Verfahren zum optischen Ausgleich der Bewegung von kontinuierlich durchlaufenden Filmen, insbesondere in Geräten zur Fernsehübertragung von Filmen Bei der Fernsehübertragung von Filmen treten Probleme auf, die sich bei der Über tragung von Diapositiven oder bei der Direkt aufnahme mit einer Kamera nicht stellen. Der Grund liegt darin, dass Film und Fernsehen von einer Bewegung nur diskrete Zeitmomente festhalten und dass diese Quantisierung der Zeit für Film und Fernsehen verschieden normiert ist.
Die einzige Lösung, die auch für nichtspeichernde Fernsehaufnahmever- fahren die Verwendung beliebiger Film- und Fernsehnormen erlaubt, besteht in der Ver wendung des sogenannten optischen Ausglei ches der FilmbewegLZng. Bei diesem Prinzip werden aufeinanderfolgende -Bilder stetig in einander überblendet, und dem Fernsehsystem wird dauernd ein stillstehendes Bild des in Wirklichkeit vorwärtsbewegten Films darge boten.
Aus diesen und weiteren Gründen wer den heute zur Fernsehabtastung wieder Film projektoren mit optischem Ausgleich der Film bewegung benützt, die keine Dunkelpause auf weisen und schon vor 1928 von Mechau zu hoher Wiedergabegüte entwickelt wurden. Bei der Verwendung derartiger Projektoren ist die Geschwindigkeit des Filmablaufes voll kommen unabhängig von der Fernsehabtast- gesehwindigkeit.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum optischen Ausgleich der Bewegung eines kontinuierlich durchlaufenden Films, insbe- sondere in Geräten zur Fernsehübertragung von Filmen. In an sich bekannter Weise sind zwei optische Systeme vorhanden, von denen jedes einzeln ein Filmbild auf eine Bezugs ebene abbildet und wobei die optischen Ach sen dieser beiden Abbildungssysteme zum Zwecke des Ausgleiches der Filmbewegung einzeln derart.
bewegt werden, dass sich jeweils .abwechselnd die optische Achse des einen Sy stems im Sinne der Filmvorschubrichtung be wegt und so ein bestimmtes Filmbild als schein bar stillstehend abbildet, während die optische Achse des andern Systems sich entgegen der Filmv orschubrichtung vom vorhergehenden zum nächstfolgenden Filmbild zurückbewegt, wobei die betreffende Abbildung durch eine Blendenanordnung ausgeblendet wird.
Bei Geräten zum optischen Ausgleich der Bildwanderung ist es bereits bekannt, einen die geometrische Lage des Filmbildes kenn zeichnenden Punkt auf dem Film, z. B. die Perforation des Films, zur Steuerung der still stehenden Abbildung des bewegten Filmbildes auszuwerten. Diese bekannten Geräte ent halten einen elektronisch gesteuerten Korrek turspiegel, der gleichzeitig alle an der Ab bildung teilhabenden optischen Systeme beein flusst. Während der Zeit, da gleichzeitig meh rere optische Systeme zur Abbildung beitragen, z. B. beim Überblenden von einem optischen System auf ein anderes, ist es daher nicht möglich, die Bewegungsfehler jedes dieser optischen Systeme auszugleichen.
Aus diesem Grund ist mindestens während der Überblen- dungszeit eine ausserordentlich hohe mechani sche Präzision der zum Bewegungsantrieb der optischen Systeme dienenden Mittel erfor derlich. Während dieser Überblendungszeit kann der Korrekturspiegel auch allfällige Ab weichungen der Filmlänge von dem Normal mass, auf welches das Gerät jeweils eingestellt ist, nicht ausgleichen. Ausserdem erhöht die Abbildung über den zusätzlichen Korrektur spiegel den störenden Streulichtanteil.
Diese Nachteile werden durch das erfin dungsgemässe Verfahren beseitigt. Dieses be steht darin, dass die Bewegungen der optischen Achsen beider Abbildungssysteme dauernd unabhängig voneinander gesteuert werden und dass, wenn sich diese Achsen in Filmvorschub richtung bewegen, zur Erzielung einer Nach laufsteuerung jeder der Achsen die Abwei chung der durch das betreffende optische Sy stem vermittelten Abbildung mindestens eines die geometrische Lage des Filmbildes kenn zeichnenden Punktes auf dem Film von min destens einem festen Punkt in der Bezugsebene ausgewertet wird.
Die Korrektur der allfälligen Bewegungs fehler der optischen Systeme wird durch diese selbst vorgenommen. Es werden keine zusätz lichen Korrekturspiegel für die LTbertragung des Filmbildinhaltes benötigt, so dass weniger Streulicht entsteht als bei den bekannten Ge räten. Ausserdem stellt die Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens geringere Ansprüche an die Präzision der zum Bewegungsantrieb des Films und der optischen Systeme bestimm ten Mittel, weil keine Bewegungsfehler unkor- rigiert bleiben, auch während der Oberblen dung vom einen optischen System auf das an dere.
Ein Ausführungsbeispiel zur Durchfüh rung des erfindungsmässigen Verfahrens ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Darin sind mit 1 der zu übertragende Film und mit. 2 die für die Fernsehübertragung massgebende Bezugsebene bezeichnet. Film und Bezugsebene werden aufeinander abgebildet sowohl durch das Objektiv 3 als auch durch das gleichartige Objektiv 4. Diese beiden Objektive 3 und 4 sind im vorliegenden Bei spiel zwei Hälften eines normalen symmetri- schen Objektivs.
Beide sind, unabhängig von einander, parallel zur Filmvorschubrichtung verschiebbar und derart. montiert, dass sich die Hauptpunkte beider Objektive auf derselben Parallelen zur Filmrichtung bewegen. Mit 5 ist eine rotierende Blende, und mit 6 sind zwei elektromechaniscbe Wandler bezeichnet, die die Objektive 3 und 4 verschieben. Die Wandler haben z. B. die Form eines Laut sprechermagneten, bei dem das Objektiv 3 bzw. 4 mit der Spule 6a verbunden ist, die sieh je nach Stromrichtung auf oder ab bewegt. Mit 7 ist eine Kondensorlinse und mit 8 eine Photokathode bezeichnet; 9 ist eine feststehende Blende und 10 ein Hilfsobjektiv.
Zwei Paare von Photozellen 11, 13 und 12, 14 steuern paarweise die beiden gleichartigen Verstärker 15 aus; diese speisen die elektro mechanischen Wandler 6.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ent steht das Fernsehsignal in einem sogenannten Leuehtpunktabtaster. Die Bezugsebene 2 ist hier der Leuchtschirm der Kathodenstrahl röhre, die den als Lichtquelle benützten Leuchtpunkt erzeugt. Dieser Leuchtpunkt be wegt sich über den Schirm und schreibt dabei ein Fernsehraster der betreffenden Norm. Die ses Raster auf dem Leuehtsehirm 2 wird durch die Objektive 3 und 4 auf das zu übermit telnde Filmbild scharf abgebildet. Das Licht, das den Film passiert., fällt jenseits des Kon- densors 7 auf die Photokathode B.
Die durch gelassene Lichtmenge ist dabei ein Mass für die Schwärzung desjenigen Punktes des Film bildes, der der Lage des Lichtpunktes inner halb des Fernsehrasters im betreffenden Zeit moment entspricht. Der Emissionsstrom der Photokathode 8 stellt somit unmittelbar das Fernsehsignal dar.
Für die Fernsehabtastung spielt die Film bewegung dann keine Rolle, wenn die Objek tive 3 und 4 sieh entsprechend dem Film vorschub parallel zur Filmvorschubrichtung verschieben. Dass diese Objektivbewegung genau der Filmbewegung entspricht, wird mit einer in folgendem erwähnten Nachlaufsteue- rung erreicht. Diese geht von der Abbildung eines bestimmten Punktes auf dem Film aus, welcher Punkt die geometrische Lage des Film bildes genau kennzeichnet und der für alle Filmbilder gleichartig ist. Für diesen Zweck eignet sich z.
B. das dem Filmbild nächstlie- gende Perforationsloch im Film 1. Solange. das Bild des Perforationsloches gegenüber dem. Leuchtschirm stillsteht, wird auch das Raster des Leuchtschirmes relativ stillstehend auf den bewegten Film abgebildet.
Es soll nun erläutert werden, dass sich bei der gewählten Anordnung tatsächlich jedes der beiden Objektive 3 und 4 derart bewegt., dass es eine stillstehende Abbildung zwischen dem Leuchtschirm und dem irgendwie bewegten Film. vermittelt. Es wird dabei vorausgesetzt, dass die Blende 5 für die zur Abtastung ver wendete Lichtwellenlänge nicht durchsichtig erscheint, dass sie hingegen die zur Abbildung des Perforationsloches verwendete Lichtfarbe durchlässt. Von der beleuchteten Filmperfora tion würden in der Ebene des Leuchtschirmes 2 zwei Bilder entstehen, die von den zwei Objektiven 3 und 4 herrühren, wenn nicht ein kleiner Spiegel<B>1.6</B> Strahlen von ausserhalb des eigentlichen Filmbildes zur Seite ablenken würde.
Wenn sieh die Objektive 3 und 4 in der Lage befinden, bei der das Leuehtpunkt- raster genau auf ein Filmbild abgebildet wird, so fallen die Bilder des diesem Filmbild zu geordneten Perforationsloches genau auf die Blende 9. Bei Durchsiehtsbeleuehtung der Filmperforation wird stets dann Licht auf die obern Photozellen 11 und 12 fallen, wenn sieh ein Objektiv gegenüber der richtigen Lage nach oben verschoben hat. Im umgekehrten Fall, das heisst bei einer Abweichung nach unten, werden die untern Photozellen 13 und 14 beleuchtet.
Dabei bildet das Hilfsobjektiv <B>1.0</B> die Trennfuge zwischen den Objektiven 3 und 4 derart auf die Kante zwischen den Spiegelflächen 17 zwischen den Photozellen paaren 11112 oder 13/14 ab, dass das vom Objektiv 3 her stammende Licht nur auf die Photozellen 12 oder 14 gelangen kann und das vom Objektiv 4 her stammende Licht nur auf die Photozellen 11 oder 13. Wenn nun die Photozellen 12 und 14 im Gegentakt über einen kräftigen Verstärker 15 die zum Objek tiv 3 gehörende Spule 6 im richtigen Sinne speisen, so korrigiert sich jede Bewegung des Bildes eines Perforationsloches gegenüber der Blende 9 selbsttätig. Dasselbe geschieht auch mit den Photozellen 11, 13 und dem Objektiv 4.
Jede Bewegung des Films teilt sich so den Objektiven 3 und 4 mit, unabhängig von der Art des Filmvorschubes oder dem Abstand zweier Filmbilder. Dieser Punkt stellt einen wesentlichen Fortschritt dar gegenüber be kannten Lösungen des optischen Ausgleichs der Filmbewegung, die alle den Schrump- fungs7ustand des Films kennen und sinngemäss berücksichtigen müssen.
Die beiden N achlaufsteuerungen müssen noch in Abhängigkeit von der mit dem Film transport gekoppelten Blende 5 beeinflusst werden, und zwar so, dass während der Zeit, in der ein Objektiv durch die Blende 5 vom Abtastvorgang abgetrennt ist, die betreffende Nachlaufsteuerung vorübergehend aufgehoben und eine Rückwärtsbewegung des betreffenden elektromechanischen Antriebes 6 herbeigeführt wird; bis derselbe das übernächste Perfora tionsloch einfängt. Zu diesem Zweck werden synchron zur Bewegung des Films 1 und der Blende 5 elektrische Impulse abwechslungs weise in die beiden Regelkreise 15, 6, 3, 12, 14, 15 und 15, 6, 4, 11, 13, 15 eingeführt.
Diese zusätzliche Beeinflussung der gleichen Mittel, die zur Nachlaufsteuerung der beiden Objek= tive in der Filmvorsehubrichtung dienen, be wirkt nun, dass, während das eine Objektiv sich im Sinne der Filmvorschubrichtung be wegt und so ein bestimmtes Filmbild als schein bar stillstehend abbildet, die optische Achse des andern Systems sich entgegen der Film vorschubrichtung vom vorhergehenden zum nächstfolgenden Filmbild zurückbewegt. Die Abbildung des Bildinhaltes wird für das jenige Objektiv, das jeweils die an zweiter Stelle beschriebene Bewegung ausführt, durch die Blende 5 ausgeblendet.
Da die Rückwärts bewegung gegen den Film etwas rascher als die Bewegung mit dem Film erfolgt, gibt es bei jedem Wechsel der Funktion der beiden Objektive eine gewisse Zeit, während der zwei aufeinanderfolgende Filmbilder auf dieselbe Stelle der Bezugsebene 2 stillstehend abge bildet werden. Während dieser Zeit werden sie durch die Blende 5 bei konstanter Gesamt helligkeit der Abbildung ineinander über blendet. Die Helligkeitskonstanz wird da durch erreicht, dass die Blende 5 von der Objektivpupille des einzublendenden Objek tivs den gleichen Flächenbetrag freigibt, wie sie ihn von der Pupille des auszublendenden Objektivs abdeckt. Dies lässt sich durch einen ;.eigneten Antrieb der Blende 5 erzwingen, z.
B. dadurch, dass die Blendenbleche auf einer relativ grossen, rotierenden Scheibe oder Trommel mit horizontaler Achse angebracht werden, so dass sie in der Filmrichtung an den Objektivpupillen vorbeidrehen.
Der Film braucht bei dieser Anordnung nicht gleichförmig, das heisst mit genau kon stanter Geschwindigkeit bewegt zu werden. Die für den Objektivantrieb benötigte Blind ; leistung wird kleiner bei einer geeigneten Ab weichung vom gleichförmigen Filmantrieb.
Die Bewegung der beiden Objektive ist nur in erster Näherung gegenläufig. Es würden daher Rüttelkräfte auf das ganze Gerät über , tragen, wenn die von den elektromechanischen Wandlern 6 ausgeübten Kräfte zwischen dem Apparategestell und den bewegten Objektiven angreifen würden. Aus diesem Grunde sind die elektromechanischen Wandler 6 zwischen den Objektiven 3 und 4 und je einer federnd aufgehängten Hilfsmasse wirksam. Als Hilfs massen dienen die Permanentmagnete 6b der elektromechanischen Wandler 6; sie bewegen sich daher stets mit mechanischen Impulsen, die denjeni--en der Objektive 3 und 4 ent gegengesetzt sind, so dass das System aller bewegten Teile nach aussen ausgewuchtet ist.
Bei den vorstehenden Erläuterungen der Vorrichtung zur Durchführung des beschrie- ; benen Verfahrens wurde vorausgesetzt, da.ss die Photokathode ä über der ganzen beleneh- teten Fläche gleichmässig empfindlich sei. Dies wird dadurch erreicht, dass nach der Her- Stellung der Photozelle eine geeignete Parb- stoffverteilung auf die äussere Glasoberfläche aufgetragen wird, die überall dort etwas Licht absorbiert, wo sonst die Photokathodenemp- findlichkeit zu hoch wäre.
Während die Lösung des optischen Aus gleichs von Mechau auf der Kondensatorseite ein zweites Mal bewegte optische Elemente benützt, um die Inhomogenitäten der Bogen lampe (welcher im vorliegenden Fall die Photokathode entspricht) gegenüber dem wie dergegebenen Bild stillzusetzen, lassen sich durch das beschriebene Verfahren schon mit stillstehenden Spiegeln, die zwischen Film und Photokathode in den Strahlengang einge schaltet werden, die beiden Objektivpupillen ungefähr auf dieselbe Stelle der Photokathode abbilden, da der Pupillendurchmesser gross gegenüber der maximalen Verschiebung der Objektive ist.
Das beschriebene Verfahren ist mit der be schriebenen Vorrichtung nur in einer Variante dargestellt. Selbstverständlich ist es nicht an die Leuehtpunktabtastung gebunden, und es sind Anwendungen ausserhalb der Fernseh- übertragung denkbar, z. B. die direkte Pro jektion eines Films auf eine Bildwand. Die optischen Achsen der zwei optischen Abbil dungssysteme könnten auch durch Bewegung zweier Spiegel oder zweier Prismen bewegt werden. Es wäre auch vorteilhaft, zur Steue rung der Objektivbewegung an Stelle des Per forationsloches andere auf dem Film ange brachte Marken zu verwenden, z.
B. den obern bzw. untern Bildrand oder speziell zu diesem Zweck mitphotographierte Marken. Ferner wäre auch denkbar, den Rücklauf der opti schen Achsen gegen den Film anstatt durch elektrische Impulse durch entsprechende Licht impulse auf die Photozellen 11 bis 14 oder durch mechanische Impulse auf die Objek tive 3 und 4 herbeizuführen. Ebenso kann das Aus- und Überblenden, bei Verwendung von zwei getrennten Photokathoden, statt mit einer mechanisch bewegten Blende 5, elektrisch ausgeführt. werden.
Das beschriebene Verfahren erlaubt eine sehr hohe Präzision in den Bewegungen zum optischen Ausgleich der Filmbewegung, ohne dass diese Präzision auch von den Filmabmes sungen oder von mechanischen Teilen der Abtastv orrichtung verlangt werden müsste. Insbesondere funktioniert das beschriebene Verfahren unabhängig vom Schrumpfungs zustand des Films.