JP2000511374A

JP2000511374A - ストロボ走査システムを用いてフィルムをディジタル化する方法及び装置

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Publication number: JP2000511374A
Application number: JP09542540A
Authority: JP
Inventors: ディフランチェスコ，デイビッド
Original assignee: ピクサー
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 2000-08-29
Also published as: AU3067897A; WO1997044948A1; US5771109A

Abstract

(57)【要約】本発明はフィルムフレームをディジタル化する方法及びその装置に関する。本発明は従来技術のフィルタ及びシャッタ機構の代わりに、インテグレーティング・スフィア（２０４）に収容された異なる着色ストロボ灯を利用する。本発明の制御システムは各ストロボ灯を順次、所定の時間フラッシュさせ、フィルムフレームを各色成分に露光させる。フィルムフレームの各色成分はレンズによってＣＣＤアレイ（２１０）に投影される。各ストロボ灯は所定の繰り返し回数で所定の時間フラッシュし、そのストロボ灯に対応する光の成分でＣＣＤアレイ（２１０）を飽和させる。各色成分に対応する色データは処理及び記憶のためにディジタル信号プロセッサに送られる。本発明の１つの実施例では、ストロボ灯は赤色，緑色及び青色ストロボ灯である。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称ストロボ走査システムを用いてフィルムをディジタル化する方法及び装置技術分野本発明はフィルムディジタル化装置の分野に関する。背景技術フィルムディジタル化装置はコンピュータシステムによって保存及び表示するためにフィルムフレームから画像をディジタルデータに変換するために使用される。第１図は従来技術のフィルムディジタル化装置１００の機能ブロックを示している。光源１０４はフィルムフレーム（図示せず）を保持するフィルム平面１０２に向けて白色光を放射する。光源１０４とフィルム平面１０２との間に着色フィルタ１０５が置かれる。フィルタ１０５は典型的には赤色，緑色又は青色フィルタであり、それらの原色の１つだけを通過させる。レンズ１０９はフィルタ１０５によって濾光された光成分（例えば、青色光成分）をＣＣＤアレイ１１０に収束する。従来技術のフィルムディジタル化装置１００の動作では、光源１０４から放射される白色光は着色フィルタ１０５によって濾光される。フィルタ１０５を通過する光の成分はフィルム平面１０２に保持されたフィルムフレームを露光する。短時間経過後、ＣＣＤアレイ１１０は着色フィルタ１０５に対応するフィルムの色成分で飽和(saturate)する。例えば、フィルタ１０５が青色フィルタであれば、ＣＣＤアレイはフィルムフレームの青色成分で飽和する。その後、ディジタル化された色データはＣＣＤアレイからコンピュータの保存装置へ転送される。上述のように、従来技術によれば、光源１０４は白色光源である。従来技術の白色光源１０４は典型的には連続波のキセノン又はハロゲンランプである。ＣＣＤアレイ１１０を原色、すなわち、赤色，緑色及び青色に露光するために、３個の異なる着色フィルタが用いられる。赤色フィルタは白色光源の赤色成分だけを通過させるために使用される。同様に、緑色フィルタは白色光源１０４の緑色成分だけを通過させるために使用され、青色フィルタは白色光源１０４の青色成分だけを通過させるために使用される。各フィルタ１０５はフィルム平面１０２と光源１０４との間（又は、フィルム平面１０２とレンズ１０９との間）に所定の時間挿入される。その後、フィルタは取り除かれ、他の２個のフィルタの１個と所定の時間交換される。このようにして、赤色，緑色及び青色の各フィルタが順次挿入され，除去され，別の着色フィルタと交換される。これによって、赤色，緑色又は青色の３色のうちの１色だけがＣＣＤアレイ１１０を通過することになる。従来技術によれば、シャッタシステムが光源１０４とフィルム平面１０２との間に設置される。あるいはまた、シャッタシステムがフィルム平面１０２とレンズホルダ１０９との間、又は、レンズホルダ１０９とＣＣＤアレイ１１０との間に設置される。シャッタシステムとともに異なる着色フィルタを使用するという従来技術の要求条件は多くの不利益を生じさせる。例えば、従来技術のフィルムディジタル化装置はフィルタの挿入及び除去のために複雑な機構を必要とする。従来技術はまた、ＣＣＤアレイ１１０が各色成分に露光される間の時間を管理するためにシャッタシステムに精密なタイミングを要する。また、シャッタシステムはフィルタの交換中に白色光がＣＣＤアレイを露光することがないような方式でフィルタ交換機構と同期されなければならない。したがって、従来技術のフィルムディジタル化装置は複雑で高額なフィルタ交換機構，シャッタシステム及びタイミング・同期装置を必要とする。フィルタ交換機構及びシャッタシステムは定期的かつ高コストの保守も要する。こうした不利益のすべてに加え、従来技術のフィルムディジタル化装置は低速である。各フィルムフレームをディジタル化するために３個の異なるフィルタを交換しなければならない。典型的な全尺フィルムは何千ものフィルムフレームを有する。したがって、全部のフィルムをディジタル化することは３個の赤色，緑色及び青色フィルタを交換する際に費やされる時間だけ長い時間がかかる。従来技術のフィルムディジタル化装置に伴う別の課題は光源１０４によって作られる光が「平行光」であることである。すなわち、光源１０４によって発せられる光はフィルム平面１０２に均一に分布しない。典型的には光の強度はフィルム平面１０２の中心のほうが大きい。このことはＣＣＤアレイ１１０の不均一な露光をもたらし、ＣＣＤアレイ端部の飽和の遅れをもたらす。時には、ＣＣＤアレイのこの不均一な露光を補正するために付加的な光学系又は光ファイバフェースプレートが使用されることもある。しかし、それはコストを増大させ、システムにおける光の損失を生じることにもなる。以下の特許はフィルムディジタル化装置を開示している。フローリィ(Flory) による米国特許第３,５８４,１４７号は所定の時に青色ストロボ灯の作動のためのトリガパルスを生成する装置を開示している。フローリィ'１４７によれば、青色ストロボ灯からの光はフィルムフレーム，２個のダイクロイックミラー及びレンズ系を経て、カメラに向けて転送される。連続黄色光が２個のダイクロイックミラーを介して、青色ストロボ灯を作動させるためのトリガパルスを発する光検出器に向けて逆送される。フローリィによる米国特許第３,５８４,１４８号は所定のレートで作動するストロボ灯によりフィルムフレームを数回で照射する装置を開示している。この装置はフィルムを感光面に結像させる。装置には各フィルムフレームを同一の感光領域に結像させるため、連続するストロボ灯フラッシュ間のフィルムの動きを補正するために光路上に回転ミラーが備えられている。ディーブソン(Deveson)他による米国特許第３,６３７,９３７号は写真フィルムからビデオ信号を生成する装置を示している。ディーブソンの装置はビデオ信号が写真フィルムの画像を正確に表現するように写真フィルムの露出過剰又は露出不足を解消するように試みる。ディーブソンはフィルムの照度を変えるための「可変密度光フィルタ」をその装置の一部として使用している。ボルツ(Boltz)による米国特許第３,６７９,８２７号は連続フィルム映写システムで使用される装置を提起している。ボルツはフィルムフレームが動いている間に光検出力メラチューブにフィルムフレームの光レプリカを静止させようと試みている。これを行うために、ボルツはフィルムフレームと撮像管との間の光路上に２個の部分光透過性デバイス及び部分光反射性デバイスを使用する。これらのデバイスはフィルムフレームがフィルムゲートの中央にある時だけでなく、フィルムフレームがフィルムゲートをまさに離れようとする時にもフィルムフレームの光レプリカが撮像管に透過されるように回転される。フローバック(Frohbach)他による米国特許第４,３１０,８４７号はフィルム走査システムを開示している。フローバックによれば、画像はテレビジョンフィールド・レートでフィルムに記録される。画像のラインに対応するフィルムの部分が照射される。照射された部分はその色成分に分解される。フィルムの照射部分からの分解光は走査感光性アレイに結像される。感光性アレイにより供給される走査信号はテレビジョン信号を供給するために記録され使用される。ムーア(Moore)他による米国特許第４,４９５,５１６号はフィルムの画像からビデオ信号を生成する装置を開示している。この装置はインテグラル・カラーフィルタ・アレイを備えるＣＣＤイメージセンサを有する。ＣＣＤイメージセンサはフィルムからの画像で照射される。信号プロセッサがセンサによって生成された信号をカラー補正する。ジョンソン(Johnson)他による米国特許第４,６２３,９２９号はビデオ再生装置におけるストロボ灯用の改良シマー電流回路を開示している。ストロボ灯は写真フィルムをソリッドステート・イメージセンサにフラッシュ照射するために使用される。センサ照射フラッシュ間のストロボ灯のアークを維持するためにストロボ灯からシマー電流を引き出すための電流同期回路が使用されている。この改良シマー電流回路はシマー電流がオフの時だけストロボ灯がフラッシュするようにし、電磁波干渉を低減させ、ビデオ再生装置により生成されるビデオ信号の品質を高める。ファンストン(Funston)による米国特許第４,６８８,０９９号はソリッドステートイメージセンサに写真フィルムをフラッシュ照射するためのストロボ灯を有するビデオ再生装置を開示している。検出回路はイメージセンサの照度がイメージセンサの飽和レベルを上まわっているか下であるかの関数である制御信号を生成する。その制御信号に従って、マイクロプロセッサが露光レベル信号を調整する。調整された露光レベル信号はさらに、イメージセンサがその飽和レベルに近いレベルで照射されるように、ストロボ灯のフラッシュの強度及び時間を調整する。レービィ(Levy)他による米国特許第５,１５５,５８６号はディジタル・カラーフィルム画像のフレア補正を実行するシステムを開示している。各ディジタル化画像はフィルムに対応する赤色，青色及び緑色成分を含み得る。フレア補正信号はディジタル的に生成され、各色成分についてフレームごとの望ましくない輝度の変化を補償するために使用される。ファン(Foung)他による米国特許第５,２４９,０５６号は写真フィルムからビデオ信号を生成する装置を開示している。この装置はフィルムフレームをフィルムゲートに位置決めするためにフィルムを送る又は戻すためのフィルム送りを備える。装置はまた、フィルムフレームがフィルムゲートに位置決めされた時を検出し、そのフレームの画像を投影するためにストロボ灯をフラッシュさせる、画像投影器を備える。装置はさらに、投影された画像を受信し、画像に対応するビデオ信号を生成するビデオ・ピックアップ・システムを有する。上述の特許のいずれもが、低速、高コストかつ複雑なフィルムディジタル化装置の従来技術の課題を解決していない。詳細にいえば、それらの特許のいずれもが、前述したフィルタ交換機構及びシャッタ・光学系への従来技術の依存性に配意していない。デイビッド・ディフランチェスコ(David DiFrancesco)著“Laser Based Color Film Recorder System with GaAs Mircrolaser”(Proceedings of SPIE-The In ternational Society for Optical Engineering印刷、１９８９年１月１７〜２０日、１６〜２６頁）と題する論文はカラーフィルム記録における赤色，緑色及び青色レーザビームの使用を検討している。しかし、この論文は低速，高コストかつ複雑なフィルムディジタル化装置の従来技術の課題を克服する方策を提起していない。さらに、この論文は前述したフィルタ交換機構及びシャッタシステムへの従来技術の依存性に配意していない。したがって、当技術にはより高速，単純，高信頼性かつ低費用のフィルムディジタル化装置に対する必要性が存在する。発明の概要本発明はフィルムフレームをディジタル化する方法及びその装置に関する。本発明は従来技術のフィルタ及びシャッタ・フェースプレート機構の代わりに、インテグレーティング・スフィアに収容された異なる着色ストロボ灯を利用する。本発明の制御システムは各ストロボ灯を順次、所定の時間フラッシュさせ、フィルムフレームを、全部がランベルト拡散平面フィールドを備えるように各色成分に露光させる。フィルムフレームの各色成分はレンズによってＣＣＤアレイに投影される。各ストロボ灯は所定の繰り返し回数で所定の時間フラッシュし、そのストロボ灯に対応する光の成分でＣＣＤアレイを飽和させる。各色成分に対応する色データは処理及び記憶のためにディジタル・シグナル・プロセッサに送られる。本発明の１つの実施例では、ストロボ灯は赤色，緑色及び青色ストロボ灯である。図面の簡単な説明第１図従来技術のフィルムディジタル化装置の機能ブロック図。第２図本発明のフィルムディジタル化装置の実施の形態の例示図。第３図本発明によるインテグレーティング・スフィアの例示図。第４図本発明の制御システムの概略図。第５図本発明の制御システムの例示図。第６図１個のフィルムフレームに関する本発明のフィルムディジタル化動作の１サイクルの例示図。発明の詳細な説明ストロボ走査システムを用いてフィルムフレームをディジタル化する方法及びその装置を説明する。以下の説明において、本発明のより完全な説明を行うために多数の特定の細部について述べる。しかし、本発明がそれらの特定の細部を伴わずに実施し得ることは当業者にとって明白であろう。他の点では、本発明を不明瞭にしないために公知の特徴については詳述しない。本発明はフィルムフレームをディジタル化するための独自の方法及び装置である。本発明は３個の着色フィルタを使用する従来技術の不利益及び所定の時間間隔の経過時でのフィルタの挿入及び交換に伴う複雑さを解消する。本発明はまた、不要な光がＣＣＤアレイを通過することを阻止するための、シャッタの使用及びシャッタとフィルタ交換システムとの同期化を不要にする。本発明はさらに、フィルム平面への光の均一な分布のための平坦視野光学系又は光ファイバ・フェースプレートの必要をなくす。第２図は本発明のストロボ走査システムを用いた本発明のフィルムディジタル化装置２００の実施例を示す。従来技術の白色光源１０４に代わり、本発明はフィルムディジタル化装置用光源として「インテグレーティング・スフィア」２０４を使用する。フィルムディジタル化装置の動作中にフィルムの１フレーム（図示せず）を保持するために、フィルム平面２０２が使用される。二重矢線２１２はフィルム平面２０２の開口の一辺の長さを示している。本発明の１つの実施例では、開口は各辺が３５mmの長さを有する正方形である。「フィルム送り機構」２０６はフィルムがインテグレーティング・スフィア２０４から放射された光に露光されると同時にフィルムを移動させるために使用される。「ダブテール」２０８はレンズホルダ２０９及びＣＣＤカメラ２１０を保持するために使用されている。ＣＣＤカメラ２１０はフィルム平面２０２にあるフィルムフレームを通ってインテグレーティング・スフィア２０４から放出された光に露光されるＣＣＤアレイ（第２図には図示せず）を含む。本発明の装置の構造をより詳細に説明すれば、前述の従来技術のフィルタ及びシャッタ機構の代わりに、本発明は４個のストロボ灯を収容するインテグレーティング・スフィア２０４を利用する。１個の赤色ストロボ灯，１個の緑色ストロボ灯及び２個の青色ストロボ灯（２個の青色ストロボ灯の代わりに１個の青色ストロボ灯を本発明の別の実施例として使用することもできる）。第２図に示されたインテグレーティング・スフィア２０４について説明する。インテグレーティング・スフィア２０４は第３図に詳細に図示されている。第２図及び第３図における同一番号は同一の構成要素を示す。第２図及び第３図に示すインテグレーティング・スフィア２０４について説明すれば、本発明の１つの実施例では、４個のストロボ灯がインテグレーティング・スフィアの子午線２３２に沿って配置されている（明白であるが、４個のストロボ灯の正確な位置は本発明の範囲を逸脱せずに変更することができる）。子午線２３２は赤道２１６を含む平面に対し垂直である平面にある。各ストロボ灯は赤道２１６の平面に対して平行である平面の子午線２３２沿いにある。各ストロボ灯はインテグレーティング・スフィアの内部に向けられており、インテグレーティング・スフィアの外面にある開口に納められている。各開口は２５mmの直径を有する。このように、各々、直径２５mmの４個の開口が子午線２３２に沿って配置されている。開口のうちの２個（開口２２２及び２２４）は赤道２１６の平面の両側に位置し、赤道から等距離である。残りの２個の開口（開口２２０及び２２６）も、赤道と向かい合う側にあり、赤道から等距離にある。例えば、本発明の１つの実施例では赤色ストロボ灯が開口２２０に配置され、緑色ストロボ灯が開口２２４に、青色ストロボ灯が開口２２２に、もう１個の青色ストロボ灯が開口２２６に配置される。インテグレーティング・スフィア２０４はまた、子午線２１４の向点(apex)に長方形の開口２３０を備える。子午線２１４の平面は子午線２１８を含む平面に垂直である。子午線２３２（そこにストロボ灯が配置されている）は子午線２１４に対して４５°の角度をなしている。したがって、子午線２３２は子午線２１４と２１８との中間にある。ストロボ灯によって発生され、インテグレーティング・スフィア２０４の内面から反射された光はランベルト拡散により開口２３０を通過することによってフィルム平面２０２に収束される。インテグレーティング・スフィア２０４の内面は反射率を高めるために希土類元素より成る物質で被覆されている。この被覆は内面がストロボ灯により与えられた光を約９０〜９７％の効率で反射することにより、インテグレーティング・スフィアの内面の放射輝度を増大させる。インテグレーティング・スフィア２０４はフィルムフレームをＣＣＤカメラに露光させる光のランベルト拡散を提供する。これにより、フィルムフレームをＣＣＤカメラに露光させるために平行光源を拡散させ「平坦にする」従来技術の必要性を克服する。本発明の好ましい実施例では、フィルム送り機構２０６は光学カメラ工業において使用されているカム作動ピン式位置合わせフィルムシャトル機構である、１９１１年頃のアルバート・ハウェル(Albert Howell)設計の改良ワイドボディ型のものである。シャトル機構及びフィルム平面２０２は“３５mmアカデミー”， “６５mm”，“３５ビスタビジョン（“８パーフォレーション”）”といった各種フィルム形式を収められる。本発明はレンズホルダ２０９に設置された７５mm ローデンストック(Rodenstock)レンズを使用している。ＣＣＤカメラ２１０（第２図）は３ｋ×２ｋピクセルのサイズのＣＣＤアレイを有する。本発明は本願の譲受人に譲渡され、引用によって本願と一体となる、１９９６年６月11日に出願された同時係属米国特許出願第０８／６６４，２６６号に記載の可動レンズ機構を備えることも可能である。また、本発明は上記のＣＣＤアレイに代えて、１列のＣＣＤを利用することもできる。本発明の別の実施例では、ＣＣＤセンサ以外の光電性センサが利用される。第４図は本発明のシステムレベルの概略を示しており、制御システムはインテグレーティング・スフィアのストロボ灯及び本発明の他の構成要素を制御するために使用されている。ブロック４０４は（４個のストロボ灯を含む）インテグレーティング・スフィアのブロック図を表している。ブロック４０６はフィルム送り２０６のブロック図を表している。ブロック４１０はＣＣＤアレイ（図示せず）を収容するＣＣＤカメラ２１０を表している。ブロック４１１はインテグレーティング・スフィア４０４，フィルム送り４０６及びＣＣＤカメラ４１０を制御するために使用される制御システムの表現である。制御システム４１１はインテグレーティング・スフィア４０４にある４個のストロボ灯のフラッシュシーケンス及びフラッシュの繰り返し回数を制御する。また、制御システム４１１はディジタル画像データを記憶及び処理のために制御システム４１１に転送するＣＣＤカメラ４１０を命令し制御する。制御システム４１１を第５図に詳細に示す。ＣＰＵカード５２１は典型的には、３２メガバイトのメモリ、キャッシュ付きの１個の７５MHz，Sun-SPARCII及びビデオ表示用のＳバス・ビデオカード（例えば、一般的なSun製品）を備える。ＣＰＵカード５２１は２個のＲＳ２３２ポート５０７も有する。一方のポートはＣＣＤカメラ５１０（第２図にＣＣＤカメラ２１０として示した）と接続されており、これを制御する。ＣＰＵカード５２１は制御システム４１１の他の構成要素とＶＭＥバス５２５によって通信する。モニタ，マウス及びキーボード（いずれも第５図には図示していない）もＣＰＵカード５２１に接続されている。ディスクドライブ５０５はＳＣＳＩバスによってＣＰＵカード５２１と接続されている。ブロック５２９は他のユーザが使用するために画像データを制御システムから移すためのオプションのイーサネット接続を表している。Green Spring製ＶＭＥ／ＩＰインタフェースカード５２２がＶＭＥバス５２５に接続されている。インタフェースカード５２２は４個までのＩＰ(Industry Packs)カードについてＶＭＥバス５２５とのインタフェースをとる。ＩＰ５０６は光学的に分離されたリレーパネルによってフィルム送り２０６を制御する。ＩＰ５０４はインテグレーティング・スフィア２０４の４個のストロボ灯を制御する。ブロック５２３はラミックス(RAMIX)ＲＭ−１４０Ｂメモリカードを表している。メモリカード５２３は６４メガバイトの記憶空間を有するデュアルポート・メモリである。メモリカード５２３はＶＭＥバス５２５又はＶＳＢバス５２６のいずれか一方によってアクセス可能である。ＶＳＢバス５２６はメモリカード５２３をディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）５２４に接続し、処理されたデータをＤＳＰ５２４からメモリカード５２３へ移すために使用される。処理されたデータはメモリカード５２３から最終的な処理及び保存のためにＶＭＥバス５２５によってＣＰＵカード５２１に移動される。メモリカード５２３はＤＳＰ５２４とＣＰＵ５２１との間の大規模バッファとしてだけではなく、ＤＳＰ５２４からデータを転送する迅速な手段としても使用される。制御システム４１１において、ＤＳＰ５２４からのデータ転送速度はＶＭＥバス５２５で約２Mbps、ＶＳＢバス５２６で約１５Mbpsである。ＤＳＰ５２４が２枚のスペクトラム(Spectru m)ＶＭＥ・ＤＳＰキャリアボードを備え、各ボードが２個のＤＳＰプロセッサを有することに留意されたい。これらのＤＳＰプロセッサは代表的にはクロック速度４０MHz又は５０MHzのいずれかのテキサスインストルメンツ(Texas Instrumen ts)製ＴＭＳ３２０Ｃ４０−ＤＳＰチップである。ブロック５２７はフォトメトリック(Photometrics)製ＣＣＤカメラ５１０とＤＳＰ５２４との間のインタフェース・ブロックである。このインタフェースはスペクトラムＶＭＥ−ＤＳＰキャリアボードのバッファされたＣＯＭＭポートに接続している。バッファされたＣＯＭＭポートのデータ転送速度は約１５Mbpsである。フォトメトリック製ＣＣＤカメラからの最大データ転送速度は２Mbpsである。最後に、第５図に示す通り、ＶＭＥバス５２５はＣＰＵカード５２１，インタフェースカード５２２，メモリカード５２３及びＤＳＰ５２４の間の通信を行う。本発明の動作を第６図によって以下に説明する。ステップ６０２において、本発明はフィルム平面２０２に置かれた１個のフィルムフレームをディジタル化する１サイクルを開始する。ステップ６０４で、本発明の制御システム４１１（第４図及び５）は赤色ストロボ灯２２０（第２図及び第３図）をフラッシュさせることによりインテグレーティング・スフィア４０４（第２図及び第３図のインテグレーティング・スフィア２０４）を発光させる。本発明によれば、赤色ストロボ灯は１秒間に１５Hzでフラッシュされる。本発明で用いる赤色ストロボ灯の各フラッシュは４ジュールの光を生じる。赤色ストロボ灯２２０のフラッシュ繰り返し回数（すなわち１５Hz）はＣＣＤカメラ４１０（第２図のＣＣＤカメラ２１０）のＣＣＤアレイを、フィルム平面２０２（第２図）にあるフィルムフレームの赤色成分で飽和させるために要する時間量によって決定される。本発明の１つの実施例によれば、ＣＣＤアレイは１２ビットの対数(Iogarithmic)である４０９６の値で、０〜４０９６のスケールにおいて飽和する。ステップ６０６で、ＣＣＤアレイがフィルムフレームを通過した光の赤色光成分で飽和した後、赤色ディジタルデータが、ＣＣＤカメラ５１０（第２図のＣＣＤカメラ２１０）からインタフェースブロック５２７（第５図）のシフトレジスタへ移される。シフトレジスタから、赤色ディジタルデータはＤＳＰ５２４（第５図）の赤色チャネルに移される。ステップ６０８において、赤色データはＤＳＰ５２４によって処理される。赤色データがＤＳＰ５２４によって処理されている間に、ステップ６１０において、本発明の制御システム４１１は緑色ストロボ灯２２４をトリガさせインテグレーティング・スフィア４０４を発光させる。本発明によれば、緑色ストロボ灯は１秒間に８HzでフラッシュされＣＣＤを飽和させる。赤色ストロボ灯の場合と同様、本発明で用いる緑色ストロボ灯の各フラッシュは４ジュールの光を生じる。緑色ストロボ灯２２４のフラッシュ繰り返し回数（すなわち８Hz)もＣＣＤアレイをフィルムフレームの緑色光成分で飽和させるために要する時間量によって決定される。ステップ６１２で、ＣＣＤアレイがフィルムフレームを通過した光の緑色光成分で飽和した後、緑色ディジタルデータがＣＣＤカメラ５１０（第２図のＣＣＤカメラ２１０）からインタフェースブロック５２７（第５図）のシフトレジスタへ移される。シフトレジスタから、緑色ディジタルデータはＤＳＰ５２４（第５図）の緑色チャネルに移される。ステップ６１４において、緑色データはＤＳＰ５２４によって処理される。緑色データがＤＳＰ５２４によって処理されている間に、ステップ６１６において、本発明の制御システム４１１は青色ストロボ灯２２２及び２２６をトリガさせインテグレーティング・スフィア４０４を発光させる。青色ストロボ灯２２２及び２２６は同時にフラッシュされＣＣＤアレイを飽和させる。本発明で用いる青色ストロボ灯の１個の各フラッシュは４ジュールの光を生じる。本発明によれば、青色ストロボ灯はＣＣＤを飽和させるために１秒間に３０Hzの繰り返し回数でフラッシュされる。青色ストロボ灯のフラッシュ繰り返し回数（すなわち３０Hz）もまた、ＣＣＤアレイをフィルムフレームの青色光成分で飽和させるために要する時間量に依存する。前述のように、本発明の別の実施例では２個の青色ストロボ灯の代わりに単一の青色ストロボ灯が使用される。ステップ６１８で、ＣＣＤアレイがフィルムフレームを通過した光の青色光成分で飽和した後、青色ディジタルデータが、ＣＣＤカメラ５１０（第２図のＣＣＤカメラ２１０）からインタフェースブロック５２７（第５図）のシフトレジスタへ移される。シフトレジスタから、青色ディジタルデータはＤＳＰ５２４（第５図）の青色チャネルに移される。ステップ６２０で、青色データはＤＳＰ５２４によって処理される。ステップ６２２において、本発明はフィルム平面２０２に置かれた１個のフィルムフレームをディジタル化するそのサイクルを完了し、次のフィルムフレームがフィルム平面に配置され、ディジタル化される。ＣＣＤアレイを赤色，緑色及び青色光成分で飽和させる各サイクルは「走査」と呼ばれる。本発明はフィルム平面２０２（第２図）にある各フィルムフレームの画像をディジタル化するために、赤色，緑色及び青色光成分のそれぞれについて１回ずつ、３回の走査を実行する。各走査はフィルムフレームを通過した特定の光成分でＣＣＤアレイが飽和した時に完了する。ＣＣＤアレイは２ｋ×３ｋピクセルアレイである。すなわち、各走査は６００万ピクセルの色データを生成する。上述の通り、各ピクセルはＣＣＤアレイが完全に飽和した時に、１２ビットの情報を含む。さらに上述の通り、各色成分に対応する走査データ（すなわち、６００万ピクセルの情報）はＤＳＰ５２４に移される。本発明によれば、ディジタル色データはＣＣＤカメラ５１０からＤＳＰ５２４へ２００万ピクセル／秒（すなわち２メガバイト／秒）で転送される。したがって、各色に対応する色データをＣＣＤカメラからＤＳＰへ転送するには３秒かかる。ＤＳＰは２０メガバイト／秒（すなわち２０００万ピクセル／秒）までの速さでデータを受け取ることができる。したがって、ＣＣＤアレイを色データに露光させ、ＣＣＤアレイからＤＳＰ５２４へ色データを転送するためのタイミングシーケンスは以下の通りである。ＣＣＤを赤色データに露光させるために１秒、続いて赤色データのＤＳＰ５２４への転送に３秒。ＤＳＰ５２４が赤色データを処理している間、ＣＣＤは１秒間、緑色データに露光され、緑色データをＤＳＰ５２４へ転送するためにさらに３秒費やされる。ＤＳＰ５２４が緑色データを処理している間、ＣＣＤは青色データに１秒間露光され、青色データをＤＳＰ５２４へ転送するためにさらに３秒費やされる。このようにして、１個のフィルムフレームの全部の色データを取得してＤＳＰ５２４に渡すためには合計１２秒かかる。以上説明した本発明は従来技術の不利益を克服し、高解像度でフィルムをディジタル化するための、より高速，単純，高信頼性かつ低費用の方法及び装置をもたらす。本発明によれば、いずれのストロボ灯もフラッシュされない時は、光源はまったく存在しないので、ＣＣＤアレイが不要な光に露光されない。こうして、シャッタの使用という従来技術の要件ばかりか、着色フィルタ及び平坦視野光学系に関する従来技術の要件も克服される。フィルタの挿入及び取り外しのための従来技術の複雑な機構の必要性も克服される。さらに、シャッタシステムとフィルタ交換機構とを同期させる従来技術の要求も克服されている。本発明は各フィルムフレームをディジタル化するためにフィルタを交換する必要がまったくないので、従来技術のフィルムディジタル化装置の低速度も解消する。以上、ストロボ走査システムを用いたフィルムディジタル化装置及びその方法を説明した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims

【特許請求の範囲】１．複数のストロボ灯を収容するインテグレーティング・スフィア；前記複数のストロボ灯と接続された制御手段であり、前記制御手段は前記複数のストロボ灯を順次発光させることが可能である、前記制御手段；前記インテグレーティング・スフィアから放射される光に露光させるためにフィルムフレームを保持するフィルム平面；前記フィルムフレームの画像をＣＣＤアレイに投影させ、前記ＣＣＤアレイに前記画像をディジタル化させるためのレンズ：を含むフィルムフレームをディジタル化する装置。２．前記複数のストロボ灯が１個の赤色ストロボ灯，１個の緑色ストロボ灯及び２個の青色ストロボ灯を含む、請求の範囲１の装置。３．前記複数のストロボ灯が１個の赤色ストロボ灯，１個の緑色ストロボ灯及び１個の青色ストロボ灯を含む、請求の範囲１の装置。４．前記複数のストロボ灯が前記インテグレーティング・スフィアの内面に向けられている、請求の範囲１の装置。５．前記内面により反射された光が前記インテグレーティング・スフィアの開口を通り前記フィルムフレームに投射される、請求の範囲４の装置。６．前記インテグレーティング・スフィアの内面により反射された光が前記インテグレーティング・スフィアの開口を通り前記フィルムフレームに投射される、請求の範囲１の装置。７．前記複数のストロボ灯が前記インテグレーティング・スフィアの子午線に沿って配置されている、請求の範囲１の装置。８．前記複数のストロボ灯及び前記開口が前記インテグレーティング・スフィアの子午線に沿って配置されている、請求の範囲６の装置。９．前記開口が前記子午線の向点に配置されている、請求の範囲８の装置。１０．前記赤色ストロボ灯が前記緑色ストロボ灯の上に配置され、前記緑色ストロボ灯が前記２個の青色ストロボ灯の上に配置され、かつ、前記開口が前記緑色ストロボ灯と前記２個の青色ストロボ灯との間に配置されている、請求の範囲８の装置。１１．前記開口が前記子午線の向点に配置されている請求の範囲１０の装置。１２．前記インテグレーティング・スフィアが光のランベルト拡散のための、希土類元素を含む内部被覆を有する、請求の範囲１の装置。１３．前記内部被覆が前記複数のストロボ灯により発光された光を反射する際に９０〜９７％の効率を有する、請求の範囲１２の装置。１４．前記ＣＣＤアレイが２ｋ×３ｋピクセルのアレイである、請求の範囲１の装置。１５．前記ストロボ灯の各々が所定の時間，所定の繰り返し回数でフラッシュする、請求の範囲２の装置。１６．前記赤色ストロボ灯の前記所定の繰り返し回数が１５Hzである、請求の範囲15の装置。１７．前記所定の時間が前記ＣＣＤアレイが前記フィルムフレームの赤色成分からの12ビット値に飽和するために要する時間である、請求の範囲１６の装置。１８．前記緑色ストロボ灯の前記所定の繰り返し回数が８Hzである、請求の範囲15の装置。１９．前記所定の時間が前記ＣＣＤアレイが前記フィルムフレームの緑色成分からの１２ビット値に飽和するために要する時間である、請求の範囲１８の装置。２０．前記２個の肯色ストロボ灯の各々の前記所定の繰り返し回数が３０Hzである、請求の範囲１５の装置。２１．前記所定の時間が、前記ＣＣＤアレイが前記フィルムフレームの青色成分からの１２ビット値に飽和するために要する時間である、請求の範囲２０の装置。２２．前記所定の時間が、前記ＣＣＤアレイが12ビット値に飽和するために要する時間である、請求の範囲１５の装置。２３．複数のストロボ灯の前方にフィルムフレームを配置するステップ；前記複数のストロボ灯を順次フラッシュさせることにより前記フィルムフレームを単色光に露光させるステップ；前記フィルムフレームの画像をＣＣＤアレイに投影させ、前記ＣＣＤアレイに前記画像をディジタル化させるステップ：を含むフィルムフレームをディジタル化する方法。２４．前記複数のストロボ灯が１個の赤色ストロボ灯，１個の緑色ストロボ灯及び２個の青色ストロボ灯を含む、請求の範囲２３の方法。２５．前記複数のストロボ灯が１個の赤色ストロボ灯，１個の緑色ストロボ灯及び１個の青色ストロボ灯を含む、請求の範囲２３の方法。２６．前記複数のストロボ灯がインテグレーティング・スフィアに収容されている、請求の範囲２３の方法。２７．前記複数のストロボ灯が前記インテグレーティング・スフィアの内面に向けられている、請求の範囲２６の方法。２８．前記内面により反射された光が前記インテグレーティング・スフィアの開口を通り前記フィルムフレームにランベルト拡散にて投射される、請求の範囲 27記載の方法。２９．前記ストロボ灯が前記インテグレーティング・スフィアの子午線に沿って配置されている、請求の範囲２６の方法。３０．前記ストロボ灯及び前記開口が前記インテグレーティング・スフィアの子午線に沿って配置されている、請求の範囲２８の方法。３１．前記開口が前記子午線の向点に配置されている、請求の範囲３０の方法。３２．前記赤色ストロボ灯が前記緑色ストロボ灯の上に配置され、前記緑色ストロボ灯が前記２個の青色ストロボ灯の上に配置され、かつ、前記開口が前記緑色ストロボ灯と前記２個の青色ストロボ灯との間に配置されている、請求の範囲２８の方法。３３．前記インテグレーティング・スフィアが光のランベルト拡散のための希土類元素を含む内部被覆を有する、請求の範囲２６の方法。３４．前記内部被覆が前記複数のストロボ灯により発光された光を反射する際に９０〜９７％の効率を有する、請求の範囲３３の方法。３５．前記ＣＣＤアレイが２ｋ×３ｋピクセルのアレイである、請求の範囲２３の方法。３６．前記ストロボ灯の各々が所定の時間，所定の繰り返し回数でフラッシュする、請求の範囲２４の方法。３７．前記赤色ストロボ灯の前記所定の繰り返し回数が１５Hzである、請求の範囲３６の方法。３８．前記所定の時間が前記ＣＣＤアレイが前記フィルムフレームの赤色成分からの１２ビット値に飽和するために要する時間である、請求の範囲３７の方法。３９．前記緑色ストロボ灯の前記所定の繰り返し回数が８Hzである、請求の範囲３６の方法。４０．前記所定の時間が前記ＣＣＤアレイが前記フィルムフレームの緑色成分からの１２ビット値に飽和するために要する時間である、請求の範囲３９の方法。４１．前記２個の青色ストロボ灯の各々の前記所定の繰り返し回数が30Hzである、請求の範囲３６の方法。４２．前記所定の時間が前記ＣＣＤアレイが前記フィルムフレームの青色成分からの１２ビット値に飽和するために要する時間である、請求の範囲４１の方法。４３．前記所定の時間が前記ＣＣＤアレイが１２ビット値に飽和するために要する時間である、請求の範囲３６の方法。４４．複数のストロボ灯を収容するインテグレーティング・スフィアであり、前記複数のストロボ灯は前記インテグレーティング・スフィアの内面に単色光を投射する、前記インテグレーティング・スフィア；前記インテグレーティング・スフィアの前記内面により反射された光を開口の前方に置かれた対象に収束及び指向させるための、前記インテグレーティング・スフィアにある開口：を含む光源の前方に置かれた対象に光を収束及び指向させるための光源。４５．前記複数のストロボ灯が１個の赤色ストロボ灯，１個の緑色ストロボ灯及び２個の青色ストロボ灯を含む、請求の範囲４４の光源。４６．前記複数のストロボ灯が１個の赤色ストロボ灯，１個の緑色ストロボ灯及び１個の青色ストロボ灯を含む、請求の範囲４４の光源。４７．前記開口の前方に置かれた対象がフィルムフレームである、請求の範囲４４の光源。４８．前記複数のストロボ灯が前記インテグレーティング・スフィアの子午線に沿って配置されている、請求の範囲４４の光源。４９．前記複数のストロボ灯及び前記開口が前記インテグレーティング・スフィアの子午線に沿って配置されている、請求の範囲４４の光源。５０記開口が前記子午線の向点に配置されている、請求の範囲４９光源。５１．前記複数のストロボ灯及び前記開口が前記インテグレーティング・スフィアの子午線に沿って配置されている、請求の範囲４５の光源。５２．前記赤色ストロボ灯が前記緑色ストロボ灯の上に配置され、前記緑色ストロボ灯が前記２個の青色ストロボ灯の上に配置され、かつ、前記開口が前記緑色ストロボ灯と前記２個の青色ストロボ灯との間に配置されている、請求の範囲５１の光源。５３．前記開口が前記子午線の向点に配置されている、請求の範囲５２の光源。５４．前記インテグレーティング・スフィアの前記内面が希土類元素を含む被覆を有する、請求の範囲４４の光源。５５．前記被覆が前記複数のストロボ灯により発光された光を反射する際に９０〜９７％の効率を有する、請求の範囲５４の光源。５６．開口を有するインテグレーティング・スフィア；フィルムフレームを保持するフィルム平面；前記インテグレーティング・スフィアに配置された第１のストロボ灯，第２のストロボ灯及び第３のストロボ灯；前記第１のストロボ灯，前記第２のストロボ灯及び前記第３のストロボ灯と接続された制御手段であり、前記制御手段は前記第１，第２及び第３のストロボ灯の１個をフラッシュさせ、前記開口から均一分布の単色光を前記フィルム平面に生じさせることが可能である、前記制御手段；前記フィルムフレームの画像を透過した前記均一分布の単色光を受光し、透過光をＣＣＤアレイに投影し、前記ＣＣＤアレイに前記画像をディジタル化させるレンズ：を含むフィルムフレームをディジタル化する装置。５７．前記制御手段が前記第１，第２及び第３のストロボ灯を順次フラッシュさせる、請求の範囲５６の装置。５８．前記第１，第２及び第３のストロボ灯が、それぞれ，赤色灯，緑色灯及び青色灯である、請求の範囲５７の装置。