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Aufnahme und Wiedergabe von Tonaufzeichnungen, die abschnittweise
in der Längsrichtung des Films in Reihen nebeneinanderliegen Es ist bekannt, Lichttonaufzeichnungen
auf Filmen in mehreren Reihen nebeneinander derart anzuordnen, daß die Aufzeichnung
in der einzelnen Reihe nach kurzen Strecken unterbrochen und in der benachbarten
Reine derart fortgesetzt wird, daß die Anfänge der aufeinanderfolgenden Abschnitte
benachbarter Reihen auf einer schrägen Linie liegen. Der Vorteil dieser Anordnung
liegt darin, daß alle Tonaufzeichnungsreihen bei einem einmaligen Durchlauf des
Films abgetastet werden können. Bei den bisher beschriebenen Aufzeichnungen dieser
Art war die Länge der einzelnen Aufzeichnungsabschnitte, die durch die Apparatur
bestimmt wird, so lang, daß bei eintretenden - Längenäaiderungen des Films Störungen
der Tonwiedergabe bei dem Übergang von einem Aufzeichnungsabschnitt zum folgenden
auftraten.
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Dieser Nachteil wird durch die vorliegende Erfindung vermieden. Diese
besteht darin, daß die Länge der einzelnen Abschnitte so kurz gewählt wird, daß
die durch den Übergang von einem Aufzeichnungsabschnitt zum nächsten bedingten Störfrequenzen
unterhalb der durch die Tonwiedergabevorrichtung noch hindurchgelässenen tiefsten
Hörfrequenzen liegt.
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Folgendes Zahlenbeispiel soll diese Verhältnisse veranschaulichen:
Es sollen nur Längenänderungen von 1 v. H. auftreten, was für die heute üblichen
Filme zutrifft. Die gesamte Länge eines Abschnitts- betrage q.,75 mm, zwei aufeinanderfolgende
Abschnitte sollen sich auf o,75 mm überdecken, d. h. auf diese Länge die gleiche
Tonaufzeichnung tragen. Die jeweils abzutastende Länge beträgt dann 4 mm. Die mögliche
Längenänderung eines Abschnitts beträgt dann o,or X q: = 0,q. mm. Es soll dann erfindungsgemäß
ein Spalt von o,o#4 mm oder mehr Breite (in Richtung der Abtastung) benutzt werden.
Ist eine Spaltfläche von o;04 mm' erforderlich, so kann beispielsweise eine Spaltbreite
in Richtung der Abtastung -von o,1 mm bei einer Spaltlänge (senkrecht zur Abtastung)
von 0,4 mm gewählt werden. Liegt zwischen zwei Aufzeichnungsreihen ein Zwischenraum
von o,o8, mm, so können bei einer gesamten ausnutzbaren Filmbreite von 24 mm insgesamt
24 : 0,48 = 5o Reihen nebeneinander angeordnet werden. Soll bei einer Frequenz von
5ooo Hertz eine Schwingung gleich der Abtastbreite- (d. h. Spaltbreite) sein, so
muß eine Abtastgeschwindigkeit von 5000 X 0,1 = 500 mm/sek
angewendet werden. Die Filmgeschwindigkeit ist dann 500 :50 = romm/sek (Abtastgeschwindigkeit
durch Zahl der Aufzeichnungsreihen nebeneinander. Die Frequenz der Wechsel von einem
Aufzeichnungsabschnitt zum folgenden ist dann 5oo : 4 = 125 Hertz. Zweckmäßig wird
die niedrigste vom Verstärker und Lautsprecher wiedergebbare Frequenz etwas höher
gewählt als dieWechselfrequenz der Aufzeichnungsabschnitte. - Mit Rücksicht auf
diese Forderung kann in dem gewählten Zahlenbeispiel die Länge der einzelnen Aufzeichnungsabschnitte
noch verdoppelt werden; es ist dann noch die zuerst aufgestellte Forderung erfüllt,
daß die möglichen
Längenänderungen von der Größenordnung der Spaltbreite
sind.
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Zweckmäßig wird die Länge der einzelnen: Aufzeichnungsabschnitte gleich
dem Perforationsabstand oder einem Vielfachen davon gewählt. Abb. i zeigt einen
Film mit einer solchen Tonaufzeichnung.
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i ist der Film, 2 sind die Perforationslöcher, 3 ist eine der Aufzeichnungsreihen.
Abb.2 zeigt die vergrößerte Darstellung zweier benachbarter Reihen. q. und 5 sind
die Teile der Tonaufzeichnungen zweier aufeinanderfolgender Reihen, welche die gleiche
Aufzeichnung tragen und die sich somit überdecken. 6 ist der Teil der Tonaufzeichnung,
der nur in einer Reihe enthalten ist.
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Die einzelnen Aufzeichnungsreihen können auch gekrümmt, und gegen
die Bewegungsrichtung des Films geneigt kein, wie Abb. 3 zeigt. Das beschriebene
Tonaufzeichnungsverfahren kann auch mit einer Bildaufzeichnung verbunden werden,
wie Abb. q. zeigt, $ sind hier die Bilder. Diese Anordnung hat Bedeutung, wenn Bildaufzeichnungen
mit geringer Filmgeschwindigkeit angewendet werden, wie halbierter Schmalfilm oder
sogenannte Zeilenfilme.
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Bei der Tpnaufnahme erfolgt die Tonaufzeichnung auf die ganze Länge,
d. h. in Abb. 2 . auf die Länge 5 + 6 -j- 7. Wenn die optische Anordnung am Anfang
und Ende jedes Abschnitts einen Abfall der Lichtstärke nicht vermeiden läßt, dann
soll die Länge dieses Abfalls kleiner als die Länge 5 bzw. 7 sein. Bei der Abtastung
ist ein Überblenden von einem Aufzeichnungsabschnitt auf den folgenden in an sich
bekannter Weise zweckmäßig.
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Gegenstand der Erfindungen sind auch die Vorrichtungen, welche die
Aufzeichnung und Abtastung derartiger Tonaufzeichnungen ermöglichen. Diese Vorrichtungen
müssen ein Spaltbild über den Film führen, und sie entsprechen den aus der Fernsehtechnik
an sich bekannten Vorrichtungen, die aus Scheiben oder Trommeln bestehen, 'die Schlitze
oder Linsen tragen. Der Unterschied besteht lediglich in den Abmessungen, die dem
anderen, vorstehend geschilderten Zweck angepaßt sind. Als Beispiel zeigt Abb. 5
eine Schlitzscheibe 9, die sich um eine Achse io dreht und die Schlitze ii trägt.
Die Scheibe dient zur Aufzeichnung in vier nebeneinanderliegenden Tonreihen nach
Abb. q.. Die erforderlichen Abmessungen ergeben sich ohne weiteres aus dem oben
gegebenen Zahlenbeispiel. Bei Verwendung einer solchen Scheibe werden die einzelnen
Reihen gekrümmt aufgezeichnet, und wenn die Achse io der Scheibe 9 seitlich zur
Aufzeichnungsachse :sitzt, werden die einzelnen Reihen schräg zur Bewegungsrichtung
des Films .abgebildet, wie Abb.3 zeigt. Bei Verwendung der später beschriebenen
Trommel entspricht Lage und Form der Reihen. den Abb. 1, 2 und q.: Eine vollständige
Vorrichtung zur Abtastung einer Aufzeichnung der beschriebenen Art zeigt Abb.6.
In dieser Abb. 6 ist 12 eine Lichtquelle, i i der feststehende Teil eines Iiondensors.
In der Scheibe 14, die auf der Achse 15 sitzt, befinden sich Linsen 16, die
mit der Linse 13 den vollständigen Kondensor bilden. Die Anordnung der Linsen 16
auf der Scheibe 14. entspricht der Lage der Schlitze i i auf Scheibe 9- in Abb.
5 und das Verhältnis der Brechkräfte der Linsen 13 und 16 zueinander derart, daß
die Abbildung der-Lichtquelle 12 auf dem -Film i der Ort der Abtastung nachgeführt
wird. Das Objektiv 17 bildet den Film i auf der Scheibe ab, die in der bereits bei
Abb. 5 besdhriebenerr Weise die Schlitze i i trägt. Die Scheibe i9, welche auf der
gleichen Achse io wie die Scheibe 9 sitzt, trägt in gleicher Weise wie die Scheibe
14 Linsen 2o, die in Verbindung der feststehenden Linse iä die sich bewegenden Schlitze
i i der Scheibe 9 ruhend in der Photozelle 21 abbilden. Die Achsen io und 15 müssen
sich entgegengesetzt drehen, da durch das Objektiv 17 die Bewegungsrichtungen der
Abbildungen umgekehrt werden. Die richtige Drehrichtung wird durch die Kegelränder
22, 23 und 24 hervorgerufen. Auf der Achse 25, auf der das Kegelrad 24 sitzt, ist
ein Zahnrad 26 befestigt, das das Zahnrad 27 und damit die Filmtransportrolle 28
antreibt. Die Filmtransportrolle 2$ liegt hinter der optischen Achse, so daß der
Lichtstrom durch dieselbe nicht behindert wird.
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Durch die Linsen 16 und 2o wird die Bewegung der Schlitze i i in bezug
auf die Lichtquelle 12 und die Photozelle 21 aufgehoben. Da®ähnliche Anordnungen
bei Bildapparaten mit optischem Ausgleich bekannt sind, erübrigt sich ein näheres
Eingehen hierauf. Ini übrigen beruht die Wirkung der Anordnung darauf, daß die Schlitze
i i der Scheibe 9 das von dem Objektiv 17 entworfene Bild des Films i gemäß der
beschriebenen Art der Aufzeichnungen abtasten. Die gleiche Anordnung kann auch zur
Tonaufzeichnung verwendet werden; es ist dann lediglich die Photozelle 21 durch
ein Lichtrelais oder eine steuerbare Lichtquelle, beispielsweise eine Glimmlampe,
zu ersetzen und die Lichtquelle 12 auszuschalten, so daß sich der Strahlengang umkehrt.
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Wird die Abmessung der Lichtquelle so groß gewählt; daß sie die ganze
Abtastbreite gleichzeitig beleuchtet, dann kann die Scheibe i q. mit den Linsen
16 in Fortfall kommen; an Stelle der Linse 13 tritt dann ein gewöhnlicher
Kondensor,
an Stelle der Scheibe ig mit den Linsen 2o kann eine Mattscheibe treten, die das
von den Schlitzen i i kommende Licht derart zerstreut, daß die Abtastung durch die
Photozelle 21.- trotz der Bewegung der Schlitze i i genügend gleichmäßig wird.
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Abb. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem neben einer
Tonabtastung eines Films nach: Abb.4 gleichzeitig eine Bädpnojektion in an sich
bekannter Weise erfolgt; i ist der Film mit der Bildaufzeichnung 8 und der Tonaufzeichnung
3. Der Film ist ebenso wie in Abb: 6 im Schnitt dargestellt. 12 ist die Lichtquelle,
die durch den Kondensor 13 auf dem Film i abgebildet wird, und die gleichzeitig
Bild- und Tonaufzeichnung beleuchtet. 2g ist das Objektiv zur Projektion des Bildes
8, 30 ist eine zusätzliche Linse, die in bekannter Weise den optischen Bildausgleich
bewirkt. Die Linsen 30 sind in der Scheibe 31 befestigt, die sich mit der Welle
32 entsprechend dem Filmvorschub bewegt. In der Scheibe 31 sind noch Linsen 33 angeordnet,
und zwar in der gleichen Weise, wie die Schlitzen in der Scheibe g nach Abb. 5.
Diese Linsen 33 projizieren die Tonaufzeichnung 3 über das Prisma 34 auf einen feststehenden
Spalt i i, hinter dem die Photozelle 21 angeordnet ist. Durch die Bewegung der Linsen
33 wird der Abbildung der Tonaufzeichnung 3 die gleiche Relativbewegung zu dem Spalt
erteilt wie in Abb. 6, mit dem einzigen Unterschied, daß hier der Spalt stillsteht
und die Abbildung infolge der Bewegung der Linsen 33 -die Bewegung ausführt. 35
ist eine Mattscheibe zum Ausgleich von Ungleichmäßigkeiten der Beleuchtung der Tonaufzeichnung.
Auch diese Anordnung -kann zur Tonaufzeichnung benutzt werden, wenn die Photozelle
2i durch eine Glimmlampe oder entsprechende andere Vorrichtung ersetzt wird und
dieLichtquelle 12 ausgeschaltet wird.
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Die Anordnung nach Abb. 7 hat gegenüber der Anordnung nach Abb. 6
den Vorteil, daß der Spalt i i sich in Ruhe befindet, so daß ohne besondere Maßnahmen
die gleichen Stellen der lichtelektrischen Schicht zur Wirkung kommen.
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Die. Linsen 33 bestehen zweckmäßig aus Glaskugeln, deren Durchmesser
2,5 bis 4 mm beträgt. Bei einer Aufzeichnungsbreite von 0,3 bis 4,0 mm wird dann
eine ausreichende Schärfe der Abbildung erreicht, wenn außerdem der Abstand bis
zum Spalt-ii mehr als der zehnfache Kugeldurchmesser ist. Das Prisma 34 kann gleichzeitig
in bekannter Weise zu einer weiteren Korrektur der Linsen 33 benutzt werden.
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Abb. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Es ist hier eine Trommel
36 vorgesehen, welche die Linsen 33 trägt, .die den Film i auf dem Spalt
i i abbilden. Die Linsen 33 sind hier in Spirallinien angeordnet, deren Steigung-
senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Der Schnitt der Trommel 36 ist entlang
dieser Spirallinie zu denken. Im Mittelpunkt der Drehachse der Trommel 36 befindet
sich der Spalt i i. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Abbildung des Spaltes
in. seiner Breitenrichtung immer auf den optischen Achsen der Linsen 33 erfolgt,
so daß die Fehler einer außeraxialen Abbildung (Koma und Astigmatismus) vermieden
werden.
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Der Spalt i i ist innerhalb der Photozelle angeordnet, und das Blech,
welches den Spalt trägt, dient gleichzeitig als Anode der Photozelle. ISiese Anordnung
erleichtert die Unterbringung der .Photozelle und des Spaltes im-Zentrum der Trommel
36. Bei einer entsprechenden Aufnahmevorrichtung kann eine Glimmlampe verwendet
werden., bei der in gleicher Weise die leuchtende Fläche derart ausgebildet ist,
daß sie unmittelbar als Spalt durch- die Linsen 33 auf dem Film i abgebildet werden
kann. Diese Anordnung bietet außerdem die .Möglichkeit, daß Photozellen mit- verschiedener
Empfindlichkeit einen Spalt eingebaut erhalten, dessen Breite proportional mit der
Empfindlichkeit@abnimmt, so daß derartige Zellen gegeneinander ausgewechselt werden
können, ohne daß am Verstärkungsgrad etwas geändert werden muß. In der gleichen
Weise kann bei gegeneinander auswechselbarer. Glimmlampen die Breite des eingebauten
Spaltes der Leuchtdichte der einzelnen Lampen angepaßt werden.
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In Abb. 8 ist 28 die Filmtransportrolle,'die mit dem Zahnrad 27 gekuppelt
ist. 37 ist eine Leitrolle für den Film i, 38 die Filmvorratsrolle, 39 die
Filmaufwickelrolle, 12 die Lichtquelle und 13 der Kondensor. 26 ist ein Zahnrad,
welches in der gezeichneten Lage von Zahnrad 28 letzteres antreibt.
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In Abb. 8 sind die Teile i, 12, 13, 27; 28, 37, 38, und
39 je dreimal vorhanden (gestrichen und doppelt gestrichen bezeichnet). Hierdurch
wird eine pausenlose Vorführung dadurch ermöglicht, daß während der Ab--tastung
oder Aufnahme =eines dieser Filme die anderen beiden Filme ausgewechselt werden
können. Die Photozelle bzw. die an deren Stelle befindliche Glimmlampe ist mit dem
Gehäuse 4o drehbar, so daß durch Drehen des Gehäuses 4o die Abtastung bzw. Aufnahme
von dem einen Film auf einen der anderen beiden gewechselt werden kann. Mit dem
Gehäuse 49 ist eine Nockenscheibe 41 verbunden, auf der Rollen 42 laufen, die der
schwenkbaren Lagerung der Zahnräder 27 verbunden sind (diese Lagerung ist nicht
ge-
zeichnet). Hierdurch wird erreicht, daß dasjenige der Zahnräder 27 mit
dem Zahnrad 26
selbsttätig in Eingriff gebracht wird; das den Vorschub
desjenigen Films bewirkt, auf den jeweils die Photozelle bzw. "Glimmlampe 21 gerichtet
ist. Bei der Abtastung kann die Rolle 42 gleichzeitig einen Schalter betätigen,
der die Lichtquelle 12 aus- bzw. einschaltet, sowie einen Schalter, der während
der Umschaltung die Lautstärke durch Beeinflussung des Verstärkers oder der Erregung
von dynamischen Lautsprechern herabsetzt, um ein störendes Knackgeräusch während
der Umschaltung zu vermeiden oder zu mildern.
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Abb.9 zeigt eine Tonaufnahme- und Wiedergabevorrichtung mit weiteren
Einzelheiten. Die mit den Zahlen bis 54 bezeichneten Teile sind bereits beschrieben
worden. 64 ist der Antriebsmotor, 65 und 66 Zahnräder; welche über eine nicht gezeichnete
Rutschkupplung die Aufwickeirolle 39 antreiben. 67 ist das Lampenhaus, 68 ein Spiegel
zur Ausnutzung der nach rückwärts fallenden Lichtstrahlen der Lampe 12. 69 ist der
bewegliche Teil des Tonfensters, 70 ist das Gehäuse für die Linsentrommel
36. 71 ist eine feste Umlenkrolle für den Film i. 72 eine Umlenkrolle, die
in dem Hebel 73 gelagert ist. Der Hebel 73 wird gegen den Exzenter
74 durch die Feder 75 gedrückt. Durch Drehen des Exzenters 74 wird die relative
Lage der Abtaststelle zu den Zähnen der Transportrolle 28 in der gleichen Weise
bewirkt wie durch Verschieben der Blende 47 in Abb. 9. Diese Anordnung dient zum
Ausgleich von Längeriänderungen des Films bei der Abtastung. Es bietet leine Schwierigkeiten,
gemäß der oben gegebenen Beschreibung eine Verriegelung dieser Vorrichtung während
der Tonaufnahme vorzusehen.
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Abb. io zeigt einen Querschnitt der in Abb.9 dargestellten Vorrichtung.
Bis zu Nr.74 sind die einzelnen Teile bereits beschrieben. 76 ist der Handgriff
zur Verstellung des Exzenters 74. 77 ist eine Einstellschraube, um die Glimmlampe
21 in der $enkrechten zu verstellen. Diese Verstellung gestattet, Queränderungen
des: Films auszugleichen.- 78 ist eine Einstellschraube, um die Glimmlampe 21 in
Richtung auf die Linsen 33 zu verstellen. Wenn die Glimmlampe 21 nicht genau im
Zentrum der Trommel 36 steht, ist die Abtastlänge eine andere, da dann die Linsen
33 eine Verschiebung des Bildes des Spaltes i i in der einen oder anderen Richtung
bewirken. Diese Einstellmöglichkeit dient zum Ausgleich von Längenänderungen des
_ Films.. Soll mit der Vorrichtung eine Tonaufnahme durchgeführt werden, dann wird
der Deckel 8o mit der Glimmlampe -- i entfernt und der gestrichelt gezeichnete
Deckel 81 aufgesetzt; an dem die Glimmlampe 43 befestigt ist. 79 ist das Gehäuse
für die Glimm-Lampe 43, an dem ein Ansatz 82 mit einem Stift 83 befestigt ist, .der
in eine Bohrung des Griffes 76 paßt, wenn dieser Griff die der für die Aufnahme
richtigen mittleren Stellungen des Exzenters 74 entsprechende Lage hat.
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In der Vorrichtung Abb. io wird der Spalt i i zum Ausgleich von Änderungen
der Filmmasse verschoben. Bei einer Anordnung nach Abb. 6 kann an Stelle dessen
auch das Objektiv 17 in der Achse und senkrecht dazu verschoben werden, um die gleiche
Wirkung zu erreichen. Die Blende 47 kann veränderlich ausgestaltet werden, um jeweils
den günstigsten Wert derselben einstellen zu können.