DE19540005A1 - Filmabtaster - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Filmabtaster mit einer in Filmlaufrichtung gekrümmten Führung, deren seitliche, hochgezogene Kufen zur Auflage der Filmränder dienen, und mit einem im Abtastbereich quer zur Laufrichtung angeordneten Spalt zum Durchtritt eines den Film abtastenden (abbildenden) Lichtstrahles

Ein derartiger Filmabtaster ist z. B. durch die DE 27 20 516 A1 bekannt geworden. Dabei wird der Film mittels eines Lichtstrahles abgetastet, der von einer Lichtquelle unterhalb des Films erzeugt und durch den Spalt hindurchgeführt wird. Das Licht von dem abgetasteten Film wird dann durch eine oberhalb des Filmes angeordnete Optik zwecks weiterer Verarbeitung zu einem Lichtaufnehmer geleitet. Bei der bekannten Bauart ist die gekrümmte, im Querschnitt rinnenförmige Führung als Korrekturoptik ausgebildet mit einer Oberfläche, die quer zur Laufrichtung des Filmes konkav ausgebildet ist.

Bei derartigen rinnenförmig ausgebildeten Führungen wird der Film nur im Kantenbereich unterstützt, während er im Bildbereich nicht aufliegt, um eine potentielle Beschädigung des Filmes während des Transportes zu verhindern. Dieses Führungsprinzip hat den Nachteil, daß der Film sich während des Abtastvorganges im Abtastbereich von der Optik weg durchbiegt. Diese Durchbiegung ist durch den Filmzug und eine filmspezifische Filmkrümmung hervorgerufen und wird zusätzlich durch Temperatur und Feuchtigkeit beeinflußt. Die Durchbiegung kann bis zum Dreifachen der zulässigen Tiefenschärfentoleranz des Systems betragen, wodurch die Bilder von der Mitte zu den Außenrändern hin unzureichend scharf abgetastet bzw. abgebildet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannte Filmdurchbiegung auf einfache Weise aufzuheben bzw. auf ein unschädliches Maß zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Filmabtaster der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Film mindestens im Spaltbereich durch ein einer unerwünschten Durchbiegung entgegengenwirkendes Luftpolster unterstützt ist. Auf diese Weise kann die unzulässige Durchbiegung des Filmes beseitigt bzw. auf ein nicht mehr störendes Maß reduziert werden. Durch ein derartiges Luftpolster erfolgt eine berührungslose Anhebung des Filmes mindestens im kritischen Spaltbereich, so daß jegliche Kratzer vermieden werden und eine einwandfreie Filmabtastung bzw. -abbildung gewährleistet ist.

Eine erste Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,

• - daß der Spalt als Zuströmöffnung ausgebildet ist,
• - daß beiderseits des Spaltes unter dem Film eine im Querschnitt rinnenförmige Druckkammer angeordnet ist, deren Wandungen von den Wänden der Rinne, dem aufliegenden Film und von quer zur Laufrichtung des Filmes in der Rinne angeordneten Stegen gebildet werden, und
• - daß zwischen den Stegen und der Filmunterseite Abströmöffnungen ausgebildet sind.

Bei dieser Ausführung der Erfindung handelt es sich um eine Führung mit lokaler Luftunterstützung. Dabei wird der Filmdurchbiegung während des Abtastvorganges durch das in der Druckkammer ausgebildete Luftpolster entgegengewirkt, und die Durchbiegung wird aufgehoben bzw. auf ein zulässiges Maß reduziert. Der erforderliche Gegendruck wird dabei von dem Luftdruck an der Zuströmöffnung, der Fläche des Films und der Größe der Abströmöffnung bestimmt.

Dazu sind in Ausgestaltung der Erfindung der Querschnitt der Abströmöffnung, der Druck an der Zuströmöffnung und die dem Druck ausgesetzte Filmfläche derart aufeinander abgestimmt, daß im Normalbetrieb die Durchbiegung aufgehoben bzw. auf ein zulässiges Maß reduziert ist. In diesem Fall befindet sich der Film im Bereich der Druckkammer in einem Gleichgewichtszustand, in welchem der von äußeren Kräften auf den Film ausgeübte Druck gleich ist dem vom Luftdruck in der Druckkammer auf den Film ausgeübten Gegendruck. Dies bedeutet, daß der Film zuverlässig in dem zulässigen Toleranzbereich der Tiefenschärfe geführt wird. Diese Bauart hat den Vorteil, daß bei einer Störung dieses Gleichgewichtszustandes im Falle einer erneuten Durchbiegung des Filmes eine selbsttätige Regelung des der Durchbiegung entgegenwirkenden Luftdruckes erfolgt.

Eine erneute Durchbiegung des Filmes kann z. B. durch eine Erhöhung der Temperatur während des Filmtransportes hervorgerufen werden. Die selbsttätige Regelung beruht nun darauf, daß infolge der erneuten Durchbiegung des Filmes die quer zur Laufrichtung des Filmes oberhalb der beiden Stege angeordneten Durchströmöffnungen verkleinert werden, so daß der Druck in der Druckkammer entsprechend dem verminderten Abströmquerschnitt erhöht wird. Diese Druckerhöhung wirkt der unerwünschten Durchbiegung des Filmes entgegen und kompensiert sie, so daß sich der alte Gleichgewichtszustand wieder einstellt und die Abströmöffnungen wieder ihren ursprünglichen Querschnitt erhalten. Diese selbsttätige Regelung bzw. Anpassung an die veränderten Umstände erfolgt, ohne daß der Druck der durch die Zuströmöffnung eingeleiteten Luft erhöht werden müßte.

Um zu verhindern, daß bei einem Zusammenbruch des Luftpolsters in der Druckkammer der Film durch die Oberkanten der in den Rinnen angeordneten Stege verkratzt wird, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Höhe der Stege so bemessen ist, daß bei einem Ausfall des das Luftpolster erzeugenden Arbeitsdruckes keine Berührung zwischen der Filmunterseite und den Oberkanten der Stege erfolgt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die die Druckkammer stirnseitig begrenzenden Stege am Ende des durch die gekrümmte Führungsfläche gebildeten Umschlingungsbereiches angeordnet sind. Auf diese Weise erhält man eine relativ große Druckkammer, mit welcher bei einer unerwünschten Durchbiegung des Filmes eine zuverlässige, selbsttätige Regelung des Kammerdruckes erfolgen kann.

Bisher wurde der Fall betrachtet, daß der Film mit seinen geschlossenen, perforationsfreien Randbereichen auf den Kufen der rinnenförmigen Führung aufliegt. Die bei einer solchen Bauart gebildete Druckkammer weist somit lediglich die zwischen den Oberkanten der Stege und der Unterseite des Filmes gebildeten Abströmöffnungen auf. Dies bedeutet, daß die bei einer Durchbiegung des Filmes auftretende Verkleinerung der stegseitigen Abströmöffnungen sich direkt und unmittelbar in einer Vergrößerung des Kammerdruckes auswirkt. Damit ist, wie bereits oben erwähnt, eine zuverlässige, selbsttätige Regelung des Kammerdruckes bei einer Änderung der Filmdurchbiegung gewährleistet.

Wenn jedoch bei einer anderen Bauart bzw. Filmführung der Film an der einen Seite im Bereich seiner Perforation auf einer Kufe der rinnenförmigen Filmführung aufliegt, so wird die gesamte Abströmöffnung nunmehr gebildet aus den oberhalb der beiden Stege vorhandenen Abströmöffnungen und aus den genannten seitlichen Abströmöffnungen der Perforation. Dies bedeutet, daß bei einer Durchbiegung des Filmes nur die oberhalb der Stege befindlichen Abströmöffnungen verkleinert werden, nicht jedoch die genannten Perforationsöffnungen, so daß bei einer Filmdurchbiegung der gesamte wirksame Abströmquerschnitt prozentual weniger verkleinert wird als bei der oben beschriebenen Bauart ohne wirksame Perforationsöffnungen. Dies hat zur Folge, daß der Kammerdruck bei einer Filmdurchbiegung weniger stark ansteigt und daß eine selbsttätige Regelung des Kammerdruckes jetzt nicht mehr so empfindlich reagiert. Um auch hier eine selbsttätige Regelung des Kammerdruckes zu ermöglichen, müßte gegebenenfalls der Druck der zugeführten Luft an der Zuströmöffnung erhöht werden.

Noch kritischer wird dies, wenn der Film gemäß einer anderen Führung an der einen Seite im Bereich der Perforation auf der einen Kufe und an der anderen Seite außerhalb der Perforation auf der anderen Kufe aufliegt. Hier ist die gesamte Abströmfläche im Vergleich zu der letztgenannten Bauart um die im Umschlingungsbereich liegenden vollständigen Perforationsöffnungen der anderen Filmseite vergrößert, so daß nunmehr der relative Anteil der oberhalb der Stege liegenden Abströmöffnungen klein ist im Vergleich zur Größe der gesamten Abströmöffnungen. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel eine Durchbiegung des Filmes erfolgt und damit der Querschnitt der Abströmöffnungen oberhalb der Stege verkleinert wird, so wirkt sich diese Verkleinerung kaum noch aus auf eine Erhöhung des Kammerdruckes, es sei denn, daß die Druckkammer an der Einströmöffnung mit einem sehr hohen Eingangsdruck beaufschlagt wird.

Die Stege zur stirnseitigen Begrenzung der Druckkammer können vielseitig gestaltet sein, wie in den Unteransprüchen dargelegt ist. Als Steg im weitesten Sinne wird dabei auch z. B. eine Luftbarriere angesehen, die sich in einer quer zur Laufrichtung in der Rinne ausgebildeten Vertiefung infolge einer Verwirbelung bildet. Dabei können keine Filmverkratzungen entstehen.

Bisher wurde eine Bauweise der Filmführung betrachtet, bei welcher unterhalb des Filmes eine Druckkammer ausgebildet war, in welcher ein Luftpolster zur Anhebung des Filmes im Spaltbereich wirksam war. Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß beiderseits des für den Durchtritt des Lichtstrahles vorgesehenen Spaltes mindestens je eine, quer zur Laufrichtung des Filmes angeordnete Reihe von Ausströmöffnungen angeordnet ist, deren düsenförmige Zuführungen rechtwinklig gegen die Unterseite des auf den Kufen der Rinne aufliegenden Filmes gerichtet sind. Bei dieser Bauweise ist somit keine Druckkammer unterhalb des Filmes angeordnet, in welcher sich ein Luftpolster ausbilden könnte, vielmehr wird der Film hier von einem oder mehreren Luftstrahlen angehoben, so daß der Staudruck der Strahlen den Film auf die gewünschte Höhe anhebt.

Bei der letztgenannten Bauart kann durch eine Messung der Filmdurchbiegung und durch eine entsprechende Regelung des Luftdruckes allen einflußnehmenden Parametern entgegengewirkt und somit eine unzulässige Veränderung automatisch ausgeregelt werden. Eine derartige Messung im Bereich des Spaltes kann z. B. in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erfolgen, daß im Bereich des Abtastspaltes an der einen Seite des Filmes eine Lichtquelle mit einer auf den Film gerichteten Strahlrichtung und an der gegenüberliegenden Seite des Filmes ein Sensor zum Auffangen des von dem Film reflektierten Lichtstrahles angeordnet ist. Mittels einer derartigen Anordnung kann z. B. die Durchbiegung des Filmes im Abtastbereich optisch erfaßt werden und in Abhängigkeit des Meßergebnisses die Zuführung für das Luftpolster so geregelt werden, daß der Film im Abtastbereich innerhalb der Toleranzgrenze der Schärfenebene verläuft.

In der Zeichnung sind in den Fig. 1 bis 7 Ausführungsbeispiele des Gegenstandes gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Blockdarstellung von Bausteinen eines Filmabtasters mit einer eine gekrümmte Führung aufweisenden Führungseinheit und einer oberhalb derselben angeordneten Optikeinheit,

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Führungseinheit gemäß Fig. 1,

Fig. 3 zeigt in drei Ansichten die Führungseinheit mit einem innerhalb seiner Perforationsöffnung geführten Film,

Fig. 4 zeigt in zwei Ansichten eine Führungseinheit mit einem Film, der an der einen Seite im Bereich seiner Perforation und auf der anderen Seite diesseits der Perforation geführt ist,

Fig. 5 zeigt in zwei Ansichten eine Führungseinheit mit einem Film, der an der einen Seite im Bereich seiner Perforation und auf der anderen Seite außerhalb der Perforation geführt ist,

Fig. 6 zeigt in drei Ansichten eine Führungseinheit, bei der beiderseits eines Spaltes zur Durchführung des Lichtstrahles Luftdüsen zum Anheben des Filmes angeordnet sind, und

Fig. 7 zeigt verschiedene Bauarten eines Einzelteiles.

Fig. 1 zeigt eine Führungseinheit 10 mit einer in Filmlaufrichtung 11 gekrümmten Führung bzw. Führungsfläche 12 für einen in Laufrichtung 11 zu transportierenden Film 13. Dieser Film 13 wird von einem Lichtstrahl 14 abgetastet bzw. abgebildet, der von einer Lichtquelle 15 erzeugt und durch einen Spalt 16 in Richtung auf den Film 13 geführt und dann von einer Optikeinheit 17 zur Weiterverarbeitung erfaßt wird.

Die Führung 12 ist gemäß Fig. 2 im Querschnitt rinnenförmig ausgebildet, wobei die seitlich hochgezogenen Kufen 12a zur Auflage und Führung des Filmes 13 dienen. Bedingt durch die auf den Film 13 ausgeübte Filmzugspannung und durch äußere Bedingungen, z. B. durch Temperatur oder Feuchtigkeit, ist der Film 13 im Bereich seiner gekrümmten Führung nach unten durchgebogen, wie in Fig. 2 angedeutet und insbesondere aus Fig. 3a, vergrößert dargestellt, zu ersehen ist. Diese Durchbiegung verläuft über den durch die Filmführung seitlich begrenzten Umschlingungsbereich 18 und macht sich negativ bemerkbar im Bereich des Spaltes 16, in welchem die Abtastung bzw. Abbildung erfolgt.

Gemäß Fig. 3a, b und c ist im Umschlingungsbereich 18 unterhalb des Filmes 13 eine Druckkammer 19 gebildet, die begrenzt wird von den hochgezogenen Kufen 12a und der Bodenfläche 12b der Führung, von dem Film 13 und von zwei am Ende der rinnenförmigen Führung 12 innerhalb der Rinne angeordneten Stegen 20. Die Stege 20 schließen den Druckraum 19 nicht ab, sondern lassen zum Film 13 Durchströmöffnungen 21 frei (Fig. 3c).

In Fig. 3a ist der Film 13 gestrichelt in einer durchgebogenen Lage dargestellt. Um diese Durchbiegung zu begrenzen bzw. aufzuheben, wird durch den Spalt 16 Druckluft 22 zugeführt, die innerhalb des Druckraumes 19 einen Druck aufbaut und den durchgebogenen Film 13 möglichst in seine ursprüngliche, nicht durchgebogene Lage zurückführen soll. Der durch den Spalt 16 zugeführte Luftstrom 22, die von der Luft 22 beaufschlagte Fläche des Filmes 13 und die Abströmöffnungen 21 sind derart aufeinander abgestimmt, daß sich innerhalb des Druckraumes 19 ein Druck aufbaut, der die genannte Durchbiegung auf ein unschädliches Maß zurückführt. Sobald in einem Betriebszustand, in welchem der Film durch den in der Kammer 19 herrschenden Druck angehoben ist, eine erneute Durchbiegung erfolgt, erfolgt bei dieser Bauart eine automatische Regelung des der Durchbiegung entgegengwirkenden Kammerdruckes. Wie insbesondere aus Fig. 3a zu erkennen ist, verkleinern sich bei einer erneuten Durchbiegung des Filmes 13 die stirnseitigen Durchströmöffnungen 21, so daß automatisch der Druck in der Kammer 19 erhöht und damit die Filmdurchbiegung auf das ursprüngliche Maß zurückgeführt wird. Der gesamte Durchströmquerschnitt 21 ist also gemäß Fig. 3a bei einer Durchbiegung des Filmes um den Teilquerschnitt 21a verkleinert, so daß ein Restquerschnitt 21b verbleibt.

In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind lediglich die stirnseitigen Abströmöffnungen 21 oberhalb der Stege 20 wirksam. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird der Film 13 jedoch an der rechten Seite im Bereich seiner Perforationsöffnungen 23 geführt, so daß über den Umschlingungsbereich jeweils zusätzlich noch die Hälfte der Perforationsöffnungen als Abströmöffnungen hinzu kommt. Dies bedeutet, daß bei einer Filmdurchbiegung die Perforationsöffnungen nicht verkleinert werden, so daß eine automatische Regelung des der Durchbiegung entgegenwirkenden Kammerdruckes hier schwerer durchzuführen ist.

Noch kritischer wird dies bei einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5, bei welchem zusätzlich noch die auf der linken Seite angeordneten Perforationsöffnungen 24 voll als Abströmöffnungen hinzu kommen. Wenn sich bei diesem Ausführungsbeispiel der Film durchbiegt, so wirkt sich die dadurch bedingte Verkleinerung der stirnseitigen Abströmöffnungen im Verhältnis zu den gesamten Abströmöffnungen nur wenig aus, so daß eine automatische Regelung dadurch noch schwieriger wird. In beiden Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4 und 5 müßte daher, wenn die Durchbiegung selbsttätig kompensiert werden sollte, der Druck der durch den Spalt 16 zugeführten Luft zum Teil erheblich erhöht werden, so daß bei allzu großen Abströmöffnungen dieses Verfahren der selbsttätigen Regelung unwirtschaftlich werden könnte.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 wird unterhalb des Filmes 13 keine Druckluftkammer gebildet in welcher sich ein der Durchbiegung entgegenwirkender Druck aufbaut, vielmehr sind hier beiderseits des Spaltes 16 Ausströmöffnungen 25 angeordnet, deren düsenförmige Zuführungen 26 so angeordnet sind, daß die durch sie hindurchgeführten Luftstrahlen 27 rechtwinklig gegen die Unterseite des Filmes 13 treffen und eine unerwünschte Durchbiegung ausgleichen.

Zur jeweiligen Messung der Durchbiegung ist in Fig. 6a auf der einen Seite des Filmes 13 eine Lichtquelle 28a angeordnet, deren Lichtstrahl 28 auf den Film 13 gerichtet ist. Der reflektierte Lichtstrahl 30 wird von einem Sensor 29 erfaßt der bei einer Durchbiegung entsprechende Signale auf eine nicht dargestellte Regeleinrichtung zur Beeinflussung des Luftstrahles 27 leitet.

Fig. 7a bis d zeigen verschiedene Ausgestaltungen der Stege 20. Fig. 7a zeigt einen im Querschnitt runden Steg 20a mit einer Luftverwirbelung hinter dem Steg.

Fig. 7b zeigt als Steg einen Luftwirbel 20b oberhalb einer Nut 12c der Rinne 12.

Fig. 7c zeigt als Steg eine durch Druckluft anhebbare Membran 20c.

Fig. 7d zeigt als Steg eine einseitig gelagerte, am Ende abgewinkelte Federzunge 20d.

Claims (11)

1. Filmabtaster mit einer in Filmlaufrichtung (11) gekrümmten Führung (12), deren seitliche, hochgezogene Kufen (12a) zur Auflage der Filmränder dienen, und mit einem im Abtastbereich quer zur Laufrichtung angeordneten Spalt (16) zum Durchtritt eines den Film (13) abtastenden (abbildenden) Lichtstrahles (14), dadurch gekennzeichnet, daß der Film (13) mindestens im Spaltbereich durch ein einer unerwünschten Durchbiegung entgegenwirkendes Luftpolster unterstützt ist.

2. Filmabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Spalt (16) als Zuströmöffnung ausgebildet ist,
• - daß beiderseits des Spaltes (16) unter dem Film (13) eine im Querschnitt rinnenförmige Druckkammer (19) angeordnet ist, deren Wandungen von den Wänden (12a, b) der Rinne, dem aufliegenden Film (13) und von quer zur Laufrichtung (11) des Filmes (13) in der Rinne angeordneten Stegen (20) gebildet werden, und
• - daß zwischen den Stegen (20) und der Filmunterseite Abströmöffnungen (21) ausgebildet sind.

3. Filmabtaster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Abströmöffnungen (21), der Druck an der Zuströmöffnung (16) und die dem Druck ausgesetzte Filmfläche derart aufeinander abgestimmt sind, daß im Normalbetrieb die Durchbiegung des Filmes (13) aufgehoben bzw. auf ein zulässiges Maß reduziert ist.

4. Filmabtaster nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Stege (20) so bemessen ist, daß bei einem Ausfall des das Luftpolster in der Druckkammer (19) erzeugenden Arbeitsdruckes keine Berührung zwischen der Filmunterseite und den Oberkanten der Stege (20) erfolgt.

5. Filmabtaster nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Druckkammer (19) stirnseitig begrenzenden Stege (20) am Ende des durch die gekrümmte Führungsfläche gebildeten Umschlingungsbereiches (18) angeordnet sind.

6. Filmabtaster nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß an den stirnseitigen Enden der Druckkammer (19) quer zur Laufrichtung (11) angeordnete Vertiefungen (12c) in der Rinne (12) vorgesehen sind und daß bei einer Luftzuführung durch den Spalt (16) oberhalb dieser Vertiefungen Luftwirbel (20b) gebildet werden, die als Stege zur Begrenzung der Druckkammer (19) dienen.

7. Filmabtaster nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege von durch Druckluft anhebbaren Membranen (20c) gebildet sind.

8. Filmabtaster nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Stege von durch Druckluft anhebbaren, einseitig gelagerten am Ende abgewinkelten Federzungen (20d) gebildet sind.

9. Filmabtaster nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (20) einen rechteckigen oder runden (20a) Querschnitt aufweisen.

10. Filmabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des für den Durchtritt des Lichtstrahles (14) vorgesehenen Spaltes (16) mindestens je eine, quer zur Laufrichtung (11) des Filmes (13) angeordnete Reihe von Ausströmöffnungen (25) angeordnet ist, deren düsenförmige Zuführungen (26) rechtwinklig gegen die Unterseite des auf den Kufen (12a) der Rinne (12) aufliegenden Filmes (13) gerichtet sind.

11. Filmabtaster nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Spaltes (16) an der einen Seite des Filmes (13) eine Lichtquelle (28a) mit einer Strahlrichtung (28) auf den Film (13) und an der gegenüberliegenden Seite des Filmes (13) ein Sensor (29) zum Auffangen des von dem Film (13) reflektierten Strahles (30) angeordnet ist.