JP2014534660A - 連続的な映画フィルムスキャンのための方法と装置 - Google Patents

Abstract

フレーム毎ベースでの映画フィルムの高解像度デジタルアーカイブおよび複製のための連続的なフィルムスキャンシステム。フィルムは、ローラーの使用を通してフィルムスキャンシステムを通して駆動され、スキャンプロセス全体を通して一貫した張力に維持される。各フィルムフレームと関連付けられた送り穴の光学的な取調べが、デジタル画像捕捉をトリガーするのに使われる。連続的なフィルムスキャンシステムは、不完全または損傷したフィルムストックを安全に取り扱うことに特に良く適応されている。

Description

本発明は、映画フィルムスキャンシステムに関し、より特定には、映画フィルムストリップからの順次フレームの高速デジタル撮像に関する。特に、発明は、映画フィルムストックの個別のフレームの、フィルム保存、復元およびアーカイブのための精密なフレーム精度をもったデジタルフォーマットへの高解像度変換を達成するための方法と装置に関する。

映画フィルムストックは、透明なプラスチックベース上に塗膜された写真乳剤からなる。プラスチックベースと写真乳剤は化学的に不安定であり、時間に渡っての分解と劣化に晒される。これは特に、不安定な媒体であり、低いフラッシュ点、フィルムストックの脱重合、ビネガー症候群、収縮、構造的弱体化および脆弱性を含んだ既知の不利点から苦しまされることが知られている、ニトロセルロース、二酢酸セルロースまたは三酢酸セルロースを使ったより古いフィルムストックについて事実である。写真乳剤はまた、水分または圧力からの損傷に影響を受けやすく、フィルムフレームおよびストックの幾何学的形状における歪曲に結果としてなる。これらの条件の全てが、いくつかの場合にはフィルムストリップが再生不能になるポイントまで、元のフィルムストリップの状態を実効的に劣化させる。

元のフィルムは修復され清浄されることができるが、劣化プロセスは止めることができない。デジタル画像は、これらの劣化問題には晒されない。従って、アーカイブの目的のために、元と同等かまたはより大きな解像度でフィルムを正確に複製することが可能であることが望ましい。

８ｍｍ、１６ｍｍ、３５ｍｍおよび７０ｍｍ幅のフィルムについては、標準的仕様が存在する。それらの標準は、スプロケット穴の高さと幅、隅における彎曲の半径、フィルムのエッジまでの距離、および２つのスプロケット穴とエッジの間の揃え許容値を指定する。標準的仕様の採用の前は、スプロケット穴はサイズと形状において幅広く変動していた。単一のマシーンが、種々のフィルムフォーマットを取り扱うことが可能であることが望ましい。

より古いフィルムストックは、復元のために対処される必要がある多数の潜在的な問題を呈示する。１つのそのような問題は、フィルム収縮であり、それはフィルムの長さ全体に渡る崩壊の異なるレベルのためにしばしば不規則的である。フィルム中の送り穴またはスプロケット穴はまた、ストレスからの損傷に影響を受けやすい。ささくれまたはフィルムへのマイナーな損傷は、フィルムが不安定に搬送され、結果として得られる画像がスクリーン上でジャンプするように見えることを引き起こすことができる。スプライスされて修復されているフィルムストックはまた、時間に渡ってスプライスされた位置において損傷され得て、不均一な厚みまたは崩壊する接着剤による複雑さに結果としてなる。

連続動作テレシネシステムは、フィルムストックのエッジに沿って均一な間隔で起こる穴あけされた穴の中にスプロケット歯を係合することによってフィルムを搬送する。そのような装備は、収縮されたり、彎曲されたり、損傷されたりし得るフィルムの搬送を容易に取り扱うことができない。そのようなシステムは、収縮が、送り穴の間の距離が減少して、スプロケット歯が潜在的に送り穴への更なる損傷を引き起こすこと無しに、標準的なスプロケットを係合するには近づきすぎた間隔を空けられたものとなることを引き起こすので、数パーセントより多く収縮しているフィルムを取り扱うことが一般的に不可能である。特により古いフィルムストックでは、テレシネシステムにおけるスプロケット歯は、フィルムのエッジに沿った送り穴を更に損傷し得る。

各個別のフレーム画像のデジタルスキャンは、時間と費用の顕著な消費を要求する。フレーム毎にスキャンする代わりに、いくつかの連続動作テレシネシステムは、ビデオカメラと光学的に嵌め合わされたプロジェクターを通してデジタルビデオフォーマットの電子的ビデオ信号を格納することによってフィルムを代わりにスキャンする。それらの連続動作テレシネシステムの不利点は、まずデジタル撮像デバイスを過ぎて絵を動かすこと無しに静止フレームから絵を作成することができないということである。そのようなシステムはまた、高解像度でスキャンされている各フィルムの画像エリア全体を表す個別のデジタル画像ファイルを作成することが不可能である。もっと別のシステムは、搬送されているフィルムのタコメーター的タイミングに基づいたトリガー画像捕捉である。タコメーターベースのシステムは不正確であり、連続した画像捕捉の垂直レジストレーションにおける変動に結果としてなる。もっと別のシステムは、各フレームを個別的に捕捉し、フィルムストックの連続動作から生じるぼやけまたは混ざり問題から生じる課題を最小化するために、フレーム毎のベースでフィルムの搬送を開始および停止する。そのようなシステムにおけるフィルムストックの間欠的な開始−停止動作は、既に危険に晒されたフィルムストックへの追加のストレスに結果としてなり、映画フィルムをデジタル的にアーカイブするのに要求される時間を上乗せする。

従って、経済的なやり方でフィルムの各個別のフレームの高解像度デジタル画像を作り出すことができるシステムについての必要が存在する。そのようなマシーンは、生成されたビデオ信号と元の映画フィルムストックとの間の時間的対応を維持すべきである。更には、マシーンは、収縮したり、彎曲したり、脆かったりまたはフィルムストックまたはフィルム送り穴へのその他の損傷に苦しめられていたりし得るフィルムを受け入れて安全に取り扱うことが可能であるべきである。

本発明は、映画フィルムをデジタル的にアーカイブするためのフィルムスキャンシステムに関する。フィルムスキャンシステムは、フィルムフレーム上の視覚的情報の最大量を保存しながら、フレーム毎ベースでの映画フィルムの高解像度デジタル複製を容易にする。フィルムスキャンシステムは、フィルム搬送アッセンブリー、1つ以上のキャプスタンドライブアッセンブリー、フィルムゲートアッセンブリー、および画像捕捉アッセンブリーを含んだハードウェアコンポーネンツを含む。

フィルム搬送アッセンブリーは、種々の動作的条件の下で映画フィルムの安全な取り扱いを容易にする。フィルム搬送アッセンブリーは、フィルムスキャンシステムを通したフィルムの搬送中にフィルム張力を一貫したレベルに維持するのに使われる、張力センサーローラーアッセンブリーを含む。張力センサーローラーアッセンブリーは、フィルムゲートの前と後の両方でフィルムの張力を測定する。フィルムがリール上に配備されるかまたは載せられると、フィルムリールの直径と質量が変化し、スキャンサイクル全体を通したフィルム張力における変化に結果としてなる。フィルム張力における変化が感知されると、リール直径と関係無く搬送中にフィルム上の一貫した量の線形力を維持するように、フィルムの対応するリールに印加された機械的トルクの量が調節される。結果として、張力センサーローラーアッセンブリーの間のフィルムは、平衡の状態に保たれ、フィルムストリップへのストレスは最小化される。

フィルムスキャンシステムは、1つ以上のキャプスタンドライブアッセンブリーを有していても良い。キャプスタンドライブアッセンブリーは、フィルムをフィルムスキャンシステムを通して駆動するためにそれらの間にフィルムを係合するキャプスタンローラーとピンチローラーからなる。キャプスタンドライブアッセンブリーは、それらの円周に沿ってＯリングの一群をもったローラーを含む。Ｏリングは好ましくは、フィルムストックに対して非磨耗性である材料からなる。Ｏリングを使うことによって、ローラーとフィルム表面の間の総接触面積が削減され、フィルムへの物理的ストレスもまた削減される。Ｏリングはまた、動作中にＯリングの表面上に堆積する汚染物がＯリングの間の溝中にフィルム表面から離れるように搬送されるという点で自己清浄特性を顕示する。キャプスタンドライブアッセンブリーは、スプロケットベースの駆動機構ではなくローラーの使用を通してフィルムを駆動するので、損傷した送り穴をもったフィルムが一貫したレートで安全に駆動されることができる。

画像捕捉アッセンブリーは、フレームが適正に揃えられた時に、トリガー可能な捕捉システムを使って、映画フィルムストリップの各個別フレームをデジタルファイルとして捕捉するのに使われる。画像捕捉アッセンブリーは、レーザーベースの光学的レジストレーションシステムと、同期されたストロボライトと、外部的にトリガー可能なＣＣＤデジタルカメラを含む。フィルムフレームの位置を決定するためと、フィルムフレームがいつ画像捕捉のために適正に揃えられたかを決定するために、位置センサーからのレーザービームが、フィルム送り穴の後縁の存在を検出するのに使われる。精度を向上するために、レーザービームは、レーザービームを丸いビームからラインビームに再成形するようにアナモルフィックレンズを通過させられる。ラインビームは、感知されているエリアを広げ、送り穴エッジにおける不完全性により少なく影響を受けるので、フィルムフレームの垂直レジストレーションの精度を向上する。前縁よりも損傷により少なく影響を受けるフィルム送り穴の後縁が検出された時に、フィルムフレームは、画像捕捉のためにフィルムゲート中に適正に揃えられている。ストロボライトがトリガーされ、ライトからの照射がＣＣＤデジタルカメラ上にデジタル的に捕捉されるべきフィルムフレーム画像を通して伝播する。ストロボライトの使用を通して、フィルムフレームは、光学的に凍結され、フィルムフレームが一定の動きにあるにも拘わらず、静止画像として捕捉される。

フィルムゲートアッセンブリーは、特に横方向において、スキャン中に映画フィルムを正確に位置付けるのに使われる。フィルムゲートアッセンブリーは、それを通してフィルムが通されるフィルムゲートガイドを含む。フィルムゲートガイドは、それを通してスキャンされるべきフィルム画像が分離されることができるフィルム開口を含む。フィルムゲートガイドを通して搬送されたフィルムは、フィルムのエッジに沿ってその場に保持される。フィルムの移動の方向におけるフィルムゲートガイドの中央部分は、映画フィルムストリップの画像部分との物理的接触を最小化すべく、解放されている。フィルムゲートアッセンブリーはまた、固定されたエッジガイドに対してフィルムエッジに横方向の圧力を印加する、ばね付勢されたリニアガイドベアリングを含む。フィルムゲートアッセンブリーは、フィルムエッジが彎曲していたとしても、横方向における連続するフィルムフレームの一貫した揃えとレジストレーションを促進する。

本発明は、不完全かまたは損傷した映画フィルムストックの安全なデジタルアーカイブを容易にする多数の利点を提供する。本発明のフィルムスキャンシステムは、収縮したフィルムや損傷した送り穴または脆さから苦しめられている損傷したフィルムのフィルム搬送から生じる課題に対処し、ゲートウィ−ブおよびジッターを削減するように、捕捉されているフレームの垂直および横方向レジストレーションの精度を向上する。

本発明のそれらおよびその他の実施形態は、添付された図面を参照する好ましい実施形態の以下の詳細な記載から当業者には容易に明らかとなるであろうが、発明は、開示されたいかなる特定の好ましい実施形態にも限定はされていない。

図面において、
図１Ａは、本発明の一実施形態に従ったフィルムスキャンシステムの概略ブロック図を示す。 図１Ｂは、本発明の別の実施形態に従ったフィルムスキャンシステムの概略ブロック図を示す。 図２Ａは、本発明の一実施形態に従ったフィルム搬送アッセンブリーのハードウェアコンポーネンツの正面図である。 図２Ｂは、本発明の別の実施形態に従ったフィルム搬送アッセンブリーのハードウェアコンポーネンツの正面図である。 図３は、本発明の一実施形態に従った張力センサーローラーアッセンブリーの正面図である。 図４は、本発明の一実施形態に従った張力センサーローラーアッセンブリーの上面図である。 図５Ａは、本発明の一実施形態に従ったキャプスタンフィルムドライブアッセンブリーの側面図である。 図５Ｂは、本発明の代替的実施形態に従ったキャプスタンフィルムドライブアッセンブリーの斜視図である。 図６は、本発明の一実施形態に従った画像捕捉アッセンブリーの分解斜視図である。 図７は、本発明の一実施形態に従った画像レジストレーションに関与するコンポーネンツの分解斜視図である。 図８は、本発明の一実施形態に従った位置センサーとアナモルフィックレンズの斜視図である。 図９は、本発明の一実施形態に従った反転回路の回路概略である。 図１０は、僅かに磨耗したフィルム送り穴と酷く損傷されたフィルム送り穴の拡大上面図である。 図１１は、本発明の一実施形態に従った位置センサーによって発光された再成形されたレーザービームとフィルム送り穴の間の相互作用の上方斜視図である。 図１２は、本発明の一実施形態に従ったガイドプレートとフィルムストリップの前方斜視図である。 図１３は、本発明の一実施形態に従ったフィルムガイドプレートの上面図である。 図１４は、本発明の一実施形態に従ったフィルムゲートアッセンブリーの上面図である。 図１５は、本発明の一実施形態に従ったリニアガイドベアリングとフィルムガイドプレートの上面図である。 図１６は、本発明の一実施形態に従ったフィルムスキャンシステムの正面図である。 図１７は、画像捕捉ソフトウェアによって表示されたサンプルスクリーン出力である。 図１８は、本発明の一実施形態に従ったフィルムスキャンシステム上のユーザーインターフェースによって表示されたサンプルスクリーン出力である。 図１９は、本発明の一実施形態に従ったキャプスタンフィルムドライブアッセンブリーの前方斜視図である。 図２０は、本発明の一実施形態に従ったフィルムスキャンシステム上のユーザーインターフェースによって表示された画像制御サブメニューのサンプルスクリーン出力である。 図２１は、本発明の一実施形態に従ったフィルムスキャンシステム上のユーザーインターフェースによって表示されたサーボ制御サブメニューのサンプルスクリーン出力である。 図２２は、本発明の一実施形態に従ったフィルムスキャンシステム上のユーザーインターフェースによって表示された送りモードリールパラメータサブメニューのサンプルスクリーン出力である。 図２３は、本発明の一実施形態に従ったフィルムスキャンシステム上のユーザーインターフェースによって表示されたサプライ張力ＰＩＤサブメニューのサンプルスクリーン出力である。 図２４は、本発明の一実施形態に従ったフィルムスキャンシステム上のユーザーインターフェースによって表示されたテークアップ張力ＰＩＤサブメニューのサンプルスクリーン出力である。 図２５は、本発明の一実施形態に従ったフィルムスキャンシステムのプログラマブルロジックコントローラーと様々なハードウェアコンポーネンツの間のデータ関係を示した図である。

ここに開示された発明は、多くの形での実施形態を許す。以下の図面と記載は詳細には発明の好ましい実施形態に向けられている。本開示は発明の原理の例示であり、発明を描写された実施形態に限定しないことが理解されるべきである。

図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態に従って構築されたフィルムスキャンシステム１０の全体図が示されている。フィルム媒体は、サプライリール１２中に装填される。サプライリール１２から、フィルムはサプライ張力センサーローラーアッセンブリー１４を通り、戻りローラー１６を周り、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー１８を通り、およびスキャンのためのフィルムゲートアッセンブリー２０を通って、通される。フィルムゲートアッセンブリー２０から、フィルムは、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー１８を通り、戻りローラー２４を通り、テークアップ張力センサーローラーアッセンブリー２６を通って、最後にテークアップリール２８上まで続く。フィルムゲートアッセンブリー２０におけるフィルムフレーム画像は、光源３２から向けられレンズ３４を通してフォーカスされた光の使用を通してカメラ３０によってデジタル的にスキャンされて捕捉される。

ゲート機構２０は、取り外し可能であり、デバイスが異なるフォーマットのフィルムをスキャンすることを可能とするように、代替的なゲートと直接交換可能である。サプライ張力センサーローラーアッセンブリー１４と、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー１８と、テークアップ張力センサー２６は、異なるフォーマットとフレームレートのフィルムの駆動に適応するように調節されることができる。一実施形態では、フィルム搬送機構が、多数の異なるフレームレートにおける８ｍｍ、スーパー８ｍｍおよび１６ｍｍのフィルムフォーマットを取り扱うように配置される。サプライリール１２とテークアップリール２８は、サーボモータードライブによって駆動されても良い。

図１Bは、フィルムスキャンシステム１０の代替的な実施形態を示す。前の実施形態でのように、フィルム媒体は、サプライリール１２からテークアップリール２８まで張力センサーローラーアッセンブリー１４、２６と、戻りローラー１６、２４と、フィルムゲートアッセンブリー２０を通して移動する。この実施形態では、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー１８は、ここに記載されるように、キャプスタンと、ピンチローラーと、ガイドローラーを含む。

図２Aを参照すると、フィルム搬送アッセンブリーが追加の詳細で記載される。サプライリール１２と、サプライ張力センサーローラーアッセンブリー１４と、テークアップ張力センサーローラーアッセンブリー２６と、テークアップリール２８が、フィルムスキャンシステム１０の上方フィルム搬送部分２７を構成する。フィルム搬送アッセンブリーはまた、ユーザーインターフェース３６を含み、その動作はここに記載される。上方フィルム搬送部分２７は、フィルムリールをしっかりと保持し、動作中に２つのリール１２と２８の連続的に変化する直径および質量を補償するように設計されている。フィルムがサプライリール１２からテークアップリール２８に供給されるにつれて、フィルムリール上のフィルムの質量および直径が変化する。もし一定の量のトルクがリール１２と２８に印加されれば、フィルムは、リールが空の時にきつ過ぎるまで巻かれ、フィルムの直径が徐々に増加するにつれて次第によりゆるく巻かれるであろう。

変化し続けるフィルムリール直径を補償するために、リール１２と２８上のフィルムの直径とは関係無しにスキャンプロセス全体を通して一貫した量の力がフィルムに印加されるように、サプライ張力センサーローラーアッセンブリー１４とテークアップ張力センサーローラーアッセンブリー２６を含んだフィルム張力システムが開発されている。一実施形態では、サプライリール１２とテークアップリール２８に印加される機械的トルクの量は、それぞれサプライ張力センサーローラーアッセンブリー１４とテークアップ張力センサーローラーアッセンブリー２６の回転位置によって決定される。

張力センサーローラーアッセンブリーは、ガイドプリーの周りに巻かれたばねを含んだディスク上に載置されたローラーのペアからなる。回転センサーが、ディスクの背面に取り付けられている。回転センサーは、張力ローラーの回転偏向を測定し、張力ローラーの偏向角に対応する電気的出力信号を生成する。回転センサーからの信号は、サプライリール１２上にサーボモータードライブによって印加されるべきトルクの量を決定するのに使われる。

図２Bは、フィルムスキャンシステムの代替的な実施形態を示す。この実施形態では、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー１８は、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリーが更にガイドローラーからなる、という点で図２Aの実施形態で使われたキャプスタンドライブアッセンブリーとは異なる。空間的な幾何学的形状および構成が図２Aに示されたものとは異なるが、動作は同じままである。

図３と４は、本発明の一実施形態に従って構成された通りの、フィルムに印加される長さ方向の張力を測定して制御する張力センサーローラーアッセンブリーを示す。サプライ張力センサーローラーアッセンブリー１４とテークアップ張力センサーローラーアッセンブリー２６は、同様のやり方で構成されていても良い。張力センサーローラーアッセンブリーは、ガイドローラー４０、４２のペアからなる。フィルム６６は、第１のガイドローラー４０の下と、第２のガイドローラー４２の上を通る。ガイドローラー４０と４２は、ロッカーアーム４４の中点４５における中心軸の周りを回転するロッカーアーム４４に付けられる。一実施形態では、中心軸の周りのロッカーアーム４４の回転運動の総レンジは、６０度に制約されている。

ロッカーアーム４４は、制御シャフト４６に固定可能に接続されている。制御シャフト４６は、プリー４８に接続されている。一実施形態では、制御シャフト４６とプリー４８は、１つのピースで作られていても良い。ばね５０が、プリー４８の周りに巻かれている。ばねは、ロッカーアーム４４の回転の方向とは反対である線形の対抗するばね力を提供する。

磁場発生器５２が制御シャフト４６に接続されており、磁場センサー５４が磁場発生器５２の近傍に配置されている。発生器５２によって作成された磁場における変化を通して、磁場センサー５４が、ロッカーアーム４４の回転位置を測定し、ロッカーアーム４４の回転の度合いに対応する電気的出力信号を作り出す。出力信号は、フィルムサプライリール１２とテークアップリール２８を制御しているモーターによってフィルムに印加されるトルクの量を決定するのに使われる。

フィルムが搬送されるにつれて、フィルム表面は張力ローラーと摩擦的に接触し、張力ローラーの表面と正接するドラッグ引っ張り力を作成する。もしフィルムが張力ローラーを通して引っ張られている速度が増加すれば、張力ローラーは、中立位置から離れるように回転することによって反応する。この回転偏向は一方で、偏向の度合いに対応する電気的信号を生成し、それは一方でサプライリール１２を駆動しているモーターによってフィルムに印加されるトルクの量における減少に結果としてなる。サプライリール１２上のトルクが減少するにつれて、たるみがフィルムに導入され、張力ローラーが再度中立位置に戻ることを引き起こす。このようにして、リール上に残っているフィルムの量と直径に関係無く、フィルム上のトルクとばね張力の間のバランスが維持される。

このようにして、フィルムの動きへのスムーズで線形な対抗力が生成されることができる。テークアップ張力センサーローラーアッセンブリー２６は、同様に構成され、テークアップリール２８を駆動しているモーターに印加されるトルクを制御するために、サプライ張力センサーローラーアッセンブリー１４と同様のやり方で動作する。サプライ張力センサーローラーアッセンブリー１４とテークアップ張力センサーローラーアッセンブリー２６は、お互いとは独立に動作する。結果として、サプライ張力センサーローラーアッセンブリー１４とテークアップ張力センサーローラーアッセンブリー２６の間のフィルムセグメントの張力は、平衡の状態に保たれる。好ましい実施形態では、１インチオンスより少ないトルクが、フィルムストックに過剰な張力とストレスを印加すること無しにフィルムをフィルムスキャンシステムを通して搬送するのに充分である。いくつかの場合には、搬送されているフィルムストックは、張力ローラーが潜在的にフィルムの破損を引き起こし得るほど脆くても良い。この状況に適応するために、張力ローラー上の回転センサーが脱係合されて、フィルムリール上のトルク制御がバイパスされても良い。

再度図２を参照すると、フィルムスキャンシステム１０の下方フィルム搬送部分２９は、戻りローラー１６、２４と、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー１８、２２と、フィルムゲートアッセンブリー２０からなる。下方フィルム搬送部分２９は、上記の上方フィルム搬送部分２７によって印加されたフィルム張力の影響から分離されている。この分離は、独立したサーボモーターによって駆動される、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー１８、２２によって維持される。動作では、サプライ側キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー１８がフィルムを駆動する一方、テークアップ側キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー２２が、制動トルクを維持する。サプライおよびテークアップ側のキャプスタンフィルムドライブアッセンブリー１８、２２上のトルクのバランスを取ることによって、フィルムゲートアッセンブリー２０を通したフィルムセグメントの速度が、穏やかにかつ正確に制御されることができる。

図５Aは、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー６０の一実施形態を示す。キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー６０は、キャプスタンローラー６２とピンチローラー６４からなり、フィルム６６はキャプスタンローラー６２とピンチローラー６４の間にしっかりと保持されている。キャプスタンローラー６２は、サーボモーターによって駆動されても良い。ピンチローラー６４は、駆動されていない自由なスピニングホイールである。ピンチローラー６４は第２のキャプスタンローラー６２によって置き換えられても良いということが、当業者によって理解されるべきである。フィルムスキャンシステムは、フィルム搬送のための１つ以上のキャプスタンフィルムドライブアッセンブリーを有していても良いということと、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリーは、フィルムゲートの上流または下流に位置していても良いということも、当業者によって理解されるであろう。

図５Bは、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー６０の代替的な実施形態を示す。この実施形態では、フィルムはキャプスタンローラー６２とピンチローラー６４の間に保持されている。キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー６０は更に、ピンチローラー６４と共に旋回可能なアーム６７に載置された第２のガイドローラー６５からなる。フィルムは、キャプスタンローラー６２に、およびガイドローラー６５上に、搬送され、ピンチローラー６４をフィルムとの接触に持ち込むように旋回可能なアーム６７はばね力が掛けられている。

一実施形態では、ガイドローラー６５は、ガイドローラー６５の外側エッジがガイドローラー６５の中心よりも直径においてより大きいように、円周の周りの窪みを含む。窪みは、ガイドローラー６５を通して動いているフィルムのためのガイドとしての役目を果たすチャネルを提供する。フィルムはガイドローラーの外側の持ち上げられたエッジの間でガイドローラー６５を通して搬送されるので、フィルムは横方向での動きを防止されている。フィルムのエッジのみに接触することにより、フィルムストリップへの表面接触および潜在的な損傷が最小化される。

一実施形態では、ローラーはステンレス鋼から機械製作され、複数の円周状の溝が、ローラーの円周の周りの複数のOリング６８を収容するようにそれらの外側表面中に機械製作されている。Oリングは、非摩擦的材料から製造されていても良く、フィルムとの安定してしっかりとした接触を提供する。一実施形態では、Oリングは、非摩擦的ポリウレタン材料から製造されている。Oリング６８の円形の断面のために、Oリングの小さな部分のみが実際にはフィルムストリップと接触し、よってフィルムとローラーの間の総接触面積を削減している。これは、フィルムに印加される物理的ストレスを顕著に削減し、敏感なフィルムストリップへの損傷の潜在性を最小化する。この構成における複数のOリング６８の使用は、フィルム６６の表面上に存在し得る埃またはその他の汚染物がOリング６８の表面上に堆積する傾向があり、Oリング６８のペアの間に形成された溝中に押し落とされる、という点で追加の恩恵を提供する。

フィルムは、キャプスタンおよびピンチローラー配置によってフィルムスキャンシステム１０を通して駆動される。フィルムを駆動するのにキャプスタンシステムを使用することによって、フィルムストック上の送り穴と接触してくるスプロケット、ピン、突起、ガイド、または爪が無い。これは、スキャン中にフィルム送り穴への損傷を引き起こすことのリスクを排除する。損傷された送り穴のためにスプロケット駆動されたマシーンによって見ることまたは投影することができない損傷したフィルムもまた、キャプスタンシステムを使って容易に取り扱われることができる。

より古いフィルムは、収縮、フィルムの寸法が縦および横方向において僅かに削減されることを引き起こす状態、から苦しめられてい得る。この全体的なサイズ削減の帰結として、フィルムの各送り穴の間の距離も減少させられる。約１．５％よりも多く収縮されたフィルムは、スプロケット歯が送り穴への損傷を引き起こすこと無しに標準サイズのスプロケットと適正に係合しない。これは、フィルムへの更なる損傷とティッキングと呼ばれる状態、それによりスプロケット歯が各通過する送り穴のエッジに刻み目を付けるにつれて可聴な「ティック」を作り出す、に繋がることができる。本発明におけるフィルムはスプロケットベースのシステムではなくキャプスタンフィルムドライブアッセンブリーによって搬送されるので、フィルム送り穴への損傷を引き起こすことのリスク無しに、酷く収縮したフィルムが搬送されることができる。

フィルムゲートアッセンブリー２０は、フィルムがサプライリール１２からテークアップリール２８まで移動するにつれてフィルムをその場に保持するのに使われる。フィルムゲートアッセンブリー２０は、フィルムを安定して保持し、個別のフレームからの画像が画像捕捉アッセンブリー１００によって捕捉されることができるようにフィルムを揃えられたまま保つ。画像捕捉アッセンブリー１００は、レーザーベースの光学的レジストレーションシステム、同期されたストロボライト、および外部的にトリガーされた電荷結合素子（ＣＣＤ）デジタルカメラを使って、フィルムの各個別のフレームをデジタルファイルとして捕捉する。

図６は、本発明による画像捕捉アッセンブリー１００の一実施形態を描く。画像捕捉アッセンブリー１００は、フィルムゲートアッセンブリー２０と、位置センサー１０２と、光源１０４と、可変焦点距離レンズ１０８と、デジタル撮像デバイスまたはカメラ１１０からなる。画像捕捉アッセンブリー１００はまた、ミラー１０６のようなその他のコンポーネンツを含んでいても良い。画像捕捉アッセンブリーは、それがフィルムゲートアッセンブリー２０内に正しくレジスターされた時に各フィルムフレーム画像がスキャンされるように構成されている。フィルムの各フレームと関連付けられた送り穴の位置を取調べすることにより、光源１０４とデジタル撮像デバイス１１０が同期してトリガーされることができる。このようにして、デジタル画像が、シーケンス中の各フィルムフレームから作成されることができる。デジタル撮像デバイス１１０によって捕捉された画像は、ハードドライブ、ディスクアレイ、データベース等のようなコンピューター読み取り可能な媒体中に格納されることができる。

動作では、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー１８がフィルムゲートアッセンブリー２０を過ぎてフィルム６６を駆動する。ここにより詳細に記載されるように、位置センサー１０２が、通過するフィルムの全てのフレームについて１つのパルスをトリガーするように構成されている。各パルスは、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー１８を過ぎたフィルムの短いがはっきりした長さの通過を正確に指し示す。位置センサーによって伝送されたパルスの数をカウントすることによって、レンズ１０８とデジタルカメラ１１０を過ぎて移動しているフィルムの長さが決定されることができる。

光源１０４は、フィルムフレーム画像をデジタルカメラ１１０に光学的に伝送する。一実施形態では、光源１０４はストロボライトである。好ましくは、ストロボライト１０４は、捕捉されるべきフレームが正しく配置され、デジタルカメラ１１０に対して中心に置かれている時にフラッシュする。いつフィルムフレームが配置されたかを決定するために、フィルム６６がフィルムゲートアッセンブリー２０を過ぎて移動するにつれて、位置センサー１０２からのパルスが検出されてカウントされる。

１つのフィルムフレームがそれの前にある時のみフラッシュするストロボライト１０４を使用することによって、１つの画像のみがあらゆる一時においてデジタルカメラ１１０に光学的に伝送される。ストロボフラッシュをゲート内のフィルムフレームの正しいレジストレーションと正しく同期することによって、隣接するフィルムフレームから結果として起こる捕捉された画像の混じりまたはディゾルブが無い。ストロボライト１０４は好ましくは素早くフラッシュするので、デジタルカメラ１１０は、画像捕捉の際にフィルム６６の動きを知覚しない。デジタルカメラ１１０の視点からは、フィルム６６が一定の動きにあるのに、ストロボライト１０４のフラッシュが捕捉されるべきフィルムフレームを実効的に凍結する。

フィルムフレームと通してフラッシュしているストロボ１０４によって生成された画像は、高品質可変焦点距離レンズ１０８に伝送され、それは画像をデジタルカメラ１１０上に送る前に画像を反転する。一実施形態では、フィルムゲートアッセンブリー２０の下に位置するストロボ光源１０４からの光は、ストロボライト１０４によって発光された光をフィルムに向けて上に向け直すように、これもフィルムゲートアッセンブリー２０の下に位置するミラー１０６によって反射される。照射源１０４からの光は、フィルム６６を通して伝送され、レンズ１０８とカメラ１１０によって捕捉される。画像捕捉アッセンブリー１００の幾何学的形状と空間制約に依存して、追加のミラーがストロボからカメラへの光によって取られた経路を向け直すのに使われても良い。同様に、アッセンブリーは、ストロボ１０４からの光がレンズ１０８とカメラ１１０まで捕捉されるべきフィルムフレームを直接通して通過するように構成されることができる。フィルムフレームとカメラの間のダイレクトな光学的経路が、画像品質を向上し幾何学的画像歪曲を削減するために好まれる。

デジタルカメラ１１０は、各ストロボされた画像が単一のデジタル画像中に個別的に捕捉されるように、その上の光画像の光学的伝送に応答するカラー電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラである。ＣＣＤカメラは、画像全体を同時に捕捉するように、一度に同時に撮像マトリクス中のピクセルの全てをトリガーすることができる。対照的に、ラインスキャン画像カメラは、フィルムが通過するにつれて画像フレーム中の連続する水平ラインをスキャンすることによって画像を作り出し、ラインスキャン画像カメラ画像をスキャン速度における微小な変動の影響を受けやすくし、各連続した画像の高さにおいて目立った差を引き起こす。

フィルムを捕捉するためのストロボライトとＣＣＤカメラの構成の使用は、スキャン中に間欠的にフィルムを停止する必要無く、フィルムがスキャン中に連続的にフィルムゲートアッセンブリー２０を通して動くことを許容する。スキャン中のフィルムの繰り返された間欠的停止は、古いかまたは壊れやすいフィルムへの潜在的な損傷を引き起こし得る。

発明の好ましい実施形態では、デジタルカメラ１１０は、画像当り１６００×１２００ピクセルの解像度において画像を捕捉することが可能であるProsilica GE-1660Cかまたは、３４フレーム毎秒までのレートにおいて６マイクロ秒の露出時間で、４８７２×３２４８ピクセルの解像度で画像を捕捉することが可能であるGE-4900Cカメラである。

好ましい実施形態では、光源１０４は、Perkin Elmer MVS 5000 マシーンビジョンストロボライトによって提供される。ストロボは、６４００Kelvinの色温度をもった短持続時間で高強度の光パルスを作成する。ＣＣＤビデオカメラ１１０との関係で動作された時には、光源１０４によって提供された光は、フィルム６６をバックライトで照らし、フィルムの動きを光学的に凍結してぼやけを排除する。

ストロボライト１０４とＣＣＤカメラ１１０の動作は、画像捕捉中は同期される。好ましい実施形態では、ストロボは、３５ミリ秒の間完全に照射するが、画像捕捉は、２０ミリ秒の画像捕捉持続時間に渡ってストロボフラッシュサイクルの真ん中の間に起こる。ストロボフラッシュサイクルの真ん中の間に画像を捕捉することにより、カメラ１１０は実効的に、ストロボライトの最も明るいピークにおいてデジタル画像を捕捉する。ストロボライトの持続時間とカメラ露出時間は制御されて調節されても良いことが認識されるであろう。

相対的なフィルム位置を決定するための位置センサー１０２の動作がここで更に詳細に記載される。本発明の一実施形態では、位置センサー１０２は、Baumer CompanyからのOPDK 14P3903/S35A再帰反射型センサーのような、プロセス制御および測定応用で典型的に使われるタイプの高精度再帰反射型レーザー発光位置センサーである。再帰反射型レーザーは、反射し偏光させるターゲットに向けてレーザービームを伝送することによって動作する距離測定用光学デバイスである。レーザービームがターゲットに当る時、レーザー光の一定の量が偏光されセンサーに向けて反射されて戻る。ビームが光学的に遮断された時、センサー内の回路がセンサーに戻ってくる偏光および非偏光の光を区別することができる。そのようなセンサーはよって、レーザービームの遮断に基づいて外部のイベントをトリガーするのに使われることができる。

図７と８を参照すると、再帰反射型レーザー発光位置センサー１０２はレーザービーム１２０を発光する。一実施形態ではクラス１可視ダイオードレーザーから発光されるレーザービーム１２０は、全体的に丸いビームとして発光される。レーザービーム１２０は、アナモルフィックレンズ１２４を通過し、それは再形成された平坦なレーザービーム１２２を形成するように、軸に沿ってレーザービームを拡張することによってレーザービームを再成形する。好ましい実施形態では、レーザービーム１２０は、直径が５０００分の１インチの丸いビームとして発光される。図７に示された構成では、再成形されたレーザービーム１２２は、４５度で角度を付けられた表面ミラー１２６上での反射によって直角に上向きに向け直される。位置センサーの構成に依存して、表面ミラー１２６は不要であっても良いことが理解されている。

再成形されたレーザービーム１２２は、下方ゲート部分１２８と、下方ガイドプレート１３０と、フィルム送り穴１３６と、上方ガイドプレート１３２を通して向き付けられる。上方ゲート部分１３４中の小さな偏光反射器（図示せず）がレーザービームを偏光し、それをフィルム送り穴１３６を通して反射して戻す。反射されたビームは再度、アナモルフィックレンズ１２４を通して位置センサー１０２中に、表面ミラー１２６によって向け直される。

レーザービームの光学的遮断の検出を通して、位置センサー１０２はよって、画像捕捉のためのＣＣＤカメラの下でフィルムフレームが揃えられるように、いつフィルムが前進したかを検出することが可能である。好ましくは位置センサー１０２は、フィルム送り穴１３６の後縁の検出に基づいてストロボライト１０４とＣＣＤカメラ１１０を起動するトリガー信号を提供する。

フィルムがスプロケット駆動されたシステムによって動かされるにつれて、フィルム送り穴の前縁がスプロケットによって係合される。時間に渡っておよびスプロケット歯との繰り返された接触を通して、フィルム送り穴の前縁は機械的ストレスによって変形または損傷され得る。この損傷は、フィルムの各連続した視聴で次第により悪くなり得る。送り穴の前縁は隣接する画像の垂直位置を規定するので、この前縁の位置におけるあらゆる不一致は、順次の画像が垂直にジャンプするように見えること、ジッターと呼ばれる条件、を引き起こす。

対照的に、フィルムプロジェクター爪またはスプロケットは、送り穴の後縁との接触を滅多にせず、それはしばしば初期のままの状態にある。各フィルムフレームの垂直位置は関連付けられた送り穴の位置に基づいているので、送り穴のエッジへのあらゆる損傷は、送り穴に対するフィルムの垂直位置における非連続性を引き起こす。この状態は、垂直ミスレジストレーションと呼ばれる。

ロジック反転回路が、位置センサー１０２が送り穴の前縁ではなく後縁に基づいてトリガーするように、レーザー位置センサーからの出力を反転するのに使われても良い。このようにして、ジッターと垂直ミスレジストレーションに関連付けられた問題を避けながら、送り穴の前縁への損傷の度合いに関係無しに、フィルムがスキャンされ得る。

一実施形態では、再帰反射型レーザーセンサーは、トランジスターツートランジスターロジック（ＴＴＬ）信号出力を提供する。センサーは、ＣＣＤカメラとストロボライトを起動するためのトリガー信号を提供する。送り穴が検出された時、センサーは、発光されたレーザービームからの偏光された反射を受け取り、それに際してセンサーの出力信号は０ボルトのような電気的に低い状態から＋５ボルトのような高い状態に変化する。但し、この状態では、トリガー信号は後縁ではなく前縁に基づいているであろう。送り穴の後縁に基づいてトリガーするために、センサーが前縁上で低い状態にレジスターし、送り穴の後縁がレーザービームを遮断する時に高い状態にレジスターするように、信号は電気的に反転される。

そのような反転回路の例が図９に示されている。反転回路１８０は、２つの2NR4124 NPNシリコントランジスター１８２と、１ｋΩの１／４ワット抵抗１８４と、４．７ｋΩの１／４ワット抵抗１８６を使って構築される。反転回路の入力に印加されたロジック１入力は、ロジック０出力に反転される。このようにしてＴＴＬ信号を反転することによって、位置センサーは、前縁ではなく送り穴の後縁の検出に際してトリガー信号を提供する。反転回路のその他の構成が使用または実装されても良いことが当業者によって理解されるであろう。別の実施形態では、反転回路は、ユーザーオペレーターによってオンオフ切り替えされても良い。このやり方で、オペレーターは、トリガー参照としてフィルム送り穴の前縁かまたは後縁のどちらかを選択するチョイスを与えられる。

図１０は、僅かに磨耗したフィルム送り穴１４０と酷く損傷された送り穴１４５の拡大図を示す。僅かに磨耗したフィルム送り穴１４０では、前縁１４２は、後縁１４３と比較して少量の粗さを顕示する。対照的に、酷く損傷された送り穴１４５の前縁１４６は完全に欠落しているが、後縁１４７は依然としてそのままである。

フィルム送り穴の後縁はより少なく損傷の影響を受けやすいので、より信頼性があり正確なフィルムレジストレーションおよび位置決めのためには、後縁検出を使用することが好ましい。送り穴の後縁に基づいてトリガーすることによって、送り穴の前縁によって被られた損傷は無視することができ、スキャンされた画像の潜在的な垂直ミスレジストレーションが回避されることができる。

図８に示され上述されたように、レーザービーム１２０は好ましくは、アナモルフィックレンズ１２４を通過して再成形される。レーザービーム１２０をアナモルフィックレンズ１２４を通過させることによって、ビームは、軸に沿って拡張され、丸いビームからラインビームに再成形される。図１１に示されるように、再成形されたビーム１２２は フィルム送り穴エッジの形状とより緊密にマッチする。一実施形態では、結果として得られるビームは、近似的にフィルム送り穴の完全な幅であり、センサー１０２がより大きなエリアをサンプリングすることを可能とする。この配置は、センサーをフィルム送り穴のエッジに沿って起こり得る小さな不完全性に対してはるかにより少なく敏感にし、センサー１０２の精度を向上する。送り穴の後縁を検出するためのラインレーザービーム１２２の使用は、それが送り穴のエッジに沿った小さな不完全性に対してより少なく敏感であるので、より正確で円形の断面をもったレーザービームと整合する。

図１２を参照すると、研磨されたガイドプレート１３０と１３２のペアが、フィルム６６のエッジの底部と頂部に接触する。下方ガイドプレート１３０の形状は、上方ガイドプレート１３２の形状の鏡像である。図１３を参照すると、一実施形態では、プレートは、フィルムの外側エッジのみがガイドプレートによって接触され、フィルムの中央の画像エリアはガイドプレートとは接触しないように、中央において解放されている。ガイドプレートは、開口穴１５２を含む。開口穴１５２は好ましくは、フィルムストリップ６６上のフィルムフレームの高さと幅の全体がスキャンのために利用可能であることを確かなものとするように、フィルムフレームの画像エリアよりも僅かに大きい。もし開口穴１５２がフィルムフレームの画像エリアよりも小さければ、フィルムフレームの外側エッジはスキャン中に切り落されるであろう。時々エッジマスキングと呼ばれるこの技術は、フレーム位置における僅かな変動をマスクするのに時々使われる。

スキャン中にフィルムの位置を決定するために、位置センサー１０２は下方ガイドプレート１３０中の小さな穴１５４を通してレーザービームを伝送する。送り穴が穴の上を通る時に、位置センサー１０２はトリガーして、デジタルカメラ１１０が開口１５２と揃えられたフィルムフレームの画像を捕捉することを引き起こす。

一実施形態では、システムのレジストレーション精度が、レーザービームを開口の１フレームの距離だけ下に位置付けすることによって更に向上されても良い。開口１５２とレーザー穴１５４の間の空間的変位は、開口と映画カメラにおけるプルダウン爪の間に存在する空間的関係を再生する。本発明の動作中に、デジタルカメラ１１０は、フィルムが元々露出された時に映画カメラ中にフィルムを位置付けるのに元々使われたのと同じ送り穴によってトリガーされる。これは、フィルムフレームが撮影された時に元のカメラによって使われたのと同じ送り穴を参照することをスキャナーに可能とする。

フィルムスキャンシステム１０は、フィルムゲートアッセンブリー１６０を含む。フィルムゲートアッセンブリー１６０の目的は、スキャン中に映画フィルムを正確に位置付けすることである。本発明のフィルムゲートアッセンブリーが、ここでより詳細に記載される。

前述したように、フィルムゲートアッセンブリー１６０は、下方ゲート部分１２８と、下方ガイドプレート１３０と、上方ガイドプレート１３２と、上方ゲート部分１３４からなる。図１４は、明瞭さのために上方ゲート部分１３４が取り除かれた、フィルムゲートアッセンブリー１６０の一実施形態を示す。フィルムゲートアッセンブリー１６０は、フィルムゲートのサプライおよびテークアップ端部上に、ガイドローラー１６１と１６２を含む。フィルムは、下方ガイドプレート１３０と上方ガイドプレート１３２の間で、ガイドローラー１６１の周りを通り、ガイドローラー１６２の周りを通る。ガイドローラー１６１、１６２とガイドプレート１３０、１３２は、フィルムの外側エッジと接触し、フィルムの画像エリアとは接触しない。

フィルムゲートアッセンブリー１６０は、フィルム６６を通すことを許容するように開かれることができる。一実施形態では、上方ゲート部分１３４がばね付勢され、下方ゲート部分１２８に対して水平に旋回可能である。フィルムストックを通すためにフィルムゲートアッセンブリー１６０が開かれた時に、上方ゲート部分１３４は９０度の弧まで旋回されても良い。このやり方で、フィルムストックの通しを容易にするために最大の隙間が達成される。ゲートが閉じられた時に、上方ゲート部分１３４は下向きの圧力を印加して、ばね張力の下にフィルムのエッジを平坦に保持する。この配置は、フィルムスキャナーに丸くなったかまたはフルート状になったフィルムを取り扱うことを可能とする。ばね付勢されているようにすることによって、上部ゲート部分１３４は、もし重複スプライスまたはその他の通常より分厚いフィルムに遭遇すれば、上にフィルムから離れるように動くことができる。別の実施形態では、上部ゲート部分１３４は、下方ゲート部分１２８から取り外し可能である。

フィルムは、２つのリニアガイドベアリング１６４、１６６によってゲートアッセンブリー１６０内で横向きに配置される。リニアガイドベアリング１６４、１６６は、フィルムを固定されたフィルムエッジガイド１６８に接触したまま保つように側方圧力を印加する。好ましい実施形態では、エッジガイド１６８は、拡張された持続可能性のためにサファイア当板を備えている。

リニアガイドベアリング１６４、１６６の一実施形態が、図１５に示されている。リニアガイドベアリング１６４と１６６は、フィルムストリップのエッジと直角の軸の周りを旋回可能なアーム１７２に載置されている。旋回アーム１７２は、フィルムガイド１５０によって保持されたフィルムストリップに向けて横方向の力を印加するようにばね付勢されている。旋回アーム１７２は、リニアガイドベアリング１６４と１６６がフィルムのエッジに向けておよびそこから離れるように動く一方で、またお互いとの関係で旋回することを許容する。別の実施形態では、リニアガイドベアリング１６４、１６６は、お互いとは独立である。その他のリニアガイドベアリング構成は、当業者には明らかであろう。

リニアガイドベアリング１６４、１６６は、殆ど摩擦無しにフィルムのエッジ上に連続した横方向の力を提供する。フィルムのエッジへの損傷によって引き起こされる横方向の不安定性はよって修正され、横方向でのフレームツーフレームレジストレーション精度が順次のフィルムフレームの間で一貫する。

フィルムガイドプレート１３０と１３２の間の開口穴１５２でのフィルムフレームの横方向揃えは、フィルムストリップの１つの横方向エッジを固定されたフィルムエッジガイド１６８に対して保つようにフィルムストリップ上に横方向の力をかけているリニアガイドベアリング１６４、１６６によって連続的に維持される。フィルム中で不揃いなフィルムスプライスまたは引き裂かれたエッジに遭遇した時には、ばね付勢されたリニアガイドベアリング１６４、１６６はフィルムの不均一なエッジの上に乗り上げ、フィルムをエッジガイド１６８と揃えられたまま保つ。リニアガイドベアリングはまた、フィルムエッジをエッジガイド１６８に対して保つようにフィルムストリップのサイド上に圧力をかけることによって収縮したフィルムについて補償することも可能である。

フィルムガイドプレート１５０は、下方ガイドプレート１３０と上方ガイドプレート１３２からなる。好ましい実施形態では、下方ガイドプレート１３０と上方ガイドプレート１３２は、リニアガイドベアリング１６４、１６６に隣接する横方向エッジ上にレリーフ１７４を含む。フィルムガイドプレーと１５０のこの解放されたセクションは、リニアガイドベアリングが通常よりも狭い幅を有する収縮したフィルムとの接触を維持することを許容する。

リニアガイドベアリング１６４，１６６と固定されたフィルムエッジガイド１６８の使用はまた、ゲートウィーブを回避するためのメカニズムを提供する。ゲートウィーブは、一連のスキャンされた画像が、アーカイブ中のフィルムフレームの横方向の動きまたは不適切な横方向レジストレーションのために左右にドリフトする状態である。映画カメラは、フィルムストリップの送り穴は緩い製造上の許容値のために左右にドリフトするので、横方向の揃えを確立するために送り穴ではなくフィルムのエッジを参照する。ゲートウィーブは、フィルム送り穴のサイドエッジを使って捕捉されるべきフィルムフレームをレジスターすることによってではなく、固定されたフィルムエッジガイド１６８との連続した接触でフィルムストリップのエッジを横方向に揃えることによって回避される。

フィルムゲートアッセンブリー１６０はそれ自体で完全なユニットであることが想定されている。フィルムゲートアッセンブリー１６０のスキャナーの光学軸との適正な関係は、フィルムスキャンシステム１０から伸長しているインデックスピンによって確立されても良い。この配置は、フィルムゲートの取り外しと以降の再調節無しでの交換を許容する。

フィルムスキャンシステムの動作的制御は、ユーザー制御パネルインターフェースによって行われる。本発明の好ましい実施形態のシステムの全体的動作がここで記載される。図１６を参照すると、フィルムスキャンシステム２００は、サプライリール２０２と、サプライ張力センサーローラーアッセンブリー２０４と、戻りローラー２０６と、キャプスタンフィルムドライブアッセンブリー２０８と、ゲートアッセンブリー２１０と、戻りローラー２０６と、テークアップ張力センサーローラーアッセンブリー２１２と、その周りにフィルムが通されたテークアップリール２１４からなる。フィルムスキャンシステム２００はまた、パワーボタン２１６と、カメラ２１８と、可変焦点距離レンズ２１９と、ユーザーインターフェース２２０を含む。フィルムスキャンシステム２００は、外部コンピューターおよびハードドライブアレイと通信している。カメラ２１８によって捕捉された画像は、外部コンピューターに送られても良い。

動作では、パワーボタン２１６を押すことによってパワーがフィルムスキャンシステム２００に印加される。コンポーネンツがきれいで埃やその他の汚染物が無いことを確かなものとするようにフィルムスキャンシステム２００を検査した後、スキャンされているフィルムのサイズに適当なフィルムゲートアッセンブリー２１０が取り付けられる。フィルムゲートアッセンブリー２１０は、フィルムスキャンマシーン２００の前部上に設けられた２つのアラインメントピン上でフィルムスキャンシステム２００に載置される。フィルムゲートアッセンブリー２１０は、締め付けつまみねじによってしっかり取り付けられても良い。フィルムの通しを容易にするために、フィルムゲートアッセンブリー２１０内のフィルム経路への完全なアクセスを許容するように、フィルムゲートアッセンブリー２１０の上方部分が開かれるかまたは取り外されても良い。

フィルムのリールは、サプライリールスピンドル２０３上に載置され、ロックリテーナーでしっかり留められる。フィルムはそれからフィルム搬送アッセンブリーのコンポーネンツの周りに、フィルムゲートアッセンブリー２１０を通して、テークアップスピンドル２１５上に載置されたテークアップリール２１４上に、通される。フィルムが適正に通されていることを確認した後、フィルムゲートアッセンブリー２１０が閉じられる。

図１７は、外部コンピューター上で実行される画像捕捉プログラムのスクリーンショットを示す。種々の画像捕捉ソフトウェアプログラムが使われても良い。好ましい実施形態では、画像捕捉ソフトウェアはNorPix, Inc.によって製造された商業的に入手可能な製品Streampix 3である。ソフトウェアは、カメラ２１８によって生成された多数の個別の画像を記録して管理することが可能である。画像捕捉ソフトウェアはまた、それによりユーザーが、明るさ、コントラスト、ガンマレベル、およびその他の画像特性変数のような変数を制御することができるいくつかのインターフェースを提供する。

図１８は、ユーザーインターフェース２２０の実施形態を示す。ユーザーインターフェース２２０は、キーボード、マウス、タッチセンシティブスクリーンまたはその他の当業者に既知の入力手段によって制御されても良い。図１８に示された実施形態では、ユーザーインターフェース２２０は、フィルムスキャンシステム２００の状態に関する情報についてのタッチセンシティブスクリーンである。ディスプレイは、フィルムスキャンシステム２００の全体的ステータスを示したシステムステータスディスプレイ２２１の表現を含んでいても良い。ユーザーインターフェース２２０はまた、多数のサブメニューチョイス２２２を表示する。フィルムスキャンシステム２００のフィルム搬送アッセンブリーの制御は、示された順送り２２４、停止２２５、逆巻き２２６およびフィルムドライブ２２７ボタンによって制御されても良い。順送り２２４および逆巻き２２６ボタンは、フレーム速度と、いくつかの実施形態では、フィルムがシステムを通して搬送される方向を制御する。フィルムドライブボタン２２７は、キャプスタンドライブシステム２３０上のピンチローラー２３４が、キャプスタンローラー２３２と接触するまで回転することを引き起こす。

図１９に示されるように、キャプスタンドライブシステム２３０は、キャプスタンローラー２３２とピンチローラー２３４を含む。キャプスタンローラー２３２とピンチローラー２３４の両方は、フィルム２０１を駆動するためにフィルムとの充分な摩擦接触を提供するように配置された多数のＯリング２３６からなる。Ｏリング２３６は好ましくは、特定のデュロメーター材料の非摩擦的化合物から作製されている。好ましい実施形態では、Ｏリング２３６は、近似的にデュロメーター４０の非摩擦的ネオプレン化合物で作製されている。Ｏリング２３６は、イソプロピルアルコールで容易に清浄され、必要あればユーザーオペレーターによって素早く取り外されて交換されることができる。

フィルム転送プロセスを始めるために、オペレーターは、テレシネユーザーインターフェース２２０中のサブメニューボタン２２２を通して画像制御サブメニューにアクセスする。画像制御サブメニュー２４０の実施形態が、図２０に示されている。設定ボタン２４１を起動することによって、フィルムスキャンシステム２００中のストロボライトが５フラッシュ毎秒のレートでフラッシュする。デジタルカメラ２１８は、画像を受け取りディスプレイモニター上に画像を表示する。オペレーターは、フィルムが静止したままである間にリアルタイムでなされた画像調節の効果を観察するように表示された画像を観察することができる。

必要あれば、画像の相対的なサイズと位置が調節されても良い。画像ディスプレイモニターによって表示されたビデオ画像を観察しながら、オペレーターは、画像制御サブメニュー２４０上に設けられた適当なボタン２４２、２４３にタッチすることによってズームインまたはズームアウトしても良い。フィルムフレームの横方向位置が、左に動かす２４４および右に動かす２４５ボタンによって調節されても良く、それらはデジタルカメラ２１８がフィルム２０１との関係で横方向に動くことを引き起こす。スキャンされた画像の垂直位置を調節するために、オペレーターは、上に動かす２４６および下に動かす２４７ボタンにタッチしても良く、それらは送り穴位置センサーがゲートとの関係で横方向に動き、よってデジタルカメラ２１８の位置との関係で画像を上げるかまたは下げることを引き起こす。これらの調節を通して、オペレーターは、絵情報が切り落とされないように、デジタルカメラ２１８によって捕捉された画像を揃えることができる。

図１８を参照すると、オペレーターは、順送りボタン２２４にタッチすることによってスキャンプロセスを始めることができる。フィルムスキャンシステム２００は、２４フレーム毎秒のデフォルト速度かまたはオペレーターによって設定された別の望ましい速度でフィルム２０１を搬送する。一実施形態では、フレームレートは、順送り２２４および逆巻き２２６ボタンにタッチすることによって１〜３４フレーム毎秒の間で調節されても良い。画像捕捉プロセスを停止するために、オペレーターは、停止ボタン２２５を起動する。デジタルカメラ２１８は、画像の連続したストリームを記録し、それは外部ハードドライブアレイ上に格納される。結果として得られるデジタル画像はまた、外部ハードドライブ上に格納されても、ブルーレイディスク上にエクスポートまたはエンコードされても、またはフルモーションデジタルビデオファイルに変換されても良い。

図２１を参照すると、サーボ制御サブメニュー２５０が、フィルム搬送サーボシステムパラメータを監視して調節するためにアクセスされることができる。安全策として、オペレーターはまず、サブメニュー２５０中の値のいずれかを調節する前に、サーボ無効アイコン２５１を起動しなければならない。サーボ無効アイコン２５１の起動は、サーボモーターを電気的に切断し、オペレーターが誤って間違った値を値レジスター２５２の１つ中に入れたとしてもサーボモーターが迷走的に振舞うことを防止するように、それを制御システムから分離する。新たなパラメータが適当な値レジスター２５２中に入れられた時には、オペレーターは、サーボモーターへの制御を復帰するようにサーボ無効アイコン２５１を２度目起動しても良い。もしオペレーターが値レジスター２５２中に正しくない値を入れたとすると、サーボ無効アイコン２５１はサーボモーター上の制御を復帰しない。代わりに、修正のためにオペレーターに失敗を指し示すように、正しくない値を含んでいるレジスターが強調表示される。

図２２を参照すると、送りモードリールパラメータサブメニュー２６０が、サプライリール２０２とテークアップリール２１４を制御しているリールモーターの動作速度とトルクを表示して調節するのに使われる。スキャンされているフィルムが非常に脆い時、オペレーターは、フィルムを通す時に張力センサー２０４、２１２をバイパスすることを選んでも良い。張力センサー２０４、２１２をバイパスすることは、フィルム２０１に印加される曲げ力の量を削減する。送りモードリールパラメータサブメニュー２６０は、自動張力スイッチ２６１を含む。もし張力センサー２０４、２１２がバイパスされれば、システムはフィルムが適正に通されていないと仮定するので、フィルムスキャンシステム２００は、自動張力スイッチ２６１が脱係合されるまで動作しない。

図２３と２４を参照すると、張力センサー２０４、２１２の回転位置および端点設定が、サプライ張力比例、積分および微分（ＰＩＤ）サブメニュー２７０とテークアップ張力比例、積分および微分（ＰＩＤ）サブメニュー２７５にアクセスすることによって調節されても良い。サブメニューは、望ましい設定ポイント位置を表しているグラフと共に実際の張力センサー位置を指し示しているバーグラフ２７１、２７６を表示する。これらのインターフェースは、全ての動作速度における優しいフィルム取り扱い特性を確かなものとするように、加速レートを設定して張力制御を調節するのに使われる。

張力センサーローラーアッセンブリー２０４、２１２は、張力ローラーの回転偏向を測定し、張力ローラーの偏向角に対応する電気的出力信号を生成する。図２５を参照すると、電気的信号は、プログラマブルロジックコントローラー（ＰＬＣ）３００に提供される。

一実施形態では、張力センサー２０４、２１２によって生成された信号は、張力センサー２０４、２１２の回転位置に直接比例して周波数において変動する。ＰＬＣ３００は、センサー２０４、２１２からの信号を解釈し、比例出力信号を生成し、それはサプライリール２０２とテークアップリール２１４に対応するサーボモータードライブ３０２、３０４に通信される。サーボドライブ３０２、３０４は一方で、適当な制御信号を、サプライリール２０２とテークアップリール２１４に取り付けられたサーボドライブモーター３０３、３０５の入力回路に提供する。

オペレーター制御パネルインターフェース２２０は、動作中にフィルム２０１に印加されているトルクの量を調節するようにソフトウェア制御を維持する。システムは、産業用制御システムで使われるタイプの比例、積分および微分（ＰＩＤ）制御ループフィードバックメカニズムを使用する。ＰＩＤコントローラーは、エラーを最小化するようにそれに従ってプロセスを素早く調節することができる修正的アクションを計算してそれから出力することによって、測定されたプロセス変数と望ましい設定ポイントの間のエラーを修正しようと試みる。この配置は、２つのリール２０２、２１４のどちらか上に含まれたフィルムの変化し続ける直径と質量に関係無しに、フィルム搬送アッセンブリーが動作中にフィルム２０１に一貫した量の圧力を印加することを可能とする。

ＰＬＣ３００はまた、キャプスタンドライブシステム２０８中のキャプスタンサーボドライブ３０６とサーボモーター３０７の動作を制御する。キャプスタンドライブシステム２０８中のピンチローラーの係合および脱係合の動作もまた、電気機械的リニアアクチュエーター３０８の使用を通してＰＬＣ３００によって制御される。リニアアクチュエーター３０８は、キャプスタンローラーとピンチローラーの間に一貫した正の圧力を提供するように、および重複したフィルムスプライスのために通常よりも分厚くあり得るフィルム２０１の収容を許容するように、機械的にばね付勢されている。

前述したように、フィルムフレームレジストレーションは、フィルムゲートアッセンブリー２１０を通した各フィルム送り穴の通過を感知する位置センサー３０９の使用を通して達成される。フィルム２０１がフィルムゲートアッセンブリー２１０を通過する時、送り穴位置センサー３０９は、各通過する送り穴の位置に対応するデジタル信号をＰＬＣ３００に送る。ＰＬＣ３００が位置センサー３０９からの信号を受け取る時、ＰＬＣ３００は、ストロボライト３１０とデジタル撮像カメラ３１２を同時にトリガーする２つの同期された制御信号を送り出す。デジタル撮像カメラは、それをコンピューターベースの画像捕捉システム３１４に送る前に電子的絵情報を一時的に格納して同化する。前述したように、デジタル画像捕捉は、商業的に入手可能なソフトウェアインターフェース３１６の使用を通して達成されても良い。捕捉された画像の格納は、商業的に入手可能なハードドライブシステム３１８またはブルーレイディスクバーナー３１９を通して達成されても良い。

フィルムスキャンシステム２００の動作中に、スキャンされているフィルムフレームのサイズと位置付けが、オペレーターユーザーインターフェース２２０を介して調節をすることによって変えられても良い。調節に応答して、ＰＬＣ３００は、種々の制御遅延３２０を励起し、それらは一方で種々のギアモーター３２２を制御する。制御遅延３２０とギアモーター３２２は、多数の調節機能のために使われても良い。フィルムフレームの垂直位置付けは、フィルム２０１に対する送り穴位置センサー３０９の横方向位置を変えることによって調節されても良い。制御遅延を励起することによって、ギアモーターとガイドレールからなる電気機械的システムが、センサー３０９の長さ方向の位置を物理的に変えて、それは一方でデジタル撮像デバイス３１２に対するフィルム２０１の垂直位置を変える。同様の電気機械的システムが、フィルムゲートに対するカメラ３１２とレンズの横方向位置を調節することによってフィルムの水平位置を変えるのに使われても良い。画像のサイズもまた、可変ズームレンズの焦点距離を増加または減少する更にもっと別の電気機械的システムの使用を通して変えられることができる。

本テレシネ発明の動作を管理するために、特別なソフトウェアインターフェースを実行している、SI Directによって製造されたProductivity 3000のような、商業的に入手可能なプログラマブルロジックコントローラーが、テレシネの特徴、機能および動作への容易なアクセスと制御を提供するのに使われる。不当な実験無しに、そのようなソフトウェアを実現するのに使われている構造および符号化シーケンスを当業者は実現するであろうと信じられている。制御回路中で使われる信号のタイプは、既知の信号であるかまたは既知の信号プロトコルのものであるので、オペレーターの命令を実装するために、種々のコマンドがロジックコントローラーからテレシネの制御回路に渡されることができる。

更には、本発明のいくつかのエレメンツの協働した動作を同期して起動するために、タイマー、パルス発生器およびパルス受信機が信号処理手段のために使われる。インターフェースが存在し、それにより信号を制御回路中におよびそこから転送することができる手段を提供し、そのようなインターフェースは当業者には既知であり、シリアルおよびＲＳ−２３２インターフェースを含む。

この発明が或る好ましい実施形態と例の文脈で記載されたが、本発明は、特定に開示された実施形態を越えてその他の代替的な実施形態や自明な変形やそれらの等価物にまで拡張される。この発明が或る好ましい実施形態について記載されたが、当業者に明らかなその他の実施形態もまた発明の範囲内である。従って、発明の範囲は、上記の特に開示された実施形態によって限定されるべきではなく、以下の請求項の範囲によってのみ規定されるべきである。

Claims (20)

1. 複数の順次フィルムフレームと複数のフィルム送り穴からなる映画フィルムストリップからの一連の画像のアーカイブおよび複製のためのデジタルフィルムスキャナーであって、
   サプライリールと、
   テークアップリールと、
   サプライリールからテークアップリールまでフィルムを搬送するためのフィルム搬送アッセンブリーであって、
   搬送中にフィルムにおいて一貫した張力を維持するための、サプライリールとテークアップリールの間のフィルム経路中に配置された、複数の張力センサーローラーアッセンブリーであって、
   複数の張力ローラーと、
   複数の張力ローラーに接続された張力センサーであって、張力センサーは、複数の張力ローラーと摩擦的に係合したフィルムの張力における変化を検出するように適応されており、サプライリールまたはテークアップリールの回転が張力センサーによって感知された変化に応答して調節されるものと、
   複数のドライブローラーを含んだキャプスタンドライブアッセンブリーであって、複数のドライブローラーは、複数のドライブローラーの間に通されたフィルムストリップと正接の関係で摩擦的に係合し、それによりフィルムが複数のドライブローラーの少なくとも1つの回転によって搬送されるものと、を含む複数の張力センサーローラーアッセンブリー、
   を含むフィルム搬送アッセンブリーと、
   画像捕捉アッセンブリーであって、
   フィルムフレームを照射するための光源と、
   照射されたフィルムフレームに対応する画像データをデジタル的に記録するためのデジタル撮像デバイスと、
   デジタル撮像デバイスによる捕捉のためのフィルムフレームの存在を検出するように適応された位置センサーであって、位置センサーは、デジタル撮像デバイスによる照射されたフィルムフレームに対応する画像データの捕捉をトリガーするように適応されているものと、
   を含む画像捕捉アッセンブリーと、
   フィルムゲートアッセンブリーであって、
   少なくとも1つのリニアガイドベアリングと、
   固定されたエッジガイドと、
   少なくとも1つのリニアガイドベアリングと固定されたエッジガイドの間に差し挟まれたフィルムゲートガイドであって、フィルムゲートガイドは更にフィルム開口を含み、少なくとも1つのリニアガイドベアリングが、フィルムゲートガイド中のフィルムのエッジと接触しており、固定されたエッジガイドに対して横方向にフィルムを動かすようにフィルムのエッジ上に力をかけるものと、
   を含むフィルムゲートアッセンブリーと、
   デジタル撮像デバイスによって記録された画像データを格納するためのコンピューター読み取り可能な媒体と、
   オペレーターからの入力およびコマンドを受け取るためのユーザーインターフェースと、
   を含むデジタルフィルムスキャナー。
2. 複数のドライブローラーの少なくとも1つは、キャプスタンローラーである、請求項１のデジタルフィルムスキャナー。
3. 複数のドライブローラーが、キャプスタンローラーと、ピンチローラーと、ガイドローラーを含む、請求項１のデジタルフィルムスキャナー。
4. 複数のドライブローラーの各々が更に、複数のドライブローラーの各々に外接する複数のＯリングを含む、請求項１のデジタルフィルムスキャナー。
5. 画像捕捉アッセンブリーが更に偏光ミラーを含み、画像捕捉アッセンブリーの位置センサーが、レーザービームを発光するように適応された再帰反射型レーザー発光位置センサーを含む、請求項１のデジタルフィルムスキャナー。
6. 画像捕捉アッセンブリーが更に、軸に沿ってレーザービームを伸長するための、レーザービームの経路中に配置されたアナモルフィックレンズを含む、請求項５のデジタルフィルムスキャナー。
7. デジタル撮像デバイスが、位置センサーによるフィルム送り穴の検出によってトリガーされる、請求項６のデジタルフィルムスキャナー。
8. デジタル撮像デバイスが、位置センサーによるフィルム送り穴の後縁の検出によってトリガーされる、請求項７のデジタルフィルムスキャナー。
9. 画像捕捉アッセンブリーの光源が、間欠的な照射光を提供する、請求項１のデジタルフィルムスキャナー。
10. 光源が、位置センサーによってトリガーされたストロボライトを含む、請求項９のデジタルフィルムスキャナー。
11. ストロボライトとデジタル撮像デバイスが同期されており、位置センサーによってトリガーされる、請求項１０のデジタルフィルムスキャナー。
12. デジタル撮像デバイスが、電荷結合素子ビデオカメラである、請求項１１のデジタルフィルムスキャナー。
13. フィルムゲートアッセンブリーの固定されたエッジガイドが更に、サファイア当板を含む、請求項１のデジタルフィルムスキャナー。
14. 複数の順次フィルムフレームと複数のフィルム送り穴からなる映画フィルムストリップからの一連の画像をデジタル的に捕捉する方法であって、
    サプライリールからテークアップリールまでフィルムを連続的に搬送するステップと、
    張力センサーによってフィルムの張力を感知することによって搬送中にフィルムを一貫したレベルの張力に維持するステップと、
    張力センサーによって感知された張力に応答してサプライリールまたはテークアップリールの回転トルクを調節するステップと、
    フィルムの反対側のエッジを固定されたエッジガイドに対して係合するように、フィルムの1つのエッジに横向きの力を印加することによって、水平方向でフィルムフレームを揃えるステップと、
    フィルム送り穴の存在を検出することによってフィルムフレームの垂直方向の揃えを感知するステップと、
    光源でフィルムフレームを照射するステップと、
    デジタル撮像デバイスで照射されたフィルムフレームに対応する画像データをデジタル的に捕捉するステップと、
    デジタル画像データをコンピューター読み取り可能な媒体中に格納するステップと、
    を含む方法。
15. フィルムフレームの垂直方向の揃えを感知するステップが、レーザービームでのフィルム送り穴の光学的検出を含む、請求項１４の方法。
16. フィルムフレームの垂直方向の揃えを感知するステップが、フィルム送り穴の後縁の光学的検出を含む、請求項１５の方法。
17. 複数の順次フィルムフレームと複数のフィルム送り穴からなる映画フィルムストリップからの一連の画像をデジタル的に捕捉する方法であって、
    レーザービームを使ってフィルム送り穴を光学的に検出するステップと、
    トリガー信号を発生するステップと、
    トリガー信号に応答してフィルムフレームを照射するステップと、
    トリガー信号に応答してデジタル撮像デバイスでフィルムフレームに対応する画像データをデジタル的に捕捉するステップと、
    画像データをコンピューター読み取り可能な媒体中に格納するステップと、
    を含む方法。
18. トリガー信号を発生するステップが、フィルム送り穴の後縁の検出に応答している、請求項１７の方法。
19. 照射するステップと画像データをデジタル的に捕捉するステップが、トリガー信号によって同期されている、請求項１７の方法。
20. アナモルフィックレンズを通してレーザービームを再成形するステップを更に含む、請求項１７の方法。

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