Dispositif pour la synchronisation d'un appareil enregistreur de son, et d'un appareil de prise de vue ou de projection cinématographique.
La présente invention est relative à un dispositif permettant de synchroniser un appareil de prise de son avec un appareil de prise de vue ou de projection cinématographique. Elle vise plus particulièrement, quoique non exclusivement, le cas du cinéma d'amateur où la prise de vue s'effectue à partir d'un magnétophone et d'une caméra portative, tandis que la projection est assurée par le même magnétophone coopérant avec un projecteur.
Les différents systèmes de synchronisation connus à ce jour comportent des organes mécaniques compliqués dont le prix de revient n'est pas compatible avec le budget des amateurs de cinéma.
Par ailleurs, ces systèmes connus sont loin de donner entière satisfaction et ils laissent apparaître à la projection des décalages importants entre l'image et le son.
L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réalisant de façon particulièrement simple et relativement peu coûteuse, un dispositif qui assure une synchronisation parfaite du son et de l'image.
Le dispositif objet de l'invention consiste d'une part à prévoir sur la caméra un générateur d'impulsions entraîné par l'obturateur rotatif et dont les impulsions sont utilisées pour moduler un courant électrique de fréquence ultra-sonore qu'on mélange ensuite aux modulations normalement enregistrées par le magnétophone du fait des phénomènes acoustiques observés, et d'autre part à incorporer au projecteur un générateur d'impulsions identique au précédent, calé sur l'axe de l'obturateur dudit projecteur, et dont on compare les signaux avec ceux restitués par le magnétophone dans un comparateur de phase qui accélère ou ralentit le moteur du projecteur de façon à synchroniser en permanence l'image projetée avec le son émis par le magnétophone.
On voit que l'originalité de l'invention consiste à utiliser le magnétophone pour moduler la vitesse de rotation du projecteur et maintenir l'image constamment en synchronisme avec le son. Cette disposition présente donc l'avantage essentiel de commander la vitesse de projection à partir d'impulsions enregistrées par la caméra sur la propre bande sonore du magnétophone, si bien que la synchronisation reste garantie, contrairement à ce qui a lieu dans les'systèmes connus à ce jour, même en cas d'allongement de la bande du magnétophone, de variation de la tension du secteur, ou encore de variation de vitesse de la caméra à la prise de vue.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer : Figure 1 représente schématiquement un dispositif selon l'invention équipant une caméra de prise de vue; Figure 2 représente un détail de la partie rotative du générateur d'impulsions; Figure 3 montre schématiquement le dispositif selon l'invention équipant un projecteur cinématographique.
Le dispositif de prise de vue représenté en figures 1 et 2 est principalement formé d'une caméra A et d'un magnétophone B dont on se propose de synchroniser les enregistrements.
La caméra A comporte à la manière connue un obturateur rotatif 1 qu'entraîne en rotation un axe 2. Selon l'invention, on cale rigidement sur cet axe 2 une pièce C dont le détail est montré sur la vue de face illustrée en figure 2. Cette pièce C est découpée dans une plaque de fer ou d'acier doux, ou plus généralement d'un métal magnétique, et elle comporte un moyeu circulaire 3 hors duquel dépassent des bras radiaux 4. Dans l'exemple représenté, on a supposé que les bras 4 étaient au nombre de trois, mais on verra par la suite qu'ils pourraient être prévus en quantité quelconque.
On dispose à côté de l'axe 2, un anneau brisé 5 qui constitue un aimant dans l'entrefer duquel défilent successivement les bras 4 de la pièce C lorsque l'axe 2 est entraîné en rotation. Autour du corps de l'anneau 5, on place un enroulement induit 6 dont les deux extrémités sont reliées à un oscillateur 7. On comprend qu'à chaque passage d'un bras 4 dans l'entrefer de l'anneau 5, l'enroulement 6 devienne le siège d'impulsions électriques dont on se sert dans l'oscillateur 7 pour moduler à la manière connue l'amplitude d'un courant alternatif dont la fréquence, préférablement fixée à une valeur ultra-sonore, est égale par exemple à 14 kilocycles.
Le magnétophone B enregistre à la manière connue le courant modulé par un microphone 8. Suivant l'une des caractéristiques de l'invention, on prévoit un mélangeur 9 de type connu qui superpose la modulation produite par le micro 8 à celle de la fréquence porteuse d'impulsions émise par l'oscillateur 7. En définitive, grâce au mélangeur 9, le magnétophone B enregistre sur une même piste à la fois les signaux du microphone 8 et ceux de l'oscillateur 7.
Pour la commodité de la prise de vue, on déclenche automatiquement le magnétophone B à partir d'un contact 10 actionné par la caméra A dès que celle-ci se met en marche.
Lorsqu'on désire projeter un film accompagné de signaux sonores enregistrés selon l'invention on utilise le dispositif représenté en figure 3. Ce dispositif comprend essentiellement un projecteur d'images D de type connu, et un magnétophone B1 qui peut être indifféremment celui qui avait servi pour l'enregistrement, ou bien un appareil différent. Lorsque l'ensemble fonctionne, l'émission du magnétophone Bl est envoyée dans deux directions, à savoir :
1. Une partie du courant modulé traverse un filtre 11 qui élimine la fréquence porteuse des impulsions, du système 4-5-6, soit 14 kilocycles dans l'exemple choisi. Au sortir du filtre 11, les modulations du courant correspondent donc uniquement aux fréquences sonores enregistrées par le micro 8, et on les envoie dans un haut-parleur 12 qui assure la sonorisation de la projection; 2. L'autre partie du courant modulé émis par le magnétophone B1 traverse un filtre 13 qui agit en sens inverse du filtre 11, c'est-à-dire qu'il arrête les fréquences sonores et ne laisse passer que la fréquence porteuse des impulsions enregistrées par le système 4-5-6, égale par exemple à 10 kilocycles. A la sortie du filtre 13, les signaux sont envoyés dans un détecteur d'impulsions 14 qui achemine ces dernières sur un comparateur de phase 15 dont il sera question plus loin en détail.
Suivant une caractéristique essentielle de l'invention, le projecteur D comporte une pièce C identique à celle de la caméra A, c'est-à-dire présentant comme elle trois bras radiaux 4 qui tournent dans l'entrefer d'un anneau aimanté 5 en produisant des impulsions dans un enroulement 6. La pièce C du projecteur D est calée sur l'axe de l'obturateur non représenté, c'est-à-dire qu'elle est reliée, au besoin par une démultiplication quelconque, à l'arbre d'entraînement du moteur électrique E qui actionne le projecteur B de façon à ce que la pièce C effectue un tour pour le passage de chaque image. Cette liaison mécanique rigide entre la pièce rotative C et l'arbre du moteur E a été désignée schématiquement en figure 3 par la référence 26.
Lorsque le projecteur D fonctionne, l'enroulement 6 donne naissance à des impulsions qu'on envoie également dans le comparateur de phase 15 où elles sont confrontées avec les impulsions provenant du détecteur 14. Suivant le résultat de cette comparaison, le comparateur 15 reste au repos ou actionne dans un sens ou dans l'autre un appareil 16 qui est intercalé sur l'alimentation du moteur E dont il peut à volonté faire croître ou décroître la vitesse de rotation.
Le fonctionnement est le suivant :
Lorsque le magnétophone B1 émet des sons par le haut-parleur 12, il envoie simultanément dans le comparateur 15 les impulsions détectées par le filtre 13 et le détecteur 14. Si ces impulsions sont en phase avec celles qui prennent naissance dans l'enroulement 6, le comparateur 15 reste équilibré et il n'agit pas sur l'appareil 16. Cela signifie que la vitesse de déroulement du film 17 telle qu'elle est commandée dans le projecteur D par le moteur E, est en synchronisme parfait avec l'émission sonore du haut-parleur 12.
Si au contraire un décalage apparaît entre la vitesse de projection du film et la rapidité de déroulement du programme sonore, il en résulte un décalage entre les deux séries d'impulsions que reçoit le comparateur de phase 15, et ce dernier agit sur l'appareil 16 pour faire varier la vitesse de rotation du moteur E dans le sens qui tend à rétablir le synchronisme. Autrement dit, on se base sur le magnétophone B1 pour régler à chaque instant la vitesse de fonctionnement du projecteur D.
L'appareil 16 peut être de tout type connu, mécanique (commande d'un rhéostat) ou électronique (amplificateur agissant directement sur le circuit d'alimentation du moteur).
Selon l'invention, on choisit préférablement pour la fréquence porteuse des impulsions émises par les ensembles 4-5-6 de la caméra du projecteur, une valeur ultra-sonore égale par exemple à 14 kilocycles, de façon à éliminer tout risque de brouillage du son fourni par le haut-parleur 12 en cas où le filtre 11 ne fonctionnerait pas de façon parfaite.
On voit que le dispositif selon l'invention permet d'éliminer notamment tout multi-vibrateur du genre de ceux qu'on utilise habituellement. Par ailleurs, le déclenchement par impulsions électro-magnétiques à partir des pièces C, de la caméra et du projecteur, supprime les contacts électriques frottants qui s'usent et constituent une source traditionnelle de pannes.
Suivant une autre caractéristique importante de l'invention, on assure automatiquement de la façon suivante, le synchronisme entre le magnétophone Bl et le projecteur D au début de la projection : Sur la bande d'amorce du film 17, on découpe latéralement une encoche 18 au niveau de la première image à partir de laquelle doit commencer l'émission sonore dans le haut-parleur 12. Un palpeur 19 tâte l'arête latérale correspondante du film 17 de façon à maintenir normalement fermé un contact électrique qui s'ouvre seulement lorsque l'un des éléments du palpeur tombe dans l'encoche 18. Ce palpeur 19 est utilisé pour déclencher un synchroniseur de départ 20. Ce dernier est intercalé entre le détecteur 14 et le magnétophone B1.Il est constitué par un appareil quelconque de type connu susceptible de fonctionner à la façon d'un relais, initialement ouvert, qui reste définitivement collé lorsqu'il a reçu une seule impulsion. La mise en marche de l'ensemble de projection s'effectue de la façon suivante : on commence par faire fonctionner le magnétophone Bl qui fait défiler la partie non impressionnée de sa bande magnétique. Pendant ce temps, le film 17 occupe une position quelconque, c'est-à-dire que l'encoche 18 se trouve avant le palpeur 19 qui reste fermé, et non pas en face de celui-ci. Dès que le magnétophone Bl émet une impulsion à 14 kilocycles, celle-ci est détectée par le détecteur 14 et, bloquant le relais 20, elle provoque instantanément l'arrêt du magnétophone Bl par relevage électromagnétique du galet presseur de bande et blocage de la bobine débitrice de bande.Dans un deuxième temps, on met sous tension le moteur E qui fait par conséquent défiler la bande amorce du film 17 dans le projecteur D. Lorsque l'encoche 18 parvient au niveau du palpeur 19, celui-ci ouvre le contact et libère le relais 20 qui remet en marche le magnétophone Bl. Les deux appareils Bl et D sont ainsi parfaitement synchronisés au départ et ils continuent à fonctionner simultanément, leur synchronisme étant ensuite constamment ajusté par le comparateur de phase 15 en se basant sur la vitesse de déroulement du magnétophone Bl. On voit qu'au moment du départ, c'est le projecteur D qui, par le moyen de l'encoche 18, provoque automatiquement la mise en marche du magnétophone Bl.Le relais 20 peut être de tout type connu et comprendre par exemple un tube électronique dont la grille reçoit la tension de commande issue du détecteur 14, tandis que le circuit de plaque se referme alternativement soit à travers le palpeur 19, soit par des contacts à déclenchement électromagnétique, intercalés sur la commande du magnétophone Bl.
Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. En particulier, on ne quitterait pas le cadre de l'invention en conférant à la pièce C une forme quelconque et/ou un nombre arbitraire de bras 4, notamment en fonction de la précision de synchronisation qu'on désire obtenir. Dans l'exemple décrit, on voit que la pièce C émet trois impulsions par image ce qui, pour la vitesse de projection habituelle des films, correspond à quarante-huit impulsions par seconde.Le décalage possible entre le son et l'image étant au maximum d'une seule impulsion au moment du départ, on voit que le synchronisme peut être facilement assuré avec une précision inférieure à 1/48e de seconde, cette précision étant par ailleurs maintenue en cours de projection puisque la vitesse du projecteur D est commandée par le magnétophone Bl qui l'ajuste constamment à la valeur instantanée optima par l'intermédiaire du comparateur de phase 15.Device for the synchronization of a sound recording device and a film camera or projection device.
The present invention relates to a device making it possible to synchronize a sound recording device with a cinematographic recording or projection device. It relates more particularly, although not exclusively, to the case of amateur cinema where the shooting is carried out from a tape recorder and a portable camera, while the projection is provided by the same tape recorder cooperating with a projector.
The various synchronization systems known to date include complicated mechanical parts, the cost price of which is not compatible with the budget of cinema lovers.
Moreover, these known systems are far from giving complete satisfaction and they allow the projection to appear significant shifts between image and sound.
The object of the invention is to avoid these drawbacks by producing, in a particularly simple and relatively inexpensive manner, a device which ensures perfect synchronization of sound and image.
The device which is the subject of the invention consists on the one hand in providing on the camera a pulse generator driven by the rotary shutter and the pulses of which are used to modulate an electric current of ultra-sound frequency which is then mixed with the modulations normally recorded by the tape recorder due to the observed acoustic phenomena, and on the other hand to incorporate in the projector a pulse generator identical to the previous one, fixed on the axis of the shutter of said projector, and whose signals are compared with those reproduced by the tape recorder in a phase comparator which accelerates or slows down the motor of the projector so as to permanently synchronize the projected image with the sound emitted by the tape recorder.
It can be seen that the originality of the invention consists in using the tape recorder to modulate the speed of rotation of the projector and to maintain the image constantly in synchronism with the sound. This arrangement therefore has the essential advantage of controlling the projection speed from pulses recorded by the camera on the tape recorder's own soundtrack, so that synchronization remains guaranteed, unlike what takes place in known systems. to date, even in the event of lengthening of the tape recorder, variation of the voltage of the sector, or even variation of speed of the camera to the shooting.
The appended drawing, given by way of example, will make it possible to better understand the invention, the characteristics that it has and the advantages that it is likely to provide: FIG. 1 schematically represents a device according to the invention fitted to a camera of shooting; Figure 2 shows a detail of the rotating part of the pulse generator; Figure 3 schematically shows the device according to the invention fitted to a cinematographic projector.
The shooting device shown in Figures 1 and 2 is mainly formed of a camera A and a tape recorder B whose recordings it is proposed to synchronize.
The camera A comprises in the known manner a rotary shutter 1 which is driven in rotation by an axis 2. According to the invention, a part C is rigidly wedged on this axis 2, the detail of which is shown in the front view illustrated in FIG. This part C is cut from a plate of iron or mild steel, or more generally of a magnetic metal, and it comprises a circular hub 3 outside which protrude radial arms 4. In the example shown, it has been assumed that the arms 4 were three in number, but it will be seen later that they could be provided in any quantity.
Next to the axis 2, there is a broken ring 5 which constitutes a magnet in the air gap of which the arms 4 of the part C pass in succession when the axis 2 is driven in rotation. Around the body of the ring 5, an armature winding 6 is placed, the two ends of which are connected to an oscillator 7. It is understood that each time an arm 4 passes through the air gap of the ring 5, the winding 6 becomes the seat of electrical pulses which are used in oscillator 7 to modulate in the known manner the amplitude of an alternating current whose frequency, preferably fixed at an ultrasonic value, is equal for example to 14 kilocycles.
The tape recorder B records in the known manner the current modulated by a microphone 8. According to one of the characteristics of the invention, a mixer 9 of known type is provided which superimposes the modulation produced by the microphone 8 on that of the carrier frequency. pulses emitted by oscillator 7. Ultimately, thanks to mixer 9, tape recorder B records on the same track both the signals of microphone 8 and those of oscillator 7.
For the convenience of the picture, the tape recorder B is automatically triggered from a contact 10 actuated by the camera A as soon as the latter turns on.
When it is desired to project a film accompanied by sound signals recorded according to the invention, the device shown in FIG. 3 is used. This device essentially comprises an image projector D of known type, and a tape recorder B1 which can be either the one which had served for recording, or a different device. When the assembly works, the emission of the tape recorder B1 is sent in two directions, namely:
1. Part of the modulated current passes through a filter 11 which eliminates the carrier frequency of the pulses, from the system 4-5-6, ie 14 kilocycles in the example chosen. On leaving the filter 11, the current modulations therefore correspond only to the sound frequencies recorded by the microphone 8, and they are sent to a loudspeaker 12 which provides sound for the projection; 2. The other part of the modulated current emitted by the tape recorder B1 passes through a filter 13 which acts in the opposite direction to the filter 11, that is to say that it stops the sound frequencies and allows only the carrier frequency of the sound to pass. pulses recorded by the 4-5-6 system, for example equal to 10 kilocycles. At the output of filter 13, the signals are sent to a pulse detector 14 which routes them to a phase comparator 15, which will be discussed in detail later.
According to an essential characteristic of the invention, the projector D comprises a part C identical to that of the camera A, that is to say having, like it, three radial arms 4 which rotate in the air gap of a magnetic ring 5 by producing pulses in a winding 6. The part C of the projector D is wedged on the axis of the shutter not shown, that is to say that it is connected, if necessary by any reduction, to the 'drive shaft of the electric motor E which drives the projector B so that the part C performs one revolution for the passage of each image. This rigid mechanical connection between the rotating part C and the shaft of the motor E has been designated schematically in FIG. 3 by the reference 26.
When the projector D is operating, the winding 6 gives rise to pulses which are also sent to the phase comparator 15 where they are compared with the pulses coming from the detector 14. Depending on the result of this comparison, the comparator 15 remains at rest or actuates in one direction or the other an apparatus 16 which is interposed on the power supply of the motor E, the speed of rotation of which it can at will increase or decrease.
The operation is as follows:
When the tape recorder B1 emits sounds through the loudspeaker 12, it simultaneously sends into the comparator 15 the pulses detected by the filter 13 and the detector 14. If these pulses are in phase with those which originate in the winding 6, the comparator 15 remains balanced and it does not act on the apparatus 16. This means that the speed of unwinding of the film 17 as it is controlled in the projector D by the motor E, is in perfect synchronism with the emission speaker sound 12.
If, on the contrary, a shift appears between the speed of projection of the film and the speed at which the sound program unfolds, the result is a shift between the two series of pulses received by the phase comparator 15, and the latter acts on the device. 16 to vary the speed of rotation of motor E in the direction which tends to restore synchronism. In other words, we use the tape recorder B1 to adjust the operating speed of projector D.
The device 16 can be of any known type, mechanical (control of a rheostat) or electronic (amplifier acting directly on the motor supply circuit).
According to the invention, for the carrier frequency of the pulses emitted by the sets 4-5-6 of the projector camera, an ultrasound value equal for example to 14 kilocycles is preferably chosen, so as to eliminate any risk of interference of the projector. sound provided by the speaker 12 in case the filter 11 does not work perfectly.
It can be seen that the device according to the invention makes it possible to eliminate in particular any multi-vibrator of the type of those which are usually used. In addition, the triggering by electromagnetic pulses from the parts C, the camera and the projector, eliminates the rubbing electrical contacts which wear out and constitute a traditional source of breakdowns.
According to another important characteristic of the invention, the synchronism between the tape recorder B1 and the projector D at the start of the projection is automatically ensured as follows: On the film leader strip 17, a notch 18 is cut laterally at the level of the first image from which must begin the sound emission in the loudspeaker 12. A probe 19 feels the corresponding lateral edge of the film 17 so as to maintain normally closed an electrical contact which opens only when one of the elements of the probe falls into the notch 18. This probe 19 is used to trigger a starting synchronizer 20. The latter is interposed between the detector 14 and the tape recorder B1. It consists of any device of known type capable of operating like a relay, initially open, which remains permanently stuck when it has received a single pulse. The projection assembly is started up in the following way: the first step is to operate the tape recorder B1 which scrolls the unimpressed part of its magnetic tape. During this time, the film 17 occupies any position, that is to say that the notch 18 is located before the probe 19 which remains closed, and not in front of the latter. As soon as the tape recorder B1 emits a pulse at 14 kilocycles, this is detected by the detector 14 and, blocking the relay 20, it instantly causes the tape recorder B1 to stop by electromagnetic lifting of the tape pressure roller and blocking of the reel. In a second step, the motor E is energized which consequently causes the leader tape of the film 17 to travel through the projector D. When the notch 18 reaches the level of the probe 19, the latter opens the contact and releases the relay 20 which restarts the tape recorder B1. The two devices B1 and D are thus perfectly synchronized at the start and they continue to operate simultaneously, their synchronism then being constantly adjusted by the phase comparator 15 based on the speed. unwinding of the tape recorder Bl. It can be seen that at the time of departure, it is the projector D which, by means of the notch 18, automatically starts the tape recorder B1. The relay 20 can be of any known type and comprise for example an electron tube whose grid receives the control voltage coming from the detector 14, while the plate circuit closes alternately either through the probe 19, or by electromagnetic tripping contacts, inserted on the control of the tape recorder Bl.
It must also be understood that the above description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention, which would not be departed from by replacing the details of execution described. by all other equivalents. In particular, one would not depart from the scope of the invention by giving part C any shape and / or an arbitrary number of arms 4, in particular as a function of the synchronization precision that is desired. In the example described, it can be seen that room C emits three pulses per image which, for the usual projection speed of films, corresponds to forty-eight pulses per second. The possible shift between sound and image being at maximum of a single pulse at the time of departure, it can be seen that synchronism can be easily ensured with a precision of less than 1 / 48th of a second, this precision being moreover maintained during projection since the speed of the projector D is controlled by the tape recorder B1 which constantly adjusts it to the optimum instantaneous value by means of the phase comparator 15.