JPS6250893B2 - - Google Patents

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JPS6250893B2
JPS6250893B2 JP53065632A JP6563278A JPS6250893B2 JP S6250893 B2 JPS6250893 B2 JP S6250893B2 JP 53065632 A JP53065632 A JP 53065632A JP 6563278 A JP6563278 A JP 6563278A JP S6250893 B2 JPS6250893 B2 JP S6250893B2
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JP
Japan
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signal
scanning device
light receiving
scanning
soundtrack
Prior art date
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Application number
JP53065632A
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Japanese (ja)
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JPS542703A (en
Inventor
Miruton Dorubi Ree
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Dolby Laboratories Licensing Corp
Original Assignee
Dolby Laboratories Licensing Corp
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Publication date
Application filed by Dolby Laboratories Licensing Corp filed Critical Dolby Laboratories Licensing Corp
Publication of JPS542703A publication Critical patent/JPS542703A/en
Publication of JPS6250893B2 publication Critical patent/JPS6250893B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/002Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier
    • G11B7/003Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier with webs, filaments or wires, e.g. belts, spooled tapes or films of quasi-infinite extent
    • G11B7/0032Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier with webs, filaments or wires, e.g. belts, spooled tapes or films of quasi-infinite extent for moving-picture soundtracks, i.e. cinema
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/024Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of diode-array scanning
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/24Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor for reducing noise
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B23/00Record carriers not specific to the method of recording or reproducing; Accessories, e.g. containers, specially adapted for co-operation with the recording or reproducing apparatus ; Intermediate mediums; Apparatus or processes specially adapted for their manufacture
    • G11B23/0007Circuits or methods for reducing noise, for correction of distortion, or for changing density of recorded information

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可変面積形の光学サウンドトラツク用
再生装置、特にそのような音声トラツクを走査す
る改良された装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a reproduction apparatus for variable area optical sound tracks, and more particularly to an improved apparatus for scanning such audio tracks.

映画のフイルム上に設けた可変面積形の光学的
音声トラツクは発声映画の出現の当初から実質的
にそのままの形で用いられてきている。当初はそ
の白い区域の幅が録音された変調信号の振幅に比
例する単一のモノラルな光学的音声トラツクが使
用されていた。音の歪みを減少させることを意図
したその後の改正によつて互いに同じ変調情報を
有しそのパターンが同一なバイラテルトラツクや
このようなバイラテルトラツクを二重に互いに隣
接して設けることが提案された。さらに別の改正
においては、二重に設けたバイラテラルトラツク
を別個に変調してステレオ的音声再生を行なうこ
とが提案されている。
Variable area optical sound tracks on motion picture film have been used in substantially the same way since the advent of sound motion pictures. Initially, a single monophonic optical audio track was used, the width of the white area being proportional to the amplitude of the modulated signal being recorded. Later amendments intended to reduce sound distortion proposed bilateral tracks having the same modulation information and the same pattern, and the provision of double sets of such bilateral tracks adjacent to each other. It was done. In yet another revision, it has been proposed to separately modulate the dual bilateral tracks for stereo sound reproduction.

現在用いられて商業的映写機は可変面積形の光
学的音声トラツクを読取るのに一番最初に用いら
れた映写装置のものと本質的に同じ照射装置およ
び光検知装置をいまだに使用している。すなわ
ち、光源と狭い機械的スリツトとによつて線状の
照射を行ない、検出用として単一のホトセルを用
いており、ステレオ用の二重形バイラテラルトラ
ツクの場合はホトセルを二重に設けている。
Commercial projectors in use today still use essentially the same illumination and light sensing equipment as those of the first projection systems used to read variable area optical audio tracks. In other words, a light source and a narrow mechanical slit provide linear irradiation, and a single photocell is used for detection; in the case of a double bilateral track for stereo, two photocells are installed. There is.

光学的音声トラツクの再生においてずつと問題
になつているのは周波数範囲を広くしてしかも雑
音を抑圧することである。光学的音声トラツクは
ごみや引掻き傷による衝撃的雑音に特に弱く、こ
のごみや傷はフイルムを映写する毎に増えるもの
である。その他の雑音としてはトラツクの白い区
域内における粒子による雑音とホトセル内で発生
する雑音とがあり、何れも再生中のトラツクの幅
に本質的に比例するもので音声信号を再生する時
に雑音変調効果を生ずるものである。
An increasingly important problem in the reproduction of optical audio tracks is widening the frequency range and suppressing noise. Optical audio tracks are particularly susceptible to impact noise from dirt and scratches, which accumulate with each projection of the film. Other types of noise include particle noise within the white area of the track and noise generated within the photocell, both of which are essentially proportional to the width of the track being played and have a noise modulation effect when playing the audio signal. It gives rise to

光学的音声トラツクの質を改良するために種々
の技術が提案されてきており、磁気的音声トラツ
クを広く採用しようという試みがなされた1950年
および1960年代においても光学的音声トラツクは
考えられていたよりも欠陥のあるものではないこ
とが示唆されている。光学的音声トラツクの歴史
と可能性を論じた有用文献としてはエス・エム・
ピー・テイー・イー・ジヤーナル(Journal of
SMPTE)の1975年9月発行になる第84巻の720
−729頁にアイオーン・アレン(loan Allem)が
発表した「ドルビーの雑音軽減システムを利用し
た広帯域かつ低歪みの光学的音声トラツクの製作
(The Production of Wide―Range Low―
Distortion Optical Sound Tracks Utiliging the
Dolby Noise Reduction System)」なる論文が
ある。この論文には引用した文献の一覧表が附い
ている。
Various techniques have been proposed to improve the quality of optical audio tracks, and even in the 1950s and 1960s, when attempts were made to widely adopt magnetic audio tracks, optical audio tracks were still better than thought. It has also been suggested that there are no defects. A useful document that discusses the history and possibilities of optical audio tracks is S.M.
Journal of
720 of Volume 84 of SMPTE, published in September 1975.
``The Production of Wide―Range Low―'' presented by Loan Allem on page 729, ``The Production of Wide―Range Low―
Distortion Optical Sound Tracks Utilizing the
There is a paper called ``Dolby Noise Reduction System''. A list of cited documents is attached to this paper.

光学的音声トラツクの再生の別の方法を見出す
ための従来の試みとして米国特許第2347084号明
細書に開示のものがある。これによれば非常に小
さな走査スポツトでトラツクの幅を横切つてくり
返し走査を行ない単一の光応答セルによつてこれ
を検出して本質的に2レベルのパルス幅変調信号
をえている。この信号をリミタにかけて雑音を抑
圧し、積分して振幅の変る音声信号をうる。この
システムはトラツクの白い区域に存在する黒い点
によつて生ずる雑音の相当の量を除去するのに有
用である。ネガが不完全で黒い区域内に白い点が
存在しない限り黒い区域からは実質的に雑音が生
ずることはない。しかしながら、上述の走査方式
にも拘らず、白い区域にいくらかでも黒い点があ
ると雑音を生ずることになる。
A prior attempt to find another method of optical audio track reproduction was disclosed in U.S. Pat. No. 2,347,084. A very small scanning spot is repeatedly scanned across the width of the track and detected by a single photoresponsive cell to provide an essentially two-level pulse width modulated signal. This signal is applied to a limiter to suppress noise and integrated to obtain a voice signal with varying amplitude. This system is useful in eliminating a significant amount of the noise caused by black dots present in white areas of the track. The black areas produce virtually no noise unless the negative is imperfect and there are white spots within the black areas. However, despite the above-described scanning scheme, any black dots in the white area will result in noise.

改良された走査システムが本発明者の発明によ
り1974年8月27日に出願された英国特許願第
37292号明細書に記載されている。この英国特許
願は1975年8月11日に出願された米国特許願第
603671号に相当するもの、この米国特許願はその
一部継続出願として1977年3月18日に出願された
米国特許願第778870号の親出願である。そのシス
テムにおいては雑音はもともとトラツクの白い区
域に生ずるものであるという知識を利用して各走
査時にトラツクの黒い区域から白い区域への移行
部分を検出した時点での出力信号をスケルチ回路
により抑圧することによつて雑音を抑圧してい
る。各走査終了後にリセツトを行なつている。こ
の技法のより良いものとして二方向の走査を行な
つてバイラテラルトラツクにおける白い区域から
黒い区域への移行部分をも利用している。この目
的で信号遅延装置と論理回路とを使用している。
An improved scanning system is disclosed in British patent application no.
It is described in the specification of No. 37292. This UK patent application was filed on August 11, 1975 and is no.
No. 603,671, this U.S. patent application is the parent application of U.S. Patent Application No. 778,870, which was filed on March 18, 1977 as a continuation-in-part application thereof. In this system, the knowledge that noise originally occurs in the white areas of the track is used to suppress the output signal using a squelch circuit when the transition from the black area to the white area of the track is detected during each scan. This suppresses noise. A reset is performed after each scan. A refinement of this technique involves scanning in two directions and also takes advantage of the transition from white to black areas in the bilateral track. Signal delay devices and logic circuits are used for this purpose.

上述のこれら従来の走査装置における問題点は
光学的走査機構が複雑であつて現在使用されてい
るフイルム映写機へ適用するには広範な改変を要
することである。さらに、商業的映写装置にあつ
ては長期にわたる信頼性とたび重なる調整をそれ
程必要としないことが必須要件である。従来の走
査装置は陰極線管方式や機械式、レーザ式または
電気光学式等の走査技術を用いているため上述の
問題点が生じやすい。
A problem with these conventional scanning devices described above is that the optical scanning mechanisms are complex and require extensive modification to be adapted to film projectors currently in use. Furthermore, long-term reliability and the need for less frequent adjustment are essential requirements for commercial projection equipment. Conventional scanning devices use scanning techniques such as cathode ray tube, mechanical, laser, or electro-optical scanning, and are therefore prone to the above-mentioned problems.

本発明は改良型光学的音声トラツク(光学サウ
ンドトラツク)再生装置を提供する。本再生装置
は直線状に整列配置されたセンサからの信号を同
時に処理し且つ組合わせることを特徴としてい
る。各センサは、サウンドトラツクを有する映画
フイルムがセンサを通り過ぎて縦に移動すると
き、サウンドトラツクの微小部分を標本化する。
本発明は必要と考えられるよりも少ない数のセン
サを利用し得ることを認識することによつて、発
明の実施を一層実現可能なものとしている。本発
明では、光学サウンドトラツクの白い区域から黒
い区域へ移行する不確定部分の幅より狭いセンサ
サンプリング間隔では、それ以上の情報は得られ
ないが、このような比較的狭い間隔に対応する少
ない数のセンサを用いた場合、望ましくない量子
化雑音が生じることを認識している。もれにも拘
らず本発明においては、このような狭いセンサ間
隔、従つて少数のセンサを設定している。これを
実現するために本発明では、サウンドトラツクが
縦に移動する結果として、移行する境界部の不確
定領域が無作為に標本化されるように、センササ
ンプリング間隔を設けることによつて、移行不確
定部分を広帯域デイザ信号に変換している。即
ち、直線状に整列配置されたセンサからの信号と
少数センサに起因する量子化雑音との相関関係を
低減させたことが本発明の効果である。このよう
にデイザを用いないで行う場合に要するよりも、
遥かに少数のセンサを用いて高音質の音声信号を
量子化することを可能にした。従つて本発明によ
つて、比較的少数のセンサを用いて並行感知(セ
ンシング)と並行信号処理とが実際的に行える。
The present invention provides an improved optical soundtrack playback system. This reproducing device is characterized by simultaneously processing and combining signals from sensors arranged in a linear array. Each sensor samples a small portion of the soundtrack as the motion picture film carrying the soundtrack moves vertically past the sensor.
Implementation of the invention is made more feasible by recognizing that the invention may utilize fewer sensors than may be considered necessary. In the present invention, a sensor sampling interval narrower than the width of the uncertainty transitioning from a white area to a black area of the optical soundtrack does not provide any further information, but a small number corresponding to such a relatively narrow interval It is recognized that undesirable quantization noise is introduced when using sensors such as In spite of this, in the present invention, such narrow sensor spacing and therefore a small number of sensors are set. To achieve this, the present invention provides sensor sampling intervals such that as a result of vertical movement of the soundtrack, the uncertain region of the transition boundary is randomly sampled. The uncertain part is converted into a broadband dither signal. That is, the effect of the present invention is that the correlation between the signals from the linearly arranged sensors and the quantization noise caused by a small number of sensors is reduced. than would be required if done without dithering in this way.
This makes it possible to quantize high-quality audio signals using a much smaller number of sensors. Thus, the present invention makes it practical to perform parallel sensing and parallel signal processing using a relatively small number of sensors.

本発明に至る経緯は次の通りである。まづ一群
のホトセンサを光学的音声トラツクの変動する全
ての幅を検知するように配列することができれば
光線によるトラツクの走査の必要性はなくなるこ
とは明らかである。トラツクを光学的に拡大する
こともできるが、現在使用されている映写機用と
して実用されるためには、センサ列はフイルム平
面の直後に位置すべきである。しかしながら、こ
のようなセンサ列を使用する際の障害となるのは
量子化雑音が問題となる点である。オーデイオの
分野においては音声信号を高品質度で量子化する
ためには約10000またそれ以上の量子化段が必要
であるとされている。35ミリフイルム上の一本の
ステレオ用光学的音声トラツクの全幅は0.033イ
ンチ(約0.838ミリメートル)、すなわち、バイラ
テラルに録音した場合、それぞれ約0.016インチ
(約0.419ミリメートル)になるので、10000個の
ホトセンサ素子を1.6マイクロインチ(約0.00004
ミリメートル)の間隔で並べたホトセンサ列が必
要となる。これはマイクロエレクトロニクス技術
の現状から見て問題外である。光学的拡大装置を
用いたとしても現用の映写機への取付けが非常に
困難であるとともに、ステレオ用トラツクの全幅
に対して40000個ものホトセンサ群を設けること
はとても考えられないことである。
The circumstances leading to the present invention are as follows. It is clear that if a group of photosensors could be arranged to detect the entire varying width of an optical audio track, the need for scanning the track with a light beam would be eliminated. It is also possible to optically magnify the track, but for practical use in currently used projectors, the sensor array should be located directly behind the film plane. However, an obstacle to using such a sensor array is the problem of quantization noise. In the audio field, approximately 10,000 or more quantization stages are required to quantize audio signals with high quality. The total width of a single stereo optical audio track on 35mm film is 0.033 inches (approximately 0.838 mm), or approximately 0.016 inches (approximately 0.419 mm) each when recorded bilaterally, so 10,000 The photo sensor element is 1.6 microinches (approximately 0.00004
This requires rows of photosensors arranged at intervals of millimeters. This is out of the question given the current state of microelectronic technology. Even if an optical magnifying device is used, it is extremely difficult to install it in a current projector, and it is highly inconceivable to provide a group of 40,000 photosensors over the entire width of a stereo track.

上述の問題をもつと研究することによつて次の
ような有望な結果がえられた。音声信号の量子化
の際に入力信号に広帯域のデイザ(dither)信号
を加えて入力信号と量子化雑音との相関関係を軽
減させることが知られている。これによつて量子
化雑音による妨害が顕著に減る。デイザ信号が十
分に大きければ量子化段は少数で足りる。可変面
積形光学的音声トラツクを顕微鏡で観察すると、
トラツクの白い区域と黒い区域との境界は急激な
ものでなく、フイルム粒子による不確定領域が存
在するためむしろでこぼこの縁部を有する。この
不確定領域は0.0001インチ(約0.0025ミリメート
ル)ないし0.0002インチ(約0.0051ミリメート
ル)の距離にわたつて延びている。可変面積形サ
ウンドトラツクで伝送する全ての情報は「白」か
ら「黒」へ移行することによつて行われるが、当
該不確定領域が存在することによつて情報の精度
即ち分解能が制限される。従つてこのような不確
定幅未満のサンプリング間隔では、不確定領域の
ためにそれ以上の情報は得られない。しかし、不
確定幅より僅かに小さい幅(不確定領域に対して
2〜3回のサンプリング)で行う標本化は極めて
有効である。何故ならばこのようなサンプリング
によつて結果的に不確定領域が無作為に標本化さ
れてデイサ信号に変換されるからである。このよ
うに本発明においては不確定領域を固有のデイサ
信号として利用し、このデイザ信号を入力信号に
加算することによつてサウンドトラツクを例えば
約0.0025ミリメートル(0.0001インチ)の量子化
段により量子化できる。それゆえ、バイラテラル
に録音したトラツクの各半部は160の量子化段だ
けで量子化できることになり、この数は従来音声
信号の量子化に必要とした10000という数に比べ
て非常に少なくなる。
By studying the above-mentioned problem, the following promising results were obtained. It is known to reduce the correlation between the input signal and quantization noise by adding a wideband dither signal to the input signal when quantizing an audio signal. This significantly reduces disturbances due to quantization noise. If the dither signal is sufficiently large, a small number of quantization stages is sufficient. When a variable area optical audio track is observed under a microscope,
The boundary between the white and black areas of the track is not sharp, but rather has an uneven edge due to the presence of an area of uncertainty due to film grain. This region of uncertainty extends over a distance of 0.0001 inch to 0.0002 inch. All information transmitted in a variable area soundtrack is done by transitioning from "white" to "black," but the presence of this region of uncertainty limits the accuracy or resolution of the information. . Therefore, if the sampling interval is less than the uncertainty width, no further information can be obtained due to the uncertainty region. However, sampling performed with a width slightly smaller than the uncertainty width (sampling 2 to 3 times for the uncertainty region) is extremely effective. This is because such sampling results in the uncertain region being randomly sampled and converted into a dither signal. Thus, in the present invention, the uncertainty region is used as a unique dither signal, and by adding this dither signal to the input signal, the soundtrack is quantized by, for example, a quantization stage of approximately 0.0025 mm (0.0001 inch). can. Therefore, each half of a bilaterally recorded track can be quantized with only 160 quantization stages, which is much smaller than the 10,000 required to conventionally quantize an audio signal. .

ホトセンサ列内のホトセンサのピツチを0.0001
インチ(約0.0025ミリメートル)とした場合、そ
の集積密度は現在のマイクロエレクトロニクスで
行われているものの約10倍になる。新しいマスク
法やエツチング法が必要にはなるが、この集積密
度の増大は全く問題外とも思われない。何れにし
ても必要とする微小エレクトロニクスによる製法
が利用できるようになるまで光学的拡大法を用い
ることができる。それゆえ、光学的音声トラツク
には量子化再生装置の実現を可能とする内在的特
性があることの発見と認識とが本発明の重要な要
点である。
Set the pitch of the photo sensors in the photo sensor row to 0.0001
If measured in inches (approximately 0.0025 millimeters), the integration density would be about 10 times that of what is currently done in microelectronics. Although new masking and etching methods will be required, this increase in integration density does not seem entirely out of the question. In any event, optical magnification methods can be used until the required microelectronic fabrication methods become available. Therefore, the key point of the present invention is the discovery and recognition that optical audio tracks have inherent properties that make it possible to implement quantized playback devices.

本発明のある実施例においてはクロツク回路お
よびスイツチによつてホトセンサ素子を順次高速
で走査する。パルス幅変調された出力信号はつい
で従来の走査装置同様にリミタにかけられるか別
の方法で処理される。上述の実施例は実現可能で
はあるができるだけ装置を簡単化することが望ま
しい。それゆえ、本発明の別の要点はデイジタル
的読出し装置を設ければ音声トラツクの横方向走
査は不要となり構造がかなり複雑なクロツク回路
スイツチング回路がパルス幅変調信号復調回路が
不要となるという認識に基づくものである。この
認識に基づく本発明によれば、各ホトセンサの出
力は並行して処理される。各センサ出力はそれ自
体用の増幅およびリミタ回路に直接導かれる。ご
みや引掻き傷によるスプリアスな出力はほとんど
リミタの作用によつて取除かれる。リミタ回路の
出力を論理回路に加えることによつてさらに雑音
を軽減することができる。ついで全回路の出力を
合成し平滑化して音声出力信号をうる。これらに
必要な回路の構造はすべて非常に簡単であるの
で、ホトセンサ素子、増幅器、リミタ、雑音抑圧
用論理回路、合成回路および音声出力増幅器をす
べて単一の集積回路チツプに集積することができ
る。前述の数字によれば、640の検知および処理
チヤネルが必要となるが、商業的映写機への適用
例では集積回路の最終出力はただ2つの音声チヤ
ネルを含むだけでよい。
In some embodiments of the invention, a clock circuit and a switch sequentially scan the photosensor elements at high speed. The pulse width modulated output signal is then limited or otherwise processed as in conventional scanning devices. Although the embodiments described above are feasible, it is desirable to simplify the device as much as possible. Therefore, another point of the invention is the recognition that the provision of a digital readout device eliminates the need for lateral scanning of the audio track, and eliminates the need for clock circuit switching circuits, which are quite complex in structure, and pulse width modulated signal demodulation circuits. It is based on According to the invention based on this recognition, the outputs of each photosensor are processed in parallel. Each sensor output is routed directly to its own amplification and limiter circuit. Most spurious outputs due to dirt or scratches are removed by the action of the limiter. Noise can be further reduced by adding the output of the limiter circuit to the logic circuit. Then, the outputs of all the circuits are combined and smoothed to obtain an audio output signal. All of the required circuit structures are very simple, so that the photosensor elements, amplifiers, limiters, noise suppression logic, synthesis circuits and audio output amplifiers can all be integrated on a single integrated circuit chip. According to the foregoing numbers, 640 sensing and processing channels would be required, whereas in a commercial projector application the final output of the integrated circuit would need to include only two audio channels.

ホトダイオードの部分を別々の群として処理す
るように選択することによつて本発明はモノラル
用のバイラテラルトラツク、モノラル用の二重バ
イラテラルトラツクおよびステレオ用の二重バイ
ラテラルトラツクを含むすべての可変面積形光学
的音声トラツクに適用可能である。2本、3本、
4本またはそれ以上のトラツクとこれに対応する
処理系統を用いることによつて左側信号、中央信
号、右側信号、後側信号等の包囲音響効果信号を
発生させるとともに特殊目的用の制御信号等を発
生させることができる。
By selecting the photodiode portions to be treated as separate groups, the present invention allows all variable Applicable to areal optical audio tracks. Two, three,
By using four or more tracks and a corresponding processing system, it is possible to generate surrounding sound effect signals such as left side signal, center signal, right side signal, rear side signal, etc., as well as control signals for special purposes. can be generated.

本発明の装置は通常の映写機の照射源を使用す
るので、映写機の機械的構造に必要な改変点とし
てはただホトセルの代りにホトダイオードと処理
用ICを使用することだけである。ホトダイオー
ドをフイルムのトラツクの像形成面に効果的に置
くために適当な光学機構を設けることが可能であ
り望ましい場合もある。
Since the apparatus of the present invention uses a conventional projector illumination source, the only necessary modifications to the projector's mechanical structure are the use of photodiodes and processing ICs in place of photocells. It may be possible, and sometimes desirable, to provide suitable optical arrangements to effectively place the photodiode at the imaging surface of the film track.

本発明の上述およびその他の目的ならびに特長
は図面を参照して以下に述べる好適な実施例の説
明から明らかとなろう。
The above and other objects and features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings.

第1図には一本の可変面積形バイラテラル音声
トラツクを横切つて走査する場合の写真密度と距
離との関係を例示してある。第1図のパルス幅W
内に波形情報が収容されている。最初の黒レベル
は本質的に一定のレベルであるので雑音は存在し
ない。しかしながら、トラツクの白い区域には通
常黒い粒子が含まれていることが多いので白レベ
ルの振幅は実質的に変動する。そのようなレベル
変動をリミタによつて取除かないと再生された音
声信号内には相当な雑音が含まれることになる。
しかしながら、この振幅制限によつてもすべての
振幅変動が除去されず、また第2図に示すような
黒レベルから白レベルの移行部分(および白レベ
ルから黒レベルへの移行部分)における不確定領
域によつて発生する雑音も除去されない。第2図
は移行部分における信号の立上りの模様を示すた
め第1図の一部を拡大したものである。点線は別
に生じうる立上りを示すものである。このため、
振幅制限レベルに左右されて黒レベルから白レベ
ルへのみかけの移行位置が変つて再生された信号
に雑音を生じさせることになる。
FIG. 1 illustrates the relationship between photographic density and distance when scanning across a variable area bilateral audio track. Pulse width W in Figure 1
Waveform information is stored within. The initial black level is essentially a constant level so there is no noise. However, since the white areas of the track usually contain black particles, the amplitude of the white level varies substantially. Unless such level fluctuations are removed by a limiter, the reproduced audio signal will contain considerable noise.
However, even this amplitude limitation does not eliminate all amplitude fluctuations, and there is also an area of uncertainty at the transition from the black level to the white level (and from the white level to the black level) as shown in Figure 2. Noise generated by the noise is also not removed. FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1 to show the rise pattern of the signal at the transition portion. The dotted line indicates a rise that may otherwise occur. For this reason,
Depending on the amplitude limit level, the apparent transition position from the black level to the white level changes, causing noise in the reproduced signal.

第3図は本発明の装置の一般的配置を示すもの
で、この装置は映画フイルム16上の狭い可変面
積形音声トラツク14の部分に水平方向に光を照
射するための普通のランプ10と機械的スリツプ
12とを有する。バイラテラル音声トラツクを図
示してあるが、本発明は多重トラツクを持つたフ
イルムにも適用できる。音声トラツク14によつ
て変調された光は受光装置によつて検知される。
この受光装置は音声トラツクの幅の微少部分をそ
れぞれ検知する一群のソリツドステートセンサ1
8列からなる。必要に応じてランプ10、スリツ
ト12、フイルム16、センサ18間に種々のレ
ンズを設けてスリツトの像をフイルム面上に光学
的に形成させセンサがトラツク像形成面に置かれ
るようにすることができる。処理回路20はセン
サ18の出力を受けて再生音声信号を発生する。
本発明の目的の一つのセンサと処理回路とを単一
の集積回路チツプに設けた装置を提供することに
ある。
FIG. 3 shows the general arrangement of the apparatus of the present invention, which comprises a conventional lamp 10 and a machine for horizontally illuminating a portion of a narrow variable area audio track 14 on a motion picture film 16. It has a target slip 12. Although bilateral audio tracks are shown, the invention is also applicable to films having multiple tracks. The light modulated by the audio track 14 is detected by a light receiving device.
This light receiving device consists of a group of solid-state sensors 1 each detecting a minute portion of the width of the audio track.
It consists of 8 columns. If necessary, various lenses may be provided between the lamp 10, the slit 12, the film 16, and the sensor 18 so that the image of the slit is optically formed on the film surface and the sensor is placed on the track image forming surface. can. Processing circuit 20 receives the output of sensor 18 and generates a reproduced audio signal.
One object of the present invention is to provide a device that includes a sensor and a processing circuit on a single integrated circuit chip.

サウンドトラツクを横切つて約0.0025ミリメー
トル(0.0001インチ)間隔につき一個の標本が得
られるような数のセンサ18が配置される。すな
わち、幅が約1.9ミリメートル(0.076インチ)の
標準ステレオ光学映画フイルムトラツクからステ
レオ用保護帯域を除いた有効作動幅約1.6ミリメ
ートル(0.064インチ)に相当する約640個のセン
サを設ける。この数は量子化雑音の除去用として
は十分に大きいものでしかも不確定領域の部分を
過度にサンプリングするほどには大きくないもの
である。すなわち、各不確定領域に対して約2な
いし3個のサンプリング出力がえられるような不
規則サンプリングを行ない、これによつてえられ
る音響心理学的に許容できる雑音を耳ざわりな量
子化雑音に取つて代えようというものである。
A number of sensors 18 are placed so as to obtain one sample every approximately 0.0025 mm (0.0001 inch) across the soundtrack. That is, approximately 640 sensors are provided, corresponding to an effective working width of approximately 1.6 mm (0.064 inch), excluding the stereo guard band, from a standard stereo optical motion picture film track having a width of approximately 1.9 mm (0.076 inch). This number is large enough to remove quantization noise, but not so large that it oversamples parts of the uncertainty region. In other words, irregular sampling is performed such that about 2 to 3 sampling outputs are obtained for each uncertainty region, and the resulting psychoacoustically acceptable noise is replaced by the unpleasant quantization noise. It is intended to be replaced.

第4図に示す好適な実施例では、センサ列18
を形成する各センサ24はそれぞれそれ自体用の
増幅器34a,34b…およびリミタ36a,3
6b…に接続され、リミタの出力は合成器48に
印加される。この合成器48の最も簡単な形式で
は合成器48は印加された信号を加え合せ、その
結果を積分器または音声帯域フイルタ40に印加
して再生された音声信号をうる。
In the preferred embodiment shown in FIG.
Each sensor 24 forming the
6b..., and the output of the limiter is applied to the combiner 48. In its simplest form, the synthesizer 48 sums the applied signals and applies the result to an integrator or audioband filter 40 to obtain a reproduced audio signal.

センサ24が一様に間隔を隔てて配列されてい
ない時、例えば、センサ24の密度がトラツク区
域の中心部が他より高いように配列されている時
には、合成器48内で出力信号に適当に重みづけ
をして密度の違いを補償する。
When the sensors 24 are not uniformly spaced, e.g., when the sensors 24 are arranged such that the density of the sensors 24 is higher in the center of the track area than in the other areas, the output signals are appropriately adjusted in the combiner 48. Weighting is used to compensate for density differences.

ステレオ用のバイラテラル音声トラツクのよう
な多重音声トラツクの場合には第4図のセンサ2
4をそれに相当する群に分けて各群のセンサが相
応するトラツクを読取るようにし、これらセンサ
群を各別の処理回路に接続して各トラツクからそ
れぞれ別個の音声信号を再生する。これら信号は
ついで各別の合成器に印加する。
In the case of multiple audio tracks such as bilateral audio tracks for stereo, the sensor 2 shown in FIG.
4 is divided into corresponding groups so that each group of sensors reads a corresponding track, and these sensor groups are connected to separate processing circuits to reproduce separate audio signals from each track. These signals are then applied to separate combiners.

リミタ36の作用によつてごみが引掻き傷によ
る雑音はほとんど軽減されるが、各リミタの出力
に論理回路を接続してさらに雑音軽減を図ること
ができる。例えば第4図においてリミタ36bの
出力を受ける論理回路37bが設けられている。
図示しない同様な論理回路をその他のリミタ37
a,37c等の出力に接続することができる。引
掻き傷による雑音はリミタの出力が一様でなくな
ることによつて分る。例えば、トラツクの白い区
域においてはリミタの出力の極性はすべて正であ
る。深い引掻き傷があると1個または少数個のリ
ミタの出力の極性が負になる。あるリミタ、例え
ば、リミタ36bの出力の極性をその両側のリミ
タ、例えばリミタ36a,36cまたは2つまた
はそれ以上離れた基準とするリミタの出力の極性
と比較することによつて異常な信号の存在を検出
することができる。ある特定のリミタの出力の極
性とその基準リミタの出力の極性とが異なる場合
には、前者の出力を無効とし、これに代えて後
者、すなわち基準リミタの出力を用いる。
Although the action of the limiters 36 substantially reduces noise due to dirt scratches, further noise reduction can be achieved by connecting a logic circuit to the output of each limiter. For example, in FIG. 4, a logic circuit 37b is provided which receives the output of the limiter 36b.
A similar logic circuit (not shown) is connected to another limiter 37.
It can be connected to outputs such as a and 37c. Scratch noise is evident by uneven output of the limiter. For example, in the white area of the track the polarity of the limiter output is all positive. Deep scratches cause the output of one or a few limiters to go negative in polarity. The presence of an abnormal signal by comparing the polarity of the output of one limiter, e.g., limiter 36b, with the polarity of the output of the limiters on either side of it, e.g., limiters 36a, 36c, or a limiter two or more points away. can be detected. If the polarity of the output of a particular limiter is different from the polarity of the output of its reference limiter, the former output is invalidated and the latter, ie, the output of the reference limiter, is used in its place.

リミタの出力がスプリアスであるかどうかを決
定する論理回路の一例として第5図に示すような
オアゲート44、アンドゲート46、アンドゲー
ト50、オアゲート52の組合せがある。すなわ
ち、あるリミタの出力Mを例えばその両側のリミ
タの出力M−1、M+1と比較するものである。
極性が同じであれば、その出力信号は正しいが、
異なる時には基準センサの出力極性のものを出力
とする。論理素子50,52を取除いて論理回路
を単純化することができるが、この場合には黒い
区域に生じた異常な白信号は黒信号には変えられ
ない。
An example of a logic circuit for determining whether the limiter output is spurious is a combination of an OR gate 44, an AND gate 46, an AND gate 50, and an OR gate 52 as shown in FIG. That is, the output M of a certain limiter is compared with, for example, the outputs M-1 and M+1 of the limiters on both sides thereof.
If the polarities are the same, the output signal is correct, but
When the output polarity is different, the output polarity of the reference sensor is output. The logic circuitry can be simplified by removing logic elements 50, 52, but in this case the abnormal white signal produced in the black area cannot be changed to a black signal.

実際には増幅器34、リミタ36および論理回
路37を組合せこれら回路を適当に接続して合成
器48への論理入力を与える単一の電子回路とす
ることができる。
In practice, amplifier 34, limiter 36, and logic circuit 37 may be combined into a single electronic circuit that provides the logic input to combiner 48, with these circuits suitably connected.

第6図は本発明の別の実施例を示し、この実施
例においては処理回路20は列状に配置したホト
センサ18を電子的に走査する装置を有する。こ
の走査装置は機能的に走査制御装置30として図
示されており、各センサ24に選択的に接続され
るスイツチ32を制御する。適切な走査率として
は100キロヘルツ程度として約20キロヘルツまで
の音声周波数に対応できるようにする。
FIG. 6 shows another embodiment of the invention in which processing circuitry 20 includes means for electronically scanning an array of photosensors 18. The scanning device is functionally illustrated as a scanning controller 30, which controls switches 32 selectively connected to each sensor 24. An appropriate scanning rate is about 100 kilohertz, so that it can support audio frequencies up to about 20 kilohertz.

スイツチ32の出力は増幅器34に印加される
が、この増幅器は好適には低雑音の広帯域増幅器
とするのがよい。この増幅器はさらにホトセンサ
の電流出力を電圧に変換するものが好適である。
増幅器の出力をリミタ36によつて振幅制限、す
なわち、レベルクリツプを行なつて黒/白区域か
らの信号に含まれる変動をほとんど取除き実質的
に2レベルの信号を論理回路38に印加する。
The output of switch 32 is applied to an amplifier 34, which is preferably a low noise wideband amplifier. Preferably, the amplifier further converts the current output of the photosensor into a voltage.
The output of the amplifier is amplitude limited, ie, level clipped, by limiter 36 to remove most of the fluctuations contained in the signal from the black/white areas and to apply a substantially two level signal to logic circuit 38.

論理回路38にはさらに走査サイクルのタイミ
ングに関する情報が走査制御装置30から送られ
る。この論理回路38は前述した英国特許願に開
示した原理に基づいて作動するように構成するこ
とができる。または、この論理回路は記憶装置を
有するものとしこの記憶と一回または多数回の走
査におけるサンプリングの結果とを比較しサンプ
リングしたものが雑音でなく正しい出力がどうか
決定するようにしてもよい。黒信号または白信号
が正しいかどうか決定し正しくない場合に補間に
より正しいものに代える論理回路の例としては第
5図に示す回路がある。
Logic circuit 38 also receives information from scan controller 30 regarding the timing of the scan cycle. This logic circuit 38 may be constructed to operate on the principles disclosed in the aforementioned British patent application. Alternatively, the logic circuit may include a memory device, and the memory may be compared with the results of sampling in one or multiple scans to determine whether the sampled output is correct and not noise. An example of a logic circuit that determines whether the black signal or white signal is correct and, if incorrect, replaces it with the correct one by interpolation, is the circuit shown in FIG.

論理回路38の出力は走査した光学的音声トラ
ツクの幅に関係して変化する幅を有する一連のパ
ルスであつて、この出力では上述の振幅制御およ
び論理的処理によつて雑音が抑圧されている。こ
のパルスを積分器または音声帯域フイルタ40で
適当な一定時間積分し、その結果えられる再生音
声信号を劇場の音声放送装置に印加する。
The output of the logic circuit 38 is a series of pulses whose width varies in relation to the width of the scanned optical audio track, in which noise has been suppressed by the amplitude control and logic processing described above. . This pulse is integrated by an integrator or audio band filter 40 for an appropriate fixed period of time, and the resulting reproduced audio signal is applied to the theater's audio broadcasting system.

第4図に示す実施例はアナログ出力信号を必要
とする別の形式の走査装置を有する装置へも適用
できる。この形式の装置としては、例えば、被加
工物の厚さ、幅、穴径等を測定するために走査す
るものがある。
The embodiment shown in FIG. 4 is also applicable to systems having other types of scanning devices that require analog output signals. Devices of this type include, for example, those that scan to measure the thickness, width, hole diameter, etc. of a workpiece.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の理解のために可変面積形光学
的音声トラツクを走査した時の密度と距離との関
係の一例を示すグラフ、第2図は第1図の黒区域
から白区域への移行部分の拡大図、第3図は本発
明の光学的再生装置の一部をブロツクで示す略示
的斜視図、第4図は本発明の好適な実施例におけ
るセンサ列と処理回路とを機能的に示すブロツク
図、第5図は第4図に使用できる論理回路の一部
の略示図、第6図は本発明の他の実施例における
センサ列と処理回路とを機能的に示すブロツク図
である。 10…光源、12…スリツト、14…音声トラ
ツク、16…フイルム、18,24…センサ、2
0…処理回路、30…走査制御装置、34…増幅
器、36…リミタ、37,38…論理回路、40
…積分器、48…合成器。
Fig. 1 is a graph showing an example of the relationship between density and distance when scanning a variable area optical audio track for understanding the present invention, and Fig. 2 is a graph showing an example of the relationship between density and distance when scanning a variable area optical audio track. 3 is a schematic perspective view showing in block form a portion of the optical reproduction device of the invention; FIG. 4 is a functional representation of the sensor array and processing circuitry in a preferred embodiment of the invention. 5 is a block diagram schematically showing a part of a logic circuit that can be used in FIG. 4, and FIG. 6 is a block diagram functionally showing a sensor array and a processing circuit in another embodiment of the present invention. It is a diagram. 10...Light source, 12...Slit, 14...Audio track, 16...Film, 18, 24...Sensor, 2
0... Processing circuit, 30... Scanning control device, 34... Amplifier, 36... Limiter, 37, 38... Logic circuit, 40
...Integrator, 48...Synthesizer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 縦方向に移動する映画フイルムの可変面積形
光学サウンドトラツクを再生する走査装置であつ
て、 前記サウンドトラツクの実質的な幅を照射する
装置と、 前記サウンドトラツクに関して前記照射装置か
ら離れて横に直線状に整列配置され、各々が前記
サウンドトラツクの各微小部分から受承した照射
レベルに応じたアナログ電気信号を発生する複数
個の受光装置と、 前記電気信号の各々を制限する装置を有すると
共に該電気信号を同時に並行して処理する装置
と、 音声信号を発生するために同時に処理された上
記電気信号を並行して受承し、処理された上記電
気信号を同時に組み合わせる装置とを有する走査
装置。 2 特許請求の範囲第1項に記載の走査装置にお
いて、前記フイルムが前記縦方向に移動すると
き、白い区域から黒い区域へ移行する不確定領域
を無作為に標本化するように、前記受光装置のサ
ンプリング間隔を設定することにより、電気信号
と量子化雑音との相関関係を減少させるために当
該不確定領域をデイザ信号に変換することを特徴
とする走査装置。 3 特許請求の範囲第1項に記載の走査装置にお
いて、同時に並行して処理する前記装置が更に制
限された前記信号に応答して各信号が正しいかど
うかを決定し、正しくない場合には補間による代
替を行う理論装置を有する走査装置。 4 特許請求の範囲第3項に記載の走査装置にお
いて、前記フイルムが前記縦方向に移動すると
き、白い区域から黒い区域へ移行する不確定領域
を無作為に標本化するように、前記受光装置のサ
ンプリング間隔を設定することにより、電気信号
と量子化雑音との相関関係を減少させるために当
該不確定領域をデイザ信号に変換することを特徴
とする走査装置。 5 特許請求の範囲第2項に記載の走査装置にお
いて、各不確定領域につき2又は3個のサンプル
を得るように、前記受光装置のサンプリング間隔
を設定することを特徴とする走査装置。 6 特許請求の範囲第4項に記載の走査装置にお
いて、各不確定領域につき2又は3個のサンプル
を得るように、前記受光装置のサンプリング間隔
を設定することを特徴とする走査装置。
Claims: 1. A scanning device for reproducing a variable area optical soundtrack of a longitudinally moving motion picture film, comprising: a device for illuminating a substantial width of the soundtrack; and a device for illuminating a substantial width of the soundtrack; a plurality of light receiving devices disposed in a linear array laterally apart from the apparatus, each light receiving device generating an analog electrical signal in response to the level of illumination received from each minute portion of the soundtrack; a device for simultaneously and parallelly processing the electrical signals; and a device for simultaneously receiving and simultaneously combining the processed electrical signals to generate an audio signal. A scanning device having a device. 2. In the scanning device according to claim 1, the light receiving device is configured to randomly sample an uncertain region transitioning from a white area to a black area when the film moves in the longitudinal direction. A scanning device characterized in that the uncertainty region is converted into a dither signal in order to reduce the correlation between the electrical signal and the quantization noise by setting a sampling interval of . 3. A scanning device according to claim 1, in which said device processing in parallel further determines whether each signal is correct in response to said limited signals, and if incorrect, performs interpolation. A scanning device with a theoretical device that performs substitution by. 4. The scanning device according to claim 3, wherein the light receiving device is configured to randomly sample an uncertain region transitioning from a white area to a black area when the film moves in the longitudinal direction. A scanning device characterized in that the uncertainty region is converted into a dither signal in order to reduce the correlation between the electrical signal and the quantization noise by setting a sampling interval of . 5. The scanning device according to claim 2, wherein the sampling interval of the light receiving device is set so as to obtain two or three samples for each uncertain region. 6. A scanning device according to claim 4, characterized in that the sampling interval of the light receiving device is set so as to obtain two or three samples for each uncertain region.
JP6563278A 1977-06-03 1978-05-31 Device for scanning variable area optical sound track Granted JPS542703A (en)

Applications Claiming Priority (1)

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US80304277A 1977-06-03 1977-06-03

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JPS542703A JPS542703A (en) 1979-01-10
JPS6250893B2 true JPS6250893B2 (en) 1987-10-27

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ID=25185428

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DE (1) DE2823853A1 (en)
FR (1) FR2393342A1 (en)
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DE2823853A1 (en) 1978-12-14
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GB1598113A (en) 1981-09-16
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