DE2856804A1

DE2856804A1 - Anordnung zur darstellung kinematographischer filme durch ein fernsehgeraet

Info

Publication number: DE2856804A1
Application number: DE19782856804
Authority: DE
Inventors: Michael Zinchuk
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1979-07-12
Also published as: JPS54103631A; GB2011756A; US4148071A; FR2413832A1; IT1100872B; FR2413832B1; GB2011756B; CA1123509A; IT7831411A0; JPS6214992B2

Description

Patentanwälte Dip I.-I ng. C U rt Wal I ach

Dipl.-Ing. Günther Koch

2856804 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

^ Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

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

Datum: 29. Dezember 197b

Unser Zeichen: 16 469 - K/Nu

Anmelder: Polaroid Corporation

5^9 Technology Square
Cambridge, Massachusetts 02139
U.S.A.

Bezeichnung: Anordnung zur Darstellung

kinematographischer Filme durch
ein Fernsehgerät

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Die Erfindtang bezieht sich auf eine Anordnung und ein Verfahren zur Darstellung eines kinematographischen Films auf einem Fernsehempfänger und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Darstellung eines sich kontinuierlich bewegenden kinematographischen Films durch ein
kommerziell verfügbares Heimfernsehgerät.

Es sind zahlreiche Systeme vorgeschlagen worden, um einen kinematographischen Film mittels eines Fernsehempfängers
ablaufen zu lassen« Diese Systeme kann man in zwei Klassen einteilen. Erstens gibt es sehr komplizierte und komplexe Systeme, die kommerziell beispielsweise von Fernsehgesellschaften und örtlichen Fernsehstationen benutzt werden, um einen kinematographischen Film über den Fernsehsender auszustrahlen. Diese kommerziellen Systeme senden im typischen Falle den kinematographischen Film mit einer Bildgeschwindigkeit von 24 Bildern pro Sekunde aus, womit er mit einem herkömmlichen Heimfernsehempfänger wiedergegeben
werden kann, der mit 30 vollständigen Bildern bzw. 60
Halbbildern pro Sekunde arbeitet. Diese Anordnung arbeitet im typischen Fall durch Abtasten abwechselnder Filmbilder zu verschiedenen Zeiten unter Zuhilfenahme bekannter Systeme. Die konventionelle kommerzielle Ausrüstung hält dabei einen Synchronismus zwischen Film und Fernsehgerät dadurch aufrecht, daß ein erstes Filmbild zweimal abgetastet wird (entsprechend zwei Fernsehhalbbildern), wobei das
nächste Filmbild dreimal abgetastet wird (entsprechend
drei Fernsehhalbbildern), während das dritte Filmbild
zweifach abgetastet wird und das vierte Filmbild wieder

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dreimal. Diese Sequenz wiederholt sich darm für die nächsten vier Filmbilder. Die kommerzielle Anlage tastet jedes Filmbild in einer Zeit ab, die der Fernsehhalbbildabtastung entspricht, und demgemäß wird jedes Paar aufeinanderfolgender Filmbilder in fünf aufeinanderfolgenden Fernsehhalbbildern dargestellt.

Die Filmbilder werden demgemäß durch die Anordnung mit den Fernsehablenksignalen synchronisiert. Im typischen Falle sind diese kommerziellen Systeme elektrisch sehr komplex, teuer und wenig flexibel in bezug auf eine Änderung der Bildgeschwindigkeit· Die benutzte spezielle Ausrüstung zu diesem Zweck, beispielsweise in Gestalt eines Abtastgerätes mit wanderndem Lichtpunkt, besitzt eine sich bewegende Punktlichtquelle und eine solche Vorrichtung ist im einzelnen in dem "Television Engineering Handbook" beschrieben, welches von Donald J. Fink herausgegeben und 1957 von McGraw-Hill Book Co., Inc. veröffentlicht wurde.

Als Alternative für die erwähnten herkömmlichen Systeme, die preislich über das hinausgehen, was der DurchschnittsanBbeurphotograph anwenden kann, gibt es eine große Anzahl billigerer flexiblerex* und elektronisch einfacherer Systeme. Eines dieser Systeme ist in der US-PS 3 952 328 beschrieben. Hier wird die Standardfarbfernsehempfängerhorizontal- und -vertikalablenktaktgebung modifiziert, um eine Fernsehhalbbildabtastrate zu erhalten, die der Filmgeschwindigkeit des kinematographischen Films angepaßt ist. Durch diese Kopplung der Darstellvorrichtung mit dem Fernsehempfänger kann der kinematographische Film mit einer willkürlichen Filmbildgeschwindigkeit betrieben werden. Ein solches System ist zwar kommerziell annehmbar, es

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erfordert jedoch eine Modifizierung der elektrischen Schaltung des Empfängers und dieses Erfordernis geht häufig über die Möglichkeit eines typischen Amateurphotographen eines kinematographischen Films hinaus und ist auch für andere potentielle Benutzer nicht akzeptabel· Der Amateurfilmer, der seinen Heimfernsehempfänger als logisches Darstellungsmittel für kinematographische Filmbilder ansieht, insbesondere für Heimfilme, sucht weiter nach einem einfacheren und billigeren Bildprojektor, der einen kinematographischen Film auf einem nicht-modifizierten Heimfernsehgerät abzuspielen gestattet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mit niedrigen Kosten herzustellende Vorrichtung zu schaffen, um einen kinematographischen Film auf einem Standardfernsehempfänger wiederzugeben. Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Anordnung zur Wiedergabe eines kinematographischen Films auf einem Fernsehempfänger, die für ein oder mehrere Filmgeschwindigkeiten geeignet ist und auf einfache Weise durch einen Amateurphotographen betrieben werden kann und in vorteilhafter Weise von der modernen Technik der Halbleiterbauteile Gebrauch macht. Außerdem bezweckt die Erfindung die Schaffung eines solchen Gerätes, das sowohl einfach als auch betriebssicher ist.

Die Anordnung zur Darstellung aufeinanderfolgender Filmbilder, die sich mit einer vorgewählten Bildgeschwindigkeit bewegen, auf einem Fernsehempfänger arbeitet mit einer vorgewählten Bildabtastung durch eine lichtempfindliche Reihenanordnung lichtempfindlicher Elemente, z. B. photoelektrischer Wandler. Ein Projektor bewegt

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kontinuierlich, den Film relativ zu einer festen Lichtquelle mit der Filmgeschwindigkeit· Der Projektor projiziert ein Bild des sich bewegenden. Films längs eines optischen Pfades. Die Erfindung umfaßt weiter sich, bewegende Reflektoren, die so angeordnet sind, daß sie das profitierte Licht des Filmstreifens empfangen und das projiziert e Licht auf die lineare lichtempfindliche Reihenanordnung derart richten, daß das projizierte Bild von jedem kinematographischen Filmbild durch die lineare Anordnung gemäß einer vorbestimmten Filmbildabtastfrequenz abgetastet wird. Eine Synchronisierstufe synchronisiert die Filmbewegung und die Bewegung des Reflektors derart, daß aufeinanderfolgende Filmbilder durch die lineare Reihenanordnung gemäß der vorgewählten Sequenz abgetastet werden, wobei die Abtastrate kompatibel ist mit der Bildrate eines Fernsehempfängers. Eine elektrische Schaltung tastet aufeinanderfolgend den Ausgang der linearen Reihenanordnung ab, um Fernsehübertragungssignale zu erzeugen, die mit dem Fernsehempfänger kompatibel sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der sich bewegende Reflektor eine sich drehende Trommel auf, deren zylindrische ümfangsoberflache mehrere Reflektoroberflächen, beispielsweise Prismen oder Spiegel, trägt. Die Synchronisierstufe steuert die Drehzahl der sich drehenden Trommel. Die Anordnung der Spiegel am Umfang der Trommel wird durch die geometrische Beziehung von Projektor und der Reihenabtastanordnung und durch die sich drehende Trommel sowie d\irch die Rate der Bildbewegung und die Rate der Trommeldrehung bestimmt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ferner eine

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Trommel, deren Spiegel aus einer Vielzahl sich lagemäßig wiederholender Spiegelgruppen besteht, die über den zylindrischen Umfang der Trommel angeordnet sind.

Die genannten Merkmale der Erfindung führen zu einer Einrichtung, die einen kinematographischen Film auf einem Standardfernsehempfänger wiederzugeben gestattet und äußerst wirtschaftlich herstellbar ist. Durch die Erfindung wird eine Zeitumwandlung bewirkt, die die Möglichkeit schafft, daß der !film mit einer Geschwindigkeit vorgeschoben wird, die unterschiedlich ist von der Fernsehhalbbildabt astrate. Ebenso erfordert die erfindungsgemäße Anordnung keine Speicher und ist elektronisch und mechanisch weniger komplex als kommerziell verfügbare Systeme.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der Wiedergabevorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Einzelheit der mechanischen Spiegelanordnung auf einer sich drehenden Trommel gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2A eine Teilansicht der Trommel gemäß Fig. 2,

Fig. 3 eine Einzeldarstellung der mechanischen Anordnung der Spiegel auf einer sich drehenden Trommel gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 4 eine mechanische Einzelheit einer abgewandelten

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Ausführungsform des Ausführungsbeispiels nach Pig. 3.

Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung zur Darstellung eines kinematographischen Films durch ein Fernsehgerät einen Filmprojektor 10 auf, der eine feste Lichtquelle 12, z. B. eine Projektionslampe, besitzt, sowie ein Objektiv eines kinematographischen Projektors und einen Antriebsmotor 14, um kontinuierlich einen Film 16 an einem Projektorfilmfenster 18 vorbeizuziehen. Der Film 16 läuft von der Vorratsspule 19b auf die Aufwickelspule 19a und der Antriebsmotor 14 treibt die Aufwickelspule 19a an· Das durch den sich bewegenden Film am Bildfenster hindurchtretende Licht wird durch eine Optik 22 längs eines Pfades 20 gebündelt und auf einer fest angeordneten langgestreckten Reihe 24 projiziert, die mehrere lichtempfindliche Elemente umfaßt, um die Video-Information in eine elektrische Signalinformation umzuformen. Das optische System 22 liefert das Bild des sich bewegenden Films mit einer gewählten Brennweite auf den lichtempfindlichen Oberflächen 25 der Reihe 24.

Auf den Projektor 10 und die Detektorreihenanordnung 24 ist ein sich bewegender Reflektor 26 aufgebracht, der das vom Film entworfene projizierte Licht empfängt und auf die Detektorreihe 24 richtet, wobei z. B. Spiegel oder Prismen benutzt werden. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß das projizierte Bild von jedem folgenden Filmbild durch die Detektorreihe 24 gemäß einer vorbestimmten Filmbildabtastsequenz abgetastet wird. Die Filmbildabtastsequenz koordiniert die Filmbildgeschwindigkeit mit der Fernsehabtastrate derart, daß ein Fernsehempfänger die aufeinanderfolgenden Bilder schrittweise mit dem sich bewegenden Film

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wiedergeben kann. Der dargestellte Reflektor 26 besteht aus einer sich drehenden Spiegeltrommel 28, die eine Vielzahl von Spiegeln 30 am Umfang y\ trägt.

Weiter ist aus Fig. 1 eine Synchronisierstufe 32 ersichtlich, die selektiv die Detektorreihe 24 durch Impulssignale über die Leitung 34 erregt, und gemäß der bevorzugten dargestellten Ausführungsform empfängt eine elektrische Stufe 36 aufeinanderfolgend die elektrischen Ausgangssignale der Reihendetektoren über Leitungen 38, und es werden Fernsehsignale erzeugt, die mit einem standardisierten Fernsehempfänger 40 verarbeitet werden können. Die Synchronisierstufe 32 synchronisiert den Antriebsmotor 14, den Reflektor 26 und die elektrische Schaltung 36 derart, daß die Bilder auf dem Fernsehschirm des Fernsehempfängers 40 richtig wiedergegeben werden. Wenn die Einstellung in der Weise vorgenommen wird, wie dies im einzelnen weiter unten beschrieben wird, dann entspricht der Beginn jeder Filmbildabtastung über der Detektorreihenanordnung dem Beginn einer Fernsehbildabtastung. Fm den Synchronismus aufrecht zu erhalten, richtet daher der Reflektor 26 das sich bewegende Filmbild vollständig über die Detektorreihe 24 derart, daß eine vollständige Abtastung des gesamten Filmbildes durch die Detektorreihe 24 innerhalb eines Zeitintervalls bewirkt wird, das gleich ist der Zeitdauer einer Fernsehbildabtastung (1/60 see). Demgemäß bildet der Reflektor 26 eine Zeitratenumwandlungsfunktion, indem die wirksame Bewegungsgeschwindigkeit des Filmbildes über der lichtempfindlichen Oberfläche 25 des Detektors gesteuert und geändert wird.

Bei dem dargestellten Gerät zur Wiedergabe kinematographi-

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scher Filme mit einem. Fernsehgerät wird die Filmbildgeschwindigkeit vorteilhafterweise so gewählt, daß 20 Bilder pro Sekunde ablaufen,und die Fernsehabtastgeschwindigkeit eines herkömmlichen Heimfernsehgeräts beträgt bekanntlich 30 Bilder pro Sekunde bzw. 60 Halbbilder pro Sekunde. Demgemäß entspricht jedes Halbbild in der Zeitdauer drei Bildabtastungen. Außerdem liefert in den Vereinigten Staaten von Amerika das kommerzielle Fernsehen insgesamt 525 Abtastzeilen pro Bild bzw. 262 1/2 Abtastzeilen pro Halbbild (die Literatur, z. B. das oben erwähnte Fernsehhandbuch, beschriebt die Arbeitsweise eines kommerziellen Fernsehsystems mit weiteren Einzelheiten).

Der dargestellte Wiedergabeapparat bewirkt eine Abtastung jedes Bildes des sich bewegenden Films über der lichtempfindlichen Detektorreihe wenigstens zweimal. Eine andere gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung kann eine Abtastung eines jeden Filmbildes einmal oder dreimal oder mit anderen Mehrfachen vornehmen, und zwar über der Reihenanordnung 25. Gemäß einem speziellen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung (Fig. 2) bewirkt die Vorrichtung eine Abtastung jedes Filmbildes über der Detektorreihe zweimal und jede Abtastung entspricht einem der beiden aufeinanderfolgenden Fernsehhalbbildabtastungen· Da jedes Filmbild zeitlich drei Halbbildabtastungen entspricht, erzeugt dieses Verfahren eine "Totzeit" von 1/60 see, entsprechend einer unbenutzten Halbbildabtastung· Die Vorrichtung blendet während dieser "Totzeit" das Fernsehvideosignal aus. Dieses Abtastverfahren wird im folgenden als "zwei an, eins aus"-Filmbildabtastsequenz bezeichnet.

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Gemäß einem zweiten speziollen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig. 3 und 4· dargestellt ist, wird eine unterschiedliche vorbestimmte Filmbildabtastsequenz benutzt. Bei dieser zweiten Ausführungsform tastet die Detektorreihe jedes Filmbild dreimal ab und stellt jede Bildabtastung in jeweils einer von drei aufeinanderfolgenden Halbbildabtastungen dar. Dieses Abtastverfahren wird als "drei an"-Filmbildabtastsequenz bezeichnet.

Gemäß Fig. 1 besitzt der Reflektor 26 eine Vielzahl von Spiegeln 30 auf der zylindrischen Umfangsoberfläche J1 der sich drehenden Trommel 28. Die Trommel 28 wird von einem Antriebsmotor· 28A gedreht. Die Synchronisierstufe 32 steuert Drehzahl und Drehphase des Trommelantriebsmotors 28A durch Signale über die Leitungen 44 und vorzugsweise wird über Leitungen 46 die Winkelstellung und die Drehzahl der Trommel 28 abgetastet. Die Spiegel 30 sind am Umfang oder in der Nähe des Umfangs der Trommel 28 so angeordnet, daß bei einer berechneten Trommeldrehzahl die "zwei an, eins aus"-Abtastsequenz, die "drei an"-Abtastsequenz oder eine andere für den Fernsehempfänger geeignete Sequenz zum Abtasten jedes Bildes über der Detektorreihe 24 ein vorbestimmtes ganzzahliges Vielfaches von 1 ist. Die Spiegel 30 werden in einem sich wiederholenden Muster gruppiert. Größe und Lage eines jeden Spiegels auf dem Trommelumfang kann gemäß der geometrischen Beziehung der sich drehenden Trommel zu der Detektorreihe 24 und im Hinblick auf den Projektor 10 gewählt werden und außerdem gemäß der Bewegungsgeschwindigkeit des Films 16 über der Bildöffnung 18 und der Abtastsequenz und der Halbbildgeschwindigkeit des Fernsehers.

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- γ-

Beispiel I

Als erstes spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 1 zeigt Fig. 2 in größerem Maßstab die Anordnung der Spiegel auf einem Abschnitt des Trommelumfangs der Trommel 28 bei einem typischen "zwei an, eins aus"-System. Die sich drehende Trommel 28 besitzt einen Radius von 105 mm (4,15061 inches) und dreht sich unter der Steuerung der Synchronisierstufe 32 mit einer Drehzahl von 1/4 Umdrehung pro Sekunde. Eine Radialebene 90, die durch die Drehachse hindurchgeht und in einem Winkel von 45 gegenüber der Horizontalebene eingestellt ist, schneidet die Trommeloberfläche längs einer Konstruktionslinie 100a, die 76 mm sowohl von der Ebene des sich bewegenden Films 16 als auch von der Ebene der Detektorreihenoberfläche 25 entfernt liegt. Die zylindrische Umfangsoberflache 31 der Trommel trägt acht Gruppen 102 von Spiegeln und jede Gruppe 102a, 102b ... besitzt zwei aneinanderstoßende Spiegel 104 und 106. Jede Gruppe von Spiegeln 104, 106 ist mit entsprechenden Funkten in einem Umfangsabstand angeordnet, der äquivalent ist 4 1/2 ° der Trommeldrehung von den entsprechenden Spiegelpunkten der nächstfolgenden bzw. vorhergehenden Spiegelgruppe. So beträgt der Abstand zwischen parallelen Trommelberührungslinien 100a, 100b und zwischen Spiegel-Spiegel-Berührungslinien 108a, 108b (Fig. 2 und 2A) 4 1/2 ° der Trommeldrehung. Jede der dargestellten Spiegelgruppen 102 besitzt einen Spiegel 104, der tangential mit der Trommeloberfläche über eine Berührungslinie 100 in Berührung steht und hiervon getragen wird. Die zweiten Spiegel 106 dieser Spiegelgruppe schließen an den ersten Spiegel 104 jeweils über eine Berührungslinie 108 an.

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Die beschriebene Spiegelgruppe besitzt demgemäß einen ersten Spiegel 1OA-, der tangential zur Trommeloberfläche an der Linie 100 anliegt. Die dargestellten Spiegel 104 haben eine Breite,in Tangentialrichtung gemessen, von 3»615 mm (0,14234 inches) und eine Länge in Richtung der Drehachse der Trommel von etwa 25,4 mm. Jeder zweite Spiegel stößt am Ende des ersten Spiegels, dem er gruppenweise zugeordnet ist, entlang der Linie 108 an und ist gegenüber diesem in einem Winkel ex von 1,57458° angestellt. Die Spiegel 106 erstrecken sich über eine Breite von 3,60742 mm (0,14203 inches). Die Länge eines jeden zweiten Spiegels 106 beträgt etwa 25,4 mm.

Die Längen der Spiegel 104, 106 sind nicht kritisch, solange sie genügend groß sind, um die Beleuchtung für eine gesamte Zeilenabtastung zu sammeln. Die Spiegel können an der Trommel in irgendeiner Weise befestigt werden, beispielsweise unter Benutzung schnell trocknender Klebemittel.

Unter Verwendung der vorgenannten Spiegellageparameter und bei einer Filmbildgeschwindigkeit von 20 Bildern pro Sekunde dreht sich die Trommel 28 synchron zu den periodischen elektrischen Signalen der elektrischen Schaltung 36 unter der Steuerung von Signalen der Synchronisierstufe und jedes Bild des Films wird zweimal durch die lichtempfindliche Oberfläche in etwa 1/60 see abgetastet. Demgemäß ist die vorbestimmte Filmbildabtastsequenz so gewählt, daß jede Spiegelgruppe jeweils aufeinanderfolgend das projizierte Licht vom gleichen Bild derart richtet, daß zwei aufeinanderfolgende Abtastungen über den projizierten Bildern dieses Filmbildes durch die Reihe 24 erzeugt werden.

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yr.

Die elektrische Schaltung 36 bewirkt weiter, daß der Ausgang von der Detektorreihe 24 während jener Zeitabschnitte ausgeblendet wird, die zwischen Spiegelgruppen liegen, wenn profitierte Bilder des Films nicht auf die lineare Detektorreihe gerichtet werden, wie dies vorstehend beschrieben wurde.

Beispiel II

Im folgenden wird auf Fig. 3 Bezug genommen. Hier ist eine typische "drei an"-Fiimbildabtastsequenz vorgesehen und die sich drehende Trommeloberfläche 31 trägt mehrere aus drei Spiegeln bestehende Gruppen 110, die um den Umfang der Trommel 28 verteilt sind. Innerhalb jeder Drei-Spiegel-Gruppe folgen die Spiegel 112, 114, 116 in Umfangsrichtung aufeinander. Wie bei dem Beispiel I dreht sich die Trommel mit 1/4 TJ/sec und besitzt einen Radius von 105,42134 mm (4,15061 inches). In gleicher Weise ist die Anordnung der Trommel relativ zur Ebene der Filmbewegung gegeben und die Ebene der lichtempfindlichen Oberfläche ist die gleiche wie bei dem Beispiel I.

Bei dieser Ausführungsform richtet während jeder Fernsehbildabtastung der Reflexkörper 26 das gesamte Bild des Films über die lineare Detektorreihe 24, damit diese eine Abtastung vornehmen kann. Jede der beiden typischen Spiegelgruppen 11Oa und 110b, die in Fig. 3 stark gestrichelt dargestellt sind, besitzt drei Einzelspiegel. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel I, wo jeder Spiegel zweckmäßigerweise einzelne Bauteile bildet, sind beim Beispiel II die Spiegel 112, 114, 116 in Abschnitten konstruiert.

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Die Trommel ist so orientiert, daß die Konstruktionslinie 122b entsprechend dem Beginn des ersten Spiegels 112b der Gruppe 11Ob in einer Ebene liegt, die durch die Drehachse der Trommel unter einem Winkel von 45° gegenüber der Horizontalen verläuft. Der erste Spiegel 112b liegt in einer Ebene, die tangential zu dem Trommelumfang verläuft und diesen in der Linie 122b berührt. Die Spiegel besitzen eine Breite von etwa 3,61529 mm (0,14234- inches) und eine Länge von etwa 25,4 mm. Jeder zweite Spiegel 114 erstreckt sich vom Ende 128 des ersten Spiegels seiner Gruppe und besitzt eine Breite von 3,60742 mm (0,14203 inches). Der Winkel p» zwischen den Ebenen von ersten und zweiten Spiegeln der Gruppe beträgt 1,57458°.

Jeder dritte Spiegel 116 steht vom Ende 132 des zweiten Spiegels dieser Gruppe in einer Breite von 3,60005 mm (0,14174 inches) vor. Die Ebenen von zweitem und drittem Spiegel schneiden sich unter einem Winkel γ von 1,579869°.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, überlappt der Hinterabschnitt 134 des dritten Spiegels 116 jeder Gruppe den Vorderabschnitt 136 des ersten Spiegels 112 der nächstfolgenden Gruppe, wie strichliert angedeutet, und sperrt diesen Abschnitt ab. Um eine optische Absperrung infolge dieser Überlappung zu vermeiden, besitzen die ersten und dritten Spiegel 112, 116 jeder Gruppe jeweils zwei Abschnitte, nämlich einen ersten beweglichen Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, der fest an Ort und Stelle liegt. Eine Spiegelantriebsvorrichtung 137 bewegt einen Spiegelabschnitt zwischen einer ersten Stellung, in der er in der Ebene des Spiegels 116 einer ersten Gruppe liegt und diesen vervollständigt, und einer zweiten Stellung, die durch

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die sti'ichlierten Linien 136 angedeutet ist, in der er in der Ebene des Spiegels 112 in einer nächstfolgenden Gruppe liegt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt jede Spiegelgruppe 110 einen beweglichen Abschnitt 138 mit einer Breite von 2,53533 vm (0,09982 inches) und eine Länge von etwa 25,4- mm. Jeder Spiegel 112 besteht dann im Betrieb aus einem beweglichen Abschnitt 138 in Kombination mit einem festen Abschnitt 140 mit einer Länge von 1,07997 mm (0,04252 inches) und jeder Spiegel 116 besteht aus dem beweglichen Abschnitt 138 in Kombination mit einem festen Abschnitt 142 mit einer Länge von 1P6473 mm (0,04192 inches).

Im Betrieb stellt gemäß der "drei an"-Filmbildabtastsequenz während jeder ersten Abtastung des Bildes des Films die Spiegelantriebsvorrichtung seitlich den Spiegelabschnitt 138 in die Abwärtsstellung, d. h. in die radial innere Stellung, in der er in der Ebene des ersten Spiegels 112 liegt, wie dies durch die strichlierte Linie 136 dargestellt ist. Nach Vollendung der ersten Abtastung des Filmbildes stellt der Spiegelantrieb den beweglichen Spiegelabschnitt 138 seitlich in die aufgerichtete bzw. radial äußere Stellung, in der er in der Ebene des dritten Spiegels 116 liegt, wo er bereit ist, das projizierte Licht des Bildes bei der dritten Abtastung des Filmbildes zu reflektieren. Wach Abschluß der dritten vollen Abtastung des Filmbildes, d. h. jener Abtastung, die von den Spiegeln 116 als Reflektor abhängt, und vor der Einleitung der ersten vollen Abtastung des nächstfolgenden Filmbildes bewegt der Spiegelantrieb seitlich den Spiegelabschnitt 138 radial nach innen in die Ebene des nächsten ersten Spiegels 112, So befindet sich demgemäß zu Beginn der nächsten

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ersten vollen Abtastung der Spiegel 138 in der Ebene des ersten Spiegels 112 und die Abtastung schreitet in der normalen Weise fort.

Das Spiegelbewegungselement kann irgendeine zweckmäßige Vorrichtung sein. Vorzugsweise wird eine Vorrichtung benutzt, die Hocken aufweist, die mit der Trommeldrehung synchronisiert sind, um eine genaue und präzise Bewegung der Spiegel zu Beginn und am Ende jeder ersten Filmbildabtastung zu bewirken«

Bei einer Filmgeschwindigkeit von 20 Bildern pro Sekunde reflektiert die Trommel Jedes Filmbild über die lineare Detektorreihe in 1/60 see und synchron mit den Fernsehtaktsignalen. Die vorbestimmte Filmbildabtastsequenz ist demgemäß so gewählt, daß Jede Spiegelgruppe aufeinanderfolgend das projizierte Licht von dem gleichen Filmbild reflektiert, derart, daß drei aufeinanderfolgende Abtastungen des projezierten Bildes des Films durch die lineare Detektorreihe 24 bewirkt wird.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist einer der drei Spiegel beweglich angeordnet. Es ist natürlich auch möglich, den Trommeldurchmesser und den Abstand zwischen Film und Detektorreihe so zu wählen, daß die drei Spiegel keine Bewegung erfordern.

Die Spiegelgruppen können auch so angeordnet werden, daß sie abwechselnd im Abstand zueinander liegende Gruppen von zwei bzw. vier Spiegeln bilden. Die erste Gruppe der beiden Spiegel würde dann das projizierte Licht von dem gleichen Bild so richten, daß zwei aufeinanderfolgende

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Abtastungen des projezierten Bildes durch die Detektorreihe 24 erfolgt. Jede Filmbildabtastung würde dann die Signalinformation für eine vollständige Fernsehhalbbildabtastung bilden, wodurch innerhalb von 1/30 see ein vollständiges Fernsehbild erzeugt würde. Die nächste Gruppe mit vier Spiegeln würde dann in der Weise arbeiten, daß das projizierte Licht von dem nächsten Film so reflektiert wird, daß vier aufeinanderfolgende Abtastungen des produzierten Bildes durch die Detektorreihe 24 bewirkt wird. Jede Filmbildabtastung würde die Signalinformation für eine vollständige Fernsehbildabtastung in 2/30 see liefern. Das Verfahren wird dann in der beschriebenen Weise wiederholt, so daß jedes aufeinanderfolgende Filmbild in eine Signalinformation umgeformt wird, durch welche eine Darstellung in einer abwechselnden aufeinanderfolgenden Sequenz zwischen einem und zwei Fernsehbildern erfolgt.

Beispiel III

Im folgenden wird auf Fig. 4 der Zeichnung Bezug genommen. Hier ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel dargestellt, um die "drei an"-Bildfrequenzabtastsequenz durchführen zu können, wobei auch die Notwendigkeit der Spiegelgruppenüberlappung vermieden wird, so daß auch der Spiegelantrieb wegfallen kann. Gemäß dieser abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein und vorzugsweise sind zwei reflektierende und teilweise durchlässige optische Elemente 150 im optischen Pfad zwischen dem optischen System 22 und der Trommel 28 angeordnet. Jedes Element I50 überträgt einen bekannten Prozentsatz der einfallenden Beleuchtung,im wesentlichen ohne den

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optischen Pfad zu ändern, und es wird ein bekannter Prozentsatz der einfallenden Strahlung reflektiert. Nachdem die Elemente I50 optisch zwischen Trommel 28 und optischem System 22 ausgerichtet sind, reflektiert Jedes Spiegelelement 150a, 150b einen bekannten Anteil der einfallenden Strahlung längs eines zweiten optischen Pfades 154 bzw. 156 auf die voll reflektierenden fest angeordneten Spiegel 158 bzw. 160. Die auf die Spiegel I58, 160 auffallende Strahlung wird dann nach der reflektierenden TJmfangsoberflache der Trommel 28 reflektiert.

Durch genaue und präzise gesteuerte Festlegung der Elemente 150a und 150b sowie der Spiegel I58, 160 kann jeder optische Pfad 154, 156 und der original optische Pfad 162 verschiedenen Abtastungen jedes Filmbildes zugeordnet werden. Ein Verschluß 166, der selektiv durch die Synchronisierstufe 32 gesteuert wird, wählt einen der drei optischen Pfade 154, 156, 162 in einer Folge aus und läßt optisch nur in diesem Pfad ein Licht dahin durchtreten, welcher Pfad der Beziehung der optischen Pfade nach den von der Trommel getragenen Spiegeln 168, I70 bzw, 172 entspricht. So werden die dargestellten Pfade in der folgenden Sequenz gewählt: Pfad 162, Pfad 154 und Pfad 156, die aufeinanderfolgend den Spiegeln 168, 17O bzw. 172 entsprechen. Der Verschluß 166 ermöglicht demgemäß, daß die Beleuchtung die Trommel Jeweils nur über einen Beleuchtungspfad erreicht. Durch eine vorbestimmte Wahl der Stellungen der festen Spiegel I58 und 160 überlappen die von der Trommel getragenen Spiegel 168 und 172 einander nicht mehr und, falls erförderlich, können die von der Trommel getragenen Spiegel so eingestellt werden, daß sie tangential zur Trommeloberfläche verlaufen. Es ist klar, daß jeder

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optische Pfad 154, 156 und 162 im allgemeinen eine unterschiedliche Gesamtlänge aufweist und im allgemeinen einen unterschiedlichen Prozentsatz der Beleuchtung führt, die ursprünglich auf das Element 150a einfiel. Um eine Kompensation für die unterschiedlichen optischen Pfade zu bewirken, besitzt das optische System der Ausrüstung Kompensationselemente 174a» 174b, 174c, die vorzugsweise optisch auf die Spiegel 158 und 160, das optische System 22 und die Elemente 150a, 150b ausgerichtet sind. Jedes Kompensationselement 174 besitzt im typischen Fall einen oder mehrere neutral dichte Filter und Linseneletnente, um die unterschiedlichen Pfadlängen so zu kompensieren, daß die Helligkeit des über der Anordnung 24 abgetasteten Bildes gleich ist, unabhängig davon, welcher optische Pfad durch den Verschluß gewählt wurde.

Die elektrische Schaltung

Es wird nunmehr im einzelnen auf Fig. 1 Bezug genommen. Die elektrische Schaltung 36 ist für jedes ^der Ausführungsbeispiele I, II und III im wesentlichen gleich. Die lichtempfindliche Reihe 24 besitzt mehrere linear angeordnete, im Abstand zueinander liegende lichtempfindliche Elemente, deren lichtempfindliche Oberfläche 25 nach der einfallenden Strahlung hin gerichtet ist. Eine besonders zweckmäßige Reihenanordnung benutzt ladungsgekoppelte Vorrichtungen als photosensitive Elemente, und ein solches Erzeugnis ist ein Festkörperzeilenabtastgerät, welches von der Reticon Corporation in Sunnyvale, Kalifornien, unter der Bezeichnung "C Series Solid State Line Scanners" hergestellt wird.

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Bei diesem Abtastgerät 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, das auf ein jeweiliges lichtempfindliches Element während einer bekannten Integrationszeit auffällt. Bei einer typischen Fernsehanwendung liefert ein Zeilenabtastgerät mit 512 getrennten lichtempfindlichen Elementen, die im Mittelpunktsabstand von 0,051 mm angeordnet sind (wie bei dem Reticon EL-512 C), die erforderliche Abtastauflösung für hinlängliche Bildeinzelheiten.

Auf diese Weise spricht der dargestellte Zeilenabtaster 24-auf die auftreffende oder empfangene Lichtenergie an. Eine Folge von phasenbezogenen Taktsignalen der Synchronisierstufe 32, die über die Leitungen 34- ankommen, aktiviert die lichtempfindliche Reihenanordnung. Die dargestellte Synchronisierstufe hat eine Taktimpulssynchronisierschaltung 32a zur Erzeugung der Aktivierungssignale für die lichtempfindliche Anordnung, die über die Leitungen 34-laufen, und ein Systemsynchronisierelement 32b zur Synchronisierung der Wiedergabevorrichtung. Die Synchronisierschaltung 32a arbeitet gemäß den Synchronisiersignalen, die vom Systemsynchronisierelement 32b ankommen.

Die dargestellte Taktimpulssynchronisierstufe 32a verwendet eine Reticon RC-4OOA "motherboard"-Schaltung. Diese Reticon-Sehaltung liefert die notwendigen Phasen des Taktsignals und die Startimpulse zum Antreiben des dargestellten Reticon-Zeilenabtasters 24-. Der Ausgang des Reticon-Zeilenabtasters 24· wird über Leitungen 38 einem Antriebsverstärker 176 in der dargestellten Weise zugeführt, um im

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wesentlichen den aktivierten Zeilenabtaster von jeder äußeren Belastung durch die elektrische Schaltung 36 zu isolieren. Der Steuerverstärker empfängt Synchronisiersteuersignale von der Synchronisierstufe über die Leitungen 177. Der Steuerverstärker ist z. B. ein Reticon RC-404 Steuerverstärker, der an seinem Ausgang ein Impulssignal genügender Leistungsfähigkeit liefert, um einen Videogenerator 178 über die Leitungen 180 auszusteuern. Der Steuerverstärker ist im allgemeinen notwendig, weil die lichtempfindliche Reihe am Ausgang im wesentlichen eine "Packung von Ladungen" (ein Impulssignal) liefert, welches den Ausgang des jeweiligen lichtempfindlichen Elementes parallel zu einem teilweise entladenen Kondensator darstellt. (Die Spannung über der Parallelkombination des lichtempfindlichen Elementes und des entsprechenden Kondensators ist ein Maß des Zeitintegrals des Lichtes, das während einer bekannten Abtastzeit von dem jeweiligen Element empfangen wird.)

Der Ausgang des Steuerverstärkers über die Leitung 180 wird einem Videogenerator 178 zugeführt, der die Signale, die vom Ladungsverstärker empfangen wurden, in ein "boxcar"-Signal umformt, wobei ein Integrator 182 benutzt wird, dessen Ausgang über die Leitungen 184 verläuft, der mit dem Video-Eingang eines Fernseheteuersignalgenerators 186 kompatibel ist. Der Integrator 182, beispielsweise einer von der Type OEI 9081, hergestellt von Optical Electronics, Inc. of Tuscon, Arizona, besitzt einen Ladungsverstärker mit einem Rücksteilschalter und verbunden mit einer kapazitiven Rückkopplung, um die Integrationsfunktion zu liefern, und außerdem ist eine Verbindung mit einem folgenden "sample-and-hold"-Element vorgesehen. Auf

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diese Weise bildet die kapazitive Rückkopplung des Ladungsverstärkers die Integrationsfunktion und liefert den Integratorausgang über die Leitungen 184 unter der Taktsteuerung der Signale über die Leitung 188 von der Systemsynchronisierstufe 32b als verarbeitetes Videosignal· Der Fernsehsignalgenerator 186, der beispielsweise auf einer kommerziell verfügbaren Anordnung basieren kann, beispielsweise einem Heathkit IG-5240-Farbgenerator, liefert ein Ausgangsvideosignal in einem gewählten Fernsehkanal über 190 Zeilen und dieses ist kompatibel mit einem Standardfernsehformat. Die Synchronisiersignale vom Generator 186 über die Leitungen 192 liefern die Grundzeitsignale für die Systemsynchronisierstufe 32b und demgemäß für den gesamten Systembetrieb. Die Synchronisierstufe 32 liefert außerdem über die Leitungen 194· Datensignale, die die Arbeitsweise des Darstellungssystems anzeigen.

Bei dieser Anordnung des in Fig. 1 dargestellten Systems empfängt der Zeilenabtaster währ&ud einer ausgewählten Bildabtastung das Bild eines gesamten Bildrahmens, welches aufeinanderfolgend über die lichtempfindliche Oberfläche hinwegstreicht. Die sich ergebende Darstellung auf dem Fernsehschirm ist während einer einzigen Bildabtastung das gesamte Filmbild.

Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit speziellen Ausdrücken beschrieben, wobei spezielle bevorzugte kommerziell verfügbare Geräte erwähnt wurden, die in einer bestimmten bevorzugten Anordnung aufgebaut waren. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. So könnten andere Zeilenabtaster mit unterschiedlichen Ausgangssignalen Anwendung finden und

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■unterschiedliche Synchronisierschaltungen könnten innerhalb des Rahmens der Erfindung benutzt werden. Außerdem könnten andere Ausbildungen rotierender Trommelreflektoren benutzt werden, um die Filmbilder in einer vorbestimmten Filmabtastsequenz über der lichtempfindlichen Reihe abzutasten.

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Claims

Patentanwälte Di ρ I.-I ng. Curt Wallach Dipl.-!ng. 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: ·. .-° :■■*■., :-?Γ 1 ■·:

Unser Zeichen: 16 469 K/Nu

P at ent anspräche

Anordnung zur Umwandlung der Video-Information eines kinematographischen Films in ein Fernsehübertragungssignal, welches zum Empfang durch einen herkömmlichen Fernsehempfänger geeignet ist, der die Video-Information des kinematographischen Filmstreifens dadurch wiedergibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine lineare Anordnung (24) aus lichtempfindlichen Elementen (25) vorgesehen ist, um die Video-Information in eine elektrische Signalinformation umzuwandeln, daß Mittel vorgesehen sind, um ein Bild des Films (16) zu entwerfen, daß der Projektor eine Lichtquelle (12) aufweist und einen Motor besitzt, der den kinematographischen Film (16) an der Lichtquelle (12) mit gleichförmiger Geschwindigkeit vorbeiführt, daß eine bewegliche Spiegelanordnung (26) das vom Filmstreifen projezierte Licht empfängt und auf die lineare Reihe (24) von lichtempfindlichen Elementen (25) derart richtet, daß das projizierte Bild eines Jeden Filmbildes gemäß einer vorbestimmten Filmbildabtastsequenz abgetastet wird, daß ein Antrieb für die Spiegelanordnung

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vorgesehen ist und daß Mittel vorgesehen sind, um aufeinanderfolgend die Ausgänge der linearen Photodetektoren abzutasten und die abgetasteten Signale in ein Fernsehübertragungssignal umzuformen, welches zur Übertragung nach einem Fernsehempfänger geeignet ist, um auf diese Weise die durch die lineare Abtastanordnung empfangene Video-Information darzustellen und daß Steuermittel vorgesehen sind, um den Projektionsmotor mit dem Antrieb derart zu synchronisieren, daß die lineare Abtastung jedes Filmbildes mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die mit der Abtastrate herkömmlicher Fernsehempfänger kompatibel ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Spiegelanordnung eine sich drehende Trommel aufweist und daß der Antrieb aus einem Motor besteht, der die Trommel dreht, und daß die Steuermittel die Drehzahl des Motors des Projektors mit der Drehzahl der Eeflektortrommel synchronisieren.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelanordnung eine Vielzahl diskreter im Abstand zueinander angeordneter Spiegelelemente aufweist, die um den Umfang der Trommel herum angeordnet sind.
4. Anordnung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Projektionsmotor den Film mit einer Filmgeschwindigkeit von 20 Bildern pro Sekunde bewegt, wobei die herkömmliche Fernsehhalbbildgeschwindigkeit 60 Bilder pro Sekunde beträgt und wobei die Steuervorrichtung die Drehzahl des Motors des Projektors und den

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Trommelantrieb so synchronisiert, daß eine vollständige Abtastung durch die lineare Abtasteinrichtung für das gesamte projizierte Bild des Films in 1/60 Sekunde abläuft.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die aufeinanderfolgende Abtastung bewirkende Vorrichtung Mittel aufweist, um Fernsehtaktsignale zu erzeugen, und daß die Steuereinrichtung die Fernsehtaktsignale empfängt, um eine Synchronisierung der Filmbewegung mit der Drehzahl des Projektionsmotors und der Trommel zu bewirken.
6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der Trommel eine im wesentlichen zylindrische Oberfläche aufweist und jedes Spiegelelement gegenüber der zylindrischen Oberfläche so angeordnet ist, daß das projizierte Licht von dem jeweiligen Filmbild auf die lineare Abtasteinrichtung reflektiert wird, derart, daß eine Abtastung durch die lineare Abtasteinrichtung für das gesamte Projektionsbild bewirkt wird, wenn die Trommel durch die Steuermittel synchronisiert ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelelemente aus einer Vielzahl sich lagemäßig wiederholender Spiegelgruppen bestehen, die in TJmfangsrichtung im Abstand über der zylindrischen Oberfläche der Trommel angeordnet sind.
8. Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe aus einer Mehrzahl aneinandergrenzender

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Spiegel besteht, die benachbart zueinander in bestimmter räumlicher Lage fixiert sind.
9. Anordnung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß ein Spiegel jeder Spiegelgruppe tangential die Oberfläche der Trommel berührt.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Spiegel jeder Gruppe radial außerhalb der Oberfläche der Trommel befindlich ist.
11. Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß jede Spiegelgruppe aus zwei Spiegeln besteht und daß die Spiegelgruppen in ümfangsrichtung im Abstand zueinander liegen, wobei die vorbestimmte Filmabtastsequenz derart gewählt ist, daß jeder der beiden Spiegel der Gruppe jeweils aufeinanderfolgend das projizierte Licht von dem gleichen Bild derart reflektieren, daß zwei aufeinanderfolgende Abtastungen des projizierten Bildes durch die lineare Abtasteinrichtung erfolgen und daß die Mittel zum aufeinanderfolgenden Abtasten die Ausgänge der linearen Abtastanordnung während jener Zeitperioden löschen, die zwischen den Spiegelgruppen liegen, d. h· wenn die Filmbilder nicht auf die lineare Anordnung reflektiert werden.
12. Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß jede Spiegelgruppe drei Spiegel aufweist und daß die vorbestimmte Filmbildabtastfrequenz so gewählt ist, daß jeder der drei Spiegel der Gruppe aufeinanderfolgend das projizierte Licht von dem gleichen Filmbild reflektiert, so daß drei aufeinanderfolgende

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Abtastungen der Filmbilder durch, die lineare Abtastanordnung erfolgen.
13· Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um einen Spiegelabschnitt einer jeden Spiegelgruppe in Radialrichtung aus einer ersten Stellung in jeder Gruppe in eine zweite Stellung in der nächstfolgend benachbarten Gruppe einzustellen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein teilweise reflektierendes Element optisch zwischen den Projektor und die Trommel ausgerichtet ist, welches einen Anteil des einfallenden projizierten Bildes von der Trommel reflektiert, und daß wenigstens ein voll reflektierendes zweites Element vorgesehen ist, welches die Beleuchtung, welche von einem teilweise reflektierenden Element auffällt, nach der Trommelumfangsoberflache reflektiert, um von dort nach der Abtasteinrichtung reflektiert zu werden, und daß ein Verschluß wiederholt und selektiv gemäß einer vorbestimmten Sequenz das projizierte Licht von einem der partiell reflektierenden Elemente und dem zweiten reflektierenden Element nach den Trommelreflektoren richtet.
15· Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die am Umfang der Trommel montierten Spiegel in nicht überlappender tangentieller Lage relativ zur Trommelumfangsoberfläche verlaufen.
16. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Spiegelgruppen abwechselnd im Abstand zueinander liegende Gruppen von zwei und vier Spiegeln jeweils aufweisen, wobei die Gruppe der zwei Spiegel jeweils das projezierte Licht von einem Filmbild so reflektiert, daß zwei aufeinanderfolgende Abtastungen der projizierten Bilder auf die lineare Abtasteinrichtung gelangen,und daß die Gruppe von vier Spiegeln jeweils das projizierte Licht von einem weiteren Filmbild' derart richtet, daß vier aufeinanderfolgende Abtastungen des projizierten Bildes durch die lineare Reihenanordnung bewirkt werden.

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