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" Méthode et appareil pour moduler un faisceau de rayons d'énergie rayonnante et enregistrement de la modulation ".
L'invention est relativeà desméthodes et à un appa- reil pour moduler :en faisceau de rayons d'énergie rayonnan- te, lequel tombe ensuite sur une surface à mouvement relatif et la traverse ou l'analyse, le faisceau de rayons d'énergie rayonnante passant, dans cette surface, entre deux obtura- teurs ou rubans, à chacun desquels , lorsqu'ils modulent le faisceau une composante da mouvement est imprimée dans une direotion parallèle à la direction du mouvement relatif du faisoeau et de la surface à mouvement relatif. Une métho- de et un appareil de ce type sont bien connus pour l'enregis- trement photographique du son.
Dans cette application, un faisceau lumineux modulé en concordance avec les ondes sono- res, tombe sur une pellicule photographique qui est mue con- tinûment, une image de l'espace entre les obturateurs ou ru- bans étant formée sur la pellicule. Une méthode et un appa- reil de ce type sont aussi applicables d'une manière quelque peu similaire à la transmission électrique de vues, ainsi qu'à la télévision. Dans cette dernière application, le fais-
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oeau lumineux, après modulation par les obturateurs ou ru- bans, peut être analysé sur une surface fixe, telle qu'un écran, par un dispositif analyseur quelconque tel qu'un dis- que ou un tanbour perforé tournant. ou un système de miroirs tournants ou oscillants.
Dans cette méthode et cet appareil les deux obturateurs ou rubans sont simultanément rapprochés ou éloignés l'un de l'autre d'une manière dépendant des variations de la quantité conformément à laquelle le faisoeau de rayons d'énergie rayon- nante doit être modulé. Eu égard à la largeur finie et varia- ble de l'espace délimité par les obturateurs ou rubans, et à la largeur finie et variable résultante de l'image de cette espace sur la surface à mouvement relatif, la quantité d'é- nergie rayonnante reçue par des aires élémentaires successi- ves de la surface à mouvement relatif n'est pas strictement proportionnelle à la quantité variable.
La présente invention consiste en une méthode et en un appareil dans lesquels un faisoeau de rayons d'énergie rayon- nante, qui tombe ensuite sur une surface à mouvement relatif et analyse celle-ci, est modulé par une paire d'obturateurs ou rubans, qui/en modulant le faisceua, se rapprochent ou s'é- loignent l'un de l'autre et ont Une composante de mouvement dans une direction parallèle à la direction dumouvement re- latif du faisceau et de la surface àmouvement relatif, et dans lequel un retard dans le temps ou une différence de pha- se est introduit entre des mouvements correspondants des deux obturateurs ou rubans. Ce retard dans le temps peut être sen- siblement constant et sensiblement indépendant de lafréquence de modulation.
Comme variante, dans certains cas, le retard dans le temps peut ne pas être constant, mais peut être une fono- tion de la fréquence de modulation; par exemple, 1appareil peut être arrangé de façon qu'une différence de phase constan- te soit introduite entre des mouvements correspondants des deux
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obturateurs ou rubans pour toutes les fréquences.
Dans les oas où un retard sensiblement constant est in- troduit, ce retard est de préférence égal au temps pris par un élément de la surface à mouvement relatif pour passer à travers la faisceau normal ou non modulé.
Quand les obturateurs ou rubans sont aotionnés éleotri- quement, les obturateurs ou rubans individuels peuvent avanta- geusement être actionnés par des circuits électriques séparés ou divisés, le circuit assooié à un obturateur contenant un réseau électrique à retard de temps ou @ déoalage de phase.
L'invention.est applicable en particulier à l'enregistre- ment photographique du son par la méthode de l'intensité varia- ble sur la pellioule. Une caractéristique de l'invention réside dans un enregistrement photographique, en particulier un enre- gistrement du son, par la méthode ou l'appareil décrits.
L'invention est illustrée, à titre d'exemple seulement, par les dessins ci-annexés, parmi lesquels :
La fig. 1 est une représentation schématique de l'appa- reil nécessaire et des circuits électriques pour la réalisation de l'invention appliquée à l'enregistrement photographique du son sur pellicule.
Les fig. 2, 3,4 et 5 sont des représentations schématiques des circuits électriques, seulement, de variantes de l'inven- tion appliquée$ à l'enregistrement photographique du @on sur pellioule; et
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la flg. 6 est un diagramme montrant le gain dû à l'emploi - .N'vI de l'invention avec des valves à lumière ayant différents es- paoements entre leurs obturateurs ou rubans opposés.
Les mêmes chiffres de référence indiquent les mêmes parties dans les différentes figures des dessins.
Suivant la fig. 1, de l'énergie rayonnante d'une source convenable, telle qu'une lampe 1, est dirigée par un système optique, tel que le système de lentilles 2, sur les orifices
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âlignés 3 percés dans les épanouissements polaires de l'ai- mant permanent 4. L'énergie rayonnante émergeant de l'orifi- ce 3 est dirigée par un système optique , tel que la lentil- le 5, vers une surface sensible, telle que la pellicule 6.
La pellicule 6 peut être transportée de la bobine 8 à la bobine 9,de la manière connue, par des roues dentées 7,7 .
Une plaque opaque 10 percée d'une petite ouverture limite l'aire du film sensible exposée à l'énergie rayonnante .
Bien que la surface sensible ait été dite mobile par rapport au faisceau de rayons d'énergie rayonnante, il est évident que dans certains usages, tels que la télévision, ce fais- oeau peut être mû par rapport à la surface. La hauteur du faisceau dans le sens de la longueur de la surface est défi- nie par les bords intérieurs des obturateurs 11, 12 qui peu- vent être deux rubans conducteurs plats ou les deux parties d'un ruban. Quand un courant électrique parcourt les rubans 11, 12, la réaction du champ magnétique dû au courant par - courant les rubans 11, 12 avec le ohanp magnétique dû à l'ai- mant 14. tendra à déplacer les rubans 11,12 et fera varier la hauteur du faisceau de rayons d'éneigie rayonnante impri- mé sur la pellicule 6.
Les courants de signalisation peuvent être fournis par un microphone 13 actionné par des ondes acoustiques, et convenablement amplifiés dans les amplificateurs 14 et 15.
Toutes autres sources de puissance de signalisation, telle qu'un courant téléphonique ou télégraphique, un courant pro- venant d'un reproducteur du son, un courant d'images d'un poste de télévision ou de transmission de vues , ou toute autre puissance peut être employée.
Les courants de signalisation sont fournis à l'enroule- ment primaire d'un transformateur 16 et in duisent une for- ce électromotrice dans les deux moitiés de l'enroulement se- condaire. Le courant partira de la moitié supérieure de l'en-
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roulement secondaire à travers un fil 17, une résistance 18, un fil 19, le ruban 11, le fil commun 20 pour revenir à. l'enroulement. Conme ce circuit est largement composé de résistances non induotives, le courant commencera à passer très tôt après que le voltage est induit dans l'Enroulement secondaire du transformateur et sera sensiblement en phase aveo le voltage. Le ruban 11 sera déplaoé et produira une image latente de son mouvement sur la pellicule mobile 6.
Du courant tendra à partir de la moitié inférieure de l'en- roulement secondaire par un fil 20, le ruban 12, un fil 21 , des inductances 22 et 23 pour revenir à l'enroulement. Les inductances 22 et 23, combinées avec un condensateur 24, connecté comme représenté, forment un réseau ayant un retard
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d'une section oomplète. Le courant ne oonmenoera. à. passer dans - moitié 4}u''''': temps déteiné par Ies nons- g/ oette moitié du oireuit aivaa-tfun temps déterminé par les oons- tantes du réseau à retard. Si le temps de retard est choisi convenablement, quand le ruban 12 est déplacé l'image latente de son mouvement sur la pellicule 6 renforcera l'image latente produire par le ruban 11.
Si l'on prend par exemple, le oas
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d'une pellicule se mouvant à la, vitesse de 3 dix-huit pouoes anglais par seconde, et tané à lumière produisant une image sur la pellicule ayant une hauteur normale ou non modulée de cinq dix-millièmes de pouoe anglais, les inductances 22 et 23 peuvent avoir une self-inductance d'environ trente micro- henrys et un coefficient de couplage d'environ un tiers,, tan- dis que le condensateur 24 peut avoir une capacité d'environ dix microfarals.
Le fonctionnement de l'installation, dont les circuits sont représentés à la fig. 2,est'similaire au fonctionnement de l'installation représentée à la fig. 1. L'enroulement seoon-
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daire du tra-nsfonsateur 16 ne doit pas être ramifié , deux induotanoes égales vingt einq et vingt oix servant à détermi- ner le point milieu électrique du oirouit secondaire.
Le ré-
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seau à retard fomé par l'inductance 23 et le condensateur 24 est quelqu plus simple et meilleur qurohé que le réseau représenté à la. fig. l, mais diffère du réseau représenté, en ce que le déoalage de phase ne varie pas suivant une loi aussi étroitement linéaire avec la fréquence, c'est-à-dire, que le temps de retard varie légèrement en faction de la fréquence.
Ce réseau a, toutefois, certains avantages pour certains usages particuliers. Dans les mêmes conditions que oelles supposées relativement à la fig. 1, l'inductance 23 peut être d'environ quarante-cinq microhenrys et le condensateur 2.4 d'environ sept micro farads .
Dans le oas de la fig. 3, des courants de signalisation sont fournis à l'enroulement primaire d'un transfo moteur 66 et induisent une force éleotromotrioe dans l'enroulement seoon- daire. Très tôt après que le voltage est induit, du courant commence à passer par un fil 67, le ruban 11 et un fil 68 jus - qu'à l'enroulement secondaire. Des courants de signalisation sout aussi fournis à travers une résistance 69 et des inductances 70 et 71 à l'enroulement primaire d'un transformateur 72. Les inductances 70 et 71, aveo les condensateurs 73, 74, 75 et 76 connectés oomne représenté , forment un réseau à retard . Ainsi, le courant fourni à l'enroulement primaire du transfomateur 72 est retardé par rapport au courant fourni à l'enroulement primaire du transformateur 66.
Le courant parcourant l'enroulement primaire du transforma- teur 72 fera passer un courant par le film 68, le ruban 12 , le fil 77 pour revenir à l'enroulement secondaire. Le ruban 12 se déplacera ainsi après le ruban 11.
L'avantage de cette forme de réalisation est que le réseau à retard est placé dans un circuit ayant une impédance relative- ment élevée,comparée à oelle du dispositif enregistreur usuel.
De même, toutes les variations de l'impédance du disposi- tif enregistreur dues à son mouvement, ont moins d'effet sur
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l'action du réseau à retard. Le sohéma du réseau à retard est ainsi considérablement simplifié.
Dans l'installation, dont les circuits sont représentés à la fig. 4, du courant d'une batterie 27 paroourt des fils 28 et 29, les :rubans 12 et 11, un fil 30, un redresseur 31, une résistance 32, une inductance 33 pour revenir à la batte- rie 27. En l'absence de courant de signalisation, ce courant de polarisation statique rapproche les rubans 11 et 12 l'un de l'autre, réduisant ainsi le temps d'exposition de la pelli- cule. Une partie des courants de signalisation provenant de l'amplificateur 15, encore amplifiée si on le désire par l'am- plifioateur 34, est appliquée par le transformateur 35 à un redresseur, connecté en pont et redressant l'onde complète, formé des éléments de redresseur 36, 37, 38, 39. Le débit de ce redresseur charge le condensateur 40 qui se déoharge à tra- vers une résistance 41, la résistance 32, l'inductance 33 et la batterie 27.
La perte de potentiel accrue dans la résis- tanoe 32 et l'inductance 33 diminue le oourant à potentiel depolarisation statique parcourant les rubans 11 et 12 et permet aux rubans de se séparer, accroissant le temps moyen d'exposition de la pellicule 6 et la capacité de charge de la soupape à lumière proportionnellement aux courants de signali- sation. Le redresseur 31 empêche le renversement du oourant de polarisation statique. Cette partie du circuit forme le circuit de contrôle du circuit réducteur de bruit) bien connu.
Une parole des courants de signalisation provenant de l'amplifioateur 15, encore amplifiée si, on le désire, dans l'amplifioateur 42 est appliquée à l'enroulement primaire du transformateur 43 et induit une force électromotrice dans l'en- roulement seoondaire. Du courant passera de la moitié supérieu- re de l'enroulement secondaire à travers un condensateur 44, une résistance 45, un fil 30, le ruban 11, et un fil 46 pour revenir à l'enroulement. Le condensateur 44 est très grand et
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doit avoir une capacité de 1000 à 2000 microfarads.
Le circuit est donc largement composé de résistance non inductive et le oourant commencera à passer très tôt après que le voltage est induit. Le ruban 11 sera déplace coproduira une image latente de son mouvement sur la pelli- cule mobile 6. Du courant tendra aussi à passer de la moitié inférieure de l'enroulement secondaire du transformateur 43 à travers le fil 46, le ruban 12; le fil 29, le fil 47, l'in- ductance 48, le condensateur 49 jusqu'à l'enroulement. Le condensateur 49 a une capacité similaire à oelle du oonden- sateur 44.
L'inductance 48 et le condensateur 50 forment un réseau à retard du type représenté à la fig. 2. Ainsi,,le déplaosmend du ruban 12 est retardé jusqu'à ce que l'image latente formée par le mouvement du ruban 12 vienne renforcer l'image latente tonnée par le mouvement du ruban 11.
A la fig.' 5,du courant provenant d'une batterie 51, arrive par un fil 52 au point milieu de l'enroulement seoon- daire d'un transformateur 53, et s'y divise , une partie passant par une résistance 54, un fil 61 et le ruban 11, et l'autre partie par des inductances 55 et 56, en fil 57 et le ruban 12. Le courant total retourne ensuite à la batterie 51 à travers un redresseur 58 et la résistance 59. Ce courant forme un courant de polarisation statique qui peut être réglé par la résistance 59. La résistance 54 équilibre la résistan- ce des inductances 55 et 56, de sorbe que les courants par- courant les deux moitiés de l'enroulement secondaire du trans- formateur 53 sont égaux et n'aimantent pas l'enroulement.
Ainsi les grands condensateurs 44 et 49, représentés à lafig.
3,ne sont pas nécessaires. Le courant de polarisation stati- que réduit le temps d'exposition de la pellicule} comme d'habi- tude dans les circuits de réduction du bruit. L' amplificateur 34, le transformateur 35, le réseau redresseur 36, 37, 38, 39, le condensateur 40 et la résistance 41 fonctionnent de la même
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manière que les éléments numérotés d'une manière similaire à la fig.
4, pour réduire le courant de polarisation stati- que quand descourants de signalisation sont appliqués au circuit de oontrôle. Une partie des courants de signalisa- tion provenant de l'amplificateur 15 , convenablement amplifiée si on le désire dans l'amplificateur 60, est ap- pliquée à l'enroulement primaire d'un transformateur 53 et induit une force éleotromotrioe dans l'enroulement seoondai- re. Du courant part de la moitié supérieure de l'enroulement secondaire à travers une résistance 54, un fil 61, le ruban 11, un oondensateur 62et un fil 52, déplaçant le ruban 11 et provoquant la formation d'une image latente du mouvement du ruban 11 sur la pellicule 6. Le condensateur 62 doit avoir une grande oapaoité de l'ordre de 1000 à 2000 miorofarads.
Comne ce circuit est ainsi composé largement de résistance non inductive, le courant commencera à passer très tôt après que le voltage est induit. Du courant tendra aussi à partir de la moitié inférieure de l'enroulement secondaire du trans- formateur 53, à travers un fil 52, un condensateur 62, le ruban 12, un fil 57, des induotanoes 56 et 55 pour revenir à l'enroulement. Les inductances 55 et 56 et les condensateurs 63,64 et 65, oonneotés coma représentés forment un réseau à retard à deux sections. Ainsi le déplacement du ruban 12 est retardé jusqu'à ce que l'image latente formée par le mouvement du ruban 12 vienne renforoer l'image latente formée par le mouvement du ruban 11.
Si on prend , par exem- ple, le oas d'une pellioule se mouvement à la vitesse de dix-huit pources anglais par seconde et une soupape à lumiè- re produisat une image sur la pellioule ayant une hauteur normale ou non modulée d'un millième de pouoe anglais, les inductances 55 et 56 peuvent avoir une self-inductance d'en- viron soixante microhenrys et un coefficient de couplage d'un cinquième, les condensateurs 63 et 65 peuvent avoir
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chacun une oapaoité d'environ cinq miorofarads , et le oon- densateur 64 une capacité d'environ treize miorofarads.
Le type de réseau à employer dans des conditions données sera déterminé dans une large mesure par le temps que prend un élément de la surface pour passer à travers le faisoeau d'enregistrement, o'est-à-dire, par la vitesse de la surface et par la hauteur de l'image du faisoeau sur la surface.
Un réseau à retard n'est donc pas spéoialement relatif à un circuit d'enregistrement partioulier,et le réseau de n'importe laquelle des figures peut être employé aveo n'im- porte lequel des circuits représentés aux autres figures.
La fig. 6 montre le gain en amplitude enregistrée et en niveau de surohage de la soupape à lumière à différentes fréquences, qui peut être obtenu par l'application de l'invention à un système d'enregistrement du son dans lequel la pellicule a une vitesse de dix-huit pouoes par seconde.
A la fig. 6 des dessins, le gain en amplitude enregistrée et le gain en niveau de surcharge de la soupape sont portés en ordonnée en décibels, et la fréquence, en cycles par seconde/ est portée en abaisse. La courbe A montre le gain obtenu quand la hauteur normale ou non modulée de l'image formée sur la pellicule est de un millième de pouce anglais. Dans la cour* be B, la hauteur normale est de huit et demi dix-millièmes de pouce anglais, dans la courbe C, sept et demidix-millièmes de pouce anglais, dans la courbe D, cinq dix-millièmes de pouce anglais, et dans la courbe E, deux et demi dix-millièmes de pouce anglais.
Bine/que l'invention ait été décrite comme étant appli- quée à un système dans lequel de la puissance électrique est appliquée aux éléments d'enregistrement, il est évident, pour les spécialistes, que l'invention est également applicable à un système dans lequel de la puissance mécanique est appli- quée aux éléments enregistreurs et dans lequel le réseau à
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retard est formé drune filtre mécanique passe-bas.