專利名稱：膠片掃描儀及其檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種掃描電影膠片并將其上圖像轉換為視頻信號的膠片 掃描儀，以及使用在該膠片掃描儀中用于檢測膠片片孔的檢測裝置。
背景技術：
例如，如DE19731531B4中所述的膠片掃描儀包括采用空間解析方式 掃描膠片的圖像部分的傳感器設置，比如CCD行傳感器(line sensor)設 置，以及使膠片以受控速度通過傳感器設置的驅動裝置。在轉換為視頻信 號的過程中，各圖像都必須被轉換為預定數(shù)量行的視頻信號。通常利用合 成的脈沖驅動CCD行設置來實現(xiàn)這個目的，其中每個脈沖觸發(fā)掃描一行， 以便在圖像通過傳感器設置的期間里掃描一定數(shù)量的行。為此，膠片的傳 輸速度必須與掃描頻率精確同步。為了產(chǎn)生并保持這樣的同步，利用片孔的孔洞(更準確地說是"米切 爾孔，，)給出了膠片中圖像位置的精確參考這一事實，并使用檢測片孔的 檢測裝置，該檢測裝置包括光源、用于接收由光源發(fā)出并由膠片穿孔部分 透射的光的掃描傳感器、以及當片孔邊緣通過光源與掃描傳感器之間時， 根據(jù)掃描傳感器的輸出信號進行檢測的求值電路。傳統(tǒng)檢測裝置利用每次片孔邊緣經(jīng)過光源與掃描傳感器之間的光束 路徑時，到達掃描傳感器的光強會出現(xiàn)暫時驟降(dip)這一事實。上述光 強的驟降是由于在沖壓片孔時片孔邊緣區(qū)域中材料發(fā)生變化引起的。通常 這樣的變化會對膠片材料的機械強度產(chǎn)生不利影響，隨著長時間的使用， 可能會導致片孔撕裂。因此，本質上是希望沖壓片孔的過程中材料的變化 盡可能的小。然而，材料變化越小，當片孔邊緣經(jīng)過時由上述已有的檢測 裝置檢測出來的光強驟降也就越小。檢測出的光強驟降越小，則越難以將 其與由其他原因可J起的通過掃描傳感器檢測出的光強波動區(qū)分出來。于是導致對片孔邊緣的檢測不可靠、不準確
發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是要提供一種用于檢測電影膠片片孔的檢測裝 置，其可以實現(xiàn)對片孔邊緣的準確檢測并提供大信噪比。本發(fā)明由一種用于檢測電影膠片片孔的檢測裝置實現(xiàn)，該裝置包括至少一個光源；至少一個用于接收由光源發(fā)出并與膠片穿孔部分相互作用后 的光的掃描傳感器；以及通過掃描傳感器的輸出信號檢測何時片孔邊緣通 過光源和掃描傳感器之間的求值電路，其中，光源發(fā)射的光具有第一偏振 態(tài)，而掃描傳感器選擇性地對第二偏振態(tài)的光敏感。如果兩種偏振態(tài)相同，特別是如果為平行線偏振光，則通過偏振敏感 的掃描傳感器檢測到的遠離片孔邊緣的光強不同于使用傳統(tǒng)的非偏振敏 感的掃描傳感器檢測到的光強。然而，如果片孔邊緣位于光束路徑上，在 片孔邊緣處改變偏振態(tài)的一部分光不能被偏振敏感的傳感器檢測到。因 此，由偏振敏感的傳感器檢測到的強度驟降大于由傳統(tǒng)的非偏振敏感的掃 描傳感器檢測所得，結果使得對片孔邊緣的檢測信噪比更大，準確率更高?；蛘?，如果第一和第二偏振方向正交也可以，特別是為正交線偏振光。 在這種情況下，在非片孔區(qū)域時由掃描傳感器檢測到的光強總為零(或者， 在膠片材料中應力雙折射的情況下，接近為零)；而當出現(xiàn)片孔區(qū)域時， 在此區(qū)域中偏振態(tài)改變的一部分光被掃描傳感器檢測到。由于在這樣的結 構中掃描傳感器的輸出信號基本沒有背景噪聲和/或背景信號，所以由掃描 傳感器檢測到的低光強足以實現(xiàn)大信噪比和相應的準確4全測。為了在同步掃描鄰接于片孔的圖像時不產(chǎn)生負面的影響，在掃描圖像 期間光源優(yōu)選發(fā)射可見光譜范圍以外的光。—般，與膠片上每個圖像相關的有多個片孔，其中唯一一個，即所謂 "米切爾孔，，，作為膠片上圖像的定位參考，因此為掃描圖像提供了最準 確的參考。為了在各種情況下檢測裝置僅僅檢測連續(xù)圖像的米切爾孔，求 值電路可以設有一計數(shù)器，用于對片孔邊緣的通過次數(shù)進行計數(shù)，并在檢 測到預定通過次數(shù)之后，發(fā)送表示檢測到參考片孔的輸出信號。如果穿孔損壞導致片孔邊緣損壞或同時缺失，并因此在膠片的傳輸過 程中不能被正確檢測到，則計數(shù)器可能可能丟失同步。這個問題可以利用 在每個參考片孔被檢測出后使求值電路失效一段預定時間的消隱電路來 解決。如果該消隱電路在每個參考片孔被檢測出后使求值電路無效一段預
定時間，使得下一個被4企測出的片孔邊緣與參考片孔相關，則與參考片孔 無關的被損壞片孔不再影響檢測。另 一種減小類似檢測誤差的途徑是使檢測裝置至少設置有兩個彼此 隔開的掃描傳感器，其中求值電路通過邏輯組合所述掃描傳感器的輸出信 號來檢測片孔邊緣的通過次數(shù)。該至少兩個掃描傳感器設置在不同的位置 用于檢測相同片孔的邊緣。它們可以設置在相同片孔區(qū)域的不同片孔處或 者設置在膠片圖像區(qū)域兩邊的不同片孔區(qū)域處。如果存在兩個掃描傳感器與膠片傳輸方向成一角度彼此隔開，則還可 以利用掃描傳感器之間的時間偏移量來檢測膠片的傾斜位置。在這種情況下，該至少兩個掃描傳感器優(yōu)選設置在;i交片的兩個不同的 片孔區(qū)域處。本發(fā)明另外一個主題是具有用于掃描膠片圖像區(qū)域的傳感器和如上 所述的檢測片孔的檢測裝置的膠片掃描儀。


從以下參照附圖對示例性實施例的描述中可以明了本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，所述附圖中圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一結構的膠片掃描儀的本發(fā)明必要部分的方框圖。圖2示出根據(jù)第一結構的與圖1具有類似結構的掃描儀的圖示。圖3示出根據(jù)第二結構的與圖1具有類似結構的掃描儀的圖示；以及。圖4示出根據(jù)第三結構的與圖1具有類似結構的掃描儀的圖示。
具體實施方式
圖1示出被掃描的膠片1,位于膠片1的中央?yún)^(qū)域的圖像2，以及形 成在膠片1的兩個邊緣區(qū)域的片孔3。光源4和用于掃描圖像2的傳感器 行5互相面對地設置于中央?yún)^(qū)域的兩邊。用于傳輸膠片l使之通過光源4 和傳感器行5之間的裝置以及傳感器行5本身可以為任意一種已知形式， 如DE19731531B4中具體所述，由于這不是理解本發(fā)明所必需的，所以在 此不作詳細描述。檢測器組件設置在傳感器行5的其中一個邊緣區(qū)域的沿著膠片1傳輸
方向(圖1中從下向上)的上游。該檢測器組件包括紅外光源6,如發(fā)光 二極管；位于膠片1的另外一側并面對紅外光源6的紅外掃描傳感器7; 以及在從光源6到掃描傳感器7的光束8的路徑上順序布置的偏振器9、 會聚透鏡10、另 一個會聚透鏡11和檢偏器12。第一會聚透鏡10將光束8 聚焦在膠片1的平面上；第二會聚透鏡將光束8聚焦在掃描傳感器7上。 偏振器9和檢偏器12具有任意的平行偏振平面。如果光束8穿過片孔3或者膠片1的離開片孔3邊緣的部分，由偏振 器9產(chǎn)生的偏振態(tài)不改變，光束8基本上沒有減弱地通過檢偏器9。然而， 如果光束8照在片孔3的邊緣，光束8的一部分將散射損失。在這過程中， 不僅光的方向改變，其偏振面也發(fā)生改變。 一小部分光強烈偏轉而導致其 不再入射到會聚透鏡11,也不再被傳感器7檢測到，而無論其偏振態(tài)如何。 偏轉較弱的一部分光仍舊入射在會聚透鏡11上，由于其偏振平面的改變， 在檢偏器12處衰減。因此，如作為插圖的圖中所示，與接收到的光強成 比例的傳感器7的輸出信號L表現(xiàn)為時間t的函數(shù)。具有帶噪音的高水平 而平均水平保持相同的段被暫時的驟降分開，所述驟降各自對應于片孔邊 緣在光源6和掃描傳感器7之間的通過。由于驟降比在沒有偏振器9和檢 偏器12的對應設置情況下的更低，所以該驟降的臨時位置以及片孔邊緣 在光源6和傳感器7之間通過的時間都可以更準確的^r測到。為了準確地檢測驟降的臨時位置，更有優(yōu)選的是使驟降的持續(xù)時間更 短。這可以通過將光束8銳利地聚焦在膠片平面上來完成。具體而言，如 此的銳利聚焦可以利用低橫模的相干光束8來實現(xiàn)，而這可以通過使用激 光作為光源6來實現(xiàn)。此外，波長越短，光束8就可以被聚焦得越窄。因此，與上述IR激 光二極管相比，使用波長更短的激光二極管是有利的。因為由于雜散光的 緣故，作為光源6的發(fā)出可見光波段的光的激光二極管可與傳感器行5處 的圖像掃描發(fā)生干涉，所以所述更短的波長應位于紫外波段范圍內較為有 利。根據(jù)一種改進，偏振器9和檢偏器12的偏振平面相互成直角。通過 片孔3或者遠離片孔3邊緣的膠片材料的光保持其偏振態(tài)，并在檢偏器12 中被抑制。只有在孔邊緣偏振態(tài)發(fā)生變化的光才能通過斥企偏器12并到達 掃描傳感器7。因此，掃描傳感器7的輸出信號主要顯示零水平，當片孔
邊緣通過光源6和傳感器7之間時才出現(xiàn)短脈沖。連接到掃描傳感器7的輸出端的為 一鑒別器，例如，施密特觸發(fā)器13, 該鑒別器在偏轉器9和檢偏器12平行設置的情況下為每一次光強驟卩f(或 者在它們垂直設置的情況下為每一個脈沖)向分頻器14輸出標準計數(shù)脈 沖。分頻器14為一計數(shù)器，其在所有情況下每從鑒別器13接收8個脈沖 則發(fā)出一個脈沖。上述脈沖被饋送至連接到傳感器行5上的轉換電路15 的同步輸入端，以便將由傳感器行5檢測到的顏色和亮度值轉化為視頻信 號。分頻器14利用兩個邊緣區(qū)域中的一個上的四個片孔3精確對應膠片1 上的一個圖像2，因此，在所有情況下，鑒別器13輸出的8個計數(shù)脈沖對 應于圖像2通過掃描器。一般，與圖像2鄰近的四個片孔3中，傳輸方向上的第一個孔被稱為 米切爾孔，用作隨后圖像2的定位參考。因此，分頻器14最好同步，以 便在由掃描傳感器7檢測出的片孔邊緣與米切爾孔相關時的準確的點上， 向轉換電路15提供參考脈沖。例如，如果在膠片開頭通過掃描儀時，轉 換電路15在傳感器行5檢測到兩圖像之間的間隙時向計數(shù)器14發(fā)送一復 位脈沖，則可以實現(xiàn)上述同步。轉換電路15包括一振蕩器，其可以設計成例如PPL控制回路18的形 式，并規(guī)定轉換電路15查詢傳感器行5的頻率，以便在各種情況下產(chǎn)生 視頻信號的圖像行。通過使上述振蕩器18的頻率與來自分頻器14的參考 脈沖同步，可以保證從每一個圖像1以恒定距離來掃描對應所使用的視頻 信號標準的圖像行?；蛘?，轉換電路15也可以通過固定頻率振蕩器工作，并且作為替代， 利用分頻器14的參考脈沖來使膠片的傳輸速度與轉換電路15的固定行頻 率匹配。圖2示出掃描^i義的結構，其中與上述^r測器組件設計相同的第二^r測 器組件包括光源6'、傳感器7'、偏振器9'、透鏡10'和11'以及檢偏 器12',該第二檢測器組件設置在膠片1的第二邊緣區(qū)域。如上所述，此 處可以將偏振器9'和檢偏器12'定向為使之平行或正交。鑒別器13、 13' 連接在兩個掃描傳感器7、 7'中每一個的下游。兩個鑒別器13、 13'的輸 出端都經(jīng)由或門16連接至計數(shù)器14的輸出端。如果膠片1的其中一個邊 緣區(qū)域中的片孔被損壞，并且相鄰片孔3之間的片(web)17缺失，則相
應的另 一邊緣區(qū)域上的孔邊緣仍然能被準確地檢測出并由計數(shù)器14計數(shù)。 因此，在一邊片孔損壞的情況下，米切爾孔的參考脈沖同步不會丟失。此外，除了單個掃描傳感器7或7'，也可以設置傳感器行，其中， 該傳感器行可以相對膠片傳輸方向沿一角度設定，并且這些傳感器彼此獨 立地檢測同一片孔邊緣的通過情況。由這些傳感器提供的多個信號可以通 過不同的方式在替代鑒別器14和或門16的求值電路中使用。這樣可以從 多個傳感器輸出信號中獲得降低噪聲分量之后的 一平均信號，這使得可以 更為可靠地檢測光強的驟降或峰值?；蛘撸梢苑謩e檢驗每個傳感器輸出 信號，以確定它們是否指示片孔邊緣的通過，其中如果至少預定最小數(shù)量 的傳感器的輸出信號指示邊緣通過，貝'J求值電路認為片孔邊緣確實已經(jīng)被 ^r測到，并向計數(shù)器14發(fā)送一對應的計數(shù)脈沖。多個傳感器也可以獨立 確定邊緣通過的次數(shù)，并且可以確定這些次數(shù)在膠片寬度方向上是否表現(xiàn) 出增加或減少的趨勢。如果是這種情況，則可以在控制膠片傳輸或將由傳 感器行5掃描的圖像信息轉化為視頻信號時，考慮膠片l位置的傾斜。第二結構如圖3所示。其與圖1所示掃描儀的不同之處在于第二檢測 器組件，該第二檢測器組件包括紅外光源6〃 、偏振器9〃 、透鏡10"和 11"、檢偏器12〃以及掃描傳感器7〃 ，該檢測器組件布置在膠片1的與 具有掃描傳感器7的組件相同的邊緣區(qū)域。兩組件之間的距離大約相當于 沿膠片傳輸方向的圖像寬度的一半。1:8分頻器14〃通過鑒別器13〃連接 于掃描傳感器7〃的輸出端，該分頻器通過轉換電路15與分頻器14一樣 被同步，以便在每次檢測到米切爾孔時輸出一參考脈沖。計數(shù)器17具有 連接于分頻器14的設定輸入端和一連接于PLL控制回路18的行脈沖(line pulse)信號的計數(shù)輸入端，每次從計數(shù)器14接收參考脈沖，從一預定的 起始值開始對PLL控制回路18的行脈沖。該起始值是根據(jù)兩個組件之間 的距離相應設定的，使得如果行脈沖的頻率與膠片傳輸速度完全匹配，則 當分頻器14〃向PLL回路18輸出參考脈沖時計數(shù)器17具有零值。當接收 到來自分頻器14〃的參考脈沖時，PLL回路18通過PLL回路讀取計數(shù)器 17中的內容，接收到指示PLL回路18的行頻率相對于最佳值的偏移的校 正變量。實際上，每個掃描圖像的線頻率有兩次修正， 一次是使用分頻器 14的參考脈沖， 一次是使用計數(shù)器17的計數(shù)值。第三結構如圖4所示。這一結構與圖1所示結構的不同之處在于與門19，該與門一輸入端連接于鑒別器13,其輸出端連接于轉換電路15的參 考脈沖輸入端而不是分頻器14(未示出)。與門19的第二輸入端通過計數(shù) 器20連接于PLL控制回路18的行脈沖輸出端。計數(shù)器20具有連接于與 門19輸出端的復位輸入端。只要計數(shù)器20的計數(shù)值低于預設限值，其中 該預設限值大于在轉換電路15中產(chǎn)生的視頻信號的行數(shù)的7/8且小于該線 性數(shù)，則計數(shù)器20的輸出信號就為邏輯零。如果超過該限值，輸出信號 為l，結果此時由檢測裝置檢測到的片孔邊緣的通過會引導在與門19的輸 出端輸出一參考脈沖。在圖l的結構中，該參考脈沖同步轉換電路15或 PLL控制回路18;另外，由于額外復位計數(shù)器20,所以接下來的七次片 孔通過在與門中將一皮抑制。
權利要求
1.用于檢測電影膠片(1)的片孔(3)的檢測裝置，該裝置具有至少一個光源(6，6′，6″)；至少一個用于接收由所述光源(6，6′，6″)發(fā)出并與膠片(1)的片孔區(qū)域相互作用后的光(8)的掃描傳感器(7，7′，7″)；以及通過所述掃描傳感器(7，7′，7″)的輸出信號(L)檢測片孔(3)的邊緣何時通過光源(6，6′，6″)與掃描傳感器(7，7′，7″)之間的求值電路(13，14；13，13′，14，16；13″，14″)，其特征在于所述光源(6，6′，6″)發(fā)出第一偏振態(tài)的光，而所述掃描傳感器(7，7′，7″)選擇性對第二偏振態(tài)的光敏感。
2. 如權利要求1所述的檢測裝置，其特征在于所述第一和第二偏振 態(tài)為平行的線偏振態(tài)。
3. 如權利要求1所述的檢測裝置，其特征在于所述第一和第二偏振 態(tài)為正交的線偏振態(tài)。
4. 如上述任一權利要求所述的檢測裝置，其特征在于所述光源(6， 6' ,6〃 )發(fā)射可見光光譜范圍以外的光。
5. 如上述任一權利要求所述的檢測裝置，其特征在于所述求值電路 包括計數(shù)器(14)，用于對片孔的邊緣的通過次數(shù)進行計數(shù)，并在檢測到預 定通過次數(shù)之后，發(fā)送表示檢測到參考片孔的輸出信號。
6. 如上述任一權利要求所述的檢測裝置，其特征在于消隱電路(19， 20)，該電路用于在檢測到每個參考片孔后，在預定時間內使所述求值電路 無效。
7. 如上述任一權利要求所述的檢測裝置，其特征在于其具有至少兩 個彼此隔開的掃描傳感器(7, 7'),并且求值電路(13, 13' , 14， 16)設 計成通過邏輯組合所述掃描傳感器輸出的信號來檢測片孔的邊緣的通過。
8. 如上述任一權利要求所述的檢測裝置，其特征在于其具有至少兩 個掃描傳感器(7, 7')，它們與膠片傳輸方向成一角度地彼此隔開，并設計 成利用掃描傳感器(7, 7')之間的時間偏移量來檢測膠片的傾斜位置。
9. 如權利要求8所述的檢測裝置，其特征在于所述至少兩個掃描傳 感器(7， 7')設置在膠片的兩個不同的片孔區(qū)域處。
10. 膠片掃描儀，其具有用于掃描膠片的圖像區(qū)域的傳感器設置和如上 述任一權利要求所述的檢測裝置。
11. 檢測電影膠片的片孔的方法，包括以下步驟 利用發(fā)射第一偏振態(tài)的光的光源照明包括片孔的膠片的片孔區(qū)域；利用選擇性地對第二偏振態(tài)的光敏感的傳感器接收與膠片的片孔區(qū)域 相互作用后的所述具有第一偏振態(tài)的光；以及當片孔的邊緣通過所述光源與傳感器之間時發(fā)出輸出信號。
12. 如權利要求11所述的方法，其中所述第一和第二偏振態(tài)為線性 的，并且互相平行或正交。
13. 如權利要求11所述的方法，其中所述光源發(fā)射可見光范圍以外 的光譜。
14. 如權利要求11所述的方法，其中，還包括以下步驟對片孔邊緣 通過的次數(shù)進行計數(shù)，并在檢測到預定通過次數(shù)時指示檢測到參考片孔。
15. 如權利要求14所述的方法，還包括以下步驟在檢測到參考片孔 后，在預定時間內使對通過次數(shù)的計數(shù)無效。
16. 如權利要求11所述的方法，其中，包括在兩個彼此分離的位置檢 測片孔并邏輯組合各個輸出信號。
17. 如權利要求16所述的方法，其中，包括在與膠片輸出方向成一角 度的兩個彼此分離的位置執(zhí)行檢測，并對在彼此分離的位置得到的輸出信號 之間的時間偏移進行求值。
18. 如權利要求17所述的方法，其中，包括在膠片兩個不同的片孔區(qū) 域設置兩個彼此分離的位置。
19. 用于執(zhí)行上述權利要求11到18中任意一項所述的方法的膠片掃描儀。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于檢測電影膠片(1)的片孔(3)的檢測裝置，該裝置具有至少一個光源(6，6′，6″)；至少一個用于接收由所述光源(6，6′，6″)發(fā)出并與膠片(1)的片孔區(qū)域相互作用后的光(8)的掃描傳感器(7，7′，7″)；以及通過所述掃描傳感器(7，7′，7″)的輸出信號(L)檢測片孔(3)的邊緣何時通過光源(6，6′，6″)與掃描傳感器(7，7′，7″)之間的求值電路(13，14；13，13′，14，16；13″，14″)，其特征在于所述光源(6，6′，6″)發(fā)出第一偏振態(tài)的光，而所述掃描傳感器(7，7′，7″)選擇性對第二偏振態(tài)的光敏感。
文檔編號H04N5/253GK101150671SQ20071014969
公開日2008年3月26日 申請日期2007年9月13日 優(yōu)先權日2006年9月14日
發(fā)明者洛·安德烈亞斯 申請人:湯姆森特許公司