JPH04502397A - 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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！（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。

宵景技血 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 する怒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ＣＣＤ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ずべてのＣ ＣＤ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フレ一ム毎秒（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し、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し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　（この明細書に履用）は、可変利得増幅器を用い てＣＣＩＩＣＣＤセンサ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３０１ｐｓにおいて満杯のｊ４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５７８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、走査レートが減小するにつれ て積分時間は飽和を防止するために減小されなければならない。これは、積分時 間を１５ｆｐｓより下では２だげ減小させて、センサ電荷が全井戸の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４６３ ０１２０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、１５ｆｐｓ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。

発所少開示 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ト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 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１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（−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 信号を発生ずるための入力装置、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トムこ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。

図皿例旦単皇説朋 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」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。

「　るための　′ 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）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！こ向けられ且つフィルムゲート１４におけるフィルム１２０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ｍｉ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 ート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２ １に制御信号を供給する。

各ＣＣＤ線センサ２８ｒ、２８ｇ、　２８ｂは、能動＋、１−サイト３２ｒ、３ ２ｇ、３２ｂ、転送ゲート３４ｒ、３４ｇ、３４ｂ２及び水平出力ソフトレジス 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ｆ−３４ｒ、３４ｇ、３ ４ｂ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３６ ｒ、　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 クロツタ発生器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接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３０ｆｐｓ、 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４ ２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ト′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卓 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１．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′Ｂ 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ａ２０はＣＣＤセンサ２８ ｒ、２８ｇ、２８ｂが満杯電位で動作するように制御される。操作器制御器装置 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小させるようにする。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 ２８ｒ、２８ｇ、２８ｂがシャトルモード動作中全井戸の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。

圓２は光ａ２０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、１ ９８８年９月８日に出願された、カーラ（Ｋｕｒｔｚ）外による、「線形積分空 洞光源（Ｌｉｎｅａｒ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｌｉｇｈｔ　 ５ｏｕｒｃｅ）　ｊ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ＣＥＲ ｌＩＡＸ　１．Ｘ　３００Ｆキセノンアークランプ）を備えている。光ビーム６ ２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久及び紫外放射線が 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に帰還ロアロが準備されており、帰 還ロアロ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ａ８４（望ましくは、カリフォルニア州すニーベイルのルＣテ クノロジ（ＴＬＣＴｅｃｈｎｏＩｏｇｙ、５ｕｎｎｙｖａｌｅ、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ば、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＄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Ｓｌ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、２ ４．２５若しくは３０フｌ／−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？、こ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 ／ｌｖ算増ｆＦｉＡＪｉｉ９６の入力ｔこ加えられる。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９ ８のヘースに供給される。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。

この発明は詩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、 播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ｆＭｊＪｌ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。

ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ。３ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．フィルムを可変速度でフィルムゲート（１４）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（２０，２ ２，２４）、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 注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、２８ ｇ、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. 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（５ ０）を更に備えている、請求項１に記載の装置。
3. 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. 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. 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. 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（２８ｒ、２８ｇ、２８ｈ）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、２８ｈ）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. 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. 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。