Tonoptik mit Zylinderlinsenobjektiv. Eine positive Zylinderlinse erzeugt be kanntlich von einem geradlinigen, zur Zy linderachse parallelliegenden Leuchtspalt ein scharfrandiges Spaltbild durch Vereinigung von solch. a vom Leuchtspalt ausgehenden Strahlenbüscheln, deren Ebenen senkrecht zur Zylinderachse stehen. Für Strahlen büschel, deren Ebenen parallel zur Zylinder achse verlaufen, findet keine Strahlenver einigung statt. In dieser Richtung wirkt die Zylinderlinse lediglich wie eine planparallele Platte oder wie eine Luke.
Lässt man eine begrenzte, leuchtende Fläche durch eine Luke auf einen Bildschirm wirken, so treten bei nicht zu grossem Ab stand zwischen Luke und Schirm drei Ge biete auf, die sich in ihrem Beleuchtungszu stand von einander unterscheiden. In der Mitte liegt ein gleichmässig ausgeleuchteter heller Kern, der von allen Flächenpunkten Licht erhält. Diesen gern umschliesst eine "Halbschattenzonell, die nach aussen allmäh lich in völlige Dunkelheit übergeht.
Die gleiche Erscheinung zeigen alle Ton optiken mit Zylinderlinsenobjektiven. Die Ränder des Tonspaltes werden zwar scharf abgebildet, doch die Enden in Längsrichtung des Spaltbildes gehen allmählich von hell zu dunkel über (Halbschattengebiet). Ist der Abstand zwischen der Austrittsöffnung (letzte Linsenfläche) und dem Film klein gegen die Spaltlänge, dann ist die Ausdehnung des Hatbschattengebietes erträglich.
Bei grösserem Abstand jedoch geht das Halbschattengebiet durch den Bildstreifen des Films, bezw. durch die Perforation, oder der Lichtabfall ist innerhalb des Tonstreifens so erheblich, dass die Verwendung von Einzackenschrift unmöglich gemacht wird.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, bei möglichst breiter, gleichmässig ausgeleuchte ter Mittelzone das Halbschattengebiet und damit die Länge des Spaltbildes soweit ein zuschränken, dass sie akustisch nicht mehr schaden können. Dies wird dadurch erreicht, dass zwischen Spalt und Zylinderlinsenobjektiv mindestens eine zusätzliche Abschirmblende angeordnet wird. In vorteilhafter Weise wird die Abschirmblende aus einem Stückchen Blech hergestellt, dessen Ebene in die optische Achse und senkrecht zu der Zylinderachse einer Zylinderfläche des Objektivs gelegt wird.
Anhand der Fig. 1 und 2 wird die Licht verteilung bei den heute gebrauchten Ton optiken mit Zylinderlinsenobjektiven, die keine zusätzliche Abschirmblende besitzen, dargestellt. Die Fig. 3 und 4 stellen Aus führungsbeispiele der Tonoptik gemäss der Erfindung dar und zeigen die Wirkung einer zusätzlichen Abschirmblende zwischen Spalt und Zylinderlinsenobjektiv. Besonders vor teilhaft ist die Blendenanordnung nach der Fig. 4.
In der Fig. 1 ist eine bekannte Anord nung der Tonoptik mit einem Zylinderlinsen objektiv dargestellt. Mit 1 und 1' ist der Leuchtspalt der Tonoptik in seiner Längs richtung bezeichnet. Mit 2 und 2' ist die Austrittsöffnung in Richtung der Zylinder achse der letzten Zylinderfläche angegeben. Mit F ist der Film bezeichnet. 3 bedeutet die optische Achse der Anordnung. In der Fig.la ist das entsprechende Helligkeits diagramm des Spaltbildes veranschaulicht, und zwar ist die Helligkeit H in Funktion der Länge L des Spaltbildes dargestellt.
Man sieht in diesem Diagramm, dass zu beiden Seiten der mittleren Zone der Spalt bildlänge sich Halbschattengebiete von ver hältnismässig sehr grosser Länge ausdehnen. Die Halbschattengebiete zusammen sind grö sser als die mittlere Zone gleicher Helligkeit. Stellt man also die Optik so ein, dass der mittlere Teil von gleicher Helligkeit auf den Tonstreifen abgebildet wird, so gehen die Halbschattengebiete auf die Perforationen und den Bildstreifen des Filmes über.
Die Fig.2 zeigt eine Anordnung der Optik, bei der zwar auf den Bildstreifen und die Perforationen des Filmes kein Licht mehr fällt, wobei dann aber der Nachteil auftritt, dass für die Tonaufzeichnung nur ein Halbsohättengebiet zur Verfügung steht. Der Lichtverlust ist bedeutend, wie wohl ohne weiteres aus dem Diagramm zu ersehen ist. Erreicht wird diese Lichtverteilung durch eine Verkürzung der Austrittsöffnung des Zylinderlinsenobjektivs. Die mit der Fig. 1 übereinstimmenden Bauelemente der Optik sind mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
Die Fig. 2a zeigt das entsprechende Licht verteiiungsdiagramm. Um diese Schwierig keiten, die bei den bekannten Anordnungen, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt wurden, zu vermeiden, dienen die Anordnungen nach den Fig. 3 und 4, die Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes darstellen. Die Bezugszeichen sind wieder dieselben wie in den vorhergehenden Figuren. In der Fig. 3 ist zwischen dem Spalt 1, 1' und dem Zy- linderlinsenobjektiv eine Abschirmblende 4 vorgesehen.
Durch diese Blende kann man eine Lichtverteilung entsprechend dein Dia gramm der Fig. 3a erzielen. Die Austritts öffnung 2, 2' der letzten Zylinderfläche ist bei dieser Anordnung genau wie die Aus trittsöffnung des Zylinderlinsenobjektivs nach der Fig. 1.
Vergleicht man die Fig. 1 mit der Fig. 3, so sieht man, dass die Länge des Spaltbildes um ein gewisses Stück gegen über der Länge nach der Fig. la verkürzt ist. Fig. 3a soll lediglich zeigen, dass man durch zusätzliche Blenden der auftretenden Spitze in der Mitte der Helligkeitskurve wirksam begegnen kann.
Fig.4 zeigt eine Anordnung, die für die Praxis gedacht ist. Die Abschirmblende 4, ein Stück Blech, liegt mit ihrer Ebene in der optischen Achse und steht senkrecht zu der Zylinderachse einer Zylinderfläche des Objektivs. Das entsprechende Lichtvertei- lungsdiagramm ist in der Fig. 4a dargestellt. Man sieht, dass in dem mittleren Teil eine Helligkeit konstanten Wertes über die ganze Tonaufzeichnungsbreite erreicht wird, und dass an den Enden des Spaltbildes, also im Halbsohattengebiet, die Kurve verhältnis mässig schnell abfällt.
Die Spaltbildlänge ist im Verhältnis zu der normalen Spaltbildlänge nach der Fig. 1 bedeutend verkürzt. Wollte man dieselbe verkürzte Spaltbildlänge mit der bekannten Tonoptik nach Fig. 1 errei- chen, so müsste man dort einen grösseren Teil der Zylinderlinse 2, 2' abdecken, so dass ein Lichtverteilungsdiagramm nach der Fig. 4b entsteht. Wie man aus der Figur ersieht, ist der Teil konstanter Helligkeit sehr klein. Das ganze übrige Gebiet der Spaltbildlänge ist von Halbschatten ausgefüllt.
Die Helligkeitsverteilungskurven wurden unter der Voraussetzung konstruiert, dass der Leuchtspalt, von den einzelnen Punkten der Austrittsöffnung aus beobachtet, voll und gleichmässig ausgeleuchtet erscheint. Bei einer ungünstigen Anordnung der Linsen kann es infolge der sphärischen Aberration, die jeder einfache Kondensor noch in ziemlich starkem Masse besitzt, vorkommen, dass von einzelnen Punkten der Austrittsöffnung der Spalt nur teilweise ausgeleuchtet erscheint, dass also helle und dunkle Stellen wechseln. Dieser Fehler ist bei der Schmalfilmoptik nicht vor handen.
Hingegen erleiden die durch die Randzonen tretenden Strahlen eine stärkere Schwächung als die in der Nähe der Achse verlaufenden, weil sie unter grösseren Ein falls- und Ausfallswinkeln durch die brechen den Flächen treten, was stärkere Reflexions verluste zur Folge hat. Die Enden des Spaltes sind also dunkler als die Mitte.
Diese Erscheinung beeinflusst das Kern gebiet des Spaltbildes nach Fig. 1 nicht, weil sämtliche Punkte in diesem Gebiet prak tisch das gleiche Gemisch von Rand- und Achsenstrahlen erhalten. Die Halbscbatten- zone bleibt in ihrer ganzen Länge erhalten, doch geht die Helligkeitsabnahme nach den Rändern zunächst etwas langsamer, dann etwas schneller vor sich, als in der Fig. lca dargestellt.
Die Spitze in Fig. 2rx wird gegen über den Randpartien erhöht, weil sie ihr Licht nur aus den mittleren Teilen des Leucht- spaltes erhält, während nach aussen hin nur die dunkleren Spaltenden wirksam sind.
Eine zusätzliche Abschirmblende nach Fig. 4 bewirkt, dass die Mitte des Spaltbildes kein Licht aus der Mitte des Leuchtspaltes erhält. Die Mitte der Lichtverteilungskurve wird also noch etwas stärker abgeflacht, als in der Fig. 3 erreicht wurde. Einer etwaigen Überkompensation der Mitte gegenüber den Punkten des Spaltbildes, die den Rand des Tonstreifens abtasten, kann man wirksam durch Anbringen einer Mittelblende in der Spaltebene begegnen. Bei richtiger Bemessung einer solchen Ab schirmblende wird die Beleuchtung der Spalt bildmitte nicht beeinflusst, während die zu starke Beleuchtung der genannten Punkte herabgedrückt wird.
Kurz, es ist möglich, durch entsprechende Kombinationen einer oder mehrerer Zusatz blenden die Lichtverteilung und die Länge des Spaltbildes weitgehend zu beeinflussen.
Längere Abschirmblenden, die sozusagen eine Scheidewand in der optischen Achse darstellen, können aus Blech hergestellt werden. Abschirmblenden ohne Tiefenaus- dehnung können durch Draht, der senkrecht zur optischen Achse und senkrecht zur Zy linderachse einer Zylinderlinsenfläche gespannt wird, verwirklicht werden. Abschirmblenden in der Spaltebene können auch durch brük- kenartige Unterbrechungen des Spaltes beim Eingravieren in den Grund ersetzt werden.
Sound optics with cylindrical lens. As is known, a positive cylindrical lens generates a sharp-edged slit image by combining such a straight line luminous slit parallel to the cylinder axis. a bundles of rays emanating from the luminous slit whose planes are perpendicular to the cylinder axis. For bundles of rays, the planes of which run parallel to the cylinder axis, there is no merging of rays. In this direction, the cylinder lens only acts like a plane-parallel plate or like a hatch.
If a limited, luminous area is allowed to act on a screen through a hatch, then, if the distance between hatch and screen is not too great, three areas appear which differ from one another in terms of their lighting status. In the middle lies an evenly illuminated, bright core that receives light from all points on the surface. This like to surround a "penumbra" zone, which gradually merges into complete darkness to the outside.
All clay optics with cylinder lens lenses have the same appearance. The edges of the clay gap are shown sharply, but the ends in the longitudinal direction of the gap image gradually change from light to dark (penumbra area). If the distance between the exit opening (last lens surface) and the film is small compared to the length of the gap, the expansion of the hat-shadow area is tolerable.
At a greater distance, however, the penumbra goes through the image strip of the film, respectively. due to the perforation, or the fall-off of light, is so significant within the sound strip that the use of single-pronged writing is made impossible.
The aim of the present invention is to limit the penumbra area and thus the length of the slit image to the extent that the central zone is as wide and uniformly illuminated as possible so that it can no longer be acoustically harmful. This is achieved by arranging at least one additional shielding screen between the gap and the cylindrical lens objective. The shielding screen is advantageously made from a piece of sheet metal, the plane of which is placed in the optical axis and perpendicular to the cylinder axis of a cylinder surface of the objective.
1 and 2, the light distribution is shown in the clay optics used today with cylinder lens lenses that do not have an additional shield. 3 and 4 represent exemplary embodiments of the sound optics according to the invention and show the effect of an additional screen between the gap and the cylindrical lens. The diaphragm arrangement according to FIG. 4 is particularly advantageous.
In Fig. 1 a known Anord voltage of the sound optics with a cylinder lens is shown objectively. With 1 and 1 'the luminous gap of the sound optics is referred to in its longitudinal direction. With 2 and 2 'the outlet opening is indicated in the direction of the cylinder axis of the last cylinder surface. The film is labeled with F. 3 means the optical axis of the arrangement. In the Fig.la the corresponding brightness diagram of the slit image is illustrated, namely the brightness H is shown as a function of the length L of the slit image.
This diagram shows that penumbra areas of relatively great length extend on both sides of the central zone of the slit. The penumbra areas together are larger than the middle zone of equal brightness. If the optics are set so that the middle part is reproduced with the same brightness on the sound strip, the penumbra areas go over to the perforations and the image strips of the film.
FIG. 2 shows an arrangement of the optics in which, although light no longer falls on the image strip and the perforations of the film, the disadvantage then arises that only a half-full area is available for the sound recording. The loss of light is significant, as can be easily seen from the diagram. This light distribution is achieved by shortening the exit opening of the cylindrical lens objective. The optical components that correspond to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
Fig. 2a shows the corresponding light distribution diagram. In order to avoid these difficulties in the known arrangements as shown in FIGS. 1 and 2, the arrangements according to FIGS. 3 and 4, which represent embodiments of the subject matter of the invention, are used. The reference symbols are again the same as in the previous figures. In FIG. 3, a screen 4 is provided between the gap 1, 1 'and the cylindrical lens objective.
Through this aperture you can achieve a light distribution according to your diagram of Fig. 3a. In this arrangement, the exit opening 2, 2 'of the last cylinder surface is exactly like the exit opening of the cylinder lens lens according to FIG. 1.
If one compares FIG. 1 with FIG. 3, one sees that the length of the slit image is shortened by a certain amount compared to the length according to FIG. FIG. 3a is only intended to show that the peak occurring in the middle of the brightness curve can be effectively countered by additional diaphragms.
4 shows an arrangement which is intended for practice. The shielding screen 4, a piece of sheet metal, lies with its plane in the optical axis and is perpendicular to the cylinder axis of a cylinder surface of the lens. The corresponding light distribution diagram is shown in FIG. 4a. It can be seen that in the middle part a brightness of constant value is achieved over the entire sound recording width, and that at the ends of the slit image, i.e. in the half-shadow area, the curve drops off relatively quickly.
The slit image length is significantly shortened in relation to the normal slit image length according to FIG. If one wanted to achieve the same shortened slit image length with the known sound optics according to FIG. 1, a larger part of the cylindrical lens 2, 2 'would have to be covered there so that a light distribution diagram according to FIG. 4b is produced. As can be seen from the figure, the constant brightness part is very small. The entire remaining area of the slit image length is filled with penumbra.
The brightness distribution curves were constructed on the assumption that the luminous gap, observed from the individual points of the outlet opening, appears fully and evenly illuminated. In the case of an unfavorable arrangement of the lenses, due to the spherical aberration that every simple condenser still has to a fairly high degree, it can happen that the slit appears only partially illuminated by individual points of the exit opening, i.e. that light and dark areas alternate. This error does not exist with the narrow film optics.
On the other hand, the rays passing through the edge zones suffer a stronger weakening than those running near the axis because they break through the surfaces at greater angles of incidence and emergence, which results in greater reflection losses. So the ends of the gap are darker than the middle.
This phenomenon does not affect the core area of the slit image according to FIG. 1, because all points in this area get practically the same mixture of edge and axial rays. The half-shadow zone is preserved in its entire length, but the decrease in brightness towards the edges is at first somewhat slower and then somewhat faster than shown in Fig. 1ca.
The tip in FIG. 2rx is raised compared to the edge areas because it receives its light only from the middle parts of the luminous slit, while only the darker slit ends are effective towards the outside.
An additional shielding screen according to FIG. 4 has the effect that the center of the slit image does not receive any light from the center of the luminous slit. The center of the light distribution curve is thus flattened a little more than was achieved in FIG. 3. Any overcompensation of the center with respect to the points of the slit image that scan the edge of the sound strip can be effectively countered by attaching a center screen in the slit plane. With the correct dimensioning of such a screen, the illumination of the gap is not affected in the middle of the picture, while the excessive illumination of the points mentioned is depressed.
In short, it is possible to largely influence the light distribution and the length of the slit image by appropriate combinations of one or more additional screens.
Longer shields, which, so to speak, represent a partition in the optical axis, can be made from sheet metal. Shielding screens without depth expansion can be realized by means of wire that is stretched perpendicular to the optical axis and perpendicular to the cylinder axis of a cylinder lens surface. Shielding panels in the gap plane can also be replaced by bridge-like interruptions in the gap when engraving into the ground.