Verfahren zur stereophonischen Schallübertragung unter Zwisehenschaltung einer magnetischen Mehrkanalaufzeichnung. Elektroakustische Schallübertragungen, so wohl in unmittelbarer Form als auch unter Zwischenschaltung eines Schallaufzeichnungs- und Wiedergabe-Verfahrens sind in der heute fast ausschliesslich gebrauchten Form Ein kanalübertragungen.
Solche Einkanalübertra- gungen benutzen zwischen Aufnahmeort und Wiedergabeort einen einzigen Leitungs- bezw. Verstärkerweg. Es ist dabei gleichgültig, ob am Aufnahmeort ein oder mehrere Mikro- phone, am Wiedergabeort ein oder mehrere Lautsprecher verwendet werden.
Wenn meh rere Mikrophone oder Lautsprecher zur An wendung kommen, so sind diese bei Einkanal übertragungen in jedem Falle elektrisch nicht unabhängig voneinander; sie dienen viehmehr nur dem Zweck, ausgedehnte Klangkörper bequemer zu erfassen oder bei der@Wiedergabe die Lautstärke oder das Frequenzband zu verbessern. Ein in dem Wege von Einkanal übertragungen liegendes Schallaufzeiehnungs- und Wiedergabegerät arbeitet dementsprechend auch nur mit einer einzigen Schallspur.
Es ist bekannt, dass derartige Einkanal übertragungen höchstens in solchen Fällen befriedigend und naturgetreu sind, bei denen es sich um die Aufnahme einer punktförmigen Schallquelle handelt, zum Beispiel eines Spre chers oder eines einzelnen Instrumentes. Aus gedehntere Klangkörper, wie Orchester und Chöre, können mit einer Einkanalübertragung grundsätzlich nicht befriedigend wiedergegeben werden. Es widerspricht der täglichen Erfah rung, wenn die Wiedergabe solcher ausge dehnter Klangkörper mit Hilfe eines mehr oder weniger punktförmigen Lautsprechers erfolgt.
Die Schallabstrahlung ist hierbei prinzipiell anders als bei der Originaldarbie tung; vor allen fehlt dem Hörer bei Einkanal wiedergaben vollkommen die Möglichkeit einer Richtungsempfindung. Es #- ist unmöglich an zugeben, ob sich bestimmte Instrumente auf der rechten oder linken Seite des Orchesters befinden, höchstens ist eine Unterscheidungs möglichkeit in der Tiefenerstreckung dadurch gegeben, dass der Anteil des direkten Schalles gegenüber der Summe der reflektierten Schalle um so stärker hervortritt, je näher sich die betreffende Teilschallquelle am Mikrophon befindet.
Es ist weiterhin bekannt, dass man eine vollkommen plastische Schallübertragung, welche den Verhältnissen bei direktem An hören weitgehendst entspricht, auf folgende Weise verwirklichen kann. Im Aufnahmeraum befinden sich zwei Mikrophone in Ohren abstand; sie sind zweckmässigerweise einander gegenüber an einer Vollkugel befestigt, die in ihren Abmessungen und ihrer akustischen Wirkung dem menschlichen Kopf entspricht. Die beiden Mikrophone sind über getrennte Leitungen und getrennte Verstärker mit je einer Kopfhörermusehel verbunden.
Bei einer solchen Anordnung werden tatsächlich den Ohren des fernen Hörers Klangbilder zuge führt, welche, abgesehen von eventuellen Unvollkommenheiten der technischen Geräte, den Verhältnissen im Aufnahmeraum selbst, und zwar am Orte des künstlichen Kopfes entsprechen. Die Natürlichkeit einer solchen Schallübertragung ist verblüffend. Man kann ohne weiteres unterscheiden, ob der Schall von rechts oder links, von vorn oder hinten kommt, bewegte Schallquellen können in ihrer Bewegung verfolgt werden; auffallend ist besonders, wie gut sich ein etwa vorhandenes diffuses Raumgeräusch von dem Nutzschall der Klangwelle abhebt, während bei der Original schallquelle eine solche empfindungsgemässe Trennung unmöglich ist.
Leider ist der Erfolg der vorbeschriebenen Zweikanalübertragung an die Verwendung von Kopfhörern gebunden. Für die allgemeine Benutzung scheiden jedoch Kopfhörer praktisch aus. Ihr Ersatz durch Lautsprecher verändert aber die Wirkung grundlegend. Das linke Ohr des fernen Hörers erhält nämlich in diesem Falle nicht nur, wie bei Verwendung einer Kopfhörermuschel, das für dieses Ohr bestimmte Klangbild, sondern es hört ausserdem, wenn auch mit einer gewissen Schwächung durch Abschattung, die aus dem zweiten Laut sprecher kommende und für das rechte Ohr bestimmte 3lodulation und umgekehrt.
Der räumliche Eindruck wird hierdurch stark ver wischt, obwohl die Übertragung immer noch besser ist als eine Einkanalübertragung mit zwei parallel geschalteten Lautsprechern auf der Wiedergabeseite, schon deswegen, weil. die Interferenzeffekte vermindert sind.
Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass sich auch unter Verwendung von Lautspre chern zwei- oder mehrkanälige Schallüber tragungen mit befriedigender räumlicher Wir kung durchführen lassen, sofern der Abstand der Mikrophone im Aufnahmeraum und der der Lautsprecher im Wiedergaberaum erheblich vergrössert wird. Grosszügig vorbereitete Vor führungen, besonders in den Vereinigten Staaten von Nordamerika, in den letzten Jahren aber auch in Deutschland, haben gezeigt, welchen Fortschritt man für die naturgetreue Über tragung ausgedehnter Klangkörper bei Mehr kanalübertragungen unter Verwendung von Lautsprechern erreichen kann.
Wenn auch die Richtungsempfindung nicht ganz so gut ist wie bei der eingangs beschriebenen Kopf hörerübertragung, so wird doch in vollem Umfange der Eindruck einer ausgedehnten Schallquelle erzielt; ausserdem lieben sieh Fremdgeräusche, wie Raumlärm, Publikums husten und so weiter in einer den natürlichen Verhältnissen entsprechenden Weise von dem Klang des Orchesters und so weiter ab. Strittig ist vielleicht noch die Frage, ob eine Zweikanalübertragung für alle Zwecke hin reichend sein wird oder ob nicht zur Ver besserung des richtigen Mitteleindruckes noch ein dritter, gegebenenfalls auch noch weitere Kanäle zweckmässig sind.
Mit Rücksicht auf den mit der Erhöhung der Zahl der Kanäle verbundenen Aufwand wird für die praktischen Verhältnisse wohl nur zwischen einer Zwei kanalübertragung und einer Dreikanalüber- tragung zu wählen sein.
Die Bedeutung hochwertiger Schallwieder gaben liegt aber nur zum Teil in ihrer Be nutzung bei der unmittelbaren Übertragung. Für sehr viele Zwecke, zum Beispiel beim Rundfunk und Fernsehen, vor allem aber beim Tonfilm, ist die Zwischenschaltung eines Schallaufzeichnungs- und Wiedergabe-Verfah- rens unerlässlich. Es hat daher nicht an Vor schlägen gefehlt, Verfahren und Einrichtungen für Mehrkanal-Schallaufzeichnungen auf den verschiedensten Prinzipien auszuarbeiten und zu erproben.
Auf dem Gebiete der Schallplatte ist es möglich, Mehrkanalaufzeichnungen durch zuführen, sei es unter Anwendung mehrerer, gleichzeitig zu beschriftender und wieder zugebender, synchron laufender Schallplatten, sei es unter Beschriftung zweier oder mehrerer konzentrischer Rillen auf der gleichen Schall platte, sei es durch Zweikanalaufzeichnung auf der gleichen Rille, wobei die Beschriftung für den einen Kanal, zum Beispiel in Seiten schrift, auf dem andern Kanal in Tiefen schrift erfolgt, so dass bei der Wiedergabe die beiden unabhängigen Aufzeichnungen von einander getrennt werden können.
Eine prak tische Bedeutung hat die Mehrkanalaufzeich- nung auf Schallplatten nicht gefunden, zum Teil wegen der damit verbundenen technischen Schwierigkeiten, vor allem aber wohl, weil der plattenförmige Träger für die Tonfilm- praxis als überholt anzusehen ist.
Auf dem lichtelektrischen Prinzip und unter Verwendung von bandförmigen Trägern bereitet es keine Schwierigkeit, zwei oder mehrere Modulationskanäle auf einer ent sprechenden Anzahl von nebeneinanderlie- genden Tonspuren aufzuzeichnen und getrennt wiederzugeben, sofern für die Unterbringung der zusätzlichen Tonspuren auf dem Film genügend Raum vorhanden ist. Mit Rücksicht auf die internationale Normung kombinierter Tonbildfilme steht aber für die Tonspur zurzeit nur eine Breite von 2,5-3 mm zur Verfü gung. Diese Breite wird heute praktisch von einer einzigen Tonspur ausgenutzt.
Die Breite der Tonaufzeichnung kann ohne Einbusse an Qualität nicht beliebig verkleinert werden, insbesondere nicht bei der Zackenschrift, wo die seitliche Auslenkung der Aufzeichnung für die Güte bestimmend ist. Selbst wenn es gelingen würde, bei der Aufnahme mit der halben Tonspur auszukommen, so ist für die Anwendbarkeit dieses";,Verfahrens im praktischen Betriebe der Umstand zu berück- sichtigen; dass alle Theaterprojektoren ein gewisses seitliches Spiel in der Filmführung haben und haben müssen.
Für eine einwand freie Abtastung auch der geringen Lautstärken muss die Breite jeder Tonspur grössenordnungs mässig das Hundertfache von den seitlichen Schwankungen des Filmlaufes betragen.
Die nichtlinearen Verzerrungen der licht elektrischen Tonaufzeichnung, die vorwiegend quadratischen Charakters sind, legen es über dies nahe, zur Verbesserung der Qualität Gegentaktaufzeichnungen anzuwenden. Schon für diesen Zweck würde die Einzeltonspur nur noch die halbe Breite des bisherigen Wertes besitzen dürfen. Die Praxis hat bereits erwiesen, dass es kaum möglich sein wird, derartige Gegentaktaufzeichnungen auch für die Theaterkopien zu verwenden, und zwar aus dem obengenannten Grunde der seitlichen Toleranz des Filmbandes.
Die Sprossenschrift des Tonfilms ist gegen über seitlichen Schwankungen weniger empfind lich. Sie besitzt anderseits mindestens die gleiche Neigung zu nichtlinearen Verzerrun gen und erfordert daher erst recht Gegen taktschriften unter Verwendung von Ton spuren zur Beseitigung von nichtlinearen Verzerrungen.
Hierdurch wird aber die Ein zeltonspur bis auf eine Breite von rund 1 mm herabgesetzt und es besteht keine Möglichkeit mehr, eine Zwei- oder gar Mehrkanalauf- zeichnung durchzuführen, bei der jeder Kanal für sich eine zweispurige Gegentaktaufzeich nung einnimmt.
Gerade für die Wiedergabe mit räumlicher Wirkung ist aber eine möglichst hohe Wieder- gabequalität unerlässlich, denn die Annäherung des Wiedergabeeindruckes an die Wirklichkeit im Aufnahmeraum wird in viel höherem Masse durch technische Aufzeichnungsmängel, wie unzureichenden Frequenzumfang, nichtlineare Verzerrungen und Störgeräusche des Schall trägers beeinträchtigt.
Diemagnetische Schallaufzeichnung schliess lich war seit Jahrzehnten nur in Verbindung finit Stahldraht beziehungsweise Stahlband als Schallträger bekannt. Die unzureichende Quali tät der damit erzielbaren Aufzeichnung ver bietet von vornherein die Anwendung für den in Rede stehenden Zweck. Es kommt hinzu, dass massiver Stahl als Schallträger teuer und unhandlich ist und sich jedenfalls mit dem Bildfilm nicht zu einem einheitlichen Schallträger vereinigen lässt.
Die bisher be kannte Aufzeichnung mit offenen Sprech- und Hörköpfen mit verhältnismässig hoher Pernieabilität ermöglicht darüber hinaus keine scharfe Abgrenzung der Tonspur, so dass sich auch aus diesem Grunde die magnetische Aufzeichnung nicht zu einer Breiteriverringe- rung der Tonspur auswerten lässt.
Die bisher beschriebenen Schallaufzeich- nungsverfahren eignen sich aus den genannten Gründen daher nicht für die praktische Durch führung mehrkanäliger Tonaufzeichnung, ins besondere nicht zur Anwendung auf einem kombinierten Bildtonfilm. Die Gründe sind teils prinzipieller, teils praktischer Natur.
Die genannten Nachteile der bekannten Ver fahren für eine zwei- oder mehrkanälige Auf zeichnung und Wiedergabe werden jedoch beseitigt durch Anwendung des magnetischen Schallaufzeichnungsverfahrens auf einem ma- magnetisierbaren Film unter Verwendung von Ilochfrequenzvormagnetisierung und Ring kipfen. Dieses Verfahren hat eine Wieder gabequalität erreicht, die allen andern Schall aufzeiclinungsverfahren überlegen ist. Auf einem Frequenzumfang vom tiefsten Tonbe reich bis 10000 Hz oder auch darüber lässt sich eine Dynamik von 60-70 db erreichen.
Dieser für alle Zwecke ausreichenden Qualität, die sich auch durch weitgehende Freiheit von nichtlinearen Verzerrungen auszeichnet, stehen praktische Vorteile bezüglich der Wirtschaft lichkeit und der Einfachheit der Handhabung zur Seite. Der magnetische Film ist billig und braucht nicht photochemisch behandelt zu werden. Er ist nicht lichtempfindlich und erfordert daher keine besonderen Schutzmass nahmen. Er ist ohne jede Zwischenbehandlung unmittelbar nach oder sogar während der Aufnahme wiedergabebereit. Er lässt sich sowohl (zum Beispiel im Atelierbetrieb) als gesonderter Tonstreifen verwenden, hat aber darüber hinaus den Vorteil, sich auch in einfacher Weise mit dem Bildfilm kombinieren und dort an der Stelle unterbringen zu lassen, wo sich jetzt die lichtelektrische Tonspur befindet.
Die genannten Gründe stellen schon für die Einkanalaufzeichnung in der heute üblichen Art schwerwiegende Argumente für einen Ersatz der Lichttonaufzeichnung durch die magnetische Aufzeichnung dar.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur stereophonischen Schallüber tragung unter Zwischenschaltung einer magne tischen Mehrkanalaufzeichnung von mindestens zwei parallelen Tonspuren auf dem gleichen bandförmigen Schallträger, unter Anwendung von Hochfrequenzvormagnetisierung, welches sich dadurch kennzeichnet, dass,die Aufzeich nung mit Ringköpfen auf magnetisierbarem Film mit in einem Bindemittel pulverförmig verteilten parama,gnetischen Material erfolgt.
Das magnetische Schallaufzeichnungsverfahren unter Anwendung von Hochfrequenzvorma- gnetisierung, magnetisierbarem Film und Ringköpfen ist so weitgehend frei von nicht linearen Verzerrungen, dass sich die Anwen dung von Gegentaktschriften von vornherein erübrigt. Man erspart also bei gleichzeitig überlegener Qualität gegenüber dem licht elektrischen Verfahren für jeden Kanal eine Spurbreite.
Der magnetisierbare Film, der eine paramagnetische Oberfläche aus pulver förmig verteiltem Material in einem Binde mittel darstellt, gestattet wegen seiner gerin gen Permeabilität im Gegensatz zum hoch permeablen Stahlband die scharfe Abgrenzung nebeneinanderliegender Tonspuren. Bei Ver wendung eines Films, dessen paramagnetische Schicht eine Stärke von weniger als 20 ss aufweist, wird diese scharfe Abgrenzung noch verbessert.
Der Ringkopf konzentriert im Gegensatz zu den streuflussbehafteten offenen Köpfen den Kraftfluss streng auf die ge wünschte Spur.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Bei dieser Einrichtung bilden die Ringköpfe 'feile eines einzigen mechanisch zusammen hängenden Kopfes. Fig. 1 zeigt das Ausfüh rungsbeispiel eines solches Kopfes. An dem magnetischen Spalt a liegt der magnetisierbare Film au; b ist die Sprechwicklung des zugeord neten Kanals, die sich auf der rückseitig aufge bogenen Hälfte des Sprechkopfes befindet; c ist die dem zweiten Kanal zugeordnete Wick lung, welche die rechte Hälfte des Sprech kopfes magnetisiert. Für die magnetische Trennung der beiden Kopfhälften genügt eine magnetisch und elektrisch isolierende Zwischen lage, zum Beispiel aus Papier, an der Stelle d.
Fig. 2 zeigt die gleichen Verhältnisse der Klarheit halber noch einmal in seitlicher Aufsicht; e ist die magnetisierbare Schicht, j' der Träger des Magnettonbandes. Es ist offensichtlich, dass durch weitere Unterteilung der in der Abbildung als Beispiel gezeigte Sprechkopf für Zweikanalaufzeichnung auch in einen solchen für drei und mehr Kanäle umgewandelt werden kann.
Die Abtastung geschieht in diesem Falle ebenfalls mit einem Ringkopf, der die gleiche Unterteilung besitzt wie der Sprechkopf.
An die Genauigkeit der mechanischen Führung des Filmstreifens bezüglich seitlicher Schwankungen werden keine grossen Forde rungen gestellt. Die magnetische Aufzeichnung verhält sich in dieser Beziehung ebenso wie die Sprossenschrift beim Lichtton. Eine starke seitliche Schwankung in der Filmbewegung kann höchstens zu einem teilweisen Mischen der Modulation führen, welches für die Wir kung der räumlichen Wiedergabe praktisch bedeutungslos ist, nicht aber zu nichtlinearen Verzerrungen.
Die Aufzeichnung mit einem zusammen gesetzten Sprechkopf der vorbeschriebenen Art, bei dem die Spalte der einzelnen Kopf abschnitte in der gleichen Linie senkrecht zur Längserstreckung des Filmes liegen, hat den Vorteil, dass eine unbedingt genaue zeit liche Zuordnung bei der Aufnahme und Wie dergabe gewährleistet ist. Die Ansprüche ste reoakustischer Wiedergaben an diese zeitliche Zuordnung sind ungewöhnlich gross.
Schon Zeitdifferenzen in der Grössenordnung von '/iooo Sek. können eine fälschende Verschie bung des Richtungseindruckes hervorrufen.
Eine andere Möglichkeit der Mehrkanäl- aufzeichnung nach dem beschriebenen magne tischen Verfahren besteht darin, dass für die einzelnen Spuren getrennte Sprechköpfe angewendet werden, die in Längsrichtung des Schallträgers-gegeneinander versetzt sind. Eine gegenseitige Unabhängigkeit der Sprech köpfe ist bei dieser Ausführungsform von vornherein offensichtlich. Für die Wiedergabe derartiger Aufzeichnungen sind naturgemäss entsprechend versetzte Hörköpfe erforderlich. Voraussetzung ist allerdings, dass die zeitliche Zuordnung nicht, zum Beispiel durch ungleich mässige Dehnungserscheinungen des Schall trägers, gefährdet wird.
Die Anwendung der Hochfrequenzvorma- gnetisierung kann in der Weise erfolgen, dass beim Aufzeichnungsvorgang die aufzu zeichnenden Tonfrequenzgemische von einer Hochfrequenzspannung überlagert werden, so dass beide Spannungen gleichzeitig und gemein sam auf den Sprechkopf einwirken. Bei dem unterteilten Kopf muss die jedem Kanal zu geordnete Modulation dem entsprechenden Teilkopf zugeführt werden, es ist jedoch möglich, hierbei mit einer gemeinsamen Hoch frequenzquelle auszukommen.