Кинопроекционная система с переключаемым форматом - RU2218586C2

Чертежи

Показать все 8 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к системам протяжки кинопленки для кинопроекторов, в частности к кинопроектору, пригодному для протяжки кинокопий одного формата, а затем переключения на другой формат пленки без прерывания работы проектора в ходе переключения.

Общепринятые 35-миллиметровые театральные кинопроекторы используют вращаемый двигателем зубчатый барабан, который подает кинопленку через кадровое окно скачкообразно со стандартной скоростью - двадцать четыре кадра в секунду. В ходе движения пленки вращающаяся шторка, приводимая в действие двигателем с постоянной скоростью, затемняет экран для предотвращения размывания изображения. Визуальное восприятие не страдает от таких моментов темноты из-за явления, известного, как "инерционность зрительного восприятия". Кинопленка подается к кадровому окну и скачковому зубчатому барабану и отводится от них с помощью зубчатых барабанов постоянной скорости с каждой стороны. Прерывистое движение кинопленки, создаваемое в кадровом окне, сглаживается пленочными петлями с каждой стороны скачкового зубчатого барабана, которые поддерживаются зубчатыми барабанами постоянной скорости.

Почти все существующие ныне театральные кинопроекторы относятся к механическому типу. Обычно один синхронный двигатель приводит в движение приводной вал, несущий множество приводных передач, которые приводят в движение шторку, а также зубчатые барабаны постоянной скорости и скачковый зубчатый барабан с единой скоростью, соответствующей принятой в США стандартной частоте смены кадра 24 кадра/сек. Скачковый зубчатый барабан приводится в движение устройством, называемым мальтийским механизмом, назначением которого является перевод одного полного оборота приводного вала в поворот скачкового зубчатого барабана на девяносто градусов, за которым следует период остановки в проецировании изображения. Поворот зубчатого барабана с шестнадцатью зубцами на девяносто градусов вызывает смену кадра с четырьмя перфорационными отверстиями (т. е. одно "продергивание"). Стандарт на кадр с четырьмя перфорационными отверстиями был впервые установлен в конце XIX века для приспособления к проецируемому формату 1,33:1 и с тех пор не менялся. Вследствие этого коммерческие 35-миллиметровые кинопроекторы сконструированы для продергивания четырех перфорационных отверстий при 24 кадрах/сек.

Хотя почти все театральные 35-миллиметровые кинопроекторы имеют механическую конструкцию, на рынке существует несколько специальных кинопроекторов, характеризующихся электронным продергиванием. Их конструкции опираются на высокочувствительный серводвигатель для подачи и размещения пленки в кадровом окне вместо мальтийского механизма.

Для широкоэкранных показов используются анаморфные системы, которые во время съемки оптически сжимают изображение формата 2,4:1 в кадр формата 1,33: 1 с четырьмя перфорационными отверстиями, а затем при проецировании растягивают изображение. В конце 1950-х годов был разработан экранный формат "1,85" для обеспечения "полуширокоэкранного обзора" без необходимости прибегать к анаморфным камере и проекционным линзам. Приблизительно восемьдесят пять процентов идущих сегодня фильмов используют формат 1, 85:1. Для достижения этого формата изображения в апертуру кадрового окна просто вставляется маска. Эта маска прикрывает верхнюю и нижнюю части проецируемого кадра, увеличивая тем самым отношение ширины изображения к его высоте. Следовательно, изображения, экспонируемые в замаскированной области, никогда не видны.

На прилагаемых чертежах это ясно показано на фиг.1. Заштрихованная область 64 представляет используемую область кинопленки, теряемую в формате изображения 1,85: 1 при кадре с высотой в четыре перфорационных отверстия. Область, представленная ссылочной позицией 66, соответствует оптической аналоговой звуковой дорожке. Одно из решений проблемы потери площади кинопленки состоит в изменении стандарта высоты кадра, который обеспечивает ту же проецируемую область, что и показанная на фиг.1, но без потерь нижней и верхней частей изображения. Одним из таких альтернативных стандартов кадра является кадр с тремя перфорационными отверстиями, показанный на фиг.2. За счет устранения большей части ранее теряемой из-за маскирования площади та же проецируемая область может вписываться в три перфорационных отверстия вместо четырех. Следовательно, устранение этой "потерянной" площади дает уменьшение выходного метража копии, а значит, и стоимости приблизительно на 25%.

Несмотря на то, что формат с тремя перфорационными отверстиями является шагом в правильном направлении, этот шаг не является окончательным, поскольку все еще остается некоторая теряемая область вверху и внизу, которая в ходе проецирования должна маскироваться. Фиг.3 иллюстрирует предельную высоту кадра для формата 1,85:1, при которой практически нет теряемых участков кинопленки. Формат стандарта 1,85 имеет установленную ширину изображения, которая ограничивается пространством, зарезервированным с левой стороны кинопленки для оптической звуковой дорожки. Такая ограниченная ширина кадра в совокупности с форматом изображения 1,85:1 устанавливает высоту кадра, равную 0,446 дюйма (11,33 мм). Если добавить несколько тысячных дюйма (десятые доли мм) на межкадровый промежуток, эта высота будет точно соответствовать 2,5 перфорационным отверстиям длины кинопленки. Формат продергивания на 2,5 перфорационных отверстия представляет уменьшение метража снимаемой кинопленки приблизительно на 37,5% по сравнению со стандартным форматом с четырьмя перфорационными отверстиями.

Хотя экономия кинопленки и ее финансовые последствия являются в настоящее время одним из наиболее важных моментов, улучшение изображения может быть даже более важным для будущего кинематографа. По мере того, как новые цифровые технологии повышают качество домашнего просмотра, театральный показ должен пропорционально улучшаться для привлечения аудитории. Улучшение театрального изображения возможно двумя путями. Одним путем является увеличение размеров кадра, а другой путь состоит в увеличении кадровой частоты камеры и проектора. Оба пути требуют изменений в способах съемки и проецирования кинопленки.

1. Увеличение размеров кадра.

При формате 1,85 можно увеличить размеры кадра путем растягивания изображения на кинопленке вбок на ту область, где ранее размещалась аналоговая цифровая дорожка. Аналоговая оптическая звуковая дорожка была бы заменена избыточными цифровыми дорожками. Этот новый формат более полно изложен в патентной заявке 08/646777, поданной 8 мая 1996, которая включена сюда посредством ссылки. Комбинируя этот расширенный кадр с продергиванием на 3 перфорационных отверстия, можно достичь улучшения изображения на 32% вместе с 25%-ным сокращением расхода пленки. Альтернативно, использование высоты кадра в пять перфорационных отверстий и использование для этого сильно увеличенного формата новых анаморфных линз также дало бы значительное улучшение разрешения. Однако это привело бы к большему расходованию кинопленки.

2. Увеличение кадровой частоты камеры и проектора.

Было показано, что увеличение кадровой частоты камеры и проецирования с 24 до 30 или даже 48 кадров/сек дает зрителю значительно повышенное ощущение реальности. Так как киноизображение является динамическим, более высокая кадровая частота устраняет дрожание и тем самым обеспечивает большую яркость экрана, которая в противном случае подчеркивала бы такое дрожание, при этом одновременно улучшается воспринимаемое разрешение и устраняются аномалии движения, известные как "стробирование". Стробирование возникает, когда объекты движутся по экрану с такими скоростями и под такими углами, что нарушается иллюзия кинодвижения. Объекты стробирования перескакивают из одного положения в другое неестественным образом. Эта проблема решается путем использования при съемке и проецировании более высоких кадровых частот.

Из вышесказанного явствует, что существует несколько альтернативных вертикальных размеров кадра и кадровых частот проецирования, которые в высшей степени желательны по различным причинам, но которые связаны с проблемой несовместимости с существующими проекционными системами. Успешное введение кинопленок альтернативного формата в театральный показ потребует того, чтобы кинотеатры были оборудованы проекторами, способными работать во всех форматах. Существенно, чтобы в этих проекционных системах оставалась возможность проецирования кинопленок стандартного формата с четырьмя перфорационными отверстиями при частоте 24 кадра/сек наряду с кинопленками альтернативных форматов, поскольку анаморфный широкоэкранный показ будет продолжать требовать полного кадра с четырьмя перфорационными отверстиями. Вдобавок, всегда будет некоторое количество "классических" фильмов и прочего (например, рекламные ролики и анонсы общественных услуг), которые остаются в исходном формате с четырьмя перфорационными отверстиями.

Предложено несколько конструкций, пытавшихся обеспечить формат продергивания с тремя/четырьмя перфорационными отверстиями для существующих кинопроекторов. Однако фундаментальной проблемой этих конструкций является то, что они требуют ручной замены каждого отдельного зубчатого барабана в кинопроекторе при смене формата в любую сторону. Это делает данные конструкции совершенно непрактичными из-за временных затрат и человеческих усилий. Настоящее изобретение вводит полностью автоматическое движение кинопроектора с переключаемым продергиванием/кадровой частотой. Это движение позволит одному и тому же театральному кинопроектору показывать кинопленки различных альтернативных форматов друг за другом без чрезмерного внимания технического персонала и без задержек показа. Таким образом, настоящее изобретение решает проблемы предшествующих конструкций и обеспечивает дополнительные связанные с этим преимущества.

Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает кинопроекционную систему с переключаемым форматом кинопленки, содержащую систему протяжки кинопленки для протяжки кинопленки через кинопроектор. В последующем рассмотрении изобретения слово "формат" относится в собирательном смысле к классификации тех характеристик фильмокопии, которые влияют на конструкцию или действие кинопроекционной системы, и включает в себя кадровую частоту проецирования (кадры в секунду), вертикальный размер кадра (число перфорационных отверстий), отношение формата кадра (отношение ширины к высоте) и тип оптической системы (анаморфная в противоположность сферической). Например, будучи использованным в собирательном смысле, как во фразе "могут использоваться альтернативные форматы", это означает любую комбинацию вышеупомянутых характеристик. Однако в некоторых случаях слово "формат" может использоваться в более конкретном смысле, таком как "формат с четырьмя перфорационными отверстиями", и в этом случае оно относится просто к формату копии, имеющему характеристику вертикального размера "четыре перфорационных отверстия". Термин "ре- жим" в общем используется для указания на выбираемые рабочие условия движения кинопроектора по настоящему изобретению, которое соответствует рассматриваемому формату.

Система протяжки кинопленки, называемая также подачей или "головкой" кинопроектора, содержит множество зубчатых барабанов, имеющих зубцы для вхождения в перфорационные отверстия кинопленки, и движущий элемент, вращающий зубчатые барабаны и двигающий кинопленку кадр за кадром мимо апертуры в кинопроекторе. В соответствии с изобретением предусмотрена управляющая система для регулирования движущего элемента и, тем самым, поддержания или изменения скорости вращения и положения зубчатых барабанов в соответствии с форматом кинопленки в терминах числа перфорационных отверстий, занимаемых каждым кадром, и в соответствии с назначенной кадровой частотой. Таким образом, система протяжки кинопленки способна пропускать кинопленку во множестве различных форматов на одном и том же кинопроекторе с минимумом требуемого умения и без прерывания или задержки работы кинопроектора.

В одном выполнении изобретения система протяжки кинопленки содержит пару зубчатых барабанов по одному с каждой стороны кадрового окна и скачковый зубчатый барабан между этой парой для продвижения кинопленки кадр за кадром мимо апертуры в кадровом окне. Скорость вращения пары зубчатых барабанов определяется двигателем переменной скорости, а скорость вращения и позиционирование скачкового зубчатого барабана определяются другим двигателем, таким как высокочувствительный серводвигатель (скачковый серводвигатель). В данном выполнении эти два двигателя составляют движущий элемент протяжки кинопленки. При желании, однако, в качестве движущего элемента могут использоваться единственный двигатель или три (или более) двигателя. В этом выполнении также используется отдельный третий двигатель для вращения лопасти шторки, являющейся частью механизма кинопроектора, которую следует поддерживать в синхронном движении. Любое изменение в кадровой частоте кинопленки потребует соответствующего изменения в скорости вращения шторки, поэтому двигатель шторки должен быть либо двигателем переменной скорости, либо серводвигателем.

Управляющая система координирует выход двигателя переменной скорости, скачкового серводвигателя и двигателя шторки и реагирует на переключающий сигнал, показывающий формат кинопленки. К примеру, переключающим сигналом может являться информация, закодированная в нанесенной на кинопленку полосе и считываемая датчиком. Основываясь на типе принятого переключающего сигнала, управляющая система может изменять скорость двигателя шторки и выход двигателя переменной скорости, который, в свою очередь, изменяет скорость вращения пары зубчатых барабанов, а также скорость подачи кадров кинопленки.

И двигатель переменной скорости, и двигатель шторки приводят в действие цифровой оптический кодер ("кодер") с легким прозрачным диском, который показан с одинаково отстоящими друг от друга радиальными линиями. Источник света, такой как светодиод, и фотодиод охватывают диск кодера так, что во время работы источник света проецирует луч света прямо на фотодиод. При вращении диска прохождение каждой линии кодера вызывает прерывание луча и генерирование импульса фотодиодом. Выход этих импульсов позволяет управляющей системе отслеживать точное угловое положение двигателя и скачкового зубчатого барабана и вызывать ускорение, замедление или остановку двигателя в строго определенном положении с точностью, которая является функцией числа линий на диске кодера. При промышленном управлении движением обычно используются диски кодера с 1000 линий или более. Альтернативно вместо прозрачного диска с радиальными линиями может использоваться непрозрачный диск с радиальными прорезями. Технология оптического кодирования хорошо разработана и используется для управления движением в течение многих лет.

Начальное движение серводвигателя для продергивания каждого кадра управляется выходом обычной платы управления движением серводвигателя ("контроллером") совместно с ЦП (центральным процессором), который запрограммирован для обеспечения серводвигателя выбором определенных профилей перемещения, в том числе ускорения, скорости и углового смещения в терминах отсчетов кодера. Выбор профилей требуется для подстройки под требования различных вертикальных размеров кадра и кадровых частот. Это достигается путем изменения компонента углового смещения профиля перемещения и времени, отводимого на это перемещение. Текущая команда перемещения возникает в кодере двигателя шторки, когда отметка проходит фотодиод. Затем кодер вырабатывает импульс, который подается через управляющую плату на серводвигатель для инициирования продвижения кинопленки на один кадр. Серводвигатель также приводит в движение кодер, подобный описанному выше, который постоянно контролирует положение серводвигателя так, что может подавать оцифрованную информацию о положении кинопленки контроллеру, заставляя его периодически останавливать перемещение кинопленки в подходящем месте и обеспечивать правильное размещение каждого кадра в кадровом окне. По желанию на каждом кодере могут предусматриваться избыточные пары светодиод/фотодиод.

Переключающий сигнал рассчитан так, чтобы показывать, когда кинопленка изменяет формат, например, когда пленка, содержащая кадры, перекрывающие по четыре перфорационных отверстия на кадр, сменяется пленкой, содержащей кадры, перекрывающие по три перфорационных отверстия на кадр, либо когда кадровая частота изменяется с 24 кадров/сек на 30 кадров/сек, либо когда оба этих изменения происходят одновременно. Конечно переключающий сигнал может представлять изменение многих различных типов форматов и в целом рассчитан так, чтобы показывать, когда формат кинопленки в проекторе изменяется с формата с кадрами, перекрывающими одно заранее заданное число перфорационных отверстий, на формат с кадрами, перекрывающими другое заранее заданное число перфорационных отверстий, либо когда одна заранее заданная кадровая частота изменяется на другую заранее заданную кадровую частоту, либо когда оба этих изменения происходят одновременно.

Переключающий сигнал для указания на изменение формата кинопленки может вырабатываться различными способами. В одном выполнении переключающий сигнал вырабатывается электронным образом датчиком, соединенным с управляющей системой. Датчик может быть сконструирован, например, для считывания закодированной информации, нанесенной на кинопленку, когда она входит в кинопроектор, для указания на смену формата кинопленки. Информация может быть кодирована на фольге или магнитной полосе с помощью оптически считываемого кода либо механическими, или другими подходящими средствами. Альтернативно переключающий сигнал может вырабатываться вручную на основании визуального просмотра фильма оператором. Будут очевидны и другие подходящие средства для вырабатывания переключающего сигнала, и изобретение не ограничивается сигналами, вырабатываемыми вручную или электронным образом.

Независимо от способа выработки сигнала, важной характеристикой изобретения является то, что система протяжки кинопленки адаптируется к смене форматов кинопленки без прерывания или остановки работы проектора. Это устраняет любые задержки при переключении между форматами кинопленки, - например, так, чтобы различные форматы кинопленки могли склеиваться на одной и той же системе кинопленочных дисков. Система кинопленочных дисков содержит модуль подачи и хранения перемотанной пленки для кинопроектора. Кроме того, не требуется специальных навыков для переключения между форматами кинопленки, поскольку система сконструирована для обеспечения простоты и надежности работы, не требуя сколь-нибудь значительного обучения. Далее система протяжки кинопленки может быть сконструирована так, чтобы ею можно было снабдить существующие 35-миллиметровые кинопроекционные системы, избежав таким образом высоких расходов по замене всей кинопроекционной системы, в том числе лампового отсека, конденсора, дисковых систем и прочих компонентов.

Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из последующего описания изобретения вместе с сопровождающими чертежами, которые иллюстрируют примерами принципы данного изобретения.

Краткое описание чертежей
Сопровождающие чертежи иллюстрируют изобретение. На этих чертежах:
Фиг. 1 показывает часть кинопленки в одном из форматов, в котором каждый кадр перекрывает четыре перфорационных отверстия;
Фиг. 2 показывает часть кинопленки в другом формате, в котором каждый кадр перекрывает три перфорационных отверстия;
Фиг. 3 показывает часть кинопленки в еще одном формате, в котором каждый кадр перекрывает два с половиной перфорационных отверстия;
Фиг. 4 является видом в перспективе, показывающим все компоненты системы протяжки кинопленки по настоящему изобретению, в том числе управляющие компоненты, с удаленными для ясности частями кинопроектора;
Фиг.5 показывает отрезок кинопленки с несколькими форматами, подходящими для использования в системе протяжки кинопленки;
Фиг. 6 является видом спереди удерживающего зубчатого барабана и оптического/цифрового кодера, приводимых в движение серводвигателем;
Фиг. 7 является видом спереди вдоль линии 7-7 фиг.6, показывающим диск оптического кодера;
Фиг. 8 является схематическим планом принципиальных компонентов системы протяжки кинопленки; и
Фиг. 9 является блок-схемой алгоритма, показывающей пути взаимодействия между принципиальными компонентами системы протяжки кинопленки.

Описание предпочтительного выполнения
Настоящее изобретение реализовано в системе протяжки кинопленки, обозначенной в целом ссылочной позицией 10, для протяжки кинопленки 12 через проектор. Как показано на фиг.4, система 10 протяжки кинопленки включает в себя два зубчатых барабана постоянной скорости, содержащих подающий зубчатый барабан 22 и удерживающий зубчатый барабан 24, расположенные по разные стороны кадрового окна 26. Скачковый зубчатый барабан 28 расположен непосредственно под кадровым окном 26 и между зубчатыми барабанами 22 и 24 постоянной скорости для скачкообразного продвижения кинопленки 12 кадр за кадром через кадровое окно обычным образом. Тем самым, скачковый зубчатый барабан 28 точно располагает каждый кадр кинопленки 12 в кадровом окне 26 со стандартной для США скоростью 24 кадра в секунду или с какой-либо другой желательной скоростью. Кадровое окно 26 содержит также апертуру 29. Показаны также проекционный источник 96 света и лопасть 99 шторки, вращаемая двигателем 90 шторки. Для предотвращения обрыва кинопленки предусматривается провисание кинопленки 12 в виде петель свободной кинопленки между подающим зубчатым барабаном 22 и кадровым окном 26 и между скачковым зубчатым барабаном 28 и удерживающим зубчатым барабаном 24.

Система 10 протяжки кинопленки содержит также движущий элемент, содержащий двигатель 30 переменной скорости и серводвигатель 32. Двигатель 30 переменной скорости в данном выполнении может также быть серводвигателем. Однако, как объясняется ниже, двигатель 30 переменной скорости может также быть трехскоростным двигателем либо может по желанию обеспечивать дополнительные скорости. Скачковый серводвигатель 32 может быть высокочувствительным серводвигателем, а все вращающиеся компоненты, составляющие скачковый блок, должны иметь минимальный полярный момент инерции для того, чтобы зубчатый барабан мог ускоряться и замедляться со скоростью, требуемой рабочим циклом прерывания. Альтернативно подразумевается, что движущий элемент может содержать единственный двигатель с механическим или другим средством для приведения в движение и изменения скорости и положения зубчатых барабанов 22, 24 и 28.

Двигатель 30 переменной скорости вращает выходной вал 34, выступающий из каждого конца этого двигателя. Один конец вала 34 подсоединен для вращения удерживающего зубчатого барабана 24. Вал 34 также вращает приводное колесо 36, которое несет синхронизирующий ремень 38, соединяющий приводное колесо 36 со вторым колесом 40. Второе колесо 40 соединено с валом 42, вращающим подающий зубчатый барабан 22. Таким образом, подающий зубчатый барабан 22 и удерживающий зубчатый барабан 24 связаны синхронизирующим ремнем 38 и вращаются в унисон с постоянной скоростью двигателем 30 переменной скорости.

Как показано также на фиг.6, вал 34 двигателя 30 переменной скорости несет, кроме того, цифровой/оптический кодер ("кодер") 46. Таким образом, подающий зубчатый барабан 22, удерживающий зубчатый барабан 24 и кодер 46, соединенные вместе валом 34 двигателя 30 переменной скорости, вращаются с одной и той же частотой вращения. Кодер 46, как и два других описанных ниже кодера, связанных с серводвигателем 32 и двигателем 90 шторки, имеют каждый по диску с охватывающими этот диск источником света (светодиодом) и фотодиодом. Как объяснено выше, вращение диска вызывает генерирование импульсов фотодиодом.

По фиг.4 скачковый серводвигатель 32 вращает также выходной вал 48, выступающий из каждого конца этого серводвигателя. Один конец вала 48 подсоединен для вращения скачкового зубчатого барабана 28, а другой конец вала 48 вращает кодер 52.

Фиг. 5 показывает часть кинопленки 12 со множеством перфорационных отверстий 56 по краям пленки. Между перфорационными отверстиями 56 находятся кадры 58, которые для наглядности разделены вертикальными линиями 60. Часть кинопленки 12, являющейся стандартной 35-миллиметровой кинопленкой, показана с различными форматами по ее длине. Левая и правая части кинопленки 12 имеют формат, в котором каждый кадр 58 перекрывает четыре перфорационных отверстия 56. Средняя часть кинопленки 12 имеет формат, в котором каждый кадр 58 перекрывает три перфорационных отверстия 56. Переход между этими двумя форматами представлен переключающей полосой 62, функция которой подробнее объяснена ниже. Обсуждавшиеся ранее фиг.1 и 2 показывают эти два формата кинопленки более подробно.

Фиг.4 показывает также компьютер ("ЦП") 95, контроллер 94 двигателя, усилитель 93 двигателя и источник питания 92 постоянного тока, которые совместно образуют силовую/управляющую систему ("управляющая система"). Контроллер 94 двигателя включает в себя контроллеры для двигателя 30 переменной скорости, серводвигателя 32 и двигателя 90 шторки. Подобным же образом усилитель 93 двигателя включает в себя усилители для каждого из этих двигателей 30, 32 и 90. Рядом со входом в кадровое окно расположен датчик 97, используемый для обнаружения информации смены формата, закодированной на переключающей полосе 62 кинопленки, которая затем передается в управляющую систему.

Действие системы 10 протяжки кинопленки описано ниже и лучше всего понимается со ссылкой на фиг.4 вместе с фиг.7 и 8. Для данного описания предположим, что система 10 протяжки кинопленки изначально настроена для работы с форматом кинопленки, в котором каждый кадр перекрывает четыре перфорационных отверстия, а кадровая частота составляет стандартные 24 кадра/сек, после чего происходит переключение на формат кинопленки, в котором каждый кадр перекрывает три перфорационных отверстия, а частота проецирования кадров составляет 30 кадров/сек, как в случае, когда эти два формата пленки склеены на одной и той же дисковой системе проектора. Для удобства два этих формата кинопленки обозначены ниже как "формат 24-четыре" и "формат 30-три" соответственно.

В этом случае должны будут использоваться две управляющие платы. Одна плата является "контроллером шторки", обслуживающим двигатель шторки, а также двигатель переменной скорости, а другая плата является "скачковым контроллером" или "контроллером серводвигателя", обслуживающим скачковый серводвигатель. Любая ссылка на "управляющую систему" будет подразумевать как контроллеры, так и любое связанное с ними программное обеспечение.

Сначала управляющая система настроена для рабочего формата 24-четыре с помощью информации, извлеченной из контакта датчика 97 с начальной переключающей полосой 62 или из наличия режима по умолчанию. Поэтому двигатель 90 шторки, как и двигатель 30 переменной скорости, запитываются энергией, и управляющая система отдает им команду - вращать их выходные валы с подходящими соответствующими частотами вращения для 35-миллиметровой кинопленки с форматом 24-четыре. Это вызывает вращение в направлении подачи кинопленки подающего зубчатого барабана 22 и удерживающего зубчатого барабана 24, подающих и принимающих равные количества кинопленки 12 на противоположных сторонах кадрового окна 26, и скачкового зубчатого барабана 28. В то же самое время двигатель 30 переменной скорости вращает кодер 46, а двигатель 90 шторки вращает шторку 99 с частотой 24 об/с, вращая одновременно с той же частотой кодер 91.

Кодер 91 шторки отрегулирован по вращению так, что прохождение индексного полюса диска кодера между соответствующими светодиодом и фотодиодом совпадает с достижением шторкой 99 проектора полностью закрытого положения. При закрытой шторке 99 свет не способен достичь экрана, и никакое движение кинопленки в окне 26 из-за продвижения кадра не будет восприниматься зрителями. Прохождение индексного полюса вызывает генерирование индексного импульса 101 кодером 91 двигателя шторки, и этот импульс направляется в контроллер 94 двигателя. Затем контроллер 94 двигателя посылает сигнал 102 серводвигателю 32 для продвижения кинопленки 12 на угловой эквивалент одного кадра в соответствии с предварительно запрограммированным профилем перемещения для четырех перфорационных отверстий. Таким образом, при вращении двигателя 90 шторки с частотой 24 об/с прерывистое перемещение совершается с продвижением кинопленки с частотой 24 кадра/сек на четыре отверстия, пока не поступит сигнал - делать по-другому. По мере продвижения кинопленки ЦП 95 постоянно следит за сигналом от датчика 97, показывающим смену формата. Когда эта смена происходит, он сигнализирует контроллеру 94 двигателя сменить режим работы путем смены различных выходов двигателя, как этого требует появившийся формат кинопленки.

По фиг. 7 и 8 последовательность событий может быть в общем сведена к следующему.

1. Управляющая система включается и инициализируются контроллеры 94 двигателя.

2. В контроллер скачкового серводвигателя из ЦП 95 загружается профиль перемещения по умолчанию.

3. В контроллер двигателя шторки из ЦП 95 загружаются подача кинопленки и кадровая частота по умолчанию.

4. Двигатель 30 переменной скорости и двигатель 90 шторки разгоняются до постоянной скорости.

5. Контроллер скачкового серводвигателя постоянно реагирует на вырабатываемый один раз за оборот кодером 91 двигателя шторки индексный импульс, заставляющий зубчатый барабан 28 вращаться скачкообразно в соответствии с загруженным профилем перемещения и заставляющий кинопленку 12 перемещаться на один кадр за каждый принятый индексный импульс, а затем останавливаться для проецирования.

6. ЦП 95 входит в цикл, в котором он постоянно следит за переключающим сигналом, показывающим смену формата кинопленки и, следовательно, режима действия. Когда такая смена происходит, контроллерам 94 двигателя посылаются сигналы для соответствующего изменения вертикального размера кадра и кадровой частоты.

7. Шаг 5 непрерывно продолжается до тех пор, пока ЦП 95 не встретит другой сигнал смены формата, вызывающий повтор шага 6, или "стоп-сигнал", исходящий от датчика 97, тогда в этот момент он командует контроллерам 94 двигателя - выключить систему 10.

Таким образом, прерывистое перемещение подчинено двигателю 90 шторки в терминах кадровой частоты, а контроллеру 94 прерывистого серводвигателя - в терминах шага продвижения кинопленки.

Когда скачковый зубчатый барабан 28 приводится в движение, кинопленка 12 продвигается через кадровое окно 26 со скоростью в один кадр на каждый выходной импульс 101 кодера 91 шторки. В ходе этой операции контроллер 94 двигателя обеспечивает расположение каждого кадра кинопленки точно в кадровом окне 26. Это достигается следующим образом.

Когда скачковый зубчатый барабан 28 продвигает кадр 58 кинопленки в положение в кадровом окне 26, скачковый кодер 52 воспринимает положение серводвигателя/скачкового зубчатого барабана (32, 28) и аналогично положение кадра 58 кинопленки в терминах числа продвинувшихся линий кодера и передает эту информацию в контроллер 94 серводвигателя через сигналы 103 обратной связи. Затем контроллер 94 серводвигателя сравнивает это действительное положение с идеальным положением, определяемым управляющим профилем перемещения, и соответственно вырабатывает корректирующие сигналы 102, командующие серводвигателю 32 ускоряться, замедляться или остановиться. Таким образом, кадр 58 кинопленки быстро входит в кадровое окно 26 и располагается в нем с наивысшей точностью.

Учитывая вышеописанную последовательность событий, упоминавшаяся ранее силовая/управляющая система (управляющая система) функционирует следующим образом. Поскольку высокочувствительный скачковый серводвигатель 32 требует очень большой подачи энергии за очень короткое время, необходимо снабдить управляющую систему источником 92 постоянного тока с высоким выходом. Управление этим источником 92 питания осуществляется усилителями 93 двигателя, которые, в свою очередь, управляются контроллерами 94 двигателя. Поэтому, когда здесь говорится, что контроллер 94 посылает двигателям ускоряющие, замедляющие или останавливающие сигналы, это на деле является сокращенным выражением того, что контроллер 94 посылает сигналы усилителям 93 двигателя, которые используются для регулирования мощности от источником 92 питания к двигателям так, как это необходимо для достижения предписываемого перемещения или регулировки.

По мере того, как кинопленка 12 продолжает продвигаться через систему 10, одна из переключающих полос 62 на кинопленке будет считана датчиком 97 перед кадровым окном 26. В одном из выполнений переключающая полоса 62 несет информацию, которая закодирована или нанесена на полосу 62 магнитным, оптическим или иным образом. В идеале переключающая полоса 62 располагается в соединении между двумя форматами кинопленки, как показано на фиг.5. Считанная датчиком 97 информация в данном, приводимом для примера, случае показывает смену формата кинопленки с формата 24-четыре на формат 30-три, и в соответствии с этой сменой формата датчиком 97 вырабатывается подходящий импульс или серия импульсов 104. Этот поток импульсов 104 усиливается в усилителе (не показан) и направляется в ЦП 95, который служит для слежения за изменением формата и загружает в контроллер 94 двигателя подходящий профиль перемещения для изменения выхода двигателя так, как необходимо для удовлетворения требований нового режима работы.

Одновременно со сменой формата должна выполняться смена кадровой частоты. Для выполнения обеих задач используется один и тот же закодированный переключающий сигнал 104, вызванный переключающей полосой 62 на кинопленке 12. Переключающий сигнал 104 направляется в ту часть контроллера 94 двигателя, которая обслуживает двигатель 90 шторки, и компонент закодированного сигнала, идентифицирующий кадровую частоту проектора, заставляет двигатель 90 шторки соответственно регулировать скорость, что в данном случае представляет собой увеличение до 30 об/с. Поскольку продвижение кинопленки всегда должно быть синхронизировано с вращением шторки, как было описано ранее, скачковый серводвигатель 32 подчиняется перемещению шторки 99. При каждом обороте двигателя 90 шторки кодером 91 вырабатывается индексный сигнал, направляемый в часть скачкового серводвигателя в контроллере 94. Контроллер 94, в свою очередь, посылает серводвигателю 32 через усилитель 93 двигателя сигнал - продвинуть кинопленку 12 на один кадр 58, который в данном случае содержит три перфорационных отверстия. Таким образом, кадровая частота проецирования увеличивается с 24 кадров/сек до 30 кадров/сек одновременно со сменой вертикального размера кадра с четырех перфорационных отверстий до трех перфорационных отверстий без остановки действия.

Важно отметить, что в формате с тремя перфорационными отверстиями, показанном на фиг.2, средняя линия кадра, слева направо проходит через середину перфорационного отверстия 56 кинопленки. В формате с четырьмя перфорационными отверстиями, показанном на фиг.1, однако, средняя линия кадра делит пополам промежуток между двумя перфорационными отверстиями 56 - сдвиг в половину перфорационного отверстия между двумя форматами. Следовательно, первым шагом при смене формата с формата с четырьмя перфорационными отверстиями на формат с тремя перфорационными отверстиями должен быть шаг в 3,5 перфорационных отверстия. Без этого начального индексирующего продвижения проецируемое изображение будет неправильно откадрировано, и на экране появится линия, разделяющая кадры на кинопленке. После этого промежуток между серединами кадров будет постоянным и составит три перфорационных отверстия на кадр. Система 10 протяжки кинопленки сконструирована для приспособления к этому сдвигу путем изменения положения скачкового зубчатого барабана 28 с учетом ориентации зубцов в положении остановки. Это может выполняться путем программирования контроллера 94 для инициализации первого шага, равного половине суммы завершившегося и появившегося размеров кадра (в данном случае (4 + 3)/2 = 3,5 перфорационных отверстия). Этот индексирующий шаг должен выполняться точно на соединении кадров, чтобы избежать ошибки кадрирования и необходимости последующей корректировки. Таким образом, скачковый зубчатый барабан 28 переориентируется поддерживать правильное кадрирование изображения при формате с тремя перфорационными отверстиями, и все последующие движения являются продвижениями на три перфорационных отверстия.

Подразумевается, что система 10 протяжки кинопленки способна переключаться не только между двумя вышеописанными форматами, но и между любым другим числом форматов кинопленки. Таким образом, в качестве дополнительного примера, система 10 протяжки кинопленки может быть настроена для использования формата кинопленки, показанного на фиг.3, иллюстрирующей участок кинопленки 12, на которой каждый кадр 58 перекрывает 2,5 перфорационных отверстия. Когда система 10 протяжки кинопленки переключается с формата с четырьмя перфорационными отверстиями на формат с 2,5 перфорационными отверстиями, потребуется начальный шаг на 3,25 перфорационных отверстия ((4+2,5)/2= 3,25), за которым следуют шаги по 2,5 перфорационных отверстия, что будет выполнено тем же вышеописанным способом. Подобным образом смена формата с трех перфорационных отверстий на 2,5 перфорационных отверстия потребует первого шага в 2,75 перфорационных отверстия.

Поскольку датчик 97 предпочтительно располагается перед кадровым окном 26, прохождение переключающей полосы 62 через датчик 97 будет вырабатывать импульс 104 незадолго до того, как кинопленка 12 находится в правильном положении для смены. Следовательно, управляющая система должна обеспечивать задержку в этом процессе. Время задержки будет определяться расстоянием между датчиком 97 и кадровым окном 26, которое является постоянным, и текущим режимом работы системы 10, как определяется из информации, закодированной на переключающей полосе 62. Поскольку кинопленка 12 при формате с тремя перфорационными отверстиями движется медленнее, время задержки будет немного больше. Альтернативным средством компенсации положения сдвига датчика 97 был бы сдвиг в размещении переключающей полосы 62 на кинопленке (т.е. запаздывание) на величину, равную сдвигу от датчика до кадрового окна 29. Таким образом, смена будет точно синхронизирована при любых условиях вертикального размера кадра или кадровой частоты без необходимости задержки во времени.

В то время, как датчиком 97 считывается другая переключающая полоса 62 на кинопленке 12, контроллеру 94 через ЦП 95 будет послан еще один импульс 104, который просигнализирует всем компонентам системы 10 о возвращении к условиям действия, соответствующим формату 24-четыре, как описано выше, или любому другому режиму действия, что может быть конкретизировано на кодированной переключающей полосе.

Подразумевается также, что переключающая полоса 62 может быть полоской фольги, которую нельзя размагнитить, оптически считываемым кодом, механическим переключателем (например, вырезом, просечкой или тиснением на кинопленке) или любым другим подходящим средством. Также, если это необходимо, датчик 97 может быть заменен или дополнен ручным переключателем 130 на кинопроекторе 14 для инициализации смены формата на основании визуального просмотра пленки 12 оператором.

Разумеется, следует понимать, что когда новая катушка или диск кинопленки 12 с постоянным форматом впервые заряжается в кинопроектор, переключающая полоса 62 может быть размещена в начале пленки либо ручной переключатель 130 должен быть активизирован для указания на соответствующую работу кинопроектора. Таким образом, после считывания переключающей полосы 62 или после активизации ручного переключателя 130 управляющая система может совершить необходимые вышеописанные регулировки для того, чтобы система 10 протяжки кинопленки работала подходящим образом для частного формата заряженной в кинопроектор кинопленки 12.

Вдобавок подразумевается, что для каждого из двигателей могут предусматриваться избыточные кодеры. Эта избыточность помогает обеспечить бесперебойную работу в случае неисправности одного из наборов светодиодов или фотоячеек/фотодиодов.

Вышеописанная проекционная система с переключающимся форматом позволит поставщикам производить копии с чередующимися форматами, которые устраняют отходы. При этом они сэкономят материалы и деньги, не снижая при этом качество показываемого потребителям изображения. Преимущества этого способа идут немного дальше этой начальной экономии. Поскольку устраняются отходы, копии являются физически более короткими и чистыми. Поэтому меньше стоит их доставка, и они могут поставляться полностью смонтированными на дисках и готовыми для проецирования.

В настоящее время 100-минутный фильм имеет длину 9000 футов (2743,2 м) и из-за своего веса поставляется в катушках по 200 футов (60,96 м). Эти катушки должны быть объединены на конкретном проекторе для экрана, на котором фильм будет демонстрироваться. Этот процесс называется "монтированием" показа. Оно должно выполняться опытным человеком, таким, как оператор кинопроектора. Когда руководство театра решает показать эту пленку на другом экране, она обычно должна быть "разорвана" и "смонтирована" заново, поскольку слишком тяжело просто переместить ее на диске с проектора на проектор. Однако в новом более компактном виде, возможном в соответствии с настоящим изобретением, те же самые 100 минут займут лишь 6750 футов (2057,4 м) (при использовании кинопленки с форматом три перфорационных отверстия) или 5625 футов (1714,5 м) (при использовании кинопленки с форматом 2,5 перфорационных отверстия). При этих уменьшенных длине и весе будет возможно поставлять фильмы на одной заранее смонтированной катушке и перемещать эту катушку с проектора на проектор без "разрывания" и "перемонтажа" показа.

Дополнительное преимущество системы 10 протяжки кинопленки заключается в ее способности автоматически перематывать всю дисковую систему, которая подает кинопленку в систему 10 протяжки кинопленки и принимает кинопленку из нее. В прежних дисковых системах оператор был вынужден перематывать систему между показами каждого целого смонтированного диска. Кроме того, общепринятые системы протяжки кинопленки используют механические устройства, которые препятствуют высокоскоростной перемотке кинопленки. Система 10 протяжки кинопленки по настоящему изобретению, однако, устраняет эти механические устройства и использует полностью электронную конструкцию, которая исключает прерывистое движение скачкового зубчатого барабана 28 во время перемотки, и потому обеспечивает плавное высокоскоростное движение пленки при перемотке. Система 10 протяжки кинопленки может получить команду работать в режиме высокоскоростной перемотки путем размещения переключающей полосы 62 на конце кинопленки 12, которая вышеописанным способом командует двигателям 30 и 32 перематывать кинопленку с высокой скоростью.

Из вышесказанного можно увидеть, что различные или дополнительные форматы кинопленки могут запускаться в системе 10 протяжки кинопленки путем соответствующего программирования управляющей системы для идентификации формата или кадровой частоты на основании кода переключающей полосы и для обеспечения подходящих команд на различные двигатели для их гармоничной работы в новом режиме работы. Таким образом, система 10 протяжки кинопленки по настоящему изобретению, помимо прочего, может: (1) переключаться назад и вперед между форматами кинопленки с разным вертикальным размером кадра; (2) переключаться между форматами с различными кадровыми частотами и (3) выполнять любые смены формата на одном и том же диске кинопленки 12 автоматически без нарушения или остановки работы кинопроектора 14. Никогда ранее не было никакой единой конструкции, предлагавшей реализацию или даже возможность решения более, чем одной из этих задач.

Эта комбинация характеристик должна быть оценена продюсерами и режиссерами фильмов с бюджетами от менее 1 миллиона $ до 100 миллионов $ и более. В конце концов будет существовать идеальный формат, доступный каждому. Малобюджетные выпуски могут пользоваться финансовыми выгодами от уменьшенной стоимости фильмокопий, а высокобюджетные фильмы - улучшенным качеством показа более широких и имеющих большую скорость форматов.

Эта гибкость будет также приветствоваться распространителями фильмов и теми, кто осуществляет показ, которые в этом случае будут иметь больше возможностей для размещения двух (или более) различных форматов кинопленки вместе на одном и том же диске кинопленки. Стоимость и усилия по распространению и показу фильмов, таким образом, сильно уменьшаются. Кроме того, при проецировании потребуется небольшое умение или тренировка для выполнения смены форматов кинопленки, так что система идеальна для работы с ней относительно неопытных сотрудников кинотеатров.

Хотя была проиллюстрирована и описана частная форма изобретения, ясно, что могут быть сделаны различные модификации без отхода от духа и объема изобретения. Соответственно изобретение не должно ограничиваться ничем, кроме прилагаемой формулы изобретения.

Реферат

Группа изобретений относится к системам протяжки кинопленки для кинопроекторов. Изобретение основано на использовании контроллера, позволяющего производить автоматическое переключение между несколькими различными форматами и кадровыми частотами кинопленки на одном проекторе без существенного прерывания и задержки режима работы. Технический результат: улучшение визуального восприятия изображения, удобство в работе, экономия пленки. 5 с. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Формула