JP2980374B2 - テレビ映画装置における信号対雑音比を改善するための方法及び装置 - Google Patents

テレビ映画装置における信号対雑音比を改善するための方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】 技術的分野 この発明は電気的画像化の一般的分野に、更に明確に
は、写真原画（オリジナル）から電子的ビデオ信号を発
生するための方法及び装置と関係がある。この発明は特
にテレビ映画装置（テレシネ機械）に使用された線形配
列走査装置に適用可能である。
背景技術 テレビ映画装置は写真フィルム原画からテレビジョン
又はビデオ画像を生成するために使用される。フィルム
−ビデオ変換を実施するために三つの基本的な方法が開
発されている。第１の方法はテレビジョンカメラ装置を
用いてこれに写真フィルムを投影している。第２の方法
は、特別の陰極線管の面上のラスタがフィルム上に結像
させられ且つ光電子増倍管によって受信されるようにな
っている飛点走査器システムを使用している。第３の、
且つ最も一般的に採択されている方法は、固体線形フィ
ルム走査器を用いて一度に１線ずつ写真フィルムを走査
している。線形配列フィルム走査器は典型的には単一の
ビデオ線を表す直列出力を発生する感光性線形電荷結合
センサ素子を使用している。転写されるべき写真フィル
ムはCCDセンサ素子と光源との間で移送され、そしてフ
ィルム上にある写真画像をCCDセンサ素子上へ集束させ
るために光学系が使用される。写真フィルムの移動は垂
直（フレーム）走査レートを与え、且つCCDセンサ素子
の循環運動は水平（線）走査レートを与える。
一般に、色変換が行われるべきであるならば三つのCC
Dセンサ（赤、緑及び青）が準備されており、そして写
真フィルムの被照明部分を同時に三つすべてのCCDセン
サ上へ結像させるために光学系にはビームスプリッタが
準備されている。三CCDセンサシステムは、例えば米国
特許第4205337号に記載されている。別の方法として、
三つのCCD線センサが共通の基板上に形成されている米
国特許第4736251号に例示されたような単一のCCDセンサ
が使用され得る。
写真フィルムは、実際のフィルム−ビデオ変換動作
中、どのようにフィルムが創作されたかに且つどのビデ
オ標準にフィルムが変換されているかに依存して、一定
の速度、一般に24,25又は30フレーム毎秒（fps）で駆動
される。しかしながら、テレビ映画装置を零fpsの近く
から300fps超までのフレームレート間の「シャトル」モ
ードで動作させることは普通に行われている。シャトル
モードは操作員がビデオ画像信号に変換することを望ん
でいる映画フィルムの特定の開始点又は選択部分を確認
するために使用される。
上述のような固体センサを使用したテレビ映画装置に
おいては、センサ走査レートは変換されるべきフィルム
の運転速度に必然的に依存する。それゆえシャトルモー
ド動作中にフィルムの速度を変えると、固体センサに対
する積分時間における広範囲の変化が生じ、フィルム速
度が変えられるにつれて画像品質における変化が引き起
こされる。例えば、遅いフィルム速度及び比較的長い積
分時間においては、蓄積された電荷はCCDセンサに使用
された感光性素子の飽和レベルに達して過剰露光の画像
を生じる結果になることがある。対照的に、高いフィル
ム速度で蓄積された電荷は不十分であって、露光不足と
思われる画像を生じる結果になることがある。
固体テレビ映画装置で経験される積分時間における変
化と関連した諸問題と取り組むための努力が行われてき
た。例えば、チャイルズ（childs）に発行された米国特
許4630120（この明細書に緩用）は、可変利得増幅器を
用いてCCDセンサからの出力信号の大きさに対する変化
を補償するようにしたシステムを記載している。この開
示されたシステムはセンサ走査周期の逆数に基づいて補
償信号を発生する。しかしながら、可変利得増幅器だけ
の使用は積分時間における広範囲の変化に対する十分な
補償を与えない。
例えば、システムが30fpsにおいて満杯の1/2に等しい
最大電荷容量で較正されたならば、24fpsにおいてはセ
ンサは全井戸の5/8の電荷容量に達し、又15fpsにおいて
は線分時間は30fpsのそれの２倍になって電荷容量が全
井戸に達することになるであろう。それゆえ、走査レー
トが減少するにつれて積分時間は飽和を防止するために
減少されなければならない。これは、積分時間を15fps
より下では1/2だけ減少させて、センサ電荷が全井戸の1
/2にあるようにし、且つ信号処理により一つおきの走査
線を排除することによって達成されることができる。こ
れは、「擬似」走査線を用いたものとして米国特許4630
120に詳細に記述されている。
積分時間における変化に対する上述の解決策は、15fp
sにおいて、すなわちセンサが全井戸で動作していると
きに、最適信号対雑音（S/N）比を与えるが、これはフ
ィルム−ビデオ変換中ではなく、シャトルモード動作中
に発生する。それゆえ、センサは実際の変換過程中、全
井戸未満において、従って最適S/N比においてではな
く、動作させられている。従って、実際のフィルム−ビ
デオ変換動作中にセンサに対してS/N比を最適にしなが
ら積分時間の変化を補償する方法及び装置を提供するこ
とが望ましいであろう。
発明の開示 この発明は、S/N比の最適化が実際のフィルム−ビデ
オ変換動作中にだけ行われる必要があるという認識に基
づいている。それゆえ、この発明はS/N比を最適化する
ために変換モードの動作中全井戸電位でCCDセンサを動
作させるための方法及び装置を提供する。CCDセンサは
シャトルモード動作中全井戸電位の1/2で動作させられ
る。
この発明の採択実施例においては、フィルムゲート、
フィルムゲートを通してフィルムを移送するための可変
速度フィルム移送機構、可変出力光源、少なくとも一つ
の光検出素子、可変出力光源によって発生された光をフ
ィルムゲートを通過させて光検出素子上へ集束させるた
めの光学系、選択された動作モードを示す信号を発生す
るための入力装置、並びに信号に応答してフィルム移送
機構、光源及び検出素子を制御し、その際検出素子が変
換動作モードにおいては全井戸電位で且つ又シャトル動
作モードにおいては全井戸の半分の電位で動作させられ
るようにする制御装置、を備えたテレビ映画装置が準備
されている。
図面の簡単な説明 上の事柄を背景として、今度は採択実施例についての
次の詳細な説明及び添付の図面に言及が行われるべきで
あるが、この図面中、 図１はこの発明を組み込んだテレビ映画装置の構成図
を例示しており、 図２は図１に例示されたテレビ映画装置に使用された
可変光源を例示しており、又 図３は図２に例示された可変光源に対する帰還回路を
例示している。
発明を実施するための方法 今度は図１に言及すると、映画フィルム12を可変速度
でフィルムゲート14を通して繰出リール16から巻取リー
ル18まで進めるフィルム移送機構10を備えた、この発明
によるテレビ映画装置が示されている。可変光源20は、
線変換器22に向けられ且つフィルムゲート14におけるフ
ィルム12の線形部分上に集束させられる光ビームを発生
する。この光はフィルム12における画像によって変調さ
れ且つ対物レンズ24を通してビームスプリッタ26に送ら
れ、このビームスプリッタは被変調光を三つのCCD線
（ライン）センサ28r、28g、28bのそれぞれに送る。CCD
線センサ28r、28g、28bの前にはそれぞれ赤、緑及び青
のフィルタ30r、30g、30bが準備されており、従ってセ
ンサから発生した出力信号は被変調光の赤、緑及び青成
分に対応している。フィルム速度センサ40はフィルムが
フィルムゲートを通過するときのフィルムの速度を監視
するために準備されており、この速度を示す信号をフィ
ルム走査器制御装置42に供給する。フィルム走査器制御
装置42は又選択された動作モード及び移送速度を示す操
作員制御盤44からの信号を受ける。フィルム走査器制御
器42は次にフィルム移送機構10、センサクロック発生器
38及び電源21に制御信号を供給する。
各CCD線センサ28r、28g、28bは、能動ホトサイト32
r、32g、32b、転送ゲート34r、34g、34b、及び水平出力
シフトレジスタ36r、36g、36bの線形配列からなってい
る。それぞれの線形配列の能動ホトサイトに蓄積した画
像電荷はそれぞれの転送ゲート34r、34g、34bにゲート
信号を加えることによってそれぞれの水平出力シフトレ
ジスタ36r、36g、36bに転送される。センサクロック38
は転送ゲート34r、34g、34bにゲート信号を供給して電
荷転送をもたらす。加えて、センサクロック発生器38は
水平出力シフトレジスタからそれぞれの画像信号をシフ
トさせるために所定周波数のクロック信号を供給する。
CCDセンサからの出力信号はビデオ信号処理回路50に
供給される。ビデオ信号処理回路50は、センサから受信
した信号を所望のビデオ信号形成に変換し且つ形式化す
るために画像強調、ガンマ補正などを与える種種の処理
回路を備えている。ビデオ処理の特定の詳細事項は、任
意所望のビデオ処理が使用されることができ且つこの技
術における通常の技能を有する者に容易に明らかであろ
うから、論述されない。ビデオ処理回路からの出力信号
はビデオレコーダ装置54、表示モニタ52、及び望まれた
他の任意の外部装置に供給される。
操作員制御盤44には操作員によって所望のフィルム移
送速度に設定される可変移送速度制御器56がある。図示
された実施例においては、移送速度制御器56は、変換動
作モードと関連した移送速度、すなわち24,25及び30fp
s、において回り止め位置を備えた回転ダイヤル装置で
あり、フィルム−ビデオ変換動作モードを示している信
号を回り止め位置において発生する。ダイヤルは、設定
変換速度からのフィルム移送速度の所望の増大又は減少
を示すためにシャトル動作モードにおいて回り止め位置
から回転させられることができる。このような場合に
は、移送速度制御器は所望の動作速度を示す信号を発生
する。
アナログ又はディジタル回路構成を用いて移送速度制
御器56を実施するために多くの方法が使用され得る。シ
ステムに対する唯一の要件は、操作器制御装置42が移送
速度制御器56により供給された信号に基づいて選択変換
動作モードと選択シャトル動作モードとの間の区別を行
うことができることである。望ましくは、移送速度制御
器56はディジタル符号器を備えていて、回転ダイヤルの
位置を表すディジタル信号又は語（ワード）を発生す
る。別の方法として、回転ダイヤルは所望の移送速度に
従って信号電圧を変えられるための電位差計式制御装置
でもよい。
図１に図示されたテレビ映画装置の動作が今度は変換
動作モード及びシャトル動作モードに関して説明され
る。
変換動作モードにおいては、操作員は移送速度制御器
56の回転ダイヤルを標準変換速度の一つに設定する。移
送速度制御器56は、選択速度を示しており、従って又所
望の動作モードを示している位置信号を走査器制御装置
42に供給する。図示された採択実施例においては、走査
器制御装置42は移送速度制御器56により供給されたディ
ジタル語を変換動作モードと関連した速度を示している
事前記憶されたディジタル語と比較する。移送制御器か
ら受信された語が事前記憶された語に一致しているなら
ば変換モードが選択される。このような場合には、走査
器制御装置42は制御信号を送り、可変光源20はCCDセン
サ28r、28g、28bが満杯電位で動作するように制御され
る。操作器制御装置42は又制御信号をフィルム移送機構
10に送って、フィルム移送機構10の動作速度を移送速度
制御56から受信された信号に従って調整する。走査器制
御装置42は又ビデオ記録装置54を活動化するための活動
化信号を発生する。
シャトル動作モードにおいては、操作員は移送速度制
御器56の回転ダイヤルを回転させて移送速度を増大又は
減少させるようにする。走査器制御装置42は受信データ
語が事前記憶の変換モード語に一致しないこと及びシャ
トルモード動作が望まれていることを決定する。走査器
制御装置42はビデオ記録装置54を活動停止させて、制御
信号を可変光源20に送って光出力を減らし、CCDセンサ2
8r、28g、28bがシャトルモード動作中全井戸の1/2で動
作させられるようにする。CCDセンサは最適S/N比で動作
していないが、これは、結果として生じる信号が写真フ
ィルムの所望部分を確認する目的のためには十分である
ので、シャトルモード動作中は重要ではない。S/N比は
実際のフィルム−ビデオ変換が行われているときにだけ
最適化される必要がある。
図２は光源20として使用され得る装置の概略的構成図
である。この装置は、1988年９月８日に出願された、カ
ーツ（Kurtz）外による、「線形積分空洞光源（Linear
Integrating Cavity Light Source）」という名称の、
この出願の譲受人に譲渡された、同時出願係属中の米国
特許出願連続番号241637に開示された光源の変更版であ
る。この装置は光ビーム62を発生するキセノンアークラ
ンプ60（望ましくはCERMAX LX 300Fキセノンアークラン
プ）を備えている。光ビーム62はフィルム64によってス
ペクトル的にフィルタされて赤外及び紫外放射線が除去
され、そしてレンズ66によって円筒積分空洞70の入力口
68へと集束させられる。積分空洞70の内面72は拡散的に
反射を行い、光の線が出力スリット74を通して放出され
る。
キセノンアークランプのような明るい光源はアークに
おけるプラズマの変動のために強度が変化するが、光源
の出力を安定化するための装置が準備されている。拡散
光の標本を取り出すために積分空洞70に帰還口76が準備
されており、帰還口76を出た光は光ファイバ79により光
センサ78に導かれる。受信光の強度を制御するためにニ
ュートラルフィルタ80が光センサ78を覆って光学的に配
置されている。光センサ78によって発生された信号は帰
還回路82において検出されるが、この回路はランプ電源
84（望ましくは、カリフォルニア州サニーベイルのILC
テクノロジ（ILC Technology,Sunnyvale,CA）から入手
可能なCERMAX PS300−１電源）を制御するための制御信
号を発生する。
図３に概略的に図示された帰還回路82は、光センサ78
からの電流信号を電圧に変換するための第１演算増幅器
90、及びランプ60の明るさを制御するための直流基準電
圧を発生する第２演算増幅器92を備えている。演算増幅
器92への一つの入力は、三つの異なった基準電圧を与え
るために三つの抵抗R1,R2及びR3の一つを介して入力を
電圧源に選択的に結合する切換装置S1に結合されてい
る。切換装置S1はフィルム走査器制御装置42によって制
御されて、24,25若しくは30フレーム毎秒動作又はシャ
トルモード動作に対する適当な基準電圧を選択し、ラン
プ60によって発生される光の強度を制御する。演算増幅
器92から出力された電圧及び演算増幅器90によって供給
された光センサ78からの電圧は加合せ接続点で組み合わ
されて、積分器として構成された演算増幅器96の入力に
加えられる。演算増幅器96は一定の直流レベル出力電圧
を維持して、光センサからの信号における瞬時変化を補
償する。演算増幅器96からの出力電圧は緩衝増幅器とし
て動作するトランジスタ98のベースに供給される。トラ
ンジスタ98からの出力はランプ電源の制御入力に供給さ
れる。
この発明は特にこれのある採択実施例に関して説明さ
れてきた。しかしながら、種種の変形及び変更が添付の
諸請求項の範囲内において行われ得ることは理解される
であろう。例えば、開示されたテレビ映画装置の回路構
成及び動作はランプ強度の選択を手動にすることによっ
て簡単化されることができる。すなわち、切換装置S1
は、速度制御器56から受信された信号に基づいて動作モ
ードを確かめるためにフィルム走査器制御装置42を必要
としないで単に操作員制御盤に準備された手動スイッチ
（図１に点線で信号されている）になるであろう。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フィルムを可変速度でフィルムゲート（1
    4）を通して移送するための移送装置（10）光を前記の
    フィルムゲートに通し且つこの光を少なくとも一つの光
    検出素子（28r,28g,28b）上へ集束させるための照明装
    置（20,22,24）、及び所望のフィルム移送速度を選択し
    且つこれを示す出力信号を発生するための速度選択装置
    （44）、を備えており、且つ 前記の出力信号に応答して前記の移送装置（10）の動作
    及び前記の照明装置（20,22,24）の光出力を制御し、そ
    の際前記の光検出素子（28r、28g、28b）が第１動作モ
    ードにおいて全井戸電位で動作させられ且つ又前記の光
    検出素子（28r、28g、28b）が第２動作モードにおいて
    部分井戸電位で動作させられるようにするための制御装
    置（42）、を更に備えていることによって特徴づけられ
    ている装置。
  2. 【請求項２】前記の感光性センサ（28r、28g、28b）に
    結合されていて、これから受信された信号を所望のビデ
    オ信号へ変換することのできる信号処理装置（50）を更
    に備えている、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記の第１動作モードが変換モードであり
    且つ前記の第２動作モードがシャトルモードである、請
    求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記の光検出素子が変換モード中全井戸電
    位で且つ又シャトルモード中半井戸電位で動作させられ
    る、請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】前記の光検出素子が前記の変換動作モード
    において動作させられたときに前記のビデオ信号を記録
    するためのビデオ記録装置（54）を更に備えている、請
    求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】可変光源（20）から発生された光をフィル
    ムゲート（14）に通し且つ前記の光を光検出素子（28
    r、28g、28b）上へ集束させること、 所望のフィルム移送速度を選択し且つこれを示す出力信
    号を発生すること、 前記の出力信号に応答して前記のフィルムゲートを通し
    てのフィルムの移送を制御すること、及び 前記の可変光源（20）から発生される光の強度を所望の
    フィルム移送速度に基づいて制御し、その際前記の光検
    出素子（28r、28g、28b）が変換動作モード中全井戸電
    位で且つ又シャトル動作モード中部分井戸電位で動作さ
    せるようにすること、を含んでいる、テレビ映画装置を
    制御する方法。
  7. 【請求項７】前記の光検出素子により発生された信号を
    所望のビデオ信号に変換することを更に含んでいる、請
    求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】前記の光検出素子が前記の変換動作モード
    において動作させられたときに前記のビデオ信号を記録
    することを更に含んでいる、請求項７に記載の方法。
JP2515224A 1989-10-16 1990-10-09 テレビ映画装置における信号対雑音比を改善するための方法及び装置 Expired - Fee Related JP2980374B2 (ja)

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CA (1) CA2042606C (ja)
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