Устройство для формирования сигнала изображения

 

Изобретение относится к ТВ-технике и повышает достоверность формируемого сигнала одиночных световых изображений. Устр-во содержит матриггу 1 приборов с зарядовой связью, формирователь фазных напряжений (ФФН) 2 секций, ФФИ 3 регистров, задающий г-р А, усилитель-формирователь 5, делитель 6 частоты, счетчик 7 прямого хода кадра; блок 8 запуска, счетчик 9 времени задержки, переключатель 10, объектив 1, светоделитель 12, выход

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

»ЯУ,»Л373992 а (51) g H 04 1 1 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ1 (46; 30. 06. 90. Бюл. У 24 (21) 4003445/24-09 (22) 03.01.86 (7Z) О.Б. Козлов, Н.В. Копаев, Н.А. Скобелев и E.È. Строков (53) 621.397(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

EE 674240, кл. Н 04 N 5/34, 1977.

Березин В.Ю. и др. Телевизионная камера на матрице приборов с зарядовой связью. -Техника кино и телевидения, 1977,.В 6, с.54-59.

Авторское свидетельство СССР

У 1001499, кл. Н 04 Н 5/30, 1981 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СИП1АЛА ИЗОБРАЖЕНИИ (57) Иэобретение относится к ТВ-технике и повышает достоверность формируемого сигнала одиночных световых иэображений. Устр-во содержит матрицу l приборов с зарядовой связью, формирователь фаэных напряжений (ФФН)

2 секций, ФФИ 3 регистров, задающий

r-p 4, усилитель-формирователь 5, делитель 6 частоты, счетчик 7 прямого хода кадра, блок 8 запуска, счетчик

9 времени задержки, переключатель 10, объектив ll светоделитель !2, выход

l3 устр-ва. 4 ил.

1 t 3732

Изобретение относится к телевизионной (TB) технике и может быть ис92 2

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 4 с кварцевой стаГилизацией частоты задает утроенную (для ПЗС с трехфаэным управлением ) частоту вывода зарядов из верхнего 16 и нижнего 17 регистров 16, 17

ПЗС-матрицы, необходимую для формирования фаэных напряжений регистров и подключен к ФФН 3.

Подключенный к выходу генератора

4 делитель 6 частоты формирует сигнал, соответствующий периоду формирования видеосигнала от одной строки. Во время прямого хода строки с прямого выхода делителя 6 частоты осуществляется пе. редача разрешающего сигнала на ФФН

3 и имеющиеся в ячейках верхнего 16 и нижнего 17 регистров заряды выводятся череэ усилитель-формирователь

5 на выход 13 устройства. Во время с обратного хода строчной развертки сигнал с инверсного выхода делителя

6 частоты подается на ФФН 2 и первый управляющий вход усилителя-формирователя 5. При этом ФФИ 2 осуществляет перенос одной строки зарядов из СН

14 в верхний регистр 16 и иэ СП 15 в нижний регистр 17, а усилитель-форми. рователь 5 формирует строчный гасящий импульс. За время, Соответствую" щее длительности прямого хода кадра, содержимое СН 14 и СП 15 ПЗС-матрицы полностью выводится через верхний

i6 и ниъний 17 регистры и усилительформирователь 5 на выход 13.

Усчройство имеет три режима работы:

1 — режим регистрации одиночных ,стробируемых выборок.

2 — режим покадрового стробирова" ния периодических иэображений.

3 — непрерывный режим.

В режиме регистрации одиночных выборок переключатель IO устанавливается в положение "Запуск", а на управляющих шинах счетчика 9 оператором соответственно устанавливается, например, на шинах 25, 27 код выбранного времени задержки Т „ФО, на шине

26 — код требуемой длительности стробимпульса Тст р,к Ф О. До прихода ° по шине "Запуск" запускающего импуль. са (см.фиг.4,а ) на выходе блока запуска 8 установлен уровень "О" (см, фиг.4, б), который блокирует работу счетчика 22 н на выходе элемента И

20 (счетчика 9 ) также установлен ну. польэовано для регистрации импульсных и непрерывных световых иэображений (СИ) и детального изучения их временных выборок.

Целью изобретения является повышение достоверности формируемого сигнала одиночных световых изображений.

На фиг.l приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, на Лиг.2 — счетчик времени задержки, вариант выполнения — на фиг.3; светоделитель, вариант выпол- Ir нения; на фиг.4 — временные диаграммы.

Устройство для формирования сигнала изображения (см.фиг.l) содержит матрицу 1 приборов с зарядовой связью 20 (ПЗС), формирователь 2 фазных напряжений (ФФН) секций; ФФН 3 регистров, задающий генератор 4, усилитель-формирователь 5, делитель 6 частоты, счетчик 7 прямого хода кадра, блок 8 25 запуска, счетчик 9 времени задержки, переключатель 10, объектив ll, светоделитель -12, выход 13 устройства.

1!атрица I ПЗС содержит секцию 14 накопления (CH), секцию 15 памяти Зп (СП), верхний 16 и нижний 17 регистры.

Управляющие входы счетчика 9, делителя 6 частоты и блока 8 запуска выполнены открытыми, а управляющий вход счетчика 7 выполнен закрытым.

Счетчик 9 времени задержки (см. фиг.21 содержит элементы И 18, 19, 20, счетчики 21, 22, 23, элемент 24 сравнения и шины 25, 26, 27 управле- 40 ния.

Счетчик времени задержки 9 выполнен таким образом, что задержка импульса на его выходе, как и длительность самого импульса (строб-импульса), мо- 4r„ жет регулироваться оператором с помощью кодбв на шинах 25, 26 (фиг.2).

Коды могут быть установлены любыми способами, например с помощью переключателей. Кроме того, счетчик 9 может быть также установлен в периодическйй режим,лри котором величина задержки увеличивается на фиксирован-1 ную величину дТ при поступлении последующего импУльса запУска. Наличие такого режима позволяет реализовать покадровую регистрацию периодических световых изображений по аналогии со стробоскопическнми .осциллографами.

1373292,4 леной уровень, который, н свою очередь, не ««репятствует работе дел«»теля 6 частоты. На выходе счетчика также установлен уровень "0 (си, фиг.4, в), т.е. на ФФН 2 поступает нулевой уровень, разрешающий перенос ! эарядон из СН 14 и СП 15 в регистрь«

16, 17 с тактовой частотой, поступающей с иннерсного выхода делителя 6 частоты (см.фиг.4, r), прямой выход которого соединен с ФФН 3 и разpemэет перенос зарядов из регистров 16, 17 тактовой частотой задающего генератора 4. Таким образом но время ож«»да ния запускающего сигнала ПЗС-матрица

1 установлена в режим непрерывных п реносон зарядов иэ СН 14 н верхний регистр 16 и иэ СП 15 и нижний регистр 17. Усилитель-формиронате.!«!. н это время заблокирован уро««««:« "0" с выхода счетчика 7 и на ныход устройства посту««ают только «»н««ерг«»ь:: си«»хросиг«»альl (см.фиг. 7«, д), При поступле«»«««» пуск:3««с го сидня;,« по шине Запуск он через перон «юч»тель !О поступает на периый нхо«; блока 8 запуска, на выходе которог-« ус.— тананлинается уровень "!" (см.фиг.4, 6), разр"шающий работу счет «ик» 22.

После того как счетчик 22 сосчитает необходимое число импульсов, соогнстстнующее заданному на «пи«»ах 25 и 27 коду, на его прямом выходе устанавливается уровень "1" (CM.фиг.4,c), разрешающий работу счетчика 21, а иа crc« инверсном выходе устанавливается уровень "0", который блокирует прохождение тактовых сигналов с задающего генератора 4 через элемент И 19 на счетный вход счетчика 22. После того как счетчик 21 сосчитает необходимое число импульсов, соответствующее saданному на шине .26 коду, на его ин-. версном выходе устанавливается уровень "0" (см.фиг.4,ж), который блокирует прохождение тактовых сигналов через элемент И 18 на счетнь«й вход счетчика 21. На выходе элемента И 20 (счетчика 9) через Т д формируется строб-импульс длительностью Т,«р,ь (см.фиг.4,з). Поскольку коды на ш«»-< нах 25, 27 совпадают, на выходе элемента 24 сравнения формируется импульс, который устанавливает на выходе счетчика 23 код, совпадающий с кодом на шине 25.

До момента появления строб-импульса ПЗС-матрица 1 работает так же, как и до прихода запускающего импульса. Гтроб-импульс устанавливает СП

I 5 ПЗС-ма гр«»ць«1 и режим накопления, 5 а СН 14 н режим обеднения при кото1 ром формирования зарядов от светового изображения практ«»чески не происходит и блокирует работу делителя 6 частоты, т. е. прекращает ««ере«»ось«(см. фиг.4,и,г). Положительнъ«й фронт от. стрс-6-импульса разблокиронывает счет. чик 7, «»а вь«ходе которого сразу по окончании сТроб-импульса появляется

ypn««e!»I "I" (см.фчг.4,в), поступающий «.я второй управляющий «<«cïJI усилителя-формирователя 5. Так как делитель 6 частоты «»а время строб-импульса заблок«»рона «, то ««а выходе усилится««-«1«орм«»ронатеця 5 «3 это время- формируется сичхросигиал, превышающий длительность строб †импуль на время обратного хода строчной развертки ;сь«.«»3«»г.4,к), т.е. на креня переноса

«арало«« из первых строк ГН 14. и СП 15

2 .: верхний 16 и нижний !7 регистры соп-.c«C «C.r««C!»ИО, П«РЕНОС ЭарядОВ НОЗОб«»п««л««ется сразу же п«3сле прекращения строб-импул«са, ио при этом усил«1тель-формирователь 5 уже раэблокироЗ«3 ««а«««» «»а н«,.ходе 3 появляется инфор,«,«ция, l«акоп««ен«»ая н ГП 15 ПЗС-матриljl l 1 на время строб-и.-«пульcа, т. е. .«араз««т««ь«е заряды, образовавшиеся 9В с «ет ноэлейca «3«»«» !!a CH 14 и СП 5

< !«стоного сиг««.»«««» при переносах, 6

««з,»«»«»«»о ««ь«ч«»та«««то я l» усилителе-формирователе 5. При ««ыносе зарядов работает делитель 6 частоты и счетчик 7 разблокиронаи. Поэтому «3о врсмя пря

4О мого хода кадра при обрат««»оь ходе стро«.и на выходе усилителя-формирователя 5 формируются строчные синхроимпульсы, ранные по длительности времени переноса иэ СН 14 или СП 15 од45 ной стРоки. Вынос информации продолжается до тех пор, пока счетчик 7 не сосчитынает требуемое число, равное числу строк н кадре, и заблокирует вновь (CM.фиг.4,в). По отрицательному фронту сигнала с выхода счетчика

7 осуществляется сброс блока 8 запуска (см. фиг.4,6) устройство устанав- ливается в исходное состояние и готово к регистрации следующей выборки.

Если длительность строб-импульса (см.фиг,4,s) совпадает с длительностью высвечивания импульсного изобра-. жения, то при такой работе устройства реализуется режим форм««ронания

5 13732 сигналов от одиночного импульсного иэображения устройства-прототипа.

В режиме покадрового стробирования периодических иэображений переключатель также замкнут на шину Заи 5 пуск", а счетчик 9 кодами на шинах

25, 26, 27 устанавливается н,такой режим, что при каж ом запускающем импульсе время задержки изменяется на величину 4Т от Т „4 „ц, до Тэ„а,„„„, т.е. на шине 25 устанавливается код, соответствующий Т „ Ф О, на шине 344. Мин

26 — код*длительности строб-импульса

Т„, 0. В исходном положении на выходе счетчика 23 устанавливается код, равный Т„„„ „„ . После каждого строб" инпульса — запускающего импульса (см. фиг.4,л) — код на выходе счетчика 23 увеличивается на единицу (см.фиг.4,м);

При равенстве кодов на выходе счетчика 23 и на шине 27 Т „ „„ после поступления строб-импульса счетчик 23 устанавливается в исходное состояние 25 импульсом, поступающим с элемента 24 сравнения, т.е. на выходе счетчика

23 устанавливается код, равньп коду на шине 25 Т „„,„„„ . При следующем строб-импульсе (эапуске устройства) устройство начинает работать вновь с

Т а А,„„ и т.д. до тех пор„ пока не прекратится подача пусковых импульс в.

В непрерывном режиме переключатель

10 устанавливается в положение Работа", в качестве чего может быть использован источник питания. При подаче по шине "Работа" управляющего напряжения на соответствующий вход блока 40

8 запуска на его выходе устанавлива-" ется единичный уровень (см.фиг.4,н).

Счетчик 9 устанавливается в режим, а требуемая длительность строб-им45 пульса Т „,б 0 задается оператором.

Тогда при йоложнтельном перепаде на .эыходе блока 8 запуска и на выходе счетчика 9 появляется строб-импульс (см.фиг.4,о) и процесс повторяется, 1 как и в первом режиме работы. После того как счетчик 7 сосчитает полное число строк в кадре, на его выходе формируется отрицательный перепад (см. фиг.4,п), по которому на выходе блока 8 запуска формируется отрицательный перепад (см.фиг.4,н) короткий отрицательный импульс сброса, после которого процесс повторяется.

92 6

В изобретении ТВ-сигнал отличается от стандартного нида представления

ТВ-сигнала, принятого в телевидении, который в данном случае не является обязательным, так как достаточно отделить строки и кадры друг от друга, синхросигналами, длительность которых определяется временем переноса одной строки в,регистр для строчного синхросигнала и длительностью стробимпульса для кадрового синхросигнала, и является минимально возможной для достоверной регистрации. Реально

s прототипе период кадра при «регистрации одиночных иэображений составляет )О мс для ПЗС-матрицы типа !

200ЦЧ!, в изобретении оно может быть уменьшено до 7 мс.

Амплитуда ТВ-сигнала на выходе верхнего А и нижнего А„ регистров

ПЗС-матрицы есть сумма амплитуд ТВ" сигнала, образонанного н СН и СП до появления строб-импульса А р и Ас„, но время переносов (очистки) ТВ сигнала, образованного н СН и СП во время стробимпульса А н, и A „„ „ и ТВ-сигнала, образованного н СН и

СП после строб"импульса во время прямого хода кадра Ас„д „и А,„

Аь = Асн и + А н.об + Асн пм

Ан Аспn + Асо нан + со п.м

Амплитуда ТВ-сигнала на выходе усилителя-формирователя 5 с учетом того, чтс за счет синхронной работы

CH и СП и одновременного проецирояан.ля регистрируемого изображения на

I обе секции А с„. „ * Ася, „и А с„

" А сн. л. w равна-

Абак (А сп. мак -ск.о6)

Происходящее в данном случае снижение динамического диапазона устройства эа счет величины А „ незначительно и не превышает 5Х, Ф о р м у л а изобретения

Устройство для формирования сигна. ла изображения, содержащее объектив, формирователь фазных напряжений (ФфН) секций, первый ныход которого соединен с входом управления секцией памяти матрицы приборов с зарядовой связью (ПЗС), вход управления нижним регистром которой соединен с выходом

ФФН регистров, первый выход ПЗС-матрицы соединен с первым информациоя7 13

1 ным входом усилителя-формирователя, выход которого является выходом устройства первый управляющий вход соединен с инверсным выходом делителя частоты и входом ФФН секций, задающий генератор, выход которого соединен с входами ФФН регистров, делителя частоты и счетчика времени задержки, управляющий вход которого череэ блок эапуска соединен с входом переключателя, входы которого являются входами первой и второй управляющих шин устройства, выход счетчика. времени эадержки соединен с управляющими входами делителя частоты и счетчика прямого хода кадра, прямой выход делителя частоты соединен с управляющим входом ФФН регистров и тактовыми входом счетчика прямого хода кадра, о л и ч а ю щ е е с я тем, что, 73292 с целью повыщения достоверности формируемого сигнала одиночных световых иэображений, в него между объективом

5 и ПЗС-матрицей введен светоделитель, выход счетчика времени эадержки сое" динен с входом ФФН секций, второй выход которого соединен с входом управления секций накопления ПЗС матрицы, выход ФФН регистров соединен с вхо-, дом управления верхним регистром ПЗС матрицы, второй выход которой соеди" нен с вторым информационным входом усилителя-формирователя, второй управляющий вход которого соединен с выходом счетчика прямого хода кадра и входом блока эапуска, а управляющий вход счетчика времени эадержки является - входом третьей

20 группой уп равляющих шин ус тройства.

СзаЬви(I3732о2 ф д рдщфрцции сдаро чья слзро и усмых 8bld0p0

l "пр (.— — ь — —— е

t д) / две !!

l 1

---ъ

l r; nonfor, ис ГП и с.. ние Г, I

I l

) rcmp, Зь ни Mpa_#_o и тютю

I p"г пра 6 6Ерхний

1 Г

Пфрсно звР и и=юГ Х

Ф Я0 джим лиад00д0г0 Гдр-д; р0д ип „, л М< И л

4 7"

l-а кард Й 1)-и иф

/ Л7"л ы р йи: 7е . т,. )

1 „,„.„r

Непр пьдиьт джим

Фи-: 4, Составитель В, Лапшов

Редактор Т. Зубкова Техред М.Дидик Корректор В. Гирняк

Закаэ 2146 Т;.раж 537 Подписное

ННИИПИ Государственного коиигета CCCP по делам иэобретений и открытий

II3O35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Проиэводственно-полиграфическое предпри:1ие, г. Ухгород, ул. Проектная, 4