilité, tandis que le faisceau 15', qui est capable d'explorer les hautes fréquences, ne transmet pas autant de lumière.
Pour que l'appareil puisse être utilisé univer- sellement et que son emploi ne soit pas limité au type d'en- registrement qui vient d'être décrit, on équipe le circuit représenté sur la Fig. 1 avec un permutateur approprié ser- vant à commuter le dispositif pour tout type d'enregistre- ment voulu.
Ce permutateur comprend trois commutateurs à trois directions munis d'un seul organe de commande, comme repré- senté sur la fig. 1, et il sert à changer les circuits de manière à permettre d'employer au choix le circuit perfec- tionné conforme à l'invention, un circuit approprié pour des enregistrements en push-pull ou un circuit pour un film or- dinaire. Pour la position de gauche de la lame de commutateur 24, l'extrémité supérieure de l'enroulement 23 du transfor- mateur est connectée à la batterie d'accumulateurs 27, tandis que l'extrémité inférieure de l'enroulement 23 est connectée par la lame 25 à la cathode 21 par l'intermédiaire du filtre 22. Par suite, l'enroulement 23 fonctionne dans le même sens que l'enroulement 18 et, par conséquent, selon le pro- cédé perfectionné décrit ci-dessus.
Pour la position médiane des lames 24 et 25, la cathode 21 est connectée à l'extrémi-- té supérieure de l'enroulement 23, en contournant le circuit
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de filtre 22, et l'extrémité inférieure de l'enroulement 23 est connectée à la batterie 27, permettant ainsi aux deux ca- thodes de travailler en push-pull. Pour la troisième position des commutateurs, la cathode 21 est de nouveau connectée à l'enroulement 23 comme pour la première position, mais le circuit de filtre 22 est omis, et l'appareil est alors en état de reproduire des enregistrements de son ordinaires.
La lame de commutateur 26 est employée pour comman- der la plaque à fente représentée en détail sur la Fig. 2. La plaque à fente comporte la surface réfléchissante 14 et la fente 15, comme spécifié à propos de la Fig. 1, et elle est représentée dans la position de fonctionnement sur la Fig. 2.
Cette plaque à fente est portée par un cadre approprié 33 coulissant dans un autre cadre 34 et pourvu de tringles d'ar- rêt 35 et 36 dont la dernière est reliée au cadre 33 par une tringle 37. Un cliquet à ressort 38 est agencé pour rete- nir le cadre 33 dans l'une ou l'autre de deux positions. Dans la position représentée, de la lumière passe à travers la fente 15 à la cathode 16 et une autre partie du faisceau lu- mineux est réfléchie par la surface 14 vers la cathode 21, comme décrit plus haut. Toutefois, quand on déplace le cadre 33 vers la¯¯gauche sur la Fig. 2, l'autre moitié de l'appareil entre en fonction, et dans cette partie de l'appareil des sur- faces non-réfléchissantes 39 et 40 sont aménagées de part et d'autre de la fente 41, ce qui permet à la lumière provenant d'une moitié de la bande-son de passer à travers la fente 41 à la cathode 16.
Cette fente 41 ne s'étend qu'à la moitié de la longueur des surfaces 39 et 40 et sur l'autre moitié de leur longueur est aménagé un miroir étroit 42. Ce miroir a une largeur correspondant à celle de la fente 41 et réfléchit une raie de lumière étroite correspondante vers le miroir 20 d'où elle est réfléchie vers la cathode. Il est clair que
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lorsque la partie non-réfléchissante de la plaque à fente 39, 40 est dans la position de fonctionnement, la lumière provenant d'une moitié de la bande-son est réfléchie par le miroir 42, tandis que la lumière provenant de l'autre moitié est transmise à travers la fente 41, amenant ainsi chaque cathode à ne réagir qu'aux impulsions d'une moitié de la ban- de-son.
Le cadre 33 est relié par la tige 43 à une armature'44 agencée pour coulisser en avant et en arrière dans les enroule- ments 45 et 46. Quand l'enroulement 45 est excité, le cadre 33 se déplace vers la gauche sur la Fig. 2, mettant ainsi en service la partie droite du dispositif, et lorsque le solénol- de 46 est excité, la fente 15 et le miroir 14 sont de nouveau mis en service. Ces solénoldes sont actionnés, depuis une sour- ce de puissance appropriée 47 (Fig. 1), à l'aide du commuta- teur 26 qui est relié aux commutateurs 24 et 25.
Il est clair que la fente étroite d'exploration ou de lecture et le miroir sont utilisés tant pour la reproduction en push-pull que pour la reproduction de films ordinaires, tandis que pour une reproduction conforme au procédé perfectionné le miroir 14 est déplacé automatiquement pour prendre la position corres- pondante.
Il est évident que l'invention n'est pas limitée à sa forme d'exécution spécifique représentée sur les dessins et qu'on peut y apporter de notables modifications. Par exem- ple, il est parfois avantageux de reproduire des sons de basse fréquence à l'aide d'un haut-parleur ou d'un groupe de haut-parleurs et de reproduire les sons de haute fréquence à l'aide d'un autre haut-parleur ou groupe de haut-parleurs.
Dans ces cas, des difficultés surgissent parfois en raison de la différence de phase entre les sons de haute et basse fréquence; on peut compenser cette erreur en déplaçant légère- @
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ment l'image 11' produite par le système optique 11 par rapport à la fente 15 et on peut y arriver en déplaçant soit le système optique 11, soit le système optique 13, soit le miroir 14. De même, si on le veut, on peut transmettre les hautes et basses fréquences par des amplificateurs distincts, ou même par des amplificateurs distincts à des haut-parleurs distincts.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Procédé pour enregistrer le son, caractérise en ce qu'on enregistre à un niveau relativement élevé des fré- quences supérieures à une fréquence prédéterminée et on en- registre en même temps à un niveau relativement bas, sur la même surface de bande-son, des sons d'une fréquence inférieure à cette fréquence prédéterminée.
2. - Procédé pour reproduire le son, caractérisé en ce qu'on explore une image de la bande-son en une ligne étroite pour reproduire des hautes fréquences et on explore en même temps une image de la même surface de bande-son en une ligne plus large pour reproduire des basses fréquences.
3.- Procédé pour reproduire le son suivant la reven- dication 2, caractérisé en ce qu'on règle la position relative de ces lignes pour imposer le rapport de phase des sons re- produits.