ITMI961112A1 - Testina sonora ottica e proiettore di film sonori incluso - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Le testine sonore ottiche ed i proiettori per film sonori muniti delle stesse sono già noti. Per molto tempo, i sistemi di riproduzione analogici e digitali di film sonori hanno utilizzato delle lampadine quale fonte di luce. Per i vantaggi derivanti da una minore sollecitazione termica e da un migliore rapporto segnale/rumore sono già stati impiegati anche dei diodi laser ad infrarossi.

Un esempio a questo riguardo è rappresentato dal sistema sonoro digitale secondo il documento EP 0574 239. Anche il documento EP 0 295 687 descrive un sistema per film sonori con un diodo laser con lunghezza d'onda di 0,78 μπι, quindi al. limite dell’infrarosso. In questo caso sono previsti dei sistemi ottici di riflessione, andando incontro ad un notevole dispendio di regolazione (rivendicazioni 4, 11). Il convenzionale sistema per film sonoro per il suono analogico e digitale e la funzione di una testina sonora sono esaurientemente descritti, per cui non è necessaria una ripetizione. Durante la fabbricazione delle testine sonore ottiche, i diodi laser ad infrarossi presentano lo svantaggio che non possono essere regolati a vista. Inoltre, spesso la fonte di luce è alloggiata all'interno della bobina sonora e quindi difficilmente accessibile.

La durata utile del diodi laser è elevata, ma pur sempre limitata ed un guasto del diodo laser ad infrarossi non è direttamente rilevabile da parte dell'operatore cinematografico. Una veloce riparazione fallisce a causa della necessità di regolare il raggio ad infrarossi.

La presente invenzione si pone il compito di trovare una testina sonora ottica cori diodo laser che, in caso di guasto del diodo laser, permetta un veloce accertamento del danno e la riparazione dello stesso tramite una semplice sostituzione, e che inoltre sia facilmente realizzabile.

Questo compito viene risolto per mezzo di una testina sonora ottica secondo la rivendicazione 1. Per mezzo della luce visibile e della finestra di osservazione viene data una semplice possibilità di controllo del funzionamento e la parte costruttiva sostituibile permette un ricambio del diodo laser senza una regolazione del proiettore per film sonori.

Alcune realizzazioni formano oggetto delle sottorivendicazioni 2 a 7.

Secondo la rivendicazione 2 si prevede il fatto di alloggiare anche dei gruppi costruttivi elettrici nella parte sostituibile. È noto che i diodi laser reperibili sul mercato presentino delle dispersioni esemplari che necessitano di una regolazione ottica, termica ed elettronica. La regolazione termica viene in genere realizzata per mezzo di .un cosiddetto raffreddamento di Peltier. La parte sostituibile comprende poi tutte le parti che richiedono una regolazione, per cui tutte le regolazioni possono essere eseguite durante la loro realizzazione in fabbrica.

Il fattore di distorsione della trasmissione analogica del sonoro viene particolarmente minimizzato, quando, corrispondentemente alla rivendicazione 7, viene disposto un diaframma supplementare fra il diodo laser ed il diaframma,a fessura, il quale omogeneizza la distribuzione dell'intensità per la lunghezza della fessura.

Un proiettore per film sonori viene realizzato in modo vantaggioso secondo le rivendicazioni 8 o 9.

L'invenzione verrà descritta più dettagliatamente con riferimento ai disegni, nei quali;

- la fig. 1 illustra una vista schematica in sezione longitudinale di un dettaglio di un proiettore per film sonori con testina sonora ottica, del film sonoro e del detettore,

- la fig..2 illustra la stessa vista in una sezione ortogonale rispetto alla prima,

- la fig. 3 illustra schematicamente il diaframma supplementare in un fascio di luce ellittico.

Nell'esempio della fig. 1, la parte sostituibile 1 è realizzata tubolare e comprende il diodo laser 11, il quale emette della luce rossa, in questo caso a 670 nm, ed è di un tipo reperibile sul mercato, come per esempio, Toshiba o Philips, nonché la lente collimatrice 10. Inoltre vi è compreso un gruppo costruttivo elettronico 20 che presenta tutte le parti elettroniche dell'elettronica di funzionamento per il diodo laser 11, le quali parti sono da regolare in modo adeguato rispetto all'esemplare di diodo laser 11.

Un'ulteriore parte tubolare 12 che è montata fissa nel proiettore per film sonori, supporta una lente cilindrica 9, il diaframma 18 a fessura e l’obiettivo 13, il quale può essere anche una unica lente, poiché la fonte di luce - il diodo laser 11 - è a banda stretta. La parte sostituibile 1 e la parte tubolare 12 presentano degli accoppiamenti 111 e 121 che, insieme ad un elemento di arresto A, permettono il collegamento e la separazione, entrambi riproducibili, delle due parti 1, 12, anche nel caso di una sostituzione dell'esemplare della parte sostituibile 1 con un pezzo di ricambio. Unitamente alle parti costruttive ivi contenute, le parti 1 e 12 formano la testina sonora ottica L.

Il diodo laser 11 presenta, come usuale per queste parti costruttive, una distribuzione ellittica della divergenza. Essa è disposta in modo tale, per cui, nel piano di riproduzione della fig. 1, è presente la divergenza minimale. La lente collimatrice 10 ne crea un fascio ellittico parallelo. L'asse della lente cilindrica 9 è anch 'esso disposto perpendicolare al piano del disegno, per cui esso proietta sul diaframma 8 a fessura un’immagine molto bassa e larga della fonte di luce 11. Il diaframma 8 a fessura viene quindi illuminato con un elevato grado d'efficacia. L'obiettivo 13 riproduce il diaframma 8 a fessura in modo ridotto sulla pellicola F, dove viene quindi illuminata la traccia sonora digitale e/o analogica da un'esatta striscia sottile a fuoco. Nel caso di un suono digitale, la larghezza non viene determinata dalla frequenza desiderata, ma dalla grandezza dei pixel da illuminare, i quali si aggirano in genere nell'ordine di grandezza di 12 x 12 μm<2>. Il fotodetettore D, il quale può contenere un filtro, una lente o simili nonché gruppi CCD e file di diodi, può quindi accogliere un segnale sonoro di elevata qualità.

Nel caso di questa disposizione rimane ancora una certa variazione dell 'intensità della luce sulla lunghezza della fessura 8, determinata dall'accento centrale della distribuzione ellittico della divergenza. L'intensità può essere ulteriormente omogeneizzata nella fessura 8 per mezzo di un diaframma 15 inserito a monte, il quale chiude in dissolvenza in modo tridimensionalmente differente delle parti di luce assialmente lontane e disposte vicine al piano del disegno della fig. 1, come illustrato in basso. Il fattore di distorsione della riproduzione del suono viene in questo modo ulteriormente migliorato.

La posizione preferita del diaframma supplementare 15 è nel fascio di luce ellittico parallelo, davanti alla lente cilindrica 9 ovvero montato nella parte tubolare 12 per tenere in modo semplice ed economico la parte sostituibile 1.

La fig. 2 illustra la stessa disposizione in un piano di sezione perpendicolare rispetto alla fig. 1 e rende evidente in questo modo la simmetria ellittica. La divergenza del fascio di luce emesso dal diodo laser 11 è in questo piano massimale e corrispondentemente alla larghezza del fascio parallelo formato dalla lente collimatrice 10, la quale larghezza non viene variata dalla lente cilindrica 9, il cui asse si trova nel piano del disegno. Il diaframma 8 a fessura viene quindi illuminato nella sua completa lunghezza.

La fig. 2 illustra contemporaneamente un esempio per una disposizione per il controllo a vista del funzionamento del diodo laser.

La lente cilindrica 9 viene guidata lateralmente attraverso la montatura - parte 12 - mentre la sua superficie laterale forma la finestra di osservazione 90 che viene illuminata dalla luce diffusa proveniente dalla lente 9 e può essere osservata dall'occhio B dell 'operatore .

In alternativa a ciò, è possibile, per esempio, inserire un guidaluce nello spazio fra il collimatore 10, la lente cilindrica 9 ed il diaframma 8 a fessura, il quale termina poi nella zona marginale del fascio di luce. L'altra estremità del guidaluce può poi essere disposta liberamente in un punto del proiettore per film sonori ritenuto opportuno dall'operatore.

Quando l'operatore stabilisce la mancanza della luce rossa nella finestra di osservazione 90, egli sostituisce velocemente e semplicemente la parte sostituibile 1 con un pezzo di ricambio, per cui il proiettore per film sonori è di nuovo completamente funzionale.

I diaframmi a fessura impostati in modo fisso vengono fabbricati, per esempio, mediante fotolitografia e trattamento con acido di pellicole metalliche su supporti trasparenti. Ciò determina però la rifrazione e la dispersione della luce all'atto del passaggio attraverso il supporto.

Per i rapporti della testina sonora ottica, si è dimostrato vantaggioso un diaframma a fessura costituito da una foglia o da una lamiera autoportante, nella quale, mediante taglio a raggio laser e successivo decapaggio (per l’asportazione delle sbavature), la fessura viene ricavata in modo ottimamente definito per quanto riguarda la larghezza e la lunghezza.

In una lamiera di 0,03 mm di spessore di acciaio al cromonichel viene per esempio ricavata una fessura di 30 μια.di larghezza e 6,00 ± 0,0g mm di lunghezza.

Questa fessura viene poi riprodotta rimpicciolita del fattore 2,5 sul piano (F) della pellicola.

Grazie anche alla fabbricazione esatta della lunghezza della fessura, non si necessità di alcun ulteriore elemento per la definizione della lunghezza utile della fessura nel percorso del raggio ed il diaframma a fessura forma quindi l'unico diaframma delimitante l'immagine della testina sonora ottica. Non sono necessarie neanche delle possibilità di regolazione per le dimensioni della fessura.

La fig. 3 illustra l'azione del diaframma supplementare 15 che è disposto nel percorso dei raggi davanti al diaframma 8 a fessura, preferibilmente nel fascio di luce parallelo ellittico, fra la lente collimatrice 10 e la lente cilindrica 9.

Per una riproduzione priva di distorsioni del suono analogico è necessaria un'illuminazione uniforme dell'immagine della fessura sulla traccia sonora della pellicola F. Delle variazioni dell'intensità della luce provocano un comportamento non lineare di trasmissione. Ciò si fa particolarmente notare nel caso di una grande escursione d'ampiezza con un fattore di distorsione corrispondente elevato alla curvatura della linea caratteristica di trasmissione. Rispetto alla tipica distribuzione dell’intensità sulla lunghezza della fessura della luce laser collimata, la mancanza di omogeneità può essere tipicamente ridotta da ± 1,1 dB a ± 0,2 dB, mediante l'aggiunta della lente cilindrica 9.

Se si combina la lente cilindrica 9 con un diaframma compensatore d'intensità 15, come illustrato nella fig. 3, si può poi ottenere un'illuminazione ancora più uniforme del diaframma 8 a fessura e quindi dell’immagine della fessura, a parità di un'ulteriore riduzione del fattore di distorsione.

La sezione trasversale del raggio del diodo laser 1 è ellittica. La distribuzione verticale dell'intensità cala al crescere della lunghezza della fessura e provoca una caduta dell'illuminazione della fessura, a partire dal centro verso le estremità. La componente parallela viene concentrata mediante la lente cilindrica 9 fino a diventare una linea nel fuoco della lente cilindrica 9 e non presenta quindi alcuna influenza degna di nota sulla distribuzione dell'intensità dell'illuminazione della fessura.

Il compito del diaframma compensatore d'intensità 15 con l'apertura 150 è quello di tagliare la distribuzione parallela dell'intensità (I (lx)) mediante restringimento della corrispondente sezione trasversale 100 del raggio, come illustrato nella fig.

3. In questo modo viene equilibrata (compensata) la distribuzione verticale dell'intensità mediante la variazione della componente parallela.

Per mezzo della lente cilindrica 9, la distribuzione dell'intensità generata tramite il diaframma supplementare 15 viene unita nel fuoco per formare una linea destinata ad illuminare il diaframma a fessura.

L'illuminazione della fessura è costante sull'intera lunghezza della fessura. Eventuali deviazioni risultano solo da errori meccanici nell'effettiva larghezza di fessura.

La forma esatta dell’intaglio 150 del diaframma supplementare 15 non si limita all'esempio della fig.

3. Essa può essere rilevata in modo empirico o mediante incorniciatura di simulazione ed è naturalmente dipendente dalla distribuzione della divergenza del diodo laser 11 utilizzato. La realizzazione avviene preferibilmente come per il diaframma 9 a fessura mediante tagli con laser in una lamiera o foglia, oppure mediante trattamento con acido.

Per 1'impiego della testina sonora ottica L per la scansione del suono digitale, l'omogeneità dell'illuminazione della fessura non è poi così importante, ma naturalmente sensata.

La disposizione della testina sonora ottica L nel proiettore per film sonori avviene preferibilmente esternamente alla bobina sonora.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Testina sonora ottica, costituita da una parte costruttiva sostituibile (1) comprendente un diodo laser (11) con emissione a banda stretta nell 'ambito spettrale rosso visibile e divergenza ellittica del raggio, un collimatore (10) ed una lente cilindrica (9), il cui asse del cilindro è orientato nella direzione del grande semiasse dell'ellisse della divergenza ellittica del raggio del diodo laser, un diaframma fisso (8) a fessura, costituito da un supporto opaco ed intagliato, disposto liberamente ed orientato nella direzione dell’asse del cilindro della lente cilindrica, un obiettivo (13) ad azione riduttiva, il quale riproduce in scala ridotta il diaframma (8) a fessura su un piano (F) della pellicola, una finestra di osservazione (90), una disposizione, la quale dirama la luce visibile dal percorso del raggio della testina sonora ottica (L) e la guida alla finestra di osservazione (90).
2. 2. Testina sonora ottica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la parte costruttiva sostituibile (1) comprende anche delle parti (20) dell’elettronica di funzionamento del diodo laser (11).
3. 3. Testina sonora ottica secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che il diaframma a fessura è l'unico diaframma delimitante l'immagine della testina sonora ottica.
4. 4. Testina sonora ottica secondo un delle rivendicazioni 1-3, caratterizzata dal fatto che la parte sostituibile (1) e l'ulteriore gruppo costruttivo (12) della testina sonora ottica presentano degli accoppiamenti (111, 121), con i quali viene assicurato il collegamento e la separazione, entrambi riproducibili .
5. 5. Testina sonora ottica secondo almeno una delle rivendicazioni 1-4, caratterizzata dal fatto che la lente cilindrica (9) viene guidata nella sua direzione assiale attraverso la sua montatura (12), realizzando cosi contemporaneamente il dispositivo di alimentazione della luce e la finestra di osservazione (90).
6. 6. Testina sonora ottica secondo almeno una delle rivendicazioni 1-4, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di alimentazione della luce è un guidaluce che preleva la luce da una zona marginale del fascio di luce fra il collimatore (10), la lente cilindrica (9) e la fessura (8).
7. 7. Testina sonora ottica secondo almeno una delle rivendicazioni 1-6, caratterizzata dal fatto che fra il diodo laser (11) ed il diaframma (8) a fessura è disposto un ulteriore diaframma (15) che indebolisce l'intensità della luce che incide nel centro del diaframma (8) a fessura.
8. 8. Proiettore per film sonori con una testina sonora ottica (L) secondo almeno una delle rivendicazioni 1-7, caratterizzato dal fatto che è previsto un fotodetettore (D) spettralmente selettivo ed adattato all'emissione del diodo laser (11).
9. 9. Proiettore per film sonori con una testina sonora ottica (L) secondo almeno una delle rivendicazioni 1-8, caratterizzato dal fatto che la parte costruttiva sostituibile (1) è disposta facilmente accessibile dall'esterno e che la finestra di osservazione (90) è riconoscibile dall'esterno.