JP3767075B2 - フィルム位置検出装置およびフィルム位置検出方法並びに映像フィルム投影装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は 例えば映像フィルム等のフィルム状部材の位置振れを検出するフィルム位置検出装置およびフィルム位置検出方法並びに映像フィルムに光を投射してその記録映像を投影する映像フィルム投影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、連続または間欠的に走行するフィルム状物の走行位置等を検出するフィルム位置検出装置においては、例えば図9に示したような映像フィルム1の走行位置等を検出するようになっている。
【0003】
ここで、図9に示した映像フィルム(以下、単に「フィルム」ともいう。)1においては、フィルム1の幅方向の両端部に走行同期をとるための送り穴2がそれぞれ所定間隔毎に順次設けられている。また、送り穴2の列3A,3Bで挟まれる内側部分には、画像および音声情報を記録するための記録領域4,5が設けられている。
【0004】
上記のようなフィルム1の走行位置等を検出するフィルム位置検出装置は、映像フィルムの記録映像を投影する映像フィルム投影装置等において利用される。この映像フィルム投影装置としては、例えば通常の映写機やフィルム情報の電子化を行うフィルム情報電子化装置(以下、「テレシネ装置」という。)等がある。図10は、フィルム位置検出装置が利用されるテレシネ装置100の構成例を示すものである。
【0005】
このテレシネ装置100では、フィルム1が複数の走行用スプロケット210,220を有する走行系200により間欠送りされ、フィルム位置検出装置によりゲート部300の所定位置においてフィルム1の記録領域4が停止したことが検出された場合に、投光部400のシャッタ420が開き、光源410から光が投射されることにより、フィルム1に記録された映像が投影レンズ500を介してTVカメラ等で構成される撮影部600に向けて投影される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなテレシネ装置100では、間欠送り後に停止したフィルム1の走行方向および幅方向の位置は駒毎に変動があり、この変動が投影像の振れとなり、映像の品位が低下してしまう。そこで、フィルム1の停止位置をフィルム位置検出装置により精度良く検出できれば、その出力を利用して光学または電子的手段により、映像の振れを補正することが可能となるが、従来のフィルム位置検出装置では、以下のような問題があり、映像の振れの補正に必要な精度が十分に得られないという問題があった。
【0007】
以下、従来のフィルム位置検出装置の各方式をその問題点と共に列記して説明する。
【0008】
まず、図11に示した方式は、ゲート部300の近くに設けたスプロケット20aの回転角を回転角検出器11により検出することによりフィルム1の走行方向の位置を検出するというものである。しかしながら、この方式では、スプロケット20aとフィルム送り穴2との間にガタがあると共に、スプロケット20aがゲート部30から離れているため、位置検出精度が良くないという問題がある。また、この方式では、フィルム1の走行方向の位置のみしか検出できず、幅方向の位置検出ができないという問題もある。
【0009】
フィルム1の走行方向の位置と共に、幅方向の位置検出が可能な方式としては、静電容量方式がある。この静電容量方式の具体例を図12乃至図17を用いて説明する。尚、図13乃至図16の各々の図において、図(a),(b)は、それぞれ図12に示す検出領域12のA−A´断面図およびB−B´断面図を示すものである。この静電容量方式は、図12に示したようにフィルム送り穴2を含むフィルム1のエッジ部分に対応する領域を検出領域12として、この領域に静電容量を発生する電極群を設け、この静電容量の変化を検出することにより、フィルム1の位置を検出するというものである。
【0010】
まず、図13に示した方式では、所定の電圧が印加される検出電極14に対向して静電容量を形成する平面形状のグランド電極13がフィルム厚み方向に可動であり、ばね15のばね力でフィルム1に押し付けられるようになっている。この方式では、グランド電極13がフィルム1に接しているので、フィルム走行、停止時にグランド電極13の高さが少し変動する。そのため、電極間隔の変動による静電容量の変化が生じ、大きな位置検出誤差が生じるという問題がある。
【0011】
次に、図14に示した方式は、平面形状のグランド電極13Aが検出電極14Aと一定の隙間を保ち保持されるようにしたものである。このとき、隙間はフィルム1がなめらかに通過できるようにフィルム厚より大きく取るようになっている(例えば、フィルム厚=0.16mmに対し隙間=0.2mm)。この方式では、フィルム1の厚み方向の位置が隙間内で変動する余地があり、そのときに検出誤差が生ずるという問題がある。尚、この誤差が生じる原因としては、グランド電極13Aおよび隙間の大きさに対して検出電極14Aの寸法が十分大きな値ではないため、図17に示したように各電極間に電界Eの横広がり成分の占める割合が大きくなるためと考えられる。
【0012】
また、図15に示した方式は、グランド電極13Bを検出電極14Bに対向する部分のみ凸形状に形成し、グランド電極13Bと検出電極14Bとの間が狭い隙間となるようにしているものである。グランド電極13Bの凸形状以外の他の部分は静電容量の形成に影響しないよう検出電極14Bとの間の隙間を大きくした構造になっている。この方式では、図14に示した方式のような電界Eの横広がり成分の占める割合は少なくなるので、検出精度は図14の方式よりも改善する。しかし、フィルム1の隙間内のフィルム厚さ方向のフィルム位置変動による静電容量の変化が減少するので、検出精度としてはまだ不十分であるという問題がある。また、凸型のグランド電極13Bでは、電極のフィルム面方向(フィルム走行方向、幅方向)の配置位置が変化すると、位置検出出力が変動して、位置検出に影響するという問題もある。また、グランド電極13Bは、フィルム着脱時には、検出電極14Bから離れるため、このときにも検出誤差に影響しないように電極の位置再現性(ミクロンオーダが必要)を確保するのは困難であるという問題がある。また、図16は、固定隙間内で、フィルム1の厚み方向の位置の変動を押さえるため、凸型グランド電極13Cの周囲にフィルム1を検出電極面に押し付ける枠型の機構16を設けるようにした構造を表すものである。この方式の場合、上記のように単に凸型グランド電極13Bのみを設ける場合よりは、フィルム1の厚み方向の位置精度は改善されているが、検出電極14Cの真上は押さえられず、電極面上のフィルム1の厚み方向の変動が残るので、検出精度が不十分であるという問題がある。また、この方式では、押さえ機構16が狭い面積部分でフィルム1を押すため、摩擦力が生じフィルム1に傷が付きやすくなるという問題がある。また、フィルム1とフィルム押さえ機構16との間で静電気が発生し、検出出力にノイズが上載せされるという問題もある。
【00013】
また、図16は、固定隙間内で、フィルム1の厚み方向の位置の変動を押さえるため、凸型グランド電極13Cの周囲にフィルム1を検出電極面に押し付ける枠型の機構16を設けるようにした構造を表すものである。この方式の場合、上記のように単に凸型グランド電極13Bのみを設ける場合よりは、フィルム1の厚み方向の位置精度は改善されているが、検出電極14Cの真上は押さえられず、電極面上のフィルム1の厚み方向の変動が残るので、検出精度が不十分であるという問題がある。また、この方式では、押さえ機構16が狭い面積部分でフィルム1を押すため、摩擦力が生じフィルム1に傷が付きやすくなるという問題がある。また、フィルム1とフィルム押さえ機構16との間で静電気が発生し、検出出力にノイズが上載せされるという問題もある。
【0013】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、フィルム位置の確実な検出を行うことが可能なフィルム位置検出装置およびフィルム位置検出方法を提供することにある。また、本発明の目的は、フィルム位置を確実に検出することにより映像の振れの補正を行い、これにより良好に映像フィルムの記録映像の投影を行うことが可能な映像フィルム投影装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明による第1のフィルム位置検出装置は、一方向に走行すると共にその走行方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の送り穴を有するフィルム部材のフィルム位置を検出するものであり、フィルム状部材における送り穴の走行領域に配置され、フィルム状部材の走行に応じた静電容量を発生する静電容量形成手段と、送り穴の走行位置に応じて発生した静電容量の変化に基づいてフィルム状部材のフィルム位置を検出する位置検出手段と、静電容量形成手段の近傍に配置されて、静電容量形成手段により発生する静電容量の誤差的変動を抑制する誤差抑制手段とを備えている。
【0015】
本発明による第2のフィルム位置検出装置は、一方向に走行すると共にその走行方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の送り穴を有するフィルム部材のフィルム位置を検出するものであり、フィルム状部材における送り穴の走行領域に設けられた第1の電極と、フィルム状部材を介して第1の電極に対向するように配設された第2の電極と、送り穴の走行位置に応じて発生した第1の電極および第2の電極間の静電容量の変化に伴う印加電圧の変化に基づいて、フィルム状部材のフィルム位置を検出する位置検出回路と、第2の電極の近傍に配置されて、第1の電極および第2の電極間に発生する静電容量の誤差的変動を抑制する補助電極とを備えている。
【0016】
更に、本発明によるフィルム位置検出方法は、一方向に走行すると共にその走行方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の送り穴を有するフィルム状部材のフィルム位置を検出するものであり、フィルム状部材の送り穴の走行領域においてフィルム部材を介して対向するように第1の電極および第2の電極を配設し、送り穴の走行位置に応じて発生した第1の電極および第2の電極間の静電容量の変化に基づいてフィルム状部材のフィルム位置を検出するステップと、第2の電極の近傍に補助電極を配置し、この配置された補助電極に印加する電圧を、第1の電極および第2の電極間に発生する静電容量の誤差的変動を抑制して、フィルム位置の検出誤差が最小となるような値に調節するステップとを含んでいる。
【0017】
また、本発明による映像フィルム投影装置は、一方向に走行すると共にその走行方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の送り穴を有する映像フィルムに光を投射してその記録映像を投影するものであり、映像フィルムにおける送り穴の走行領域に設けられた第1の電極と、映像フィルムを介して第1の電極に対向するように配設された第2の電極と、送り穴の走行位置に応じて発生した第1の電極および第2の電極間の静電容量の変化に伴う印加電圧の変化に基づいて、映像フィルムのフィルム位置を検出する位置検出回路と、第2の電極の近傍に配置されて、第1の電極および第2の電極間に発生する静電容量の誤差的変動を抑制する補助電極と、位置検出回路による検出結果に応じて映像フィルムに光を投射して得られた投影像の振れを補正する補正手段とを備えている。
【0018】
本発明の第1のフィルム位置検出装置では、静電容量形成手段の近傍に配置された誤差抑制手段が静電容量の誤差的変動を抑制するように作用し、フィルム状部材の厚さ方向位置変動に対する検出感度が減少するので、走行中にフィルム状部材の厚さ方向位置の変動があったとしても、この厚さ方向位置の変動の影響を受けることなくフィルム状部材の平面方向の位置を精度良く検出する。
【0019】
また、本発明の第2のフィルム位置検出装置では、第2の電極の近傍に配置された補助電極が第1の電極および第2の電極間に生ずる静電容量の誤差的変動を抑制するように作用し、フィルム状部材の厚さ方向位置に対する検出感度が減少するので、走行中にフィルム状部材の厚さ方向位置の変動があったとしても、この厚さ方向位置の変動の影響を受けることなくフィルム状部材の平面方向の位置を精度良く検出する。
【0020】
また、本発明のフィルム位置検出方法では、第2の電極の近傍に配置された補助電極に印加する電圧を、フィルム位置の検出誤差が最小となるような値に調節し、フィルム状部材の平面方向の位置を精度良く検出する。
【0021】
また、本発明の映像フィルム投影装置では、第2の電極の近傍に設けられた補助電極の作用により、映像フィルムに対する平面方向位置の位置検出精度が向上するので、映像フィルムの位置ずれがあったとしてもこの位置ずれを正確に検出すると共に、この検出結果に基づいて映像フィルムに光を投射して得られた投影像の振れを補正し、映像フィルムの投影を良好に行う。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の実施の形態では、本発明のフィルム位置検出装置及びフィルム位置検出方法をテレシネ装置に適用した例について説明する。
【0023】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るフィルム位置検出装置を備えたテレシネ装置10の全体構成を示すものである。尚、本実施の形態に係るテレシネ装置10では、上記従来の技術の項で説明した図9の映像フィルム1と同様のフィルムを用いるものとする。
【0024】
まず、テレシネ装置10の全体構成及び動作を説明する。
【0025】
このテレシネ装置10は、フィルム1を走行させる走行系20と、この走行系20により走行されるフィルム1の位置を検出するフィルム位置検出装置が設けられたゲート部30と、このゲート部30の所定位置にあるフィルム1に向けて光を投射する投光部40と、ゲート部30に設けられたフィルム位置検出手段により検出されたフィルム1の検出位置に応じて光軸補正を行う光軸補正光学系を備えると共に、ゲート部30を通過した投影光の集光を行う投影レンズを備えた光軸補正・投影レンズ部50と、撮像素子を備えたTVカメラ等で構成され投光部40からの光により投影されたフィルム1の投影像を撮影してフィルム1の記録情報の電子化を行う撮影部60とを有して構成される。
【0026】
このような構成を有するテレシネ装置10では、走行系20によりフィルム1が間欠送りされ、後述のフィルム位置検出手段によりゲート部30の所定位置においてフィルム1の記録領域4(図9)が停止したことが検出された場合に、投光部40から光が投射されることにより、フィルム1に記録された映像が光軸補正・投影レンズ部50を介してTVカメラ等で構成される撮影部60に向けて投影される。
【0027】
次に、テレシネ装置10の各部の構成及び動作を説明する。
【0028】
テレシネ装置10の走行系20は、フィルム1を連続的に走行させる連続送りスプロケット21a,21bと、フィルム1を間欠的に走行させる間欠送りスプロケット22とを具備し、ゲート部30の近傍ではフィルム1を間欠的に走行することができるようになっている。
【0029】
また、投光部40は、フィルム1への投射光を生成する光源41と、モータ等の図示しない駆動手段により開閉動作をする投影シャッタ42とを備えている。このような構成を有する投光部40において、間欠送りスプロケット22によるフィルム1の間欠送り動作に連動して投光シャッタ42の開閉が繰り返されることで、フィルム1が停止状態にあるときにのみ、投光シャッタ42が開口し、光源41からの光をフィルム1に投射するようになっている。
【0030】
ゲート部30は、フィルム1の装填時に上下動する可動ピクチャーゲート31と、この可動ピクチャーゲート31に対向してフィルム1を挟み込むような位置に固定して設けられる固定ピクチャーゲート32とから構成されている。また、このゲート部30の各ゲートには、投光部40からの光をフィルム1の所定領域に通過させるための図示しない窓穴が形成されている。
【0031】
このゲート部30には、更に、フィルム1の位置を検出するためのフィルム位置検出装置(図1では図示せず)が設けられている。このフィルム位置検出装置は、所定の電圧が印加されて静電容量を発生する電極群と、この電極群に所定の電圧を印加すると共に電極群に発生した静電容量の変化からフィルム位置の検出を行うフィルム位置検出回路とを有して構成される。
【0032】
次に、ゲート部30に設けられるフィルム位置検出装置の構成及び動作を図2乃至図5を参照して説明する。
【0033】
図2は、このフィルム位置検出装置を上面から観た構成を表すものであり、図3は、図2のC−C′断面構成を表す図である。これらの図に示したように、静電容量を発生する電極群は、フィルム送り穴2を含むフィルム1のエッジ近傍位置に設けられており、可動ピクチャーゲート31側に設けられるグランド電極(第1の電極)310と、固定ピクチャーゲート32の絶縁部材32a(図3)に埋設して設けられる検出電極(第2の電極)320と、この検出電極320の周囲に配置され、グランド電極310及び検出電極320間に発生する静電容量の誤差的変動を抑制する補助電極323,324とからなっている。また、グランド電極310と、検出電極320および補助電極323,324との間にはフィルム1の厚さより大きい所定の隙間dが設けられている。この隙間dにより、フィルム1に繋ぎ目等による厚みの大きい部分があったとしても、フィルム1が電極間を容易に通過できるようになっている。尚、グランド電極(第1の電極)310と検出電極(第2の電極)320とが本発明における静電容量形成手段に対応し、補助電極323,324が本発明における誤差抑制手段に対応する。
【0034】
ここで、グランド電極310は、検出電極320および補助電極323,324よりも広い面積の平面形状をなしており、複数のフィルム送り穴2を覆うような位置に設けられる。
【0035】
一方、検出電極320は、フィルム1の走行方向の位置を検出する走行方向検出電極321と、フィルム1の幅方向の位置を検出する幅方向検出電極322とからなる。これらの電極はそれぞれ、位置検出の安定性および感度等を良好にするために、送り穴2およびフィルムエッジ部の前後にそれぞれ2つの電極が一対として設けられる。そして、これら一対の電極の静電容量差からフィルム位置が検出されるようになっている。
【0036】
ところで、フィルム1は、その幅方向における各送り穴2の列3A、3Bの外側の領域および各送り穴2間の領域がトリアセテート(TAC)またはポリエステル(PET)等の絶縁体から構成されている。平行板コンデンサの静電容量は、一般的に両極板の対向面積および極板間の絶縁体の誘電率に比例する。このとき、絶縁体の空気に対する比誘電率は比較的大きいことから極板間が空気のときよりも絶縁体が介挿されているときの方が静電容量が高い値を示すという特徴がある。
【0037】
従って、検出電極320とグランド電極310との間の静電容量は、フィルム1が間欠送りされる際にフィルム1の各送り穴2が走行方向検出電極321上に位置するか否かあるいはフィルムエッジが幅方向検出電極322上のど程度の位置にあるかによってそれぞれ異なる値を示すこととなる。すなわち、走行方向検出電極321とグランド電極310との間の静電容量は、送り穴2が走行方向検出電極321の真上に位置する場合、すなわち極板間が空気で満たされる場合に最小値を示し、これに対してフィルム1の各送り穴2が走行方向検出電極321上に位置しない場合、すなわち極板間が絶縁体で満たされる場合に最大値を示す。これは、幅方向検出電極322についても同様である。
【0038】
走行方向位置検出回路330aおよび幅方向位置検出回路330bからなるフィルム位置検出回路は本発明における位置検出手段に対応し、それぞれ上記静電容量値の変化を2つの検出電極対の電圧振幅の差分変化として検出するようになっている。
【0039】
図4は、フィルム位置検出回路の構成を説明するための回路構成図である。尚、この図では、フィルム位置検出回路として走行方向位置検出回路330aの構成を示すと共に、検出電極320として走行方向検出電極321のみを示しているが、幅方向検出電極側もこれと同様の回路接続がなされる。このため以下では、走行方向検出電極側の構成および作用を中心に説明するが、幅方向検出電極側の構成および作用もこれと同様である。
【0040】
走行方向位置検出回路330aには、AC(交流)電圧を発生する交流電源AC1が設けられ、この交流電源AC1には、増幅器OP1,OP2のプラス側端子が電気的に接続されるようになっている。また、増幅器OP1のマイナス側端子には、一端が接地された抵抗R1の他端と可変抵抗VR1の一端とが接続され、出力側端子には可変抵抗VR1の他端と抵抗R2の一端とが接続されている。また、抵抗R2の他端は一端が接地されたコンデンサC1の他端と共に補助電極323に接続されている。一方、増幅器OP2の出力側端子には、そのマイナス側端子と抵抗R3,R4の一端とが接続されている。また、抵抗R3,R4の他端は、走行方向検出電極321の一対の電極にそれぞれ接続されている。また、走行方向検出電極321の一対の電極には、差動回路331が電気的に接続される。この差動回路331は、プラス側端子に走行方向検出電極321の一対の電極が接続され、マイナス側端子にその出力端子が接続された増幅器OP3,OP4と、一端が増幅器OP3,OP4の各出力端子に接続された抵抗R5,R6と、プラス側端子に抵抗R6と一端が接地された抵抗R7の他端とが接続され、マイナス側端子に抵抗R5の他端と抵抗R8の一端とが接続された増幅器OP5とを備えている。また、抵抗R8の他端は増幅器OP5の出力端子に接続されている。この差動回路331の出力は、検波回路332に入力されるようになっている。
【0041】
次に、以上のような構成のフィルム位置検出装置の動作を説明する。
【0042】
走行方向位置検出回路330aにおいて、走行方向検出電極321の両電極対には増幅器OP2および抵抗R3,R4を介して交流電源AC1からAC電圧が印加される。これにより、グランド電極310との間でフィルム1の走行位置に応じた静電容量が発生する。
【0043】
また、走行方向位置検出回路330aでは、このフィルム1の走行位置に応じて発生した静電容量値の変化を2つの検出電極対の電圧振幅の差分変化として増幅器OP3〜OP5および抵抗R5〜8からなる差動回路部331で検出する。そして、この差動回路部331からの出力信号に対し検波回路332で同期検波がなされ、これがフィルム1の走行方向の位置信号として出力される。
【0044】
一方、走行方向検出電極321の周囲に配置された補助電極323にも増幅器OP1で増幅されたAC電圧が印加される。この場合、走行方向検出電極321に印加されたAC電圧と同位相となるように、抵抗R2、コンデンサC1からなるRC回路により位相調整が行われるようになっている。また、補助電極323に印加されるAC電圧の電圧振幅は、増幅器OP1に接続された可変抵抗VR1により調整できるようになっている。
【0045】
このように位相と振幅とを調節して補助電極323に走行方向検出電極321と同様にAC電圧を印加すると、走行方向検出電極321とグランド電極310との間に生じる電界の横広がり成分を減少させることができる。
【0046】
但し、補助電極323と走行方向検出電極321とに印加するAC電圧を同電圧にしても、補助電極323と走行方向検出電極321との間の隙間の存在や補助電極323の大きさが有限である等の理由により、グランド電極310との間に生じる電界の横広がり成分を理想的な値にまで減少させることができるとは限らない。
【0047】
従って、補助電極323に印加するAC電圧は、走行方向検出電極321に印加するAC電圧とは異なる電圧にすることが望ましい。図5は、フィルム1のコマ単位の走行位置と走行方向位置検出回路330aによるミクロン単位の位置検出誤差との関係を測定した測定データの一例を表すものである。尚、図5は、走行方向検出電極321に加える電圧をVa、補助電極323に印加する電圧をVbとして、Vbを可変にしてその電圧比Vb/Vaを変化させた場合における測定グラフを示すものであり、グラフG1,G2,G3,G4,G5は、それぞれ電圧比Vb/Vaが1.20,1.10,1.00,0.90,0.80の場合における測定データである。
【0048】
この測定データに示したように、補助電極323に加えるAC電圧の割合に応じて検出誤差が変化する。そして、この測定データの例から分かるように、補助電極323に加えるAC電圧の割合を変化させると、所定のAC電圧において検出誤差の変化が反転することが分かる。この検出誤差の変化が反転したときのAC電圧が検出誤差を最小にするAC電圧である。図5の例では、グラフG2に示したように補助電極323に走行方向検出電極321に印加したAC電圧よりも10%多い割合の電圧を加えた場合に検出誤差が最小となっている。
【0049】
このように検出誤差が最小となるような補助電極323の電圧が存在する理由の一つとしては以下の理由が考えられる。まず、補助電極323と走行方向検出電極321との間には静電容量が存在する。そして、この静電容量値はフィルム1の厚さ方向の位置変化により大きく変動する。また、補助電極323に印加する電圧振幅を変えると、この静電容量が走行方向検出電極321とグランド電極310との間の静電容量による検出結果に及ぼす影響の度合いが変化する。更に、その影響の仕方の傾向(方向性)も補助電極323への印加電圧振幅の大小で変化する。そのため、グランド電極310と走行方向検出電極321との間のフィルム1の厚み方向の位置変動による検出誤差と、走行方向検出電極321に補助電極323から入ってくるフィルム厚さ方向の位置変化の影響が打ち消し合う電圧値が存在する。従って、この電圧値では、結果としてフィルム1の走行方向(および幅方向)において、フィルム1の厚さ方向の位置変動が影響しない状態となる。
【0050】
上記のように補助電極323,324の作用によって、グランド電極310と検出電極320との間に発生する静電容量の誤差的変動を抑制し、位置検出回路330a,330bにおいて検出誤差が最小となるようにフィルム位置が検出されると、この検出結果は、光軸補正回路340(図2)に出力される。光軸補正回路340では、検出されたフィルム位置からフィルム1の位置振れ量を計算すると共に、この位置振れ量を補正するための補正量を演算する。そして、この補正量に基づき、図1に示した光軸補正・投影レンズ部50において、必要な量の光軸補正が行われる。
【0051】
次に、図6を参照して、光軸補正・投影レンズ部50について説明する。
【0052】
図6に示したように、光軸補正・投影レンズ部50は、ゲート部30を通過した投影光の集光を行う投影レンズ51と、光軸補正を行う光軸補正光学系52とを備えている。
【0053】
光軸補正光学系52は、光軸補正回路340においてフィルム1の位置振れ量に基づいて演算された補正量により、光源41から投影レンズ51を介して投射された光の光軸を変化し得るようになされている。光軸補正光学系52は、第1の平板130および第2の平板131を有している。これらの平板130,131は共に同一の屈折率を有するガラス部材によって形成されている。
【0054】
ここで、第1の平板130は、一側端部および他側端部にそれぞれモータ70の出力軸を同軸とする軸棒132,133が一体化して取り付けられ、これらの軸棒132,133を回動軸として第1の平板130を矢印cで示す方向またはこれとは逆方向に回動し得るようになされている。また、軸棒132はモータ70の出力軸と連結されている。
【0055】
また、第2の平板131は、一側端部および他側端部にそれぞれモータ72の出力軸を同軸とする軸棒134,135が一体化して取り付けられ、これらの軸棒134,135を回動軸として第2の平板131を矢印bで示す方向またはこれとは逆方向に回動し得るようになされている。また、軸棒134はモータ72の出力軸と連結されている。
【0056】
ここで、モータ70,72の出力軸は互いに垂直関係を有するようになされている。モータ70には角度センサ63が設けられ、軸棒132の回転角に基づいて第1の平板130の回転量を検出し、投影光ビームL1の光軸のY方向での補正量を検出し得るようになされている。モータ72には、角度センサ65が設けられ、軸棒134の回転角に基づいて第2の平板131の回転量を検出し、投影光ビームL1の光軸のX方向での補正量を検出し得るようになされている。
【0057】
ここで図7は、図6に示した光軸補正光学系52のうち、第1の平板130の一断面を表すものである。尚、この断面は、投影光ビームL1の光軸とモータ72の出力軸とを含む平面で切った断面を示すものである。第1の平板130がモータ70,72の出力軸を含む平面と平行になるような位置関係にあるときには、入射側の光軸AX1と出射側の光軸AX2は共に一致する。次に、第1の平板130を軸棒132および133を中心として矢印cで示す方向またはこれとは逆方向に回転移動させて角度θだけ傾けた場合には、出射側の光軸AX2は入射側の光軸AX1に対してsだけ平行移動することとなる。
【0058】
また、図6に示した光軸補正光学系52のうち第2の平板131を投影光ビームL1の光軸)とモータ70の出力軸とを含む平面で切った断面内においても図7と同様である。
【0059】
以上のようにして、光軸補正光学系52により光源41から投射された投影光の光軸補正がX,Yの2軸方向で行われ、その結果、任意の方向への平行移動補正がなされる。これにより、ゲート部30においてフィルム1の位置振れが生じたとしても撮影部60に届く投影像は振れが補正され、良好にフィルム1の記録情報の電子化を行うことができる。
【0060】
以上説明したように、本実施の形態によれば、検出電極320の周囲に配置された補助電極323,324によりフィルム1の厚さ方向の位置変化に対する検出電極320の感度が減少し、面方向(フィルム走行方向、幅方向)の位置検出精度を向上させることができる。
【0061】
また、検出電極320、補助電極323,324の寸法およびグランド電極310との間の間隔値等が変更された場合であっても、補助電極323,324に印加する電圧を調整するだけで検出誤差を最小にすることができる。
【0062】
更に、グランド電極310の構造が固定された平面形状でよいため、構造が簡単であり低コストで実施できる。また、各電極とフィルム1との間に所定の隙間dが設けられているので、ゲート部30においてフィルム摩擦がなく、フィルム1に走行負荷が掛からない。また、フィルム1に傷を付けることがなく、ゴミ等が溜まることもないので、常に安定した位置検出が可能となる。
【0063】
[第2の実施の形態]
次に、本発明による第2の実施の形態について説明する。
【0064】
図8は、本発明による第2の実施の形態に係るフィルム位置検出装置の構成を表すものである。
【0065】
上記第1の実施の形態では、グランド電極310が可動ピクチャーゲート31に固定して設けられていたが、本実施の形態では、グランド電極310Aが可動ピクチャーゲート31に対してばね部材81により接続されて設けられる。このばね81は、グランド電極310Aのつば部310Aaがピクチャーゲート31の受け部31aに当接するように、グランド電極310Aを付勢している。これにより、通常は電極間の隙間を一定に保ちつつもフィルム1に繋ぎ目等の厚みが異なる部分ではフィルム1の厚みに応じてグランド電極310Aが上下動可能となり、フィルム走行が滑らかになる。
【0066】
また、本実施の形態によるフィルム位置検出装置では、可動ピクチャーゲート31にばね部材82により接続された押え部材80がグランド電極310Aの両側に設けられている。この押え部材80は、固定ピクチャーゲート32側にフィルム1を押圧することにより、フィルム1の平面方向の位置振れを抑えるように作用する。
【0067】
尚、この第2の実施の形態において、上記で説明したその他の作用、効果については、上記第1の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0068】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。
【0069】
例えば、上記実施の形態では補助電極323,324を検出電極320の周囲に完全に囲むように配置したが、補助電極323,324が検出電極320の周囲を部分的に囲むように配置しても構わない。
【0070】
また、上記実施の形態では、本発明のフィルム位置検出装置をテレシネ装置に適用した例を示したが、本発明を例えば映写機等の他の機器におけるフィルム走行系に適用してもよいことは言うまでもない。
【0071】
更に、映像フィルム1に限らず、静電容量を利用して種々のフィルム状部材の位置検出を行う場合においても本発明は有効である。
【0072】
また、上記では、投影像の振れを補正する手段として光軸補正光学系52を用いて光学的な補正を行ったが、例えば撮影部60において、撮影部60の撮像素子から得られる画像信号に対して位置検出回路330a,330bから得られたフィルム位置の振れ量に対応して投影像の振れ補正を電子的に行うようにしてもよい。
【0073】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明による第1のフィルム位置検出装置によれば、静電容量形成手段の近傍に配置された誤差抑制手段が静電容量の誤差的変動を抑制するように作用し、フィルム状部材の厚さ方向に対する検出感度が減少するので、走行中にフィルム状部材の厚さ方向位置の変動があったとしても、この厚さ方向位置の変動の影響を受けることなくフィルム状部材の平面方向の位置を精度良く検出することができる。
【0074】
また、本発明による第2のフィルム位置検出装置によれば、第2の電極の近傍に配置された補助電極が第1の電極および第2の電極間に生ずる静電容量の誤差的変動を抑制するように作用し、フィルム状部材の厚さ方向位置に対する検出感度が減少するので、走行中にフィルム状部材の厚さ方向位置の変動があったとしても、この厚さ方向位置の変動の影響を受けることなくフィルム状部材の平面方向の位置を精度良く検出することができる。
【0075】
更に、本発明によるフィルム位置検出方法によれば、第2の電極の近傍に配置された補助電極に印加する電圧を、フィルム位置の検出誤差が最小となるような値に調節するので、フィルム状部材の平面方向位置の位置を精度良く検出することができる。
【0076】
また、本発明による映像フィルム投影装置によれば、第2の電極の近傍に設けられた補助電極の作用により、映像フィルムに対する平面方向位置の位置検出精度が向上するので、映像フィルムの位置ずれがあったとしてもこの位置ずれを正確に検出することができ、この検出結果に基づいて映像フィルムに光を投射して得られた投影像の振れを補正することが可能となり、映像フィルムの投影を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるテレシネ装置(フィルム情報電子化装置)の全体構成を示す全体構成図である。
【図2】本発明によるフィルム位置検出装置の電極構造を説明する平面図である。
【図3】本発明によるフィルム位置検出装置の電極構造を説明する断面図である。
【図4】本発明によるフィルム位置検出回路の構成を説明するための回路構成図である。
【図5】フィルムの走行位置と走行方向位置検出回路による位置検出誤差との関係を測定した測定データの一例である。
【図6】光軸補正光学系の構成の一例を示す構成図である。
【図7】光軸補正光学系の作用を説明するための図である。
【図8】本発明による第2の実施の形態に係るフィルム位置検出装置の構成を説明する断面図である。
【図9】フィルム状部材の一例としての映像フィルムの構成を説明するための図である。
【図10】従来のテレシネ装置の全体構成を示す全体構成図である。
【図11】従来のフィルム位置検出方式の一例を示す図である。
【図12】従来のフィルム位置検出方式における検出領域を表すための図である。
【図13】従来の静電容量方式によるフィルム位置検出方式の一例を示す図である。
【図14】従来の静電容量方式によるフィルム位置検出方式の他の例を示す図である。
【図15】従来の静電容量方式によるフィルム位置検出方式のさらに他の例を示す図である。
【図16】従来の静電容量方式によるフィルム位置検出方式のもう一つの他の例を示す図である。
【図17】従来のフィルム位置検出方式により生じる電界の横広がりの様子を説明するための図である。
【符号の説明】
1…映像フィルム、2…フィルム送り穴、10,100…テレシネ装置(フィルム情報電子化装置)、20…走行系、30…ゲート部、40…投光部、50…光軸補正・投影レンズ部、51…投影レンズ、52…光軸補正光学系、60…撮影部、80…フィルム押さえ部材、310…グランド電極(第1の電極)、320…検出電極(第2の電極)、323,324…補助電極、330a…走行方向位置検出回路、330b…幅方向位置検出回路
【発明の属する技術分野】
本発明は 例えば映像フィルム等のフィルム状部材の位置振れを検出するフィルム位置検出装置およびフィルム位置検出方法並びに映像フィルムに光を投射してその記録映像を投影する映像フィルム投影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、連続または間欠的に走行するフィルム状物の走行位置等を検出するフィルム位置検出装置においては、例えば図9に示したような映像フィルム1の走行位置等を検出するようになっている。
【0003】
ここで、図9に示した映像フィルム(以下、単に「フィルム」ともいう。)1においては、フィルム1の幅方向の両端部に走行同期をとるための送り穴2がそれぞれ所定間隔毎に順次設けられている。また、送り穴2の列3A,3Bで挟まれる内側部分には、画像および音声情報を記録するための記録領域4,5が設けられている。
【0004】
上記のようなフィルム1の走行位置等を検出するフィルム位置検出装置は、映像フィルムの記録映像を投影する映像フィルム投影装置等において利用される。この映像フィルム投影装置としては、例えば通常の映写機やフィルム情報の電子化を行うフィルム情報電子化装置(以下、「テレシネ装置」という。)等がある。図10は、フィルム位置検出装置が利用されるテレシネ装置100の構成例を示すものである。
【0005】
このテレシネ装置100では、フィルム1が複数の走行用スプロケット210,220を有する走行系200により間欠送りされ、フィルム位置検出装置によりゲート部300の所定位置においてフィルム1の記録領域4が停止したことが検出された場合に、投光部400のシャッタ420が開き、光源410から光が投射されることにより、フィルム1に記録された映像が投影レンズ500を介してTVカメラ等で構成される撮影部600に向けて投影される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなテレシネ装置100では、間欠送り後に停止したフィルム1の走行方向および幅方向の位置は駒毎に変動があり、この変動が投影像の振れとなり、映像の品位が低下してしまう。そこで、フィルム1の停止位置をフィルム位置検出装置により精度良く検出できれば、その出力を利用して光学または電子的手段により、映像の振れを補正することが可能となるが、従来のフィルム位置検出装置では、以下のような問題があり、映像の振れの補正に必要な精度が十分に得られないという問題があった。
【0007】
以下、従来のフィルム位置検出装置の各方式をその問題点と共に列記して説明する。
【0008】
まず、図11に示した方式は、ゲート部300の近くに設けたスプロケット20aの回転角を回転角検出器11により検出することによりフィルム1の走行方向の位置を検出するというものである。しかしながら、この方式では、スプロケット20aとフィルム送り穴2との間にガタがあると共に、スプロケット20aがゲート部30から離れているため、位置検出精度が良くないという問題がある。また、この方式では、フィルム1の走行方向の位置のみしか検出できず、幅方向の位置検出ができないという問題もある。
【0009】
フィルム1の走行方向の位置と共に、幅方向の位置検出が可能な方式としては、静電容量方式がある。この静電容量方式の具体例を図12乃至図17を用いて説明する。尚、図13乃至図16の各々の図において、図(a),(b)は、それぞれ図12に示す検出領域12のA−A´断面図およびB−B´断面図を示すものである。この静電容量方式は、図12に示したようにフィルム送り穴2を含むフィルム1のエッジ部分に対応する領域を検出領域12として、この領域に静電容量を発生する電極群を設け、この静電容量の変化を検出することにより、フィルム1の位置を検出するというものである。
【0010】
まず、図13に示した方式では、所定の電圧が印加される検出電極14に対向して静電容量を形成する平面形状のグランド電極13がフィルム厚み方向に可動であり、ばね15のばね力でフィルム1に押し付けられるようになっている。この方式では、グランド電極13がフィルム1に接しているので、フィルム走行、停止時にグランド電極13の高さが少し変動する。そのため、電極間隔の変動による静電容量の変化が生じ、大きな位置検出誤差が生じるという問題がある。
【0011】
次に、図14に示した方式は、平面形状のグランド電極13Aが検出電極14Aと一定の隙間を保ち保持されるようにしたものである。このとき、隙間はフィルム1がなめらかに通過できるようにフィルム厚より大きく取るようになっている(例えば、フィルム厚=0.16mmに対し隙間=0.2mm)。この方式では、フィルム1の厚み方向の位置が隙間内で変動する余地があり、そのときに検出誤差が生ずるという問題がある。尚、この誤差が生じる原因としては、グランド電極13Aおよび隙間の大きさに対して検出電極14Aの寸法が十分大きな値ではないため、図17に示したように各電極間に電界Eの横広がり成分の占める割合が大きくなるためと考えられる。
【0012】
また、図15に示した方式は、グランド電極13Bを検出電極14Bに対向する部分のみ凸形状に形成し、グランド電極13Bと検出電極14Bとの間が狭い隙間となるようにしているものである。グランド電極13Bの凸形状以外の他の部分は静電容量の形成に影響しないよう検出電極14Bとの間の隙間を大きくした構造になっている。この方式では、図14に示した方式のような電界Eの横広がり成分の占める割合は少なくなるので、検出精度は図14の方式よりも改善する。しかし、フィルム1の隙間内のフィルム厚さ方向のフィルム位置変動による静電容量の変化が減少するので、検出精度としてはまだ不十分であるという問題がある。また、凸型のグランド電極13Bでは、電極のフィルム面方向(フィルム走行方向、幅方向)の配置位置が変化すると、位置検出出力が変動して、位置検出に影響するという問題もある。また、グランド電極13Bは、フィルム着脱時には、検出電極14Bから離れるため、このときにも検出誤差に影響しないように電極の位置再現性(ミクロンオーダが必要)を確保するのは困難であるという問題がある。また、図16は、固定隙間内で、フィルム1の厚み方向の位置の変動を押さえるため、凸型グランド電極13Cの周囲にフィルム1を検出電極面に押し付ける枠型の機構16を設けるようにした構造を表すものである。この方式の場合、上記のように単に凸型グランド電極13Bのみを設ける場合よりは、フィルム1の厚み方向の位置精度は改善されているが、検出電極14Cの真上は押さえられず、電極面上のフィルム1の厚み方向の変動が残るので、検出精度が不十分であるという問題がある。また、この方式では、押さえ機構16が狭い面積部分でフィルム1を押すため、摩擦力が生じフィルム1に傷が付きやすくなるという問題がある。また、フィルム1とフィルム押さえ機構16との間で静電気が発生し、検出出力にノイズが上載せされるという問題もある。
【00013】
また、図16は、固定隙間内で、フィルム1の厚み方向の位置の変動を押さえるため、凸型グランド電極13Cの周囲にフィルム1を検出電極面に押し付ける枠型の機構16を設けるようにした構造を表すものである。この方式の場合、上記のように単に凸型グランド電極13Bのみを設ける場合よりは、フィルム1の厚み方向の位置精度は改善されているが、検出電極14Cの真上は押さえられず、電極面上のフィルム1の厚み方向の変動が残るので、検出精度が不十分であるという問題がある。また、この方式では、押さえ機構16が狭い面積部分でフィルム1を押すため、摩擦力が生じフィルム1に傷が付きやすくなるという問題がある。また、フィルム1とフィルム押さえ機構16との間で静電気が発生し、検出出力にノイズが上載せされるという問題もある。
【0013】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、フィルム位置の確実な検出を行うことが可能なフィルム位置検出装置およびフィルム位置検出方法を提供することにある。また、本発明の目的は、フィルム位置を確実に検出することにより映像の振れの補正を行い、これにより良好に映像フィルムの記録映像の投影を行うことが可能な映像フィルム投影装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明による第1のフィルム位置検出装置は、一方向に走行すると共にその走行方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の送り穴を有するフィルム部材のフィルム位置を検出するものであり、フィルム状部材における送り穴の走行領域に配置され、フィルム状部材の走行に応じた静電容量を発生する静電容量形成手段と、送り穴の走行位置に応じて発生した静電容量の変化に基づいてフィルム状部材のフィルム位置を検出する位置検出手段と、静電容量形成手段の近傍に配置されて、静電容量形成手段により発生する静電容量の誤差的変動を抑制する誤差抑制手段とを備えている。
【0015】
本発明による第2のフィルム位置検出装置は、一方向に走行すると共にその走行方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の送り穴を有するフィルム部材のフィルム位置を検出するものであり、フィルム状部材における送り穴の走行領域に設けられた第1の電極と、フィルム状部材を介して第1の電極に対向するように配設された第2の電極と、送り穴の走行位置に応じて発生した第1の電極および第2の電極間の静電容量の変化に伴う印加電圧の変化に基づいて、フィルム状部材のフィルム位置を検出する位置検出回路と、第2の電極の近傍に配置されて、第1の電極および第2の電極間に発生する静電容量の誤差的変動を抑制する補助電極とを備えている。
【0016】
更に、本発明によるフィルム位置検出方法は、一方向に走行すると共にその走行方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の送り穴を有するフィルム状部材のフィルム位置を検出するものであり、フィルム状部材の送り穴の走行領域においてフィルム部材を介して対向するように第1の電極および第2の電極を配設し、送り穴の走行位置に応じて発生した第1の電極および第2の電極間の静電容量の変化に基づいてフィルム状部材のフィルム位置を検出するステップと、第2の電極の近傍に補助電極を配置し、この配置された補助電極に印加する電圧を、第1の電極および第2の電極間に発生する静電容量の誤差的変動を抑制して、フィルム位置の検出誤差が最小となるような値に調節するステップとを含んでいる。
【0017】
また、本発明による映像フィルム投影装置は、一方向に走行すると共にその走行方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の送り穴を有する映像フィルムに光を投射してその記録映像を投影するものであり、映像フィルムにおける送り穴の走行領域に設けられた第1の電極と、映像フィルムを介して第1の電極に対向するように配設された第2の電極と、送り穴の走行位置に応じて発生した第1の電極および第2の電極間の静電容量の変化に伴う印加電圧の変化に基づいて、映像フィルムのフィルム位置を検出する位置検出回路と、第2の電極の近傍に配置されて、第1の電極および第2の電極間に発生する静電容量の誤差的変動を抑制する補助電極と、位置検出回路による検出結果に応じて映像フィルムに光を投射して得られた投影像の振れを補正する補正手段とを備えている。
【0018】
本発明の第1のフィルム位置検出装置では、静電容量形成手段の近傍に配置された誤差抑制手段が静電容量の誤差的変動を抑制するように作用し、フィルム状部材の厚さ方向位置変動に対する検出感度が減少するので、走行中にフィルム状部材の厚さ方向位置の変動があったとしても、この厚さ方向位置の変動の影響を受けることなくフィルム状部材の平面方向の位置を精度良く検出する。
【0019】
また、本発明の第2のフィルム位置検出装置では、第2の電極の近傍に配置された補助電極が第1の電極および第2の電極間に生ずる静電容量の誤差的変動を抑制するように作用し、フィルム状部材の厚さ方向位置に対する検出感度が減少するので、走行中にフィルム状部材の厚さ方向位置の変動があったとしても、この厚さ方向位置の変動の影響を受けることなくフィルム状部材の平面方向の位置を精度良く検出する。
【0020】
また、本発明のフィルム位置検出方法では、第2の電極の近傍に配置された補助電極に印加する電圧を、フィルム位置の検出誤差が最小となるような値に調節し、フィルム状部材の平面方向の位置を精度良く検出する。
【0021】
また、本発明の映像フィルム投影装置では、第2の電極の近傍に設けられた補助電極の作用により、映像フィルムに対する平面方向位置の位置検出精度が向上するので、映像フィルムの位置ずれがあったとしてもこの位置ずれを正確に検出すると共に、この検出結果に基づいて映像フィルムに光を投射して得られた投影像の振れを補正し、映像フィルムの投影を良好に行う。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の実施の形態では、本発明のフィルム位置検出装置及びフィルム位置検出方法をテレシネ装置に適用した例について説明する。
【0023】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るフィルム位置検出装置を備えたテレシネ装置10の全体構成を示すものである。尚、本実施の形態に係るテレシネ装置10では、上記従来の技術の項で説明した図9の映像フィルム1と同様のフィルムを用いるものとする。
【0024】
まず、テレシネ装置10の全体構成及び動作を説明する。
【0025】
このテレシネ装置10は、フィルム1を走行させる走行系20と、この走行系20により走行されるフィルム1の位置を検出するフィルム位置検出装置が設けられたゲート部30と、このゲート部30の所定位置にあるフィルム1に向けて光を投射する投光部40と、ゲート部30に設けられたフィルム位置検出手段により検出されたフィルム1の検出位置に応じて光軸補正を行う光軸補正光学系を備えると共に、ゲート部30を通過した投影光の集光を行う投影レンズを備えた光軸補正・投影レンズ部50と、撮像素子を備えたTVカメラ等で構成され投光部40からの光により投影されたフィルム1の投影像を撮影してフィルム1の記録情報の電子化を行う撮影部60とを有して構成される。
【0026】
このような構成を有するテレシネ装置10では、走行系20によりフィルム1が間欠送りされ、後述のフィルム位置検出手段によりゲート部30の所定位置においてフィルム1の記録領域4(図9)が停止したことが検出された場合に、投光部40から光が投射されることにより、フィルム1に記録された映像が光軸補正・投影レンズ部50を介してTVカメラ等で構成される撮影部60に向けて投影される。
【0027】
次に、テレシネ装置10の各部の構成及び動作を説明する。
【0028】
テレシネ装置10の走行系20は、フィルム1を連続的に走行させる連続送りスプロケット21a,21bと、フィルム1を間欠的に走行させる間欠送りスプロケット22とを具備し、ゲート部30の近傍ではフィルム1を間欠的に走行することができるようになっている。
【0029】
また、投光部40は、フィルム1への投射光を生成する光源41と、モータ等の図示しない駆動手段により開閉動作をする投影シャッタ42とを備えている。このような構成を有する投光部40において、間欠送りスプロケット22によるフィルム1の間欠送り動作に連動して投光シャッタ42の開閉が繰り返されることで、フィルム1が停止状態にあるときにのみ、投光シャッタ42が開口し、光源41からの光をフィルム1に投射するようになっている。
【0030】
ゲート部30は、フィルム1の装填時に上下動する可動ピクチャーゲート31と、この可動ピクチャーゲート31に対向してフィルム1を挟み込むような位置に固定して設けられる固定ピクチャーゲート32とから構成されている。また、このゲート部30の各ゲートには、投光部40からの光をフィルム1の所定領域に通過させるための図示しない窓穴が形成されている。
【0031】
このゲート部30には、更に、フィルム1の位置を検出するためのフィルム位置検出装置(図1では図示せず)が設けられている。このフィルム位置検出装置は、所定の電圧が印加されて静電容量を発生する電極群と、この電極群に所定の電圧を印加すると共に電極群に発生した静電容量の変化からフィルム位置の検出を行うフィルム位置検出回路とを有して構成される。
【0032】
次に、ゲート部30に設けられるフィルム位置検出装置の構成及び動作を図2乃至図5を参照して説明する。
【0033】
図2は、このフィルム位置検出装置を上面から観た構成を表すものであり、図3は、図2のC−C′断面構成を表す図である。これらの図に示したように、静電容量を発生する電極群は、フィルム送り穴2を含むフィルム1のエッジ近傍位置に設けられており、可動ピクチャーゲート31側に設けられるグランド電極(第1の電極)310と、固定ピクチャーゲート32の絶縁部材32a(図3)に埋設して設けられる検出電極(第2の電極)320と、この検出電極320の周囲に配置され、グランド電極310及び検出電極320間に発生する静電容量の誤差的変動を抑制する補助電極323,324とからなっている。また、グランド電極310と、検出電極320および補助電極323,324との間にはフィルム1の厚さより大きい所定の隙間dが設けられている。この隙間dにより、フィルム1に繋ぎ目等による厚みの大きい部分があったとしても、フィルム1が電極間を容易に通過できるようになっている。尚、グランド電極(第1の電極)310と検出電極(第2の電極)320とが本発明における静電容量形成手段に対応し、補助電極323,324が本発明における誤差抑制手段に対応する。
【0034】
ここで、グランド電極310は、検出電極320および補助電極323,324よりも広い面積の平面形状をなしており、複数のフィルム送り穴2を覆うような位置に設けられる。
【0035】
一方、検出電極320は、フィルム1の走行方向の位置を検出する走行方向検出電極321と、フィルム1の幅方向の位置を検出する幅方向検出電極322とからなる。これらの電極はそれぞれ、位置検出の安定性および感度等を良好にするために、送り穴2およびフィルムエッジ部の前後にそれぞれ2つの電極が一対として設けられる。そして、これら一対の電極の静電容量差からフィルム位置が検出されるようになっている。
【0036】
ところで、フィルム1は、その幅方向における各送り穴2の列3A、3Bの外側の領域および各送り穴2間の領域がトリアセテート(TAC)またはポリエステル(PET)等の絶縁体から構成されている。平行板コンデンサの静電容量は、一般的に両極板の対向面積および極板間の絶縁体の誘電率に比例する。このとき、絶縁体の空気に対する比誘電率は比較的大きいことから極板間が空気のときよりも絶縁体が介挿されているときの方が静電容量が高い値を示すという特徴がある。
【0037】
従って、検出電極320とグランド電極310との間の静電容量は、フィルム1が間欠送りされる際にフィルム1の各送り穴2が走行方向検出電極321上に位置するか否かあるいはフィルムエッジが幅方向検出電極322上のど程度の位置にあるかによってそれぞれ異なる値を示すこととなる。すなわち、走行方向検出電極321とグランド電極310との間の静電容量は、送り穴2が走行方向検出電極321の真上に位置する場合、すなわち極板間が空気で満たされる場合に最小値を示し、これに対してフィルム1の各送り穴2が走行方向検出電極321上に位置しない場合、すなわち極板間が絶縁体で満たされる場合に最大値を示す。これは、幅方向検出電極322についても同様である。
【0038】
走行方向位置検出回路330aおよび幅方向位置検出回路330bからなるフィルム位置検出回路は本発明における位置検出手段に対応し、それぞれ上記静電容量値の変化を2つの検出電極対の電圧振幅の差分変化として検出するようになっている。
【0039】
図4は、フィルム位置検出回路の構成を説明するための回路構成図である。尚、この図では、フィルム位置検出回路として走行方向位置検出回路330aの構成を示すと共に、検出電極320として走行方向検出電極321のみを示しているが、幅方向検出電極側もこれと同様の回路接続がなされる。このため以下では、走行方向検出電極側の構成および作用を中心に説明するが、幅方向検出電極側の構成および作用もこれと同様である。
【0040】
走行方向位置検出回路330aには、AC(交流)電圧を発生する交流電源AC1が設けられ、この交流電源AC1には、増幅器OP1,OP2のプラス側端子が電気的に接続されるようになっている。また、増幅器OP1のマイナス側端子には、一端が接地された抵抗R1の他端と可変抵抗VR1の一端とが接続され、出力側端子には可変抵抗VR1の他端と抵抗R2の一端とが接続されている。また、抵抗R2の他端は一端が接地されたコンデンサC1の他端と共に補助電極323に接続されている。一方、増幅器OP2の出力側端子には、そのマイナス側端子と抵抗R3,R4の一端とが接続されている。また、抵抗R3,R4の他端は、走行方向検出電極321の一対の電極にそれぞれ接続されている。また、走行方向検出電極321の一対の電極には、差動回路331が電気的に接続される。この差動回路331は、プラス側端子に走行方向検出電極321の一対の電極が接続され、マイナス側端子にその出力端子が接続された増幅器OP3,OP4と、一端が増幅器OP3,OP4の各出力端子に接続された抵抗R5,R6と、プラス側端子に抵抗R6と一端が接地された抵抗R7の他端とが接続され、マイナス側端子に抵抗R5の他端と抵抗R8の一端とが接続された増幅器OP5とを備えている。また、抵抗R8の他端は増幅器OP5の出力端子に接続されている。この差動回路331の出力は、検波回路332に入力されるようになっている。
【0041】
次に、以上のような構成のフィルム位置検出装置の動作を説明する。
【0042】
走行方向位置検出回路330aにおいて、走行方向検出電極321の両電極対には増幅器OP2および抵抗R3,R4を介して交流電源AC1からAC電圧が印加される。これにより、グランド電極310との間でフィルム1の走行位置に応じた静電容量が発生する。
【0043】
また、走行方向位置検出回路330aでは、このフィルム1の走行位置に応じて発生した静電容量値の変化を2つの検出電極対の電圧振幅の差分変化として増幅器OP3〜OP5および抵抗R5〜8からなる差動回路部331で検出する。そして、この差動回路部331からの出力信号に対し検波回路332で同期検波がなされ、これがフィルム1の走行方向の位置信号として出力される。
【0044】
一方、走行方向検出電極321の周囲に配置された補助電極323にも増幅器OP1で増幅されたAC電圧が印加される。この場合、走行方向検出電極321に印加されたAC電圧と同位相となるように、抵抗R2、コンデンサC1からなるRC回路により位相調整が行われるようになっている。また、補助電極323に印加されるAC電圧の電圧振幅は、増幅器OP1に接続された可変抵抗VR1により調整できるようになっている。
【0045】
このように位相と振幅とを調節して補助電極323に走行方向検出電極321と同様にAC電圧を印加すると、走行方向検出電極321とグランド電極310との間に生じる電界の横広がり成分を減少させることができる。
【0046】
但し、補助電極323と走行方向検出電極321とに印加するAC電圧を同電圧にしても、補助電極323と走行方向検出電極321との間の隙間の存在や補助電極323の大きさが有限である等の理由により、グランド電極310との間に生じる電界の横広がり成分を理想的な値にまで減少させることができるとは限らない。
【0047】
従って、補助電極323に印加するAC電圧は、走行方向検出電極321に印加するAC電圧とは異なる電圧にすることが望ましい。図5は、フィルム1のコマ単位の走行位置と走行方向位置検出回路330aによるミクロン単位の位置検出誤差との関係を測定した測定データの一例を表すものである。尚、図5は、走行方向検出電極321に加える電圧をVa、補助電極323に印加する電圧をVbとして、Vbを可変にしてその電圧比Vb/Vaを変化させた場合における測定グラフを示すものであり、グラフG1,G2,G3,G4,G5は、それぞれ電圧比Vb/Vaが1.20,1.10,1.00,0.90,0.80の場合における測定データである。
【0048】
この測定データに示したように、補助電極323に加えるAC電圧の割合に応じて検出誤差が変化する。そして、この測定データの例から分かるように、補助電極323に加えるAC電圧の割合を変化させると、所定のAC電圧において検出誤差の変化が反転することが分かる。この検出誤差の変化が反転したときのAC電圧が検出誤差を最小にするAC電圧である。図5の例では、グラフG2に示したように補助電極323に走行方向検出電極321に印加したAC電圧よりも10%多い割合の電圧を加えた場合に検出誤差が最小となっている。
【0049】
このように検出誤差が最小となるような補助電極323の電圧が存在する理由の一つとしては以下の理由が考えられる。まず、補助電極323と走行方向検出電極321との間には静電容量が存在する。そして、この静電容量値はフィルム1の厚さ方向の位置変化により大きく変動する。また、補助電極323に印加する電圧振幅を変えると、この静電容量が走行方向検出電極321とグランド電極310との間の静電容量による検出結果に及ぼす影響の度合いが変化する。更に、その影響の仕方の傾向(方向性)も補助電極323への印加電圧振幅の大小で変化する。そのため、グランド電極310と走行方向検出電極321との間のフィルム1の厚み方向の位置変動による検出誤差と、走行方向検出電極321に補助電極323から入ってくるフィルム厚さ方向の位置変化の影響が打ち消し合う電圧値が存在する。従って、この電圧値では、結果としてフィルム1の走行方向(および幅方向)において、フィルム1の厚さ方向の位置変動が影響しない状態となる。
【0050】
上記のように補助電極323,324の作用によって、グランド電極310と検出電極320との間に発生する静電容量の誤差的変動を抑制し、位置検出回路330a,330bにおいて検出誤差が最小となるようにフィルム位置が検出されると、この検出結果は、光軸補正回路340(図2)に出力される。光軸補正回路340では、検出されたフィルム位置からフィルム1の位置振れ量を計算すると共に、この位置振れ量を補正するための補正量を演算する。そして、この補正量に基づき、図1に示した光軸補正・投影レンズ部50において、必要な量の光軸補正が行われる。
【0051】
次に、図6を参照して、光軸補正・投影レンズ部50について説明する。
【0052】
図6に示したように、光軸補正・投影レンズ部50は、ゲート部30を通過した投影光の集光を行う投影レンズ51と、光軸補正を行う光軸補正光学系52とを備えている。
【0053】
光軸補正光学系52は、光軸補正回路340においてフィルム1の位置振れ量に基づいて演算された補正量により、光源41から投影レンズ51を介して投射された光の光軸を変化し得るようになされている。光軸補正光学系52は、第1の平板130および第2の平板131を有している。これらの平板130,131は共に同一の屈折率を有するガラス部材によって形成されている。
【0054】
ここで、第1の平板130は、一側端部および他側端部にそれぞれモータ70の出力軸を同軸とする軸棒132,133が一体化して取り付けられ、これらの軸棒132,133を回動軸として第1の平板130を矢印cで示す方向またはこれとは逆方向に回動し得るようになされている。また、軸棒132はモータ70の出力軸と連結されている。
【0055】
また、第2の平板131は、一側端部および他側端部にそれぞれモータ72の出力軸を同軸とする軸棒134,135が一体化して取り付けられ、これらの軸棒134,135を回動軸として第2の平板131を矢印bで示す方向またはこれとは逆方向に回動し得るようになされている。また、軸棒134はモータ72の出力軸と連結されている。
【0056】
ここで、モータ70,72の出力軸は互いに垂直関係を有するようになされている。モータ70には角度センサ63が設けられ、軸棒132の回転角に基づいて第1の平板130の回転量を検出し、投影光ビームL1の光軸のY方向での補正量を検出し得るようになされている。モータ72には、角度センサ65が設けられ、軸棒134の回転角に基づいて第2の平板131の回転量を検出し、投影光ビームL1の光軸のX方向での補正量を検出し得るようになされている。
【0057】
ここで図7は、図6に示した光軸補正光学系52のうち、第1の平板130の一断面を表すものである。尚、この断面は、投影光ビームL1の光軸とモータ72の出力軸とを含む平面で切った断面を示すものである。第1の平板130がモータ70,72の出力軸を含む平面と平行になるような位置関係にあるときには、入射側の光軸AX1と出射側の光軸AX2は共に一致する。次に、第1の平板130を軸棒132および133を中心として矢印cで示す方向またはこれとは逆方向に回転移動させて角度θだけ傾けた場合には、出射側の光軸AX2は入射側の光軸AX1に対してsだけ平行移動することとなる。
【0058】
また、図6に示した光軸補正光学系52のうち第2の平板131を投影光ビームL1の光軸)とモータ70の出力軸とを含む平面で切った断面内においても図7と同様である。
【0059】
以上のようにして、光軸補正光学系52により光源41から投射された投影光の光軸補正がX,Yの2軸方向で行われ、その結果、任意の方向への平行移動補正がなされる。これにより、ゲート部30においてフィルム1の位置振れが生じたとしても撮影部60に届く投影像は振れが補正され、良好にフィルム1の記録情報の電子化を行うことができる。
【0060】
以上説明したように、本実施の形態によれば、検出電極320の周囲に配置された補助電極323,324によりフィルム1の厚さ方向の位置変化に対する検出電極320の感度が減少し、面方向(フィルム走行方向、幅方向)の位置検出精度を向上させることができる。
【0061】
また、検出電極320、補助電極323,324の寸法およびグランド電極310との間の間隔値等が変更された場合であっても、補助電極323,324に印加する電圧を調整するだけで検出誤差を最小にすることができる。
【0062】
更に、グランド電極310の構造が固定された平面形状でよいため、構造が簡単であり低コストで実施できる。また、各電極とフィルム1との間に所定の隙間dが設けられているので、ゲート部30においてフィルム摩擦がなく、フィルム1に走行負荷が掛からない。また、フィルム1に傷を付けることがなく、ゴミ等が溜まることもないので、常に安定した位置検出が可能となる。
【0063】
[第2の実施の形態]
次に、本発明による第2の実施の形態について説明する。
【0064】
図8は、本発明による第2の実施の形態に係るフィルム位置検出装置の構成を表すものである。
【0065】
上記第1の実施の形態では、グランド電極310が可動ピクチャーゲート31に固定して設けられていたが、本実施の形態では、グランド電極310Aが可動ピクチャーゲート31に対してばね部材81により接続されて設けられる。このばね81は、グランド電極310Aのつば部310Aaがピクチャーゲート31の受け部31aに当接するように、グランド電極310Aを付勢している。これにより、通常は電極間の隙間を一定に保ちつつもフィルム1に繋ぎ目等の厚みが異なる部分ではフィルム1の厚みに応じてグランド電極310Aが上下動可能となり、フィルム走行が滑らかになる。
【0066】
また、本実施の形態によるフィルム位置検出装置では、可動ピクチャーゲート31にばね部材82により接続された押え部材80がグランド電極310Aの両側に設けられている。この押え部材80は、固定ピクチャーゲート32側にフィルム1を押圧することにより、フィルム1の平面方向の位置振れを抑えるように作用する。
【0067】
尚、この第2の実施の形態において、上記で説明したその他の作用、効果については、上記第1の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0068】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。
【0069】
例えば、上記実施の形態では補助電極323,324を検出電極320の周囲に完全に囲むように配置したが、補助電極323,324が検出電極320の周囲を部分的に囲むように配置しても構わない。
【0070】
また、上記実施の形態では、本発明のフィルム位置検出装置をテレシネ装置に適用した例を示したが、本発明を例えば映写機等の他の機器におけるフィルム走行系に適用してもよいことは言うまでもない。
【0071】
更に、映像フィルム1に限らず、静電容量を利用して種々のフィルム状部材の位置検出を行う場合においても本発明は有効である。
【0072】
また、上記では、投影像の振れを補正する手段として光軸補正光学系52を用いて光学的な補正を行ったが、例えば撮影部60において、撮影部60の撮像素子から得られる画像信号に対して位置検出回路330a,330bから得られたフィルム位置の振れ量に対応して投影像の振れ補正を電子的に行うようにしてもよい。
【0073】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明による第1のフィルム位置検出装置によれば、静電容量形成手段の近傍に配置された誤差抑制手段が静電容量の誤差的変動を抑制するように作用し、フィルム状部材の厚さ方向に対する検出感度が減少するので、走行中にフィルム状部材の厚さ方向位置の変動があったとしても、この厚さ方向位置の変動の影響を受けることなくフィルム状部材の平面方向の位置を精度良く検出することができる。
【0074】
また、本発明による第2のフィルム位置検出装置によれば、第2の電極の近傍に配置された補助電極が第1の電極および第2の電極間に生ずる静電容量の誤差的変動を抑制するように作用し、フィルム状部材の厚さ方向位置に対する検出感度が減少するので、走行中にフィルム状部材の厚さ方向位置の変動があったとしても、この厚さ方向位置の変動の影響を受けることなくフィルム状部材の平面方向の位置を精度良く検出することができる。
【0075】
更に、本発明によるフィルム位置検出方法によれば、第2の電極の近傍に配置された補助電極に印加する電圧を、フィルム位置の検出誤差が最小となるような値に調節するので、フィルム状部材の平面方向位置の位置を精度良く検出することができる。
【0076】
また、本発明による映像フィルム投影装置によれば、第2の電極の近傍に設けられた補助電極の作用により、映像フィルムに対する平面方向位置の位置検出精度が向上するので、映像フィルムの位置ずれがあったとしてもこの位置ずれを正確に検出することができ、この検出結果に基づいて映像フィルムに光を投射して得られた投影像の振れを補正することが可能となり、映像フィルムの投影を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるテレシネ装置(フィルム情報電子化装置)の全体構成を示す全体構成図である。
【図2】本発明によるフィルム位置検出装置の電極構造を説明する平面図である。
【図3】本発明によるフィルム位置検出装置の電極構造を説明する断面図である。
【図4】本発明によるフィルム位置検出回路の構成を説明するための回路構成図である。
【図5】フィルムの走行位置と走行方向位置検出回路による位置検出誤差との関係を測定した測定データの一例である。
【図6】光軸補正光学系の構成の一例を示す構成図である。
【図7】光軸補正光学系の作用を説明するための図である。
【図8】本発明による第2の実施の形態に係るフィルム位置検出装置の構成を説明する断面図である。
【図9】フィルム状部材の一例としての映像フィルムの構成を説明するための図である。
【図10】従来のテレシネ装置の全体構成を示す全体構成図である。
【図11】従来のフィルム位置検出方式の一例を示す図である。
【図12】従来のフィルム位置検出方式における検出領域を表すための図である。
【図13】従来の静電容量方式によるフィルム位置検出方式の一例を示す図である。
【図14】従来の静電容量方式によるフィルム位置検出方式の他の例を示す図である。
【図15】従来の静電容量方式によるフィルム位置検出方式のさらに他の例を示す図である。
【図16】従来の静電容量方式によるフィルム位置検出方式のもう一つの他の例を示す図である。
【図17】従来のフィルム位置検出方式により生じる電界の横広がりの様子を説明するための図である。
【符号の説明】
1…映像フィルム、2…フィルム送り穴、10,100…テレシネ装置(フィルム情報電子化装置)、20…走行系、30…ゲート部、40…投光部、50…光軸補正・投影レンズ部、51…投影レンズ、52…光軸補正光学系、60…撮影部、80…フィルム押さえ部材、310…グランド電極(第1の電極)、320…検出電極(第2の電極)、323,324…補助電極、330a…走行方向位置検出回路、330b…幅方向位置検出回路
Claims (6)
- 一方向に走行すると共にその走行方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の送り穴を有するフィルム部材のフィルム位置を検出するためのフィルム位置検出装置において、
前記フィルム状部材における前記送り穴の走行領域に配置され、前記フィルム状部材の走行に応じた静電容量を発生する静電容量形成手段と、
前記送り穴の走行位置に応じて発生した静電容量の変化に基づいて前記フィルム状部材のフィルム位置を検出する位置検出手段と、
前記静電容量形成手段の近傍に配置されて、前記静電容量形成手段により発生する静電容量の誤差的変動を抑制する誤差抑制手段と
を備えたことを特徴とするフィルム位置検出装置。 - 一方向に走行すると共にその走行方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の送り穴を有するフィルム部材のフィルム位置を検出するためのフィルム位置検出装置において、
前記フィルム状部材における前記送り穴の走行領域に設けられた第1の電極と、
前記フィルム状部材を介して前記第1の電極に対向するように配設された第2の電極と、
前記送り穴の走行位置に応じて発生した前記第1の電極および第2の電極間の静電容量の変化に伴う印加電圧の変化に基づいて、前記フィルム状部材のフィルム位置を検出する位置検出回路と、
前記第2の電極の近傍に配置されて、前記第1の電極および第2の電極間に発生する静電容量の誤差的変動を抑制する補助電極と
を備えたことを特徴とするフィルム位置検出装置。 - 前記補助電極は、前記第2の電極の周囲を取り囲むように設けられることを特徴とする請求項2記載のフィルム位置検出装置。
- 前記補助電極には、前記位置検出回路による検出誤差が最小となるような値の電圧が印加されることを特徴とする請求項2記載のフィルム位置検出装置。
- 一方向に走行すると共にその走行方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の送り穴を有するフィルム状部材のフィルム位置を検出するフィルム位置検出方法であって、
前記フィルム状部材の前記送り穴の走行領域において前記フィルム部材を介して対向するように第1の電極および第2の電極を配設し、前記送り穴の走行位置に応じて発生した前記第1の電極および第2の電極間の静電容量の変化に基づいて前記フィルム状部材のフィルム位置を検出するステップと、
前記第2の電極の近傍に補助電極を配置し、この配置された補助電極に印加する電圧を、前記第1の電極および第2の電極間に発生する静電容量の誤差的変動を抑制して、前記フィルム位置の検出誤差が最小となるような値に調節するステップと
を含むことを特徴とするフィルム位置検出方法。 - 一方向に走行すると共にその走行方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の送り穴を有する映像フィルムに光を投射してその記録映像を投影する映像フィルム投影装置において、
前記映像フィルムにおける前記送り穴の走行領域に設けられた第1の電極と、
前記映像フィルムを介して前記第1の電極に対向するように配設された第2の電極と、
前記送り穴の走行位置に応じて発生した前記第1の電極および第2の電極間の静電容量の変化に伴う印加電圧の変化に基づいて、前記映像フィルムのフィルム位置を検出する位置検出回路と、
前記第2の電極の近傍に配置されて、前記第1の電極および第2の電極間に発生する静電容量の誤差的変動を抑制する補助電極と、
前記位置検出回路による検出結果に応じて前記映像フィルムに光を投射して得られた投影像の振れを補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする映像フィルム投影装置。
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