Brevet FR2540256A1 — publié le 19840803

Système de synchronisation d'un film cinématographique à l'image prés sur une bande magnétique quelque soit son sens et sa vitesse de défilement B) Domaine technique: Système de synchronisation d'un film cinématographique elimatepres sur @n@ @ magnétique quelque soit son sens et sa vitesse de défilement. C) Les systèmes existants. 1) Pas de synchronisation. -utilisable pour mettre de la musique. -la séquence est à peu prés respectée si le projecteur a une régulation électronique. 2) Système d'entrainement commun à la bande et au film. a) Meme support (bande sur film). -Mauvaise qualité sonore due à la largeur de la bande et à sa faible vitesse. -Décalage de plusieurs centimètres entre le son et l'image afin de linéariser la vitesse de la bande son. I1 est donc impossible de faire des découpages sans perturber le son. -Lors de la rupture du film, la bande est également cassée et de plus, recouverte par le collage. -à en raprocher la piste son optique jadis utilisée. b) Supports différents mais entrainement commun. -Systeme avec bandes magnétiques perforèes. -Le projecteur est onéreux ainsi que la bande perforez. -Lors d'une rupture de film, il faut remplacer les images détruites pour garder la synchronisation. -Manque de souplesse. -C'est néanmoins le meilleur procédé disponible actuellement. -Systeme sans perforation. -Memes défauts que le précédent mais moins cher, surtout du fait de la mauvaise qualité du matériel comercialisé. -Précision insuffisante à cause du glissement et de l'allongement de la bande magnétique. c) Dispositifs d'entrainement différents mais avec asservissement du projecteur par le magnétophone. -Il y a eu plusieurs systèmes qui, une fois en route respectaient la synchronisation; ceux ci souffraient tous du meme défaut: le projecteur perdait des TOPS au démarrage et en cas d'arret de la bande, la synchronisation était perdue. -Les TOPS issus de la bande étaient soit générés de faDn mécanique (mais glissements et allongement), soit inscrits magnétiquement sur une piste (occupation d'une pister perte de tops lors de l'arret ou du démarrage de la bande, la vitesse n'étant pas la bonne pendant une fraction de seconde) -La disparition de ces systèmes prouve leur inéficacité. D) Exposé de l'invention. I) Cahier des charges retenu avant la conception du systéme faisant @ l'object de la description 1) Quelque soit le maniement du magnétophone, le projecteur doit cuivre la bande avec une précision d'une image (1/24 seconde). 2! Des changements de vitesse doivent pouvoir etre programmes pour pouvoir monter ensemble des séquences tournées à des vitesses différentes, ainsi que pour pouvoir faire des accélérés et des ralentis non prévus à la prise de vue. 3) En cas de rupture du film, les manipulations doivent etre @mples et efficaces 4) Le principe d'une projection mixte (film et diapositives) ne doit pas etre écarté. 5) La qualité du son doit etre irréprochable et si possible permettre le multiplay stéréophonique. 6) Les fluctuations du projecteur doivent etre réduites au minimum. 7) La reprise du son synchrone doit etre possible. II) Solutions proposées i > La solution d'utiliser deux appareils différents (un magnétophone et un projecteur) a été retenue -Dés lors, l'asservissement d'un appareil sur l'autre est nécéssaire. I' n'est pas question de tolérer des écarts de vitesse sur le magnétophone Ce sera donc lui qui pilotera le projecteur, ce qui est d'ailleurs plus facile. -Les deux appareils généreront un top par image et la comparaison permet de commander le moteur du projecteur. -Le magnétophone a habituellement quatre modes de fonctionnement différents: Avance rapide, retour rapide, avance lente en lecture, avance lente en enregistrement. Les TOPS issus de la bande magnétique doivent etre pers dans tous les cas. I1 en est de meme pour le sens de défilement de la bande. De plus il ne doit pas y avoir de perte de top en cas d'arret sur un top. -II n'est pas question de demander au projecteur de démarrer aussi vite que la bande magnétique (en cas de pause par exemple), ni de suivre le magnétophone en vitesse rapide avant ou arriére. I1 faut donc garder en mémoire l'écart à rattraper. Le projecteur continuera donc son déplacement jusqu'à la position correcte et ensuite suivra le déplacement à la vitesse et dans le sens imposés. -L'allumage de la lampe se fera automatiquement en marche avant ou dans les deux sens. -La seule fanon de lire les tops quelque soit la vitesse et dans lei cas ou la bande est éloignée des tetes magnétiques, est l'optoélectronique. (lecture identique pour la bande et le film). 2) Pour modifier la vitesse du film il suffit de modifier la fréquence des tops optiques sur la bande magnétique. 3) En cas de rupture du film, il suffit de supprimer 1 ou plusieurs tops sur la bande. 4) Si l'on supprime tout top sur la bande, le projecteur s'arrete et la lampe s'éteint aussitot. On peut alors commander des projecteurs de diapositives avec une autre série de tops optiques. 5) La qualité du son sera obtenue par l'utilisation d'une bande standard de. mm à la vitesse de 19cm/s. L'utilisation d'un magnétophone quadristéreophonique est conseillé pour faire du multiplay stéréo. Le magnétophone ne doit comporte@ qu'une tete pour la lecture et l'enregistrement sinon il est impassible de faire du multiplay sans décaler le son à chaque passage 6) Le système (projecteur, système, magnétophone), forme une boude avec feed-back. De plus un retard est introduit par l'inertie du moteur du projecteur. On aura donc, si l'on n'y préte attention un système oscillant. I1 faudra donc prévoir un amortissement. 7) La reprise du son synchrone sur film pisté ne présente pas de problème a condition que la vitesse du projecteur ne fluctue pas trop. Si on veut prendre le son sur magnétophone à cassettes, il suffit à la prise de son d'enregistrer des tops images à l'aide de la prise Flash de la caméra et au montage de piloter la cassette avec la bande. 8) Un repérage précis de la bande, donc du film sera necessaire à tout instar,t. 9) La synchronisation ne doit pas etre perdue en cas de glissement du film pa;- rapport à son entrainement. E) Les dessins. 1) La figure 1 montre le site due perforation des bandes magnétiques, 2) La figure 2 montre la forme du signal de commande du moteur du projecteur. 3) La figure 3 montre le shémas complet du circuit de mise en mémoire du retard, de traitement des tops issus de la bande et du film et du traitement du retard pour la génération de la commande du moteur du projecteur. 4) La figure 4 montre la méthode de perception optique des tops avec discrimination du sens de défilement. 5) Un dessin pour l'abrégé montre la configuration génerale du matériel installé. F) Réalisation matérielle 1) On utilise donc un magnétophone de bonne qualité utilisant des bandes standard de 6mm et possédant une tete mixte (lecture - enregistrement). -Le projecteur doit avoir un-moteur à courant continu. -Il faut trouver un procédé de marquage optique de la bande ne provoquant pas de surépaisseur susceptible de déformer la bande lors de son stockage sur bobine: (surépaisseur multipliée par le nombre de tours qui est supérieur à 1000). -Les bandes magnétiques porteront- donc une étroite perforation en plein mileu de la bande entre les pistes 2 et 3 sans mutiler l'une des deux. La fréquence des perforations sera variable en fonction de la vitesse du film désirée. Exemple:l .05cm pour 18 images/sec.Il sera possible de faire des collages entre des bandes perforées à des fréquences différentes, d'obstruer certaines d'entre elles, d'en créer d'autres. (figure 1). -La détection des tops sur le film peut etre faite directement sur les perforations. Pour ma part je préfère utiliser le relais d'une roue dentée qui permet d'isoler de la lumière ambiante les capteurs et qui permet d'éviter les erreurs dues au mauvais guidage du film et à la présence de lettres incolores sur fond noir entre les perforations. 2) La mise en mémoire de la position à atteindre est en fait la mise en mémoire de la différence signée du nombre de tops issus du magnétophone et du nombre de tops issus du projecteur. -On utilise donc 4 compteurs-décompteurs (74193 en TTL) en série qui permettent de compter de +32767 à -3278. (32000 étant le nombre d'image moyen d'un film super 8. En cas de nombre d'images supérieur, il suffit de rajouter un autre compteur pour aller de -52428E: à +524287). (figure 3). -le compteur est donc positionné à 80008 H (en hexadécimal). -la puissance envoyée au moteur suit un escalier de 16 marches permettant d'amortir les oscillations. (figure 2) -pour ajouter 1 au compteur, c'est à dire pour provoquer l'avance du projecteur, il suffit d'envoyer 1 top avant de la bande ou I top arriere du film et vice versa, -pendant le fonctionnement normal ,la différence stockée dans le compteur sera de +1 à -1 car un top de la bande sera aussitot suivi d'un top du film qui va ramener la différence à zéro. Par contre si la bande va trop vite pour le projecteur la différence sera mise en mémoire au fur et à mesure. -Or pourra noter que les tops avant de bande et arriere de filrn sont équva@@@@s et traités de la meme façon. Il en est de meme pour les tops avant de film et arrière de bande. -Les 74193 ne tolère pas de recevoir en meme temps un top de comptage et un top de décomptage. II faut donc prévoir un circuit permettant de retarder le 2ème top systématiquement de une microseconde étant donné que les tops seront de toute façon réduit à une fraction de microseconde par un monostable à 2 entrées de type 74121 (figure 3). Pour se faire, un top arrivant armera une bascule enclenchant le mécanisme de retard pour le top adverse et remettra à zéro sa propre bascule. Le retardement du top est réalisé à l'aide de 2 monostables (74121). 3) Le sens de défilement de la bande ou du film est détecté grace à deux phototransistors placés l'un à coté de l'autre et éclairés à travers la bande ou le film ou le masque commandé par le film, par une diode LED infrarouge. -Le ler transistor sert de validation et le 2eme sert à détecter la perforation et le sens de défilement suivant que l'on valide le front montant ou le front descendant du créneau. (figure 4 > * -Cette methode permet de ne jamais perdre de top meme en cas d'arret sur une perforation, 4) Pour commander un projecteur de diapositives il suffit de poser un poit blanc sur l'envers de la bande qui sera capté par une autre paire LED-Phototransistor (ou de faire une autre perforation). -De multiples adaptations sont possibles et laissées à l'appréciation du lecteur. En effet, la surface de la bande permet le marquage de plusieurs séries de TOPS. -L'appareil décrit peut commander plusieurs appareils de projection de fanon independante en ajoutant des capteurs au niveau de la bande. (cinq semble etre un maximum si l'on veut un fonctionnement independant de chacun d'eux. Deux projecteurs montés en fondu enchainé peuvent etre commandé par une seule série de tops.) 5) La perforation des bandes ne devrait pas poser de problème à une grosse entreprise industrielle. Néanmoins, j'ai mis au point une machine permettant de perforer 700 mètres de bande (ou plus) en quelques minutes dans de bonnes conditions et sans altérer l'état de la surface magnétique. (figure 5). 6 > La réduction des fluctuations du projecteur a été décrite plus haut. (figure 2) 7) La reprise du son sur film pisté est bien entendu possible dés lors que sa vitesse est bien régulée Si la prise de son a été faite sur un magnétophone à cassette sur lequel an a mais soins d'enregistrer des tops commandés par la prise de flash de la camera, il suffit de brancher le magnétophone cassette à la place du projecteur. (avec quelques adaptations.) 8 > Un compteur associé à des afficheurs à 7 segments sera chargé de donner la position de la bande (et donc du film) à l'image prés. Un interrupteur permettra de figer l'afficheur pour avoir le temps de lire la position d'une séquence par exemple.Le compteur qui aura continué à compter donnera la position de la bande dés le rebasculement de l'interrupteur. 9) Le glissement du film sur son mécanisme d'entrainement ne peut entrainer de perte de synchronisation car la lecture des tops se fait sur le film lui meme. On aura seulement une légère accélération du projecteur pour rattraper le retard. 10) Les commandes sur l'appareil sont peu nombreuses. -Aprés avoir positionné la bande au départ, on positionnera le @ film d l'aide du bouton bascule avec retour au centre :marche avant, marche arrière. En suite il faudra mettre le compteur à 80008H {figure 3). -On peut dés lors mettre le projecteur sous controle du système. -La synchronisation est alors assurée quoiqu'il arrive. -On trouvera également la commande pour figer l'affichage décrite plus haut. -Il sera utile de prévoir 2 poussoirs permettant d'envoyer des tops en plus ou en moins pour palier à un éventuel défaut d'initialisation. -Sera présent également, un interrupteur a trois positions: lampe éteinte, allumée en marche avant, allumée dans les deux sens, ainsi qu'un interrupteur permettant de diminuer la puissance de la lampe pour le montage. G) Application industrielle ; J'ai décrit un systéme bon marché, facile à utiliser. Une version plus performante pourrait etre réalisée en traitant les tops par un micro-ordinateur. Le traitement ne serait plus alors au niveau de la bande mais du programme. Ceci ne change rien à l'esprit du système. Le Domaine d'application est étendu à toute projection cinématographique en insérant un diviseur dans les cas où il y a plusieurs perforations par image sur le film. Revendications : 1 > Il s'agit donc d'un système de synchronisation entre une bande magnétique et un film cinématographique. 2) les caractéristiques sont les suivantes. -L'appareil est caractérisé par le fait que la Synchronisation est obtenue par la soustraction de tops issus du déplacement des 2 supports (son et image) et par l'asservissement électronique d'un des supports (le film par l'intermediaire du projecteur) au résultat de l'opération. -L'appareil est caractérisé par le fait que pour palier aux différences cinétiques des deux supports, une mise en mémoire a été prévue. A noter que l'information mémorisée est signée et que la gestion des tops permet de reconnaitre le sens de défilement des deux supports. -L'appareil est caractérisé par le fait que les tops sont uniquement dépendants des supports (son et image) et de ce fait une solution de continuité dans le déplacement des supports par rapport à la mécanique d'entraînement est aussitot comblée. -L'appareil est caractérisé par le fait que les tops sont lus directement sur le support par un procédé optique qui permet une lecture à des fréquences allant du continu à plusieurs mégahertz, ce qui est bien suffisant. De plus le sens de déplacement est détecté. Les supports porteront donc des perforations ou tout autre marquage susceptible d'etre lu optiquement. -L'appareil est carcterisé par le fait que la commande de l'appareil asservi est faite de fanon à éviter les oscillations. -La saisie des tops, leur soustraction et leur mise en mémoire est caractérisée par l'utilisation d'une seule ligne de compteurs à laquelle est adjoint un systé.me interdisant l'arrivée simultannée de deux tops. -La génération des tops est caractérisée par le fait que l'on utilise une validation et la détection de flanc montant ou descendant d'une impulsion pour déterminer le sens de défilement. De plus la rapidité de basculement d'un acorcuit de type trigger permet de ne pas perdre de top en cas d'arret du support sur la perforation. (figure 4) -Le système est caractérisé par le fait que toutes les opérations de modification de synchronisation sont effectuées sur le support lui meme et ce de façon simple et rapide. L'utilisation d'un micro-ordinateur ne rement pas en 'cause la principe, mais on pourra gérer les tops de façon plus efficace mais aussi plus complexe. On sera alors amené à travailler sur le programme plutot que sur le support de son. -L'appareil de perforation des bandes magnétiques est caractérisé par le fait que l'on utilise un calibre de perforation mu par la bande elle meme. La perforation se fait en continu sans devoir arreter la bande à chaque trou. La première fraise fait la perforation et coupe nettement un coté de la perforation; la deuxième ne fait que découper le copeau encore attaché de l'autre coté de la perforation.