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Die
Erfindung betrifft einen Filmantrieb mit mindestens einer aktiv
antreibbaren Rolle sowie ein Verfahren zum Filmtransport.
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Die
bisher bekannten Filmantriebe kann man hinsichtlich ihrer Eigenart
des Transportes des Films in zwei unterschiedliche Gruppen unterteilen.
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Zum
einen werden die Filme diskontinuierlich mit einer Filmbildschaltung
bildweise, beispielsweise mittels eines Malteserkreuz-Getriebes,
transportiert. Bestandteil einer solchen Filmbildschaltung ist beispielsweise
eine zylinderförmige
Rolle, auf deren Umfang Zähne
angeordnet sind, die in die Perforationslöcher des Filmes eingreifen.
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Zum
anderen werden die Filme kontinuierlich über Capstan-Antriebe transportiert,
die beispielsweise mit elektronisch konvertierten Scheibenläufer-Motoren
ausgebildet sind. Auch bei dieser Art des Filmantriebes ist meist
zusätzlich
eine Zahnrolle vorhanden, die in die Perforationslöcher des
Filmes eingreift.
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Beim
Abspielen alter Kinofilme, entweder um sie vorzuführen oder
auch um sie zu digitalisieren, gibt es Probleme, die durch das Schrumpfen
des Filmträgermaterials
verursacht werden. Dabei erfolgt der Filmtransport wie bereits ausgeführt über Zahnrollen,
bei denen der Abstand der auf dem Umfang angeordneten Zähne genau
dem Abstand der Perforationslöcher
auf dem Film entspricht.
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Bei
alten und damit häufig
auch geschrumpften Filmen ist diese Übereinstimmung zwischen dem Zahnabstand
der Zahnrolle und dem Abstand der Perforationslöcher nicht mehr gegeben. Das
führt dazu,
dass der Film nicht mehr exakt an der Zahnrolle anliegt, sondern
an den Zähnen
Ruck-Gleit-Bewegungen (stick-slipp-effect) ausführt. Das führt zu Unregelmäßigkeiten
im Gleichlauf des Filmes.
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Beim
Abspielen und Vorführen
eines alten Filmes mittels Filmbildschaltung durch ein Malteserkreuz-Getriebe
macht sich das für
den Zuschauer nur durch leichtes Vibrieren des Filmbildes bemerkbar. Der
geschrumpfte Film selbst wird beim Abspielen durch höheren Druck
auf die Kanten der Filmperforation mechanisch besonders stark belastet.
Das führt zur
Zerstörung
der Perforationskanten und führt schließlich dazu,
dass der Film nicht mehr abgespielt werden kann und damit wertlos
wird.
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Noch
schwieriger wird es beim Scannen eines Filmes. Hier ist kein Malteserkreuz-Getriebe im Filmtransport,
sondern der Film muss hochpräzise und
mit sehr konstanter Geschwindigkeit mit Hilfe von Capstan-Antrieben
am Abtastkopf des Scanners vorbeibewegt werden.
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In
diesem Fall sind Vorrichtungen zwar in der Lage, die Filmschrumpfung
bezogen auf den Antriebsradius zu bestimmen, allerdings führt die
Kenntnis der Schrumpfung zu einer Schätzung des Originalbildes unter
Auflösungsverlusten,
da die Pixel interpoliert werden müssen. Dabei wird meistens ausgenutzt,
dass die Capstan-Rolle in ihrem Durchmesser im μm-Bereich exakt bekannt ist,
so dass die Anzahl der Umdrehungen der Capstan-Rolle zur Bewegung
eines Bildes zur Ermittlung der Schrumpfung des Filmes herangezogen
werden kann.
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Aus
der
DE 196 36 393
C2 ist eine Vorrichtung zur fernsehmäßigen Abtastung eines Films
bekannt, bei welcher der quer zum Strahlengang der Bildabtaststation
transportierte Film von mindestens einem Führungselement geführt wird
und bei welcher durch Abtastung bestimmte Teile des Films mindestens
ein Signal zur Korrektur von Bildstandsfehlern abgeleitet wird,
wobei die Lage des Films bezüglich des
Strahlengangs der Bildabtaststation durch Einwirken auf das Führungselement
in Abhängigkeit
des Korrektursignals verändert
wird. Dabei weist das Führungselement
ein quer zur Transportrichtung des Films verschiebliches mit einer
elektromechanischen Vorrichtung gekoppeltes Stellteil auf, durch
welches der Film kraftschlüssig
mit einem gefederten Anschlagteil des Führungselementes in Verbindung
gehalten wird, wobei das Signal zur Korrektur von Bildstandsfehlern
der elektro-mechanischen Vorrichtung zugeführt wird, die vorzugsweise
ein Piezo-Element ist,
welches in Richtung seiner Auslenkung mit dem einen Ende mit der
Laufwerksplatte der Transporteinrichtung und mit dem anderen Ende
mit dem Stellteil des Führungselementes
fest verbunden ist. Eine ähnliche
Vorrichtung ist aus der US – 6,450,644
B1 bekannt.
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Aus
der US – 5,144,187
ist ein Rotationsmotor bekannt, auf den piezoelektrische Aktuatoren
radial auf einer Rolle angeordnet sind. Durch eine Ansteuerung der
piezoelektrischen Aktuatoren kann ein Kontakt zu einer Welle je
nach Auslenkung der Aktuatoren gesteuert werden, so dass die gesteuerte
lineare Ausdehnung der Aktuatoren in eine gesteuerte rotatierende
Bewegung umgesetzt wird.
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Der
Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, einen Filmantrieb
zu schaffen, mittels dessen die Probleme aufgrund der Filmschrumpfung
reduziert werden.
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Die
Lösung
des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit
den Merkmalen der Ansprüche
1 und 11. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
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Hierzu
umfasst mindestens die aktiv angetriebene Rolle mindestens teilweise
eine Piezokeramik, mittels derer der Durchmesser der Rolle veränderbar
ist, wobei der Durchmesser in Abhängigkeit von der Einrichtung
zur Ermittlung eines Filmschrumpfungsmaßes veränderbar ist. Hierdurch wird erreicht,
dass sich die Rolle dem Film anpasst, wobei je nach Ausführung des
Filmantriebes erreicht wird, dass die Perforationslöcher weniger
stark beansprucht werden. Beim Scannen wird dabei der Drehwinkel
für ein
Bild wieder in Übereinstimmung
gebracht, d.h. der Drehwinkel der Rolle zur Bewegung eines Bildes
bleibt konstant, so dass eine Interpolation der Pixel überflüssig ist.
Dabei sei angemerkt, dass anstelle einer Piezokeramik auch andere
Materialien in Frage kommen, deren Ausdehnung steuerbar ist. Die
Veränderung
der Rolle kann dabei in Form einer Steuerung oder einer Regelung
erfolgen. Da jedoch typischerweise die Schrumpfung über den Film
konstant ist, reicht meistens eine Regelung über die ersten Bilder.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Rolle als Piezokeramik-Zylinder ausgebildet.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist der Piezokeramik-Zylinder mit einem Metall oder einer Metallverbindung
beschichtet. Hierdurch kann eine entsprechende Beschichtung eingestellt werden,
die optimal für
die Führung.
des Films ist. Dies kann beispielsweise eine Stahllegierung sein. Prinzipiell
kommen aber auch Kunststoffbeschichtungen in Frage, wenn diese eine
ausreichende Glattheit der Oberfläche sowie eine entsprechende
Abriebfestigkeit aufweisen.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist die Rolle, die beispielsweise aus Stahl gefertigt ist, mit einer
Piezokeramik beschichtet.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird die Steuerspannung für
die Piezokeramik induktiv eingekoppelt. Hierdurch kann auf die Rotation
störende
Verkabelungen verzichtet werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Rolle als Capstan-Rolle ausgebildet. Zusätzlich können neben der Capstan-Rolle
auch weitere gegebenenfalls vorhandene Zahnrollen mit einer beschriebenen
Piezokeramik ausgebildet sein, um die beschriebenen Probleme der
Beanspruchung der Perforationslöcher
zu vermeiden.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist die Rolle als Zahnrolle ausgebildet. Dabei wird durch den geänderten
Durchmesser auch der Abstand der Zähne geändert, so dass die Zähne wieder
zu den Perforationslöchern
ausgerichtet sind.
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Vorzugsweise
ist der Filmantrieb Bestandteil eines Filmscanners, wobei weiter
vorzugsweise die Taktung mindestens eines photosensitiven Sensors mit
der Umlaufgeschwindigkeit der Rolle synchronisiert ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Die
Fig. zeigen:
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1 ein
schematisches Blockschaltbild eines Filmantriebes in einem Filmscanner
und
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2 eine
schematische Darstellung eines Filmantriebes zur Filmbildschaltung
mit einer Zahnrolle.
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Der
Filmscanner 1 umfasst mindestens eine aktive Rolle 2 sowie
eine passive Rolle 3, über
die ein Film 4 über
eine nicht näher
dargestellte Filmbühne bewegt
wird. Ein Drehwinkelsensor 5 erfasst die Drehung der Rolle 2 und
gibt bei der Drehung um einen bestimmten Winkel ein Signal ab, das
zur Taktung eines photosensitiven Sensors 6 dient. Der
Film wird dabei über
eine nicht gezeigte Öffnung
in der Filmbühne
bewegt und von der dem Sensor 6 entgegengesetzten Seite
von einer Lichtquelle beleuchtet. Des Weiteren umfasst der Filmscanner
mindestens eine IR-LED 7 und einen entsprechenden Empfänger 8, mittels
derer die Perforationslöcher
des Filmes 4 erfassbar sind. Die Rolle 2 umfasst
einen Piezokeramik-Zylinder 9 und eine Stahlbeschichtung 10.
Dabei sind die Bodenflächen
der Rolle 2 beispielsweise unbeschichtet, so dass induktiv
eine Steuerspannung in den Piezokeramik-Zylinder 9 einspeisbar
ist. Die dabei auftretenden Kräfte
in der Piezokeramik sind ausreichend, um den Durchmesser der Rolle 2 zu
verändern.
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Üblicherweise
sind die Bildlänge
und der Abstand der Bilder zueinander bekannt. Dabei sei beispielsweise
unterstellt, dass ein Bild durch eine vollständige Umdrehung der Rolle 2 weiterbewegt
wird, wobei 100 Aufnahmen des Sensors 6 notwendig sind,
d.h. alle 3,6° gibt
der Drehwinkelsensor 5 ein Signal ab. Ist nun der Film 4 geschrumpft,
wobei die Filmschrumpfung hauptsächlich
in Längsrichtung auftritt,
so würde
eine vollständige
Drehung der Rolle 2 mehr als ein Bild transportieren.
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Entsprechend
würde das
Bild nicht mit 100 sondern weniger Aufnahmen abgetastet werden. Durch
die Änderung
der Steuerspannung der Piezokeramik wird der Durchmesser der Rolle 2 verkleinert,
so dass wieder eine volle Umdrehung für ein Bild benötigt wird.
Die im Beispiel gemachten Zahlenangaben dienen dabei nur der Plausibilität.
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In
der 2 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, wobei
hier nicht der Film kontinuierlich sondern über eine Filmbildschaltung
bewegt wird. Dabei wird der Film 4 über die Zahnrolle 11 kontinuierlich
bewegt, bis der Film 4 genau ein Bild weiterbewegt wurde.
Der Film wird dann beleuchtet und ein Bild weiterbewegt. Hier stellt
sich das Problem, dass der Abstand der Zähne 12 bei einer Filmschrumpfung
nicht mehr zum Abstand der Perforationslöcher passt. Dies führt dazu,
dass sich die dreieckförmigen
Zähne in
die Perforationslöcher
pressen und diese mechanisch zu stark beanspruchen. Um dies nun
zu vermeiden, wird wieder die als Piezokeramik-Zylinder ausgebildete Zahnrolle 10 derart
angesteuert, dass sich der Durchmesser verkleinert, bis der Abstand
der Zähne
wieder zu dem Abstand der Perforationslöcher korrespondiert.