JPH0715659A - フィルム照射システムにおけるアパーチャ調節装置 - Google Patents

フィルム照射システムにおけるアパーチャ調節装置

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JPH0715659A
JPH0715659A JP6125537A JP12553794A JPH0715659A JP H0715659 A JPH0715659 A JP H0715659A JP 6125537 A JP6125537 A JP 6125537A JP 12553794 A JP12553794 A JP 12553794A JP H0715659 A JPH0715659 A JP H0715659A
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light
light beam
film
band
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JP6125537A
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Thomas Niertit
ニエルティ トーマス
James D Mckay
ディー マッケイ ジェームス
Raymond L Dewolf
エル デウルフ レイモンド
Richard J Sandor
ジェイ サンダー リチャード
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Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/222Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/253Picture signal generating by scanning motion picture films or slide opaques, e.g. for telecine
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B9/00Exposure-making shutters; Diaphragms
    • G03B9/02Diaphragms
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  • Signal Processing (AREA)
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  • Optical Systems Of Projection Type Copiers (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テレシネフィルムスキャナの照射システムに
おいて、光ビームの透過量を決定するアパーチャの大き
さを迅速かつ正確に可変する。 【構成】 アパーチャ調節装置は、連続的な単一部材で
形成された細長いバンド233を内蔵するハウジング2
40を有する。このバンド233は、互いに平行な面に
形成され、バンド中央に設けられた第1及び第2の光遮
断部としての実面部(V字切れ込みを有する楕円形ブレ
ード)と、第1及び第2の実面部を分離しバンドの端部
でループを形成する第1及び第2の切り取りバンド部
と、を含む。切り取りバンド部を巻き取り回転すること
により、実面部の重なり量を可変でき、実面部の端部間
に形成されるアパーチャの大きさを可変できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、迅速かつ正確にアパー
チャの設定を調節する電気機械アパーチャ調節装置に関
し、より詳細には、ダイナミックレンジの操作が可能な
テレシネ(テレビ用映画)スキャナの光照射レベルを、
所定のフィルムフレーム走査時間内に特定の照射レベル
に調整するためのアパーチャ調節システムに関する。
【0002】
【従来の技術】テレシネフィルムスキャナ用の最新式照
射システムは、テレビジョンラスタのラインを表すシリ
アルな出力を供給する感光性電荷結合素子(CCD)の
リニアアレイと、走査されているフィルムのリニア部分
を走査光線または拡散光線によって照射するための光源
と、を通常含んでいる。カラーテレビ用のフィルムスキ
ャナには次のような光源を有するものがある。すなわ
ち、光源からの光は二色のフィルタリングを受け、走査
されるフィルムに応じてそのスペクトル量(content )
が調節され、フィルムフレームを照射するための拡散光
線を形成する光集積器(インテグレータ)に導かれる。
この光線は、その長さ方向に沿って強度及び拡散が十分
に均一で、走査されているフィルムに対して赤、緑、青
のスペクトル放射輝度を有していなければならない。フ
ィルムは円筒型容器内に保持され、この拡散光線を通過
するよう移動される。照射されたリニア領域を通過する
光は、その部分の画像により色及び強度が調節され、3
色フィルタCCDアレイ上に画像が形成される。これ
は、例えば、同一出願人による米国特許第5,012,
346号(デジャガー他)及び第5,003,379号
(ムーアジュニア他)に開示されている。
【0003】フィルムの移動により垂直方向(フレー
ム)走査が供給され、CCDアレイのリニアな同期化さ
れた電子周期により、クロミナンス及び輝度成分を有す
るラスターされた(rasterized)テレビ信号の水平方向
(ライン)走査が供給される。このようなテレシネフィ
ルムスキャナを用いた、ポジティブつまりプリントフィ
ルム、及びネガティブカラーフィルム材料の走査におい
て考案されたさまざまな考察が「HDTV用CCDテレ
シネの光学的走査システム」(Opticalscan
ning system for a CCD tel
ecine for HDTV;by Kurts e
t at. in SPIE, vol1448 ca
mera and Input Scanner Sy
stems, 1991, pp191−205)に掲
載されている。
【0004】上記文献、および同一出願人による米国特
許第4,868,383号及び5,155,596号
(クルツ他)、5,012,346号(デジャガー他)
に説明されるように、このようなフィルムスキャナのリ
ニア光源では、ランプの寿命及び要求される操作強度レ
ンジを通じて、光源ランプから照射された光をランプの
「ノイズ」のために瞬間ごとに変化することのない、強
度すなわち輝度が十分に均一な拡散光線に変換すること
は困難である。そこで上記米国特許第4,868,38
3号及び5,012,346号では、光強度センサとフ
ィードバック回路と共にリニア光インテグレータを設
け、ランプの供給電力を調節してキセノンアークランプ
(Xenon arc lamp)の光出力強度の変動を抑えている。
ランプ容器内部のアークの長さ及び位置は変化し、それ
により生じる影も時間により変化するので、目標ランプ
強度からの強度の変動は、時間的、空間的の両方の可能
性がある。この変動はランプ電流が減少するにつれ激し
くなるため、キセノンアークランプは比較的強い電流及
び強度において駆動される。
【0005】集積シリンダはランプからの光ビームを集
積し、光ビーム強度の空間的変動とは無関係に、どの瞬
間においても長さ方向に沿って強度が均一な光線が発光
されるように構成される。つまり、光線の均一な強度は
時間的に変化する。集積された光の強度の目標強度つま
り基準強度からの時間的な変位は照射「雑音」と呼ば
れ、システムの照射信号対雑音(S/N)比能力の測定
において考慮される。前記5,155,596号特許に
おいては、集積シリンダの光の瞬間強度は光強度センサ
及びフィードバック回路によりモニターされ、ランプ駆
動電流を増加または減少する補正率(correction facto
r )を制御して全体の照射S/N能力を高めている。
【0006】米国特許第5,155,596号に説明さ
れるように、光学パス、フィルム走査速度、フィルムの
種類、及びアークランプの使用期間の長さ(ageing)の
特性変化に応じて、光集積シリンダに入射する光の強度
を調整する必要がさらにある。ショートアークキセノン
ランプの電流を制御することにより光強度を変化させる
ことができるのはごく狭い範囲においてのみである。こ
れは、ランプ電流を増加させるとランプの寿命が短くな
り、ランプ電流を減少させると照射S/N能力が劣化す
るためである。さらに、CCDアレイを用いた場合に
は、光強度の関数としてのCCD要素の電気的信号雑音
(S/N)比能力が、さらに照射の変位の範囲を制限し
てしまう。
【0007】CCD要素は、光を電気的出力信号に変換
する際に、画素により伝送された光の強度を表す出力信
号に含まれる比較的一定レベルの電気的操作ノイズを発
生する。例えば暗いシーンにおいて強度の低い光が遮断
される場合など、CCD要素が画素照射強度により通常
の強度変位操作範囲内のレベルにまで充電されていない
場合には、出力信号に対する一定ノイズの割合が増加
し、S/N比が減少して、その結果、画像細部の損失を
招く。このように、ランプ強度出力の範囲を拡大しよう
とすると、この範囲の低出力領域におけるシステムのS
/N能力が劣化してしまう。このように、ランプ電流の
制御は、ランプアーク性能の照射レベルS/N比の変位
に応じた狭い調整範囲に限定される。
【0008】異なる種類のフィルムを走査するために必
要な広いダイナミックレンジの調節は、’596特許及
び前出の文献に開示された、モータにより駆動されるア
パーチャホイールに依存することとなる。アパーチャホ
イールは、アークランプからの光ビームを集積シリンダ
に入射する前に遮断し、さらに特定のアパーチャを供給
するよう調節されて、フィルム走査の間、フィルムの種
類やランプの操作状態に応じて光ビームの全体的な光強
度を調節する。
【0009】フィルムの種類及びランプ出力の時間的変
動を補償する以外に、光ビームの強度を調節する理由が
さらにある。一般的には、映画はさまざまなシーンを有
し、これにより、例えば、暗い夜のシーンや明るい日中
のシーンなどシーンによって平均フィルム濃度が異な
る。暗い劇場では、プリント映画フィルムからシーンが
映されると、その最も暗いシーンでさえ見ることがで
き、さらにそのシーンの最も暗い部分と最も明るい部分
のコントラストは大きい。しかしながら、テレビを見る
場合はまったく異なる。テレビは通常、適当な明るさか
らかなりの明るさに照明された環境において見られ、こ
の周囲照明により画像の暗い部分と明るい部分の間のコ
ントラストが減少する。さらに、テレビ画面上の画像の
コントラスト及び解像度はホスファ(燐光体)のフレア
及び被覆材(lag )により制限され、この結果、解像度
及びコントラストのダイナミックレンジは、映写される
プリント映画フィルムに比べて低い。明るい周囲照明と
低ダイナミックレンジ画面を組み合わせた結果として、
テレビ映画の画像は、オリジナルの映写プリントと比較
するとビジュアルコントラストがかなり低くなる。
【0010】これを補償するために、経験のあるテレシ
ネオペレータまたはカラリストが、シーンベースにより
(scene basis )あるシーンのカラーバランス及び信号
レベルセッティングをあらかじめプログラムする。カラ
リストは、テレビ画像における欠陥を補償しながら、オ
リジナル映写シーンに近い芸術的な質を各シーンに与え
る。ハイライト(最も明るい部分)でさえ暗いような暗
いシーンに対しては、カラリストはその信号レベルを高
め、そのハイライトが100%のビデオ信号レベルまで
達するようにしてもよい。これにより、そのシーン全体
の平均信号レベルも増加するという効果ももたらされ
る。信号レベルにおけるこの利得は電気的に調節するこ
とができるが、そうすることによりノイズレベルも同様
に増加してしまう。ビデオ信号を増加する好適な方法
は、集積シリンダによって照射されてフィルム画像フレ
ーム上に導かれる光の量を増加することにより、照射レ
ベルを高める方法である。しかしながら、現在のテレシ
ネシステムでは、リアルタイムのフィルムフレーム率で
光強度を変化させることは不可能である。
【0011】上記の説明を要約すると、テレビ放送用
の、またはテレビ、特にHDTVでプレイバックするた
めのビデオテープまたはビデオディスクでの再生用の、
ネガティブ、マスター、及びポジティブのプリント映画
フィルムのテレシネ変換については、上記引例において
詳細に説明されるようにさまざまな考察がなされてい
る。アークランプ出力強度における時間的変動は、結果
として生成されるビデオプレイバック画像にちらつき
(フリッカー)をもたらす重大な原因の1つである。さ
らに、異なるビュー条件、及びテレビ画面の限定された
または異なる輝度のダイナミックレンジに関連する審美
的理由のために、シーン変化時に、走査照射を基準線要
求光強度値(baseline commanded light intensity val
ue)から変化されることが望ましい。基準線要求光強度
値はフィルムの種類によって決定され、’596号特許
に開示されるシステムにおいては、テレシネ変換期間中
のアパーチャホイールの位置によって設定されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】’596号特許に開示
されるモータ駆動式アパーチャホイールを回転して、通
常のフィルムフレーム走査期間内に走査ライン強度を調
整することにより、ほぼリアルタイムの輝度制御を実現
することは不可能である。この場合の照射ビームの直径
により要求されるホイールのサイズ、及びその慣性質量
を考えると、それはフィルムフレーム走査率で新しいア
パーチャを決定することのできる小型ドライバの開発に
対し大きな矛盾を提示する。また、環状の光ビームの位
置の関数としての光ビーム強度はガウス分布を示すた
め、制御システムの利得はノンリニアとなり、これはア
パーチャホイールの高帯域幅の操作、及びレベル変化中
のアパーチャホイールの一貫した操作に悪影響を及ぼ
す。
【0013】本発明は、上記の従来技術における諸問題
を解決するためのものであり、フィルムスキャナまたは
その他の光学システムに用いられるアパーチャ制御シス
テムの照射レベル制御用アパーチャ調節装置を供給する
ことを目的とし、このアパーチャ調節装置は、光学パス
上のアパーチャを調節して、迅速かつ正確な照射レベル
調節を可能にする。
【0014】さらに、本発明は、テレシネコンバータに
おけるほぼリアルタイムの照射制御を得るために急速な
アパーチャ調整操作が可能な、十分に慣性質力が小さい
光調整アパーチャ調節装置を供給することを目的とす
る。
【0015】さらに、本発明は、ほぼ単一面において、
光学パスの外側から対称的に光学パスを遮蔽することに
より、照射の均一性を保持し、より低ノイズレベルの中
心光ビームを利用するためのアパーチャ調節装置を供給
することを目的とする。
【0016】さらに、本発明は、制御システムにリアル
タイムの位置フィードバック情報を供給し、安定したア
パーチャ位置を維持する、アパーチャ調節装置を供給す
ることを目的とする。
【0017】さらに、本発明は、限定された移動範囲に
おいて迅速に反応して分解能(resolution)の高いワイ
ドダイナミックレンジを実現する強固な構造を有し、ア
パーチャ位置を維持するための動力を消費しないアパー
チャ調節装置を供給することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段及び作用】上記及びその他
の目的のために、テレシネ走査及びその他の高速度の応
用に用いる、要求された光強度信号に応じて光ビームの
光量を選択的に調節するためのアパーチャ調節装置は、
複数のアパーチャ決定位置を選択的に設定でき、光ビー
ム径を選択的に増減してこの光ビームの遮蔽量を増減
し、それにより光ビームの光量を選択的に調節するため
のアパーチャ決定手段と、前記アパーチャ決定手段の運
動を限定された範囲に限定する手段と、要求された光強
度信号に応じ、前記アパーチャ決定手段を前記複数のア
パーチャ決定位置の選択された1つに設定するための駆
動手段と、を有する。
【0019】好適な応用または使用においては、このア
パーチャ調節装置は、スキャナのフィルムゲート内に支
持され移動するフィルムのイメージフレーム上に照射線
を供給するフィルムテレシネスキャナ用の照射システム
において用いられる。この照射システムは、システムの
光学パスに一般的に環状の光ビームを供給する光源と、
前記光学パス上に設けられ、前記光ビームを受光し、前
記フィルム上に拡散照射光を供給するための照射手段
と、を有する。
【0020】好適な実施例においては、アパーチャ決定
手段は、さらに、光学パス中に配置され、光ビームを通
過させるための開口を有するハウジングと、前記ハウジ
ングによって支持され、前記開口の完全なアパーチャ開
位置とこの開口部の複数の絞り(ストップダウン)アパ
ーチャ位置を通じて移動可能な第1及び第2の可動ブレ
ードで、設定されたアパーチャを通過し、前記照射手段
に入射する環状の光ビームの直径を決定する複数の絞り
アパーチャの各々を決定するよう形成された第1及び第
2の先端部を各々有し、これにより複数の絞りアパーチ
ャにおける前記光ビームの強度の空間的変位を最小限に
する、第1及び第2の可動ブレードと、前記第1及び第
2の先端が相対的に移動して重複し、前記複数の絞りア
パーチャ決定位置を形成するよう、要求される光強度信
号に応じて可動ブレードを相対的に移動する手段と、を
有する。
【0021】より詳細には、前記第1及び第2の可動ブ
レードは、第1及び第2の光遮断部つまり実面バンド部
と、第1及び第2の光伝達(transmisson )部つまり切
り取りバンド部から成る連続的な単一部材と、により形
成される細長いバンドから成り、第1及び第2の光遮断
バンド部は、バンド中央に互いに平行な面に形成され、
第1及び第2の光伝達バンド部は、この第1及び第2の
光遮蔽バンド部を分離し、細長いバンドの第1及び第2
の端部ループを形成する。さらに、第1及び第2の光遮
断バンド部の端部として形成された、成形された第1及
び第2の先端部は、第1及び第2の光伝達バンド部の1
端を決定し、第1及び第2の光遮蔽バンド部が互いにま
た開口部に対して平行に移動すると、互いに向き合って
ほぼ単一平面において光ビームを遮蔽する。
【0022】前記細長いバンドを支持しかつ移動させる
ために、ハウジングに支持された第1手段は、第1光伝
達部の第1端部ループに係合し、これに回転及び張力に
よる支持を供給する。さらに、ハウジングに支持される
第2手段は、第2光伝達部の第2端部ループに係合して
回転による駆動力を供給する。ハウジング手段により支
持される第3手段は、第1光遮蔽バンド部が第2光遮蔽
バンド部と近接した平行位置に位置するようにこれをガ
イドする。
【0023】実際の使用においては、一般的に環状の光
ビームは、その照射レベルとビーム中心からの距離との
間にノンリニアな関係を示し、本発明の1態様において
は、第1及び第2の先端部は、複数の開口決定位置にお
けるこのノンリニアな関係を少なくとも部分的に補償
し、システムの最大利得の最小利得に対するノンリニア
な比を低減し、開口決定位置をより細分化できる低伝達
領域において、開口位置誤差に対する感度を低めるよう
に成形される。より詳細には、第1及び第2の先端部
は、第1及び第2の左右対称の部分的に楕円形のブレー
ド開口を決定する。各楕円形ブレード開口は、さらに、
第1及び第2の可動ブレードの移動方向に延びるV字型
の切り込みをその中央部に有する。このV字型切り込み
は、最大アパーチャの最小アパーチャに対するノンリニ
アなシステム利得の比を低減し、アパーチャのサイズが
減少するにつれアパーチャ位置誤差に対する感度を低く
する。
【0024】本発明の好適な実施例においては、’59
6特許のアパーチャホイールの代わりに、軽量で薄い可
動ブレードが用いられる。この可動ブレードは同時に移
動することによりビーム領域の外側から照射ビームを遮
蔽し、減衰する。このブレードは、光学パスに沿って、
集積シリンダーの手前、アパーチャストップとフィール
ドストップ面の中間に設けられる。照射ビームが通過す
るブレード開口の形状は、最大システム利得に対する最
小システム利得の比を縮小するように設計される。ここ
で、利得とは照射レベルの変化とブレード位置の変化の
比である。この開口の形状はさらに、極めて低い伝達操
作位置、つまりほぼ閉鎖されたアパーチャ位置における
アパーチャ位置の誤差に対する感度を低める効果もあ
る。このブレードは十分に軽い慣性質量を有し、小型で
高性能の永久磁石DCモータによって駆動されると、所
定時間における移動が可能である。光ビームに関するブ
レードの位置は位置センサによってモニターされる。こ
のブレードは断面が環状のバンドになるように形成さ
れ、この断面が平行に配置されて、バンドがモータによ
って移動されるように取り付けられるのが好ましい。
【0025】
【実施例】図1は、本発明に係る照射制御システムのコ
ンポーネントをテレシネスキャナの構成要素と組み合わ
せた概略斜視図である。
【0026】図のシステムは、ハウス14内にあり可変
ドライブによって動力が供給される300WのCerm
ax Xenonショートアークランプと、光ビームを
通常は開状態にあるシャッター22を通して光学パス2
0へ照射するためのリニアパワーサプライ16と、集光
レンズ24と、を含む。光学パス20における光ビーム
は、一連の集光レンズ24、26、28により環状の断
面形状に成形され、ポジあるいはネガフィルムを走査す
るために、プレゲートスペクトルフィルタ30、32
(もしくは’596特許に開示される別のフィルタ)で
フィルタリングされる。光学パス20にはフィルタホイ
ール40が挿入され、ホイール上に設けられた3つのフ
ィルム特定干渉フィルタ(film-specific custom inter
ference filters )のセットひとつが選択される。これ
は、Eastman Colorネガおよびポジフィル
ムの特定(calibration )及び走査のために用いられ、
前述のSPIE文献や’379特許に開示される方式で
走査されるタイプのフィルムの適切なカラーバランスを
実行する。必要であれば、フィルムの特定後、照射制御
システムコンソール70からの信号に応じてこの選択さ
れたフィルタセットを光学パス中に配置して、テレシネ
スキャンを行う。
【0027】図2を用いて説明する。本発明によれば、
アパーチャ決定メカニズム33が光学パス20上の、好
ましくはレンズ24と26にそれぞれ関連するアパーチ
ャストップとフィールドストップの中間に設けられる。
アパーチャ決定メカニズム33は、迅速かつ正確な制御
が可能であり、複数のアパーチャ決定位置において複数
のアパーチャ開口部を形成する。本発明の好適な実施例
によるアパーチャ決定メカニズム33は、光学パスに中
心を有するアパーチャ39を決定する一対の可動ブレー
ド35、37を含む。アパーチャ39は、後述する方法
で光ビームを成形し、このビームの照射レベルを調節す
る。位置センサ(図1参照)が照射制御システムコンソ
ール70に位置信号を供給し、コンソール70は駆動電
流信号を後述する方法でブレード35、37の駆動モー
タに供給する。
【0028】光学パス20上のアパーチャ39を通過し
た後の光ビーム21は、フィルタホイール40の選択さ
れたフィルタセットによってフィルタリングされ、集光
レンズ26、28で成形されて、集積シリンダ80の入
光ポートに導かれる。集積シリンダ80は、前述の係属
中の特許出願第’143号に記載のものが好ましいが、
米国特許第’346号、’383号、’596号、SP
IE文献などに開示されるタイプのものでもよい。集積
シリンダ80は、そのフィードバックポートから延びて
フォトセンサ83へと接続される光伝導ロッド(または
ファイバ)81を有する。このフォトセンサ83はコン
ソール70内の電流/電圧回路に接続され、集積シリン
ダ80のキャビティ内の光の測定された輝度信号を生成
させる。測定された照射レベルはフォトセンサ83によ
って電流値に変換され、ついで測定された輝度信号の電
圧値に変換される。
【0029】図1の集積シリンダ80は、光学パスに対
して傾斜し、光ビーム21を入射させる端部入射ポート
(図に明示されず)が設けられるのが好ましい。光ビー
ム21は光学軸と集積シリンダ80の物理特性とに対し
てその発散角度と配向角度が厳密に調整され、均一な光
としてリニア出光ポート85から出力される。入射した
光ビーム21は、集積シリンダ内で反射され、強度の強
い拡散光の細い光線となりリニア出光ポート85から出
光し、出光ポート85を通過して図のA方向に搬送され
る映画フィルム44のイメージフレームを照射する。
【0030】この光線は、画像のダイカラーと濃度によ
って、その色と輝度が調整され、調整された光がピック
アップステージ45に導かれる。ピックアップステージ
の投影レンズ46は、この光線を2色フィルタを含むビ
ームスプリッタ48に導き、スプリッタ48はその様に
調整されたイメージのラインを色と輝度、つまり細部
(ディテイル)ラインイメージに分解してそれぞれピッ
クアップ装置50、52に送る。ピックアップ装置5
0、52はそれぞれ、’346特許、’379特許、S
PIE文献に開示される3色のビデオライン色信号を生
成する3色フィルタCCDリニアアレイのセットと、ビ
デオラスタ輝度信号を生成する単一のCCDアレイであ
るのが好ましいが、その他のCCDアレイシステムが用
いられてもよい。
【0031】図1の照射制御システムが用いられるHD
TVテレシネ変換システムは、’596特許の表Iなど
にリストされる広範囲の映画フィルムに適応するように
設計される。それぞれのフィルムにおけるフォーマッ
ト、パーフォレーション、速度の差が、リニアアレイ5
0、52のCCD要素の調整時間の相違となり、さらに
必要な照射レベルの差となって現れる。キセノンショー
トアークランプハウス14は、異なるパワーレベルに対
して調整が可能である。しかしながら、ランプパワーが
通常の操作レベル以下に下がると、平均光出力が減少す
るにつれてノイズ(光のちらつき)が増加する。’59
6特許に述べられているように、出力源(光集積シリン
ダ80のアパーチャ85における照射ライン)の信号対
ノイズレベルは、ビデオ画像のちらつきを防止するため
に50db以上で分離される必要がある。また、信号/
ノイズレベルを強化するためにランプパワーを通常の操
作レンジより高くすると、ランプの寿命が縮まる。
【0032】このようにランプ電流の調整は、主として
ランプのアークのちらつきによって生じる低周波、低輝
度レベルの妨害に対応するために用いられる狭い操作レ
ンジでのパワーレベル調整に制限される。この調整は、
集積シリンダ内での測定照射レベルを所望のレベルと比
較し、その誤差を用いて、標準のサーボレギュレータ構
成において可変ランプのパワーサプライ(供給電力)の
誤差をゼロにすることによって行われる。
【0033】広範囲のダイナミックレンジでの照射を達
成するためには、’596特許のアパーチャ機構の代わ
りに、光ビーム遮蔽ブレード35、37を光学パス20
に挿入する。この光ビーム遮蔽ブレード35、37の細
部は、上記のように、図2に示される。これらの2枚の
薄いブレード35、37は、ほぼ同一平面上に位置する
ように正確に配置され、光学パス20に沿って、集積シ
リンダより手前のアパーチャストップとフィールドスト
ップとの中間、かつレンズ24、26の中間に位置を定
められる。これによって、’143特許出願に開示され
るタイプの集積シリンダ内でビームの反射角度に及ぶ影
響が最小限に押さえられる。’596特許やSPIE文
献で開示される集積シリンダを用いた別の実施例では、
ブレードの設置位置は本実施例ほど厳密ではない。
【0034】光学パス20のこの地点(ブレードの設置
点)では、光ビーム21の断面はほぼ環状であり、レン
ズシステムで設定される公称直径(nominal diameter)
を維持している。ブレード35、37を操作するメカニ
ズムに関して、図4−6を参照して後述するが、これら
のブレードは、矢印Bで示される水平方向に沿って、内
側または外側に同時に移動調整され、アパーチャ39を
通過する光ビームの直径を縮小または拡張する。アパー
チャ39を決定するV字切り込みの入りの対称楕円型の
ブレード開口部35’、37’は、互いに鏡像関係のよ
うに左右対称に移動し、光ビーム21を両側から均等に
遮断する。これによって低ノイズの光ビーム中心特性が
維持され、アパーチャ位置がどこであれ、集積シリンダ
スプリットからの出力光線が長さ方向に均一となるよう
に維持できる。さらに、アパーチャ39が閉鎖する場
合、水平方向よりも垂直方向への閉鎖速度が遅いため、
猫の瞳孔の形に似た縦方向の光を維持する。これによ
り、集積シリンダ80の細長い出光ポート85の出力光
の均一性にほとんど影響を及ぼすことがない。
【0035】ブレード35、37は質量が小さく、高性
能モータ(図示せず)によって矢印Bの方向に駆動さ
れ、フィルムフレームの走査速度に匹敵する極めて迅速
な速度でその位置を変化できる。テレシネシステムにお
いてほぼリアルタイムの照射制御を行い、1フィルムフ
レーム走査期間内で照射レベルを調整することによっ
て、ビデオシステムは、前後のフレームの走査されたイ
メージデータを遷移(transition)フレームに置き換え
ることが可能になる。このように、フィルム搬送システ
ムを停止させることなく照射レベルの変化がなされ、ビ
デオ画像に目に見える遷移光が生じることを防ぐ。リア
ルタイムのブレード制御はモータとドライブによって行
われ、ブレード制御に使用される絶対位置情報は位置セ
ンサ60から供給される。
【0036】ブレード35、37の位置制御は、例え
ば、前述の米国出願08/073,832に開示される
サーボレギュレータとして構成される連続制御技術を用
いて行われる。この技術においては、制御されるパラメ
ータは適切な極性でフィードバックされ、そのパラメー
タの基準レベルと比較される。この基準信号とフィード
バック信号の誤差がブレードパワーステージのドライブ
信号になり、その信号極性は誤差をゼロに減ずる方向の
力を常に供給する。誤差をゼロにするための駆動力の強
さ及び安定性は誤差信号の利得により決定し、「比例誤
差」と呼ばれる。多様なダイナミックレスポンスを行う
ために、この誤差信号に導関数(derivative)及び積分
作用を加えることもできる。全体的な誤差信号利得を決
定するシステム利得要素の無変動性(non-variance)及
びリニアリティ(直線性)によって、一貫したダイナミ
ックレスポンスが決定される。
【0037】前述の係属中の米国特許出願08/07
3,832には、「強度レベル」と「ブレード位置」の
2つの制御パラメータを表す2つのフィードバック信号
が、対応する照射レベル及びブレード位置の基準値に関
連してサーボ調整に用いられることを特徴とする制御シ
ステムが開示される。強度利得信号及び位置利得信号に
よりそれぞれ利得成形された照射強度誤差信号と位置誤
差信号が求められる。強度利得信号はノンリニアで、ア
パーチャ位置の関数として変化する。位置利得信号は、
所望のダイナミックレスポンスを達成するために位置誤
差信号に供給される一定の線形(リニア)増幅関数であ
る。これら2つの制御パラメータは個別に制御ができな
いため、サーボレギュレータを同時に制御しようとする
と不都合が生じる。そのため、常に強度利得と位置利得
のいずれかをゼロに設定し、それぞれのサーボレギュレ
ータを、他方の操作期間中は、効果的にオフにすること
により、これを防止する。
【0038】光ビームの中心Cからその半径Rに沿って
外方向に移動する、ある点からある点までのビーム出力
レベルは、ほぼガウス特性を示すため、アパーチャを通
過するビーム出力の伝達レベルの変化と、アパーチャ径
(ブレード位置)の変化の間には、図3の曲線が示すよ
うな非常にノンリニアな関係が生じる。図示される伝達
曲線は、キセノンランプの照射パワーがガウス分布を示
す場合に求められるもので、各ブレードがビーム外側か
ら中心Cに向かって同量ずつ移動すると値が増加するブ
レード位置の関数として示される。
【0039】図3には、直線的なビーム遮断端部(すな
わち、開口部35’、37’を含まない、’596特許
のアパーチャホイールのらせん形開口部と同じ概念を有
する端部)を有する一対のブレードの光伝達特性が実線
で示される。この伝達曲線では、ブレード位置が変化す
ると強度利得が非常に大きく変化し、このような強度利
得はブレード位置の変化に対する照射レベルの増分変化
として定義される。さらに、この直線端部形状のブレー
ドは、光の低伝達作動領域(つまり、ほぼ完全に閉鎖し
たアパーチャ)において、特にFストップ、または対数
変域(logarithmic domain)において測定された場合、
ビーム強度の変化がブレード位置に対して非常に高い感
度を示す。
【0040】本発明の好適な実施例によれば、ブレード
35、37のアパーチャ開口部39は、強度の最大利得
の最小利得に対する比を改善つまり縮小するよう成形さ
れる。さらに、この開口形状は、低伝達領域、つまり、
ほぼ完全な閉鎖ブレード位置においてアパーチャ位置誤
差に対する感度を低めることにより分解能を改善する。
図3の点線で示す曲線が、楕円形状でV字の切り込みを
中央に有する一対のブレード開口部35’、37’の光
伝達特性(透過率)を示している。この曲線は前述の曲
線に比べ幾分リニアであり、低伝達領域においてより低
い強度利得を示している。ブレード開口部35’、3
7’のこの形状は、アパーチャ位置に対する強度利得の
ノンリニアリティ(非直線性)を改善している。更に好
適な実施例につき以下に説明する。
【0041】アパーチャ調節装置33の好適な実施例が
図4及び図5に示される。図において、ブレードは、薄
い(0.002インチ)、スチールバンド233の連続
する番号を付けられた部分において実現される。このス
チールバンド233は図6に別に示される。図示するよ
うに、スチールバンド233は実面の(solid )平坦な
中央部分と、切り取られた端部のループ部分から成る。
スチールバンド233の実面平坦部分235及び237
は、成形された側部235’及び237’によってその
境界が定められる。この側部235’と237’は上述
の開口部35’と37’と同じ形状を有し、スチールバ
ンド部235と237が互いに平行に近接して位置決め
されて、側部235’と237’が図のように適切に配
置されたときに決定するアパーチャ39を光ビームが通
過する。実面部分235及び237のループ端部の境界
は、平坦側部235”及び237”によって定められ
る。細長い切り取り開口部239及び241により、バ
ンドが長さ方向に分けられ、平行する小さいループ部2
39(1)、239(2)、241(1)、241
(2)が決定する。これらのループは、図4及び図5に
示されるように、ベアリング及びモータドライブスプー
ルに支持される。
【0042】図2に示されるように、切り取り開口部2
39及び241の成形された側部235’及び237’
は、照射ビームを通過させるためのアパーチャ開口39
を供給する。照射ビーム分布のほぼ完全なガウス特性に
より、ビームパワーの変化とアパーチャ位置の変化の間
にノンリニアな関係が生じる。前述のように、アパーチ
ャ開口は最大利得の最小利得に対する割合を改善つまり
低めるよう成形されている。ここで、上述のように、利
得はアパーチャの大きさに対する強度誤差の変化であ
る。また、ほぼ完全なまたは完全なアパーチャ閉鎖位置
における低伝達領域においてアパーチャ位置誤差に対す
る感度を低めることにより、このアパーチャ形状が分解
性能を向上させる。
【0043】図4及び図5に戻り説明する。アパーチャ
調節装置33は、ダイカストで製造された箱型のハウジ
ング240と前方メタルカバー270を有する。ハウジ
ング240とメタルカバー270は、それぞれ位置合わ
せされた開口242及び272を有し、内部に前述のス
チールバンド233を取り付ける。スチールバンドは内
蔵されたドライブ及びアイドラーメカニズムにより移動
される。ハウジング240内部において、切り取りバン
ドループ部241(1)、241(2)は、(ドライブ
シャフト244に結合された)ドライブスプール244
(1)、244(2)に取り付けられ、切り取りバンド
ループ部239(1)、239(2)は、ベアリングレ
ース246(1)、246(2)を含む張力/リターン
アイドラーアセンブリ(tension and return idler)2
46に巻き付けられる。実面バンド部235及び237
は、側部235’と237’が互いに向き合うように第
1及び第2の平行面において支持され、横方向に移動さ
れる。ドライブモータアセンブリ248は、ドライブシ
ャフト244を回転し、これによりスチールバンド23
3を移動して、位置合わせされたアパーチャと開口部2
42及び272の中心点から、規定の限定された移動範
囲において、側部235’と237’を互いに近づけあ
るいは遠ざけるように引っ張る。ハウジング240に取
り付けられたピンストップ245は駆動モータアセンブ
リを干渉し、ドライブシャフト244が制限された動作
範囲を超えて回転するのを防ぐ。
【0044】薄いスチールバンド233は、モータドラ
イブスプール244(1)、244(2)の周囲を回
り、さらに一対の第1及び第2のアイドラー260と2
62、ベアリングレース246(1)及び246(2)
に取り付けられた張力/リターンアイドラー246か
ら、ドライブスプール244(1)、244(2)に戻
るように巻きつけられる。張力/リターンアイドラー2
46のベアリングレース246(1)、246(2)
は、それぞれのベアリング250(1)、250(2)
によって支持される。このベアリング250(1)、2
50(2)はショルダースクリュー254(1)、25
4(2)によってハウジング240に取り付けられる固
定軸252上を回転する。軸252の溝端部にはショル
ダースクリュー254(1)、254(2)が挿入さ
れ、これによりバネ(255(1)、255(2))の
作用によってこの溝端部はドライブスプール244
(1)、244(2)から遠い方向に片寄る。このショ
ルダースクリュー254(1)、254(2)は、バン
ド全体の高さを通じて一定のバンド張力を供給する。
【0045】第1及び第2のアイドラー260、262
は、それぞれ外側ベアリングレース260(1)、26
0(2)、262(1)、262(2)を有する。これ
らのレースはバンド233の1側面上の実面部235の
端部に抗してこれを支持し、前面及び後面バンド部23
5、237をほぼ同一面にガイドする。各アイドラー2
60、262のアイドラーベアリングアセンブリは、ス
チールバンド233を支持するレースだけが回転して質
量が小さくできる構造になっている。
【0046】このように、スチールバンド233、ドラ
イブスプール244(1)、244(2)、ベアリング
246(1)、246(2)を取り付けた張力/リター
ンアイドラー246は十分に軽量の慣性質量を有し、ド
ライブモータアセンブリ248内の小型で高性能の永久
磁石DCモータ248’によって駆動されると、所定時
間内の運動が可能になる。寿命を長く維持するために、
スチールバンド233の厚さ及びアイドラーとドライブ
スプールに巻かれるバンドの曲げ半径(bending radiu
s) は厳密に特定され、このスチールバンドに特定され
た最小曲げ半径より大きい曲げ半径が確保される。
【0047】さらに、スチールバンド233の切り取り
部すなわち開口部239、241によりスチールバンド
233の質量は減少し、より高い加速が可能になる。さ
らに、この開口部239、241は、バンドがドライブ
スプール及びアイドラーの回りを通過するときに、バン
ドのループ部の時計ばね効果(clock spring effect)
が除去されるよう成形される。なお、この時計ばね効果
は、ドライブスプールが回転されたときに、ドライブス
プールの端部及びアイドラーの端部において屈曲するス
チールバンドの面積が不均等である場合に発生する。こ
のような時計ばね効果はモータ及び制御システムに一定
の負荷力(load force)を供給することになり、そのダ
イナミックレスポンス及び精密度に影響を及ぼす。ドラ
イブモータは、要求されたアパーチャ開口を維持するた
めに、この時計ばね効果に逆らうエネルギーを拡張しな
ければならず、これによりモータの温度が上昇し、要求
される光強度の変化に迅速に反応する能力が低減し、そ
の結果、操作実行周期が低下する。
【0048】ドライブモータアセンブリ248は、枠の
無い、角度限定された、高トルクドライブモータ24
8’を含み、ドライブシャフト244に取り付けられ
て、回転に必要なトルクをドライブスプール244
(1)及び244(2)に供給する。モータドライブ2
48’は、スチールバンド233の側部235’、23
7’が完全な開アパーチャ位置から完全な閉アパーチャ
位置の間を移動するための偏位(excursion )の角度全
域にわたって一定のトルクを供給する、単一ワインディ
ングのドーナツ型巻き状装置であるのが好ましい。モー
タドライブスプール244(1)、244(2)の半径
は、モータの動作範囲内でスチールバンド233のリニ
ア運動を供給できる大きさに定められる。モータ24
8’は単一ワインディングの装置なので、整流が不要で
あり、整流によるノイズ、及びトルクの外乱を避けるこ
とができる。モータ248’は整合リニアパワーアンプ
で駆動されることによりノイズ出力の可能性をさらに低
減する。
【0049】制御システムにより指定されたアパーチャ
開口の変化及び維持における精密さ及びスピードを確保
するために、スチールバンド233の操作及び移動の正
確さが維持されなければならない。ドライブスプール2
44(1)、244(2)のそれぞれに、2つの位置決
めピン266(3)、266(4)、266(5)、2
66(6)と、取付スクリュー264(1)、264
(2)のそれぞれを取り付け、張力/リターンアイドラ
ーのベアリングレース246(1)、246(2)に位
置決めピン266(1)、266(2)を取り付けるこ
とにより、安定した、スリップの起こらない位置が維持
される。取り付けスクリュー264(1)、264
(2)、及び位置決めピン266(3)、266
(4)、266(5)、266(6)は、図6に示され
るように、ループ部241(1)、241(2)それぞ
れの連続する3つの穴265(1)、265(2)に適
合する。同様に、ピン266(1)、266(2)は、
図6に示されるスチールバンド233のループ部239
(1)、239(2)のそれぞれの穴267(1)、2
67(2)に適合する。これにより、バンドは、駆動メ
カニズム及びアイドラーメカニズムから滑り落ちないよ
うに取り付けられる。
【0050】バネを取り付けた張力/リターンアイドラ
ーのレース246(1)、246(2)によって働く張
力と、スチールバンド233の低弾力により、モータド
ライブスプール244(1)、244(2)からアパー
チャ開口39に安定した駆動力(stiff drive )が供給
される。これにより、上述の米国出願08/073,8
32に示された高反応サーボレギュレータベースの制御
システムの実施が可能になる。
【0051】回転可変作動変圧器(RVDT)256
は、連結器258によって、モータドライブスプール2
44(1)、244(2)に取り付けられたドライブシ
ャフト244に連結される。このRVDT256は、シ
ステムの角度範囲に一致する限定された回転角度にわた
りリニア出力を供給する限定角度装置(limited angled
evice)であり、モータドライブスプール244
(1)、244(2)に取り付けられたスチールバンド
233の絶対位置の連続フィードバック信号を供給す
る。RVDT256は、ベアリング以外の摩耗要素を含
まず、ほぼ無限に分解が可能な連続位置情報を供給す
る。RVDT256はLucas Schaevitz
社から入手されるモデルR30Dでもよい。また、光学
エンコーダをRVDTの代わりに使用して、制御電子装
置(control electronics )を適当に変化させることに
よっても、位置情報を供給することができる。
【0052】上記以外の構成要素として、モータハウジ
ングの温度をモニターするためにハウジング240に取
り付けられたサーモスタット280が図4に示される。
温度が高すぎるとこれが検出されて、モータへのダメー
ジを防ぐためにシステムが中止されてもよい。
【0053】実際の使用においては、低質量のスチール
バンド233は高トルクモータ248’によって駆動さ
れて前進及び後退し、フィルムフレーム率に匹敵する急
速なアパーチャ位置の変化が可能になる。バンド233
の実際の位置は、成形された側部表面235’、23
7’によって決定するアパーチャの大きさに関連し、こ
の位置はRVDT256によって検出される。1フィル
ムフレームの走査期間(例えば33ミリセカンド)内に
光ビームの照射レベルを調節してテレシネフィルムにお
けるほぼリアルタイムの照射制御を供給することによ
り、ビデオシステムは遷移フレームの代わりに前後の走
査されたビデオフレームを繰り返し用いることができ
る。このように、ビデオまたはフィルム搬送システムを
中断することなく、また遷移光レベルのビデオイメージ
を新たに生成することなく、照射レベルを変えることが
できる。
【0054】本発明の装置は、上述の米国特許出願08
/073,832に開示された照射制御システムに用い
て作動するよう設計されているが、何らかの修正を行
い、または全く修正せずに、その他の照射システムに用
いることも可能である。また、成形された側壁13
5’、137’により決定するアパーチャの形状を、他
の応用に合わせて変えることも可能である。
【0055】本発明は好適ないくつかの実施例を特定し
て参照し、詳細に説明してきたが、本発明の範囲内にお
いて変化及び修正が可能であることは理解されよう。
【0056】
【発明の効果】本発明のアパーチャ調節装置の主要な利
点は、ブレードメカニズムを操作することにより、テレ
シネスキャナの集積シリンダに入射する光源からの光ビ
ームの光量を調節するために、アパーチャを迅速かつ正
確に調節できることである。例えば、約1/15のFス
トップのアパーチャ分解性能の範囲内で、通常33ミリ
セカンド以内に、あるアパーチャ位置から新しいアパー
チャ位置へブレードメカニズムを調節することができ
る。このアパーチャ形状は、7Fストップ以上のフルダ
イナミックレンジの照射レベルを供給する。このブレー
ドメカニズムは、静止状態での負荷力(any load force
s at rest )を生成しない。従って、レベル変化中は、
アパーチャ位置の安定した規制が維持され、外乱(exte
rnal disturbances )が無いため消費パワーは低く、照
射制御システムとの組み合わせによりレベル変化の実行
周期(duty cycle)をより長くできる。その他の特性と
して、本発明のアパーチャ調節装置は、ブレード装置、
及び現存のスペースエンベロープに適合する小型で角度
限定された駆動モータを供給し、アパーチャストップと
フィールドストップ面の間に位置するほぼ単一面におい
て光ビームを遮蔽し、照射の均一性に対する影響を最小
限にし、より大きい直径を有する光線を、広範囲で細か
い分解性能を有するアパーチャによって遮蔽し、寿命を
長くし、高い信頼度を供給し、部品数を抑え、さらに摩
耗連結装置が不要であり、トルクソースと、連続するバ
ンドにより形成された遮蔽ブレードとの間に強固な機械
ドライブを有し、一定の所定張力、及びアパーチャを決
定する連続バンドの位置決めを維持し、強固で慣性の低
い高反応アパーチャ調節メカニズムを供給する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の照射制御システムのコンポーネントを
テレシネスキャナの構成要素と組み合わせた簡略斜視図
である。
【図2】図1において用いられた光ビームアパーチャ決
定メカニズムを示す図である。
【図3】直線的な端部を有するブレードと中央にV字の
切り込みの入った楕円形開口端部を有するブレードの、
光伝達率とブレード開口部位置の関係を比較したグラフ
である。
【図4】本発明のアパーチャ調節装置のコンポーネント
を示す拡大等角図である。
【図5】図4のコンポーネントを組み立て、フロントカ
バーを外した正面図である。
【図6】図4及び図5の装置で用いられるスチールバン
ドを示す斜視図である。
【符号の説明】
20 光学パス 21 光ビーム 33 アパーチャ決定装置 35、37 可動ブレード 39 アパーチャ 233 スチールバンド 240 ハウジング 248 駆動モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レイモンド エル デウルフ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター ロックレア ドライブ 9 (72)発明者 リチャード ジェイ サンダー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター バラット アベニュー 290

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のフレーム走査時間内に、フィルム
    のイメージフレームを照射し、その照射されたイメージ
    フィルムからビデオイメージフレームデータを取り出す
    テレシネフィルムスキャナ照射システムにおいて、 システムの光学パスに沿って光ビームを供給するための
    照射光源と、 前記光学パス上に設けられ、前記光源からの光ビームを
    受光し、均一な拡散照射によってフィルムのイメージフ
    レームを照射する照射手段と、 アパーチャ調節装置と、 を含み、 前記アパーチャ調節装置は、 前記光学パス上で複数のアパーチャ決定位置を選択的に
    設定でき、光ビーム径を選択的に増減して光ビームの遮
    蔽量を増減し、これによりフィルムの1イメージフレー
    ムの走査時間内における前記照射手段への光の入射量を
    選択的に調節するアパーチャ決定手段と、 限定された範囲において動作可能であり、駆動信号に応
    じて前記アパーチャ決定手段に対し前記複数のアパーチ
    ャ決定位置を選択的に設定する駆動手段と、 を含むことを特徴とするフィルム照射システムにおける
    アパーチャ調節装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の装置において、 前記アパーチャ決定手段は、 前記光学パス上に配置され、前記光ビームを通過させる
    ための開口部を有するハウジングと、 前記ハウジングに支持され、前記開口部の完全なアパー
    チャ開位置から複数のアパーチャ決定位置を通して移動
    可能であり、設定されたアパーチャを通過して前記照射
    手段に入射する環状の光ビームの直径を定める複数のア
    パーチャ決定位置を決定すべく成形された第1及び第2
    の先端部をそれぞれ有し、複数のアパーチャ決定位置に
    おける前記光ビームの強度の空間的変位を最小限にする
    ように形成された第1及び第2の可動ブレードと、 を含み、 前記駆動手段は、 前記第1及び第2の先端部が相対的に移動して重複し、
    複数のアパーチャ決定位置を形成するよう、駆動信号に
    応じて前記可動ブレードを互いに移動する手段を含むこ
    とを特徴とするフィルム照射システムにおけるアパーチ
    ャ調節装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の装置において、 前記第1及び第2の可動ブレードは、 互いに平行な面に形成され、中央に設けられた第1及び
    第2の光遮断バンド部と、この第1及び第2の光遮断バ
    ンド部を分離しバンドの端部ループを形成する第1及び
    第2の伝達バンド部と、からなる連続的な単一部材で形
    成された細長いバンドを含み、 前記第1及び第2の光遮断バンド部の端部として形成さ
    れる前記第1及び第2の先端部は、第1及び第2の伝達
    バンド部のそれぞれの1端部を決定し、前記第1及び第
    2の光遮断バンド部が前記開口部及び互いに関連して平
    行に移動すると、それら先端部が互いに向き合ってほぼ
    同一面において前記光ビームを遮蔽することを特徴とす
    るフィルム照射システムにおけるアパーチャ調節装置。
JP6125537A 1993-06-08 1994-06-07 フィルム照射システムにおけるアパーチャ調節装置 Pending JPH0715659A (ja)

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