CN1203380A - 重现装置和方法 - Google Patents
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Abstract
为获得具有足够光量的散射光而免受沿胶片长度方向上的刮痕影响,以及为制成体积小且成本低的装置,分别在最靠近胶片左边小孔的左边和右边小孔的右边形成数字音频信号S声迹或P声迹。来自LED的光由椭圆散射器散射,散射角沿胶片宽度方向比沿长度方向更大,并辐射到P声迹(或S声迹)上。于是,穿过P声迹(或S声迹)的透射光因穿过透镜而会聚到行传感器上,且由行传感器光电转换,从而重现数字声音。
Description
本发明涉及一种重现装置和方法,尤其涉及例如重现记录在电影胶片上的数字声音数据的重现装置和方法。
图8描绘的是一例传统电影胶片的结构。电影胶片1是用在电影院中的35mm电影胶片,沿胶卷的宽度方向在胶卷的两端上,形成具有预定间距的小孔,用来实现馈送同步。另外,沿宽度方向,在胶卷的中央部分,形成影片的片格,片格中是通过光学方法记录下来的画面。这里,沿长度方向影片片格的长度是例如19.05mm,并且,在右边和左边形成例如4个小孔。
在影片片格和右侧的小孔之间(图8中右侧小孔),具有模拟声迹,模拟声音信号光学形成在这些模拟声迹中。
同时,随着近年来CD(紧致磁盘)播放器和其他数字音频设备在普通家庭中的普及,对影片声音的数字化提出了更高的要求。因此,近年来,除模拟声音以外,将数字声音记录在电影胶片上,日常使用数字声音而将模拟声音用作备份这一技术日趋普遍。
将数字声音记录在电影胶片上有各种方法。其中的一种是SDDS(索尼动态数字声音)(商标)方法,这种方法如图8所示,在左侧小孔的左侧上有P声迹,而在右侧小孔的右侧上有S声迹,这些声迹上形成有呈点状的凹痕,其中记录着数字声音。在SDDS方法中,如图9所示,矩形凹痕(小点)沿宽度方向是24微米,沿长度方向是22.5微米,它们是以与数字声音对应的光学方式记录下来的。沿长度方向凹痕的间距例如是26.5微米。
例如,以沿宽度方向形成的凹痕序列作为一个单元,沿长度方向进行其中记录有数字声音的P声迹和S声迹的重现。
图10描绘的是重现数字声音的重现方法的原理。例如,从光源(例如LED(发光二极管)101或卤素灯)发出的光通过光导纤维102辐射到电影胶片1的P声迹上和S声迹上。辐射到P声迹和S声迹上的光以与其中形成的凹痕对应的方式穿过其中,并且该透射光进入透镜103。来自电影胶片1的透射光由透镜103汇聚到行传感器104(如CCD(电荷耦合器件))上。行传感器104中,经过光电转换,将光转换成沿宽度方向与一行的点对应的电信号。将电信号提供到译码器105,从而该电信号被译码成数字声音,并通过放大器106,从扬声器107输出。
在SDDS方法中,例如,可以有8个声道的声音输出:投射画面的屏幕中央(中央)、右侧和左侧(左和右)、中央和左侧之间(左中央)、中央和右侧之间(右中央)、亚低音扬声器、左环绕和右环绕。
另外,在SDDS方法中,数字声音是通过一种编码方法来编码的,该编码方法称为ATRAC(Adaptive TRansform Acoustic Coding,自适应变换声学编码),适用于小型磁盘(商标),实现了1/5的数据压缩率。在译码器105中,对用这一ATRAC方法编码的数据和其他数据进行译码。
在如上所述进行P声迹和S声迹的重现时,为了将读特性保持在某种程度上,要求均匀形成行传感器104内的光量分布。这里,均匀光量分布的信息指的是当假设整个电影胶片是均匀透明的时候,行传感器104的输出几乎为如图11所示的那样。这就是说在行传感器104的特定行中,最小输出与最大输出的比值(最小输出/最大输出)是一个预定的标准值或大于该标准值。
为了使行传感器104的S/N(信/噪)比成为一个预定值或大于该预定值,必须使得不管行传感器104的象素处于什么位置上,到达行传感器104的每一象素上的光量都必须几乎是恒定的。
同时,电影胶片是这样来形成的,即,如图12A所示,在基片上形成一层乳胶,并且用对乳胶进行光学褪色的方法来形成作为数字声音的凹痕。由于投影是沿如图12B所示的长度方向通过馈送电影胶片1来进行的,所以通常会在基片上形成沿长度方向延伸的细小刮痕。为了防止(减小)由于这些刮痕而引起的凹痕读错,要求投射到电影胶片1上的光是散射光。
由于上述原因,通常如图13所示的那样,形成重现数字声音的重现装置的照光系统。
即,不管行传感器104中的象素处于什么位置,为了使通过胶片1、透镜103并且到达每一象素的光量是恒定的,用约10,000个很小(例如直径约50mm)的纤维来形成光纤102,并且分成许多束,每一束约2,500枚,如1021、1022、1023和1024。另外,将光纤束1021到1024排成阵列,例如,以扭曲的方式,使得两个端面的位置关系是随机的,从而使从光纤102出来的光是恒定的。
另外,为了使投射到电影胶片1上的光是散射光,除了辐射光方向平行于光纤102的光轴的LED1011以外,还提供有辐射光形成除相对于光纤102的光轴成0度以外某一预定角度的LED1012和1013,从而形成高度散射的光(散射光)。在这种情况下,当光以这种方式散射时,如图14A和14B所示,具有相同散射角(图14A和14B中成40度)的散射光同时沿宽度方向(XIVA-XIVA方向)和长度方向(XIVB-XIVB方向)从光纤102中辐射出去。
另外,人们较难以一组LED1011到1013来获得足够的光量,并且往返于光纤4的光的输入和输出期间的光量损耗较大。所以,通常准备三组与LED1011到1013类似的LED,用总数为12个LED(3×4组)来保持光的强度。
为了保持光的强度,有一种方法,它不采用LED,而采用具有比LED的强度更高的卤素灯。但是,卤素灯的缺点是其使用寿命比LED短。
所以,传统用作重现记录数字声音的S和P两个声迹的照明光学系统,需要两组由12个LED和四束很小纤维组成的光纤,其问题是这种装置具有更高的成本并且体积较大。
本发明是在考虑到上述问题的基础上构思而成的,它使得可以构成体积小、成本低的装置。按照本发明的重现装置方法将来自某一光源的光散射成散射光,光被投射到以点的形式记录数据的胶片上。散射光的散射角沿胶片的宽度方向比起沿长度方向更大。所以,可以获得具有足够光量的散射光,从而不会受沿长度方向的胶片刮痕的影响。
在结合附图对本发明的某些较佳实施例进行了下述详细描述以后,读者将更易了解本发明的上述以及其他的目的、特点和优点。
图1是一例本发明投影系统实施例的结构方框图。
图2是图1所示一例阅读器3的结构的平面图。
图3是图2中沿III-III方向看时阅读器3的截面图。
图4是图2所示一例光源部分41A的结构的透视图。
图5是图4所示散射器52的特性图。
图6A和6B是描绘不同散射器的特性的图。
图7A、7B和7C是描绘散射器52形成的散射光的图。
图8是一例电影胶片1的结构的平面图。
图9描绘的是图8所示P声迹和S声迹上形成的凹痕。
图10是描绘重现图8所示电影胶片的原理的图。
图11是描绘具有均匀光量分布的信息的图。
图12A和12B是描绘一例电影胶片1的结构的截面图。
图13是一例重现记录在电影胶片上的数字声音重现系统的传统照明光学系统结构的透视图。
图14A和14B是描绘从图13所示光纤102辐射的散射光的图。
在描述本发明的实施例之前,为了阐明权利要求中描述的本发明的每一装置和下面实施例之间的对应关系,在每一装置以后的括弧内加入一例相应的实施例,下面描述本发明的特征。
按照本发明的重现装置重现胶片上以点的形式记录的数据,并且包含:将光辐射到胶片上的光源(例如,图4中所示的LED 51);将来自光源的光散射成散射光的散射器(例如,图4中所示的椭圆散射器52);以及对通过使散射光辐射到胶片上而获得的透射光或反射光进行光学转换的光电转换装置(例如,图4中所示的行传感器43A)。椭圆散射器52的散射角沿胶片的宽度方向比起沿长度方向更大。事实上,上述描述并不意味着每一装置仅局限于上述描述。
图1描绘的是本发明投影系统(系统指得是多个装置的逻辑组合,而不论每一结构的装置是否处于同一罩壳内)一个实施例的结构。
例如,如图8所示用SDDS方法记录数字声音的电影胶片卷绕在供带轮2上。电影胶片1从供带轮2取出并插入到阅读器3内。阅读器3读取作为记录在电影胶片1上的数字声音的凹痕,并将作为阅读结果的电信号提供到译码器4。如图10所示,译码器4、放大器5和扬声器6分别与译码器105、放大器106和扬声器107对应。译码器4内,将来自阅读器3的信号译码成数字声音,并通过放大器5从扬声器6输出。
其凹痕由阅读器3读取的电影胶片被馈送到投影机7,从而记录在电影胶片1上的画面由来自光源部分8的光投射到屏幕(未示出)上。接着,在投影机7中,记录在电影胶片1上的模拟声迹的声音(模拟声音)由来自光源部分8的光重现,并提供到译码器4。例如,当数字声音中出现差错时,译码器使用作备份的模拟声音而不是数字声音从扬声器6输出。
经过重现画面和模拟声音的电影胶片1从投影机馈送出来,并提供到卷带轮10。在卷带轮10中卷起来自投影机7的电影胶片1。
图2和图3描绘了一例图1所示阅读器的机械结构。图3是图2中从III-III方向看时的截面图。图3中,省略了除电影胶片1、鼓轮(drum)28、光源部分41A和41B、透镜42A和42B以及行传感器43A和43B以外的部分,以避免使图复杂。
电影胶片1钩在导辊21上,并绕导辊22引到导辊23上。导辊23用弹簧(未图示)加力,并用作稳定器,从而向电影胶片1施加合适的拉力。电影胶片1在导辊23处弯折成90度,并由导辊24引导到链轮25上。
电影胶片1的小孔钩在链轮25外围(外表面)上形成的齿上,并由其馈送。压辊26和30由例如弹簧沿链轮的方向加力,并将电影胶片1的中央部分(沿宽度方向的中央部分)压到链轮25上,使得电影胶片1与链轮25紧密接触。
从链轮25馈送的电影胶片1通过例如由弹簧加力的导辊被加上一个合适的拉力,并引导到鼓轮(drum)28上。电影胶片1围绕鼓轮28反过来弯折成约180度,并通过导辊29馈送到链轮25上。这里,导辊29由例如弹簧加力,并向电影胶片1给出合适的拉力。
从导辊29馈送的电影胶片1与链轮25啮合,围绕导辊31和32反过来弯折约180度,并通过导辊33馈送到投影机7上。
电影胶片1卡在导辊24和31之间以及导辊27和29之间,从而更多的电影胶片1小孔钩在更多的链轮25的齿上。另外,通过向电影胶片1施加拉力,电影胶片与鼓轮28更紧密接触,而没有松动。
本实施例中,电影胶片1的馈送是由投影机7执行的。所以,阅读器3没有动力来馈送电影胶片1。此外,为了防止由于投影机7的拖拉而在阅读器3中产生松动,链轮25配备有一个闸。即,通过沿投影机7的拉力方向相反的方向向链轮25施加一个力,电影胶片1保持合适的拉力,而不会在阅读器3中产生松动。
鼓轮28呈筒形,其两个底部中央部分如图3所示从侧面(鼓轮28的边缘)处凹进,用来重现P声迹或S声迹中记录的数字声音的光源部分41A和41B位于凹进部分内。为正确观看,应当将图3按顺时针转动90°。鼓轮28底部中央部分凹进的原因是为了放置光源部分41A和41B。相反,侧面比中央部分凸出是为了防止沿围绕鼓轮28的电影胶片1宽度方向的端部不会沿鼓轮28的旋转轴方向松动。电影胶片1边缘的宽度(侧面的高度)最多是这样一个长度,即,使得电影胶片1的P声迹和S声迹从鼓轮28伸出。
光源部分41A和41B分别将光辐射到从鼓轮28伸出的P声迹和S声迹上。这一光线穿过P声迹和S声迹,并分别通过透镜42A和42B会汇聚到行传感器43A和43B如行CCD上。在行传感器43A和43B中,分别来自P声迹和S声迹的透射光经光电转换,并将合成的电信号提供到译码器4。
图4所示的透视图描绘了一例图3所示光源部分41A的结构。由于光源部分41B的构造与光源部分41A相同,所以其描述从略(其照明部分也从略)。
光源部分41A包含:将要辐射的光发射到作为P声迹上形成的数字声音的一个凹痕序列(沿宽度方向的凹痕序列)上的光源(如LED 51),以及将光散射成散射光并将其辐射到P声迹上的散射器52。
例如,散射器52是一个使来自LED 51的光形成散射光的椭圆散射器,其散射角在沿电影胶片1的宽度方向比沿其长度方向更大。所以,辐射到P声迹上的光形成散射光,从而防止(减小)了因沿电影胶片1的长度方向形成的刮痕而引起的凹痕读错,并且光量充分且均匀(使行传感器43A的最小输出/最大输出超过一预定标准值)。
图6A描绘的是本发明的发明人进行过的各种散射器的散射角和光量的研究结果。图6A描绘的是散射角与沿相对于沿0度方向(沿光轴方向)的散射角方向上光量损耗之间的关系。另外,在图6B中,括弧( )内用百分比表示的数字表示具有用如索尼公司制造的阅读器(型号:DFP-R2000)作为基准(100%)的光量的每一散射器所获得的散射光量。
这里,在由索尼公司制造的阅读器DFP-R200中,如图13所示,为了读取一个声迹(S声迹或P声迹),使用由四束很小纤维和12个LED组成的光纤。
当记录一个散射角度(散射角)时,从图6A可以看到,全息散射器40具有与阅读器DFP-R2000中采用的光最相象的特性。然而,在这种情况下,如图6B所示,光量为53%,难以获得足够的光量。另一方面,当记录下光量时,可以从图6B看到,采用全息散射器20使得可以获得与阅读器DFP-R2000中采用的光相等的光量。然而这时,如图6A所示,散射角变小(几乎是阅读器DFP-R2000)情况下的一半。
如上所述,在如图6B所示的每一散射器中,散射角和光量(在由单个LED直接照射时的光量)中有一个没有满足要求。
因此,作为散射器52,这里,采用椭圆散射器,它具有足够的散射角,例如,沿电影胶片的宽度方向,尽管光量不充分,但具有可与全息散射器60相比的特征;而沿长度方向,尽管散射角不充分,但具有充分的光量,例如,具有可与全息散射器10相比的特征。
结果,在散射器52中,例如如图7A和7B所示,具有约60度的散射角的散射光沿宽度方向(图4中的VIIA-VIIA方向)辐射,而具有约10度散射角的散射光沿长度方向(图4中沿VIIB-VIIB方向)辐射。结果,如图7C所示,在P声迹中形成沿宽度方向延伸的椭圆光点。
在这种情况下,沿长度方向的散射角小于传统情况下的散射角(例如,阅读器DFP-R2000中的光)。然而,由于电影胶片1中形成的大多数刮痕是沿长度方向的,所以沿长度方向的小散射角很难会对由于这些刮痕引起的凹痕的读差错产生影响。即,使沿宽度方向的散射角大于或等于传统情况下的散射角,可以防止(减小)沿长度方向上刮痕引起的凹痕读差错。
另一方面,由于沿宽度方向散射角大于或等于传统情况下的散射角所引起的光量的下降可以通过使沿长度方向散射角的减小来补偿。
使得来自LED 51的光量变化由散射器52变得均匀而使光量均匀。
从上文中可以看到,可以通过一个LED 51,使散射光具有充分的光量、均匀并且具有足够的散射角。
所以,由于用作照明光学系统的光源部分41A可以用LED 51和一个散射器52形成,所以该装置可以做得小而成本低。具体说来,所要求的LED的数量可以是图13中的十二分之一。同时,在图13中,通过形成LED 51部分和散射器52部分,十二个LED 101和光纤102部分占据的体积可以是约十分之一。
再有,因为在可以通过降低沿长度方向的散射角来补偿光量下降的范围内,使沿宽度方向的散射角大于或等于传统的情况,所以,可以进一步提高沿长度方向刮痕的容限。从而可以增加电影胶片可以使用的次数。
尽管在本实施例中,采用椭圆散射器使散射光沿电影胶片的宽度方向比沿长度方向强烈,但也可以使用其他的装置来实现这一效果。
尽管在本实施例中,用椭圆散射器散射的光来重视以点形式作为记录在电影胶片上的数字声音的数据,但除此以外,也能够重现记录在电影胶片上的图像和模拟声音。
尽管在本实施例中目的是形成由SDDS方法记录数字声音的电影胶片,但本发明也可以适用于重现由其他方法记录数字声音的情况。即,作为在电影胶片上记录数字声音的方法,有一种用于记录小孔间的数字声音的Dolby Co.,Ltd的SR-R方法,并且本发明也可以适用于这样一种方法。
尽管本实施例中,重现的是作为数字声音呈点形式的数据,但本发明也适用于如除以点形式的数据记录的数字声音以外的小标题和其他信息的情况。
有这样一种情况,即,数字声音记录在CD上,而获得与数字声音同步的时间码记录在电影胶片上(DTS Co.,Ltd的数字电影声音系统)。本发明同样适用于重现记录在电影胶片上的时间码的情况。
尽管本实施例的目标是电影胶片,但本发明也适用于从记录信息的胶片而不是电影胶片上重现信息的装置。
尽管在本实施例中,穿过电影胶片的透射光经光电转换,但本发明也适用于电影胶片反射的光经光电转换的情况。
尽管在本实施例中,LED用作将光辐射到电影胶片上的光源,但光源并不局限于LED。
按照本发明的重现装置和方法,辐射到以点的形式记录数据的胶片上的光由散射器散射成散射光,散射角沿胶片的宽度方向比沿长度方向大。所以,可以实现装置的体积小,成本低。也可以获得具有充分光量的散射光,并且不会受沿胶片长度方向的刮痕的影响。
尽管本发明的描述是针对较佳实施例来描述的,但各种变异和修改形式应当被视为落在权利要求中所陈述的本发明的精神和范围内。权利要求书中所有装置的相应结构、材料、作用及其等效或步骤加功能元件都包括执行与权利要求书中所涉及的其他元件的组合的功能的任何结构、材料或作用。
Claims (17)
1.一种重现胶片上以点形式记录的数据的重现装置,其特征在于,所述重现装置包含:
辐射光的光源;
介于所述光源和所述胶片之间的散射器,用来将来自所述光源的光散射成辐射到所述胶片上的所述点上的散射光;以及
将由所述胶片上的点调制的散射光光电转换成电信号的光电检测器。
2.如权利要求1所述的重现装置,其特征在于,所述散射器是一个椭圆散射器。
3.如权利要求1所述的重现装置,其特征在于,所述散射器对光的散射在沿胶片的宽度方向比沿长度方向更强烈。
4.如权利要求3所述的重现装置,其特征在于,所述散射器沿所述胶片的所述宽度方向具有约60°的散射角,而沿所述长度方向具有约10°的散射角。
5.如权利要求3所述的重现装置,其特征在于,所述散射器是椭圆散射器。
6.如权利要求1所述的重现装置,其特征在于,所述光电检测器检测穿过所述胶片的经调制的散射光。
7.如权利要求1所述的重现装置,其特征在于,所述光电检测器检测所述胶片反射的经调制的散射光。
8.如权利要求1所述的重现装置,其特征在于,所述点代表所述胶片上的一个或多个数字声迹,并且所述电信号是一个或多个声音信号。
9.如权利要求1所述的重现装置,其特征在于,所述点沿所述胶片的所述宽度方向排列成行序列。
10.如权利要求1所述的重现装置,其特征在于,所述点在所述胶片上排列在沿所述胶片的长度方向延伸的一行链轮孔和与所述一行链轮孔最靠近的所述胶片的边沿之间。
11.一种重现胶片上以点的形式记录的数据的重现方法,其特征在于,所述重现方法包含下述步骤:
辐射光;
将辐射的光散射成辐射到所述胶片上的散射光;以及
将由所述胶片上的点调制的散射光光电转换成电信号。
12.如权利要求11所述的重现方法,其特征在于,所述散射步骤包括用一个椭圆散射器来散射光的步骤。
13.如权利要求11所述的重现方法,其特征在于,所述散射步骤对光的散射在沿所述胶片的所述宽度方向上比沿所述长度方向上更强烈。
14.如权利要求13所述的重现方法,其特征在于,所述散射步骤在沿所述胶片的所述宽度方向成约60°的角度进行散射,而沿所述长度方向成约10°的角度进行散射。
15.如权利要求1 1所述的重现方法,其特征在于,所述光电转换步骤将穿过所述胶片的经调制的散射光转换成电信号。
16.如权利要求11所述的重现方法,其特征在于,所述光电转换步骤将由所述胶片反射的经调制的散射光转换成电信号。
17.如权利要求11所述的重现方法,其特征在于,所述点代表所述胶片上的一个或多个数字声迹,并且所述电信号是一个或多个声音信号。
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