Einrichtung zur Aufzeichnung von Toninformation auf lichtempfindliches
Material Es ist bereits eine Einrichtung zur Aufseichnung von Ton information auflichtempfindliches
Material unter Verwendung eines modulierbaren Lichtwendlers mit im wesentlichen
punktförmiger Emission und eines Querschnittandlers vorgeschlagen worden (Patentanmeldung
P 20 27 70609)n Bei dieser älteren Einrichtung bestand der Querschnittewandler aus
Lichtleitfasern mit darauffolgender SpaltoptikO Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, den optischen Aufbau dieser Binrichtung zu vereinfachen, und diese Aufgabe
wird erfindungegemäß dadurch gelöst, daß anstelle einer Spaltoptik eine Zylinderlinse
vorgesehen ist0. Eine Zylinderlinse ist wesentlich einfacher herzustellen und
zu
montieren als eine Spaltoptik in Verbindung mit Licbtleitfasern, und das gilt insbesondere,
wenn, wie im älteren Vorschlag bereits vorgesehen, als modulierbarer Lich bwandler
ein Lasersystem verwendet wird, das ein spektral sehr reines Licht liefert, weil
dann eine einfache Linse verwendet werden kann, ohne daß auf die chromatische Aberration
Rücksicht genommen werden muß3 Wenn, wie dies bei Lasersystemen der Fall sein kann,
die punktförmige Emission etwa einen Durchmesser hat, der gleich der gewünschten
Höhe der Abbildung auf dem Film ist, d.h. der Abmessung in Filmlaufrichtung, kann
sogar der Querschnittwandler durch eine solch einfache Zylinderlinse ersetzt werden
und die Spaltoptik weggelassen werden0 Bei einfachen Linsen und auf Grund der ungleichmäßigen
Lichtverteilung im Strahl fällt die Lichtstärke von der Mitte des ausgehenden Lichtstrahls
nach außen hin ab, und um eine bessere Gleichmäßigkeit der belichtung über die ganze
Spaltlänge, d.h. Breite der Lichttonspur, zu erhalten, wird zweckmäßigerweise der
Strahl stärker aufgeweitet als der vorgesehenen Breite der Lichttonaufzeichnung
entspricht und die Breite der Aufzeichnung selbst durch eine mechanische Maske auf
die vorgesehene Breite begrenzt Durch die Körnigkeit fotografischer Schichten, wie
sie zur Herstellung von Lichttonaufzeichnungt-n verwendet werden, entsteht ein gewisses
Grundrauschen, das die ttertragung leiser Sehallereigniese start. Dadurch ist die
Dynamik einer Lichttonaufzeichnung begsgnzto Bei der sogenannten Zackenschrift wird
deshalb in Abhängigkeit von der mittleren Lautstärke der von der eigentlichen Lichttonaufzeichnung
nicht erfaßte Bereich der Lichttonspur geschwärzt, so daß das Grundrauschen 7 das
vorwiegend
durch die hellen Teile der Lichttonspur beim Abtastvorgang
erzeugt wird, zu einem erheblichen Teil unterdrückt wird-Zur Erreichung eines ähnlichen
Effekts wird in Weiterbildung der Erfindung dem Intensitätsmodulationssignal ein
von der mittleren Lautstärke abhängiges Signal Uberlagert, so daß sich die mittlere
Xichtstärke, und damit die mittlere Beleuchtung des Aufzeichnungsmaterials, entsprechend
den lautatärkeschwankungen ändert. Diese Änderung muß stets in dem Sinne geschehen,
daß der abzutastende Film an den leisen Stellen des Schallereignisees dunkler ißt,
damit daß Kornrauschen unterdrückt wird, das heißt wenn, wie im älteren Vorschlag
bereits vorgesehen, die Toninformation direkt auf das Filmpositiv aufbelichtet wird,
muß die mittlere Lichtstärke in Abhängigkeit von der mittleren Lautstärke erhöht
werden, wird jedoch auf Umkehrmaterial oder auf Negativmaterial aufbelichtet, so
muß die mittlere Idchtetärke in Abhängigkeit von der mittleren Lautstärke bei geringeren
Lautstärken verringert werden Es wurde bereits erwähnt, daß, gemäß dem älteren Vorschlag,
eis moduXierbarer Lichtwandler ein Lasersystem verwendet werden kann0 Ein Lasersystem
gibt in der Regel rein monochromatisches sicht ab, ist also zur Belichtung von Schwarz-Weiß-Material
sehr gut geeignet, sofern natürlich darauf geachtet wird, daß die Wellenlänge des
Laserlichtes in den spektralen Empfindlichkeitstereich des Materials fällt. Ein
solcher einfacher Laser ist jedoch zur Belichtung von Farbfilmmaterial nicht ohne
weiteres geeignet0 Farbfilmmaterialien weisen im allgemeinen drei Schichten auf,
die auf unterschiedliche Wellenlängen sennibilisiert sind, und bei Belichtung mit
monochromatischem Dicht würde meist nur eine dieser Schichten belichtet werden.
Bei Verwendung von Negat1v-oder
Umkehr-Material überlappen sich
die spektralen Empfindlichkeitsbereiche der einzelnen Schichten, so daß grundsätzlich
die Möglichkeit-besteht, das Lasers licht so zu wählen, daß seine Wellenlänge in
diesen spektralen Uberlappungebereich fällt. Schon verhältnismäßig kleine Verschiebungen
in der spektralen Empfindlichkeit der einzelnen Schichten, die bei verschiedenen
Emulsionen praktisch unvermeidbar sind und normalerweise auch keine Rolle spielen,
würden jedoch in diesem Falle zu einer erheblichen Änderung der durch die bE-lichtung
nach der Entwicklung hervorgerufenen Schwärzung der beiden Schichten führen, so
daß dieser Weg in der Praxis kaum gangbar iste Ea sind jedoch bereits Laser bekannt,
die zwei Lichts strahlen unterschiedlicher Wellenlänge liefern <Funkschau 1971,
Heft 3, Seite 192), und gemäß einer We,itsrbildung der Erfindung wird zur Aufzeichnung
von Toninformation auf Farbfilm als Lichtwandler ein solcher zwei Lichtstrahlen
unterschiedlicher Wellenlänge liefernder Laser gewählt, dabei müssen allerdings
die Zylinderlinse und gegebenenfalls -der Querschnittewandler chromatisch auf diese
beiden Wellenlängen korrigiert sein, wobei die Korrektur natürlich auch in der Weise
gewählt werden kann,, daß sich die chromatischen Abberationen des Querschnittwandlers
und der Zylinderlinse gegenseitig authebenO Grundsätzlich wäre es auch möglich,
alle drei Schichten des Farbfilms mit einem drei Lichtstrahlen unterschiedlicher
Wellenlänge liefernden Laser zu belichten, Bei den derzeit vorhandenen Farbfilmen
dürfte dieses Verfahren jedoch kaum zum Erfolg führen, da es sich bei der konventionellen
Aufzeichnung von Toninformation auf
Farbfilm-Material bereits als
günstiger herausgestellt hat, nur zwei Schichten zu belichten. Wird auch die dritte
Schicht belichtet, wirkt sich die Lichtdiffusion in den Schichten schon ao stark
aus, daß die obere Grenzfrequenz schon deutlich herabgesetzt wird, und darüber hinaus
die durch biffusionavorgänge hervorgerufenen nichtlinearen Verzerrungen erheblich
vergrößert werden, so daß die Begrenzung der Dynamik infolge der Verringerung der
maximal möglichen Schwärzung um die Schwärzung der dritten Schicht in Kauf genommen
wird Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig, 1 und 1A schematisch eine Lichttonaufzeichnungseinrichtung mit Zylinderlinse
und Fig. 2 eine Schwärzungakurve zur Erläuterung der Verschiebung der mittleren
Belguchtungastärke in Äbhängigkeit von der mittleren Lautstärke.
Die in Figo 1 und iA dargestellte Einrichtung besteht aus einer modulierbaren
Lichtquelle 11, die einen parallelen, punktförmigen Lichtstrahl 12 liefert, einem
Expander 13, mit dem der Lichtstrahl 12 erweitert wird, einer Zylinderlinse 14 und
einem Aufzeichnungsfilm 15, auf dem die Zylinderlinse 14 ein spaltförmiges Bild
16 erzeugt. Wie bei 17 angedeutet ist, ist das von der Zylinderlinse 14 entworfene
Spaltbild länger als das auf den Film gelangende Bild 16, und dessen Rand strahlen
werden mit Hilfe einer nischanischen Maske 18, lE' abgedeckt0 Die Hobe des Bildes
16
ist gleich der Höhe des durch die Zylinderlinse 14 ersielbaren
Brennpunktes, etwa dem Dreifachen der Wellenlänge des Lichtes0 Die Lichtquelle 11
wird von einem elektrischen Signal gesteuert, beispielsweise von einem Magnettongerät
19. Bei einem Magnettongerät wie 19, oder auch einem Lichttenabtaster, kann nun
eine zusätzliche Vorabtastung vorgesehen werden, wie schematisch durch einen Kopf
20 angedeutet, mit dem die mittlere Lautstärke der Aufzeichnung ermittelt wird,
ehe sie mit dem eigentlichen Tonabtastknopf abgetastet wird. Aus dieser mittleren
Lautstärke wird ein Signal gebildet, das der Aufzeichnung überlagert wird, so daß
die mittlere Lichtstärke der Lichtquelle 11 entsprechend variiert wird. Dabei ist
darauf zu achten, daß die Zeitkonetante der Änderung des mittleren Lichtetroms ausreichend
groß gewählt wird, um plötzliche, stoßartige Änderungen zu verhindern und vor allen
Dingen um zu verhindern, daß in Erwartung eines leisen Schallereignisees die mittlere
Lichtstärke zu frUh geändert wird und dadurch das vorangegangens laute Schallereignis
bereits beeinflußt wirdO Die Wirkung einer solchen Überlagerung soll anhand der
Fig. 2 erläutert werden. Die Kurve 21 stellt die Schwärzung S eines Filmpositives
in Abhängigkeit von der BS-leuchtung 3 dar (die Belichtung ist bei konstanter Laufgeschwindigkeit
des Materials nur von der Belouchtunge-Stärke abhängig). Wenn die mittlere Lictstärke
der Iampe 11 auf dem Mittelwert gehalten wird, dir durch die strichpunktierte Linie
22 angedeutet ist, kann eine große Lautstärke, die durch die Kurve 23 angedeutet
ist, aufgezeichnet werden, wobei die Begrenzungsliuien 24 und 25 so gelegt sind,
daß auch die Spitzen dieser großen Lautstärke noch im linearen Teil der Schwärzungskurve
21 liegen. Bei hohen positiv Ausschlägen der Kurve 23 wird
der Film
dadurch praktisch völlig geschwärzt, während er bei großenneoativenAmplituden nur
wenig über den SEhleier hinaus geschwärzt ist. Die sich an diesen Stellen geringer
Schwärzung ergebenden Rauschkomponenten sind jedoch im Verhältnis zur Gesemtamplitude
des Schallereignisses so klein, daß sie vernachlässigt werden können.; Wird Jedoch
die Amplitude der aufzuzeichnenden Lautstärke auf die Hälfte herabgesetzt, so würden
minimale Amplituden stärker geschwärzt sein, wie das durch Punkt 26 auf der Schwärzungekurve
21 angedeutet ist, und maximale Amplituden würden nicht voll schwarz werden, wie
durch den Punki- 27 auf der Schwärzungakurve angedeutet ist0 Es entsteht also sowohl
bei negativen als auch bei positiven Amplituden eine Rauechkomponente, also ein
höherer Rauschpegsl als bei der Aufseichnug mit großen Amplituden gemäß Kurve 23,
und dazu ist das aufgezeichnete Signal wesentlich kleiner, so daß das Rauschen im
Verhältnis zur Nutzamplitude stärker beiierkbar wird, und dieses stärkere Hervortreten
des Rauschens wird um so größer, je kleiner die aufzuzeichnende Amplitude ist.
Wird Jedoch erfindungagemäß die mittlere Beleuchtungcotärke, das heißt
Lichtstärke der Lichtquelle 11, entsprechend der mittleren Lautstärke geregelt,
so wandert die mittlere Beleuchtungsstkrke zu höheren Werten hin, wie durch die
doppeltstrichpunktierte Linie 28 angedeutet ist, eo daß die maximalen positiven
Amplituden der aufzuzeichnenden Beleuchtungsstärkeschwankungen wieder an die obere
Grenze 25'herankommen0 Dadurch wird die Rauschkomponente der maximalen positiven
Amplituden merklich herabgesetzt, und
durch die stärkere Belichtung
der maximal negativen Amplituden wird auch hier der Rauschanteil verringert, so
daß die Rauschkomponente insgesamt sehr stark herabgesetzt wlrdo Die Verbesserung
des Rausohabstandes ist in Figo2 für Positivifilm erläutert worden0 Wird Umkehrfilm
verwendet oder Negativfilm, das heißt Film, von dem später ein Positiv gezogen werden
soll, so muß die Verlagerung der mittleren Beleuchtungsstärke in anderer Richtung
erfolgen, das heißt bei Verringerung der Lautstärke muß auch die mittlere Lichtsfärke
der Lichtquelle 11 verringertwerden und nicht, wie im Fall der Fig02, er höht, damit
der entwickelte Umkehrfilm bswO das vom negativ gezogene Positiv an den betreffenden
Stellen auch tatsächlich etärkJr geschwärzt wird.