Verfahren zur photogr aphisehen Schallaufzeichnung. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur photographischen Sehallaufzeich- nung gemäss dem Patentanspruch I des Hauptpatentes Nr. 175069, welcher sich auf (-in Verfahren bezieht, gemäss welchem die ch>ii ,Schallwellen entsprechenden Wechsel ströme auch eine Schaltanordnung zum Er zeugen eines der umhüllenden Kurve der Schallwellen entsprechenden Stromes beein flussen.
Dieser Strom dient zum Regeln der mittleren Belichtung des lichtempfindliehen Filmstreifens, auf welchem der Schall aufge zeichnet werden soll.
Es ist bekannt, dass der Belichtungs- lwreich innerhalb welchem die Durchlässig keit der lichtempfindlichen Emulsion propor iional zur Belichtung ist, beschränkt ist und dass Tune von sehr hoher Intensität eine sich über einen zu weiten Bereich verändernde Belichtung verursachen und damit eine ver zerrte Aufzeichnung verursachen, die ihrer seits wieder einen verzerrten reproduzierten Ton ergibt. Gemäss vorliegender Erfindung sind Mittel vorgesehen, welche beim Aufreten von ungewöhnlich grossen Wechselströmen als Folge von ungewöhnlich starken Tönen die Überbelichtung der lichtempfindlichen Schicht verhindern.
In der beiljegenden Zeiehnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Einrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens dargestellt. und zwar zeigt: Fig. 1 ein elektrisches Schaltungsschema.. das die eine Ausführungsform darstellt, Fig. 2 ein schematisches Schema der zweiten Ausführungsform: Fig. 3 zeigt schematisch ein Element mit einer Anordnung der optischen Elemente, die mit beiden Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 benutzt werden können.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird :das Bild einer Lichtquelle 10 mittelst den Linsen 11 auf den schmalen Schlitz ge richtet, welcher durch die Bänder 12 in der Öffnung 13 in den Polstücken des Magnetes 14 gebildet wird. Eine besondere Ausbil dung der Polflächen konzentriert das mag netische Feld des Magnetes 14, so dass die Bänder 12 in ein gleichförmiges magnetisches Feld eingetaucht sind. Ein elektrischer Strom, der in den Bändern 12 fliesst, veran lasst ein Verstellen der Bänder 12 infolge der Reaktion zwischen den magnetischen Fel dern, die auf den Strom und auf den Mag neten 14 zurückzuführen sind, und dadurch wird -die Breite des Schlitzes zwischen den Bändern 12 entsprechend der Stromgrösse ge ändert.
Das Bild des .Schlitzes wird durch die Linsen 15, 16 auf ein lichtempfindliches Element 17 geworfen, das mit gleichförmiger Geschwindigkeit über die Belichtungsstelle bewegt wird. Eine Platte 18 hält den Film an der Belichtungsstelle flach und verhin dert, dass diffundierendes Licht das Bild un scharf macht.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 werden die Schallwellen, welche durch ein Mikrophon 19 bekannter Bauart aufgefangen werden, in den Verstärkern 20, 21 verstärkt. Die verstärkten Ströme werden den Primär windungen der Transformatoren 22, 23 zu geführt. Ein variabler Widerstand oder son stige geeignete Mittel werden dem Verstärker 21 zugeschaltet, um die den Transformatoren zugeführte Kraft regeln zu können. Die äussern Enden der Sekundärwicklung des Transformators 22 werden mit dem Steuer element der Verstärkungsapparate 24, 25 ge schaltet. Letztere sind alle Drei-Elektroden- Vakuumröhren. Die Sekundärwicklung des Transformators 22 wird in der Mitte ange zapft.
Dieser Anzapfungspunkt wird über Widerstand 26 und Vorspannungsbatterie 2 7 mit den Heizfäden der Verstärker 24, 25 ver bunden. Die Ausgangsstromkreise der Ver stärker 24, 25 werden in Gegentaktschaltung an .die Primärwindungen des Transformators 28 angeschaltet. Der Strom wird den Aus gangsstromkreisen der Verstärker 24, 25 von der Batterie 29 über die Reaktanz 30 zuge führt.
Die negative Verspannung, die den Steuerelektroden der Verstärker 24, 25 durch die Batterie 27 zugeführt wird, kann ge regelt werden, damit der -Wirkungsbereich der Verstärker 24, 25 in die Mitte ihrer Karakteristik fällt. Solange als die Span nung, welche der Steuerelektrode durch den Transformator 23 zugeführt wird, nicht grösser ist als die Verspannung, so wirken die Verstärker wie die wohlbekannten Gegen taktverstärker. Ist aber die Spitzenspannung, welche den Steuerelektroden zugeführt wird.
höher als die Verspannung, so erhalten die Steuerelektroden positive Polarität und es werden die Elektronen von der @Steuerelelz:- trode angezogen. Die Elektronen fliessen von ,der Steuerelektrode über den Widerstand 26 und Batterie 27 zu den Heizfäden der Ver stärker 24, 25. Dieser Elektronenstrom ver anlasst die Erzeugung eines Potentialabfalles über den Widerstand 26 und dadurch wird die negative Verspannung, welche an die Steuerelektrode angelegt wird, vergrössert.
Dieser Zuwachs in der Verspannung ver mindert die Verstärkung durch die Ver stärker 24, 25, so dass die Energie, welche dem Transformator 28 zugeführt wird, eine Grösse nicht wesentlich überschreiten kann, welche durch die Verspannung, die Grösse des Widerstandes und die Art des Verstär- Izers bestimmt ist. Infolge der Gegentakt schaltung .der Ausgangsstromkreise der Ver stärker 24, 25 wird die Verzerrung, welche durch ,die die Energie begrenzende. Wirkung erzeugt werden könnte, in weitem Masse neu tralisiert.
Die Sekundärwicklung des Transfor mators 28 gibt Energie ab an eine das Vo lumen regelnde Vorrichtung, zum Beispiel in einen veränderlichen Widerstand 31, wel cher im Nebenschluss steht zu der Sekundär- -#vicklung des Transformators 28, und in einen regelbaren Widerstand 32, der in Serie mit der Primärwicklung des Transformators 33 liegt. Eine solche Volumenregelung ist an sieh bekannt und hält die Impedanz konstant für alle Fälle.
Um jede induktive Aufnahme vor nahe stehenden Stromkreisen zu vermindern, wird die Impedanz der Sekundärwicklung des Transformators 28 und die der Primär- wicklumr; des Transformators 33 zum Bei spiel auf 500 Ohm gewählt.
Die Wirkung des die Energie begrenzen den Verstärkers',' welcher die Vorrichtungen :;-4., 35 umfasst, ist ähnlich der Wirkung des Verstärkers, welcher die Vorrichtungen 24, 25 aufweist und braucht hier nicht näher be schrieben zu werden. Dieser Verstärker be wirkt da.ss die Energie, welche von dem Transformator 23 an den Transformator 36 zugeführtwird, ein zum voraus bestimmbares Maximum nicht überschreitet.
Die modulierten Wellen der Sekundär wicklung des Transformators 36 werden den Bändern 12 des Lichtdurchlasses in Serie mit einem Widerstand 37 zugeführt. Die modu lierten Wellen, welche in den Bändern 12 fliessen, veranlassen eine Verstellung der Bänder 12 und eine Änderung der Breite des Schlitzes, welcher durch die Bänder 12 ge bildet wird, entsprechend der momentanen Änderung der modulierten Wellen. Die Än derungen, die in der Breite des Schlitzes er zeugt werden, veranlassen eine entsprechende Inderung der Belichtungszeit des lichtemp findlichen Materials.
Der Widerstand 3 7 be sitzt einen Widerstand derselben Ordnung, wie die Impedanz der Bänder 12, so dass an nähernd die Hälfte der Energie, welche durch den Transformator 36 geführt wird, das Be wegen der Bänder 12 bewirkt.
Ein konstanter Strom fliesst von der Bat terie 38 durch die Drähte 39 zur Anzapf- stelle der Sekundärwicklung des Transfor mators 36. Er teilt sich dort. Ein Teil fliesst durch die Bänder 12, der andere Teil durch den Widerstand 37. Der Strom fliesst über den regelbaren @fiiderstan.d 40 zur Batterie 38 zurück.
Da der Widerstand des Wider standes 37 annähernd gleich der Impedanz der Bänder 12 ist, so wird, um einen aus- ;cglichenen Zustand für die modulierten Ströme zu erhalten. die Anzapfstelle der Se- kundärwickluncr des Transformators 36 so -elegt, da.ss annähernd dieselbe Anzahl von Wicklungen in jedem der Wicklungsteile vorhanden ist. Da die Widerstände der Bän- der 12 und des Widerstandes 37 nicht gleich sind, so werden die konstanten Ströme, wel che in den beiden Wicklungsteilen fliessen, nicht gleich sein.
Es ist aber vorteilhaft, dass der konstante Strom sich in gleich grosse Teile teilt, damit die magnetischen Wirkun gen .der konstanten Ströme, die in den beiden Teilen der @Sekuudärwicklung fliessen, aus geglichen sind. Zu diesem Zwecke kann der jenige Teil der Sekundärwicklung, welcher mit den Bändern 12 verbunden ist, aus Draht. bestehen von höherem Widerstand, als der Draht für den andern Teil, oder es kann ein kleiner Widerstand in Serie mit den Bändern geschaltet werden. Der konstante Strom wird durch den Widerstand 40 so eingestellt, dass in Abwesenheit eines Tones die Bänder 12 sehr nahe aneinander gezogen werden.
Zweckmässigerweise wird dieser konstante Strom, der auf die Bänder 12 geführt wird, als statische Vorspannung bezeichnet.
Die modulierten Wellen vom Transfor mator 33 werden auf den Gleichrichter 41 für volle Wellengrösse geleitet. Versuche haben gezeigt, dass die grösste Leistungs fähigkeit dann erreicht wird, wenn diese Vor richtung eine Impedanz besitzt, die gleich gross ist, wie die Impedanz des Lichtdurch lasses.
Da. der Lichtdurehlass notwendiger weise eine Vorrichtung mit ziemlich nie driger Impedanz ist, so wird vorzugsweise der Glelchrlehter 41 als Vollwelle-Kupfer- cxvd-Crleichrichter ausgebildet, ähnlich der Torrichtung, welche von Grondahl und Gei ger in den "Traiisactions of the American Institute of Eleetrical Engineers" vom März 1927 beschrieben worden ist. Andere Appa rate für Kontakt-Gleichrichter haben be friedigende Wirkung im Stromkreis ergeben.
Der Ausgangsstrom des Gleichrichters 41 wird über einen regelbaren Widerstand 42 und eine Reaktanz 43 zum Anschluss des Widerstandes 37 und der Bänder 12 geführt. Ein Teil fliesst durch die Bänder 12 und einen Teil der :Sekundärwicklung des Trans formators 36, während der Rest durch .den Widerstand 37 und den andern Teil der Se kundärwicklung des Transformators 36 fliesst. Der Ausgangsstrom kehrt dann über den Leiter 14 zur Sekundärwicklung des Transformators 33 zurück.
Der Ausgangsstrom vom Gleichrichter 41 fliesst durch die Bänder 12 in entgegenge setzter Richtung zum konstanten Strom der Batterie 38. Der Ausgangsstrom vom Gleichrichter 41 ändert sich entsprechend den modulierten Wellen, die dem Transformator 33 aufgedrückt werden. Zweckmässigerweise wird dieser als "dynamische Vorspannung" bezeichnet. Durch geeignete Grössenwahl der Reaktanz 43 und der Kapazitäten 45, 46 kann erreicht werden, dass die dynamische Vorspannung variiert mit der Hülle der modulierten Wellen.
Durch Einstellen des Widerstandes 42 können die Bänder 12 um einen Betrag voneinander bewegt werden, der annähernd gleich der Amplitude der Vibra- tion ist, welche auf die modulierten Wellen zurückzuführen ist, die vom Transformator 36 zugeführt werden; und das aufzuzeich nende Licht wird deshalb annähernd voll ständig moduliert, für alle Amplituden der modulierten Wellen.
Ein kleiner Strom fliesst von der Bat terie 38, Leiter 44, Sekundärwicklung des Transformators 33, Gleichrichter 41, Wider stand 42, Reaktanz 43, Widerstand 40 zur Batterie 38. Die Grösse dieses Stromes kann durch Einstellen der Widerstände 40, 42 ge ändert werden. Die Wirkung dieses Stromes besteht darin, die Karakteristik des Gleich richters 41, so zu verlegen, dass die wirksame Impedanz des Gleichrichters kleiner als nor mal wird und auf eine Impedanz' reduziert wird, die annähernd gleich der Impedanz der Bänder 12 ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. werden die Tonwellen, welche durch ein Mi krophon 47 aufgenommen worden sind, in den Verstärkern 48, 49 verstärkt. Die ver stärkten Ströme werden den Primärwindun gen der Transformatoren 50, 51 zugeführt. Die Ausgangsströme der Sekundärwicklungen der Transformatoren 50, 51 können mit geeig neten Verstärkern verstärkt werden, zum Beispiel mit Verstärkern, wie in der Zeich nung dargestellt, welche für jeden Trans formator identisch sind.
Jeder Verstärker weist einen Potentio- meter auf, der aus zwei in Serie geschalteten Widerständen 52, 53 besteht. Ein zweiter Potentiometer überbrückt den Widerstand 53 und beherrscht die modulierte Spannung, die der Steuerelektrode der Vakuumröhre 55 zu geführt wird. Der verstellbare Kontakt 60 des Potentiometers 54 kann verstellt werden um die Eingangsleistung von Null bis zu ,maximaler Spannung, die über dem Wider stand 53 erzeugt wird, einzustellen. Eine weitere Verstellung des Kontaktes 60 öffnet den Schalter 56 und verstellt den Schalter arm 57 vom Kontakt 58 auf Kontakt 59. Der Kontakt 60 wird dann wieder am untern Ende des Widerstandes 54 sein.
Eine wei- Eingangsleistung zur maximalen Spannung, tere Bewegung des Kontaktes 60 erhöht die welche durch die Sekundärwicklung des Transformators 50 erzeugt wird. Die kom binierten Potentiometer ergeben also einen sehr weiten Spannungs-Regelungsbereich für die Steuerelektrode der Vakuumröhre 55. Die Ausgangsleistung der Vakuumröhre 5 5 kann durch den Transformator 61 einer wei teren Verstärkungsstufe zugeführt werden, welche zwei Vakuumröhren 62, 63 aufweist, die in der bekannten Gegentaktschaltung liegen.
Die Ausgangsleistung des Verstärkers, welcher an den Transformator 50 ange schaltet ist, wird über den Transformator 64 den Bändern 12 des Lichtdurchlasses zuge führt, und zwar über einen in Serie geschal teten Widerstand 37 und falls gewünscht, über einen verstellbaren Widerstand 65. Der Strom der in den Bändern 12 fliesst, veran lasst, dass die Bänder sich bewegen und die Belichtung des lichtempfindlichen Materials sich ändert, wie bereits in bezug auf Fig. I und 3 beschrieben.
Die verstärkte Ausgangsleistung des Transformators 66 wird zu einem Steuer stromkreis geführt, welcher ähnlich dem oben in hezug, Hanf Fig. 7 beschriebenen Stromkreis ist. Die Elemente der beiden Stromkreise haben dieselbe Funktion und sind ähnlich gebaut. Die Wirkung der Stromkreise ist im allgemeinen dieselbe, wie in bezug auf Fig. 1 beschrieben.
In der Schaltung nach Fig. 1 sind die Ver stärker, welche den Steuerstrom liefern, und der aufzeichnende Stromkreis so angeordnet, dass die den Stromkreisen zugeführte Energie nie ein zum voraus bestimmtes Maximum überschreiten wird. Bei der Schaltung nach Fig. 2 werden gewöhnliche Verstärker ver wendet, so dass ein plötzlich auftretender Ton eine grosse "dynamische Vorspannung" er zeugen würde, die möglicherweise grösser als die "statische Vorspannung" würde, was die Bänder l.? soweit auseinander bewegt hätte, dass die Höhe des aufzeichnenden Schlitzes grösser als normal würde.
Wenn der auf zeichnende Schlitz grösser als normal wird, so wird die Belichtungszeit bei maximaler Modulation so lang werden, dass der Bereich der korrekten Belichtung der lichtempfind lichen Emulsion überschritten wird. LTm diese photographische Überbeanspruchung zu verhindern, ist deshalb ein Gleichrichter 6 vorgesehen, der zum Beispiel ein Kupferoxyd- Gleichrichter sein kann, welcher in Serie mit der Batterie 38 geschaltet ist. Der statische V orspannungsstrom fliesst wie früher von der Batterie 38 durch den Leiter 68 auf die Se kundärwicklung des Transformators 64.
Ein 'feil des Stromes fliesst durch einen Teil der Sekundärwicklung, Widerstand 65 und Bän der 1.2. Der andere Teil des Stromes fliesst durch den andern Teil der Sekundärwicklung und Widerstand 37. Der ganze statische Vor spannungsstrom fliesst dann durch den Gleichrichter 67 und den Widerstand 40 zur Batterie 38.
Der dynamische Vorspannungsstrom fliesst von der Sekundärwicklung des Transfor mators 66 über den Gleichrichter 41, Wider stand 42 und Reaktanz 43, Widerstand 40, Batterie 38, Leitung 69 zu der Sekundär wicklung des Transformators 66. Infolge des (rleichriehters 6 7 wird der dynamische Vor- Spannungsstrom verhindert durch die Bände. 12 zu fliessen. Er erzeugt aber einen Poten tialunterschied über den Widerstand 40, wel cher der Strömung des statischen Vorspan- nungsstromes entgegenwirkt.
Der dynamische Vorspannungsstrom veranlasst daher, da.ss der statische Vorspannungsstrom, der in den Bändern 12 fliesst, auf Null vermindert wird. Er kann aber nicht eine Richtungsänderung des Stromes veranlassen, welcher in. den Bän dern 12 fliesst, auch dann nicht, wenn die Eingangsleistung vom Transformator 66 gross ist.
Der Widerstand 42 hilft die richtige Wirkung des Leiters zu sichern, welcher durch die Reaktanz 43 und die Kapazitäten 45, 46 gebildet wird. Er vermindert die Grösse der modulierten Leistung, welche bei unausgeglichenen Bedingungen durch den Steuerstromkreis sonst fliessen könnte.