CN101150671A - 胶片扫描仪及其检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于检测电影胶片(1)的片孔(3)的检测装置,该装置具有至少一个光源(6,6′,6″);至少一个用于接收由所述光源(6,6′,6″)发出并与胶片(1)的片孔区域相互作用后的光(8)的扫描传感器(7,7′,7″);以及通过所述扫描传感器(7,7′,7″)的输出信号(L)检测片孔(3)的边缘何时通过光源(6,6′,6″)与扫描传感器(7,7′,7″)之间的求值电路(13,14;13,13′,14,16;13″,14″),其特征在于:所述光源(6,6′,6″)发出第一偏振态的光,而所述扫描传感器(7,7′,7″)选择性对第二偏振态的光敏感。
Description
技术领域
本发明涉及一种扫描电影胶片并将其上图像转换为视频信号的胶片扫描仪,以及使用在该胶片扫描仪中用于检测胶片片孔的检测装置。
背景技术
例如,如DE19731531B4中所述的胶片扫描仪包括采用空间解析方式扫描胶片的图像部分的传感器设置,比如CCD行传感器(line sensor)设置,以及使胶片以受控速度通过传感器设置的驱动装置。在转换为视频信号的过程中,各图像都必须被转换为预定数量行的视频信号。通常利用合成的脉冲驱动CCD行设置来实现这个目的,其中每个脉冲触发扫描一行,以便在图像通过传感器设置的期间里扫描一定数量的行。为此,胶片的传输速度必须与扫描频率精确同步。
为了产生并保持这样的同步,利用片孔的孔洞(更准确地说是“米切尔孔”)给出了胶片中图像位置的精确参考这一事实,并使用检测片孔的检测装置,该检测装置包括光源、用于接收由光源发出并由胶片穿孔部分透射的光的扫描传感器、以及当片孔边缘通过光源与扫描传感器之间时,根据扫描传感器的输出信号进行检测的求值电路。
传统检测装置利用每次片孔边缘经过光源与扫描传感器之间的光束路径时,到达扫描传感器的光强会出现暂时骤降(dip)这一事实。上述光强的骤降是由于在冲压片孔时片孔边缘区域中材料发生变化引起的。通常这样的变化会对胶片材料的机械强度产生不利影响,随着长时间的使用,可能会导致片孔撕裂。因此,本质上是希望冲压片孔的过程中材料的变化尽可能的小。然而,材料变化越小,当片孔边缘经过时由上述已有的检测装置检测出来的光强骤降也就越小。检测出的光强骤降越小,则越难以将其与由其他原因引起的通过扫描传感器检测出的光强波动区分出来。于是导致对片孔边缘的检测不可靠、不准确。
发明内容
因此,本发明的目的是要提供一种用于检测电影胶片片孔的检测装置,其可以实现对片孔边缘的准确检测并提供大信噪比。
本发明由一种用于检测电影胶片片孔的检测装置实现,该装置包括至少一个光源;至少一个用于接收由光源发出并与胶片穿孔部分相互作用后的光的扫描传感器;以及通过扫描传感器的输出信号检测何时片孔边缘通过光源和扫描传感器之间的求值电路,其中,光源发射的光具有第一偏振态,而扫描传感器选择性地对第二偏振态的光敏感。
如果两种偏振态相同,特别是如果为平行线偏振光,则通过偏振敏感的扫描传感器检测到的远离片孔边缘的光强不同于使用传统的非偏振敏感的扫描传感器检测到的光强。然而,如果片孔边缘位于光束路径上,在片孔边缘处改变偏振态的一部分光不能被偏振敏感的传感器检测到。因此,由偏振敏感的传感器检测到的强度骤降大于由传统的非偏振敏感的扫描传感器检测所得,结果使得对片孔边缘的检测信噪比更大,准确率更高。
或者,如果第一和第二偏振方向正交也可以,特别是为正交线偏振光。在这种情况下,在非片孔区域时由扫描传感器检测到的光强总为零(或者,在胶片材料中应力双折射的情况下,接近为零);而当出现片孔区域时,在此区域中偏振态改变的一部分光被扫描传感器检测到。由于在这样的结构中扫描传感器的输出信号基本没有背景噪声和/或背景信号,所以由扫描传感器检测到的低光强足以实现大信噪比和相应的准确检测。
为了在同步扫描邻接于片孔的图像时不产生负面的影响,在扫描图像期间光源优选发射可见光谱范围以外的光。
一般,与胶片上每个图像相关的有多个片孔,其中唯一一个,即所谓“米切尔孔”,作为胶片上图像的定位参考,因此为扫描图像提供了最准确的参考。为了在各种情况下检测装置仅仅检测连续图像的米切尔孔,求值电路可以设有一计数器,用于对片孔边缘的通过次数进行计数,并在检测到预定通过次数之后,发送表示检测到参考片孔的输出信号。
如果穿孔损坏导致片孔边缘损坏或同时缺失,并因此在胶片的传输过程中不能被正确检测到,则计数器可能可能丢失同步。这个问题可以利用在每个参考片孔被检测出后使求值电路失效一段预定时间的消隐电路来解决。如果该消隐电路在每个参考片孔被检测出后使求值电路无效一段预定时间,使得下一个被检测出的片孔边缘与参考片孔相关,则与参考片孔无关的被损坏片孔不再影响检测。
另一种减小类似检测误差的途径是使检测装置至少设置有两个彼此隔开的扫描传感器,其中求值电路通过逻辑组合所述扫描传感器的输出信号来检测片孔边缘的通过次数。该至少两个扫描传感器设置在不同的位置用于检测相同片孔的边缘。它们可以设置在相同片孔区域的不同片孔处或者设置在胶片图像区域两边的不同片孔区域处。
如果存在两个扫描传感器与胶片传输方向成一角度彼此隔开,则还可以利用扫描传感器之间的时间偏移量来检测胶片的倾斜位置。
在这种情况下,该至少两个扫描传感器优选设置在胶片的两个不同的片孔区域处。
本发明另外一个主题是具有用于扫描胶片图像区域的传感器和如上所述的检测片孔的检测装置的胶片扫描仪。
附图说明
从以下参照附图对示例性实施例的描述中可以明了本发明的其它特征和优点,所述附图中:
图1示出根据本发明第一结构的胶片扫描仪的本发明必要部分的方框图。
图2示出根据第一结构的与图1具有类似结构的扫描仪的图示。
图3示出根据第二结构的与图1具有类似结构的扫描仪的图示;以及。
图4示出根据第三结构的与图1具有类似结构的扫描仪的图示。
具体实施方式
图1示出被扫描的胶片1,位于胶片1的中央区域的图像2,以及形成在胶片1的两个边缘区域的片孔3。光源4和用于扫描图像2的传感器行5互相面对地设置于中央区域的两边。用于传输胶片1使之通过光源4和传感器行5之间的装置以及传感器行5本身可以为任意一种已知形式,如DE19731531B4中具体所述,由于这不是理解本发明所必需的,所以在此不作详细描述。
检测器组件设置在传感器行5的其中一个边缘区域的沿着胶片1传输方向(图1中从下向上)的上游。该检测器组件包括红外光源6,如发光二极管;位于胶片1的另外一侧并面对红外光源6的红外扫描传感器7;以及在从光源6到扫描传感器7的光束8的路径上顺序布置的偏振器9、会聚透镜10、另一个会聚透镜11和检偏器12。第一会聚透镜10将光束8聚焦在胶片1的平面上;第二会聚透镜将光束8聚焦在扫描传感器7上。偏振器9和检偏器12具有任意的平行偏振平面。
如果光束8穿过片孔3或者胶片1的离开片孔3边缘的部分,由偏振器9产生的偏振态不改变,光束8基本上没有减弱地通过检偏器9。然而,如果光束8照在片孔3的边缘,光束8的一部分将散射损失。在这过程中,不仅光的方向改变,其偏振面也发生改变。一小部分光强烈偏转而导致其不再入射到会聚透镜11,也不再被传感器7检测到,而无论其偏振态如何。偏转较弱的一部分光仍旧入射在会聚透镜11上,由于其偏振平面的改变,在检偏器12处衰减。因此,如作为插图的图中所示,与接收到的光强成比例的传感器7的输出信号L表现为时间t的函数。具有带噪音的高水平而平均水平保持相同的段被暂时的骤降分开,所述骤降各自对应于片孔边缘在光源6和扫描传感器7之间的通过。由于骤降比在没有偏振器9和检偏器12的对应设置情况下的更低,所以该骤降的临时位置以及片孔边缘在光源6和传感器7之间通过的时间都可以更准确的检测到。
为了准确地检测骤降的临时位置,更有优选的是使骤降的持续时间更短。这可以通过将光束8锐利地聚焦在胶片平面上来完成。具体而言,如此的锐利聚焦可以利用低横模的相干光束8来实现,而这可以通过使用激光作为光源6来实现。
此外,波长越短,光束8就可以被聚焦得越窄。因此,与上述IR激光二极管相比,使用波长更短的激光二极管是有利的。因为由于杂散光的缘故,作为光源6的发出可见光波段的光的激光二极管可与传感器行5处的图像扫描发生干涉,所以所述更短的波长应位于紫外波段范围内较为有利。
根据一种改进,偏振器9和检偏器12的偏振平面相互成直角。通过片孔3或者远离片孔3边缘的胶片材料的光保持其偏振态,并在检偏器12中被抑制。只有在孔边缘偏振态发生变化的光才能通过检偏器12并到达扫描传感器7。因此,扫描传感器7的输出信号主要显示零水平,当片孔边缘通过光源6和传感器7之间时才出现短脉冲。
连接到扫描传感器7的输出端的为一鉴别器,例如,施密特触发器13,该鉴别器在偏转器9和检偏器12平行设置的情况下为每一次光强骤降(或者在它们垂直设置的情况下为每一个脉冲)向分频器14输出标准计数脉冲。分频器14为一计数器,其在所有情况下每从鉴别器13接收8个脉冲则发出一个脉冲。上述脉冲被馈送至连接到传感器行5上的转换电路15的同步输入端,以便将由传感器行5检测到的颜色和亮度值转化为视频信号。分频器14利用两个边缘区域中的一个上的四个片孔3精确对应胶片1上的一个图像2,因此,在所有情况下,鉴别器13输出的8个计数脉冲对应于图像2通过扫描器。
一般,与图像2邻近的四个片孔3中,传输方向上的第一个孔被称为米切尔孔,用作随后图像2的定位参考。因此,分频器14最好同步,以便在由扫描传感器7检测出的片孔边缘与米切尔孔相关时的准确的点上,向转换电路15提供参考脉冲。例如,如果在胶片开头通过扫描仪时,转换电路15在传感器行5检测到两图像之间的间隙时向计数器14发送一复位脉冲,则可以实现上述同步。
转换电路15包括一振荡器,其可以设计成例如PPL控制回路18的形式,并规定转换电路15查询传感器行5的频率,以便在各种情况下产生视频信号的图像行。通过使上述振荡器18的频率与来自分频器14的参考脉冲同步,可以保证从每一个图像1以恒定距离来扫描对应所使用的视频信号标准的图像行。
或者,转换电路15也可以通过固定频率振荡器工作,并且作为替代,利用分频器14的参考脉冲来使胶片的传输速度与转换电路15的固定行频率匹配。
图2示出扫描仪的结构,其中与上述检测器组件设计相同的第二检测器组件包括光源6′、传感器7′、偏振器9′、透镜10′和11′以及检偏器12′,该第二检测器组件设置在胶片1的第二边缘区域。如上所述,此处可以将偏振器9′和检偏器12′定向为使之平行或正交。鉴别器13、13′连接在两个扫描传感器7、7′中每一个的下游。两个鉴别器13、13′的输出端都经由或门16连接至计数器14的输出端。如果胶片1的其中一个边缘区域中的片孔被损坏,并且相邻片孔3之间的片(web)17缺失,则相应的另一边缘区域上的孔边缘仍然能被准确地检测出并由计数器14计数。因此,在一边片孔损坏的情况下,米切尔孔的参考脉冲同步不会丢失。
此外,除了单个扫描传感器7或7′,也可以设置传感器行,其中,该传感器行可以相对胶片传输方向沿一角度设定,并且这些传感器彼此独立地检测同一片孔边缘的通过情况。由这些传感器提供的多个信号可以通过不同的方式在替代鉴别器14和或门16的求值电路中使用。这样可以从多个传感器输出信号中获得降低噪声分量之后的一平均信号,这使得可以更为可靠地检测光强的骤降或峰值。或者,可以分别检验每个传感器输出信号,以确定它们是否指示片孔边缘的通过,其中如果至少预定最小数量的传感器的输出信号指示边缘通过,则求值电路认为片孔边缘确实已经被检测到,并向计数器14发送一对应的计数脉冲。多个传感器也可以独立确定边缘通过的次数,并且可以确定这些次数在胶片宽度方向上是否表现出增加或减少的趋势。如果是这种情况,则可以在控制胶片传输或将由传感器行5扫描的图像信息转化为视频信号时,考虑胶片1位置的倾斜。
第二结构如图3所示。其与图1所示扫描仪的不同之处在于第二检测器组件,该第二检测器组件包括红外光源6″、偏振器9″、透镜10″和11″、检偏器12″以及扫描传感器7″,该检测器组件布置在胶片1的与具有扫描传感器7的组件相同的边缘区域。两组件之间的距离大约相当于沿胶片传输方向的图像宽度的一半。1:8分频器14″通过鉴别器13″连接于扫描传感器7″的输出端,该分频器通过转换电路15与分频器14一样被同步,以便在每次检测到米切尔孔时输出一参考脉冲。计数器17具有连接于分频器14的设定输入端和一连接于PLL控制回路18的行脉冲(linepulse)信号的计数输入端,每次从计数器14接收参考脉冲,从一预定的起始值开始对PLL控制回路18的行脉冲。该起始值是根据两个组件之间的距离相应设定的,使得如果行脉冲的频率与胶片传输速度完全匹配,则当分频器14″向PLL回路18输出参考脉冲时计数器17具有零值。当接收到来自分频器14″的参考脉冲时,PLL回路18通过PLL回路读取计数器17中的内容,接收到指示PLL回路18的行频率相对于最佳值的偏移的校正变量。实际上,每个扫描图像的线频率有两次修正,一次是使用分频器14的参考脉冲,一次是使用计数器17的计数值。
第三结构如图4所示。这一结构与图1所示结构的不同之处在于与门19,该与门一输入端连接于鉴别器13,其输出端连接于转换电路15的参考脉冲输入端而不是分频器14(未示出)。与门19的第二输入端通过计数器20连接于PLL控制回路18的行脉冲输出端。计数器20具有连接于与门19输出端的复位输入端。只要计数器20的计数值低于预设限值,其中该预设限值大于在转换电路15中产生的视频信号的行数的7/8且小于该线性数,则计数器20的输出信号就为逻辑零。如果超过该限值,输出信号为1,结果此时由检测装置检测到的片孔边缘的通过会引导在与门19的输出端输出一参考脉冲。在图1的结构中,该参考脉冲同步转换电路15或PLL控制回路18;另外,由于额外复位计数器20,所以接下来的七次片孔通过在与门中将被抑制。
Claims (19)
1.用于检测电影胶片(1)的片孔(3)的检测装置,该装置具有至少一个光源(6,6′,6″);至少一个用于接收由所述光源(6,6′,6″)发出并与胶片(1)的片孔区域相互作用后的光(8)的扫描传感器(7,7′,7″);以及通过所述扫描传感器(7,7′,7″)的输出信号(L)检测片孔(3)的边缘何时通过光源(6,6′,6″)与扫描传感器(7,7′,7″)之间的求值电路(13,14;13,13′,14,16;13″,14″),其特征在于:所述光源(6,6′,6″)发出第一偏振态的光,而所述扫描传感器(7,7′,7″)选择性对第二偏振态的光敏感。
2.如权利要求1所述的检测装置,其特征在于:所述第一和第二偏振态为平行的线偏振态。
3.如权利要求1所述的检测装置,其特征在于:所述第一和第二偏振态为正交的线偏振态。
4.如上述任一权利要求所述的检测装置,其特征在于:所述光源(6,6′,6″)发射可见光光谱范围以外的光。
5.如上述任一权利要求所述的检测装置,其特征在于:所述求值电路包括计数器(14),用于对片孔的边缘的通过次数进行计数,并在检测到预定通过次数之后,发送表示检测到参考片孔的输出信号。
6.如上述任一权利要求所述的检测装置,其特征在于:消隐电路(19,20),该电路用于在检测到每个参考片孔后,在预定时间内使所述求值电路无效。
7.如上述任一权利要求所述的检测装置,其特征在于:其具有至少两个彼此隔开的扫描传感器(7,7′),并且求值电路(13,13′,14,16)设计成通过逻辑组合所述扫描传感器输出的信号来检测片孔的边缘的通过。
8.如上述任一权利要求所述的检测装置,其特征在于:其具有至少两个扫描传感器(7,7′),它们与胶片传输方向成一角度地彼此隔开,并设计成利用扫描传感器(7,7′)之间的时间偏移量来检测胶片的倾斜位置。
9.如权利要求8所述的检测装置,其特征在于:所述至少两个扫描传感器(7,7′)设置在胶片的两个不同的片孔区域处。
10.胶片扫描仪,其具有用于扫描胶片的图像区域的传感器设置和如上述任一权利要求所述的检测装置。
11.检测电影胶片的片孔的方法,包括以下步骤:
利用发射第一偏振态的光的光源照明包括片孔的胶片的片孔区域;
利用选择性地对第二偏振态的光敏感的传感器接收与胶片的片孔区域相互作用后的所述具有第一偏振态的光;以及
当片孔的边缘通过所述光源与传感器之间时发出输出信号。
12.如权利要求11所述的方法,其中:所述第一和第二偏振态为线性的,并且互相平行或正交。
13.如权利要求11所述的方法,其中:所述光源发射可见光范围以外的光谱。
14.如权利要求11所述的方法,其中,还包括以下步骤:对片孔边缘通过的次数进行计数,并在检测到预定通过次数时指示检测到参考片孔。
15.如权利要求14所述的方法,还包括以下步骤:在检测到参考片孔后,在预定时间内使对通过次数的计数无效。
16.如权利要求11所述的方法,其中,包括在两个彼此分离的位置检测片孔并逻辑组合各个输出信号。
17.如权利要求16所述的方法,其中,包括在与胶片输出方向成一角度的两个彼此分离的位置执行检测,并对在彼此分离的位置得到的输出信号之间的时间偏移进行求值。
18.如权利要求17所述的方法,其中,包括在胶片两个不同的片孔区域设置两个彼此分离的位置。
19.用于执行上述权利要求11到18中任意一项所述的方法的胶片扫描仪。
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Open date: 20080326 |