La présente invention a pour objet un dispositif haute fidélité de reproduction du son pour le cinéma.

Elle a pour objet d'augmenter la qualité du son qui accompagne la projection des images de films que l'on regarde.

Actuellement les films de cinéma comportent une bande son et une bande image. La bande son est latéralement décalée sur le film par rapport à la bande image. La bande image passe par saccades, devant la lampe d'un projecteur et l'image est projetée sur un écran que les spectateurs regardent. La bande son passe devant un détecteur de son relié à une chaîne acoustique pour émettre les sons à entendre. Pour diverses raisons, dans un appareil de projection de films notamment pour des raisons de présentation par saccades des images, le lecteur de la bande son est décalé par rapport à la lampe de projection . En général le lecteur du son est placé en amont du déroulement du film. Compte tenu de ce que les films projetés comportent des images révélées par des procédés chimiques après la prise de vue, il a été mis au point un procédé de transcription du son sur la bande son qui emprunte les mêmes techniques. En conséquence, la bande son apparaît comme un canal dont une partie de la surface est noircie et dont 1'autre partie est transparente. Le détecteur de son comporte dans son principe une lampe qui éclaire, par transparence ou par réflexion, la bande son en regard d'une cellule photodétectrice. L'énergie lumineuse captée par la cellule photo détectrice tient compte, à

tout instant, du pourcentage de noircissement de la section illuminée correspondante de la bande.

Dans le but d'améliorer la qualité du son produit, on a même réalisé des bandes son avec deux canaux indépendants qui ont été par la suite exploités en stéréophonie. En détection stéréophonique des cellules photodétectrices détectent un signal transcrit optiquement sur chacun de ces canaux. Une cellule détectrice correspondant à la voie de droite peut détecter par exemple la luminosité qui transparaît à travers la partie droite de la bande son tandis que une cellule photo détectrice correspondant à la voie stéréophonique de gauche détecte la partie qui correspond à la partie gauche de la bande son. Ce montage présente l'intérêt que les équipements des salles de cinéma dans lesquelles une distribution du son monophonique est prévue peuvent aussi fonctionner : leur cellule photodétectrice unique détecte la partie centrale de la bande son et délivre donc un signal représentant naturellement la somme des signaux des deux voies stéréophoniques.

Dans le but d'améliorer la distribution du son, il est prévu, dans les salles qui en sont équipées, de placer trois hauts parleurs derrière l'écran, face au public et une série de petites enceintes dans la salle. Il s'agit d'un système d'encodage qui permet une simulation spatiale des sons. Compte tenu de la technologie de fabrication, en particulier du développement chimique des films, la piste optique son présente deux défauts importants. Premièrement la dynamique mesurable est faible. En effet elle est limitée à environ.40 dB alors qu'une dynamique de 90 dB serait nécessaire. En outre, la bande passante susceptible d'être passée sur chaque voie stéréophonique

est faible. On admet généralement qu'une bande passante de 11 KHz est un résultat acceptable. Une bande passante de 14 KHz n'étant obtenue que d'une manière fortuite ou alors à grands frais : c'est-à-dire moins facilement reproductible dans des conditions actuelles dans toutes les salles de cinéma.

Dans la mesure du possible la modification, pour son amélioration, d'une telle chaîne de reproduction acoustique doit prendre en compte la compatibilité avec les salles existantes. En effet, pour qu'un progrès technique puisse être accepté facilement par les exploitants de salles cinéma il faut que les films puissent passer indistinctement, de la même façon, dans les salles de spectacle munies du perfectionnement et dans celles qui n'en sont pas munies. En effet, s'il faut faire une ségrégation dans 1'acheminement des films qui seraient munis de dispositifs spéciaux par rapport à ceux qui n'en seraient pas pourvus de manière à produire un son meilleur, il y a de forts risques que cette tentative de perfectionner échoue du fait de la complexité de distribution qu'elle entraînerait. Néanmoins, l'invention est aussi applicable aux cas où la ou les bandes sons ont été remplacées par d'autres moyens, du fait d'une modification de la technologie. Dans l'invention, on a eu l'idée de résoudre les problèmes de dynamique et de bande passante de la bande son des films classiques par utilisation d'un disque laser lu par un lecteur de disques laser. La technologie des disques laser a tellement évolué qu'à présent les lecteurs de disques laser sont peu onéreux. Du coup la mise en oeuvre du perfectionnement de 1'invention est -acceptable par tous les exploitants de salles de cinéma. Un des principes de l'invention consiste à ajouter au

film un codage qui permette de synchroniser le lecteur du disque laser avec le déroulement du film.

Un problème important se présente néanmoins lorsque le film a été coupé puis recollé. Ceci se présente si le film a subi une déchirure ou si, pour des raisons d'exploitation, le gérant de la salle de cinéma prévoit d* entrecouper le passage du film par la diffusion de messages publicitaires. La pratique actuelle des projectionnistes consiste alors à couper le film aux ciseaux, à enlever éventuellement la partie déchirée défectueuse, et à recoller les deux bouts intègres l'un contre l'autre, ou, en cas de passage de messages publicitaires, au début et à la fin de la bande publicitaire. L'utilisation d'un disque laser présente l'inconvénient que la synchronisation du lecteur de disques laser n'est pas immédiate : le lecteur met environ une seconde pour trouver le son correspondant et pour le diffuser. Le temps de montée de cette lecture avec le lecteur de disque laser provoque alors un bruit parasite ou une absence de son du plus mauvais effet. En outre, une des difficultés rencontrées provient de ce que, au moment de l'enlèvement de la partie déchirée, et du fait que le lecteur de la bande son (qui peut servir à la synchronisation) se trouve forcément décalée de la lampe de projection, il résulte une perte d'enregistrement correspondant à des images existantes et le maintien d'enregistrement correspondant à des images maintenant disparues.

Dans l'invention, on a eu l'idée de remédier à ces inconvénients en procédant de manière différente. On utilise un autre support du son, de préférence bien sûr un disque laser associé à un lecteur de disque laser, mais on effectue une lecture en avance du son à émettre. Comme on n'est pas en temps réel, le son lu est stocké

dans une mémoire. Ce son stocké est lu depuis cette mémoire, et est diffusé, au moment opportun : en correspondance avec les images qui passent. Lorsqu'il apparaît une coupure dans le film, on évite de lire les parties du son préenregistrées qui correspondent aux images qui ont été enlevées du film. On saute aux parties du son suivantes. De cette façon on évite les problèmes de temps de montée de la mise en lecture du support utilisé. Ce résultat est obtenu parce que la recherche et la lecture dans la mémoire est quasiment instantanée : elle est bien plus rapide que la recherche et la lecture sur le disque laser.

Ainsi l'invention a pour objet un dispositif haute fidélité de reproduction du son pour le cinéma comportant un premier détecteur optique pour lire un premier signal codé optiquement sur une bande dite de codage-son, présente en correspondance d'une bande dite image sur un film de cinéma, et une chaîne acoustique pour produire des sons correspondant au premier signal codé lu en fonction du passage de la bande codage son devant le premier détecteur, caractérisé en ce qu'il comporte

- un autre système de lecture pour lire un deuxième signal codé, porté par un autre support que la bande son, et correspondant au premier signal de codage-son,

- une mémoire pour stocker le deuxième signal codé lu,

- et un système de gestion pour lire le deuxième signal codé sur l'autre support, en avance par rapport au passage d'images correspondantes du film, pour enregistrer le signal lu dans la mémoire, pour 1'y stocker, pour l'en prélever ultérieurement,

pour émettre acoustiquement un son correspondant en retard par rapport au moment de sa lecture sur l'autre support et en même temps que passent les images correspondantes de la bande image, et pour ne pas émettre acoustiquement une partie de ce dit son correspondant.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont données qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figurent montrent

- figure 1 : un dispositif haute fidélité de reproduction du son conforme à l'invention.

- figure 2 : un exemple de codage du son pour convenir à la mise en oeuvre de l'invention.

La figure 1 montre schématiquement, dans un projecteur 1 de cinéma, un détecteur 2 d'un signal codé optiquement sur une bande son 28 d'un film 3 et une lampe 4 de projection pour projeter les images contenues sur une bande image 5 du même film. Classiquement le détecteur de la bande son est placé en amont par rapport au sens de défilement du film 3 de la lampe 4. Le décalage qui résulte de cette position en amont du détecteur 2 est noté H sur la représentation schématique du film 3. Ceci signifie que, lorsque la lampe 4 éclaire une image n de la bande image 5, le détecteur 2 détecte un son N correspondant à l'image qui passe. En pratique le décalage H correspond au temps de passage de 18 à 20 images. Il est normalisé. Ce décalage H a pour effet que si juste après le passage de l'image on a coupé le film 3 et qu'on a fait sauter un nombre "d" d'images, on aura un décalage entre la correspondance du son. et de l'image. Ce décalage dure le temps de passage de cette hauteur H de film devant la lampe 4 ou devant le

détecteur 2. Compte tenu d'une vitesse de passage de l'ordre de 24 images par seconde, la durée de l'effet sonore de décalage qui en résulte est de l'ordre d'un peu plus d'une demi seconde : le fait que le son "saute" est vraiment perceptible.

Dans l'invention, pour remédier à ces inconvénients, on a utilisé un autre système de lecture : par exemple de préférence un système 6 de lecture d'un disque laser 7. Cet autre système 6 comporte dans cet exemple préféré une source laser 8 éclairant une piste optique 9 du disque 7 ; le signal d'éclairement 10 est détecté par une cellule 11. Un moteur 12 entraîne le disque 7 en rotation. Le système de 1 ^• invention comporte également une mémoire 13 pour enregistrer les sons. Cette mémoire est gérée par un système de gestion 14 qui permet de lire le son en avance par rapport au passage des images correspondantes du film. En supposant par exemple qu'à un instant donné l'image projetée correspondante du film est l'image n, au lieu de lire sur le disque 7 le son N, on lit au moment du passage de l'image n le son N+M. Le système de gestion 14 provoque le stockage du son N+M dans la mémoire 13. Ce son est stocké, au moins temporairement, et il est prélevé ultérieurement. Si tout se passe bien, la durée de stockage temporaire du son N+M dans la mémoire 13 est égale au temps nécessaire pour projeter M images. Ainsi, au moment où on projette une image n+ m, on prélève de la mémoire 13 le son N + M gui y avait été stocké préalablement. Sur un disque laser les sons sont codés numériquement sur la piste 9. En conséquence leur stockage dans des mots mémoires-de la mémoire 13 ne présente pas de difficultés. Avec un tel lecteur de disque laser le son codé numériquement est

ultérieurement transformé en un signal analogique par un convertisseur numérique analogique 15. la particularité de l'invention consiste juste, de ce point de vue, à introduire la mémoire 13 entre la sortie du photo-détecteur 11 et l'entrée du convertisseur numérique analogique 15. Le signal délivré par le convertisseur numérique analogique 15 est ensuite envoyé à un dispositif 16 d'effets acoustiques qui est classiquement en relations avec plusieurs voies de diffusion. La diffusion du son est ainsi exécutée de la même façon que pouvait l'être la diffusion du son dans l'état de la technique. A cette fin, un circuit d'aiguillage 17, capable de détecter la présence d'un codage de synchronisation du son à produire par le deuxième système de lecture, permet, soit de mettre en oeuvre le perfectionnement de l'invention, soit de l'ignorer, si le film 3 n'a pas été apprêté dans ce sens.

Le stockage temporaire des sons dans la mémoire 13 peut être organisé de différentes façons. Dans un exemple simple, la mémoire 13 comporte M registres à décalage qui se déversent successivement les uns dans les autres. Dans ce cas le stockage du son se fait toujours dans le premier registre et la lecture du son se fait à partir du dernier. Dans une solution préférée, on tiendra compte du fait que les sons distribués par un disque laser comportent un codage numérique renseignant non seulement sur les caractéristiques de fréquence et d'amplitude du son à produire, mais également sur l'adresse de la partie correspondante du son dans le disque laser lui-même. En pratique, plutôt que d'utiliser une mémoire à M registres à décalages qui pourrait être onéreuse, on préfère utiliser une mémoire à accès aléatoire comportant un premier pointeur

d'adresse pour stocker en écriture les sons successifs dans des cases mémoires dont les adresses sont à chaque fois incrémentées. Cette mémoire à accès aléatoire comporte également un deuxième pointeur d'adresses des mots mémoire pour prélever les sons à diffuser. Les adresses des mots mémoires prélevées sont diminuées du nombre de mots mémoire correspondant aux sons stockés. Les deux pointeurs font donc évoluer, selon les flèches respectivement 18 et 19 les adresses respectivement d'écriture et de lecture dans la mémoire 13. En agissant ainsi on crée en quelque sorte une mémoire tournante, tournant sans fin sur elle même. En effet chacun des pointeurs d'adresse repart à zéro une fois qu'il a atteint l'adresse maximum de la mémoire. La mémoire 13 est alors du type premier entré premier sorti (FIFO en littérature anglo-saxonne) .

Quand tout se passe bien, c'est-à-dire quand le film n'a pas été réparé, on prélève dans la mémoire 13, M "images" plus loin le son qui avait été préalablement enregistré. Par contre, les choses se passent différemment lorsque le film a été coupé. On va supposer conformément au tableau suivant, que le film a été coupé juste après l'image n

ADRESSE SON FILM IMAGE ADRESSE SON LASER

TEMPS

Les cases de ce tableau s'empilent les unes au dessus des autres dans le sens inverse de l'évolution du temps. Compte tenu du décalage entre la position du lecteur 2 et de la lampe 4, la coupure du film n'apparaît pas au même moment sur les deux voies.

Ce tableau signifie que les numéros d'image ont évolué régulièrement jusqu'à n, puis ont subi un saut pour passer directement à l'image n+d (d pour déchirure) à l'image suivant l'image n. Du fait de la hauteur H entre la lecture des images et la lecture des parties correspondantes du son, on peut admettre qu'on est en présence, à l'instant où on voit l'image n+d, du son N+d en face du détecteur 2.

On admettra ici une discrétisation du son, plus propice à l'explication simple du fonctionnement de l'invention qu'à la réalité. Encore que, du fait de la numérisation du son enregistré sur un disque laser, cette discrétisation existe. Elle n'existe cependant pas si l'autre support utilisé est une bande magnétique. Dans ce cas, la mémoire 13 est une mémoire analogique : par exemple une ligne à retard. En pratique "l'adresse" du son sur la bande son peut être une adresse correspondant à de nombreux mots mémoires de la mémoire, tous liés aux mêmes images. Autant la déchirure du film a eu pour objet de faire sauter 1•image de 1•image n à 1'image n+d , autant cette même déchirure va avoir eu pour objet de faire sauter le son du son N-H au son N+d-H. Ceci est lié uniquement à la différence de position entre la lampe 4 et le lecteur 2. Compte tenu du saut du son entre l'adresse N-H et l'adresse N+d-H, on peut utiliser ce décalage correspondant de L'adresse son pour piloter, supplémentairement, le pointeur de lecture de la mémoire 13. Dans un exemple, l'adresse du son est codée

optiquement en surimpression sur la bande son. Dans un autre exemple, l'adresse du son est codée, là aussi optiquement, dans l'espace inter images du film. Dans un encore autre e ple, on remplace la bande son originelle par un signal optique de synchronisation. On peut également réaliser une autre piste son de l'autre coté de la bande image. L'adresse du son est donc détectée par le détecteur 2. Ainsi, un signal adresse son 20 est envoyé dans un codeur d'adresse. En simplifiant, ce codeur d'adresse peut comporter un premier soustracteur 21 à deux entrées. Une première entrée positive reçoit une adresse son tandis qu'une deuxième entrée négative reçoit l'adresse son précédente. Pour que les adresses soient présentées ensemble l'adresse précédente passe dans une ligne à retard 22.

En temps normal, quand il n'y a pas de déchirure, les deux adresses présentent un incrément unitaire. Cet incrément est envoyé sur une première entrée d'un additionneur 23 qui reçoit, sur une deuxième entrée, son signal de sortie précédent. En conséquence l'additionneur 23 délivre maintenant une adresse incrémentée d'un cran par rapport à l'adresse qu'il produisait précédemment. Cette adresse est utilisée pour faire évoluer selon la flèche 19 le pointeur d'adresse de lecture de la mémoire 13. Lorsque l'incident se présente, le soustracteur 21 présente un incrément d au lieu d'un incrément unitaire. Cet incrément d vient d'additionner dans l'additionneur 23 à l'adresse précédente et provoque un saut de lecture 24 de la mémoire 13 de telle façon que les sons inutiles (correspondant à la partie disparue de l'image) ne soient pas diffusés. En agissant ainsi on règle les problèmes de calage de synchronisation du lecteur de disque laser.

Cependant, si on agit de cette façon, on peut provoquer de la même façon que dans l'état de la technique le décalage désagréable : en fait pendant environ une demi-seconde le son diffusé provenant du lecteur de disque laser sera un son qui ne correspond pas aux images projetée. En effet, comme le tableau précédent le montre, étant donné que l'adresse son sur le film est passée de N-H à N+d-H (et donc que cette adresse a sauté) on ne sera pas synchronisé avec le son qui lui n'a pas encore sauté étant donné qu'au moment où l'adresse son saute le signal image qui est projeté par la lampe 4 correspond aux images n-H (décalées de H en retard) ou n+l-H. C'est seulement lorsque la réparation sera passée devant la lampe 4 (n devenant n+d) que le son sera à nouveau correctement synchronisé.

Pour éviter cet effet on utilise de préférence une deuxième mémoire 25 qui reçoit les adresses son et qui les stocke temporairement pendant la durée correspondant au passage des H images. Ceci signifie que le saut 24 d'adresse n'est pas transmis immédiatement au pointeur de lecture de la mémoire 13. Il ne lui est transmis qu'avec un temps de retard égal au temps nécessaire pour que l'effet de la coupure se présente devant la lampe 4. La mémoire 25 peut être du même type que la mémoire 13 : elle peut être du type premier entré premier sorti. Elle est seulement différente de cette dernière en ce sens qu'il n'y a pas de saut de l'adresse de lecture de la mémoire quand il y a présence d'une coupure dans le film. En effet, c'est le contenu d'informations des mots mémoire stockés dans cette mémoire 25 qui est lui-même représentatif de ces sauts.

Quand on parle de saut, il est bien évident que cela ne concerne, jusqu'à maintenant, pas le saut de

lecture du disque laser. Ce saut apparaîtrait dans tous les cas avec ses problèmes de temps de montée.

Il apparaît à l'évidence que si on est capable de faire sauter d images lors d'une réparation, il faut que le nombre de mots mémoire lus en avance par 1'autre système de lecture soit supérieur à la longueur de la coupure la plus grande. En pratique on peut admettre qu'une coupure d'images de l'ordre de trois secondes est envisageable (ceci ne signifie pas que les images sont arrêtées d'être projetées pendant trois secondes, mais signifie qu'entre une image et la suivante il s'est passé trois secondes d'histoire qui n'ont pas été visionnées) . Pour des raisons de sécurité on choisit cinq secondes, ce qui conduit à retenir pour la mémoire 13 une capacité de l'ordre de 1 mégamots de 16 bits si le son est codé sur 16 bits en sortie du lecteur de disque laser 6.

Cependant, il est possible qu'un film ait subi plusieurs déchirures de telle sorte que la disparition cumulée des images correspondantes soit bien supérieure à cinq secondes. Par exemple il peut y avoir eu jusqu'à une dizaine de coupures ce qui conduit à la disparition d'une minute d'histoire qu'il est inenvisageable de stocker par avance dans la mémoire 13. En effet ce stockage d'une minute conduirait à une capacité inacceptable pour un coût raisonnable. On tourne alors cette difficulté en utilisant l'aptitude du disque laser à être asservie en vitesse. Dans ce but on utilise par exemple l'horloge de commande 26 du lecteur de disque laser qu'on pilote en fonction d'un écart constaté entre l'adresse du son lu sur la bande son, et l'adresse du son lu sur la piste laser 9. A cette fin, l'adresse du son lu sur la bande son est introduite sur une première entrée positive d'un comparateur 27 en même temps que,

sur une deuxième entrée positive de ce comparateur 27, la taille M qu'on impose comme garde à la mémoire 13. Cette taille correspond exactement à l'avance de lecture que l'on veut imposer. Quand tout se passe bien, au moment où on lit une adresse son N sur la bande son, on lit une adresse son N+M sur la piste 9 du disque laser 7. Cette adresse son N + M de la piste laser 9 est introduite sur une troisième entrée négative du comparateur 27. Celui-ci dans ces conditions délivre un signal nul. Ce signal nul pilote l'horloge et celle-ci 26 oscille alors à sa fréquence propre. Elle pilote donc normalement le moteur 12.

Par contre, lorsque l'incident se produit : lorsque les adresses passent de N-H à N+d-H sur la bande son, le comparateur 27 délivre un signal qui n'est plus nul : il est sensiblement égal à d (au début) . Ce signal d a pour effet d'accélérer la vitesse de rotation 12 du système 6, dans une gamme tolérée par ce système. Dans ces conditions la cellule détectrice 11 débite plus vite à la fois les contenus des mots mémoires à enregistrer dans la mémoire 13, ainsi que les adresses de ces mots mémoire. Etant donné que ces adresses lues s'incrémentent ainsi plus vite que celles qui sont normalement débitées par la bande son (après la déchirure), l'écart se réduit,et petit à petit le moteur 12 reprend sa vitesse normale. On a ainsi provoqué par l'accélération de l'enregistrement le rattrapage d'écart qu'il est nécessaire de maintenir entre l'écriture et la lecture de la mémoire 13. On notera que dans ce cas le "rattrapage" est même préalable au saut de lecture 24 résultant de la présence de la déchirure du film. Ceci a pour conséquence qu'en pratique la capacité de la mémoire peut devoir être telle qu'elle soit le double de

la durée attendue d'une coupure. On peut évidemment éviter cette contrainte en provoquant le rattrapage ultérieurement à l'apparition de l'incident du film, tout en sachant que dans ce cas on prend le risque de ne pas être éventuellement capable d'amortir les effets de deux déchirures trop proches l'une de l'autre.

Un autre problème à résoudre consiste à créer la synchronisation du démarrage du disque laser avec le film. Dans ce but on peut créer, par exemple dans la bande son 28, un signal dont la fréquence est élevée. Sur la figure 2, une piste son 28 présente par exemple deux voies avec modulation optiques 31-32 en opposition de phase dite hors phase. Cette modulation globale est comprise entre 7 et llKHz. Cette modulation est elle-même codée (en amplitude ou en fréquence) pour représenter les adresses des sons sur la bande son. Ces adresses sont ensuite décodées dans le circuit d'aiguillage 17. Dans ce cas le circuit 17 contient un filtre passe haut sur la voie hors phase pour extraire le signal hors phase de fréquence plus grande que 7 KHz. Le codage supplémentaire 31-32 ne remplace pas le son codé normalement sur la bande son. Il se superpose à lui: les deux peuvent coexister. Au besoin on peut envisager tout autre moyen de codage optique qui serait en relation avec le même ou un autre lecteur optique. Par exemple, on pourrait remplacer le codage par un codage supplémentaire appliqué sur une autre bande (par exemple à gauche de la bande image) et qui serait en relation avec un autre lecteur optique lui aussi. Ce dernier circuit 17 est en outre susceptible de reconnaître, dans les adresses son, quel disque laser (et quel lecteur le disque laser associé) doit être connecté à la mémoire 13. Dans ce but, la figure 1 montre trois système de lecture laser : les systèmes 6,

29 et 30. Le fait d'utiliser plusieurs systèmes peut par ailleurs être nécessaire quand la durée de la projection excède la durée son enregistrable sur un disque laser.