Procédé et appareil optique pour la reproduction des ondes acoustiques enregistrées photographiquement sur un Mm.' Il est bien connu de reproduire des sons qui ont été enregistrés sur un film photogra phique, en éclairant une cellule sensible à la lumière à travers le phonogramme inscrit sur le film, 'ce dernier étant animé d'un mou vement uniforme.
De fagon similaire, il est connu de réaliser cette reproduction des sons en formant une image optique agrandie du phonogramme sur la cellule sensible à la lumière, ou sur une fente placée devant cette dernière, ladite image se projetant, lors du mouvement du film, en travers de la cellule ou de la fente, ce qui assure dans l'éclaire ment de la cellule une variation qui est con forme aux sons enregistrés.
Le but de cette formation d'une image phonographique agrandie en face de ladite fente, ou sur la cellule sensible à la lumière, est de faciliter le réglage de la fente ou de la cellule et de permettre l'utilisation pra tiqué d'une fente ou cellule qui ne soit pas vraiment trop étroite.
En fait, la largeur ne devrait pas être supérieure à la moitié de la période corres- pondant à la fréquence la plus grande qui se rencontre dans l'image phonographique, si l'on ne veut pas altérer la pureté du son reproduit.
Une méthode antérieurement proposée pour la production d'une image phonographique agrandie ordinaire, c'est-à-dire d'une image où le phonogramme apparaît uniformément agrandi en direction longitudinale aussi bien que transversale, entraîne toutefois cette con séquence qu'après le choix de l'échelle d'agran dissement la plus convenable pour le but ci-dessus mentionné, la hauteur ou dimension transversale des signes acoustiques, c'est-à- dire parallèlement à la direction longitudi nale de la cellule sensible à la lumière, sera si considérable qu'il est bien difficile, sinon impossible, de fabriquer une cellule sensible à la lumière, de longueur correspondante et présentant une forme linéaire précise. Ceci s'applique particulièrement aux cellules à sélénium.
Et, cependant, l'utilisation de cel- luleslinéaires, notamment dans le cas d'éclai rement direct de la cellule,. est une condition primordiale, si on veut obtenir une reproduc tion exacte du son.
Cet inconvénient peut être évité par le procédé suivant la présente invention, suivant lequel l'image du phonogramme projetée sur la cellule ou sur la fente est déformée de façon inégale dans le sens longitudinal et dans le sens transversal du filin.
L'agrandissement en direction transversale ou latérale peut être choisi sans tenir compte de l'agrandissement en direction longitudinale, mais au contraire suivant la longueur de la cellule sensible à la lumière, tandis que l'agrandissement en direction longitudinale peut être choisi uniquement pour s'accorder avec la largeur de la cellule ou de la fente.
L'appareil revendiqué pour réaliser ce procédé comporte suivant l'invention un sys- térne de lentilles effectuant la déformation inégale dans le sens longitudinal et dans le sens transversal du film. De préférence on emploie deux lentilles cylindriques dont les axes géométriques sont perpendiculaires entre eux, ou bien encore une lentille de conden sation et une lentille cylindrique dont l'axe est parallèle au plan de la lentille de con densation.
Des exemples de phonogrammes et des formes d'exécution de l'appareil sont repré sentées, à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 montre un phonogramme enre gistré sur un film; La fig. 2 montre une partie d'un phono gramme de cette espèce après agrandissement ordinaire; La fig. 3 en est un agrandissement dé formé; Les fig. 4 et 5 font voir deux systèmes différents optiques susceptibles de donner l'image représentée sur la fig. 3.
Sur la fig. 1, la surface hachurée repré sente un phonogramme enregistré sur un film<I>f,</I> dont P désigne la longueur et la la hauteur. t1. côté du phonogramme on a re- présenté une cellule Co, dont li est la lon gueur et 1:., la largeur.
La fi-. 2 montre un agrandissement de la région dudit phono gramme comprise entre les lignes en traits interrompus de la. fig. 1, foi-nie qui a été pro posée antérieurement pour établir une image optique agrandie du phonogramme en vue de la reproduction du son. Cette image agrandie présente exactement la même forme que le phonogramme lui-même.
La fig. 3 fait voir une forme de la même région du phonogramme, après l'agrandisse ment. En comparant la fig. 3 à la fig. 1, on voit que les abscisses du phonogramme sont bien plus agrandies que les ordonnées, si bien qu'il n'existe plus aucune similitude géométrique entre le phonogramme et son image.
Un agrandiseement de cette nature peut s'effectuer à l'aide d'un système de lentilles dont les fig. 4 et 5 montrent deux foi-mes d'exécution. Sur ces figures, la lettre de ré férence s désigne titi élément du phonogramme et P est la direction de son. déplacement lors de la reproduction du son (voir aussi la fig. 1).
Sur la<B>fi-,</B>. 4, on voit, en c et en C les deux lentilles cylindriques dont les axes géo métriques a et d sont perpendiculaires entre eux. L'ensemble des lentilles c et C constitue un système optique d'axe o. La distance re lative des lentilles c et C leurs distances focales et la distance des lentilles à l'élément s sont choisies de telle sorte que les images formées par c et C séparément, à savoir b et E, seront situées dans un seul et même plan perpendiculaire à l'axe optique.
Dans l'exemple représenté, l'axe focal p de la len tille c passe par le centre optique yra de la lentille C. II est tir. fait bien connu que les lentilles cylindriques ne peuvent pas rassem bler en une image de formation nette les rayons lumineux situés dans un plan paral lèle à l'axe géométrique de la lentille, mais que, somme toute, elles n'exercent aucune action sur les directions relatives de ces rayons lumineux pendant leur passage ù tra vers la lentille. C'est pourquoi chacune des lentilles individuelles c et C formera princi palement une image dans une seule direction qui, pour préciser, sera perpendiculaire à l'axe a out 1 de la lentille intéressée.
Par conséquent, il se formera une image nette ment définie de l'élément s, dans la région F commune aux deux images<I>b</I> et<I>B.</I> Dans cette image pourtant, les hauteurs apparaî tront à une échelle d'agrandissement fonction de la distance focale de la lentille C et de la distance qui sépare cette dernière de l'élé ment s, taudis que la largeur de l'image ap paraîtra agrandie à une échelle différente, qui dépend de la distance focale de la len tille c et de la distance séparant cette der nière de l'éléments.
Par un choix conve nable des distances focales des lentilles c et C et de leur distance à l'élément s, on pourra obtenir titi agrandissement quelconque voulu des hauteurs du phonogramme, indépendam ment de l'agrandissement obtenu en même temps pour la largeur des inscriptions acous tiques de ce dernier. .
Sur la fig. 5, une lentille de condensation <I>1,</I> ayant le foyer f, et une lentille cylindrique c remplacent les deux lentilles cylindriques. Si la lentille c n'existait pas, la lentille de condensation d formerait une image x de l'élément s, uniformément agrandie dans tous les sens. Mais la lentille cylindrique c dont l'axe focal p passe par le point H de l'axe optique de la lentille l formera, de cette image x, une image réelle D plus petite que l'image x, située entre la lentille r, et l'axe focal n de cette dernière.
En effet, sur cette image D, les dimensions du phonogramme perpendiculaires à son déplacement, c'est-à- dire les hauteurs du phonogramme, apparaî tront à une échelle plus petite que dans l'image x.
La lentille cylindrique c n'entraîne aucune déviation en direction parallèle à son axe a (fig. 5) pour les rayons lumineux provenant de la lentille l et, par conséquent, la lentille c n'occasionnera aucune altération sensible dans les dimensions de l'image x du phono gramme dans la direction P.
Néanmoins, ces dimensions apparaîtront légèrement réduites sur l'image D, puisque cette dernière se forme plus prés de la lentille d que l'image x. Toutefois, dans l'image<I>D,</I> ces inscriptions acoustiques individuelles ne seront pas nette ment définies dans le sens longitudinal, car le plan de l'image D est situé en dehors du plan de l'image x de la lentille Z, de telle sorte que, dans l'image D, les bords des inscriptions acoustiques formées par la lentille l n'apparaîtront pas nettement définis dans le sens longitudinal. Un léger défaut de net teté dans ce sens n'a cependant aucune im portance.
A method and optical apparatus for the reproduction of sound waves photographically recorded on an Mm. It is well known to reproduce sounds which have been recorded on photographic film, by illuminating a light sensitive cell through the phonogram inscribed on the film, the latter being animated by a uniform movement.
Similarly, it is known to achieve this reproduction of sounds by forming an enlarged optical image of the phonogram on the light-sensitive cell, or on a slit placed in front of the latter, said image being projected, during the movement of the film, by through the cell or slit, which provides a variation in the illumination of the cell which is consistent with the recorded sounds.
The purpose of this formation of an enlarged phonographic image in front of said slit, or on the light sensitive cell, is to facilitate the adjustment of the slit or of the cell and to allow the practical use of a slit. or cell that is not really too narrow.
In fact, the width should not be more than half of the period corresponding to the greatest frequency which occurs in the phonographic image, if one does not want to alter the purity of the reproduced sound.
A previously proposed method for producing an ordinary enlarged phonographic image, i.e. an image where the phonogram appears uniformly enlarged in the longitudinal as well as transverse direction, however results in this con sequence only after the choice of the magnification scale most suitable for the above-mentioned purpose, the height or transverse dimension of the acoustic signs, that is to say parallel to the longitudinal direction of the light-sensitive cell, will be so extensive that it is very difficult, if not impossible, to manufacture a light sensitive cell of corresponding length and of precise linear shape. This particularly applies to selenium cells.
And, however, the use of linear cells, especially in the case of direct illumination of the cell ,. is an essential condition, if one wants to obtain an exact reproduction of the sound.
This drawback can be avoided by the method according to the present invention, according to which the image of the phonogram projected on the cell or on the slit is unevenly distorted in the longitudinal direction and in the transverse direction of the wire.
The enlargement in transverse or lateral direction can be chosen without taking into account the enlargement in the longitudinal direction, but on the contrary depending on the length of the light sensitive cell, while the enlargement in the longitudinal direction can be chosen only for s 'match the width of the cell or slot.
The apparatus claimed for carrying out this method comprises according to the invention a system of lenses effecting the unequal deformation in the longitudinal direction and in the transverse direction of the film. Preferably, two cylindrical lenses are used, the geometrical axes of which are perpendicular to each other, or else a condensing lens and a cylindrical lens whose axis is parallel to the plane of the condensing lens.
Examples of phonograms and embodiments of the apparatus are shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which: FIG. 1 shows a phonogram recorded on a film; Fig. 2 shows part of a phonogram of this kind after ordinary enlargement; Fig. 3 is a deformed enlargement; Figs. 4 and 5 show two different optical systems capable of giving the image shown in FIG. 3.
In fig. 1, the hatched area represents a phonogram recorded on a film <I> f, </I> of which P denotes the length and the height. t1. On the side of the phonogram we have represented a cell Co, of which li is the length and 1:., the width.
The fi-. 2 shows an enlargement of the region of said phonogram comprised between the dotted lines of the. fig. 1, faith which has been proposed previously to establish an enlarged optical image of the phonogram for the reproduction of sound. This enlarged image has exactly the same shape as the phonogram itself.
Fig. 3 shows a shape of the same region of the phonogram, after the enlargement. By comparing fig. 3 in fig. 1, we see that the abscissas of the phonogram are much more enlarged than the ordinates, so that there is no longer any geometric similarity between the phonogram and its image.
An enlargement of this nature can be effected with the aid of a lens system of which FIGS. 4 and 5 show two execution times. In these figures, the reference letter s designates an element of the phonogram and P is the direction of sound. displacement during sound reproduction (see also fig. 1).
On the <B> fi-, </B>. 4, we see, in c and in C the two cylindrical lenses whose geometrical axes a and d are perpendicular to each other. The set of lenses c and C constitutes an optical system of axis o. The relative distance of the lenses c and C their focal lengths and the distance of the lenses to the element s are chosen such that the images formed by c and C separately, namely b and E, will be located in one and the same plane perpendicular to the optical axis.
In the example shown, the focal axis p of the lens c passes through the optical center yra of the lens C. It is shot. well-known fact that cylindrical lenses cannot bring together in a clearly formed image the light rays situated in a plane parallel to the geometric axis of the lens, but that, all in all, they exert no action on the relative directions of these light rays during their passage through the lens. This is why each of the individual lenses c and C will mainly form an image in one direction which, to be precise, will be perpendicular to the axis a out 1 of the lens of interest.
Consequently, a clearly defined image of the element s will be formed, in the region F common to the two images <I> b </I> and <I> B. </I> In this image, however, the heights will appear at an enlargement scale depending on the focal length of the lens C and the distance separating the latter from the element s, but the width of the image will appear enlarged to a different scale, which depends the focal length of the lens c and the distance separating the latter from the elements.
By a suitable choice of the focal lengths of the lenses c and C and of their distance from the element s, it is possible to obtain any desired magnification of the pitches of the phonogram, independently of the magnification obtained at the same time for the width of the inscriptions. acous ticks of the latter. .
In fig. 5, a condensing lens <I> 1, </I> having the focus f, and a cylindrical lens c replace the two cylindrical lenses. If the lens c did not exist, the condensing lens d would form an image x of the element s, uniformly enlarged in all directions. But the cylindrical lens c whose focal axis p passes through the point H of the optical axis of the lens l will form, from this image x, a real image D smaller than the image x, located between the lens r, and the focal axis n of the latter.
In fact, on this image D, the dimensions of the phonogram perpendicular to its displacement, that is to say the heights of the phonogram, will appear on a smaller scale than in the image x.
The cylindrical lens c does not cause any deviation in the direction parallel to its axis a (fig. 5) for the light rays coming from the lens l and, therefore, the lens c will not cause any appreciable alteration in the dimensions of the. x image of the phonogram in the direction P.
Nevertheless, these dimensions will appear slightly reduced on image D, since the latter forms closer to lens d than image x. However, in image <I> D, </I> these individual acoustic inscriptions will not be clearly defined in the longitudinal direction, since the plane of image D is located outside the plane of image x of the lens Z, so that, in the image D, the edges of the acoustic inscriptions formed by the lens l will not appear clearly defined in the longitudinal direction. However, a slight defect in sharpness in this sense is irrelevant.