从电影胶片上读取光学数据 的装置以及所用的光源 本发明涉及了一种从电影胶片读取光学数据的装置及所用的电源。
传统的电影胶片可包括分别排列在位于胶片中部多个片格中的图象记录区域，和分别位于每一图象记录区域边侧的两列或两排收片孔(片孔)。这种电影胶片还包括一个位于图象记录区与沿收片方向延伸的片孔排之间的线性模拟音带。模拟信号可利用模拟录音技术记录到这种模拟音带上。
由于近来数字技术的进步，与电影相对应的音频信号或数据可以数字化地记录到电影胶片上。但是，图象记录区域和模拟音带的记录位置是经电影与电视工程师协会(SMPTE)这个美国电影电视工程师团体标准化了的。所以，数字化音频信息或数据被记录在图象记录区和模拟音带之外的位置上。具体地讲，两数字音带沿电影胶片的运行方向设置，以在其中记录数字化音频数据并从其中将所记录的数字化音频数据再现出来。每个这样的数字音带位于片孔与相应一侧胶片边缘之间。音频数据包括右道音频数据和左道音频数据，它们分别成行地记录在两数字音带之一上。每个这种音频数据包含有同步数据，音频数据和入轨图样，它们垂直于胶片运行方向记录在数字音带上。同步数据或图样被形成在由预定数量数据构成的一数据块的开头，成块记录的音频数据跟随其后。入轨图样被记录在每次记录的开始和记录结束地位置。这种入轨图样被记录在沿胶片运行方向延伸的数字音带两侧的条纹中。
用于从电影胶片中再现数字化音频数据的再现装置，可以包括两个CCD行传感器，它被用来扫描数字音带，以便分别读出音道中所记录的音频数据。每个CCD行传感器都有一个单行读取区域，以用来在垂直于胶片运行或前进的方向上读取这种行。再现操作过程中保持接通的卤灯所发出的光从电影胶片的背面投射上去。因此，记录在电影胶片数字音带上的同步数据、音频数据和入轨图样被照射并被投射到每个CCD行传感器的读取区域上。
CCD行传感器有一个所谓电子快门的功能且是受控的，以便在预定的时间内接收光。CCD行传感器接收被照射的同步数据，音频数据和入轨图样，并将其转换成电信号提供给再现装置中的数据处理器。该数据处理器在与同步数据同步的条件下，成块再现音频数据，并将再现的音频数据送至再现装置中的(D/A)转换器，以将音频数据转换成模拟音频信号。随后，此模拟音频信号可以送到一个扬声器。从而，数字音频数据所对应的声音从扬声器中发出。
如前所述，数据处理器从CCD行传感器接收与入轨图样相对应的信号。数据处理器利用这种信号提供一个入轨控制数据。更为具体地讲，这种入轨图样记录在单行音频数据的记录开始位置与记录结束位置处。数据处理器检测记录开始时所再现的入轨图样与记录结束时所再现的入轨图样的电平之差，以便确定或测定入轨误差。CCD行传感器的读出计时，可根据入轨误差反复进行调整。因此，入轨误差可以被校正，以便在任何时刻都是在所谓正轨条件下进行音频数据再现。
如上文所述，现在是采用卤灯作为再现音频数据的光源。但是，卤灯有能耗大和放热多的缺点，这就不得不加装散热装置，于是使装置的体积和生产成本增加了。此外，卤灯的寿命短，其操作的可靠性有些麻烦，而且维护保养工作量大。
此外，上文已提到，为了再现音频数据，卤灯在任何时候都保持在接通状态，这样就必须采用上述有电子快门功能的CCD行传感器。电子快门的功能就是要借助一个漏电脉冲将积蓄在CCD图象传感器各个象素上的电荷释放掉，目的是调节电荷积累时间。现在存在着一个问题，被漏电脉冲漏掉的电荷在各象素之间是各不相同的，而且这种涨落在CCD图象传感器输出端表现为一种输出噪声。如果CCD图象传感器的输出受到这种噪声的影响，则差错率将增大且不规则噪声在重放过程中会时有发生。
本发明的目的是提供一种光学数据读取装置，它可以减小体积和降低生产成本，并且可改善其操作可靠性。
本发明的另一目的是提供一种读取光学数据的光源，它能减少能耗和散热，并更为经久耐用。
本发明的另一个目的是提供一种读取光学据的光源，它能够将足够量发散的读出光投射到信息记录介质上。
本发明的又一目的是提供一种读取光学数据的光源，它能够将具有均匀光通量的发散读出光投射到信息记录介质上。
在其一个方面，本发明提供了一种从至少包含一条数字式音带的电影胶片上读取光学数据的装置，其中数字音带沿胶片运行方向延伸，且有一个记录区，该记录区在垂直于胶片运行方向成行和沿胶片运行方向成列。该装置包括一个发光二极管，用以发射出射向电影胶片的读出光，发光控制器，用以驱动发光二极管按受控的方式在预定时间脉冲发光；以及一个CCD行传感器，用以接收由发光二极管射到电影胶片上的读出光。该CCD行传感器借助于光电转换将读出光再现成数字化的数据并输出所再现的数字数据。
另一方面，本发明提供了从至少包含一个数字音带的电影胶片上读取光学数据的装置所用的光源，该数字音带沿着胶片运行方向延伸，且有一个记录区，该记录区在垂直于胶片运行方向成行和沿胶片运行方向成纵列。所用的装置包括有光纤，用以把读出光引入到多分支的光输入端而在其光输出端将读出光投射到电影胶片上；至少一个提供读出光的第一发光二极管，它发出的读出光沿着光纤光轴方向进入到至少一个光输入端；和至少一个第二发光二极管，它发出的读出光从与光纤光轴交叉的斜方向入射到一个光输入端。
由于本发明光学数字读出装置采用的是发光二极管，所以获得脉冲发光的高速驱动可以按采用卤灯时完全不可能的方式来进行。于是，读出光可以间歇地射到CCD行传感器上，从而可以采用没有电子快门功能的CCD行传感器。当然有电子快门功能的CCD行传感器也可以在不触发其电子快门功能的条件使用下。
这样可以防止漏电脉冲所漏掉的电荷数量在各象素之间出现涨落，这种涨落会成为CCD行传感器的输出噪声；还可以防止重放过程中产生不规则噪声，减少差错率。
发光二极管尺寸小且寿命长，同时其能耗与发热都低。所以，这比用卤灯做光源时能耗与发热要低。故不必使用散热器，装置的体积及它的生产成本可以随之减少，发光二极管寿命长，简化了保养与管理且改善了操作的可靠性。
此外，本发明的光学数据读出装置，其发光二极管把红光照射到数字音带上。即，用红色发光二极管作光源，则CCD行传感器因其对红光极好的接收特性而能够很好地接收音频数据重新放音的光束，从而提高了音频数据的再现精度。
而且，在采用本发明读取光学数据光源的情况下，读出光从一组与光纤光轴斜向交叉的方向上由多个第二发光二极管发射到光纤的各个光接收区段，从而增加从光纤输出而投影到信息记录介质上的读出光中散射成份的量，减少由于信息记录介质上划痕和污物所引起的读出误差。
图1是一个表示本发明用于再现电影胶片上音频数据的装置的方框图；
图2是一个电影胶片的局部平面图，图示了记录于电影胶片之上的数字音带与识别字母；
图3表示了一种方式，在其中用交叉技术形成的胶片数据块可被记录于图1的电影胶片上；
图4表示了记录于电影胶片上的前端数据；
图5是一个表示了记录于电影胶片上的音频数据点的示意图；
图6是一个解释数据点尺寸与误差校正能力之间关系的参考曲线图；
图7是一个表示音频数据再现装置中所用红光发光二极管的发光特性，及CCD行传感器光接收特性的曲线图；
图8A至8C是一个时间图表，表示了音频数据再现装置中发光二极管接收的时间和CCD行传感器的读出时间；
图9表示了对称地记录于电影胶片右道数字音带和左道数字音带上的胶片数据块；
图10是用于控制CCD行传感器读出时间的再现装置入轨误差系统，目的在于校正左道入轨误差；
图11A到11B是解释CCD行传感器从电影胶片上再现音频数据过程中入轨误差的参考图；
图12是解释用图10入轨误差系统流进入入轨图样与方位校验图样的采样计时的参考图；
图13是表示由入轨误差校正系统形成的CCD行传感器驱动脉冲的图表；
图14是一个表示了把发光二极管替换到音频数据再现装置中时采用的光源结构的纵截面示意图；
图15是一个表示本发明用于读出光学数据的光源的透视图。
参考这些附图，本发明的光学数据读出装置和光学数据读取所用光源的优选实施例将得到详细的说明。
本发明的光学数据读出装置如图1所示安排。在图1所示的实施例中，本发明被应用到一个用于再现电影胶片数据的音频数据再现装置中。
如图1所示，用于再现电影胶片数据的音频数据再现装置，从记录于电影胶片1上的左道数字音带和右道数字音带上再现音频数据。音频数据再现装置包括一个把光投射到左道数字音带上的发光二极管(LED)2L和一个把光投射到右道数字音带上的发光二极管(LED)2R上。
作为发光二极管2L和2R，采用了那种发射红光的，其目的是与CCD行传感器光接收特性相对应，如下面所述。
音频数据再现装置还包括把发光二极管2L，2R发出的光投射到电影胶片1各数字音带上的物镜3L，3R；把发光二极管2L，2R的发射光透过电影胶片1所产生的重放光束，分别投射到对应左道的第一CCD行传感器5L和对应右道的第二CCD行传感器5R上的物镜4L，4R。
音频数据再现装置还包括一个同步检测电路15，用以检测记录在作为一个音频数据记录单元的胶片信息组之前端的同步数据；一个CCD驱动电路14，用以根据同步检测电路15的检测输出信号驱动CCD行传感器5L和5R；以及一个LED驱动电路16，用以根据同步检测电路15的检测输出信号在预定时间的重置时间里驱动发光二极管2L，2R脉冲地发光。
作为CCD行传感器5L，5R，用的是那种没有所谓电子快门的。电荷积累时间可以通过LED驱动电路16对发光二极管2L，2R发光时间(接通)的控制来进行调整。
这种再现装置包括第一和第二CCD行传感器5L和5R，解调器6L和6R，误差校正器件7L和7R，延迟存储器8，误差检测器13，信号分离器9L和9R，多个解码器10a-101，及多个数据选择器11a-11d和12a-12d，它如图1所示连接起来。左路音频数据可用第一CCD行传感器5L读取并被送到解调器6L进行解调。与之相似，右路音频数据由第二CCD行传感器5R读取并被送到解调器6R进行解调。解调器6L和6R的输出分别被送到误差校正器件7L和7R，在那里进行左路音频信号和右路音频信号的误差校正。从误差校正器件7L中出来的误差校正输出信号被送到误差检测器13和延迟存储器8L，在该存储器中这个信号被延迟一个预定的量，随后其输出的信号被送到信号分离器9L。来自误差校正器件7R的误差校正输出信号被送到误差检测器13并送至信号分离器9R。误差信号检测器13在误差校正电路不能完成误差校正的条件下，用以检测误差校正器件7L和/或7R所产生的误差信号。信号分离器9L用于接收来自延迟存储器8的串行信号并由此产生并行的左路音频数据。与此相类似，信号分离器9R接收来自误差校正器件7R的串行信号并由此产生并行的右路音频数据。信号分离器9L和9R的并行输出信号分别传输到解码器10a-10f和10g-10l，在其中左路和右路音频信号被解码。解码器10a-10l的输出信号传输到数据选择器10a-11d和12a-12d，这些选择器也接收来自误差检测器13的检测输出信号。数据选择器11a-11d用以根据误差检测电路13的检测输出，选择并输出左路音频信号。与此类似，数据选择器12a-12d根据误差检测电路13的检测输出，选择并输出右路音频信号。
图2表示了本发明一个实施例的电影胶片1。如其中所示，这种电影胶片包括一个记录着要被放映的画面或图象的画面记录区24；在放映过程中，传送电影胶片的片孔区23L和23R；记录着模拟音频信号的模拟音带25L，25R，这些模拟音频信号可以用传统的设备再现出来；及用以记录多路数字音频数据的数字音带20L和20R。
左路和右路模拟音频数据或信号分别记录在模拟音带25L和25R上。
左路和右路数字化音频信号分别按预定方式记录在数字音带20L和20R中。具体讲，中心道(C)，左道(L)，中左道(CL)，外左道(SL)，副低音道(SW)和右混合道(RM)，依次记录在数字音带20L中。右混合道(RM)可以从右道(R)，中右道(eR)和外右道(SR)中形成。即，数据的CL，CL，SW和RM道作为音频数据的左道或左路被记录在数字音带20L中。而且，中道(C)，右道(R)，中右道(CR)，外右道(SR)，副低音道(SW)及左混合道(LM)依次记录在数字音带20R中。左混合道(LM)可以从左道(L)，中左道(CL)和外左道(SL)中形成。即，C，R，CR，SR，SW和LM作为右道或右路音频数据记录在数字音带20R中。
在数字音带20L上或在数字音带20R上，记录着诸如字母“SAFETY FILM”，其线条宽度150到200μm，如图2所示，它是作为一个可直接看到的识别信号(ID)码。
这种(ID)码可包括胶片制造者的名字，创作者的名字，电影的记录数据或标题。由于这些可直接地看到，所以可以容易地分辨出胶片制造者名字等等。C，L，CL，SL，SW和RM这些左路音频数据，和C，R，CR，SR，SW和LM这些右路音频数据分别记录在数字音带20L，20R上，它们通过子段编码，垂直变换解码或二进制定位组合而成的高效率解码处理，数据量可以压缩到原有数据量的五分之一。作为一个记录单元的胶片数据块，采用交叉交错Reed Solomon码的C2奇偶和C1奇偶误差校正码，随着作为同步数据入轨图样和识别信息的前端数据一道加入。在胶片的同一横向位置处，右道和左道在其记录位置方面彼此有17.8片格的偏差。
更准确地讲，如图3所示，音频数据以胶片数据块为记录单元记录在数字音带20L和20R中。
胶片数据块由上述的交错面形成，且左右道数字音带是以道挨着道的方式记录的。更明确地讲，音频数据可以如图3所示记录在数字音带中的每个胶片数据块中。即每个这种胶片数据块所记录的是前端数据50；光阻挡区51，它沿胶片运行方向在数字音带的一侧延伸且有近0.12mm的宽度；音频数据；C1奇偶和C2奇偶，它们垂直于胶片的运行方向且与运行方向并排地延伸；及条状入轨图样53a和53b，它们沿着胶片运行方向延伸且与光阻挡区51相邻，如图3所示。入轨图样53a和53b可以是有预定重复相隔的诸如一个网点间隔的沿胶片运行方向的黑/白重复图样。这样入轨图样53a和53b如图3所示可以沿胶片运行方向用网点错开的方式记录。而且，1字节(8比特)的数据52在胶片运行方向上排列。换言之，任何道上1字节的音频数据都是沿胶片运行方向排列的。这种排列改善了声音再现的质量。即，当1比特误差或8比特误差出现在误差校正系统中1字节数据内时，实现误差校正的能力是相同的，该误差校正系统采用了预定的编码技术，如Reed-Solomon编码等，在其中误差校正可用1个字节(8位)单元完成。如果1字节的位置沿垂直于划痕的方向排列或安排，则这种布置会有一些缺陷。但是如前所述，当胶片多次反复放映时，纵向划痕一般比电影胶片上横向划痕出现的更为频繁。而且，如前所述通过将数据排列在与胶片运行方向成一线的一个字节中，本发明可以较容易地校正或补偿因纵向划痕频繁出现所引起的误差。
图4表示了前端数据50的图样。如图中所示，起点55被记为沿胶片运行方向的三个点。黑白交替图样垂直于胶片运行方向延伸。方位查验图样56包括，垂直于胶片运行方向记录的二点黑/白交替图样56a，和垂直于胶片运行方向相对于交替图样56a错开2个网点记录的2网点黑/白交替图样56b。数组ID57也记录于其上。
上述胶片数据块可对称地记录于本发明电影胶片的右道数字音带5R和左道数字音带5L中。如图9所示，左道数字音带5L的入轨图样53a和53b记录在邻接胶片1左侧边缘1L的位置，而右道数字音带5R的入轨图样53a′和53b′记录在邻接于胶片1右侧边缘1R的位置。在再现操作过程中，左道数字音带5L从胶片1左侧边缘1L读取，而同时右道数字音带5R从胶片1右侧边缘1R读取。
记录在电影胶片上的音频数据有一个预定的尺寸。更明确地讲，如图5所示，一个音频数据点可以有26.4μ×24.1μ这么大的尺寸。该点尺寸与奇偶之间的关系可以如图6所示，从中可看出，随点尺寸的增大，错误率越来越得到改善，当点尺寸减小时，要添加或附加更多的奇偶数据。而且如图6所示，错误校正能力可以用点横向尺寸24.1μ为其顶点的二次曲线来表示。所以，由于本发明记录的是有着尺寸26.4μ×24.1μ的音频数据点，而该尺寸对应着最大错误校正能力，所以音频数据完全可以准确地再现。
表示着胶片制造者或制作者名字，且能直接识别的ID码，用红色记录；而音频数据用兰点记录。
现在说明用于再现电影胶片1音频数据的再现装置的工作原理。
再现开始时，LED驱动电路16按照下文所述方式驱动发光二极管2L，2R脉冲发光。由此产生的红光投射到电影胶片1的数字音带20R，20L上。该红光穿过数字音带20R，20L作为载有各道音频数据的再现光，投射到CCD行传感器5L，5R上。
当开始再现时，CCD行传感器5L和CCD行传感器5R把数字音带20L和20R上记录的音频数据读取出来。更准确地讲，CCD行传感器20L沿着垂直于胶片运行方向(见图9)按照从左边缘1L向着画面区24的行，读出左路音频数据行，并将所读出的数据送到解调器6L。与此类似，CCD行传感器5R沿着垂直于胶片运行方向(见图9)按照从右边缘1R朝着画面区24的行，读出右路音频数据行，并将读出的数据送到解调器6R。
如前所述，入轨图样等数据记录在每个数字音带20L，20R中，CCD行传感器5L和5R分别从胶片边缘1L和1R中读取数据。因此，诸如入轨图样等数据，可通过片孔23L和23R无障碍地读出，目的是确保校正数据的再现。
可以理解，如果入轨图样被记录到每个数据带的两端，则入轨误差校正能力将可得到提高。但在这种情况下，音频数据记录区减小了，这是因为入轨图样占用了数据带的两端。因此入轨图样53a和53b最好仅在数字音带5L和5R的一端，以便获得较宽的音频数据记录区，从而比入轨图样占用两端时有更多的音频数据量可以记录下来。
解调器6L和6R分别解调左路和右路的音频数据，并将解调后的数据送到误差校正电路7L和7R。误差校正电路7L利用C1奇偶性和C2奇偶性进行对左路音频数据的误差校正。如果这个误差校正没有通过，则误差校正电路7L将形成一个误差标记，并将该误差标记提供给误差检验电路13。误差校正电路7L为延迟存储器8提供一个误差校正过的数据。与之相似，误差校正电路7R用C1奇偶性和C2奇偶性对右路音频数据进行校正，并将误差校正过的数据提供给信号分离器9R，同时在校验没有通过的条件下产生一个误差标记并将该误差标记提供给误差检测电路13。
如前所述，划痕，如沿着胶片运行方向延伸的纵向划痕和垂直于胶片运行方向延伸的横向划痕，可能会在电影胶片1上产生。纵向划痕在胶片1反复多次使用时，会多于横向划痕。因此，如果音频数据沿着垂直于胶片运行方向的方向，记录在电影胶片的数字音带上，则音频数据可能会被纵向划痕划坏几行。但由于本发明的每个音频数据都记录在一预定空间内，比如前述的沿胶片运行方向的1个字节，而且以字节为单位的音频数据在垂直于运行方向并排记录下来，所以纵向划痕仅仅能损坏最少量的音频数据，如1个字节。因此，对多次使用的胶片上较多的纵向划痕，可以很好地克服。而且垂直于胶片运行方向的误差校正和对纵向划痕的误差校正可以利用C1奇偶性来完成。而且利用C2奇偶性的误差校正可以用于横向划痕或未聚焦难以读出数据而产生的误差之校正。所以，电影胶片1的音频数据，可用本发明的电影再现装置从其中准确再现出来。
记录于电影胶片1上的音频数据有一个预定的尺寸。更准确地讲，音频数据点可以有如图5所示的26.4μ×24.1μ的尺寸。点尺寸与奇偶之间的关系可如图6所示，从中可看出，点尺寸增大时，错误率得到改善，而当点尺寸减小时，则要添加或附加更多的奇偶数据。而如图5所示，误差校正能力可以用一个其顶点为横向点尺寸24.1μ的二次曲线表示。因此，由于本发明记录的是有尺寸26.4μ×24.1μ的音频数据点，而该尺寸又对应着最大误差校正能力，所以完全可以精确地再现音频数据。
记录在电影胶片1上的左路和右路音频数据，如前所述记录时有17.8帧偏移。所以，延迟存储器8使左道音频数据延迟与17.8帧相对应的时间，以使它的计时与右路音频数据相匹配。延迟后的数据串行送至信号分离器9L，从其中形成中道音频数据C，左道音频数据L，中左道音频数据CL，左外道音频数据SL，次低音音频数据SW，及右混合道音频数据RM，并将所得数据送至解码器10a到10f。
信号分离器9R串行接收来自误差校正器件7R的右路音频数据，从其中形成中道音频数据C，右道音频数据R，中右道音频数据CR，右外道音频数据SR，次低音音频数据SW，及左混合道音频数据LM，并将所得到的数据送至解码器10g-10l。
解码器10a至10d对左路音频数据C，L，CL和SL进行高效解码，并将解码后的数据送至左路数据选择器11a至11d。解码器10e对左路音频数据SW进行高效解码，并将所得数据送至右路数据选择器12d。解码器10f对左路音频数据RM进行高速解码，并将所得数据送至右路数据选择器12a和12C。解码器10g对右路音频数据e进行高速解码，并将所得数据提供给右路数据选择器12a。解码器10h到10k分别对右路音频数据R，CR，SR和SW进行高速解码，并将所得数据送至右路数据选择器12a至12d。解码器101对右路音频数据RM进行高速解码，并将所得数据送至数据选择器11b至11d。
数据选择器11a-11d和12a-12d还接收误差检测电路13的检测输出。根据这些检测输出信号，数据选择器11a-11d和12a-12d可以检测出或确认出误差还未被校正的数据。数据选择器11a-11d及12a-12d的每一个，如前所述都得到两个音频数据，并有选择地输出误差已经校正的数据。
换言之，数据选择器11a有选择地输出左或右路中道音频数据中已校正过误差的数据。数据选择器11b有选择地输出已校正过误差的左道音频数据或左混合道音频数据。数据选择器11c有选择地输出已校正过误差的左中道音频数据或左混合道音频数据。数据选择器11d有选择地输出已校正过误差的左外道音频数据或左混合道音频数据。数据选择器12a有选择地输出2被校正过误差的右道音频数据或右混合道音频数据。数据选择器12b有选择地输出已被校正过误差的中右道音频数据或右混合道音频信号。数据选择器12C有选择地输出已校正过误差的右外道音频数据或右混合道音频数据。数据选择器12d有选择地输出已校正过误差的次低音道音频数据。
若任何一个数据选择器11a-11d和12a-12d所得到的两数据信号均有效(两信号都已校正过了)，则各数据选择器将根据预定的安排选择一个所需的信号并将其送出。但是如果任何数据选择器所得的两数据信号均无效，则各数据选择器将没有输出数据信号送出。
从右道R，中右道CR和外右道SR中产生或混合成的右混合道音频数据RMn，与左路音频数据SLn，Ln和CLn同时记录在右道数据音带20R上。从左道L，中左道CL和外左道SL中产生或混合而成的左混合道音频数据LMn与右路音频数据SRn，Rn和CRn同时记录在左道数字音带20L上。数字音带20R的各道音频数据记录时与数字音带20L上所记录的各道音频数据相比有一个时间差。因此，即使在一个数字音带中，如20L中，产生了较长的误差群，而且在相对一侧的数字音带20R上有一个误差，左道音频数据即由音频数据L，CLn和SLn混合而成混合音频数据LMn仍可根据能从其中产生的左路信号再现出来。
音频数据可如图11A中实线A所示由CCD行传感器5L或5R在轨读出。由于入轨图样53a和53b记录在相对于沿胶片运行方向音频数据差90°相位的位置，所以CCD行传感器，如CCD行传感器5L，仅仅再现每个入轨图样53a和53b的上半部或下半部。这样，入轨图样53a和53b的再现信号对应于它们的上或下半部，如图11B实线A所示。反之，如果音频数据如图11A虚线所示被离轨读出，则入轨图样53b基本上整个地再现出来。于是，入轨图样53a和53b的再现信号如图11B虚线B所示垂直地偏移，并达到近两倍于在轨电平的信号电平。
上述特征可被本发明电影胶片再现装置利用起来，以校准CCD行传感器5L和5R的读出时间，进而校准入轨误差。
本电影胶片再现装置的入轨误差校正系统表示在图10中。更明确地讲，图10表示了左路入轨误差校正系统。但右路入轨误差校正系统可以按基本相似的方法构造出来。下面将只对左路入轨误差校正系统的工作原理做出说明，想必知道，左路入轨误差校正系统的工作原理与之是基本相似的。
如图10所示，入轨图样53a和53b及CCD行传感器5L读出的音频数据等等通过放大电路200传输到波形电路201，取样与获取电路203，204，206，207，同步检测电路205及开始位检测电路208。波形整形电路201对各数据进行整形，以产生一个整形的方波，它们通过输出终端202被送至解调器6L(图1)，在其中完成解调和后序的重放操作。另一方面，开始位检测电路208检测一个记录在光遮挡或光阻断区51与入轨图样53a之间区域内的开始位58(图4)，并如图10所示将检测输出发送到延迟电路209，210，213和214中。开始位的这个检测输出信号经第一延迟电路209延迟，以对入轨图样53a取样与获取，延迟输出信号作为第一计时脉冲传输到取样与获取电路206，如图10所示。开始位的检测输出经第二延迟电路210延迟，以及入轨图样53b取样，且延迟的输出信号作为第二计时脉冲发送到取样与获取电路207中，如图10所示。开始位的检测输出经第三延迟电路213延迟，以对方位校验图样56最后数据点之前的两数据点所记录的数据信号电平进行取样，且延迟的输出信号作为第三计时脉冲发送至开关211，如图10所示。开始位的检测输出经第四延迟电路214延迟，以对方位校验图样56的最后数据点取样，且将延迟的输出信号作为第四计时脉冲送至开关212，如图10所示。这些第一，第二，第三和第四计时脉冲表示在图12之中。
同步检测电路205接收CCD行传感器5L再现的数据，并从其中检测如图4所示的同步数据(前同步信号)55。同步检测电路205仅在方位校检图样重放期间形成一个较高的电平，并将该数据送至开关211和212。
开关211和212是受控的，以便它在同步检测电路205送来高电平数据时开通。因此，这些开关分别把来自第三和第四延迟电路213和214的第三和第四计时脉冲传输到采样与获取电路203和204。
采样与获取电路206借助第一延迟电路209的第一计时脉冲获取入轨图样53a，并将该入轨图样送至减法器216的一个输入端。采样与获取电路207借助第二延迟电路210的第二计时脉冲获取入轨图样53b，并将该入轨图样送至减法器216的另一个输入端。采样与获取电路203借助于第三延迟电路213的第三计时脉冲获取方位图样56最后数据点之前两数据点内所记录的数据信号电平，并将该数据送至减法器215的一个输入端。采样与获取电路204借助于第四延迟电路214的第四计时脉冲获取方位图样56最后数据点的数据，并将该数据送至减法器215的另一输入端。
减法器216用以得到两输入信号的差。也就是说，减法器216检测来自取样与获取电路206的入轨图样53a取样数据与来自取样与获取电路207的入轨图样53b取样数据之间的差别。这个检测出的差别传输到倒相器218。与此相似，减法器215用以获得两输入其中信号的差。即，减法器215检测来自取样与获取电路203的方位检测图样56最后数据点之前两点采样数据，与来自取样与获取电路204的方位检测图案56最后点的采样数据之间的差别。这个检测出的差被送至倒相器217。
倒相器217和218在获得减法器215和216所检出的差别信号的同时，分别通过输入终端219和220获得倒相数据。每个倒相器217和218根据倒相数据一行行地倒转检测出的差别信号，并将倒转后的检测输出输送到附加节点211。附加节点221将倒相器217和218倒转后的检测输出汇集起来。所得到的总数据表示了根据入轨图样53a和53b及倾斜检测图样56而形成的CCD行传感器5L的读出计时误差。这个总数据通过低通滤波器222传送到比较器223的一个输入端。
比较器223的一个输出端通过一延迟器件224连到一斜波发生器225上，该斜波发生器接着将具有图13点划线所示电平的锯齿波输送到比较器223的另一输入端。因此，斜波发生器225的输出，根据可让CCD行传感器20L读出计时误差通过的低通滤波器222的输出信号进行改变。于是，比较器223输出一个如图13虚线和实线所示的响应于CCD行传感器20L读出计时误差的锯齿波。此锯齿波传输到延迟电路224和CCD驱动电路14中。CCD驱动电路14根据表示着读出计时误差的锯齿波，控制CCD行传感器5L的读出计时。
于是，可以在入轨校正进行的同时读出各数据，这可保持CCD行传感器5L的读出计时总在正轨状态。
在本发明的电影胶片1中，入轨图样53a和53b，仅记录在数字音带20L和20R的一侧，如前所述为的是增加数据空间。但是，如果入轨误差仅记录在数字音带的一侧，则入轨误差的校正能力可能要降低。然而，由于方位校检图样56记录在胶片数据块的基本数据之中，而且入轨误差可根据入轨图样53a和53b及方位检测图样56的每个检测输出进行校正，所以如上所述仅在一侧记录入轨图样53a和53b不会降低入轨误差校正能力，并能增加音频数据的记录空间。
按20KHZ的行重复频率，沿垂直于胶片运行方向的方向上一行行地记录音频数据。单行音频数据需要50μsec多的时间才能通过CCD行传感器5L，5R。
CCD行传感器5L，5R在数据行之间的边界处不能正确地读取数据。另一方面，胶片数据点的图象，由于胶片自身分辨率的局限性和物镜3L，3R，4L和4R的局限性会在边界处变得模糊。这样，CCD行传感器5L和5R仅能在数据点图象的中部正确地读出数据。
因此，同步检测电路15检测来自CCD行传感器5L，5R重放输出的如图4所示的同步数据55，并将检测后的输出信号送到LED驱动电路16和CCD驱动电路14。
当同步数据检测输出信号已输入到LED驱动电路16中时，该电路驱动发光二极管2L，2R脉冲发生，以使发光二极管仅在数据行通过CCD行传感器前的50μsec时间段的10μsec中段时间内发光(接通)，如图8a所示。这使得各数据的再现光仅在10μsec中段时间内照射到CCD行传感器5L和5R上。
另一方面，CCD驱动电路14在有同步数据检测输出信号输入其中时，紧接着发光二极管2L和2R受激发出脉冲光之后，即后CCD行传感器5L和5R发送一个读出脉冲，如图8b所示。
于是，为了再现和读出正确的音频数据，如图8C所示，可以在与数据行同步的条件下仅提取各音频数据点图象的中部(10μse内形成的图象信号)。
脉冲光的这种高速驱动可以通过采用上述发光二极管2L，2R作光源来完成。于是，可以使用没有电子快门功能的CCD行传感器5L，5R。即，CCD行传感器5L，5R的电荷积累时间，可以通过间歇地驱动发光二极管的脉冲发光来进行调节，使其能通过防止噪声叠加于再现音频数据之上而改善差错率，噪声是在使用电子快门功能时所产生的漏电量的涨落。
每个CCD行传感器5L，5时波长600nm到800nm的光都有很高的灵敏度，如图7实线所示。另一方面，发光二极管2L和2R所发出的红光在600nm波长处为高灵敏区，如图7虚线所示。这样，CCD行传感器SL，5R能发出高灵敏度的再现光。尽管发光二极管的发光量比卤素灯小，但是通过采用红光发光二极管可以使CCD行传感器发出高灵敏度的光。
于是，音频数据的再现可以与光量无关，且能耗可以比使用卤素灯时低。另一方面，由于发光二极管体积小，且基本上不需散热，所以不需要散热装置，从而使再现装置体积变小，且生产成本也下降。
另外，发光二极管寿命长，且不必保养和管理，故能改善装置的操作可靠性。
表示着胶片制造者名字等等的ID码，重叠记录在各数字音带20R，20L上的音频数据分别用红色和兰色进行记录。因此，要用发光二极管发出的红光照射电影胶片，ID码的再现光不会被CCD行传感器5L，5R所感受。另一方面，音频数据的再现光可以作为黑色再现光照射到CCD传感器5L，5R上。因此，无论ID码与音频数据是否重叠地记录在数字音带20R，20L上，音频数据可以不受ID码影响地单独再现出来。
尽管没有电子快门功能的CCD传感器5L，5R可以用于上述实施例，但采用有电子快门功能的CCD行传感器并在再现过程中不触发电子快门功能也能够获得同样的效果。
尽管各数据点横向尺寸为24.1μm，但数据点的尺寸当然也可以有所变化，只要保持在24μm的量级上，诸如23.9μm，24.0μm或24.2μm。
上述的电影胶片音频数据再现装置，由于电影胶片1上数字音带20R，20L的各道音频数据之每一行都在50μsec内通过CCD行传感器5L，5R前的一区域，故每行音频数据必须在不超过50μsec的光接收时间内被CCD行传感器5L，5R读出。在本实施例中，光接收时间定为等于发光二极管2L和2R脉冲发光驱动时间的10μsec。因此，为了获得高信噪比的输出，CCD行传感器5L和5R需要更大的光量。如果发光二极管2L和2R不能发出足够的光量，可以采用多个发光二极管来产生足够量的光，如图14所示的光源情况。
图14所示光源包括三个发光二极管101A，101B和101C，和光纤103，在光纤的输入端103a借助于固定件102安装上发光二极管。
三个发光二极管101A，101B和101C由固定件102固定，因此第一发光二极管101A将读出光沿着光纤103的光轴传送到光输入端103a，而第二和第三发光二极管101B和101C从光纤103光轴的交叉斜向地把其读出光传送到光输入端103a。
根据上述光源100，光纤103把投射到光输入端103a的三个发光二极管101A，101B和101C所发出的读出光传送到光输出端103b，以使读出光通过光输出端103b照射到电影胶片的数字音带上，电影胶片就是信息记录介质。
沿光纤103光轴方向从第一发光二极管101A投射到光输入端103a的读出光，又沿着光纤103光轴方向从光输出端103b射出。与光纤103光轴交叉倾斜地自第二和第三发光二极管101B和101C投射到光输入端103a的读出光，又从与光纤103光轴交叉倾斜的方向自光输出端103b射出来。
因此有一定发散范围的读出光可以从光纤103的光输出端103b投射到电影胶片数字音带上。
为了从光纤103的光输出端103b把具有一定发散度的读出光投射到电影胶片的数字音带上，至少需要二个发光二极管，以便从沿着光轴方向和从相对于光轴倾斜一定角度的方向把读出光投射到光纤103的光输入端103a上。
通过把来自光纤103输出端103b的有一定发散度的读出光投射到电影胶片数字音带上，以便用CCD行传感器读出音频数据，便可以减少由胶片上划痕或污物随机反射而造成的划痕或污物有害作用，从而减少读出差错。
CCD行传感器读取输出所用的光是沿着光纤光轴自光纤103光输出端103b发出的读出光，或者是沿光纤103光轴方向由第一发光二极管101A投射到光输入端103a的读出光。
于是，根据本发明用于读取光学数据的光源，其光纤103的输入端103a是多分支的，如四个光输入段103a1到103a4；而且第一发光二极管101A1到101A4和第二，第三发光二极管101B1到101B4和101C1和101C4，他们通过固定件110连接到光输入段103a1到103a4，以增加沿光轴自光纤103输出端103b发出的读出光量，如图15所示。
光纤103是一光纤束，如有8000根单根光纤，在光输入端103a光纤被分成各有2000根单根光纤的四组。在光纤103的四组中，其光纤在光纤103的光输出端103b一侧，按随机的方式相互换位。
根据上述的光源，读出光从第一发光二极管101A1到101A4和第二，第三发光二极管101B1到101B4和101C1到101C4，投射到四个光纤段103a1到103a4。从而，有足够光量和一定发散度的读出光可以从光纤103的光输出端103b投射到电影胶片的数字音带上。这可以减少因电影胶片上划痕或污物而引起的读出误差。
通过在光纤103的四输入段103a1到103a4与输出端103b之间的随机方式使各组单根光纤相互换位，致使有均匀强度和发散度的读出光可以从光输出端103b投射到电影胶片的数字音带上。采用以一定发散度自光输出端103b射出的均匀强度的读出光，在CCD行传感器处可以产生稳定的输出光。
与此同时，通过改变第一发光二极管101A1到101A4和第二、第三发光二极管101B1到101B4和101C1到101C4的供电电流来调节各光强，可以使光输出端103b发出的有一定发散度的读出光有更均匀的光量。