Verfahren zur photographischen Tonaufzeiebnung auf Filme und nach diesem Verfahren hergestellte Tonaufzeiebnung. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur photographiselien Tonaufzeiehnung auf Filme mittels einer Lichtschleuse.
Da.s Verfahren nach der Erfindung ermög licht bei entsprechendem Vorgehen die Her stellung eines direkt abspielbaren Original films hoher Wiedergabegüte, das heisst eines Films, der nach Entwicklung und Fixierung direkt reproduziert werden kann, ohne dass ein Abzug hergestellt werden muss.
Das erfindungsgemüsse Verfahren zur photographischen Tonaufzeichnung auf Filme, wobei das Licht einer Lichtquelle durch eine biplanare Liehtsehleuse mit mindestens einem beweglichen Bändchen hindurch auf den Film geworfen wird, derart, dass im Gebiete der Unterbeliehtung der Filmemulsion gearbeitet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass den Bändchen ein überlagerter Wechselstrom zu geführt wird, dessen Frequenz oberhalb der höchsten durch die Liehtsehleuse aufzuzeieh- nenden Tonfrequenz liegt und dessen kon stante Amplitude derart gewählt wird,
dass zwischen dem der Liehtsehleuse zugeführten tonfrequenten Signalstrom und der Trans parenz des entwickelten Films eine praktisch lineare Beziehung besteht.
Bei dem als Geradenverfahren bekannten Aufzeiehnungsverfahren ist die Belichtung eines Originalnegativfiliiis auf den Teil der Filmkennlinie beschränkt, der einem linearen Teil der Sehwärzungskurve entspricht. Bei der Herstellung einer positiven Kopie des Negativfilms wird ähnlich vorgegangen, in dem wiederum auf einem geradlinigen Teil der Schwärzungskurve des Positivfilms ge arbeitet wird.
Bei der Entwicklung der Filme muss darauf geachtet werden, dass die Gamma- bedingung erfüllt wird, das heisst dass das Produkt der Gammawerte beider Filme prak- tiseh eins beträgt. Die Wiedergabetreue eines so erzeugten Positivfilms ist befriedi gend, doch ist der Dynamikbereieh begrenzt, da die geringste Verzerrung sieh dann ergibt, wenn die als Ruhetransparenz bezeichnete mittlere Durehlässigkeit des betreffenden Films auf ungefähr 181/o gehalten wird.
Nach einem andern Verfahren wird der Modula- tionsgrad dadurch erhöht, dass man mit einer Ruhetransparenz von 50% arbeitet, doch wird dabei vom linearen Teil der Schwär- zungskurve so weit abgewichen, dass eine 100(1/oigeModulation infolgeVerzerrung nicht zu erreichen ist.
Das vorgeschlagene Verfahren kann derart ausgeführt werden, dass die Ruhetransparenz annähernd 50% betragen kann, was eine um <B>8</B> Dezibel grössere Ausgangsleistung ergibt als bei bisherigen Systemen; ausserdem wird die Verzerrung verringert, so dass der Film 1.001/oig moduliert werden kann.
In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens darge stellt.
Fig. <B>1,</B> 2 und<B>6</B> -zeigen verschiedene Ans- führungsforinen der Vorrichtung.
Fig. <B>3,</B> 4 und<B>5</B> zeigen Diagramme zur Er läuterung dieses Ausführungsbeispiels.
Die Erfindung kann bei vielen Aufzeieh- nungsanordnungen verwendet werden, wie z. B eine in dem Aufsatz<B> A</B> Simplified All- Purpose Film Recording Machine von<B>G.</B> R.
Crane und H.<B>A.</B> Manley, Joarnal Soeiety Mo- tion Pieture Engineers Vol. 46, Nr. <B>6,</B> Juni 1946, Seite 465 und folgende, beschrieben ist.
In Fig. <B>1</B> stellt<B>1</B> den Verstärker einer bekannten Aufzeiehnungsvorrichtung dar. Die Primärwieklung des Transformators 2 ist -mit dem Ausgangskreis des Verstärkers<B>1</B> ver bunden. Die Sekundärwicklung des Transfor mators 2 ist mit, einer Seriekombination, be stehend aus den Bändchen<B>3</B> einer biplanaren Liehtsehleuse und dem Widerstand 4, ver bunden.
Die Primärwicklung des Transfor mators<B>5</B> liegt im Ausgangskreis eines Oszilla- tors <B>6,</B> und die Sekundärwieklung ist über den Mittelabgriff der Sekundärwieklung des Transformators 2 und den Verbindungspunkt der Bändchen<B>3</B> mit dem Widerstand 4 ge schaltet. Der Widerstandswert des Wider standes 4 ist praktisch gleich dem Widerstand der Bändchen<B>3.</B>
In Fig. 2 ist der Ausgangskreis des Ver stärkers<B>1,</B> der dem Verstärker<B>1</B> in Fig. <B>1</B> entspricht, über den Transformator<B>7</B> mit der aus der Längsspule<B>8</B> und dem Querkonden sator<B>9</B> bestehenden Kombination verbunden. Der Atisgangskreis des Oszillators <B>6,</B> der dem Oszillator <B>6</B> von Fig. <B>1</B> entspricht, ist mit der aus der Querspule<B>10</B> und dem Längskonden sator<B>11</B> bestehenden Kombination verbunden.
Das Bändchen<B>3</B> der Liehtschleuse, welches den Bändchen<B>3</B> in Fig. <B>1</B> entspricht, ist über die Seriekombination, bestehend aus dem Kon densator<B>9</B> und der Spule<B>10,</B> geschaltet.
Die Oszillatoren <B>6</B> in Fig. <B>1</B> und 2 erzen gen einen Strom mit einer Frequenz, die ober halb der höchsten aafzuzeichnenden Tonfre quenz liegt. Die Frequenz des Stromes vom Oszillator <B>6</B> hat zweekulässigerweise einen so hohen Wert, dass praktisch keine Aufzeieh- nung dieser Frequenz erfolgt.
Die zwei Teile der Sekundärwicklung des Transformators 2 (Fig. <B>1)</B> bilden mit den Bändchen<B>3</B> der Liehtschleuse und dem Wi derstand 4 eine abgegliehene Brücke, an deren einander gegenüberliegenden Punkten die Se- kundärwieklung des Transformators<B>5</B> ange schaltet ist, so dass der in der Sekundärwicklung des Transformators 2 induzierte Strom nicht in die Sekundärwieklung des Transformators<B>5</B> fliesst.
Der in der Sekundärwieklung des Trans formators<B>5</B> induzierte Strom teilt sieh in zwei gleiche Teile und durehiliesst in entgegenge setzten Richtungen die zwei Teile der Sekun därwicklung des Transformators 2, beeinflusst also die Wirkungsweise dieses Transformators nicht wesentlich.
Die Spule<B>8</B> und der Kondensator<B>9</B> (Fig. 2) sind so gewählt, dass sie ein Tiefpassfilter bil den, welches alle Ströme durchlässt, deren Frequenzen in dem aufzuzeiehnenden Bereich liegen, aber die Ströme vom Oszillator <B>6</B> sperrt. Die Spule<B>10</B> und der Kondensator<B>11</B> sind so gewählt, dass sie ein Hoehpassfilter bil den, welches die Ströme vom Oszillator <B>6</B> durchlässt, aber die Ströme vom Verstärker<B>1</B> sperrt.
Zur Verhinderung von Wechselwirkungen zwischen den Strömen vom Verstärker<B>1</B> und vom Oszillator <B>6</B> können an Stelle der Spule <B>10</B> und des Kondensators<B>11</B> (Fig. 2) andere Mittel, z. B. ein abgestimmter Kreis oder ein Bandpassfilter, verwendet werden.
Zur Vereinfachung der Beschreibung der Wirkungsweise der Vorrichtung wird die De- tailbesehreibung auf eine Lichtschleuse mit einem einzigen Bändchen, z. B. einer Schleuse, wie sie in dem USA-Patent Nr. <B>1867729</B> ge zeigt ist, beschränkt, obgleich natürlich auch Liehtsehleusen verwendet werden können, die zwei Bändchen in verschiedenen Ebenen auf weisen.
-Wie in Fig. <B>3</B> gezeigt ist, wird die Stärke des zur Belichtung des Films dienenden Licht strahls definiert durch die rechte Kante des festen Blendenteils <B>15</B> und die linke Kante des sieh bewegenden Bändchens<B>16.</B> Das Bändehen <B>16</B> liegt in einer parallelen Ebene zur Ebene des Blendenteils <B>16,</B> so dass das Bändehen <B>16</B> über den Blententeil <B>15</B> hinaus- schwingen kann.
In der Ruhelage des Bänd- ehens, bei der gezeigten Blendenöffnung ent spricht die durch die Schleuse durchgelassene Lielitinenge dem Punkte B. Wenn ein Strom das Bändehen <B>16</B> in bestimmter Richtung durehfliesst, wird sieh das Bändchen nach rechts bewegen, und die durch die Schleuse durchgelassene Liehtmenge wird sich linear entlang der Linie B-P bis zur Bewegungs grenze des Bändchens verstärken.
Wenn ein Strom, das Bändchen<B>16</B> in entgegengesetzter Richtung durehfliesst, wird sieh dasselbe nach links bewegen, wodurch die durchgelassene LiehtmenIge längs der Linie B-0 linear ab nimmt, bis die linke Kante vom Bändehen <B>16</B> mit der rechten Kante des festen Blenden- teils <B>15</B> übereinstimmt und die Blendenöff- nung schliesst, wodurch sich die durehgelas- sene Liehtmenge auf Null verringert.
Wenn sieh der angelegte Strom weiter vergrössert, bewegt sich das Bändehen <B>16</B> weiter hinter den Blendenteil <B>15,</B> ohne dass Licht durch gelassen wird. Bei bekannten Vorrichtungen wird die Intensität des durch die Schleuse hindurchtretenden Lichtes variieren, wie durch die Linie G-0-F gezeigt ist, und es wird eine verzerrte Aufzeichnung erzeugt.
Bei bekannten Vorrichtungen musste deshalb die Schwingung des Bändchens<B>16</B> auf eine Am plitude begrenzt werden, die gerade so gross war, dass das Licht gesperrt wurde, das heisst eine Intensitätsveränderung von B-0 und eine entsprechende von B-F hervorgerufen wurde; diese Bewegungsamplitude wird als 1001/oige Modulation bezeichnet.
Obgleich die durch die Liehtsehleuse durchgelassene Liehtmenge sieh linear von <B>0</B> nach<B>F</B> verändert (Fig. <B>3),</B> wird das durch den belichteten und entwickelten Film hin durch projizierte Licht infolge der photogra- phisehen Verzerrung bei der Entwicklung nicht mit der Belichtungsstärke linear variie ren, sondern, sieh so verändern, wie es durch die Kurve<B>A</B> in Fig. 4 gezeigt ist.
In Fig. 4 ist auf der Abszisse die Blendenöffnungs- weite in Einheiten von<B>1</B> Mil 0,0254 mm (Milliinehs) aufgetragen, wobei die Ruheblen- denöffnungsweite <B>1</B> Mil ist, und auf der Or dinate ist die Transparenz des Films aufge tragen.
Infolge der Krümmung dieser Kenn linie werden die wiedergegebenen Signale ver zerrt, und der Wiedergabebereieh, in welchem die Verzerrung annehmbar klein genug ist, ist beträchtlich geringer als dem 100%-Modula- tionsbereieh der Lichtsehleuse entsprechen würde.
Wenn jedoch ein Überlagerungsstrom mit einer Frequenz oberhalb des aufzuzeichnen den Frequenzbereiches der Liehtschleuse zu- sätzlieh zum aufzuzeiehnenden Signalstrom zu geführt wird, wird sieh die Blendenöffnung der Lichtsehleuse bei jedem augenblicklichen Wert des Signalstromes sinusförmig entspre- ehend dem Überlagerungsstrom verändern,
und die resultierende Bewegung des Bänd- ehens <B>16</B> (Fig. <B>3)</B> wird angenähert nach der dargestellten welligen Linie verlaufen, wobei die Bewegungsänderung durch das Signal allein durch die gestrichelte Linie H--J an gedeutet ist. Wenn der Signalstrom grössere Werte annimmt, als dies dem Punkt<B>E</B> ent spricht, verändert das die Liehtschleuse pas sierende Licht in seiner Intensität sinusförmig mit dem Überlagerungsstrom, aber die mitt lere durchgelassene Lichtmenge wird durch diese Variation nicht verändert.
Wenn sich jedoch der Signalstrom ver ringert, entsprechend einer Änderung von<B>E</B> nach<B>D,</B> wird die Blende der Liehtschleuse zum Teil durch die eine Halbwelle des Über- lagerungsstromes geschlossen, und das Licht wird in Impulsen ausgesandt, wie durch die schraffierten Teile in Fig. <B>3</B> gezeigt ist.
Wenn der Signa.Istrom so klein ist, dass das Bändchen<B>16</B> den festen Blendenteil <B>15</B> über lappt, was normalerweise den Lichtdurehtritt sperren würde, kann der Überlagerungsstrom doch einen kleinen Liehtimpuls veranlassen, wie an der Stelle<B>D</B> gezeigt ist. Nur wenn die Überlappung des Bändchens<B>16</B> über den Blendenteil <B>15</B> grösser ist als der Amplitude des Überlagerungsstromes entspricht, wird der Liehtdurehtritt völlig gesperrt.
Die Kelinlinie des auf den Film fallenden Lichtes verläuft dann nach der gestrichelten Kurve von<B>A</B> nach B und nicht nach der Linie A-O-B.
Der Seheitelwert des Überlagerungsstromes bewirkt in Fig. <B>3</B> eine 1001/oige Modulation der Liehtschleuse. Wie jedoch experimentell gefunden wurde, kann der Überlagerungs- strom so vergrössert werden, dass sein Sehei- telwert ungefähr eine 200%ige Modulation der Liehtschleuse bewirkt.
Über eine 200 1/o ige Modulation hinaus nehmen die gewonnenen Vorteile allmählich wieder ab.
Die Kurve B in Fig. 4 zeigt die mit einer biplanaren Zweiband-Liehtschleuse mit einer Ruheblendenöffnungsweite von 0,0254 min er haltenen Ergebnisse bei einem überlagerungs- strom, der einer 200%igen Modulation ent.- spricht. Diese Kurve ist praktisch linear für eine Blendenöffnungsweite von<B>0</B> bis<B>0,05</B> mm der Lichtsehleuse,
was einer 1001/oigen Mo dulation entspricht; eine Krümmung tritt erst in der Zone unter der Blendenöffnung Null auf. Die Kurve<B>C</B> zeigt das Ergebnis, wenn der Überlagerungsstrom auf einen Scheitel- wert vergrössert wird, der einer 300%igen Modulation entspricht. Diese Kurve verläuft nicht so linear wie die Kurve B.
Eine bekannte Prüfung der Linearität eines Aufzeichnungssystems besteht in der Anlegung eines Signalstromes relativ niedri ger Frequenz und gleichzeitig eines Signal stromes relativ hoher Frequenz an das<B>Auf-</B> zeichnungssystem, in der Entwicklung des Films und in der Messung der Intermodula- tionsprodukte der auf dem Film aufgezeich neten Signale.
Bei einer Prüfung werden Si gnale von<B>60</B> Hz und von 2000 Ilz an die Lichtschleuse mit solcher Amplitude angelegt, dass sie die Lichtsehleuse maximal 80% aus- modulieren. Die Prüfung wurde bei verschie denen Stromwerten der Beleuchtungslampe durchgeführt, um so verschiedene Werte der Ruhetransparenz zu erhalten.
Die obere Kurve in Fig. <B>5</B> zeigt die Ergebnisse bei einem Auf zeichnungssystem bekannter Art ohne Über- lagerungsstrom, während die untere Kurve die Ergebnisse darstellt, die mit demselben<B>Sy-</B> stem unter denselben Bedinguhgen erhalten werden, ausgenommen, dass ein Überlagerungs- strom mit einer Frequenz von 24 kHz und einen Seheitelwert, der einer<B>2200</B> 1/o igen Mo dulation entspricht, den Signalströmen über lagert wurde.
Im ersten Fall betrug die Inter- modulation 25 bis 35%, während im zweiten Fall die Intermodulation auf 4 bis 1.2% ver- ringert wurde.
Stellt man die Beleuehtungs- lampe so ein, dass eine Ruhetransparen7 von ungefähr 60% erhalten wird, wird der Anteil der Intermodulation auf un-efähr 41/o redu ziert. Es wurde ein Film verwendet, der auf ein Gamma von ungefähr<B>2,3</B> entwickelt wurde, wobei der Wert von Cramma nicht, kritisch ist.
Kopien von dem Originalfilm, der gemäss dem beschriebenen Verfahren erzeugt wurde, können durch Wiedergabe des Films und er neute Aufzeichnung mit der beschriebenen, für die Originalaufzeiehnun--- verwendeten Aufzeiehnungseinriehtung hergestellt werden., aber solch ein Verfahren ist ziemlich kost spielig und zeitraubend.
Wenn Dublikatfilme durch das gewöhnliche Verfahren der Kopie- rung des Originalfilms auf einen Mutterfilm und Kopierung desselben auf Duplikatfilme hergestellt werden, wird der (-reräiisehpegel der Duplikatfilme sehr hoch sein.
Durch<B>Ab-</B> änderung der Aufzeiehnungsvorriehtung, wie in Fig. <B>6</B> gezeigt ist, wird der Originalfilm so abgeändert, dass der Mutterfilm und die Duplikatfilme durch das übliche Kopierver fahren mit einem befriedigenden Geräusch pegel erhalten werden können, ohne wesent- lieh die Eigenschaften des Originalfilms zu verändern.
In Fig. <B>6</B> entsprechen der Verstärker<B>1,</B> der Oszillator <B>6</B> und die Filterelemente<B>8, 9, 10</B> und<B>11</B> den entsprechend bezeichneten Ele- nienten in Fig. 2. Die kombinierten Aus gangsspannungen der Filter werden an die Primärwieklung eines Transformators 12 an gelegt, der eine unterteilte Sekundärwieklung aufweist, die mit dem Bändehen <B>3</B> und dem Widerstand 4 in gleicher Weise verbunden ist, wie in Fig.1 gezeigt ist.
Der Ausgangs stromkreis des Verstärkers<B>1</B> (Fig. <B>6)</B> ist mit dem Eingangsstromkreis einer Entstörungs- vorriehtung <B>13</B> verbunden, wie sie beispiels weise in den USA-Patenten Nr. <B>1923757</B> und <B>1936176</B> beschrieben ist.
Der Ausgangsstrom kreis der Entstörungsvorrichtung ist mit dem Mittelabgriff der Sekundärwicklung des Transformators 12 und mit dem Verbindung-,- punkt zwischen dem Bändehen <B>3</B> und dem Wi derstand 4 verbunden, so dass, wenn sieh die Amplitude der Signalströme verringert, der Gleichstrom von der Vorrichtung<B>13</B> die Blen- denöffnung7wisehen den Bändchen der Licht schleuse vergrössern wird und damit die Be- liehtung des Films vergrössern wird,
um eine grössere Sehwärzung und eine kleinere Trans. parenz für Signale kleiner Amplitude zu er zeugen. Wenn der Originalfilm kopiert wird, erzeugt die vergrösserte Sehwärzung eine redu zierte Sellwärzung <B>f</B>ür kleine Signale auf dem Mutterfilm, was bei Kopierung einen Dapli- katfilm mit erhöhter Sehwärzung und kleinem Geräusehpegel für kleine Signale ergibt.
Die Verzerrungskurven von Fig. <B>5</B> sind für eine konstante Modulation dargestellt und zeigen', dass sieh in diesem Fall die Intermodulation vergrössert, wenn die Ruhetransparenz redu ziert wird. Für eine geringere Modulation ,jedoch verringert sieh die Optimaltransparenz für minimale Verzerrung bei Abnahme der Si",nalamplitude. Auf diese Weise erzeugt eine Verringerung der Transparenz bei niedri gen Amplituden infolge der Entstörungsvor- riehtung keinerlei Vergrösserung der Verzer rung bei Tonwiedergabe des Originallilms.