DE976836C - Optische Einrichtung eines Lichttonwiedergabegeraetes - Google Patents

Description

l. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 4. JUNI 1964

B 340p IXa/ 42 g

Die Erfindung betrifft die optische Einrichtung eines Lichttonwiedergabegerätes, bei dem ein durch einen engen und verhältnismäßig langen Schlitz (Ausblendespalt) gehendes Lichtstrahlenbüschel auf eine oder mehrere Fotozellen einwirkt und der Querschnitt des Lichtstrahlenbüschels zwischen Schlitz und Fotozelle durch zwei zusammenwirkende optische Mittel verformt wird, von denen das eine jedes von einem Punkt des Spalts ausgehende Lichtstrahlenbüschel in Längsrichtung des Schlitzes einschnürt.

Es ist bekannt, das Lichtstrahlenbüschel mit dem zweiten optischen Mittel ebenfalls einzuschnüren und auf diese Weise das Bild einer Tonspur verzerrt, d. h. in Laufrichtung des Films in anderem Maßstab als senkrecht dazu, auf einer Spaltblende abzubilden. Der Zweck dieser bekannten Einrichtung ist, auch bei verhältnismäßig weitem Spalt nur eine engbegrenzte Linie der Tonspur auf den Spalt und die hinter ihm liegende Fotozelle einwirken zu lassen. Die zur Verfügung stehende Lichtmenge wird dabei aber nicht voll ausgenutzt, da nur ein Teil des Lichts auf den Spalt selbst trifft. Der Lichtstrahl zwischen Spalt und Zelle wird bei dieser Einrichtung nicht beeinflußt, und das auf die Zelle fallende Licht hat dieselbe Querschnittsform wie der Spalt. Ein solches schmales Strahlenbündel beeinflußt die Zelle nicht so wirksam wie ein breites Bündel mit derselben Lichtmenge, so daß aus diesem Grunde nochmals ein Leistungsverlust entsteht. Außerdem kann dabei der Ton verzerrt werden.

409 602/14

Es ist auch bekannt, ein schmales, beleuchtetes Stück einer Tonspur über eine zentrische und eine zylindrische Sammellinse auf einer lichtempfindlichen Zelle abzubilden und dabei die Breite des Stückes stark, seine Länge weniger stark zu vergrößern. Alle von einem Punkt des Films ausgehenden Strahlen werden dabei wieder zu einem Punkt vereinigt (mit kleinen Abweichungen auf Grund einer Unscharfe, die man möglichst zu vermeiden trachtet). Diese Abbildung kann zu ungleichmäßiger Lichtverteilung auf der lichtempfindlichen Fläche führen, was die Wiedergabe verfälschen kann. Außerdem ist man gezwungen, entweder verhältnismäßig große Entfernungen zwisehen Film, Linsen und Abbildung auf der Fotozelle einzuhalten oder mehrere Linsen zu verwenden_? also Lichtverluste oder auch ein Verwischen des Signals durch Reflexionen in Kauf zu nehmen. Für die Tonaufzeichnung oder sonstige optische Aufgaben, z. B. beim Umkopieren von Filmen, ist die Verwendung einer anamorphotischen Optik bekannt, welche einen Gegenstand mit in zueinander senkrechten Richtungen verschiedenen Maßstäben abbildet. Auch hierbei werden jeweils mehrere optische Glieder benötigt, was zu Lichtverlusten führt, und ist man gezwungen, bestimmte Entfernungen einzuhalten, welche eine Ausbildung kompakter, als Einheit einbaubarer Geräte erschweren. Im übrigen liegen die dabei benutzten Abbildungsverfahren auf anderen Gebieten als Lichttonwiedergabeverfahren.

Für eine gute Wiedergabe des Tons nach einer Lichttonspur ist es zweckmäßig, auf der Tonspur oder ihrer Abbildung einen möglichst schmalen Streifen auszublenden mit Hilfe eines engen Schlitzes, dessen Länge zur Breite sich etwa wie 1 :100 verhält. Eine Abbildung eines solchen Spalts selbst mit verschiedenen Maßstäben längs und quer zum Schlitz würde die lichtempfindliche Fläche einer Zelle nicht gleichmäßig erfüllen können oder einen verhältnismäßig großen optischen Aufwand und beachtliche Lichtverluste mit sich bringen.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Einrichtung zu schaffen, welche das durch einen sehr engen Spalt kommende Lichtbüschel bei geringer Baulänge so umformt, daß es die Fotozelle optimal beeinflußt.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das andere optische Mittel in der dazu senkrechten Richtung die Divergenz des Strahlenbüschels so verstärkt, daß die Breite des Büschels beim Auftreffen auf die lichtempfindliche Fläche der Fotozelle in beiden Richtungen dieselbe Größenordnung aufweist, und daß mindestens in Richtung der verstärkten Divergenz das von einem Punkt des Spalts ausgehende Strahlenbüschel im wesentlichen die ganze lichtempfindliche Fläche erfaßt.

Die Verstärkung der Divergenz, d. h, Verbreiterung des Lichtstrahlenbüschels führt dazu, daß die durch den Spalt kommende Lichtmenge in günstigster Weise auf die Fotozelle fällt und daß diese Umformung auf verhältnismäßig kurzem Weg möglich ist.

Besonders zweckmäßig ist es, daß das Strahlenbüschel mit Hilfe von zwei Linsen umgeformt wird, deren eine zylindrisch konkav und deren andere in der dazu senkrechten Richtung zylindrisch konvex ist, und daß in beiden Richtungen das von einem Punkt des Spalts ausgehende Strahlenbüschel im wesentlichen die ganze lichtempfindliehe Fläche erfaßt.

Dabei kann auch an der von der konvexen Linse beeinflußten Linse auf eine Abbildung verzichtet werden.

Wird als erstes umformendes Mittel hinter dem Objektiv eine Linse verwendet, so· kann ihre dem Objektiv zugewendete Seite mit einem undurchsichtigen und nicht reflektierenden Belag versehen und darin der Spalt in an sich bekannter Weise eingeritzt werden. Das Objektiv bildet dann die Tonschrift des Films auf diese Fläche ab. Diese den Spalt tragende Fläche kann eben sein oder eine Wölbung erhalten, um die Bildfeldwölbung des Objektivs auszugleichen.

Die Beleuchtungseinrichtung hierzu kann dadurch verbessert werden, daß eine der beiden Linsen eines an sich bekannten Kondensors mit einer Zylinderfläche versehen wird und den sonst runden Lichtstrahl so einschnürt, daß er an der Tonspur des Filmbandes schon einen länglichen Fleck bildet und damit die Tonspur besser ausleuchtet. Die Lichtverluste am Ausblendespalt werden dadurch vermindert.

Einige Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Fig. ι die Vorderansicht,
Fig. 2 den Grundriß und

Fig. 3 die Seitenansicht einer ersten Ausführung mit einer Linse,

Fig. 4 eine zweite Ausführung im Schnitt nach IV-IV der Fig. 5,

Fig. 5 diese Ausführung im Längsschnitt, während

Fig. 6 eine zusätzliche Einrichtung im Grundriß darstellt.

Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Linse nimmt die ganze Umformung des Spaltbildes auf einmal vor. Auf der einem Objektiv 1 zugewendeten Seite 2 ist die Linse eben. Diese Fläche 2 trägt einen Belag 2 a, in den ein Ausblendespalt 3 eingeritzt ist. Auf der anderen Seite hat die Linse eine konvexe Zylinderfläche 4 mit senkrechter Achse, in welche eine konkave Zylinderfläche S eingeschliffen ist. Die Achse dieser Fläche 5 liegt waagerecht und ist konzentrisch zur Wölbung des Zylinders 4. Das durch den Spalt 3 abgegrenzte, aus dem Objektiv 1 der Tonabtastvorrichtung tretende Strahlenbüschel wird von der Fläche 4 in Längsrichtung des Spalts 3 eingeschnürt und gleichzeitig von der Fläche 5 in dazu senkrechter Richtung auseinandergezogen. Es wird also der längliche Lichtbündelquerschnitt hinter dem Ausblendespalt in einen mehr quadratischen Querschnitt umgebildet. Die Fläche 2 kann gegebenenfalls auch so gewölbt sein, daß sie die Bildfeldwölbung des Objektivs 1 ausgleicht.

In der Anordnung nach Fig. 4 und 5 sind mehrere Fotozellen zusammen mit einem umschaltbaren Ablenkmittel vorgesehen. In der Nähe des über eine Tonrolle 6 geführten Filmbandes 7 befindet sich das Objektiv 1 der Abtastvorrichtung. Diesem Objektiv 1 ist eine Linse 8 nachgeschaltet, die auf der dem Objektiv zugewendeten Seite eine undurchsichtige Schicht 9 mit eingeritztem Spalt 10 trägt und die auf der anderen Seite eine konkave Zylinderfläche 11 aufweist. Die Achse dieser Zylinderfläche ist parallel zur Längsrichtung des Spalts 10 und zur Achse der Tonrolle 6.

In der Ebene der Achsen des Objektivs 1 und der Linse 8 befindet sich noch die Achse eines BoI-zens 12, der im oder am Gehäuse: 13 des Tongerätes drehbar gelagert ist. Der Bolzen 12 trägt auf der einen Seite einen Spiegel aus zwei Teilen 14 und 14', die gegeneinander verdreht und so geneigt sind, daß ein Teil des Strahlenbündels nach

ao oben in das Gehäuse 15 einer ersten Fotozelle, der andere Teil nach unten in das Gehäuse 16 einer zweiten Fotozelle fällt. Auf der anderen Seite trägt der Bolzen 12 einen zylindrischen Hohlspiegel 17, dessen Achse senkrecht zur Achse des Bolzens 12

a5 verläuft. Die zwei Fotozellen 15 und 16 sind in gleicher Entfernung von der Achse des Bolzens 12 über- bzw. unterhalb der optischen Achse der Linse 8 angebracht.

Aus dem von einer Erregerlampe 18 über ein Linsenpaar 19 und ein Prisma 20 dem Objektiv 1 zu gerichteten Strahlenbündel wird durch den Spalt 10 auf Linse 8 ein schmales Lichtbündel ausgeblendet, das durch die Linse 8 gleich hinter dem Spalt 10 in der Höhe auseinandergezogen wird. In der gezeichneten Stellung teilt der Spiegel 14, 14' den Fotozellen in 15 und 16 je die Hälfte dieses Lichtbündels zu, und zwar so, daß jedes Bündel dann die Breite der Einstrahlungsöffnung des zugeordneten Zellengehäuses einnimmt. Soll das ganze Strahlenbüschel auf nur eine der Zellen 15 oder 16 einwirken, so ist der Bolzen 12 so zu drehen, daß der Spiegel 17 in die hierzu richtige Ablenkstellung kommt. Durch seine konkave Form schnürt der Spiegel das Strahlenbündel seitlich so weit ein, daß es trotz seiner zuvor größeren Breite ebenfalls in der Einstrahlungsöffnung Platz findet. Wäre der Spiegel 17 plan, so würde das Lichtbündel nahezu die doppelte Breite einnehmen und also auch nur zur Hälfte in das Fotozellengehäuse gelangen.

Die in Fig. 6 dargestellte Einrichtung kann in Ergänzung der eben beschriebenen Anordnung dazu dienen, das Bildfeld schon an der Tonspur aufzuhellen. Das Licht der Erregerlampe 18 wird durch zwei Linsen 21 und 22, die zusammen einen Kondensor bilden, gesammelt und auf das Filmband 7 geworfen. Die Linse 21 ist auf ihrer der Lampe abgekehrten Seite zylindrisch-konvex ausgebildet. Dadurch wird der Lichtstrahl, der mit einem üblichen Kondensor kreisförmigen Querschnitt hätte, in der Richtung längs des Filmbandes etwas eingezogen und erhält einen ovalen Querschnitt 23. Die zur Verfügung stehende Lichtmenge wird dadurch auf den tatsächlich abzutastenden Bereich der Tonspur konzentriert, d. h., die Tonspur wird besser ausgeleuchtet.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Optische Einrichtung eines Lichttonwiedergabegerätes, bei dem ein durch einen engen, verhältnismäßig langen Schlitz (Ausblendespalt) gehendes Lichtstrahlenbündel auf eine oder mehrere Fotozellen, einwirkt und der Querschnitt des Lichtstrahlenbüschels zwischen Schlitz und Fotozelle durch zwei zusammenwirkende optische Mittel verformt wird, von denen das eine jedes von einem Punkt des Spalts ausgehende Lichtstrahlenbüschel in Längsrichtung des Schlitzes einschnürt, dadurch gekennzeichnet, daß das andere optische Mittel in der dazu senkrechten Richtung die Divergenz des Strahlenbüschels so verstärkt, daß die Breite des Büschels beim AuftrefFen auf die lichtempfindliche Fläche der Fotozelle in beiden Richtungen dieselbe Größenordnung aufweist, und daß mindestens in Richtung der verstärkten Divergenz das von einem Punkt des Spalts ausgehende Strahlenbüschel im wesentlichen die ganze lichtempfindliche Fläche erfaßt.

2. Optische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenbüschel mit Hilfe von zwei Linsen umgeformt wird, deren eine zylindrisch konkav und deren andere in der dazu senkrechten Richtung zylindrisch konvex ist, und daß in beiden Richtungen das von einem Punkt des Spalts ausgehende Strahlenbüschel im wesentlichen die ganze lichtempfindliche Fläche erfaßt.

3. Optische Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Linsen zur Beeinflussung des Strahlenbüschels zu einer einzigen zusammengefaßt sind, welche auf der dem Strahlenbüschel zugekehrten Seite eben und auf der anderen Seite in Richtung der größten Ausdehnung des ausgeblendeten Strahlenbüschels einen zylindrisch konvexen Querschnitt aufweist und dadurch das Strahlenbündel in dieser Richtung einschnürt, während gleichzeitig senkrecht dazu durch eine zylindrisch konkave Oberfläche das Strahlenbündel zerstreut wird.

4. Optische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenbüschel in der einen Richtung durch eine Zylinderlinse und in der dazu senkrechten Richtung durch einen zylindrischen Hohlspiegel umgeformt wird.

5. Optische Einrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenfläche, die von dem Strahlenbüschel als erste getroffen wird, mit einer lichtundurchlässigen und nichtreflektierenden Schicht belegt ist, in welcher ein Ausblendespalt ausgespart ist.

6. Optische Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ausblendespalt tragende Fläche der Linse so ge-

krümmt ist, daß dadurch die Bildfeldwölbung des Objektivs der Tonabtastvorrichtung ausgeglichen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 455 397, 556 828, 189;

französische Zusatzpatentschrift Nr. 41455 (1.Zusatz zur französischen Patentschrift Nr. 731 840);

Lichte—Narath: »Physik und Technik des Tonfilmes«, Verlag S. Hirzel, Leipzig 1941, S. 110, 164, 166;

Naumann: »Optik für Konstrukteure«, 1949, S. 235.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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