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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Empfangen digitaler
Bilder aus einer digitalen Bilddatei und zum Aufzeichnen entsprechender
visueller Bilder auf einem lichtempfindlichen kinematografischen
Medium.
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Zum
Aufzeichnen von digitalen Bildern auf einem lichtempfindlichen Medium
kann ein System eingesetzt werden, das mit einem zweidimensionalen
optischen Modulator, etwa einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige
(LCD), arbeitet. Systeme, die für
das Aufzeichnen digitaler Bilder auf einem lichtempfindlichen Medium
zweidimensionale optische Modulatoren verwenden, sind Gegenstand
von US-A-6 016 157 und US-A-6 130 740. Das dem Modulator präsentierte
digitale Bild wird optisch auf das lichtempfindliche kinematrografische
Medium fokussiert, und der Modulator wird mittels einer oder mehrerer
Lichtquellen belichtet, wonach der Modulator ein latentes Bildfeld
auf dem lichtempfindlichen kinematografischen Medium erzeugt. Die
zum Beispiel von der Eastman Kodak Company hergestellten und von
der Filmindustrie verwendeten üblichen
lichtempfindlichen Medien weisen eine feste Breite, etwa 16 mm,
35 mm oder 65 mm, und eine der Anzahl der darauf vorhandenen Bilder
entsprechende variable Länge
auf. Ferner weisen die gebräuchlichsten
Arten in Längsrichtung
an jeder Seite des lichtempfindlichen kinematografischen Mediums
eine Lochreihe auf. Wird eine Serie zusammengehöriger Bilder, die sich in vorgegebener
Weise leicht im Bildinhalt unterscheiden, in einer bestimmten Reihenfolge
auf einem solchen lichtempfindlichen kinematografischen Medium aufgezeichnet,
so erzeugt dies bei Projektion auf eine Filmleinwand den visuellen
Eindruck einer Bewegung. Auf diese Weise werden seit mehr als 90 Jahren
Filme in Filmtheatern weltweit projiziert.
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Größe und Position
des Bildfeldes auf dem zum Projizieren eines Films verwendeten lichtempfindlichen
kinematografischen Medium sind in den von der Society of Motion
Picture Television Entertainment veröffentlichten Standards (SMPTE 59-1998)
festgelegt. Die drei üblichsten
derzeit verwendeten lichtempfindlichen kinematografischen Medien
weisen die Formate 16, 35 und 65 mm auf; am häufigsten wird das Formate 35
mm verwendet. Die Größe des Bildfeldes
auf dem lichtempfindlichen kinematografischen Medium wird nach der
Norm als Bildformat bezeichnet. Die Formatstrukturen wurden im Lauf
der vergangenen 90 Jahre entwickelt. Heute werden am häufigsten
die Typen 35 mm, Typ C, und 35 mm, Typ A, verwendet. In der Filmindustrie
wird der Typ C üblicherweise
als Full-Format, der Typ A 35 mm als Academy-Format bezeichnet.
Die der Norm zugrunde liegende Definition des Bildformats bezieht sich
auf die Länge,
Breite, Position und Orientierung des Bildfeldes auf dem lichtempfindlichen
kinematografischen Medium.
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Eine
weitere die Größe und Position
des Bildfeldes auf dem lichtempfindlichen kinematografischen Medium
betreffende Variable betrifft den Umstand, dass das digitale Bild
auf dem lichtempfindlichen kinematografischen Medium entweder als
positives oder als negatives Bild aufgezeichnet werden kann. Ein
positives Bild gibt ein echtes Bild wieder, wobei eine echte Bildwiedergabe
aufgrund der Farben und Dichtevariation, die der Betrachter auch
in einer realen Szene beobachtet oder wahrzunehmen erwartet, leicht
als solches erkannt wird. Unter einem negativen Bild versteht man
allgemein ein Bild, bei dem Dichte und Farben dem echten Bild entgegengesetzt
sind, d.h. bei dem hohe Dichten des Negativbildes durch niedrige
Dichten im positiven Bild wiedergegeben werden und umgekehrt. Außerdem werden
die Primärfarben
Rot, Grün
und Blau eines positiven Bildes in einem negativen Bild häufig durch
die Farben Cyan, Magenta bzw. Blau wiedergegeben.
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Die
Herstellung eines Spielfilms umfasst unter Umständen eine Vielzahl von Schritten,
bei denen aus auf dem lichtempfindlichen kinematografischen Medium
(Master) vorhandenen negativen Bildern auf einem anderen lichtempfindlichen
kinematografischen Medium (Empfangsmedium) optisch positive Bilder
und aus positiven Bildern optisch negative Bilder erzeugt werden,
usw. Dieser optische Aufzeichnungsprozess ist in den Filmlaboren
weltweit schon so lange üblich
wie es die Filmindustrie gibt. Bei diesem optischen Aufzeichnungsprozess
werden der Masterfilm und das lichtempfindliche kinematrografische
Medium mit den Emul sionsseiten gegeneinander gelegt. Mittels einer
Lichtquelle werden die Medien dann belichtet, und es wird ein latentes
Bild des Masters auf dem lichtempfmdlichen kinematografischen Medium
erzeugt. Da die Emulsionsseiten einander zugewandt sein müssen, müssen Master
und Empfangsmedium (von der Emulsionsseite des lichtempfindlichen
kinematografischen Mediums aus betrachtet) in Querrichtung zur Länge des
lichtempfindlichen kinematografischen Mediums zueinander entgegengesetzt
ausgerichtet sein. Die durch einen zweidimensionalen optisch modulierten
Printer erzeugten digitalen Bilder müssen in korrekter Ausrichtung
und Position entsprechend den jeweiligen Bildtypen – positiv
oder negativ – auf
dem lichtempfindlichen kinematografischen Medium platziert werden. In
einem digitalen Bildprinter verwendete zweidimensionale optische
Modulatoren, etwa ein LCD-Modulator, weisen feststehende zweidimensionale
Bildaufnahmebereiche auf. Dabei sind nicht nur die beiden Dimensionen
in ihrer Größe festgelegt,
sondern auch die Auflösung
steht in der Größe fest.
Als Auflösung bezeichnet
man allgemein die Anzahl in einem festliegenden Feld des Modulators
liegender unabhängig voneinander
variabler Bildelemente oder Pixel. Wie bereits erwähnt wurde,
wird zur Erzeugung eines Bildes die bildtragende Ebene des Modulators
optisch auf das lichtempfindliche kinematrografische Medium fokussiert.
Dabei ist es erwünscht,
den gesamten Bildaufnahmebereich des Modulators optisch zu fokussieren
und für
die Erzeugung eines Bildes eines bestimmten Formats auszulegen,
um höchstmögliche Auflösung und
Qualität
zu erreichen. Die für
die Filmindustrie produzierten Bilder gehören derzeit zu den höchstaufgelösten Bildern,
die heute hergestellt werden.
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Bei
einem 35 mm-Academy-Format wird nicht wie beim Full-Format der gesamte
für Bilder
auf dem lichtempfindlichen kinematografischen Medium verfügbare Bereich
genutzt. Beim Aufzeichnen des Bildes gemäß der SMPTE-Norm 59-1998 fällt der Mittelpunkt
eines 35 mm-Negativbildfeldes
im Academy-Format – bezüglich der
Dimension zwischen den Perforationen – nicht mit dem Mittelpunkt
des verfügbaren
Bildbereichs des lichtempfindlichen kinematografischen Mediums zusammen.
Dabei sind die Mittelpunkte des Bildfeldes und des lichtempfindlichen kinematografischen
Mediums bei einem Negativ bzw. einem Positiv in entgegengesetzter
Richtung versetzt.
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Um
positive und negative Bilder flexibel unter Ausnutzung des gesamten
verfügbaren
Bereichs des LCD-Modulators aufzeichnen zu können, muss für die korrekte
Ausrichtung des Bildfeldes auf dem lichtempfindlichen kinematografischen
Medium gesorgt werden. Hierzu wurden eine Reihe von Verfahren geprüft, die
alle Vorteile und Nachteile aufweisen. Zum Beispiel könnte der
gesamte verfügbare
Bildbereich des Modulators optisch so auf das lichtempfindliche kinematrografische
Medium fokussiert werden, dass er den gesamten verfügbaren Bildbereich
des lichtempfindlichen kinematografischen Mediums überdeckt
(s. US-A-6 130 740). Dieses Verfahren ermöglicht das Aufzeichnen aller
Formate sowie von positiven und negativen Bildern und das Aufzeichnen
von kleineren als Full-Formaten, unter Umständen jedoch auf Kosten der
Auflösung,
weil nur ein Teil des Modulatorfeldes für die Abbildung genutzt werden
kann. Dies bedeutet Verschwendung von wertvollem Abbildungsbereich
und einen Verlust an Auflösung.
Eine weitere Möglichkeit,
positive und negative Bilder aufzuzeichnen, besteht gegebenenfalls
in der Verwendung eines optischen Systems mit festem Brennpunkt
mit der Möglichkeit,
dieses optische System in der Position auf das lichtempfindliche
kinematrografische Medium auszurichten. Das Bewegen eines optischen
Systems ist möglich,
aber weniger erwünscht als
das in der Erfindung beschriebene System.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit zu schaffen, durch
die die vorstehend beschriebenen Probleme dadurch minimiert werden, dass
digitale Bilder effektiv mittels zweidimensionaler optischer Modulatoren
auf ein lichtempfindliches kinematografisches Medium unter gleichzeitiger
Einhaltung der gültigen
Nonnen aufgezeichnet werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht darin, einen zum Aufzeichnen eines Academy-Formats ausgelegten
und optimierten Printer für
das Aufzeichnen sowohl positiver als auch negativer Bilder bereitzustellen.
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Diese
Aufgaben werden erfüllt
durch ein Verfahren zum Empfangen digitaler Bilder aus einer digitalen
Bilddatei und zum Aufzeichnen entsprechender visueller Bilder auf
einem lichtempfindlichen kinematografischen Medium, mit den Schritten:
- a) Empfangen von Informationen, die sich auf
das Blendenformat des Bildes und auf den positiven oder negativen
Bildtyp der digitalen Bilder beziehen, die auf dem lichtempfindlichen
kinematografischen Medium aufzuzeichnen sind;
- b) Bereitstellen mindestens eines zweidimensionalen optischen
Modulators, der in einer Bildübertragungsbeziehung
zum lichtempfindlichen kinematografischen Medium angeordnet ist
und eine vorgegebene Anzahl von Pixeln hat, derart, dass visuelle
Bilder erzeugt werden, wenn der zweidimensionale optische Modulator
aktiviert ist;
- c) optisches Fokussieren eines visuellen Bildes, das vom zweidimensionalen
optischen Modulator zu erzeugen und auf dem lichtempfindlichen kinematografischen
Medium aufzuzeichnen ist;
- d) sequentielles Positionieren des lichtempfindlichen kinematografischen
Mediums in der Bildübertragungsbeziehung
zur Bildebene des Modulators;
- e) zusätzliches
Einstellen der Position eines aufzuzeichnenden visuellen Bildes
durch Bereitstellen einer Relativbewegung zwischen dem lichtempfindlichen
kinematografischen Medium und dem optischen Modulator in einer Richtung
quer zur Länge
des lichtempfindlichen kinematografischen Mediums und in einer Stellung,
die erforderlich ist zum Positionieren eines visuellen Bildes gemäß dem Blendenformat
des Bildes und dem positiven oder negativen Bildtyp des entsprechenden
digitalen Bildes; und
- f) Ansprechen auf die digitale Bilddatei, um den zweidimensionalen
optischen Modulator derart zu aktivieren, dass er das visuelle Bild
bereitstellt, welches das digitale Bild oder eine Bildebene des aufzuzeichnenden
digitalen Bildes darstellt, so dass das lichtempfindliche kinematografische
Medium ein ausgewähltes
positives oder negatives visuelles Bild in der entsprechenden Position
aufzeichnet, ohne die Anzahl der vom Modulator bereitgestellten
Pixel zu reduzieren.
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Ein
Merkmal der Erfindung besteht darin, einen zweidimensionalen optischen
Modulator, etwa eine LCD, effektiv dazu zu verwenden, ein digitales Bild
aus einer digitalen Bilddatei in ein visuelles Bild umzuwandeln
und dieses visuelle Bild entsprechend der Norm in der entsprechenden
Position auf einem Spielfilm-Medium unter Beibehaltung der maximalen Bildauflösung aufzuzeichnen.
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Mittels
eines zweidimensionalen optischen Modulators, etwa des in US-A-6
330 018 beschriebenen Modulators, in Verbindung mit der Möglichkeit, das
lichtempfindliche kinematrografische Medium bezüglich des feststehenden optisch
fokussierten Bildes zu bewegen oder den Modulator bezüglich der festen
Position des lichtempfindlichen kinematografischen Mediums zu bewegen
oder sowohl den Modulator als auch das lichtempfindliche kinematrografische
Medium zu bewegen, ist es möglich,
das Bild leichter – wie
nach der Norm erforderlich – auf
dem lichtempfindlichen kinematografischen Medium auszurichten. Dadurch
wird das System in die Lage versetzt, Full-Format- oder Academy-Format-Bilder
positiv oder negativ aufzuzeichnen. Bei einem System, das nur Academy-Format
aufzeichnen soll, könnte die
veränderliche
Vergrößerungsoptik
auch durch eine feste Vergrößerungsoptik
ersetzt werden, was die Konstruktion vereinfachen würde.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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In
der Zeichnung zeigt:
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1 einen
Teil eines optischen Systems und Medium-Transportmechanismus für ein Printsystem
mit zweidimensionalem optischem Modulator;
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2 einen
Bereich der 35 mm Academy- und Full-Formate nach Norm 59-1998 mit
den kritischen positiven und negativen Bildpositionen;
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3A, 3B und 3C unterschiedliche
perspektivische Ansichten eines Flexure-Mechanismus zum Aufnehmen
und Positionieren eines LCD-Modulators;
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4 eine
einen Teil des Medium-Transportmechanismus bildende Komponente des
in 1 dargestellten Filmfensters, die dazu dient,
das lichtempfindliche kinematrografische Medium an der fokussierten
Bildebene zu positionieren und zu halten; und
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5 ein
Printersystem mit nur einem zweidimensionalen optischen Modulator.
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1 zeigt
eine Teilansicht des optischen Mechanismus und des Medium-Transportmechanismus
eines digitalen Printers. Printer dieser Art sind in US-A-6 215
547 und US-A-6 330 018 beschrieben. In 1 wird eine
Flüssigkristallanzeige
(LCD) in flächiger
Anordnung als zweidimensionaler optischer Modulator 10 eingesetzt.
Dabei ist eine flächige
reflektierende Flüssigkristallanzeige
oder LCD nur eine Art eines solchen zweidimensionalen optischen
Modulators. Das digitale Bild wird zur Ausbildung eines visuellen
Bildes auf dem zweidimensionalen optischen Modulator 10 bereitgestellt.
Wenn es sich bei dem lichtempfindlichen kinematografischen Medium 12 um
ein monochromes, allgemein als Schwarz/Weiß-Film bezeichnetes Medium
handelt, besitzt es nur eine monochrome Farbbildebene oder Emulsionsschicht.
In einer digitalen Bilddatei ist die Information derart organisiert
oder codiert, dass jeweils eine einer bestimmten Farbbildebene entsprechende
Aufzeichnung bereitgestellt wird. Bei einem lichtempfindlichen kinematografischen Schwarz/Weiß-Medium
liegt nur ein Farbsatz vor. Handelt es sich bei dem lichtempfindlichen
kinematografischen Medium 12 jedoch um ein Farbmedium, wird
die digitale Bilddatei typischerweise drei Farbsätze enthalten und das lichtempfindliche
kinematrografische Medium typischerweise drei monochrome Farbemulsionsschichten
oder -ebenen aufweisen. Bei einem mit nur einem zweidimensionalen
optischen Modulator 10 arbeitenden Printersystem kann ein
Farbbild nur in der Weise aufgezeichnet werden, dass man die von
den zugehörigen
Farbsätzen
in der digitalen Bilddatei erzeugten einzelnen visuellen Farbbilder
sequentiell auf das lichtempfindliche kinematrografische Medium
aufbringt. Dabei werden die einzelnen Farbebenen des zugehörigen Farbsatzes auf
dem lichtempfindlichen kinematografischen Medium einander überlagert.
Bei einem mit mehreren zweidimensionalen optischen Modulatoren arbeitenden
Printersystem können
die Farbsätze
nach Verfügbarkeit
jedem der zweidimensionalen optischen Modulatoren gleichzeitig präsentiert
werden, wobei die von den einzelnen Modulatoren gelieferten visuellen
Bilder optisch zu einem einzigen visuellen Bild kombiniert und fokussiert
werden und dieses visuelle Bild auf dem lichtempfindlichen Medium
aufgezeichnet wird.
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Sobald
das digitale Bild dem zweidimensionalen optischen Modulator 10 bereitgestellt
wird, wird eine Beleuchtungsquelle 14 aktiviert, die ein
visuelles Bild erzeugt, das dann durch die Abbildungsoptik 16 in
der Bildebene 34 optisch auf das lichtempfindliche kinematrografische
Medium fokussiert wird. Die Abbildungsoptik 16 ist ein
telezentrisches optisches System mit einer bestimmten (variablen
oder festen) Vergrößerung und
der Möglichkeit,
das visuelle Bild vom zweidimensionalen optischen Modulator auf
die Bildebene 34 zu fokussieren. Das lichtempfindliche kinematrografische
Medium ist in der Bildebene 34 positioniert. Die Beleuchtungsquelle 14 könnte je nach
dem verwendeten Mediumtyp auch mehrere Farblichtquellen jeweils
mit unterschiedlicher Wellenlänge
aufweisen. Eine Beleuchtungsquelle dieser Art ist in US-A-6 215
547 beschrieben. Normalerweise kann bei einem lichtempfindlichen
kinematografischen Negativ-Farbmedium eine Beleuchtungsquelle mit
drei unterschiedlichen Wellenlängen
von etwa 680 nm, 530 nm und 445 nm Verwendung finden. Diese unterschiedlichen
Farben könnten
durch LED-Quellen, Laserquellen oder Weißlicht erzeugt werden, die
so gefiltert werden, dass spezielle Farben durchgelassen werden.
Die Auswahl der Wellenlängen
ist gegebenenfalls abhängig
von der Spitzenempfindlichkeit der Emulsionsschichten des lichtempfindlichen
kinematografischen Mediums und den verfügbaren Lichtquellen. Die einzelnen
Farblichtquellen der Beleuchtungsquelle 14 werden unabhängig voneinander
gesteuert, so dass sie präzise
die jeweiligen Dichten und Farben des Bildes auf dem lichtempfindlichen
kinematografischen Medium erzeugen. Dabei wird die Beleuchtungsquelle
in zeitabhängiger
Folge und Dauer synchron mit den Farbbildaufzeichnungen in der digitalen
Bilddatei bei deren Bereitstellung für den LCD-Modulator gesteuert.
Diese Steuerung beinhaltet die Steuerung der Zeitdauer, für die die
einzelnen Farblichtquellen aktiviert werden, sowie das Ausstrahlen
von Licht und die Steuerung der Lichtausgangsleistung bzw. der Intensität der Farblichtquelle
auf dem Medium. Diese kombinierte Steuerung von Zeit und Lichtleistung
am lichtempfindlichen kinematografischen Medium wird als Belichtungspegel
bezeichnet. Nach dem Belichten des Bildes auf dem lichtempfindlichen
kinematografischen Medium muss ein neues unbelichtetes Bildfeld in
die fokussierte Bildebene gebracht werden, um das nächste Bild
zu erzeugen. Die Wissenschaft der Erzeugung farbiger oder schwarzweißer Bilder
auf einem lichtempfindlichen Medium ist in Veröffentlichungen wie "Eastman Professional
Motion Picture Films",
Kodak-Veröffentlichung
Nr. H-1, gut dokumentiert.
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Betrachtet
man nun 2, so ist zu erkennen, dass
die SMPTE-Norm SMPTE 59-1998 zwei Bildformate für einen lichtempfindlichen
kinematografischen 35 mm-Film 44 als Typ A 40 und
Typ C 42 definiert. Die Ausrichtung der Bilder ist in 2 von der
Emulsionsseite her gesehen, wobei der Bezugsrand 46 des
lichtempfindlichen kinematografischen Mediums unten liegt. Das hier
verwendete spezielle lichtempfindliche Medium zum Aufzeichnen von
Filmen weist entlang der beiden Ränder des lichtempfindlichen
kinematografischen Mediums Lochreihen 48, 50 auf.
Einige Medien haben Lochreihen nur auf einer Seite, die meisten üblichen
Typen haben jedoch zwei Lochreihen. Die Erfindung ist für beide
Typen gleichermaßen
gut geeignet. Die Formate Typ A und Typ C werden in der Branche
allgemein als Academy-Format bzw. Full-Format bezeichnet. Ein negatives Academy-Format
kann in einem definierten Bereich eines Full-Formats 42 untergebracht
werden. Die Position des Abbildungsbereichs des negativen Formats
ist bezüglich
der Perforationen und der Filmränder
definiert. Dabei ist die Position des Bildfeldes des definierten
Format-Bildbereichs zwischen den Perforationen für die Erfindung am wichtigsten.
Was die Positionierung des Bildfeldes in Längsrichtung des Films anbelangt,
so wird davon ausgegangen, dass diese von den in der Erfindung beschriebenen Verfahren
und Vorrichtungen nicht über
die Grenzen der Toleranz hinaus beeinträchtigt wird.
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Häufig wird
ein Bild in der Art eines Positiv-Bildes auf Negativfilm aufgezeichnet;
dieses wird dann als Interpositiv-Bild bezeichnet, das im Allgemeinen
zur Herstellung von Duplikatnegativen verwendet wird. Die Position
eines positiven Bildfeldes 52 im Academy-Format liegt innerhalb
des Bereichs 42 des Full-Formats. Das Full-Format ist auf
der Mittellinie 54 des lichtempfindlichen kinematografischen Mediums 44 zentriert.
Die Mittellinien-Ausrichtung 56 des positiven Bildfeldes 32 ist
symmetrisch und der Mittellinienausrichtung 58 eines Negativ-Bildfeldes bezüglich der
Mittellinie 52 des vollen verfügbaren Bildbereichs auf dem
lichtempfindlichen kinematografischen Medium 44 entgegengesetzt.
Die Ausrichtung in Längsrichtung
des lichtempfindlichen kinematografischen Mediums bleibt bei positiven
oder negativen Bildfeldern unverändert.
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Ein
Verfahren zur Bewerkstelligung der gewünschten Bewegung der fokussierten
Bildebene bezüglich
des lichtempfindlichen kinematografischen Mediums bei der Erzeugung
eines negativen oder positiven Academy-Bildes besteht darin, den
zweidimensionalen optischen Modulator 10 in der gewünschten
Richtung zu bewegen und dadurch das Bild zu verschieben.
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3A, 3B und 3C zeigen
drei perspektivische Ansichten eines die LCD-Anordnung 90 tragenden
Flexure-Mechanismus 88. Der Flexure-Mechanismus 88 besteht
aus mehreren Komponenten: Einem Gehäuse 92, Federelementen 94,
einem Federelement 96, einem LCD-Sockel 98 und
einem LCD-Träger 100.
Die LCD-Anordnung 90 ist am LCD-Träger 100 angebracht.
Die Federelemente 94 und 96 bestehen aus Federstahl,
der so in Biegung versetzt werden kann, dass sich der LCD-Sockel 98 und
alle damit verbundenen Komponenten und Teilegruppen ebenfalls bewegen.
Die Federelemente bewegen sich nur in einer gewünschten Richtung 102 (s. 3A)
um eine neutrale Position, bleiben in Querrichtung 104 dazu
jedoch unverändert
(3B). Bei Bewegung der LCD-Anordnung 90 in
der gewünschten
Richtung 102 bleibt die Bildaufnahmefläche 108 der LCD-Anordnung 98 parallel
zu der durch die Bildaufnahmefläche 108 definierten
Ebene, solange diese sich in einer neutralen Position befindet. Die
neutrale Position ist die Position, die die LCD-Anordnung in Ruhestellung
der Federelemente 94 und 96 einnimmt. Es tritt
allerdings eine Verschiebung in senkrechter Richtung 106 (s. 3A)
zur Bildaufnahmefläche 108 der
LCD-Anordnung 90 auf. Diese Verschiebung ist bei sorgfältig ausgewogener
Anwendung und Konstruktion eines Systems dieser Art jedoch kein
Problem. Zu berücksichtigen
sind allerdings Veränderungen
der Tiefenschärfe
und andere mögliche
optische Veränderungen,
die ihrerseits die optimale Länge
der Federelemente 94 und 96 sowie die Konstruktion
der Abbildungsoptik 16 beeinflussen.
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Die
Bewegung der LCD-Anordnung 90 in ihre verschiedenen Positionen
in der gewünschten Richtung 102 kann
durch eine Reihe verschiedener, dem Fachmann bekannter Komponenten
oder Mechanismen bewerkstelligt werden. Diese Mechanismen können unter
anderem aus motorisch angetriebenen Präzisions-Kugelgewindepositionierelementen 110 und 112 bestehen,
die mit dem Gehäuse 92 des
Flexure-Mechanismus 88 verbunden sind. Dabei bewegt jedes
Kugelgewindepositionierelement die LCD-Anordnung von ihrer neutralen
oder Ruhestellung aus in einer entgegengesetzten Richtung. Dabei entsteht
eine punktförmige
Anlagekraft zwischen dem LCD-Sockel 98 und den einzelnen
Positionierelementen, wodurch Reibung und Abnutzung vermindert und
eine präzisere
Bewegung sichergestellt werden. Allerdings ist dies nicht das einzige
Verfahren zum Ankoppeln eines solchen Mechanismus.
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Größenordnung
und Richtung der Bewegung der LCD-Anordnung 90 durch die
Positionierelemente 110 und 112 können von
einem nicht dargestellten, mit dem entsprechenden Motor oder den
Aktor-Treibern verbundenen Computer gesteuert werden. Einrichtungen,
Präzisions-Kugelgewinde,
Motoren und Motor-Treiber dieser Art sind weltweit im Handel bei
Herstellern wie New Fokus Inc. erhältlich. Mittels eines linear
variablen Differentialwandlers (LVDT) 114 (s. 3C),
der mit dem Gehäuse 92 verbunden
sein kann, kann eine Rückkopplungs-Steuerung
für eine
präzise
Positionierung sichergestellt werden. Der Anker oder Meßkopf 116 des
LVDT 114 kann mit dem LCD-Sockel 98 in Berührung stehen.
Der LVDT 114, die (nicht dargestellte) Computersteuerung
und das Positionierelement können
als geschlossenes, servogesteuertes Rückkopplungssystem ausgebildet
sein, dessen Positionsauflösung
praktisch im Submikronbereich liegen kann.
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Der
Flexure-Mechanismus 88 sowie die LCD-Anordnung 90 können den
in 1 dargestellten zweidimensionalen optischen Modulator 10 ersetzen.
Dabei können
der Flexure-Mechanismus 88 und die LCD-Anordnung 90 derart
ausgerichtet werden, dass die gewünschte Bewegung 102 in
der Richtung erfolgt, die erforderlich ist, um das Bild auf dem
lichtempfindlichen kinematografischen Medium entsprechend der Norm
auszurichten.
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Eine
weitere Ausführungsform
für das
Ausrichten des Bildes auf dem Medium ist in 4 dargestellt,
die eine als Filmfenster-Grundplatte 200 bezeichnete Komponente
des Filmfensters 32 darstellt. Die Filmfenster-Grundplatte 200 dient
als Auflage und präzise
Registrierung für
das auf der Grundplatte festgeklemmte (Klemmvorrichtung nicht dargestellt) lichtempfindliche
kinematrografische Medium. Dabei wird das lichtempfindliche kinematrografische
Medium mittels nicht dargestellter Klemmeinrichtungen in der Bildebene 34 gehalten.
Zum Ausrichten des Mediums in der Bildebene 34 wird ein
formgerechter Passstift (nicht dargestellt) in eine Perforation 50 des lichtempfindlichen
kinematografischen Mediums eingeführt. Nach dem Ausrichten des
Mediums wird dieses durch eine Klemmeinrichtung gehalten. Eine Vorrichtung
dieser Art ist Gegenstand von US-A-6 037 973 und eines im SMPTE
Journal, Band 107, Nr. 8, August 1998, veröffentlichten technischen Artikels; Autoren:
Edmund DeGiulio und James Bartell. Darin werden das Verfahren, die
Vorrichtung, die Anwendung und die Steuerung eines Hochgeschwindigkeits-Präzisionsfilmtransportsystems
für den
Transport des Mediums des für
die Erfindung hauptsächlich
interessierenden Typs beschrieben. Die Abbildungsoberfläche des
lichtempfindlichen kinematografischen Mediums 202 befindet
sich in der Bildebene 34 in einer Bildübertragungsbeziehung zum zweidimensionalen
optischen Modulator 10. Während der Modulator und die
Beleuchtungsquelle(n) zum Erzeugen eines visuellen Bildes aktiviert
werden, hält die
Grundplatte 200 das lichtempfindliche kinematrografische
Medium flach und bewegungslos. Das so entstehende visuelle Bild
erzeugt ein latentes Bild auf dem lichtempfindlichen kinematografischen
Medium. Nach Abschluss des Printzyklus für ein gegebenes Bildfeld transportiert
das Filmfenster das lichtempfindliche kinematrografische Medium
exakt um ein Bild feld in Längsrichtung 204 des
Mediums, um einen unbelichteten Bereich des lichtempfindlichen kinematografischen
Mediums in die Bildebene 34 zu bringen, so dass ein weiteres
Bild aufgezeichnet werden kann. Bei einem 35 mm Academy-Format kann
das Filmfenster das lichtempfindliche kinematrografische Medium
zum Beispiel um vier Perforationen weitertransportieren, um ein
neues Bildfenster in Position zu ringen. Das Filmfenster kann auf
unterschiedliche Art betätigt
und gesteuert werden, etwa durch Motoren und Computersteuerungen.
Mechanismen dieser Art sind ohne weiteres bei zahlreichen weltweit
tätigen
Bewegungssystem-Herstellern erhältlich,
etwa der Galil Inc. und der Danaher Motion System Inc.
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Wie
in 1 dargestellt, ist das Filmfenster 32 Teil
eines Systems, das ferner die Einrichtung zum Aufnehmen des neuen
unbelichteten Mediums, d.h. die sogenannte Filmkassette 18,
und darüber
hinaus noch eine weitere – nicht
dargestellte – Filmkassette zum
Aufnehmen des lichtempfindlichen kinematografischen Mediums mit
den darauf am Filmfenster aufgezeichneten latenten Bildern aufweist.
Das lichtempfindliche kinematrografische Medium wird von einer Zuführ-Filmkassette
aus zur (nicht dargestellten) Aufwickelkassette transportiert. Die
gesamte Anordnung, bestehend aus Filmfenster 32, Filmkassetten 18 (nur
eine dargestellt) und der zugehörigen
Antriebsanordnung 20, wird als Medium-Transportmechanismus 36 bezeichnet.
Um die Ausrichtung des Bildes auf dem lichtempfindlichen kinematografischen
Medium entsprechend den Normen zu ermöglichen, muss eine Relativbewegung
zwischen dem lichtempfindlichen kinematografischen Medium und dem
optischen Modulator möglich
sein, die das lichtempfindliche kinematrografische Medium in Querrichtung
zur Länge
des lichtempfindlichen Mediums transportiert. Der Medium-Transportmechanismus kann
so ausgebildet sein, dass der gesamte Mechanismus bewegt werden
kann, um das Filmfenster in der gewünschten Richtung 208 und 210 quer
zur Längsrichtung
des lichtempfindlichen kinematografischen Mediums zu verschieben.
Diese gewünschte Bewegung
des Transportmechanismus wird durch einen Flexure-Mechanismus 38 kontrolliert.
Dieser Flexure-Mechanismus besteht aus der Antriebseinheit 22,
den Federelementen 24 und 26, der Sockeleinheit 24 und
der Grundplatte 30. Der Flexure-Mechanismus 38 ist
in Konstruktion und Funktion dem Flexure-Mechanismus 88 sehr ähnlich,
der im Zusammenhang mit der Positionierung der LCD-Anordnung 90 gemäß 3A, 3B und 3C beschrieben wurde.
Die Bewegung des lichtempfindlichen kinematografischen Mediums in
der gewünschten
Richtung 208 bzw. 210 ist auf den Bildbereich 202 des lichtempfindlichen
kinematografischen Mediums, d.h. auf die Bildebene 34,
bezogen. Die Relativbewegung zwischen dem lichtempfindlichen kinematografischen
Medium und dem optischen Modulator wird durch Bewegung der Antriebseinheit 22 bewirkt.
Zwei aus Federstahl bestehende Federelemente 24 und 26 erlauben
eine Bewegung in einer Richtung. Diese Richtung ist die gewünschte Richtung 208 bzw. 210 für die Bewegung
der in 4 dargestellten Filmfenster-Grundplatte 200.
Die Sockeleinheit 28 des Flexure-Elements 38 ist
auf einer für
alle anderen Komponenten des Systems feststehenden Grundplatte 30 montiert.
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Bei
dieser Anordnung ist jedoch dieselbe unerwünschte Bewegung senkrecht zur
fokussierten Bildebene möglich.
Diese unerwünschte
Bewegung könnte
zu Bildschärfeproblemen
auf dem lichtempfindlichen kinematografischen Medium führen, wenn der
zulässige
Tiefenschärfebereich
in der fokussierten Bildebene überschritten
wird. Tiefenschärfe,
Bewegungslänge
und Flexure-Länge
sind grundsätzlich Parameter
erster Ordnung für
die Konstruktion und Anwendung dieser Vorrichtung. Die Aktivierungskraft des
Flexure-Mechanismus 38 kann dabei von Komponenten derselben
Art geliefert werden, wie sie für den
Flexure-Mechanismus 88 gemäß 3A, 3B und 3C beschrieben
wurden, auf denen die LCD-Anordnung 90 montiert ist.
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Die
Relativbewegung zwischen dem lichtempfindlichen kinematografischen
Medium und dem optischen Modulator kann jedoch auch durch Bewegung
sowohl des lichtempfindlichen kinematografischen Mediums als auch
des optischen Modulators erzeugt werden. Bei Verwendung beider beschriebener
Flexure-Mechanismen, d.h. des Mechanismen der LCD-Anordnung und
des Medium-Transportmechanismus, zum Bewegen des Bildes in der Bildebene
kann sich eine geringere Gesamtbewegung des einzelnen Mechanismus
zum Ausrichten des Bildes ergeben. Dies wiederum kann die praktischen
Auswirkungen minimieren, die die unerwünschte Bewegung auf das Bild
haben kann.
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5 zeigt
eine Systemansicht eines Filmprinters mit zweidimensionalem optischem
Modulator. In 5 werden in einem externen Netzwerkspeicher 250 vorhandene
digitale Bilddaten mittels einer Netzwerk-Schnittstelle 254 einem
Printersystem 248 und dann dem Bildfeldspeicher 256 zugeführt. Die
digitalen Bilddaten könnten
auch in einem Speicher 252 eines internen Computers 258 gespeichert
und von dort aus dem Bildfeldspeicher 256 zur Verfügung gestellt
werden. Der Bildfeldspeicher 256 ist Bestandteil des Bildverarbeitungs-Subsystems 260,
das im internen Computer 258 untergebracht sein kann. Bei
dem Bildverarbeitungs-Subsystem 260 könnte es sich um eine als "Reconfigurable Computing
Engine" bezeichnete
Hochleistungs-Verarbeitungskarte für digitale Signale der Firma
Annapolis Micro System in Annapolis, Maryland, USA, handeln. Die
Karte basiert auf Hochleistungs-Verarbeitungselementen mit feldprommierbarer
Gateanordnung (FPGA), einem Direktzugriffsspeicher (RAM) und unterstützenden
logischen Schaltungen, die für
die Ausführung
unzähliger
logischer und mathematischer Funktionen programmiert werden können. Eine dieser
Funktionen ist das Aufrufen und Speichern digitaler Bilddaten; diese
Funktion wird auch als Bildfeldspeicher bezeichnet. Nach dem Laden
der Daten in den Bildfeldspeicher 256 können die Daten entsprechend
den Bedürfnissen
des Benutzers mittels einer Vielzahl weiterer Elemente des Bildverarbeitungs-Subsystems 260 verarbeitet
werden. Beispiele der möglichen
Verarbeitungsfunktionen sind etwa die Bildgrößenänderung 262, die Formatkorrektur 264, die
Farbkorrektur 266 und die Tonskalenkalibrierung 268,
um nur einige wenige zu nennen. Diese Funktionen sind dem Fachmann
bekannt und in vielen Publikationen beschrieben.
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Nach
der Vorverarbeitung des Bildes wird es dem Modulator-Treiber 270 für die Übermittlung
an den zweidimensionalen optischen Modulator 272 bereitgestellt.
Vor Beginn des Printvorgangs und dem sich daraus ergebenden Transport
der digitalen Bilder vom Speicher zum Printer kann der Benutzer eine
Jobbeschreibung über
eine geeignete Benutzerschnittstelle am internen Computer 258 an
das Printsystem 248 übermitteln.
Die Jobbeschreibung kann unter anderem Informationen über die
Speicherposition der aufzuzeichnenden digitalen Bilder, die Anzahl
der aufzuzeichnenden Bilder, die an den Bildern durch das Bildverarbeitungs-Subsystem
auszuführende
Bildverarbeitung, die Belichtungsstufen, das Bildformat, den Bildtyp – positives
oder negatives Bild – enthalten.
Bezüglich
des Bildtyps – positiv
oder negativ – kann
der interne Computer 258 die Benutzerinformation übersetzen
und die Antriebseinheit 20 und/oder die motorisch betätigten Präzisions-Kugelgewindepositionierelemente 110 und 112 anweisen, das
lichtempfindliche kinematrografische Medium und damit die Bildebene 202 bezüglich Richtung
und Größenordnung
der Bewegung korrekt gemäß der Norm
auszurichten.
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Das
Bildverarbeitungs-Subsystem 260 präsentiert dem Modulator-Treiber 270 sequentiell
einen oder mehrere digitale Farbsätze aus der digitalen Bilddatei.
Die digitale Bilddatei aktiviert den zweidimensionalen optischen
Modulator, so dass dieser das visuelle Bild bereitstellt, welches
das digitale Bild oder eine Bildebene des aufzuzeichnenden digitalen Bildes
darstellt, so dass das lichtempfindliche kinematrografische Medium
ein ausgewähltes
positives oder negatives visuelles Bild in der entsprechenden Position
aufzeichnet, ohne die Anzahl der vom Modulator bereitgestellten
Pixel zu reduzieren. Die farbabhängigen
digitalen Bilddaten werden dem Modulator 272 durch den
Modulator-Treiber 270 bereitgestellt. Sobald die dem Modulator
bereitgestellten Bilddaten stabil sind, weist der Modulatortreiber 270 die
Beleuchtungssteuerung 276 an, die entsprechende Farblichtquelle
(Rot 280, Grün 282,
Blau 284) für
eine vom Benutzer programmierte bestimmte Dauer einzuschalten. Die
Lichtausgangsleistung jeder der Lichtquellen 280, 282 und 284 kann
durch den internen Computer 258 vor dem Aufzeichnen eines
Bildes auf einen bestimmten Ausgangspegel oder eine bestimmte Intensität eingestellt
werden. Allerdings kann die bestimmte Farblichtquelle nicht eingeschaltet werden,
bevor sie durch den Modulatortreiber 270 aktiviert wurde.
Jede Farbaufzeichnung einer digitalen Bilddatei wird dem zweidimensionalen
optischen Modulator 10 in zeitabhängiger Folge und synchron mit
der durch den Modulator-Treiber 270 aktivierten jeweiligen
Lichtquelle 280, 282 bzw. 284 bereitgestellt.