DE2855152A1

DE2855152A1 - Verfahren und vorrichtung zur wiedergabe eines kinematographischen films mittels eines fernsehempfaengers

Info

Publication number: DE2855152A1
Application number: DE19782855152
Authority: DE
Inventors: Michael Zinchuk
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1977-12-27
Filing date: 1978-12-20
Publication date: 1979-06-28
Also published as: GB2011754B; JPS633506B2; FR2413831A1; IT1101584B; DE2855152C2; JPS54100624A; GB2011754A; IT7831224A0; FR2413831B1; US4151560A; CA1124838A

Description

Patentanwälte Dipl.-!ng. Curt Wallach Dip!.-Ing. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 20. Dezember I978

Unser Zeichen: 16 454 E/ml

Anmelder: Polaroid Corporation

549 Technology Square,
Cambridge, Massachusetts 02139/USA

Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zur Wiedergabe eines kinematographischen Films
mittels eines Fernsehempfängers

909826/0897

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Wiedergabe eines kinematοgraphischen Films durch einen Fernsehempfänger und insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Wiedergabe eines sich kontinuierlich bewegenden Films auf einem standardisierten kommerziell verfügbaren Fernsehempfänger.

Es sind seit langem Geräte verfügbar, die die Möglichkeit schaffen, in einer kommerziellen Fernsehstation einen kinematographischen Film in Schwarzweiß oder in Farbe in einer Form auszusenden, die hinsichtlich des Empfangs mit einem standardisierten kommerziellen Heimfernsehgerät kompatibel ist. Die Kosten einer solchen Anlage sind Jedoch hoch, und zwar sowohl im Hinblick auf das für die Ausrüstung erforderliche Material als auch im Hinblick auf der komplexen Aufbau der benutzten Synchronisier- und Abta_*,-einrichtungen.

Die kommerziellen Systeme senden im typischen Falle kine matographische Filme aus, die mit einer Geschwindigkeit von 24 Bildern pro Sekunde auf einem Heimfernsehempfänger projiziert werden, der eine Rasterabtastung von 30 Einzelbildern (bzw. 60 Halbbildern) pro Sekunde abtastet. Die Umwandlung der Filmbildgeschwindigkeit auf die Fernsehbildgeschwindigkeit wird dadurch erlangt, daß aufeinanderfolgend Filmbilder zu unterschiedlichen Zeiten abgetastet werden. So tastet die herkömmliche kommerzielle Anlage zunächst ein Filmbild zweimal ab und stellt die Filmabtastung in zwei aufeinanderfolgenden Fernsehhalbbildern dar.

909826/0897

-40 '

Dann tastet die Anlage das nächste Filmbild dreimal ab und stellt diese drei Abtastringen in den nächsten drei Fernsehbildern dar. Dann wiederholt sich die Folge für die nächsten zwei Filmbilder. Auf diese Weise stellt die kommerzielle Anlage jedes Paar von zwei aufeinanderfolgenden Filmbildern in fünf aufeinanderfolgenden Fernsehbildern dar. Die dabei benutzte spezielle Ausrüstung, z. B. die Punktabtastvorrichtung, die eine sich bewegende Punktlichtquelle aufweist, ist im einzelnen im "Television Engineering Handbook" von Donald J. Fink beschrieben, das 1957 von McGraw-Hill Book Company, Inc. veröffentlicht wurde.

Ein herkömmliches kommerzielles System dieser Art ist relativ wenig flexibel. Flexiblere und elektronisch einfachere Systeme sind in der US-PS 3 952 328 beschrieben, wobei ein kinematographischer Film mit einer willkürlichen Bildgeschwindigkeit auf einem Farbfernsehempfänger wiedergegeben wird, indem die Darstellungsvorrichtung direkt mit dem Fernsehempfänger gekuppelt wird. Bei diesem System liefert die Darstellungsvorrichtung sowohl vertikale als auch horizontale Ablenksignale für den Fernsehempfänger, so daß der Empfänger starr mit der Darstellungsvorrichtung verbunden ist und demgemäß mit der Filmabtastvorrichtung. Dieses System ist kommerziell annehmbar, jedoch erfordert es eine Modifikation der elektrischen Schaltung des Standardfernsehempfängers. Demgemäß ist es nicht ein Gerät für den Verbraucher auf breiter Marktbasis und selbst kaum geeignet für typische Amateurphotographen von kinematographisehen Filmen.

Der Amateurphotograph hat nichtsdestoweniger seinen

909826/0897

Heimfernsehempfänger als logischen Wiedergabemechanismus für kinematographische Filme und insbesondere für Heimfilme angesehen. Es ist jedoch keine kostengünstige Anlage bekannt, um einen kinematographischen Film auf einem Standardfernsehempfänger wiederzugeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen ein sich bewegendes Bild auf einem standardisierten Fernsehempfänger wiedergegeben werden kann, der keiner Abwandlung bedarf.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die einfacher im Betrieb sind, betriebssicher arbeiten und relativ niedrige Kosten verursachen. Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines solchen Gerätes, das eine relativ kleine Zahl von Speichern benutzt, wodurch der Kostenfaktor wiederum günstig beeinflußt wird. Weiter soll eine Vorrichtung geschaffen werden, bei der der Film und der zugeordnete Antrieb die einzigen beweglichen Elemente darstellen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Wiedergabe aufeinanderfolgender Bilder eines Films, der mit einer vorbestimmten Bildgeschwindigkeit bewegt wird, auf einem Fernsehempfänger, der mit einer gewählten Bildgeschwindigkeit arbeitet. Vorzugsweise ist die Bildgeschwindigkeit des Fernsehers gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Filmbildgeschwindigkeit.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist mehrere lichtempfindliche Zeilenabtastvorrichtungen auf, von denen jede

909826/0897

eine Anordnung lichtempfindlicher Elemente, z. B. lichtelektrischer Wandlerelemente, aufweist. Im typischen Falle liegen die Elemente in jedem Abtaster linear, d. h. in einer Reihe. Ein Projektor bewegt kontinuierlich den Filmstreifen mit einer -vorgewählten Bildgeschwindigkeit relativ zu einer fest angeordneten Beleuchtungsquelle. Der Projektor projiziert ein Bild des sich bewegenden Films durch eine Betrachtungsblendenöffnung und nach der lichtempfindlichen Abtastvorrichtung. Die Erfindung umfaßt weiter ein optisches Gerät, um gleichzeitig gewählte Abschnitte des Films auf unterschiedliche Abtaststrahlen zu entwerfen. Die vorgewählten Abschnitte sind örtlich fixierte Abschnitte des Bildes, die sich quer zur Laufrichtung erstrecken. Im typischen Falle sind die Abschnitte nicht überlappend und weisen statt dessen einen gleichen Abstand voneinander auf.

Die Erfindung umfaßt weiter mehrere Speicherelemente zum Speichern von Signalen von den Linienabtastvorrichtungen, die einen Abschnitt eines Filmbildes repräsentieren. Zusätzlich verarbeitet ein Videogenerator den Inhalt einer Folge von selektiv verbundenen Speicherelementen, um Fernsehübertragungssignale zu erzeugen, die mit einem Standardfernsehempfänger kompatibel sind.

Eine Synchronisiersteuerstufe aktiviert die Zeilenabtaster gemäß einer ersten gewählten Sequenz und gibt den Speicherelementen von den Zeilenabtastvorrichtungen gemäß einer zweiten gewählten Sequenz Signale ein und liefert die Informationssignale dem Videogenerator aus den Speicherelementen gemäß einer dritten gewählten Sequenz. Auf diese Weise tastet die Einrichtung wenigstens ein

909826/0897

vollständiges Bildfeld ab und stellt das Bild verschachtelt auf dem Fernsehempfänger dar. Der Betrachter nimmt jedoch diese Ineinanderschachtelung nicht wahr und sieht statt dessen ein kontinuierliches Bild.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läuft der Film mit 20 Bildern pro Sekunde und das Fernsehbild wird mit einex^ Rate von 60 Bildfeldern pro Sekunde abgetastet. Die Zahl der Zeilenabtastvorrichtungen ist fünf und jedes Speicherelement ist in der Lage, eine Darstellung von wenigstens einem Neuntel eines Bildfeldes zu speichern. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß die Zeilenabtaster in einer Ebene angeordnet sind und Bilder von Abschnitten des Betrachtungsgerätes empfangen, die um zwei Neuntel eines Filmbildfeldes im Abstand zueinander angeordnet sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt als ersten Schrit+ eine kontinuierliche Bewegung des Filmstreifens relat_* zu einem Projektor, der eine Projektionsblendenöffnung besitzt, wobei ein Bild des sich bewegenden Films durch die Projektionsblendenöffnung auf eine Gruppe von Abtastfei dem entworfen wird. Jedes Feld weist mehrere im Abstand zueinander angeordnete linear ausgerichtete lichtempfindliche Elemente auf. Jedes Feld ist optisch relativ zu dem Projektor ausgerichtet und empfängt die Bildbeleuchtung, die durch einen linearen Abschnitt der Betrachtungsblendenöffnung hindurchfällt. Die Abschnitte sind im gleichen Abstand zueinander angeordnet und lagemäßig fixiert. Das Verfahren umfaßt weiter die Schritte, die Abtastreihen gemäß einer ersten, vorgewählten. Sequenz zu verarbeiten und die Speicherelemente mit den Feldern gemäß einer zweiten

909826/0897

- yr -/It-

vorgewählten Frequenz zu verbinden und aufeinanderfolgend in den Speicherelementen Signale zu speichern, die von den Feldern herrühren und einen Abschnitt des Filmbildfeldes repräsentieren. Das Verfahren umfaßt weiter die Verbindung eines Videogenerators mit den Speicherelementen gemäß einer dritten gewählten Sequenz und die Erzeugung eines Fernsehübertragungssignals aus den gespeicherten Signalen, welches kompatibel ist mit dem Fernsehempfänger. Nach Vollendung der vorgewählten Sequenz mit diesen Stufen wird wenigstens ein vollständiges Filmbild abgetastet und verschachtelt auf dem Fernsehempfänger wiedergegeben.

Aus den vorstehenden Kennzeichnungen ergibt sich, daß die Erfindung eine Vorrichtung betrifft, die kinematographische Filme auf einem herkömmlichen Fernsehempfänger wiedergeben kann, wobei sich die Vorrichtung durch hohe Wirtschaftlichkeit auszeichnet. Der Film kann mit einer Bildgeschwindigkeit bewegt werden, die von der Abtastrate des Fernsehers unabhängig ist,und die Anlage ist frei von kostspxeligen Erfordernissen genügend großer Speicherelemente, um jeweils Informationen zu speichern, die einem vollen Bildfeld entsprechen. Statt dessen arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung mit beträchtlich weniger Speicherelementen. ITm dies zu erreichen, benutzt die Anordnung Abtastreihen und Speicherelemente auf Zeitanteilbasis gemäß mehrfachen Sequenzen. Gemäß einer ersten Sequenz werden die Empfindlichkeitsfelder selektiv aktiviert, um Abschnitte des Filmbildes in einer Zeitsequenz abzutasten, die mit der Fernsehdarstellung kompatibel ist. Die Signalausgänge der jeweiligen Zellen werden in die Speicherelemente gemäß einer zweiten Sequenz eingegeben und die Speicherelemente werden gemäß einer dritten Sequenz mit einer

909826/0897

2655152

Rate abgefragt, die kompatibel ist mit der Fernsehbildfeldabtastung.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Wiedergabeanordnung ,

Fig. 2 ein ins einzelne gehende Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Schaltung nach der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Abtastschritte gemäß der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine Tabelle der gewählten Sequenzen, mit denen jeder Filmabschnitt gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben wird.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 zur Darstellung aufeinanderfolgender Bilder eines kinematographischen Filmstreifens mit einem Fernsehempfänger weist einen Projektor 10 auf, der ein Bild des sich bewegenden Films 12 mehreren lichtempfindlichen Zeilenabtasteinheiten 14 liefert. Die Zeilenabtasteinheiten liefern, wenn sie selektiv über eine elektrische Stufe 16 über Leitungen 18 erregt werden, Ausgangssignale über die Leitungen 20, die repräsentativ sind für das sich bewegende Filmbild. Die elektrische Stufe besitzt einen Speicher 22, um zeitweilig die von der Ab-

909826/0897

testvorrichtung 14 gelieferte Information zu speichern. Eine Synchronisiersteuerstufe 24 steuert diese und andere Operationen. Der Speicher 22 liefert seinen Inhalt über Leitungen 26 einem Videogenerator 28, der aus den gespeicherten elektrischen Signalen ein Ausgangssignal erzeugt, das mit dem Fernsehempfänger 8 kompatibel ist. Der dargestellte Fernsehempfänger 8 ist ein Standard-Schwarzweiß-Empfänger oder ein handelsüblicherFarbempfänger. Im typischen Fall wird ein unbenutzter Kanal des Fernsehempfängers gewählt, um das kinematographische Bild darzustellen.

Die elektrische Stufe 16 arbeitet synchron mit der Bewegung des Films 12 im Projektor 10. Ein Antriebsmotor 32 im Projektor liefert die erforderlichen Synchronisiersignale über eine Leitung 34 an die elektrische Stufe 16 und insbesondere an die Steuerstufe 24. Die Steuerstufe 24 steuert jedoch die Drehzahl und Phase des Antriebsmotors 32 über Leitungen 40.

Der Projektor 10 besitzt eine Lichtquelle 36 und eine Filmaufwickelspule 38a und eine Filmvorratsspule 38b. Der Antriebsmotor 32 treibt die Aufwickelspule 38a kontinuierlich an, so daß der Filmstreifen 12 kontinuierlich mit einer gewählten Bildrate an der von der Lichtquelle 36 beleuchteten Filmbühne vorbeigezogen wird. Die Lichtquelle 36 projiziert das Licht durch den sich bewegenden Filmstreifen 12 auf eine Projektorsichtöffnung 4-2. Ein optisches Fokussierungssystem 44 sammelt die durch den Film an der Blende erzeugte Beleuchtung und entwirft diese auf eine Gruppe von Zeilenabtastvorrichtungen 14 mit gewählter Brennweite.

909826/0897

- γ- ft

2655152

Die Zeilenabtastvoi'richtungen, von denen fünf dargestellt sind, welche mit 14a, 14b ... 14e bezeichnet sind, liegen vorzugsweise parallel zueinander in der gleichen Ebene. Die dargestellten Abtastvorrichtungen besitzen lichtempfindliche Abtastblendenöffnungen 14' und sie sind in einem Abstand m voneinander derart angeordnet, daß jede Abtastvorrichtung das Bild eines vorbestimmten Abschnitts der ProjektorSichtblendenöffnung bestreicht. Die gewählten Bildabschnitte liegen in gleichem Abstand und sie sind lagemäßig fixierte Abschnitte der Betrachtungsblendenöffnung. Die Abschnitte erstrecken sich quer zur Laufrichtung des Films 12, d. h. sie erstrecken sich senkrecht zur Zeichenebene gemäß Fig. 1. Gemäß dem Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand m zwischen den Zeilenabtastvorrichtungen -14- bei Eückübertragung nach der Betrachtungsblendenöffnung 42 einem Abstand, der gleich ist 2/9 eines Filmbildes. Das heißt, wenn die Projektion nach der Blendenöffnung erfolgt, dann beträgt der Abstand m 2/9 der Länge eines jeden Filmbildes, gemessen in Laufrichtung des Fj -*s zuzüglich dem Bildspalt zwischen zwei Bildern. Die Gründe für die Wahl dieses Abstands werden weiter unten beschrieben.

Wie oben erwähnt, weist die elektrische Stufe 16 der Wiedergabevorrichtung die Synchronisiersteuerstufe 24, den Speicher 22 und den Videogenerator 28 auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel spricht die Steuerstufe 24 auf Signale über Leitungen 34 vom Projektor 10 an und insbesondere vom Filmantriebsmotor 32, sowie auf Signale vom Videogenerator 28 über eine Leitung 46. Die Steuerstufe spricht auf diese Signale an, um die Zeilenabtastvorrichtungen 14 gemäß einer ersten gewählten Sequenz zu

909826/0897

- Λ/- /It

aktivieren, und es wird der Speicher 22 von den Zeilenabtastvorrichtungen gemäß einer zweiten gewählten Sequenz gefüllt und es werden Informationssignale, die im Speicher 22 gespeichert sind, dem Videogenerator 28 gemäß einer dritten gewählten Sequenz übertragen. Mit diesen Arbeitssequenzen und gemäß der folgenden Beschreibung wird durch die Wiedergabevorrichtung wenigstens ein vollständiges Bild im Fernsehempfänger 8 wiedergegeben.

Fig. 3 und 4- zeigen die Wiedergabevorrichtung nach Fig. 1, die wie folgt arbeitet. Gemäß dem erfindungsgemäßen Konzept wird jeder dargestellte Filmbildrahmen 52 und ein durchlaufender Zwischenspalt des Filmstreifens 12, der c".ch in Richtung der Pfeile 53 bewegt, in neun im gleichen Abstand zueinander angeordnete benachbarte Abschnitte 54a, 54b ··· 54i unterteilt. Jeder Abschnitt 54- erstreckt sich über die Breite des sich bewegenden Filmes und besitzt eine Höhe in Richtung der Filmbewegung, die gleich ist einem Neuntel des Abstandes zwischen entsprechenden Punkten aufeinanderfolgender Filmbilder. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Bildfrequenz zwanzig Bilder pro Sekunde und bekanntlich beträgt die Standardfernsehempfänger-Feldrate, in der zwei Bildfelder ein volles Bild erzeugen, 60 Felder pro Sekunde. Weiterhin sind fünf Zeilenabtastvorrichtungen vorgesehen.

Wie erwähnt, sind die Zeilenabtastvorrichtungen 14a, 14-b, 14c, 14d, 14e in gleichem Abstand zueinander angeordnet und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Bild der Betrachtungsblendenöffnung an quer verlaufenden Abschnitten abgetastet, die in einem Abstand von 2/9 der Bildhöhe liegen. Wenn die Lage des sich bewegenden Films

ORIGINAL INSPECTED

909826/0897

"^1a" 2655152

12 relativ zu den Zeilenabtastvorrichtungen 14 wie aus Fig. 3 ersichtlich angeordnet ist, dann beginnt die Vorrichtung eine Filmabtastfolge, in der das Filmbild 52a abgetastet wird. Zunächst aktiviert die Synchronisierstufe 24 die Abtastvorrichtung 14c, die einen ersten Abschnitt 54a des Filmbildes 52a abtastet, wenn sich der Film bewegt. Die sich hieraus ergebenden Analogdaten, d. h. das Informationssignal von der Abtastvorrichtung 14c, welche das empfangene Licht wie unten beschrieben repräsentieren, wird zeitweise in dem Speicher 22 gespeichert. Die Wahl der Abtastvorrichtung 14c und die Lage des Speichers 22 zum Speichern der Signale, die dem Abschnitt 54-a entsprechen, sind in Fig. 3 durch zwei unabhängige Schaltschleifer eines mehrpoligen Umschalters 58 dargestellt.

Die Abtastung des Abschnitts 54-a findet innerhalb eines Abschnitts von einem Neuntel derjenigen Zeit statt, die erforderlich ist, um den Film um ein komplettes Bild weiterzutransportieren, d. h. die Abtastung findet in 1/180 see statt. Zwei Ereignisse treten während der Zeit auf, die der nächsten zweiten 1/9 Zeitdauer der Filmbildbewegung entspricht, d. h. während der nächsten 1/180 see. Zunächst wird die Abtastvorrichtung 14d durch die Synchronisierstufe erregt und tastet den Filmabschnitt ab, der mit 5^-d bezeichnet ist. Die gemessenen Daten werden in den Speicher 22 eingegeben. Zusätzlich leitet der Fernsehempfänger eine Feldabtastung ein und stellt in einem ersten 1/9-Abschnitt 56a der Fernsehrasterabtastung die Daten im Speicher 22 dar, die dem Filmabschnitt 54a entsprechen. Ein durch die Synchronisierstufe 24 gesteuerter Schalter 60 repräsentiert schematisch die Schaltung, die den Abschnitt des Speichers 22 wählt, der zu lesen ist. Die zur Darstellung

909826/0897

des Filmabschnitts 54-a auf dem Fernsehabschnitt 56a erforderliche Zeit beträgt 1/9 einer Feldabtastung oder 1/54-0 see. Auf diese Weise wird der Speicher 22 im typischen Falle wiederholt mit einer ersten Rate beschickt und plötzlich mit einer zweiten schnelleren Rate geleert.

Der dargestellte Speicher 22 besitzt vorzugsweise zwei Speicherabschnitte 22a und 22b (Fig. 2). Jeder Speicherabschnitt ist in der Lage, Zeilenabtastdaten zu speichern, die einem Filmabschnitt 54· entsprechen. Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß der Speicherabschnitt 22a jene Daten speichert, die dem Filmabschnitt 54-a während der ersten 1/180 see der Abtastsequenz entsprechen,und während der nächsten 1/180 see der Folge der andere Speicherabschnitt 22b Daten speichert, die von dem Filmabschnitt 54-d herrühren, während der erste Speicher 22a diese Daten dem Videogenerator 28 ausgibt. Während der nächsten oder dritten 1 ^-Vorschubbewegung des Films aktiviert die Synchronisierstufe die Z ei lenabt ast vorrichtung 14-e, um den Filmabschnitt 54-g abzutasten. Zu Beginn der Abtastung des Abschnitts 54-g ist der Speicher ab schnitt 22a leer und zur Speicherung des Ausgangs der Zeilenabtastvorrichtung 14-e verfügbar. Wenn der Speicherabschnitt 22a den Ausgang der Zeilenabtastvorrichtung 14-e speichert, dann gibt der andere Speicherabschnitt 22b die gespeicherten Daten an die Fernsehrasterdarstellvorrichtung am Abschnitt 56d über den Videogenerator ab.

Gemäß Fig. 4- steuert die dargestellte Synchronisierstufe die Abt ast anordnungen 14-c, 14-d, 14-e, 14-b, 14-c, 144, 14-a, 14-b, 14c in jener Ordnung, um die Abschnitte 54- des Filmbildes 52 in der folgenden Folge abzutasten: FiIm-

909826/0897

abschnitte 54a, 54d, 54g, 54b, 54e, 54h, 54c, 54f, 54i. Dies entspricht der ersten der beschriebenen Sequenzen. Die Synchronisiersteuerstufe 24· enthält den Mechanismus zum Durchführen der Schaltfunktion, um die Abtastvorrichtung 14- mit dem Speicher 22 zu verbinden, wie dies schematisch durch den Schalter 58 dargestellt ist. Die Wahl der geweiligen Speicherabschnitte erfolgt gemäß der zweiten Sequenz und die Verbindung des Speichers 22 mit dem Videogenerator gemäß der dritten Sequenz, wie schematisch durch den Schalter 60 angedeutet.

Demgemäß werden während eines jeden Feldes der Fernsehabtastung drei im Abstand liegende Abschnitte des Filmbildes auf dem Fernsehempfänger 8 dargestellt. Am Ende einer jeden solchen Gruppe von drei Fernsehfeldabtastungen ist ein gesamtes Bild in ineinandergeschachtelter Weise dargestellt, wobei die Abschnitte auf dem Film in einem Neun-Ei ementen-Mosaik dargestellt werden. Im typischen Falle werden die gewählten Sequenzen, die bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel benutzt werden und in Fig. 4- dargestellt sind, geändert, je nach Bildgeschwindigkeit und Fernsehfeldgeschwindigkeit und verfügbarem Speicher. Die erste Sequenz wird jedoch immer die Aktivierung der Abtastvorrichtung 14 in einer Folge bestimmen, die Abschnitte der Bilder in einer Zeitsequenz abtastet, die kompatibel ist mit der Fernsehdarstellung. Die zweite Sequenz kennzeichnet die Belastung der Speicherabschnitte derart, daß der nächste Speicherabschnitt jeweils geleert ist, bevor er neu beschickt wird. Die dritte Sequenz kennzeichnet jeweils die Entleerung der Speicherabschnitte in der gleichen Ordnung wie sie gefüllt wurden. Demgemäß können bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung mehr oder

909826/0897

weniger Zeilenabtastvorrichtungen und Speicherelemente Anwendung finden und die Feldrate braucht kein ganzzahliges Vielfaches der Filmbildgeschwindigkeit zu sein.

Die Synchronisiersteuerstufe 24 enthält die elektrische Schaltung zur Tollendung der gewählten Aktivierung und der oben beschriebenen Verbindungssequenzen. Bevor weiter die Arbeitsweise der beschriebenen Steuervorrichtung 24 diskutiert wird, werden im einzelnen weitere Elemente der elektrischen Stufe 16 und die veranschaulichten Zeilenabtastvorrichtungen 14 im einzelnen beschrieben.

Gemäß Fig. 2 besitzt jede Zeilenabtastvorrichtung 14a, Ίί·ο ... mehrere linear angeordnete und im Abstand zueinander befindliche lichtempfindliche Elemente, die jeweils eine lichtempfindliche Oberfläche 60a, 60b ... aufweisen. Diese lichtempfindlichen Oberflächen sind der einfallenden Strahlung zugewandt; ein in besonderer Weise zweckmäßiger Abtaster benutzt als lichtempfindliche Elemente ladungsgekoppelte Anordnungen, und ein solches Erzeugnis ist der Festkörperzeilenabtaster, der von der Firma Reticon Corporation of Sunnyvale, Kalifornien, unter der Bezeichnung "C Series Solid State Line Scanners" vertrieben wird. Bei diesem Reticon-Abtaster ist jedes lichtempfindliche Element parallel zu einem Integrationskondensator geschaltet und der abgetastete Ausgang ist eine Folge von Impulsen, wobei jeder Impuls repräsentativ ist für das Licht, welches auf das entsprechende lichtempfindliche Element auftrifft. Bei einer typischen Fernsehanwendung liefert ein Zeilenabtaster mit ¥\2. getrennten lichtempfindlichen Elementen, die mit einem gegenseitigen Mittelpunktabstand von 0,025 ram angeordnet sind (wie beispielsweise bei dem

909826/0897

Reticon RL-512C), die erforderliche Abtast auf lösung für entsprechende Bildeinzelheiten.

Die veranschaulichten Zeilenabtaster 14 sprechen auf die auftreffende oder empfangene Lichtenergie an. Eine Folge von phasenbezogenen Taktsignalen der Synchronisierstufe, die über die Leitungen 18 zugeführt werden, aktiviert die Zeilenabtaster, und zwar jeweils einen in jedem Zeitpunkt gemäß der gewählten Sequenz, wie dies in Verbindung mit Fig. 3 und 4 beschrieben wird. Die dargestellte Synchronisiersteuervorrichtung besitzt eine Impulstaktsynchronisierschaltung 24a zur Erzeugung von Aktivierungssignalen für die Zeilenabtaster und diese Signale werden über die Leitungen 18 zugeführt. Außerdem ist eine Systemsynchronisierstufe 24b vorgesehen, um die Arbeitsweise der Darstellungsvorrichtung zu synchronisieren, und ein Sequenzelement 24c aktiviert die Zeilenabtaster und schaltet die Speicherabschnitte 22a, 22b auf Füllen bzw. Leeren. Die Synchronisierschaltung 24a und das Sequenzelement 24c arbeiten in Abhängigkeit von Synchronisiersignalen von der Synchronisierstufe 24b.

Die veranschaulichte Impulstaktsynchronisierstufe 24a benutzt ein Reticon der Type RG400A "motherboard". Die Reticon-Schaltung liefert die erforderlichen Phasen des Taktsignals und die Startimpulse zum Steuern der dargestellten Reticon-Zeilenabtastvorrichtungen 14. Es kann zwar eine getrennte RC4OOA-Schaltung für jeden Zeilenabtaster benutzt werden, jedoch ist eine einzige Schaltung zu bevorzugen, deren Ausgang durch das Sequenzelement 24c so getastet wird, daß selektiv die Abtastvorrichtungen in Betrieb gesetzt werden. Diese Anordnung ist zu bevorzugen,

909826/0897

weil die Synchronisation zwischen den Zeilenabtastvorrichtungen vereinfacht wird.

Fig. 2 zeigt, daß die dargestellten Speicher 22 Kultiplexstufen 62 und 72 aufweisen. Die Multiplexstufe 62, die dem Schalter 58 gemäß Fig. 3 entspricht, verbindet die Ausgänge der Abtastvorrichtungen über die Leitungen 20a, 20b ... 2Oe gemäß der vorgewählten Aktivierungsseipienz mit einem öer Speicherabschnitte 22a, 22b. Vorzugsweise weist die Multiplexschaltung 62 einen Verstärker 64- in der dargestellten Form auf, um die aktivierten Zeilenabtaster von der äußeren Belastung durch die Speicher abzuschalten. Der Verstärker ist beispielsweise ein Eeticon RC404—Verstärker, der am Ausgang ein Impulssignal liefert, das ausreicht, um einen Speicher zu füllen. Der Verstärker ist allgemein notwendig, weil jede Abtastvorrichtung an ihrem Ausgang im wesentlichen ein "Ladungspaket"¹ in Form eines Impulssignals erzeugt, welches der Ausgang des lichtempfindlichen Elementes parallel mit einem teilweise entladenen Kondensator ist. (Die Spannung über der Parallelschaltung von dem lichtempfindlichen Element und dem entsprechenden Kondensator mißt das Integral des Lichtes, welches von dem jeweiligen Element während einer bekannten Abtastzeit empfangen wurde.)

Der Multiplexer 62 verbindet demgemäß selektiv den Ausgang des Verstärkers 64 mit dem einen oder anderen Speicherabschnitt 22a, bzw. 22b gemäß einer zweiten vorgewählten Sequenz, die durch Steuersignale bestimmt wird, die über Leitungen 66 vom Sequenzelement 24c empfangen werden« Infolgedessen speichert einer der Speicherabschnitte 22a oder 22b die Signale, die bei dem dargestellten Ausfüh-

909826/0897

rungsbeispiel ein Neuntel der Bildfläche repräsentieren.

Jeder der dargestellten Speicherabschnitte 22a, 22b weist ein 130/260-Bit-Analogschieberegister auf, welches unter der Bezeichnung CCD-311 von der Fairchild Semiconductor Corporation of Mountainview, Kalifornien, hergestellt wird. Jeder Speicherabschnitt besitzt eine genügende Zahl von Analogschieberegistern, um Signale zu speichern, die gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa ein Neuntel einer Bildfläche aufweisen. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht dies etwa 60 CCD-311-Registern. Die Signale von der Systemsynchronisierstufe 24b über die Leitungen 70a und 70b synchronisieren diese Analogschieberegister mit den Ausgangssignalen der Zeilenabtaster.

Wie oben erwähnt, schaltet der Multiplexer 62auf einen weiteren Zeilenabtaster 14 für Eingangsdaten um, nachdem ein Speicherabschnitt 22a oder 22b Signale empfangen ha^J die einem Neuntel eines Filmbildes entsprechen, und der Multiplexer ändert seine Ausgangsabtastung, um den anderen Speicherabschnitt zu füllen. Während der zweite bzw. der "andere" Speicherabschnitt gefüllt wird, liefert der Multiplexer 72 unter Steuerung durch Signale auf den Leitungen 74- vom Sequenzelement 24c Signale von dem ersten Speicherabschnitt nach einem Videogenerator 28. Die Signale der Leitungen 70a oder 70b bewirken eine Datenausgabe aus dem Speieherabschnitt nach dem Videogenerator 28 gemäß der dritten erwähnten Sequenz mit einer Rate, die kompatibel ist mit der Fernsehfeldabtastung.

Die Multiplexer 62 und 72 sind dargestellt als Teil des

909826/0897

Speichers 22. Jeder der Multiplexer kann jedoch auch als Teil eines anderen Elementes der Schaltung gemäß Fig. 2 ausgebildet sein, z. B. können beide Multiplexer einen Teil der Synchronisiersteuerstufe 24 bilden.

Der Videogenerator 28 wandelt die vom Speicher empfangene:! Signale in "Boxcar"-Signale um, wobei ein Integrator 76 benutzt wird, dessen Ausgang (über die Leitungen 78) kompatibel ist mit dem Video-Eingang eines Fernsehsteuersignalgenerators 82. Der Integrator 76, z. B. der Typ OEI 9081, hergestellt von Optical Electronics, Inc. of Tucson, Arizona, besitzt einen Ladungsverstärker mit einem Rückstellschalter und eine Verbindung mit einem kapaziti-■"•<m Eiickkopplungselement, um die Integrationsfunktion durchführen zu können, und außerdem besitzt der Verstärker ein "sample-and-hold"-Element. Auf diese Weise liefert die kapazitive Rückkopplung des Ladungsverstärkers eine Integrationsfunktion und liefert einen Integratorausgang über die Leitungen 78 und unter der Zeitsteuerung der Signale über die Leitungen 80 von der Systemsynchronisierstufe 24b ein verarbeitetes Videosignal. Ein Fernsehsignalgenerator 82, der beispielsweise auf einer kommerziell verfügbaren Einrichtung beruhen kann, beispielsweise dem Heathkit IG-5240 Farbgenerator, liefert ein Ausgangsvideosignal auf einem gewählten Fernsehkanal über die Leitungen 86, welches kompatibel ist mit dem herkömmlichen Fernsehformat. Die Synchronisiersignale vom Generator 82 über die Leitungen 46 liefern die Zeitbasissignale für die Systemsynchronisierstufe 24b und demgemäß für die gesamte Systemarbeitsweise.

Infolgedessen tasten mehrere Zeilenabtastvorrichtungen 14

909826/0897

jedes Filmbild in. nicht zusammenhängenden Abschnitten ab land die sich hieraus ergebende Darstellung auf dem Fernsehschirm stellt ein Mosaik dar, welches aus einer Vielzahl von vollen Feldabtastungen zusammengesetzt ist, wobei in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel drei Felder vorhanden sind.

Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit speziellen Einzelheiten beschrieben, wobei Geräte benutzt wurden, die kommerziell verfügbar sind, jedoch ist die Erfindung nicht auf die Anwendung solcher Geräte beschränkt. So können andere Zeilenabtastvorrichtungen mit unterschiedlichen Ausgangssignalen Anwendung finden und andere Typen und Ausbildungen von Speichern und unterschiedliche Synchronisiersteuerstufen können innerhalb des Hahmens der Erfindung Anwendung finden. Außerdem können andere Ausbildungen und eine andere Anzahl von Zeilenabtastvorrichtungen benutzt werden, und es besteht eine Beziehung zwischen der Zahl der Zeilenabtastvorrichtungen, dem komplexen Aufbau der Synchronisiersteuerstufe und den benötigten Speichersteilen.

Außerdem kann gemäß einer anderen Abwandlung der Erfindung das optische System 44- und/oder die geometrische Ausbildung fordern, daß die Zeilenabtaster in einer nicht-ebenen Anordnung plaziert werden, wobei Spiegel, Prismen oder andere Mittel vorgesehen sind, die das sich bewegende Filmbild auf jeden Zeilenabtaster richten. Bei einer solchen nicht-ebenen Gestalt bliebe jedoch die Elektronik im Prinzip die gleiche wie bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel.

909826/0897

Claims

Patentanwälte DiρI.·-!ng. Curt Wallach Dip!.-Ing. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-lng. Rainer Feldkamp ft ft j- Γ Λ Γ Λ D-8000 München T- Kaüfingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d Datum: 20. Dezember 1978 Unser Zeichen: 16 454 K/nu Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Umwandlung der Video-Information eines kinematographischen Filmstreifens in ein Fernsehübertragungssignal, das von einem herkömmlichen Fernsehempfänger verarbeitet werden kann, der die vom Filmstreifen gelieferte Information wiedergibt, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallel zueinander im Abstand angeordnete Linienabtastvorrichtungen (14) vorgesehen sind, von denen jede eine lineare Anordnung lichtempfindlicher Elemente (60) aufweist, um die Video-Information in eine elektrische Signalinfo.cmation umzusetzen, daß Mittel vorgesehen sind, um eine Blendenöffnung zu bilden, die in ihrer Größe einem Bild des Filmstreifens entspricht, daß Mittel vorgesehen sind, um den Film an der Blendenöffnung mit gleichförmiger Geschwindigkeit quer zur Längsrichtung der Linienabtastvorrichtungen vorbeizuführen, daß Mittel vorgesehen sind, um die elektrischen Signale der Linienabtastvorrichtungen zu speichern, daß Mittel vorgesehen sind, um die gespeicherten elektrischen Signale in ein Fernsehübertragungssignal umzuformen, das geeignet zur Übertragung in einem Fernsehempfänger ist, um die Video-Information darzustellen, die von den Linienabtastvorrichtungen geliefert wird, und daß

ORIGINAL INSPECTED

909826/0897

2&55152

Steuermittel die Linienabtastvorrichtungen in einer vorgewählten Sequenz derart aktivieren, daß jede Linienabtastvorrichtung nur einen Teil der Video-Information von jedem Filmbild empfängt, wenn der Film an der Blendenöffnung vorbeigeführt wird, wobei im wesentlichen die gesamte "Video-Information von jedem Bild schließlich von den Linienabtastvorrichtungen während der vorgewählten Sequenz empfangen wird, um die Übertragung der elektrischen Signalinformation von den Linienabtastvorrichtungen nach dem Speicher in Form einer funktionellen Abhängigkeit der gewählten Sequenz zu übertragen und die Übertragung der gespeicherten elektrischen Signalinformation nach dem Konverter in einer weiteren gewählten Sequenz; zu steuern, die mit der Feldrate des herkömmlichen Fernsehempfängers kompatibel ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher zwei Speicherabschnitte aufweist und daß die Steuervorrichtung die Linienabtastvorrichtungen jeweils einmal in der gewählten Sequenz aktiviert und die Übertragung der elektrischen Signalinformation von jeder sequentiell aktivierten Linienabtastvorrichtung in der Weise aktiviert, daß nur einer der Speicherabschnitte eine elektrische Signalinformation jeweils von jeder aktivierten Linienabtastvorrichtung erhält, wobei die Übertragung der elektrischen Signalinformation von einem der Speicherabschnitte auf den anderen umgeschaltet wird, wenn jeweils eine Umschaltung der Aktivierung von einem Linienabtaster nach dem nächsten Linienabtaster in der gewählten Sequenz erfolgt.

909826/0897

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung weiter sequentiell die Übertragung der gespeicherten elektrischen Signalinformation von jedem Speicherabschnitt nach dem Konverter gemäß der auf dem anderen Speicherabschnitt empfangenen elektrischen Signalinformation von einem aktivierten Zeilenabtaster steuert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß jeder Speicherabschnitt aus einem Analog-Schieberegister besteht.

5· Vorrichtung nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilenabtastvorrichtungen fünf im gleichen Abstand zueinander angeordnete Zeilenabtaster aufweist und daß die Aktivierungszeit für jeden Zeilenabtaster gemäß der Geschwindigkeit des Filmstreifens im Projektor so gewählt ist, daß jeder Zeilenabtaster ein Neuntel der Video-Information jedes Filmbildes während jeder Aktivierungsperiode abtastet und daß jeder der Speicherabschnitte in der Lage ist, wenigstens die elektrische Signalinformation zu speichern, die der Video-Information von einem Neuntel der Bildgröße entspricht .

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die fünf Zeilenabtaster in der Ordnung von einem ersten bis zu einem fünften angeordnet sind und die gewählte Sequenz in einer Ordnung bestimmt wird, derart, daß jeder Zeilenabtaster in der Ordnung: dritter, vierter, fünfter, zweiter, dritter, vierter, erster, zweiter und dritter aktiviert wird.

909826/0897

7· Vorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Film in der Projektionsvorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 20 Bildern pro Sekunde transportiert wird und daß die Feldrate herkömmlicher Fernsehempfänger 60 Bilder pro Sekunde beträgt, daß die Steuervorrichtung dadurch die Übertragung der gespeicherten elektrischen Signalinformation nach dem Konverter in einer Sequenz steuert, die derart bemessen ist, daß im wesentlichen der gesamte Video-Informationsgehalt von einem Bild des Filmstreifens in drei aufeinanderfolgenden Feldern eines herkömmlichen Fernsehempfängers dargestellt werden kann.

8. Verfahren zur Umwandlung der Video-Information eines kinematographischen Films in ein Fernsehübertragungssignal, das zum Empfang durch einen herkömmlichen Fernsehempfänger geeignet ist, der die vom Film abgenommene Video-Information darstellen kann, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zeilenabtaster ausgerichtet werden, von denen jeder eine lineare Reihe lichtempfindlicher Elemente aufweist, um die Video-Information in eine elektrische Signalinformation umzuwandeln, wobei diese parallel zueinander angeordnet sind, daß der Filmstreifen an einer Blendenöffnung vorbeigeführt wird, die in der Größe einem Bild des Films entspricht, und daß die Vorbeiführung mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit quer zur Länge der Zeilenabtastvorrxchtungen erfolgt, daß ein Bild des Films, das durch die Blendenöffnung definiert wird, auf die lichtempfindlichen Zeilenabtastvorrxchtungen projiziert wird, wenn der Film an der Blendenöffnung vorbeibewegt wird, daß individuelle Zeilenabtaster in einer vorgewählten

909826/0897

Sequenz so aktiviert werden, daß jeder Zeilenabtaster nur einen Anteil der Video-Information von jedem Filmbild empfängt, wenn der Film an der Blendenöffnung vorbeibewegt wird, wobei im wesentlichen die gesamte Video-Information von jedem Filmbild schließlich durch, die Zeilenabtaster während der vorgewählten Sequenz empfangen wird, daß die elektrischen Signale von den Zeilenabtastern in gesteuerter Weise funktionell abhängig von der gewählten Sequenz gesteuert werden und daß die Übertragung der gespeicherten elektrischen Signalinformation in eine andere gewählte Sequenz gesteuert wird, die mit der Feldrate herkömmlicher Fernsehempfänger kompatibel ist, und daß die elektrische Signalinformation, die so übertragen wird, in ein Fernsehübertragungssignal umgeformt wird, das geeignet ist zur Übermittlung nach einem Fernsehgerät, um die durch die Zeilenabtastvorrichtung empfangene Video-Information darzustellen.

9. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Signale von den Zeilenabtastvorrichtungen in zwei getrennten Speichern gespeichert werden, daß die Zeilenabtastvorrichtungen jeweils einzeln in der gewählten Sequenz aktiviert werden und daß die Aussendung der elektrischen Signalinformation von jedem sequentiell aktivierten Zeilenabtaster so gesteuert wird, daß nur einer der Speicher elektrische Signalinformationen zu einem Zeitpunkt von einem aktivierten Zeilenabtaster empfängt, wobei die Übertragung einer elektrischen Signalinformation von irgendeinem Speicher so gesteuert wird, daß der andere Speicher entsprechend der Änderung der Aktivierung von einem

909826/0897

Zeilenabtaster nach dem nächsten Zeilenabtaster in der gewählten Sequenz geändert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der elektrischen Signalinformation von jedem Speicher so gesteuert wird, daß die Umschaltung auftritt, wenn der andere Speicher eine elektrische. Signalinformation von einem aktivierten Zeilenabtaster erhält.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilenabtaster als fünf lineare Reihenanordnungen im gleichen Abstand angeordnet werden und daß die Aktivierungsdauer für jeden Zeilenabtaster so gewählt ist, daß er auf die Geschwindigkeit des Filmstreifens so abgestimmt ist, daß jeder Zeilenabtaster ein Neuntel der Video-Information jedes Filmbildes während jeder Aktivierungsperiode abtastet, worauf die elektrische Signalinformation, die die Video-Information von jeweils einem Neuntel des abgetasteten Filmbildes darstellt, in einem der Speicher gespeichert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die fünf Zeilenabtastvorrichtungen in einer Ordnung von einem ersten bis zu einem fünften angeordnet sind und daß die gewählte Folge in der folgenden Ordnung bestimmt wird, um jeden Zeilenabtaster in der folgenden Reihenfolge zu erregen: dritter, vierter, fünfter, zweiter, dritter,vierter, erster, zweiter und dritter.

909826/0897

2655152

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Film mit einer Geschwindigkeit von 20 Bildern pro Sekunde "bewegt wird und daß die Fernseh-Feldrate eines herkömmlichen Fernsehempfängers 60 Bilder pro Sekunde "beträgt und daß die Übertragung der gespeicherten elektrischen Signalinformation so gesteuert wird, daß im wesentlichen der gesamte Video-Informationsgehalt von einem Bild des Filmes in drei aufeinanderfolgenden Feldern des herkömmlichen Fernsehempfängers dargestellt werden kann.

909826/0897