DE2720516A1

DE2720516A1 - Fernsehfilmabtaster

Info

Publication number: DE2720516A1
Application number: DE19772720516
Authority: DE
Inventors: Raymond Matchell; John David Millward; Ronald Walter John Mumford
Original assignee: Rank Organization Ltd
Current assignee: Rank Organization Ltd
Priority date: 1976-05-06
Filing date: 1977-05-06
Publication date: 1977-11-24
Also published as: GB1519398A; JPS52135722A

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fernsehfilmabtaster gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Fernsehfilmabtastern, insbesondere flyingspot- oder Lichtpunkt-Fernsehfilmabtastern, die mit kontinuierlicher Filmbewegung arbeiten, müssen sehr enge Lagetoleranzen des laufenden Filmes bezüglich eines optischen Systems eingehalten werden, welches ein Bild des Abtast-Lichtfleckes, der durch eine Kathodenstrahlröhre oder eine andere Lichtquelle erzeugt wird, auf die Emulsion des Films fokussiert.

Die Lage des Films bezüglich des optischen

Systems muß dabei innerhalb einer Fläche exakt eingehalten werden, die mindestens so groß ist wie ein Einzelbild, damit die Schärfe des Abtastlichtfleckes und damit das Auflösungsvermögen nicht beeinträchtigt werden. Die Anordnung zur Positionierung des Films wird gewöhnlich als Filmfenster bezeichnet. Da der Film im allgemeinen keine Eigenkrümmung in einer Richtung oder Ebene hat, wie es z.B. bei einem flexiblen Bandmaß der Fall ist, dem eine Querkrümmung verliehen worden ist, um eine Längsstabilität zu gewährleisten, hat die Verwendung eines vollständig ebenen Filmfensters den Nachteil, daß der Film sich praktisch frei verbiegen kann analog dem Eindrücken einer Membrane eines ölkännchens. Dadurch ist es unmöglich, eine gute Fokussierung über das ganze Filmbild zuverlässig zu erreichen. Die Lageinstabilität ist besonders ausgepräft bei alten oder abgenützten Filmen, welche Gebrauchsspuren von einer früheren Benutzung aufweisen.

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Es ist bekannt, daß die oben geschilderten Probleme durch Verwendung eines Filmfensters, das in Laufrichtung des Films gekrümmt ist, wesentlich verringert werden können. Bei einem Krümmungsradius des Filmfensters unter etwa 80 mm wird die Lageinstabilität des Films praktisch vernachlässigbar.

Die Verwendung eines gekrümmten Filmfensters hat jedoch den Nachteil, daß der Film nur in einer Ebene gekrümmt ist, so daß das jeweils abgetastete Stück des Films auf einer Oberfläche eines imaginären Zylinders liegt. Das Bildfeld oder die Fokalfläche des optischen Systems, die im Idealfall eben ist, ist zwar gewöhnlich sphärisch gekrümmt, diese Krümmung ist jedoch erheblich geringer als die des Filmfensters in der Laufrichtung des Films und größer senkrecht zur Filmlaufrichtung. Als Folge davon tritt ein Auflösungsverlust quer zum Filmbild ein, da nur das Bildfeld des Linsensystems oder der Beleuchtungsoptik allein gekrümmt ist, und es tritt ferner in Längsrichtung ein Auflösungsverlust durch die Kombination von Filmfensterkrümmung und Bildfeldwölbung des Linsensystems auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, sowohl eine einwandfreie Lagestabilität des Films als auch ein hohes Auflösungsvermögen bei der Filmabtastung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch einen Fernsehfilmabtaster gemäß derm Oberbegriff des Anspruchs 1 gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs gelöst.

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Die Unteransprüche betreffen Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Ein Fernsehfilmabtaster gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält also ein Filmfenster, das in der Laufrichtung des Films gekrümmt ist, und ein optisches System zum Fokussieren von Licht von einer Lichtquelle auf einen Film im Filmfenster. Das optische System hat ein Bildfeld oder eine Fokalfläche, die zur Lichtquelle hin in Längs- und Querrichtung des Films gekrümmt ist. Der Fernsehfilmabtaster enthält nun ferner eine Korrekturoptik oder ein Korrektionslinsensystem mit einer Fläche, die in der Querrichtung des Films konkav und so ausgelegt is^, daß die Bildfeldkrümmung des optischen Systems in der Qi ^- richtung verringert wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist dieselbe oder eine andere Fläche der Korrekturoptik in der Längsrichtung des Films konvex und die Korrekturoptik ist so ausgelegt, daß die Bildfeldwölbung des optischen Systems in der Längsrichtung des Films vergrößert wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung enthält die Korrekturoptik eine einzelne Linse, die nahe beim Filmfenster angeordnet ist und eine dem Filmfenster zugewandte, in Longitudinalrichtung des Film konvexe und in Querrichtung konkave Oberfläche sowie eine ebene entgegengesetzte Oberfläche hat.

Wenn man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Krümmung des Filmfenster und die Krümmung der Linsenoberfläche in der Längsrichtung des Films gleichmacht, können die Längsränder der Linse als Führungen oder Gleitschienen für die Ränder des Films verwendet werden.

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Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung sind Lichtpunkt-Fernsehfilmabtaster, die mit kontinuierlichem Filmlauf arbeiten, die Erfindung läßt sich jedoch mit Vorteil auch bei anderen Fernsehfilmabtastern anwenden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnunq näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines bekannten gekrümmten Filmfensters;

Fig. IA einen Querschnitt des Filmfensters gemäß Fig. 1;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Divergenz zwischen der Oberfläche eines Films und dem Bildfeld oder der Fokalfläche des optischen Systems eines bekannten Fernsehfilmabtasters;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines optischen Elements, das zur Korrektur der in Fig. 2 dargestellten Divergenz verwendet werden kann;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Anordnung des optischen Elements gemäß Fig. 3 in einem Fernsehfilmabtaster und

Fig. 5 und 5A eine Seitenansicht bzw. einen Querschnitt des in Fig. 3 dargestellten o; Äschen Elements bei Verwendung als ''v'hrurg oo ^ 3c■» - tie "·?-"??.'- des

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/NSPECTED

In den Figuren 1 und IA sind ein bekanntes gekrümmtes Filmfenster 1 und ein Film 2 dargestellt, der sich der Krümmung des Filmfensters anpaßt, während der durch dieses läuft. An den Seiten des Filmfensters befinden sich Gleitschienen oder Führungen 3 und der Film wird durch eine öffnung 4 mittels eines abgelenkten Lichtfleckes abgetastet.

Die Nachteile, die sich bei Verwendung einer solchen Anordnung mit einem konventionellen optischen System ergeben, sind aus Fig. 2 ersichtlich. In dieser Figur sind die Fokalfläche oder das Bildfeld des optischen Systems durch gestrichelte Linien und die Filmebene durch ausgezogene Linien im Schnitt dargestellt. Die Längs- bzw. Querrichtung des Films sind durch Pfeile L bzw. T dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die Krümmung des Bildfelds des Linsensystems zur Lichtquelle hin einerseits in Längsrichtung L des Films beträchtlich kleiner als die des Filmes und andererseits in Querrichtung T größer als die des Films ist.

Dieser Nachteil kann durch die Verwendung eines vorzugsweise nahe beim Film angeordneten optischen Systems oder Elements, wie der in Fig. 3 dargestellten Linse, erheblich verringert werden. Das optische Element gemäß Fig. 3 hat die Form eines Segments eines Zylinders auf transparen tem Material, von dem ein toroidförmiges Segment des Mate rials an der dem Film zugewandten Seite entfernt wurde, während die entgegengesetzte Seite des Elements eben ist. Im Betrieb wird das Element so angeordnet, daß sich die Mitte der toroidalen Vertiefung 5 in Laufrichtung des Films erstreckt; die dem Film zugewandte Oberfläche des Elemente ist also in der Längsrichtung des Films konvex und in der Querrichtung konkav. Das Element soll so nahe wie möglich

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beim Film angeordnet werden, um eine gute Auflösung zu gewährleisten. Der größere Radius des Toroids ist normalerweise so gewählt, daß die Mitte der Vertiefung 5 eine Kurve bildet, die parallel zu den gekrümmten äußeren Rändern 6 des optischen Elementes verlaufen, man kann jedoch je nach der erforderlichen Bildfeldkorrektur auch andere Krümmungen verwenden. Es sind z.B. auch Ausführungsformen möglich, bei der der größere Radius des Toroids unendlich ist, so daß das Korrekturelement aus einem Zylindersegment besteht, von dessen gekrümmter Seite ein Segment eines anderen Zylinders, der senkrecht zum ersten Zylinder verläuft, entfernt ist. Als weitere Verfeinerungen können die Krümmungen in der einen und/oder anderen Richtung eine noch komplexere Form haben, z.B. parabolisch anstatt nur kreisförmig zu sein. Als Material kann irgend ein transparentes Medium mit einem Brechungsindex, der größer als 1 ist, verwendet werden.

Fig. 4 zeigt stark vereinfacht einen Teil eines Fernsehfilmabtasters, bei dem ein optisches Element 7 der oben beschriebenen Art nahe beim Film 2 angeordnet ist. Durch eine Kathodenstrahlröhre 8 wird ein beweglicher Lichtpunkt erzeugt, welcher durch ein optisches System 9, das schematisch als Linse dargestellt ist, auf den Film 2 fokussiert wird. Das Licht von dem abgetasteten Film wird dann durch eine weitere Optik 10 in üblicher Weise auf einen nicht dargestellten Lichtaufnehmer, z.B. einen Photovervielfacher, fokussiert.

Die Fokalfläche oder das Bildfeld des optischen Systems 2 ist normalerweise sphärisch gekrümmt, wie oben erläutert worden ist. Da jedoch die optische Weglänge in einem Medium, das dichter als Luft ist, um den Faktor (n-1)/n

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bezüglich der Weglänge in Luft verkürzt wird, wobei η der Brechungsindex des betreffenden Mediums ist, erhöht oder ebnet das Element 7 effektiv die Krümmung des Bildfeldes der Optik quer über das Filmfenster und vergrößert die Krümmung des Bildfeldes längs des Filmfensters. Es ist dadurch also möglich, Fokusfehler in beiden Richtungen zu korrigieren und einen einwandfreien Fokus über das ganze Filmbild zu erreichen.

Ein Vorteil der beschriebenen Anordnung besteht darin, daß wegen der Krümmung des Elements in der Querricht'— die Mitte des Korrekturelements weiter vom Film entfernt ist als an den Rändern. Man kann dadurch das Korrekturelemer. 7 sehr nahe beim Film anordnungen, ohne daß die Gefahr besteht, daß etwaige Verunreinigungen auf dem Film abgerieben werden und das Korrekturelement 7 verkratzen. Wenn man ein gekrümmtes Filmfenster zur Verbesserung der Lagestabilität des Films verwendet, ist es praktisch sogar sehr wünschenswert, ein optisches System zu verwenden, das absichtlich eine Bildfeldkrümmung aufweist und diese durch ein System oder Element, wie das Korrekturelement 7 zu korrigieren. Wenn das verwendete optische System nämlich ein ebenes Bildfeld hat, braucht das Korrekturelement nur eine Korrektur in der Längsrichtung des Films zu bewirken und es wird daher quer zum Film keine Krümmung aufweisen. Da das Element vorzugsweise möglichst nahe beim Film angeordnet werden soll, um eine gute Auflösung zu gewährleisten, besteht dann die Gefahr, daß Verunreinigungen vom Film abgestreift werden und das Korrekturelement verkratzen.

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Claims

PAl KNTAN'.Vll/ΓΕ

DR. DIETER V. BEZOLD DIPL. ING. PETER SCHÜTZ DIPL. ING. WOLFGANG HEÜSLER ? 7 ? Γ) R 1

UiKIl-THKUKttll HTHlHHE 23 fr f C. \J \J I

IiABIA-TBBRKSIAaTRAHSB 23

POSTFACH ββΟβββ D-8ÜOO MUENCUEN 8β

Anwaltsakte: 10059/Dr.ν.B/E
GB-PA 18586/76
AT:6. Mai 1976

THE RANK ORGANISATION LIMITED 11 Hill Street, London W1X 8AE/England

Fernsehfilmabtaster

Patentansprüche

V. Fernsehfilmabtaster mit einem Filmfonster, das in Laufrichtung des Films gekrümmt ist, und mit einem optischen System, das Licht von einer Lichtquelle auf einen sich im Filmfenster befindenden Film fokussiert und eine Fokalfläche hat, die in Längs- und Querrichtung des Filmes zur Lichtquelle hin gekrümmt ist, gekennzeichnet durch eine Korrekturoptik (7) mit einer Oberfläche (5), die in Querrichtung (T) des Films (2) konkav und so bemessen ist, daß die Krümmung der Fokalfläche des optischen Systems (9) in der Querrichtung verringert wird.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Fernsehfilmabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gleiche Oberfläche (5) oder eine weitere Oberfläche der Korrekturoptik (7) in Längsrichtung (L) des Films (2) konvex ist und daß die Korrekturoptik (7) außerdem so ausgelegt ist, daß die Krümmung der Fokalfläche des optischen Systems (9) in der Längsrichtung (L) vergrößert wird.
3. Fernsehfilmabtaster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturoptik eine nahe beim Filmfenster (1) .angeordnete Einzellinse enthält.
4. Fernsehfilmabtaster nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die de.' Film (2) zugewandte Oberfläche (5) der Linse (7) in der Längsrichtung (L) konvex und in der Querrichtung (T) konkav ist und daß die entgegengesetzte Oberfläche der Linse (7) eben ist.,/
5. Fernsehfilmabtaster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Film (2) zugewandte Oberfläche (5) der Linse (7) die Form eines Teiles einer Thoroidflache hat.
6. Fernsehfilmabtaster nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querränder (6) der Linse (7) die gleiche Krümmung wie das Filmfenster (1) haben und als Führungen für die Ränder des Films (2) ausgebildet sind.

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7. Fernsehfilmabtaster nach mindestens einem

der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (8) eine Lichtpunktabtaster-Kathodenstrahlröhre ist.

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