(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画映写機のアパーチャに対してフィルムのフレームを位置合わせする方法であって、
ａ．前記フィルムの前記フレームの位置に対応する位置合わせ情報を前記フィルムに加え、
ｂ．前記映写機のゲートを通して前記フィルムを移動させ、前記フィルムを前記アパーチャに対して前記ゲート内で間欠的にフレームごとに停止し、
ｃ．映写の前に各フレームに関連する前記位置合わせ情報を読み取り、前記アパーチャに対する前記フレームの位置を判定し、
ｄ．映写の前に前記アパーチャに対して前記フレームを適切に位置合わせするのに必要な補正の量を求め、
ｅ．映写の前に、前記ゲートを移動させ、これにより、前記フレームを、前記アパーチャに対して適切に位置合わせされるように移動させる、方法。
【請求項２】
映写機内でフィルムを間欠的に前進させる間に前記フィルムを受け入れるゲートを有する動画フィルム映写機内において、前記フィルムのフレームを位置合わせする装置であって、
ａ．前記ゲートに連結されており、前記ゲートをアパーチャに対して移動させるようになっているアクチュエータと、
ｂ．各フレームに関連する前記フィルム上の位置合わせ情報を読み取り、映写の前に前記アパーチャに対する前記フレームの位置を判定するセンサと、
ｃ．前記センサおよび前記アクチュエータに連結されており、前記ゲート、したがって前記フレームを、前記アパーチャに対して適切に位置合わせされるように移動させるのに必要な移動量を求めるようになっている位置合わせプロセッサと、
を有する装置。
【請求項３】
前記アクチュエータは圧電モータを有する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは圧電モータたわみステージを有する、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは可動コイルモータを有する、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記フィルムに加えられる前記位置合わせ情報は、前記センサによって読み取られる位置合わせ基準マークを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記位置合わせ基準マークは複数の幾何学的形状を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記幾何学的形状は少なくとも円および方形を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記幾何学的形状はさらに三角形を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記位置合わせ情報は、前記フィルム上の互いに隣接するフレーム間の場所において前記フィルムに加えられる、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前記センサは光ベースのセンサを有する、請求項２に記載の装置。
【請求項１２】
前記光ベースのセンサはＬＥＤアレイおよびＣＣＤアレイを有する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記光ベースのセンサは、前記ＬＥＤアレイから伝えられた光を前記ＣＣＤアレイ上に反射する鏡をさらに有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
各フレームに関連する冗長な位置合わせ情報を読み取るようになっている冗長なセンサをさらに有する、請求項２に記載の装置。
【請求項１５】
前記位置合わせプロセッサは、前記センサの動作を制御し、各フレームごとの前記位置合わせ情報を処理して前記アパーチャに対する連続するフレームの位置を判定する、請求項２に記載の装置。
【請求項１６】
前記位置合わせプロセッサは、さらに、１のフレームから次のフレームまでのフィルム位置ずれ量を求め、前記アクチュエータに送られる出力信号を生成し、前記出力信号は、前記フレームが前記アパーチャに対して正しく位置合わせされるように前記ゲートを移動させるよう前記アクチュエータに指令する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記出力信号は電圧ベースの信号である、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
前記出力信号は電流ベースの信号である、請求項１６記載の装置。
【請求項１９】
前記アクチュエータは、前記ゲートを約１ミリ秒以下で約０．０００００２インチ（５０．８ｎｍ）ぐらいの小さい刻みで移動させるように構成されている、請求項２記載の装置。
【請求項２０】
前記アクチュエータおよび前記ゲートは、前記アクチュエータがＸ方向とＹ方向の両方で少なくとも０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）だけ前記ゲートを移動させることができるように構成されている、請求項２記載の装置。
【請求項２１】
ａ．フィルムを受け入れ、前記フィルムのフレームをアパーチャに対して間欠的に停止し、前記アパーチャに対して移動することができるゲートと、
ｂ．前記ゲートに連結されており、前記ゲートを前記アパーチャに対して移動させるように構成されているアクチュエータと、
ｃ．前記フィルム上の、前記フレームに隣接する位置合わせ情報に基づいて、前記ゲートを前記アパーチャに対して移動させるよう前記アクチュエータに命令するプロセッサと、
を有する、映写機において動画フィルムを位置合わせする装置。
【請求項２２】
ａ．各画像がフレームによって形成されている複数の映写可能な画像を有する動画フィルム長と、
ｂ．複数の前記フレームに隣接する位置で前記フィルムに加えられ、前記各フレームに対して同じ位置に位置する位置合わせ情報と、
を有し、前記位置合わせ情報は、センサによって読み取ることのできる複数の異なる形状を含み、前記複数の異なる形状は、少なくとも円と方形または矩形とを含み、前記円の直径は前記方形または矩形の幅に等しい、動画フィルム。
【請求項２３】
前記複数の異なる形状は、前記円と前記方形または矩形とに隣接する三角形をさらに含む、請求項２２に記載の動画フィルム。
【請求項２４】
前記位置合わせ情報は、互いに隣接するフレーム間の場所内に位置している、請求項２２に記載の動画フィルム。
【請求項２５】
前記位置合わせ情報は前記フレームの外側に位置している、請求項２２に記載の動画フィルム。
【請求項２６】
前記フィルムの各フレームごとに冗長な位置合わせ情報が加えられる、請求項２２に記載の動画フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
【０００２】
発明の分野
本発明は、概して動画フィルム位置合わせ技術に関し、特に、映写プロセス中に動画フィルムのフレームを正しく位置合わせして、映写される画像の解像度を高める装置および方法に関する。
【０００３】
関連技術の説明
フィルム映写機と、それによって映写される動画は、１世紀にわたって世界中の人々に驚きと喜びを与えている。しかし、映像は実際にはまったく動かないので、「動画」は実際には幻影を表す。逆に、通常毎秒２４個の静止画像は、できるだけ動かない状態で映写する必要がある。これは、１分間に１４４０個の画像すなわち「映像」が観客に提示されることを仮定すると、単純な命題ではない。動きの幻影は、連続する静止画像間の差によって形成され、映写機のアパーチャに対するこれらの画像の厳密な位置決めすなわち「位置合わせ」に依存する。
【０００４】
既存の動画フィルム映写機に関連する１つの問題は、連続する画像が映写機のアパーチャ（開口）においてわずかに異なる位置に位置決めされるときに起こる。この場合、これらの画像上の所与の点は、個々の画像がこの点を完全に鮮鋭に示す場合でもぼやけて見える。もちろん、動画内の個々の画像は、別々に観察されるわけではなく、むしろ時間の経過とともに高速に連続的に観察される。
【０００５】
動画技術において、「位置合わせする(register)」（「位置合わせ(registration)」の語根）は、正式には定義されていない。おそらく、最も近い適用可能な一般的な定義は、Random House Dictionary Of The English Language, Second Edition Unabridged (1983)に、「(11b)《印刷》カラー印刷の各色において、関係または正確な重ね合わせを修正すること(Print. Correct relations or exact superimposition, as of colors in color printing.)」と記載されている。しかし、動画の分野では、「位置合わせ」はわずかに異なる意味を有する。動画写真上の「位置合わせ」は、映画撮像装置を構成するチェーン全体にわたってできるだけ厳密に行われる各画像ごとの反復的な配置を意味する。後述のように、このチェーンには、画像の作成から始まり、画像の映写で終わるいくつかのステップがある。
【０００６】
まず、フィルムは、カメラを通して間欠的に移動させられ、「アパーチャ」と呼ばれる同じ場所に「位置合わせピン」によって厳密に位置決めされる。このように、「フレーム」と呼ばれる一連の領域が露光され、したがって、現像後に可視画像になる「潜像」が形成される。「フレーム」は、「画像」によって占有されるフィルム上の矩形空間を定義する語なので、本明細書では「フレーム」と「画像」は互いに相互交換可能にかつ同義的に使用されるものとする。
【０００７】
編集および他の作成後（ポストプロダクション）プロセス中に、カメラにおいて作成された画像は、必要に応じて修正される。次に、画像は、中間ステップを伴うプロセスによって、配給できるように複写される。このような中間ステップには、インターポジ（「ＩＰ」）のコンタクトプリントと、ＩＰを使用してインターネガ（「ＩＮ」）を作ることが含まれる。
【０００８】
次のステップで、ＩＮは、高速コンタクトプリント、すなわち、最高で１７倍の再生速度、またはそれよりも速い速度で動作する、位置合わせを行わないプロセスを介して、リリース（封切）プリントフィルム上に転写される。このプロセスによって作られた「リリースプリント」は、それが映写される劇場に配給される。リリースプリントが映写されるとき、フレームは、映写機の「ゲート」の「アパーチャ」に対する一定の位置に間欠的に位置決めされる。映写機内のランプハウスからの光によって、画像は、観客が見ることができるようにスクリーン上に映写される。
【０００９】
位置合わせは、高解像度の静止写真画像を作成する際には重要ではない。静止写真を撮る側および見る側は、単一の画像を含む１片のフィルムから記録されプリントされるこの画像にのみ関心を抱く。しかし、位置合わせは、動画で高解像度撮像を行うのに必要な重大な要素である。上述のように、動画は、高速に連続的に次から次へと表示される数千個の画像に依存する。したがって、動画において、解像度または鮮鋭度の全体的な印象は、撮影され映写されるあらゆる画像の、映写機における反復可能な正確な位置決めに依存する度合いが高い。
【００１０】
「解像度」は鮮鋭度または明瞭度の別の用語である。動画において、解像度は、（１）レンズの鮮鋭度、（２）フィルムのネガの粒状度、（３）カメラのアパーチャにおけるフィルムの反復可能で正確な位置合わせ、（４）フィルムＩＰ、ＩＮ、およびリリースプリントの露光中の反復可能で正確な位置合わせ、（５）フィルムプリントの粒状度、および（６）映写機におけるリリースプリントの反復可能で正確な位置合わせを含む、いくつかの因子の関数である。これらの因子のうち、（４）と（６）は、現在の動画技術における最も大きな欠陥である。したがって、これらの因子に対処し、それによって動画撮像装置全体にわたって比較的厳密な位置合わせを可能にし比較的高い解像度をもたらす装置および方法が、ずっと以前から要求されている。
【００１１】
動画解像度の最終的な測定は、個々のフレームを静止写真と同様に検査するのではなく、１秒当たり２４フレーム（標準）またはそれより速く映写される画像を分析することによって行う必要がある。理想的には、映写機の位置合わせ精度は、カメラの位置合わせ精度に一致しなければならない。残念なことに、現在、位置合わせ精度はそのように一致しておらず、またこれまでもそうなっていない。上述のように、動画カメラは、機械的に作動させられる非常に厳密な「位置合わせピン」を用いてフレーム間の最終的で反復可能な位置決めを実現し維持している。一方、劇場用の映写機は、長手方向軸と横方向軸の両方に関して、いくら良くてもかなり不正確な位置合わせ技術を使用している。この不正確さは、映写機の間欠運動機構およびゲート内の様々な機械的部品が長い年月の間に通常の磨耗を受けるにつれて次第に悪化していく。しかし、この不正確さの主要な原因は、映写機運動機構自体が１００年前に設計された古いものであることである。映写機のゲート、間欠スプロケット、およびこのようなスプロケットを休止／回転方式で旋回させる「ジュネーヴ(Geneve)」機構は、意味のある進歩を遂げていない。
【００１２】
以下で詳しく説明するように、現状での映写機の位置合わせは主として、間欠スプロケットの回転運動によって前進させられるフィルムに作用する、映写機ゲート内のばね張力によって生じる摩擦によって行われている。この間欠スプロケットは通常、アパーチャから下方に２インチ（５．０８ｃｍ）から４インチ（１０．１６ｃｍ）以上離れた位置に位置決めされ、フィルムをゲートを通して引っ張る。間欠スプロケットがフィルムを引っ張るのを停止すると、ゲート内のばね張力が、ゲート内に挟まれたフィルムに作用し、摩擦によってフィルムが停止する。しかし、これは、不正確さをもたらす極めて受動的な構造である。例えば、ゲートの摩擦は、調整可能なばね張力によって変動する。さらに、フィルムプリント自体が、ワックス引き、磨耗、およびその他の環境因子による可変の「滑り」を示す。したがって、連続する各フレームを前のフレームとまったく同じ位置に位置合わせすることはできない。
【００１３】
映写中に、フィルムの長手方向位置合わせが不正確であると、「ジッタ(jitter)」と呼ばれるフィルムの上下の移動が起こり、一方、横方向の位置合わせが不正確であると、「ウィーブ(weave)」と呼ばれるフィルムの横方向の移動が起こる。ジッタとウィーブはともに、映写を極端に拡大することによって大幅に増大する。少なくとも、顕著な量のジッタおよびウィーブによってディテイルがぼやけ、映写される画像の解像度が損なわれる。
【００１４】
様々な７０ｍｍフォーマットと同様にフィルム上で比較的大きな画像を使用すると、単に画像をスクリーンに収めるために必要な拡大が少なくてすむので、スクリーン上に比較的鮮鋭な画像が形成される。したがって、７０ｍｍリリースプリントを用いた場合、画像のジッタおよびウィーブが目立たなくなる。しかし、コストが高くなり、かつ大部分の劇場には７０ｍｍ映写機がないため、少数の「特別開催興業(special venue)」劇場を除いて、様々な７０ｍｍフォーマットはオプションとして無意味なものになっている。さらに、７０ｍｍ映写機におけるジッタおよびウィーブを低減させるかまたは無くすことができる場合、映写される画像はさらに鮮鋭なものになる。
【００１５】
現在の劇場用の動画映写機は、いかなる種類のポジフィルム位置合わせ技術も有していないため、本来的にジッタおよびウィーブを発生させる。さらに、大部分のＩＰおよびＩＮと劇場に配給される数千ものリリースプリントとを製造するのに用いられる高速プリント技術では、それ自体の別のレベルのジッタおよびウィーブが発生する。フィルムが最終的に映写されるときこのために起こる問題を理解するには、動画像がどのように撮影されるかを理解しておく必要がある。
【００１６】
代表的なカメラ運動機構において、フィルムは、フィルムの上方のループを維持する定速スプロケットによってカメラマガジンから繰り出される。偏心カム状運動機構によって駆動されるプルダウンクローは、フィルムの送り穴を通過し、フィルムを引っ張ってカメラのアパーチャに厳密に位置合わせする。多くがこの動作のために巻き取られる上方のループは、定速スプロケットが連続的に回転することによって補充される。次に、フィルムを停止させた状態で、位置合わせピンが、フィルムの隣接する送り穴を通過し、同時に、プルダウンクローが反発し、次に引き落とされるフィルムの長さを保持するために所定の位置への戻りを開始する。一方、位置合わせピンがフィルムの送り穴を通過する際に、位置合わせピンのテーパ付きの歯がフィルムを徐々にかつ厳密に所定の位置へ移動させる。位置合わせピンは、簡単な前後移動に制限され、予想可能で反復可能な正確な機械構造で固定される。さらに、位置合わせピンは、フィルムの露光される部分のすぐ隣りに位置しており、かつこの部分を囲んでいることが少なくない。これらの理由で、位置合わせピンは、非常に正確であり、カメラが、各画像を厳密に位置合わせしつつ連続的に露光するのを可能にする。
【００１７】
しかし、代表的な映写機運動機構には、カメラ運動機構との類似点はほとんどない。代表的な映写機は、上方のループを維持するためにフィルムを送る定速スプロケットを有しているが、カメラとの類似点はそれだけである。カメラとは異なり、映写機内へのフィルムの前進は、映写時に光が通過する映写機ゲートのアパーチャよりも下に位置決めされた間欠スプロケットから強力に引き出されることによって行われる。映写機ゲートは、フィルムに摩擦をかけ、したがってフィルムをゲートに引き込む推進力と反対に作用する、ばね張力をかけられた緩やかに湾曲する「トラップ」である。間欠スプロケットが、フィルムをゲートに引き込むのを停止すると、ゲートによってかけられる摩擦によってフィルムが停止する。残念なことに、この機構は、いくつかの理由で、カメラによって行われる厳密な位置合わせを模倣することはできない。
【００１８】
第１に、フィルムの運動機構にかけられるゲートの摩擦は、調整可能であり、映写機ごとに異なる。摩擦が大きいほど、フィルムの間欠運動に対抗する力が強くなるが、同時に、フレームが１つずつ前進できるようにこの静的摩擦に打ち勝つ比較的大きなトルクをかけることが必要になる。このため、フィルムが伸び、極端な場合には切れる恐れがある。さらに、ゲートの過度に大きな摩擦によってフィルムの抵抗が非常に大きくなり、そのため、引落し時に間欠スプロケットの歯がフィルムの送り穴を変形させ、その後フィルムが映写されるたびに位置合わせを劣化させる。しかし、ゲートの摩擦を過度に低減した場合、間欠スプロケットの回転が停止した後にフィルムが引き続きわずかに移動する。このような場合、フィルムが適切な位置で停止せずに行き過ぎてしまい、フレーム間の移動が不規則なものになる。
【００１９】
第２に、フィルムプリントは、抵抗の小さい状態でゲートを滑って通過し、および／またはフィルムの伸びを妨げるのを助けるためにワックスを塗られるか、または他の方法で表面が滑らかにされている場合が少なくない。このため、フィルムが、あるフレームから次のフレームに移る際にゲート内のまったく同じ場所で停止することが妨げられる。
【００２０】
第３に、フィルムは、老朽化、湿度、および他の要因で収縮または伸長する場合が少なくない。したがって、アパーチャ内の画像から間欠スプロケットまでの距離が必然的に変動する。このような収縮または伸長の影響は、フィルムの長さが長くなるとともに顕著になる。したがって、アパーチャと間欠スプロケットとの間の距離は他の誤差マージンを含む。
【００２１】
第４に、間欠スプロケットを前進させる機構は、磨耗を受ける「ジュネーヴ」運動機構によって駆動される。ジュネーヴ運動機構は公知であり、スロットが十字形に切り欠かれた「マルタ」十字形装置を有している。ジェネーヴ運動機構内で、回転カム状装置が、十字内のスロットに係合するピンによって旋回する。これによって休止／回転間欠運動が起こり、次に、フィルムをアパーチャを通してゲートの下方から引き出す間欠スプロケットに連結されたシャフトに、この運動が加えられる。ジュネーヴ運動機構は、あらゆる機械装置と同様に、金属間の接触を禁止するように構成された油浴中で旋回するが、常にある程度の磨耗が生じる。この磨耗によって、連結シャフト、間欠スプロケット、およびフィルム自体への推進力の付与がわずかに不正確になり、次に、映写行為によってさらに不正確になる。
【００２２】
第５に、ジュネーヴ運動機構を間欠スプロケットに連結するシャフトがわずかに曲がっていると、間欠スプロケットに偏心運動が加わり、間欠スプロケットはわずかに楕円形のパターンで回転する。このため、ジュネーヴ運動がさらに不正確になり、それによって、映写される画像の解像度が損なわれる。
【００２３】
最後に、リリースプリントは、画像をフィルムの縁部および送り穴に対して様々な位置に配置することによって追加の不正確さを導入する、位置合わせを行わない高速プリンタで作られる。言い換えれば、この位置合わせを行わないプリントプロセスにおいて、フレームは、もはやフィルムの縁部および送り穴に対して厳密で反復可能な関係で配置されるないような、わずかにずれた位置に配置される。
【００２４】
「プロセスショット」と呼ばれるある種の特殊効果映画撮影用に、ある種の専用ピン位置合わせ映写機が作られているが、このような映写機は、劇場での映写向けには構成されていない。その代わり、このような映写機は、位置合わせを行わない高速コンタクトプリンタによって複写されるリリースプリントではなく、ある種の比較的低速で精度の高いプリンタ上で作られたプリントを上映するという仮定に基づいて、厳密な位置合わせを行うように構成されている。
【００２５】
最近、ピン位置合わせに相当するある動作を行う７０ｍｍ特別開催興業用途向けの２つの新しい映写機構成が開発されている。メガシステム(Mega-Systems)映写機は、アパーチャよりも上とアパーチャよりも下の両方に配置された２つの間欠スプロケットを有している。湾曲した片側ゲート機構が、フィルムの方へ滑ることによってフィルムに密に接触させられる。この構造は、フィルムが確実に位置合わせされたまま収縮または伸長できるようになっている。ＩＷＥＲＫＳによる線形ループ映写機は、映写機のアパーチャの各側に配置された互いに平行な１組の線形スプロケットを横切る方向へフィルムを前進させるのに、調節された圧縮空気のブラストを用いることによって、確実な位置合わせに相当する動作を実現することを試みている。これらの線形スプロケットは、鉄道線路に類似しており、空気ブラストによって推進される、スプロケットを横切る方向に回転するフィルムの「定常波」によって、連続するフレームが前進するときにフィルムの送り穴を保持する。この２つの映写機は、カメラで行われている確実な位置合わせにある程度匹敵する位置合わせを行うが、位置合わせを行わない高速コンタクトプリンタによって起こる位置ずれには対処していない。
【００２６】
動画像がビデオテープに転写される「テレシネ」と呼ばれる他の動画技術分野では、安定した画像を得るための様々な方法が開発されている。これらのテレシネベースの装置（場合によっては「電子ピン位置合わせ」と呼ばれる）で画像を安定させるのに用いられる装置および方法は様々であるが、すべての装置および方法に共通点があり、すなわち、フィルムの縁部および／またはフィルム上の送り穴を基準とすることによってフィルム画像を安定化することを試みている。これがテレシネで受け入れられているのは、テレシネが、「ウェットゲート」コンタクトプリンタで１分当たり１８０フィート（５４．８６ｍ）作られる「低コントラスト」プリントを使用するからである。したがって、テレシネで用いられる低コントラストプリント上の画像位置は、フィルムの縁部および／または送り穴と比較的正確な関係を有する。しかし、リリースプリント上の縁部および／または送り穴を基準として使用してフィルム画像を安定させる技術では、フィルム上の画像が、カメラ内にあるか、または比較的低速で精度の高いプリンタ上で作られたプリントを用いているため、縁部および送り穴に対して正しく位置合わせされているとの誤った仮定がなされている。上述のように、劇場用のリリースプリントは、位置合わせを行わないコンタクトプリンタ上で、多くの場合１分当たり１５００フィート（４５７．２ｍ）の速度で作られている。位置合わせを行わないこの高速プリントプロセスにおいて、フレームは、もはやフィルムの縁部および送り穴に対して厳密で反復可能な関係で配置されることのないような、わずかにずれた位置に配置される。
【００２７】
様々な種類の電子ピン位置合わせおよび／または画像安定化方法および技術は、互いに位置合わせされたプリンタ上で作られたプリンタを走査する際にはうまく働くが、フィルムの縁部および／または送り穴に対する画像の不適切な配置を補正することはできない。上述のように、このような不適切な配置は、劇場用のリリースプリントの高速コンタクトプリントで生じる恐れのある誤差のために広く行われている。したがって、電子ピン位置合わせの、劇場での映写に対する価値は、限られている。実際、これらの装置のうち、この目的を念頭に置いて構成された装置はない。むしろ、これらの装置はすべて、フィルムを走査してビデオ形式またはデジタル電子形式にするプロセスを目的としたものであることが認められている。
【００２８】
したがって、劇場での動画フィルム映写のために画像を厳密に安定させかつ解像度を高めることができ、リリースプリントフィルム上の画像の位置ずれを（オリジナルのネガに対して）補正し、かつそうするうえでフィルムの縁部または送り穴に依存しない装置および方法が必要であることは明らかである。本発明は、これらおよび他の要件を満たし、他の関連する利点をもたらすものである。
【００２９】
発明の概要
本発明は、フィルムのフレームを動画フィルム映写機のアパーチャに対して厳密に位置合わせする装置および方法を提供する。この映写機は、フィルムが映写機内を間欠的に前進する間、フィルムを受け入れて案内するゲートを有している。本発明によれば、フィルム上のフレームの位置に対応する情報が、フィルムに加えられる。各フレームに関連する情報は、アパーチャに対するフレームの位置を判定するために、映写の前にセンサによって読み取られる。フィルムがゲートで停止した後でフレームがアパーチャに対して位置ずれした場合、アクチュエータがフィルムをアパーチャに対して移動させ、正しい位置合わせを行う。フレームをアパーチャに対してまったく同じ位置に反復的に位置合わせすることによって、映写される動画像の解像度がかなり高くなるので有利である。
【００３０】
従来の映写機構造において、ゲートは、アパーチャに対して動かないように映写機に連結されている。しかし、本発明の一実施態様によれば、ゲートは、アパーチャに対して移動するようになっている。アパーチャに対するゲートの移動は、ゲートに連結されたアクチュエータによって行われる。本発明の一形態において、アクチュエータは、圧電モータまたは可動コイルモータを有している。これらの種類のモータはともに、必要なゲート移動を生じさせるように、たわみステージとともに用いることができる。アクチュエータは、フレーム速度に応じて、約１ミリ秒以下で約０．０００００２インチ（５０．８ｎｍ）ほどの小さい刻みでゲートを移動させるように構成されることが好ましい。さらに、アクチュエータおよびゲートは、アクチュエータがゲートをＸ方向とＹ方向の両方に少なくとも約６インチ（約１．５２ｃｍ）移動させることができるように構成される。
【００３１】
ゲートを必要な量だけ移動させるのに必要な情報は、フィルムに加えられた位置合わせ情報によって与えられる。本発明の一態様において、位置合わせ情報は、センサによって読み取ることのできる位置合わせ基準マークを含んでいる。位置合わせ基準マークは、センサによって読み取られる複数の様々な形状を有することが好ましい。本発明の一態様において、複数の様々な形状は、少なくとも円および方形または矩形を含み、この場合、円の直径は、方形または矩形の幅に等しい。さらに、さらなる位置合わせ情報を与えるために円および方形または矩形に隣接して三角形を配設してよい。
【００３２】
この位置合わせ情報は、各フレームに対して同じ位置でフィルムに加えられる。この場合、位置合わせ情報は、フィルム上の、フレームの外側の領域に位置することが好ましく、互いに隣接するフレーム間の空間内に位置することが最も好ましい。さらに、必要に応じて、フィルムの各フレームごとに冗長な位置合わせ情報を加えてよい。
【００３３】
フィルムに関する位置合わせ情報を読み取るセンサは、様々な形態を取ってよい。一実施態様において、センサは光ベースのセンサを有している。例えば、センサは、フィルム上の位置合わせ基準マークに光を透過させるＬＥＤアレイをゲートの一方の側に有してよい。透過された光は、ゲートの他方の側のＣＣＤアレイによって受け取られる。必要に応じて、ＬＥＤアレイから伝えられた光をＣＣＤアレイ上に反射するのに１つまたは複数の鏡を用いてよい。さらに、各フレームに関連する冗長な位置合わせ情報を読み取るのに冗長なセンサを用いてよい。
【００３４】
位置合わせプロセッサは、センサの動作を制御し、各フレームごとに位置合わせ情報を処理して、アパーチャに対する各フレームの位置を判定する。これらのフレームの位置は、各フレームに関連する位置合わせ情報を読み取ることによって判定される。次に、位置合わせプロセッサは位置合わせ情報を使用して、ゲート内のあるフレームの位置を直前のフレームに対して比較する。フレームが、アパーチャに対して直前のフレームと同じ位置に適切に位置合わせされていない場合、位置合わせプロセッサはフィルムの位置ずれの量を算出する。位置合わせプロセッサは、位置ずれの量に基づいて、アクチュエータに送られる適切な出力信号を生成する。この出力信号は、フレームが直前のフレームに対して正しく位置合わせされるように、アクチュエータにゲートを移動させるよう指令する。このように、各フレームはアパーチャに対して同じ位置に位置合わせされる。出力信号は、電圧ベースの信号、電流ベースの信号、またはアクチュエータ、したがってゲートを移動させるように構成された他の適切な信号を含んでよい。
【００３５】
本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を、一例として本発明の原則を示す添付の図面とともに検討することによって明らかになろう。
【００３６】
添付の図面は本発明を例示している。
【００３７】
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明によれば、各フレームが映写機のアパーチャに対して厳密に位置合わせされるように、フィルムフレームの位置合わせがフレームごとに検出され補正される。各フレームをアパーチャに対して同じ位置に位置合わせすることによって、個々の映写される画像で構成された結果として得られる動画の解像度が大幅に高くなる。フィルムが映写機ゲートで間欠的に停止する間に補正フィルム移動を行わせることによって、適切なフレーム位置合わせが行われ、リリースプリントフィルム上の画像の位置ずれが補正される。後述のように、この厳密なフィルム位置合わせおよび結果として起こるフィルム解像度の上昇は、Ｘ方向およびＹ方向に対応する２つの方向でのみ補正フィルム移動を行わせることによって実現される。
【００３８】
この場合、さらなる発明の背景として言えば、６つの自由度を参照してあらゆる種類の動きを記述することができる。図１に示されているように、この６つの自由度は、一般にＸ、Ｙ、およびＺと呼ばれている３つの直線運動の自由度と、一般にヨー、ピッチ、およびロールと呼ばれている３つの角運動の自由度を含む。フィルムが平坦であることと、フィルムが映写機ゲートに取り込まれる方法とのために、フィルムの識別可能なヨー運動もピッチ運動もあり得ない。フィルムをわずかに偏向させる映写機のランプハウスからフィルムによって吸収される光のために、Ｚ方向においてある種の熱衝撃焦点ずれが起こるが、Ｚ方向のあらゆる運動は、Ｘ方向およびＹ方向のフィルムの位置ずれと比べて、それほど目立たない形態であるとみなされている。
【００３９】
さらに、ロールによる可能な位置ずれを補正することが可能であるが、この運動の大きさも比較的小さいとみなされている。この場合、図２に示されているように、ゲートを通過するフィルム１０は、アパーチャ１２を越えて、フィルムの幅と比べて長い距離にわたって機械的に案内される。たいていの映写機構造では、フィルム１０は、ゲート内でＸ方向に約０．００３インチ（７６．２μｍ）だけずれることができるように、機械的案内手段１４によって案内される。図３に示されているように、この量だけ移動するフィルム１０の最大ロール成分は約０．０４９°に過ぎない。この小さい各回転成分はそれほど目立たず、解像度に顕著な影響を与える可能性は低い。したがって、このずれを補正する必要性と、この補正にかけるコストには疑問がある。
【００４０】
上記のことと、ジッタおよびウィーブがフィルムの位置合わせに寄与する最も重要な因子であることを考慮して、本発明の装置および方法は、Ｘ方向（ウィーブ）およびＹ方向（ジッタ）のフィルムの位置ずれを検出し補正するように構成されている。しかし、他の方向でのフィルムの位置ずれを検出し補正することにも本発明の原則を適用できることを理解されたい。したがって、以下の説明は、Ｘ方向およびＹ方向のみの位置ずれの補正に本発明を制限するものと解釈してはならない。
【００４１】
図４を参照すると、代表的な３５ｍｍ映写機１６は、フィルムゲート２２の両側に位置する送りスプロケット１８と保持プロケット２０とを有する２つの定速スプロケットを有している。ゲート２２と保持スプロケット２０との間の、ゲートから約２インチ（５．０８ｃｍ）から４インチ（１０．１６ｃｍ）下に間欠スプロケット２４も位置している。間欠スプロケット２４は、フィルム１０を公知の方法でフィルムゲート２２を通して間欠的にフレームごとに引っ張る。フィルムが切れるのを防止するために、それぞれ送りスプロケット１８とフィルムゲート２２との間と、間欠スプロケット２４と保持スプロケット２０との間に、弛んだフィルム２６および２８のループの形の、フィルム１０の弛みが設けられている。
【００４２】
フィルムゲート２２は、ゲートの一方の側で映写光源３４（ランプハウスなど）と光学的に整列し、ゲートの他方の側でレンズ３６と光学的に整列するように構成されたアパーチャ３２を有するアパーチャプレート３０も含んでいる。アパーチャ３２とランプハウス３４との間の回転シャッタブレード（不図示）は、フィルム１０が引き落とされ位置合わせされている間は、ランプハウスからの光を遮断し、フレーム４０をアパーチャに対して位置合わせするときは、光がアパーチャを通過できるようにする。シャッタブレードすなわち逆回転ブレードは、シャッタモータ（やはり不図示）によって公知の方法で回転させられる。
【００４３】
ゲート２２は、映写プロセス中にいくつかの機能を果たす。これらの機能のうちの１つは、フィルム１０を映写機内で機械的に案内することである。この意味で、ゲート２２は、目的がＸ方向のフィルムの運動、すなわち「ウィーブ」を制御することである機械的アラインメント装置として働く。現在の映写機に存在するウィーブは、主として、フィルム幅の変動と、ゲート幅の機械的な逸脱によって起こる。
【００４４】
ゲート２２の他の目的は、フィルム１０に摩擦をかけ、それにより、間欠スプロケット２４がフィルムを引っ張るのを停止したときにフィルムをゲート内で停止させることである。この場合、ゲート２２は、一定の抗力装置に機械的に類似しており、フィルム１０を高速に停止するのに十分な大きさの抗力成分を有する必要がある。フィルム１０は、大きな慣性力を発生しないが、フィルムが軽い材料であり、間欠スプロケット２４がフィルムを前進させるときに少量の移動しか起こらないので、この慣性効果に打ち勝ちフィルムを停止するつには、依然として最大で数ポンドの静止摩擦が必要である。しかし、フレーム４０の、Ｘ方向の位置ずれとＹ方向の位置ずれにおいて、Ｙ方向の位置ずれは通常、Ｘ方向の位置ずれよりも大きい。
【００４５】
従来の映写機内のゲート２２はフレーム４０をアパーチャ３２に対して位置合わせするように構成されているので、ゲートはフィルム位置合わせプロセスの重要な形態である。しかし、前述の理由で、従来の映写機ゲート構造が、フレーム４０をアパーチャ３２に適切に整列するように厳密に位置合わせすることは事実上不可能である。したがって、このようにフレーム間で絶えず起こる位置ずれを補正するために、本発明の一実施形態による装置および方法は、フィルム１０が摩擦によってゲート内で停止した後、フレーム４０をアパーチャ３２に対して厳密に位置合わせするようにゲート２２を物理的に移動させるように構成されている。
【００４６】
図５には、本発明により、映写機１６のアパーチャプレート３０およびそれに対応するアパーチャ３２に対してＸ方向およびＹ方向に移動できるゲート２２の位置が概略的に示されている。間欠スプロケット２４は、ゲート２２よりも下に位置しており、間欠モータ３８によって駆動される。図４に示されている従来の映写機において、ゲート２２は映写機１６に一定の位置で取り付けられており、したがって動かない。しかし、本発明によって、ゲート２２は、フレーム４０をアパーチャ３２に対して厳密に位置合わせさせる必要な補正移動を行うように移動させることができるように構成されている。好ましい実施形態では、ゲート２２は、フィルム１０を厳密に位置合わせするように、必要に応じて、Ｘ方向およびＹ方向に移動するように構成されている。
【００４７】
Ｘ方向およびＹ方向のゲートの移動範囲は、位置ずれの「最悪ケース」状況を補正するのに十分な移動を各方向で可能にするのに十分な範囲であることが好ましい。最悪ケース状況は、最大のずれが約±０．００３インチ（７６．２μｍ）である状況とみなされる。ただし、この量より多くても少なくてもよい。したがって、このようなずれを補正するために、ゲート２２はＸ方向とＹ方向の両方で少なくとも約０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）だけ移動できなければならない。しかし、これよりも大きな範囲のゲート移動が可能であり、かつ本発明が、ここに記載された特定の移動範囲に限らないことが理解されよう。いずれの場合も、このゲート移動範囲により、厳密な位置合わせによって解像度を高められるように、ゲート２２の補正移動は、あるレベルで、かつ少なくとも可能なフィルム粒子解像度と同等な刻みで行われることが好ましい。
【００４８】
現在の標準によれば、代表的なフィルム１０は、あらゆる軸で１インチ（２５．４ｍｍ）当たり約４８５０ライン解像することができる。位置ずれを補正し画像を安定した映像として映写するために、ゲート移動は理想的には、最小粒径と比べて少なくとも１０倍から１００倍厳密でなければならない。この精度レベルでのゲート移動により、装置があるフレームを次のフレームに対して正確に位置決めすることができるだけでなく、将来、フィルム貯蔵技術を向上させることができる。したがって、本発明の一形態では、ゲート移動によってフィルムが１μｍの２０分の１、すなわち０．０００００２インチ（５０．８ｎｍ）の刻みでフィルムを移動させることができることが好ましい
フィルム１０の位置ずれを補正するゲート２２の移動は、フィルムが停止している期間、すなわち、間欠スプロケット２４から引き落とされてから、シャッタが開くまでの間に行われることが好ましい。この期間中にいくつかの動作を実行する必要がある。以下で詳しく説明するように、これらの動作には、フィルムフレーム４０の、前のフレームに対する位置を判定すること、補正ゲート移動量を算出すること、次いで計算結果に応じてゲート２２を移動させることが含まれる。
【００４９】
フレーム４０は、少なくとも毎秒２４フレーム（すなわち、４１．６ミリ秒おきに１フレーム）の速度で位置合わせされるので、すべてのこれらの動作、特にゲート２２の移動を、できるかぎり高速に行う必要がある。ゲート２２の移動は、機械的に行われ、したがってある種の物理的制限を受ける。もちろん、シャッタは、フィルム１０が引き落とされゲート２２内で停止するまで開かない。各フレーム４０を引き落とす時間が約８ミリ秒である場合、ゲート２２を移動させフレーム４０を位置合わせするのに必要な動作は、フィルム１０が停止してからシャッタが開くまでの間に約２．５ミリ秒で行う必要がある。フレーム４０の位置を判定し、必要な補正ゲート移動の量および方向を算出するのに約１．５ミリ秒かけることにより、ゲート２２を実際に移動させる時間は約１．０ミリ秒残る。フレーム速度が毎秒４８フレームである場合、ゲート２２を移動させる時間は上述の時間と同じである。使用できる他のフレーム速度に基づいてゲート２２を移動させるのに適切な時間を計画するために類似の計算を行うことができる。
【００５０】
利用可能な時間内でゲート２２を移動させるには、ゲートの慣性ができるかぎり小さくなければならない。したがって、間欠モータ３８をゲート２２に取り付けてはならず、アパーチャプレート３０がレンズ３６および間欠モータ３８に対して固定されたままであり、ゲート２２がレンズ３６と間欠モータ３８の両方とは独立に移動しなければならない。ゲート２２を移動可能にする実際の構成は、ゲート２２がＸ方向およびＹ方向で少なくとも約０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）移動する自由度を有するかぎり、いくつかの方法で行うことができる。例えば、たわみステージ、軸受、スライド、および他の適切な構成を、適切に構成されたゲート２２とともに使用することができる。
【００５１】
フレーム間の位置ずれを正確に補正するのに必要な距離だけゲート２２を移動させるために、ゲートに運動機構が連結されている。このゲート運動機構を本明細書では「アクチュエータ」と呼ぶ。上述のゲート移動パラメータを所与のものとすると、アクチュエータは、ゲート２２を高速に（すなわち、約１ミリ秒以下で）移動させることができる必要がある。アクチュエータは、ゲート２２を厳密に（すなわち、好ましくは０．０００００２インチ（５０．８ｎｍ）の刻みで）移動させることができる必要もある。これらのゲート移動パラメータを満たすことのできるアクチュエータは、いくつかの異なる形をとってよい。例えば、アクチュエータは、流体、空気圧、機械装置、または電気機械装置を使用して必要な移動を行わせる装置を有してよい。これらのオプションのうち、制御のレベルが高く、応答が高速であるため、現在の所、電気機械装置が好ましい。
【００５２】
電気機械装置には、ロータリモータすなわちリニアモータ、圧電モータ、バイマテリアルアクチュエータ、電気的な影響に基づいて形状またはサイズを変化させる他の装置などの、多数の異なる形態がある。ロータリモータは、ねじ、カム、または類似の装置を使用することによって回転運動を直線運動に変換する一般的な装置を表している。可動コイルモータやスピーカコイルモータなどのリニアモータも、移動が厳密であり応答時間が短いためアクチュエータの候補である。バイマテリアルアクチュエータは、２つの材料の異なる性質を利用して、厳密な直線運動に変換できる反りまたは形状変化を生じさせる。これらのオプションのうち、圧電モータまたは可動コイルモータが現在の所好ましいアクチュエータである。
【００５３】
圧電モータは、それ自体を非常に有効なアクチュエータにするいくつかの属性を有している。これらの属性として、圧電モータの高速機能および高い位置決め精度が挙げられる。さらに、適切な機械構造および電子機器を使用するかぎり、１ナノメートル（すなわち、１ｍの１０億分の１）以下ほどの小さい刻みでの正確な移動を行うことができる。
【００５４】
図６に概略的に示されているように、圧電モータ４２は、両端間に印加される電圧に比例して長さが長くなるかまたは短くなる圧電結晶４４を使用する。結晶４４の両端間の電圧が高くなると結晶の長さが長くなり、一方、電圧が低くなると結晶の長さが短くなる（図７参照）。圧電モータ４２をアクチュエータとして使用することの１つの利点は、フィードバックループを有する必要も、ゲート２２の実際の位置と命令された位置を絶えず監視する必要もないことである。この性質を有するフィードバック装置は、一般にモータ制御用途で使用され、可動コイルモータ（後述）がアクチュエータとして使用される場合に必要になる。
【００５５】
フィードバックループを無くすことにより、最初ゲート２２を移動させ、次に、シャッタが開いている間ゲート２２を正しい位置に維持するために、圧電モータ４２によって必要とされるマイクロプロセッサ電力の量が少なくなる。さらに、圧電モータ４２は、印加された電圧に基づく極めて信頼できる予想可能な移動距離を有している。上記で指摘され、図６および図７に表されているように、圧電結晶４４に電圧が印加されると、この移動距離は、結晶の軸に沿って線形に非常に厳密な距離だけ長くなるかまたは短くなる。したがって、簡単な計算により、あるいは利用可能な変換表を使用することにより、結晶４４の長さを非常に正確に任意の所定の距離だけ長くするかまたは短くするために印加する必要のある電圧の厳密な量が分かる。圧電結晶４４は、リバウンド効果を有することが分かっているが、この効果は、長時間にわたって生じ、少なくとも数秒経過するまで生じない。したがって、各補正移動間の時間は非常に短いので、結晶のリバウンド効果は非常に小さい因子である。
【００５６】
本発明の一形態において、圧電モータ４２は、高解像度圧電モータたわみステージ４６を有している。図８に概略的に示されているように、ステージ４６は、外側の金属フレーム４８によって保護された２つの圧電モータ４２を有している。圧電モータ４２の一端は、動かないように固定された外側のフレーム４８に連結されて、他の端部は、外側のフレーム４８に対して移動できる内側のフレーム５０に連結されている。後で図１４〜図１６に関して説明するように、映写機ゲート２２に内側の可動フレーム５０が連結されており、外側の固定フレーム４８は、映写機１６の、ゲートを囲む適切な固定構造に連結されている。
【００５７】
ステージ４６は、複数のたわみ部材５２、すなわち、固体材料の弾性変形すなわち「たわみ」に依存する摩擦および締付けのない装置も含んでいる。たわみ部材５２は、外側のフレーム４８と内側のフレーム５０との間に連結されており、滑りおよび転がりを無くすので有利である。これらのたわみ部材５２は主として、内側の可動フレーム５０を外側の固定フレーム４８に対して偏らせるばねのように働く。たわみ部材５２は、圧電モータ４２の直線運動に応答し、材料の弾性たわみに従って、小刻みに移動し、機械的な運動変換を行うことができる。たわみ部材５２はまた、線形軸受に関連する一般的な線形経路誤差を無くすので特に有利である。したがって、このようなたわみ型位置決め部材は、分解能、真直度、および平面度に関して玉軸受、横ころ軸受のような従来の位置決め部材よりも優れている。
【００５８】
圧電モータたわみステージ４６は、少なくとも２つの圧電モータを備えていることが好ましい。たわみステージ４６は、２つの高分解能容量変位センサ５４を備えてよいが、必要ではない。圧電センサ４２は、ゲート２２をＸ方向およびＹ方向にサブナノメートル分解能で移動させるのに必要な動きを可能にする。容量変位センサ５４は、プローブ５６とそれよりわずかに大きなターゲットプレート５８とを有している。センサ５４もサブナノメートル分解能を有し、横運動に感応しない。ケーブル８０によってステージ４６に接続されたデジタル制御電子機器は、容量変位センサ５４の組み合わされた情報を評価し、この情報をＸ線形変位およびＹ線形変位に比例する２つの個々の信号に変換することができる。
【００５９】
ゲート２２を必要な移動範囲にわたって必要な刻みで移動させることができる上述の種類の高分解能圧電モータたわみステージ４６は、例えば、ドイツのPolytec Platz 1-7, 76337 WaldronnのPhysik Instruments GmbH & Co.から市販されており入手可能である。この会社から市販されている圧電モータたわみステージ４６は、サブナノメートル移動を行い、粘着−滑り効果またはしきい値電圧によって制限されることのない事実上無制限の分解能を与えることができる。これらのステージ４６も、極めて高速に膨張し、したがって、マイクロ秒時定数を持つ極めて高速に応答する位置要素を形成する圧電モータ４２を有している。さらに、これらのステージ４６の圧電モータ４２は、固体であるという他の利点を有している。したがって、これらのモータはメンテナンスが不要であり、磨耗を受けない。
【００６０】
可動コイルモータ６２は適切なアクチュエータとして働くこともできる。可動コイルモータ６２はスピーカに非常に類似した装置を使用する。図９に概略的に示されているように、可動コイルモータ６２は、磁石６４と、磁石を囲むワイヤコイル６６とを有している。上述の圧電トランスデューサたわみステージ４６と同様に、可動コイルモータ６２も、複数のたわみ部材と、位置を判定するプローブ６８およびそれよりわずかに大きなターゲットプレート７０を含む高分解能容量変位センサとを有するたわみステージとともに使用することができる。ワイヤコイル６６は、たわみステージの内側のフレーム７２に接続されており、内側のフレーム７２は映写機のゲート２２に連結されている。磁石６４は、たわみステージの周囲の外側の金属フレーム７４に固定されている。使用時には、ワイヤコイル６６に電流が流される。電流の強度を変化させることにより、たわみステージのたわみと磁石の吸引力との釣合いが取れるまでワイヤコイル６６は固定磁石６４に対して移動させられる。このように、たわみステージの内側のフレーム７２、したがってゲート２２は、ゲート２２を適切に位置決めしフィルム１０のフレーム４０を位置合わせするように外側のフレーム７４に対して移動させられる。
【００６１】
アクチュエータは、アクチュエータドライバによって線形に移動させられるかまたは駆動されることが好ましい。アクチュエータドライバは、直線アナログ信号、デジタル処理された信号、または他の適切な信号に応答してアクチュエータを制御できるようにする任意の適切な構成を有してよい。圧電モータ４２がアクチュエータとして働くとき、アクチュエータドライバは電圧制御装置を有する。可動コイルモータ６２がアクチュエータとして働く場合、アクチュエータドライバは電流制御装置である。他の適切な種類のアクチュエータドライバは明らかであり、使用されるアクチュエータの種類に基づいて選択することができる。
【００６２】
圧電モータ４２用の電圧制御装置は、１ミリ秒以下で必要な距離、すなわち０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）だけアクチュエータを移動させるのに必要な帯域幅に対処することのできる電子装置を含んでいる。例えば、アナログフロントエンド回路から制御信号を取り出す高電圧増幅器ベースの構造を使用してよい。アナログフロントエンド回路は、アナログ／デジタル変換器によってアナログに変換するアナログ制御回路またはデジタル回路であってよい。
【００６３】
可動コイルモータ６２用の電流制御装置は、アナログ回路またはデジタル回路によって増幅器段の電流出力を監視するためにフィードバックループが追加されることを除いて、圧電モータ４２用の電圧制御装置に類似している。フィードバックループは、電流を監視し、アナログフロントエンド回路から発せられる制御信号に比例する利得値に従うよう電流を調整する。電流が小さ過ぎる場合、フィードバックループは、適切な電流に達するまで電圧を高くする。同様に、電流が大きく過ぎる場合、正しい電流レベルに達するまで電圧を低くする。
【００６４】
ゲート２２を物理的に移動させる電気機械形態について説明したが、次に、ゲートがどのくらい移動する必要があるかと、ゲートがどの方向に移動する必要があるかを支配する、装置の部分について説明する。
【００６５】
ゲート２２を移動させ、フレーム４０を、互いに対して適切に位置合わせされるとともにアパーチャ３２に対して適切に位置合わせされるように位置決めするには、間欠スプロケット２４による間欠的な引落しが終了するたびに、フィルムが移動を停止した後各フレームの位置を判定する必要がある。このように各フレームごとにフレーム位置を判定すると、補正する必要のある位置ずれの量が明らかになる。本発明によれば、フィルム１０上のフレーム４０の位置に対応する位置合わせ情報がフィルム１０に加えられる。この情報は、あるフレームの、先行するフレームに対する位置を判定するために感知されるかまたは「読み取られる」。
【００６６】
本発明の一形態において、この情報はフレーム４０に隣接する位置合わせ基準マーク７８で実現される。好ましい実施形態では、各フレーム４０に関連する少なくとも１つの位置合わせ基準マーク７６がある。位置合わせ基準マーク７６の位置を検出し、その位置を、すぐ前の位置合わせ基準マークの位置に対して比較することによって、フレームごとに位置ずれを補正するのに必要な移動量を求めることが可能である。この比較情報を用いれば、２つの連続する位置合わせ基準マーク７６の位置間の差を算出し、２つのマークが重なり合うようにゲート２２を移動させることをアクチュエータに命令する信号をアクチュエータに送信することができる。位置合わせ基準マーク７６同士が重なり合うと、フレーム同士も重なり合う。
【００６７】
フィルム位置合わせプロセスが開始すると、位置合わせ基準マーク７６を有する第１のフレーム４０は、その後、後続のあらゆるフレーム４０を位置合わせするための「基準（ベンチマーク）」として働く。言い換えれば、アパーチャ３２に対する第１のフレーム４０の位置は、第１のマークに関連する第１の位置合わせ基準マークの位置を検知することによって判定される。次のすなわち第２の位置合わせ基準マークの位置も判定され、第２のマークが、第１の位置と同じ位置で第１のマークと重なり合うようにゲート２２が移動させられる。第２の位置合わせ基準マークが（第１の位置合わせ基準マークと同じ位置で）第１の位置合わせ基準マークに整列させられると、第１のフレームと第２のフレームも同様に整列させられ、すなわち位置合わせされる。このようにフィルムのその後のフレーム４０同士が重なり合うように厳密に位置合わせすることによって、ほぼすべてのジッタおよびウィーブがなくなり、映写される画像の解像度がかなり高くなる。
【００６８】
当然のことながら、位置合わせプロセスの開始時には、第１の「基準」フレームをアパーチャ３２に対してできるかぎり「心合わせ」しなければならない。言い換えれば、第１のフレーム４０の中心を映写機のレンズ３６の光軸にできるだけ整列させ、該光軸もアパーチャ３２に光学的に整列させなければならない。このように、第１のフレームに対して位置合わせされるすべてのその後のフレーム４０は、同様にかつ正しく位置合わせされる。
【００６９】
位置合わせ基準マーク７６は様々な異なる形態を取ってよい。位置合わせ基準マーク７６の主要な要件は、このマークの位置を判定し、次にその位置を前のマークの位置と比較することのできるプロセスによって、このマークを検出できる必要があることである。例えば、円は位置合わせ基準マークの一形態として働くことができる。この円をセンサによって見つけ、次に、前のフレームに関連する円の位置と比較することができる。２つの円間の距離と互いに対する方向が算出された後、アクチュエータは、２つの円を上述のように重ね合わせるようにゲート２２を対応する方向に対応する距離だけ移動させることができる。
【００７０】
本発明の一実施形態による位置合わせ基準マーク７６は複数の形状を使用する。図１０に示されているように、これらの形状には、方形７８、円８０、三角形８２などの幾何学的形状を含めてよい。方形７８は定義上、すべての４つの辺上に、すなわち上下左右に一定の寸法を有する。円８０は、方形７８に隣接して位置しており、各フレーム４０の位置ずれの量を算出するのに用いられる幾何学的形状である。円８０の直径は、方形７８の幅と同じである。あるいは、幅が円８０の直径と同じであるかぎり、方形７８の代わりに矩形を用いてよい。三角形８２は、正方形７８に対して円８０と反対側に位置している。三角形８２の底辺は、方形７８の底部と揃えて示されており、方形の幅と同じ長さを有している。ただし、他の寸法を有する三角形を用いてよい。
【００７１】
必要に応じて、位置合わせ基準マーク７６は他の情報を含んでよい。再び図１０を参照すると、３つの幾何学的形状の左側に任意の追加の情報が示されている。この追加の情報には例えば、フレームのサイズ、フィルム速度、映画のタイトル、または他の適切な情報を示すバイナリ情報を含めてよい。このバイナリ情報には、この情報バンドの開始位置８６を開始位置に示すとともに、チェックサム８８を終了位置に示す情報を含めてもよい。メッセージの種類９０を与えてもよい。しかし、この追加の情報は、フレーム４０の位置を判定する際に必要ではなく、または用いられない。むしろ、上述のように、フレーム位置は、３つの幾何学的形状によって判定される。
【００７２】
位置合わせ基準マーク７６の一形態は、フィルム１０上のこれらのマークの位置と、使用されるマークの数とを含んでいる。各フレーム４０に関連する１つの位置合わせ基準マーク７８があることが好ましい。このように、それぞれのあらゆるフレーム４０が厳密に位置合わせされ、映写される画像の解像度が最大になる。あるいは、従来の装置よりも良好な位置合わせおよび解像度を実現するために、位置合わせ基準マーク７６を１フレーム４０置きに加えるか、または他のある数だけ加えるか、または他のある規則に従って加えてもよい。ただし、この場合の解像度は、各フレーム４０を位置合わせする際に得られる解像度ほど高くはない。
【００７３】
位置合わせ基準マーク７６に関しては、各マークが、フィルムの、各フレーム４０のすぐ隣りに位置することが好ましい。図１１に示されている一実施形態では、位置合わせ基準マーク７６は、各フレーム７６間の長手方向空間９２内に位置している。この空間９２は、大部分のフィルムフォーマットの位置合わせ基準マーク７６に合わせるのに十分な大きさを有している。位置合わせ基準マーク７６は、フィルムの送り穴９６の外側に位置しても、送り穴間に位置してもよい。しかし、これは、通常サウンドトラック情報によって占有されるので好ましい位置ではない。
【００７４】
他の実施形態では、位置合わせ基準マーク７６が画像自体の内部に位置してよいが、この場合、画像を走査し、次にフレーム４０全体に対するマークの位置を解釈することのできる画像取込み装置が必要である。したがって、この手法はある欠点を有する。位置合わせ基準マーク７６は、裸眼では見えず、適切なセンサによって読み取ることのできるインクまたは磁荷を用いて加えてもよい。しかし、位置合わせ基準マーク７６の好ましい位置は、フレーム４０のすぐ外側である。位置合わせ基準マーク７６は、フレーム４０の外側に配置されることにより、映写すべき画像に影響を与えずにセンサによって読み取ることができる。位置合わせ基準マーク７６の最も好ましい位置は、各フレーム４０間の空間８２内である。
【００７５】
位置合わせ基準マーク７６は、好ましくはＩＮまたはＩＰの製造中、あるいは他の中間プリントプロセス中、あるいは再びフィルムを走査する前に、フェード、ディゾルブ、タイトル、エフェクト、カラー「タイミング」、密度補正、およびその他の中間プロセスがデジタルに処理される、上記のプロセスと同等なデジタルプロセス（「デジタル中間体」）中に、任意の適切な方法でフィルム１０上に配置してよい。例えば、位置合わせ基準マーク７６は、位置合わせを行うコンタクト「ステップ」プリンタ上に厳密に取り付けられたレーザ装置によってフィルムに加えてよい。このレーザ装置をこのようなプリンタに取り付ける厳密な方法は、様々な種類のプリンタごとに異なり、このようなレーザ装置を配置できるようにステッププリンタを修正する様々な技術が存在する。位置合わせ基準マーク７６、特に３つの幾何学的形状の輪郭を加えるの他の適切な装置を用いてよい。選択される装置にかかわらず、方形７８、円８０、および三角形８２が、透明であり、非透明部分によって囲まれるかまたは輪郭を定められるように、フィルム１０に位置合わせ基準マーク７６を加えることができる必要がある。あるいは、方形７８、円８０、および三角形８２が非透明であり、透明部分によって囲まれるかまたは輪郭を定められてもよい。レーザ装置は、適切なマスキングなどを使用することによってこれらの種類の位置合わせ基準マークを設けることができるが、必要に応じて他の適切な装置を用いてよい。
【００７６】
フィルム１０に位置合わせ基準マーク７６を加える際に、中間フィルム上への各フレーム４０の露光を最も密に追跡する位置に各位置合わせ基準マークを位置決めすることが重要である。したがって、各位置合わせ基準マーク７６は、それに対応するフレーム４０およびコンタクト「ステップ」プリンタの動作可能な位置合わせピンのできるだけ近くでフィルム１０に加えなければならない。このように、レーザ装置または他の適切な装置は、各フレームが中間フィルムストック上に露光されるときと同じ位置で位置合わせ基準マーク７６に厳密に加えることができる。
【００７７】
位置合わせ基準マーク７６を「デジタル中間」プロセス中に加える場合には、撮像コンピュータおよびそれに関連するソフトウェアによって正しい位置に配置することができる。次に、フィルム画像自体を複製するのに用いられるのと同じフィルムレコーダ技術を使用してデジタル中間プロセスによって生成されたフィルム要素上に、位置合わせ基準マーク７６を配置することができる。
【００７８】
あるいは、位置合わせ基準マーク７６を転染［禁止、「ＩＢ」］プリント（例えば、オリジナルＴＥＣＨＮＩＣＯＬＯＲ３ストリッププロセス）で加える場合には、分離マトリックスを作る前に配置するか、場合によっては、必要に応じて、複写プロセス全体にわたってフレーム４０自体と揃ったままでいるように配置することができる。ＩＢプロセスは、多層イーストマンカラー型フィルムを使用する標準複写とは異なり、完全にピンで位置合わせされる。したがって、この例で加えられる位置合わせ基準マーク７６は、プリント時の位置ずれを補正するのに用いる必要がなく、単に可能な収縮、伸長、または他のそのような変数を補償することによって映写機の正しい位置合わせが行われるように働くという点で、関与する機能が少ない。
【００７９】
位置合わせ基準マーク７６は、どのように加えられるかにかかわらず、フレーム４０に対する反復可能な厳密な位置に配置しなければならない。この場合、リリースプリントが製造される前、画像は依然としてフィルム１０上に送り穴に対して厳密に配置されている。その後の高速コンタクトプリントプロセスでは、高速プリンタにおける搬送が可変であることや、プリンタ内を移動するバイパックフィルムに必然的に位置ずれが起こることなどの、上述の理由でフィルムの縁部および送り穴に対する画像の配置の誤差が生じる。しかし、位置合わせ基準マーク７６は、画像自体に整列させられるので、同様に、それぞれのフレーム４０の右隣に複写される。したがって、単に位置合わせ基準マーク７６を見つけ、それに応じてフィルム１０を正しく配置するようにゲート２２を移動させることによって、依然として正しく画像を位置決めすることができる。したがって、画像は、もはや送り穴９４およびフィルムの縁部に対して厳密に配置することはできず、常にそれぞれの位置合わせ基準マーク７６を厳密な基準として配置される。これらの位置合わせ基準マーク７６は、映写されるフレーム４０間に位置しており、したがってスクリーン上には現れないが、高速コンタクトプリントプロセス中に画像自体とともに複写される。
【００８０】
位置合わせ基準マーク７６を検出し「読み取る」のに適切なセンサを用いなければならない。センサは高速に動作しトリガ可能であることが好ましい。センサはまた、好ましくは明るさと暗さとの間の偏差を検出する原則に基づいて動作するセンサである。例えば、光電セルは、何かが明るいかそれとも暗いかだけでなく、この２つの間の灰色の色合いを判定することもできる。太陽電池は、様々な光レベルを検出し、非常に高速に応答することができる。磁気ピックアップヘッドは、フィルム１０の、符号化された部分を読み取ることができ、この情報を使用してフィルムの位置を判定することができる。上述の理由で、ＬＥＤ・ＣＣＤ技術が現在の所好ましい、センサベースの装置である。しかし、ＬＥＤ・ＣＣＤ技術だけが適切なセンサ装置ではなく、他の種類の適切なセンサを使用してよいことが理解されよう。
【００８１】
ＣＣＤは、露光してデジタルに読み取ることのできる定められた画素を有する公知の装置である。ＣＣＤは、高速であるだけでなく、大部分のデジタル装置に直接接続することができる。ＸＹマトリックスＣＣＤとラインＣＣＤの両方が適切である。図１２および図１３に示されているように、ＸＹマトリックスＣＣＤとラインＣＣＤの違いは、画素の数と構成だけである。マトリックスＣＣＤ９６は、図１２に示されており、Ｘ方向とＹ方向の両方にいくつかの画素９８を有し、したがってＸ−Ｙマトリックスを構成している。この種のＣＣＤは通常、セル上の画素９８の数がより多いため評価により長い時間がかかる。ラインＣＣＤ１００は、図１３に示されており、同じ技術を使用するが、１列の画素９８しか用いない。この１列の画素９８はより高速に読取りを行い、ソートおよび分析のために含むデータがより少ない。
【００８２】
ラインＣＣＤアレイが働くには、フィルム１０を照明して３つの幾何学的形状、すなわち方形７８、円８０、および三角形８２をＣＣＤアレイ９６または１００上に向ける必要がある。フィルム１０を照明するのに用いることのできるいくつかのオプションがある。もちろん、シャッタを開くとマーク７６が照明され、ＣＣＤが露出される。しかし、シャッタが開いている間にフィルム１０が移動している場合、スクリーン上の画像がぼやける。これは受け入れられない。
【００８３】
したがって、シャッタが開く前に補正移動を完了できるように、シャッタが閉じている間に位置合わせ基準マーク７６を照明することが好ましい。位置合わせ基準マークを照明する１つの方法は、ＬＥＤアレイ１０２を使用することである。このアレイは短時間だけオンになり、シャッタが依然として閉じている間にＣＣＤアレイ１００によってフィルム１０を露光する。ＬＥＤアレイ１０２は可視光ベースのアレイでも、不可視光ベースのアレイでもよい。不可視光アレイの利点は、ＬＥＤアレイ１０２から漏れ出した光が映写され、したがって観客から見えるのを妨げることである。例えば、このアレイは、シャッタが開く２．５ｍｓ前に点滅し、シャッタが開く前にアクチュエータがゲートを移動させるのに十分な時間を与えることができる。ＬＥＤアレイ１０２は、ＣＣＤアレイ１１０を照明する方法として現在の所好ましい方法である。
【００８４】
ＬＥＤおよびＣＣＤのアレイを使用するセンサの一実施形態が図１４から図１６に示されている。この実施形態には、ＬＥＤ１０２およびＣＣＤ１００の２組のアレイがあり、１組は映写機１８のアパーチャプレート３０のアパーチャよりも上に位置し、１組は該アパーチャ３２よりも下に位置している。この構成は、例えば、各フレーム４０に関連する２つの位置合わせ基準マーク７６があり、アレイ１００および１０２の両方の組が使用中であるときに、冗長性をもたらし信頼性を高める。あるいは、１組のアレイのみを使用することができ、一方の組が誤動作を起こした場合、他方の組を作動させて装置を動作し続けさせることができる。しかし、ＬＥＤアレイおよびＣＣＤアレイの複数の組を使用しなくてもよい。したがって、図１４から図１６ではＬＥＤ／ＣＣＤアレイの一方のみについて論じることにするが、以下の説明が両方の組のアレイに当てはまることが理解されよう。
【００８５】
図１４は、映写機のゲート２２の背面図であり、図１５は、映写機のゲートの正面図である図１６の線Ａ−Ａに沿った映写機のゲートの側面図である。ＬＥＤ／ＣＣＤアレイ１００および１０２について議論する前に、図１４から図１８に示されている圧電モータたわみステージ４６について簡単に論じておく。これらの図に示されているように、ステージ４６は、従来の映写機支持構造から切り離された映写機のゲート２２に連結された内側の可動フレーム５０を有している。内側のフレーム５０は、たわみステージの内側のフレームとゲートとをしっかりと連結するボルト、ねじなどのような任意の適切な方法でゲート２２に連結してよい。たわみステージ４６の外側のフレーム４８は、内側のフレーム５０を囲んでおり、ゲート２２に対して動かないように固定された隣接する映写機構造に連結されている。したがって、たわみステージ４６の内側のフレーム５０が移動すると、本発明の原則に従って、ゲート２２の対応する移動が起こる。
【００８６】
ゲート２２の正面側、すなわち、図１５の右側にＬＥＤアレイ１０２がある。このアレイ１０２は、間欠的な引落し中にフィルムがゲート２２に停止しているときにＬＥＤアレイ１０２からの光がフィルム１０を通過するように、光をゲート２２のアパーチャを透過させ、かつアパーチャプレート３０の他のアパーチャ３２を透過させるようになっている。したがって、フィルム１０がゲート２２で停止すると、ＬＥＤアレイ１０２が高速に作動し、これから映写されるフレーム４０に関連する位置合わせ基準マーク７６を光が通過する。その結果、幾何学的形状が透明であるか、それとも不透明であるかに応じて、ＣＣＤアレイ１００内のある画素９８が照明され、他の画素は照明されない。いずれの場合も、光はフィルム１０を通過して、図１５の左側であるゲート２２の後ろ側に至る。
【００８７】
図１４および図１５を参照すると、光がフィルム１０を水平に通過する際に、位置合わせ基準マーク７６を通過した光が第１の鏡１０４に入る。図１４に示されているように、この第１の鏡１０４は、鉛直方向下向きに第２の鏡１０６の方へ光を反射する。参照番号１０８は光が伝わるラインを表しており、参照番号１１０は透過される光全体のバンドを表している。次に、第２の鏡１０６が、透過した光を概ね水平方向の経路に沿って外側にアパーチャ３２の一方の側に反射し、光はそこでＣＣＤアレイ１００に入る。その結果、透過した光がＣＣＤアレイ１００内のある画素９８を照明する。この情報を用いて、位置合わせ基準マーク７６の位置を判定することができる。
【００８８】
この判定の第１のステップでは、（第１のフレームに関連する）位置合わせ基準マーク７６によってＣＣＤアレイ１００内で照明された画素９８の数により、すべてのその後のフレーム４０の位置合わせ用の「基準」が確立される。前述のように、この「基準」フレームは、映写機のレンズ３６の光軸に対してできるかぎり心合わせしなければならない。この情報によって、アパーチャ３２に対する第１の位置合わせ基準マーク７６の位置が判定される。この位置は、すべてのその後の計算についての円８０の中心および方形７８の幾何学的中心に対応する。言い換えれば、これは、アパーチャ３２に対して適切に位置合わせされたフレーム４０の位置である。
【００８９】
次の後続のフレーム４０についてＬＥＤアレイ１０２が再び作動させられると、このフレームに関連する位置合わせ基準マーク７６を光が通過し、ＣＣＤアレイ１００のある画素９８が再び照明される。円８０によって照明されている画素の数が、方形７８によって照明されている画素７８の数と比較される。図１７に示されているように、方形７８によって照明されている画素９８の数と円８０によって照明されている画素９８の数が等しい（すなわち、Ｗ1＝Ｗ2）場合、ＣＣＤアレイ１００は必然的に、円８０の中心および方形７８の幾何学的中点を直接照らしており、すなわち、フレーム４０がＹ方向においてアパーチャ３２に対して適切に位置合わせされており、Ｙ方向の補正移動は必要とされない。しかし、円８０によって照明されている画素９８の数が、方形７８によって照明されている画素の数よりも少ないとき（すなわち、Ｗ2＜Ｗ1であるとき）、フレーム４０はアパーチャ３２に対して位置ずれしており、フレームを適切に位置合わせするにはＹ方向のゲート移動が必要である。
【００９０】
ＣＣＤアレイ１００が円８０の中心よりも上に位置しているかそれとも下に位置しているかを判定するときは、三角形８２によって照明されている画素９８も読み取られる。三角形８２によって照明されている画素９８の数に応じて、フレームを確実に位置合わせするにはフレーム４０を正のＹ方向に移動させる必要があるか、それとも負のＹ方向に移動させる必要があるかを判定することができる。例えば、三角形８２によって照明されている画素９８の数がある値よりも多い場合、ＣＣＤアレイ１００は円８０の中心よりも下に位置していると判定することができる。したがって、各幾何学的形状によって生成されるすべてのＣＣＤアレイデータを比較することにより、各フレーム４０を適切に位置合わせするのに必要な移動量および移動方向を求めることができる。
【００９１】
図１９は、Ｙ方向の位置ずれの範囲を求めるために行う必要のある、円８０に関連する計算を例示する助けになる。図１９において、Ｄcは、円８０の直径と方形７８の幅を表している。Ｌcは、円８０のある弦の長さと、円の中心に対するＣＣＤアレイ１００の位置を表している。Ｙdは、円８０の中心から測定された、Ｙ方向におけるＣＣＤアレイ１００のずれを表わしている。Ｒは、円８０の半径、すなわちＤcの２分の１を表している。Ｙ方向の位置ずれの量を算出するには、ピタゴラスの定理を使用した簡単な数学的計算を以下の数式に従って使用する。ここで、Ｙ4はＹ方向の位置ずれの量に等しい。
【００９２】
Ｘ方向の位置ずれの量を算出するには、単に第１の位置合わせ基準マーク７６の円８０の中心に対応するＣＣＤアレイ１００上の位置（すなわち、画素）を知る必要がある。この位置は、すべてのその後の円についての円８０の中心およびＣＣＤアレイ１００上の中点に対応する。ＬＥＤアレイ１０２からの光がその後の円９０を通過し、ＣＣＤアレイ１００を照明すると、これらの円の弦Ｌｃの中点が算出され、第１の円８０によって判定されたＣＣＤアレイ１００の中点と比較される。その後の円８０の中点とＣＣＤアレイ１００の中点との間に差がある場合、この２つの点の間の距離の差に基づいてＸ方向の位置ずれの量を算出することができる。
【００９３】
上記のことを考慮すると、位置合わせ基準マーク７６とともに、フレーム４０の位置合わせ用の「基準」として働くようにＣＣＤアレイを構成することもできることが理解されよう。例えば、ＣＣＤアレイ上の定義済みの位置を、すべてのフレームが移動させられる位置として選択することができる。位置合わせ基準マーク７６を使用してすべてのフレーム４０をＣＣＤアレイ上の定義済みの位置へ移動させることによって、望ましくないジッタおよびウィーブが無くなる。
【００９４】
幾何学的形状を使用して位置合わせ基準マーク７６を構成することの１つの利点は、フィルム作製プロセス中に起こる変動や、マークの照明時の変動によってゲート移動の計算結果が影響を受けることがないことである。例えば、フィルムの露光およびリプリントによって方形７８が最初のサイズよりも小さくなるかまたは大きくなった場合、円８０および三角形８２のサイズが、まったく同じ比に従って変化する。さらに、円８０の中心を算出する能力は、他の２つの幾何学的形状、すなわち方形７８および三角形８２の補正特性のために、照明のパワーが小さくなるかまたは大きくなっても影響を受けない。
【００９５】
図２０に示されている、ＣＣＤアレイ１００を照明する他の可能な方法は、シャッタ１１４が開く前にＣＣＤアレイ１００を露出させるようにシャッタ１１４にノッチ１１２を設けることである。しかし、この方法では、ノッチ１２がフィルムのフレーム４０を横切って移動している間フィルムを横切る方向にゴースト像が生じる恐れがある。これは受け入れられない。
【００９６】
あるいは、図２１に示されているように、ランプハウス３４からの光をフィルム１０の周りに向け、この光を用いることにより、シャッタが閉じている間に位置合わせ基準マーク７６を露光することができる。この装置では、光を適切な位置に向けるのに鏡１１６または光導体が必要である。
【００９７】
各位置合わせ基準マーク７６は、フィルム１０がゲート２２で停止した直後にセンサによって読み取られる。しかし、位置合わせ基準マーク７６を異なる時間に検知することが可能であり、それによってある高度な処理の可能性が開ける。例えば、位置合わせ基準マーク７６に関連するフレーム４０がゲート２２で停止する前にこのマークが検知される場合、このマークを分析するのに１．５ミリ秒よりも長い期間を用いることができる。分析に利用可能な時間を長くすることによって、より低速でより安価な位置合わせプロセッサ（後述）を使用することができる。さらに、フレーム４０がゲート２２で停止する前に位置合わせ基準マーク７６を読み取り分析することができる場合、間欠スプロケット２４によるフレームの引落し中に正しい位置の方へ移動するようゲートに命令することができる。これにより、フィルム１０がゲート２２で完全に停止するまで位置合わせ基準マーク７６が読み取られない場合、ゲート２２を移動させるのに１ミリ秒以下ではなく約１０ミリ秒かけることができる。
【００９８】
本発明の他の形態では、フィルム１０がフレーム４０間で位置ずれする傾向があるかどうかを探索し判定することによって、補正ゲート移動量を少なくとも部分的に求めることができる。この「傾向」の性質に基づいて、基本補正ゲート移動を予想し実行することができる。傾向判定装置は、フィルム１０が停止したときにすべての誤差を打ち消すわけではないが、フィルム複写プロセスに伴う誤差を少なくとも無くすはずである。いくつかの連続するフレーム４０がゲート２２でどのように停止したかを分析することによって、フィルムの停止の偏差の傾向を判定し、適切なゲート移動によって補正することができる。この方法はフレーム４０の位置ずれを生じさせる主要な偏差を補正するが、フィルム１０がゲート２２で停止してからシャッタ１１４が開くまでの間に位置合わせ基準マーク７６を分析する場合ほど正確ではないことが高い。
【００９９】
本発明によれば、位置合わせプロセッサ１１８は装置の動作を支配する。図２２を参照すると、位置合わせプロセッサ１１８は、ホストプロセッサ１２０と通信し、フィルムフォーマット（例えば、フレーム当たり送り穴４つのフォーマットやフレーム当たり送り穴３つのフォーマット）、フレーム速度、明るさなどに関する情報を受信する。ホストプロセッサ１２０は、映写機１６の動作を制御する動きプロセッサ１２２と通信する。ホストプロセッサ１２０は、フィルム１０に位置合わせ基準マーク７６が含まれているかどうかを位置合わせプロセッサ１１８に知らせ、含まれている場合、使用されている位置合わせ基準マークの種類を知らせる。ホストプロセッサ１２０と位置合わせプロセッサ１１８との間の接続は、位置合わせステータスおよび補正動作を判定するための通信回線も形成する。
【０１００】
位置合わせプロセッサ１１８は、ホストプロセッサからコマンドを受信すると、フレーム４０を厳密に位置合わせする動作を開始する。位置合わせプロセッサ１１８は、ＬＥＤアレイ１０２を作動させ、例えば、上述のように、位置合わせ基準マーク７６を照明し、３つの幾何学的形状の輪郭をラインＣＣＤアレイ１００などのセンサ上に映写する。次に、位置合わせプロセッサ１１８は、センサから収集した画素情報を分析し、情報をソートし、前のフレームに対して位置合わせされているフレーム４０の位置を判定する。この情報が得られた後、位置合わせプロセッサは、Ｘ方向とＹ方向の両方においてフレーム４０が前のフレームに対して位置ずれしている距離を算出する。この計算は、ゲート２２を移動させるのに必要な補正方向および補正距離を決定するベクトルの方向および長さの形であってよい。
【０１０１】
ベクトルの方向および長さに応じて、ゲート２２をＸ方向および／またはＹ方向に移動させるのに必要な電圧の量または他の信号が算出される。次に、適切な信号を生成するために、必要な情報を含むコマンド信号がアクチュエータプロセッサ・ドライバ１２４に転送される。例えば、アクチュエータが圧電モータ４２である場合、信号は電圧信号である。アクチュエータプロセッサ・ドライバ１２４は電圧信号を増幅して厳密な電圧を生成する。この電圧は、例えば、ケーブル６０を通して圧電モータたわみステージ４６に印加され、次に、たわみステージ４６は、ゲート２２をＸおよび／またはＹ方向に移動させ、フレーム４０を前のフレームに対して厳密に整列するように移動させる。
【０１０２】
位置合わせプロセッサ１１８はいくつかの形態を取ってよい。例えば、市販のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、アナログ回路、および他の適切なプロセッサを使用してよい。さらに、これらの様々な種類のプロセッサの組合せを使用して補正移動信号を決定しアクチュエータに送信してよい。
【０１０３】
本発明の他の形態では、位置合わせプロセッサ１１８は、必要に応じて、デフォルトで比較的低レベルのフレーム位置合わせ精度を有してよい。例えば、映写機１６内のフィルム１０が位置合わせ基準マーク７６を有さないことをホストプロセッサ１２０が位置合わせプロセッサ１１８に知らせた場合、位置合わせプロセッサ１１８はデフォルトで、センサがフィルム１０上の位置合わせ基準マーク７６ではなく送り穴９４の位置を読み取るモードになることができる。このデフォルトモードにおいて、センサは、フレーム４０に関連する特定の送り穴の位置を判定し、（連続する各フレームに関連する）連続する各送り穴をその前の送り穴と重なり合うように配置する。このデフォルトモードは位置合わせ基準マーク７６を読み取る装置よりも不正確であるが、それにもかかわらず、このような装置を有さない従来の映写機と比べてフィルム位置合わせ精度を高くすることができる。
【０１０４】
本発明の他のより詳細な形態では、位置合わせ基準マーク７６の位置およびゲート２２の対応する補正移動に関する情報を、位置合わせプロセッサ１１８で分析し、位置合わせプロセッサ１１８に記憶してよい。十分なフレーム４０に関するこの情報を分析し記憶することによって、位置合わせプロセッサ１１８は、フレーム４０がゲート２２に入る前に必要な補正移動の推定値を与えることができる。これはいくつかの利点を与える。
【０１０５】
第１に、前述のように、この「傾向判定」により、フレーム４０がゲートに引き込まれているとき、補正分析よりも前にゲート２２を移動させることができる。これにより、実際の移動量が算出された後にゲート２２が移動する必要がある距離が最短になる。位置ずれの大部分が、フレーム４０を実際にゲート２２に引き落とす間のゲート移動によって補正できる場合、フィルム１０が移動を停止した後に必要な補正はごくわずかである。したがって、最終的な補正移動距離が短い場合、より距離の長い補正移動よりも高速に実行することができる。
【０１０６】
第２に、この傾向判定により、位置合わせ基準マーク７６を有さないフィルムフレーム４０に対して、または位置合わせ基準マークが何らかの原因で破壊され読み取ることができない場合に、補正移動を行うことができる。例えば、フィルム１０が全体的または部分的に傷つくか、あるいはほこりまたは他の汚染物質によって位置合わせ基準マーク７６が全体的または部分的に消えてしまった場合、位置合わせ基準マーク７６の読取りが不可能になる恐れがある。このような状況では、特定のフレーム４０に対して必要な補正処置を正確に判定することは不可能である。しかし、このフレーム４０に対する補正処置をまったく行わない代わりに、直前のフレームの位置ずれ傾向によって位置合わせプロセッサ１１８がフィルムフレーム４０の適切な位置を予想してできるだけ多くの位置ずれを補正することが可能である。
【０１０７】
他の特徴として、ゲート２２の構造には、動きプロセッサ１２２および位置合わせプロセッサとともに、高速コンピュータがゲート内のフィルムの移動に対する抵抗を制御できるようにする装置を含めてよい。例えば、フィルム１０がゲート２２で停止した後、抵抗を小さくし、フィルムが間欠スプロケット２４によって引き落とされるときの開始摩擦成分を小さくすることができる。このようにゲート摩擦が弱くなることによって、間欠スプロケットのトルクを小さくすることができ、かつ間欠的な引落し移動の間にゲート２２によってフィルム１０にかけられる応力が弱くなる。間欠的な引落し移動が終了しそうになったら、フィルム１０を停止するのに必要な適切な摩擦を再びゲート２２にかけることができる。ゲート摩擦を強くしたり弱くしたりするこの反復サイクルによって、引落し移動が終了するたびにフィルム１０を正確に停止し、一方、各移動の開始時にフィルムを移動させるのに必要な仕事を少なくするという目的が満たされる。
【０１０８】
上記のことを考慮すれば、ジッタおよびウィーブを無くす多数の方法に本発明の原則を適用できることが理解されよう。例えば、ゲート２２を移動させるのに位置合わせ基準マーク７６を用いるのではなく、ジッタおよびウィーブを無くす必要に応じて映写機内の他の要素を操作するのにこれらのマークを用いてよい。このような操作は、機械的手段、光学的手段、および他の適切な手段によって行うことができる。したがって、本発明の特定の形態を図示し説明したが、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに様々な修正を加えてよい。したがって、添付の特許請求の範囲を除いて本発明を制限するものはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  三次元空間内の任意の位置を定義する６つの自由度の概略図である。
【図２】  動画映写機内を走行するフィルムを示す概略図である。
【図３】  映写機ゲート内のフィルムのロールの最大量を示す、映写機内を走行するフィルムの別の概略図である。
【図４】  映写機内のフィルムの走行を示す、従来の動画フィルム映写機の側面図である。
【図５】  映写機のアパーチャに対する映写機ゲートの位置を示す概略図である。
【図６】  本発明の一実施形態による圧電結晶の概略図である。
【図７】  印加電圧と圧電結晶の長さとの関係を示すグラフである。
【図８】  本発明の一実施形態による、映写機ゲートを移動させてフィルムフレームの位置ずれを補正するのに用いられる、部分的に断面図で示されている圧電モータたわみステージの概略図である。
【図９】  本発明の他の実施形態による、映写機ゲートを移動させるのに用いられる可動コイルモータの概略図である。
【図１０】  本発明の一実施形態による位置合わせ基準マークを示す図である。
【図１１】  フィルムの各フレーム間の位置合わせ基準マークの位置を示す断面図である。
【図１２】  本発明の一実施形態によるマトリックスＣＣＤアレイを示す図である。
【図１３】  本発明の他の実施形態によるラインＣＣＤアレイを示す図である。
【図１４】  本発明の新規の特徴を実現する映写機ゲートおよび関連する映写機構造の背面概略図である。
【図１５】  図１６の線Ａ−Ａに沿った、映写機ゲートおよび関連する映写機の側面図である。
【図１６】  図１４と同様な、映写機ゲートおよび関連する映写機構造の正面図である。
【図１７】  本発明の一実施形態による位置合わせ基準マークの選択された部分を示す図である。
【図１８】  位置合わせ基準マークに関連する他の態様を示す図である。
【図１９】  フレーム位置合わせの計算用の基準線を含む、位置合わせ基準マークの他の選択された部分を示す図である。
【図２０】  位置合わせ基準マークを照明する他の実施形態の概略図である。
【図２１】  位置合わせ基準マークを照明するさらに他の実施形態の概略図である。
【図２２】  本発明による位置合わせプロセッサおよび他の関連するプロセッサ要素を示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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