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APPAREIL DE REPRODUCTION DE FILMS SONORES LUMINEUX AU MOYEN DUNE CELLULE
PHOTOELECTRIQUE A RESISTANCE.
La reproduction de films sonores lumineux s'effectue, comme on le sait, du fait que la trace sonore est éclairée par un rayon lumineux et que le rayon lumineux modulé dans son intensité par la trace sonore agit sur une cellule photoélectrique, qui transforme les variations de lumière en variations- correspondantes d'un courant électrique qui est conduit à un haut parleur après' amplification. o
Parmi les cellules photoélectriques, on distingue trois types principaux, comprenant des cellules à résistance, des cellules à couche iso- lante et des cellules photoélectriques à alcali.Parmi ces types, on utilise actuellement presqu'exclusivement pour la reproduction des sons, les cellules photoélectriques à alcali utilisant l'effet photoélectrique exté= rieur.
Les cellules à couche isolante sont exclues pour ce but, parce qu'el= les sont très inférieures aux cellules à alcali au point de vue de la sensibilitéoLes cellules à résistance connues jusqu'à présent, basées sur 1' effet photoélectrique interne, qui ont été utilisées aux premiers débuts des films sonores, présentent une grande sensibilité à la tension, c'est-à-dire une tension relativement grande par unité d'intensité de lumière, qui n'est cependant pas utilisée en pratique, parce que la tension électrique produite par l'illumination de-la cellule, ne présente pas de relation linéaire avec 1-'intensité du courant;
en outre, elles présentent une fonction de. fréquence désavantageuse, c'est-à-dire une forte réduction de la sensibilité relative en cas d'augmentation de. la fréquence- à transmettre, et provoquant un bruit considérable comparativement aux cellules alcalines. Pour ces raisons, les cellules à résistance n'entrent actuellement plus en ligne de compte en cequi concerne-les films sonores, diaprés l'avis des gens de métier.
Dans des publications récentes, on parle des propriétés photoélectriques de cristaux uniques de composés de cadmium avec le soufre, le sélé- nium ou le tellure, qu'on obtient par réaction de vapeurs de cadmium avec 1' hydrogène sulfuré, ou l'hydrogène sélénié ou l'hydrogène- tellure;, et chez lesquelles on observe que la- variation de la conductibilité, qui doit égale-
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ment être attribuée à l'effet photoélectrique intérieur, quand on fait va- rier le flux lumineux agissant sur la cellule, est notablement plus élevée que pour les cellules à résistance connues jusqu'à présent.
Ce fait laisse bien apparaître comme plein de promesses, l'emploi de oristaux uniques de ce genre comme résistance photoélectrique, mais ne suffit cependant pas à leur emploi à la reproduction de films sonores lumineux à cause de la fonction de fréquence désavantageuse et du bruit de fond qu'on constate également chez eux. Les mêmes observations s'appliquent à ces cristaux uniques d'autres com- posés de métaux bivalents, de préférence de zinc ou de mercure, avec d'autres éléments du groupe de l'oxygène en particulier également avec l'oxygène.
L'invention repose sur la découverte confirmée par des essais approfondis, qu'il est possible, par des moyens relativement simples, d'écar- ter les propriétés défavorables propres de ces cellules à résistance, ou de supprimer leurs effets défavorables, sans devoir renoncer aux propriétés fa- vorables-, en premier lieu au rendement utile plusieurs fois plus élevé que celui d'autres cellules à résistance et que celui de cellules alcalines.
On a découvert que la sensibilité de cristaux de ce genre, spéci- alement celle de cristaux de sulfure de cadmium, est tellement grande que la surface illuminée du cristal, c'est-à-dire la partie de cette surface si- tuée entre des électrodes appliquées par exemple par sublimation, peut avoir de très petites dimensions de manière que le nombre des sources de perturba- tion, qui existent dans le cristal lui-même soit notablement réduit.
En ou- tre, on a constaté que la tension de perturbation produite par le cristal, donnant lieu au bruit, n'augmente pas proportionnellement à l'intensité de l ''illumination, mais qu'après une- augmentation au début elle reste environ constante à partir d'une valeur déterminée, tandis que la tension utile aug- mente environ de façon linéaire. Par augmentation de l'intensité moyenne d' illumination au delà de la valeur usuelle appliquée aux autres cellules à ré- sistance, on peut augmenter le rapport de la tension utile à la tension de perturbation de manière que l'influence de cette dernière n'entre plus en lig- ne de compte et qu'on puisse obtenir une reproduction correcte des sons.
La fonction de fréquence de la cellule acquiert également une amélioration no- table par l'augmentation de l'intensité d'illumination.
Par l'application des découvertes réalisées par ces essais on utilise comme cellule à résistance conformément à l'invention sur un appa- reil de reproduction de films sonores lumineux muni d'une cellule à résis- tance, une cellule-qui consiste en un cristal unique d'un composé d, un mé- tal bivalent, de préférence du- zinc, cadmium, mercure-, avec un élément du gronpe de-l'oxygène, de préférence l'oxygéne, le soufre,, le sélénium, le tel- lure, en particulier du sulfure de cadmium, dans lequel la largeur de la fen- te de la cellule limitée par des électrodes appliquées par sublimation, est dans tous les cas inférieure à 0,5 mm, de préférence encore inférieure à 1,1mm,
où le flux lumineux traversant la partie balayée de la trace sonore est con- centré sur 1-*espace de cette fente-, et où, dans ce but, le cristal est pla- cé à l'endroit de l'image optique de la- trace sonore. Contrairement aux appa- reils de reproduction de sons munis de cellules alcalines pour lesquels l'en- droit du film illuminé par la- lampe sonore est reproduit sur une fente mé- canique et où le rayon lumineux après avoir traversé la fente, diverge jus- qu'à ce qu'il atteigne une couche sensible à la lumière placée à une dis- tance plus grande de la fente, la partie illuminée du film est maintenant re- produite sur la cellule elle-même, à l'endroit du cristal laissé libre par les électrodes.
En utilisant des cellules de sélénium, on a essayé d'obtenir une largeur de fente étroite par une position angulaire correspondante du cristal, ce qui nécessite cependant des cristaux d'un ordre de grandeur plus élevé que celui qu'on peut obtenir avec des cristaux uniques du caractère du sulfure de cadmium. La rugosité de ces cristaux ne permet pas non plus un chanfreinage d'une surface frontale, ni la mise sous tension du cristal qui ne peut être préparé qu'en couches très minces entre deux électrodes de métaux. On doit par conséquente à la suite de ces expériences, sublimer les électrodes sur une des faces du cristal et fixer la face opposée du cristal
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à une base isolante.
La largeur de la surface du cristal en forme de fente devant être illuminée.!) perpendiculairement à la direction de mouvement du filme peut.!) dans certaines circonstances pour les très petites dimensions proposées,\) être inférieure à celle de l'image de la trace sonore.Pour concentrer éga- lement dans ce cas la totalité de la lumière traversant le film sur la partie de la cellule sensible à la lumières l'invention prévoit une déformation de
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19îmage sonore pour la concentrer sur 19 étda.
longitudinale en forme de fente de- la partie de la cellule ayant une activité photoéleotrique, et dans ce but, on intercale sur le trajet lumineux de l'image sonore un appareil op- tique anamorphotique. Comme appareil optique anamorphotique le plus simple, on peut utiliser une lentille cylindrique.,
Dans les installations usuelles de reproduction de films sonores, la tension alternative émise par la cellule photoélectrique, passe d'abord dans l'appareil dénommé amplificateur de cellule photoélectrique, auquel, se
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raccorde l'amplificateur principal qui alimente le haut-parleur.
9avan'.g essentiel de l'invention consiste en ce que, par suite de-la tension alter- native de départ de la cellule à cristal plusieurs fois plus grande, l'am-
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plifi#teur de la cellule-photoélectrique peut être beaucoup plus petit que ce n'est le-cas autrement, et ne doit par conséquent comprendre que moins d' étages, et peut même dans certaines circonstances, être complètement suppri- méIl est par exemple possible, de réaliser la reproduction des sons sans
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intercaler datnpliiatt spéciale uniquement au moyen de la partie à basse fréquence d'un récepteur radiophonique normale ce qui est de-grande importan- ce en particulier pour la reproduction de films sonores à la maison.
En outre.!) cette cellule à cristal unique se distingue des cellules à alcali munies d' -une ampoule de verre par des dimensions excessivement petites, des frais de construction notablement plus faibles et une sensibilité beaucoup plus fai- ble aux actions mécaniques.
La cellule à cristal unique présente bien également une certaine dépendance de la fréquence, dans le sens d'une diminution de'la tension émise pour des fréquences de sons croissantes qui est cependant beaucoup plus fai-
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ble que pour les autres cellules à résistances et qui est environ du même ordre de grandeur que- celle des cellules alcalines.
La cellule à cristal unique est accouplée à 1-lamplificat-p-ur au moyen d'un transformateur, présentant une caractéristique de fréquence crois-
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sante. De cette manière, on arrive à compenser la- diminution de 19.ntnté du son due à-1-linfluenca de, la fréquence sur la cellule aux hautes fréquen- ces de sons, ou tout au moins à la réduire à une valeur acceptable.En ou-
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tre, ôn peut, éventuelisment en plus de ces mesures, obtenir une compensa- tion de la caractéristique de fréquence tombante de la cellule à cristal,, par une résistance, de préférence variable montée en parallèle sur le secondaire du transformateur-.
Sur le dessin, on représente schématiquement un exemple de réalisation de l'invention, sur laquelle : la figure 1 représente une coupe longitudinale de la cellule utilisée conformément à l'invention; et les figures 2 et 3 représentent sa disposition dans 1-'appareil de reproduction, en élévation et en plan.
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La figure 4 représente son raccordement à l9aanpli i.teur
La cellule consiste par exemple en un cristal unique de sulfure de cadmium dont la surface mesure environ 2 x 10 mm, et l'épaisseur 0,01 mm, sur laquelle on applique-par sublimation les deux électrodes 2 laissant une fente libre de 0,1 mm. Le cristal 1 est appuyé sur la base, 5 par les deux res-
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sorts métalliques 3, dont la tension peut être modifiée au moyen de vis 4.
Les ressorts 3 sont raccordés par des conducteurs aux contacts de raccorde= ment 6 disposée à la surface extérieure.
La modulation de la lampe sonore 7 est reproduite sur le film 9 au moyen du condensateur 8. L'objectif 10 placé derrière le film 9 repro- duit l'endroit du film illuminé sur le cristal 1 et cela sur la fente du cristal limitée par les électrodes 2. Entre l'objectif 10 et la cellule à cristal, on place une lentille cylindrique Il!) qui comme le montre la figu- re 3, déforme l'image de 1-'endroit du film illuminé pour la concentrer sur la largeur de la fente de- la cellule mesurée perpendiculairement au sens de mouvement du film.
Les électrodes 2 de la cellule sont raccordées à l'enroulement primaire du transformateur 13 par 1-*intermédiaire de la source de courant 12, et l'enroulement secondaire alimente l'amplificateur 14, auquel est rac- cordé le haut parleur 15.L'enroulement primaire du transformateur est cal- culé de manière à présenter une caractéristique de fréquence croissante,, et compense ainsi la caractéristique tombante de la- cellule.
La grandeur de l'inductance- primaire dépend en particulier de la résistance intérieure de la cellule photoélectrique qui est donnée elle-même par 1-'intensité moy- enne d'illumination de la cellule. En générale on donne à cette inductance primaire une valeur telle que la fréquence la plus basse à transmettre soit encore supérieure à la fréquence limite inférieure., Si on choisit l'inductan- ce primaire trop faible;
, la fréquence limite inférieure augmente.Il est dé- sirable de situer cette fréquence limite inférieure de manière à ce que 1' augmentation de la tension de la cellule soit compensée par la chute- du rap- port de transformation du transformateur du coté des fréquences plus basses On monte en parallèle sur 1-'enroulement secondaire du transformateur 13, une résistance variable 16, qui sert en même temps à 1 abaissement de la tension utile émise par la cellule aux basses fréquences de sons, et qui sert ainsi à compenser la fonction de-fréquence- de la cellule.
On peut ex- pliquer le rôle de cette résistance variable de la manière suivante :lors d'une transmission de puissance, on obtient une transmission optimum lorsque la résistance de charge est égale à la résistance interne de la cellule pho- toélectriqueo Alors, la tension alternative émise par la cellule photoélec- trique dépend,, à intensité d'illumination égaler de la fréquence de modulati- on de la lumière, et elle diminue lorsque la fréquence augmente. Si donc on charge le transformateur d'une résistance ohmique du côté du secondaire, on Inadapté de façon optimum à une fréquence déterminée.
Pour cette fréquence, on obtient par conséquent une certaine amplification.
REVENDICATIONS.
1.- Appareil de reproduction de films sonores lumineux au moyen d'une cellule photoélectrique à résistance., caractérisé en ce qu'on utilise comme cellule à résistance, une- cellule- consistant en un- cristal unique d'un composé d'un métal bivalent, de préférence du zinc, du cadmium., du mercure, avec un élément du groupe de l'oxygène, de préférence du soufre, du sélénium,, de 1 )J'oxygène, du tellure, en ce que la largeur de la fente activa de la cellule est dans tous les cas inférieure à 0,5 mm, en ce que le flux lumineux traversant la partie balayée de la trace sonore est concentrée sur cette fente de- la cellule, et en ce que,, dans ce- but,
on place le cristal à l'endroit de lainage optique de la trace sonore.