Способ формирования малокадрового телевизионного сигнала

 

Изобретение относится к ТВ. Цель изобретения - повышение качества изображения за счет уменьшения влияния неравномерности темнового тока . В исходном состоянии мишень (М) 2 видикона 1 разряженаi Перед экспонированием М 2 передаваемым изображением ее облучают равномерным потоком инфракрасного излучения с длиной волны, большей макс, длины волны области спектральной чувствительности М передающей тру.бки, но меньшей, чем длина волны, при к-рой энергия кванта излучения равна энергетич. зазору между уровнем ловушек и близким краем запрещенной зоны М 2. Заряжают М 2, сканируя ее электронным лучом с макс, током луча, после экспонирования М 2 передаваемым изображением , с последующим дополнительным ее облучением инфракрасным излучением . М 2 состоит из сигнальной пластины 3 и полупроводникового слоя 4. Электронньш прожектор 5 содержит модулятор 6 и термокатод 7. Фокусирующая и отклоняющая система 8, источник 9 питания, объектив 10, источник 11инфракрасного излучения, источник 12света, блок 13 управления, фотозатвор 14, блок 15 разверток, синхрогенератор 16, видеоусилитель 17. 2 ил. г

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 Н 04 N 5/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙ (21) 4055951/24-09 (22) 15.04.86 .(46) 23.02.88. Бюл. У 7 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии Томского политехнического института им. С.М. Кирова (72) A.Ï. Шпагин, Д.И. Свирякин и К.Б. Умблиа (53) 621.397(088.8) (56) Брацлавец П.Ф., Росселевич Н.А. и Хромов Л.Н. Космическое телевидение. — H. Связь, 1967, с. 65-66.

Авторское свидетельство СССР

И 183243, кл. Н 04 N 5 20, 1965. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МАЛОКАДРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к ТВ.

Цель изобретения — повышение качества изображения за счет уменьшения влияния неравномерности темнового тока. В исходном состоянии мишень (M) 2 видикона 1 разряжена. Перед экспонированием M 2 передаваемым изображением ее облучают равномерным потоком инфракрасного излучения с длиной волны, большей макс. длины волны области спектральной чувствительности

М передающей трубки, но меньшей, чем длина волны, при к-рой энергия кванта излучения равна энергетич. зазору между уровнем ловушек и близким краем запрещенной зоны М 2. Заряжают М 2, сканируя ее электронным лучом с макс. током луча, после экспонирования М 2 передаваемым изображением, с последующим дополнительным ее облучением инфракрасным излучением. М 2 состоит из сигнальной пластины 3 и полупроводникового слоя 4.

Электронный прожектор 5 содержит модулятор 6 и термокатод 7. Фокусирующая и отклоняющая система 8, источник 9 питания, объектив 10, источник

11 инфракрасного излучения, источник

12 света, блок 13 управления, фотозатвор 14, блок 15 разверток, синхрогенератор 16, видеоусилитель 17.

2 ил.

1376272

Изобретение относится к телевизионной (ТВ) технике, а именно к формированию ТВ-сигнала с помощью передающих ТВ-трубок с фотопроводящей ми5 шенью (видиконов) преимущественно в малокадровых прикладных ТВ-системах.

Цель изобретения — повышение ка-чества изображения за счет уменьше- 1ð ния влияния неравномерности темнового тока.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема передающей ТВкамеры для осуществления предлагае- 15 мого способа; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие ее работу.

Передающая ТВ-камера (фиг. 1) содержит видикон 1, включающий в себя мишень 2, состоящую из сигнальной 20 пластины 3 и полупроводникового слоя

4, электронный прожектор 5, содержащий модулятор 6 и термокатод 7, фокусирующую и отклоняющую систему (ФОС) 8, ис- î÷íèê 9 питания,,объек- 25 тив 10, источник 11 инфракрасного излучения и источник 12 света, которые, с целью обеспечения равномерного облучения мишени, выполнены в виде наборов соответствующих светодио- 30 дов, равномерно рассредоточенных вокруг мишени 2, блок 13 управления, фотоватвор 14, блок 15 разверток, синхрогенератор 16 и видеоусилитель 17.

Способ осуществляют следующим образом.

В исходном состоянии мншень видикона разряжена, электрическое поле в ней отсутствует. При облучении инфракрасным излучением носители заряда, имеющиеся на уровнях ловушек (они переброшены во время операции стирания предыдущего цикла), перебрасываются в зону проводимости и валентную зону и там рекомбинируют.

В результате большая часть ловушек оказывается свободной.

Важно при реализации способа, чтобы облучение инфракрасным излучением производилось с длиной волны, большей максимальной длины волны спектральной чувствительности, и меньшей длины волны, при которой энергия кванта равна энергетическому зазору между уровнем ловушек и ближним краем запрещающей зоны. При невыполнении первого условия во время облучения выбиваются носители заряда не только где Š— освещенность мишени при экспонировании; — время экспонирования;

U — - напряжение на мишени;

К вЂ” коэффициент пропорциональности.

А темновой ток создает на мишени заряд (2) q =Kt Uэ где t =t /2+t„+t ч /2 — время накопления темнового тока; с ловушек, но и с основных атомов. полупроводника, что приводит к образованию фототока, обусловленного равномерным инфракрасным излучением, и к снижению контраста. При невыполнении второго условия энергия квантов инфракрасного излучения недостаточна для выбивания носителей с ловушек, при этом способ становится неосуществимьпr.

При экспонировании мишени изображением электроны перебрасываются из валентной зоны в зону проводимости, где они большей частью попадают на= ловушки (соответственно и дырки в валентной зоне). Так как поля в мишени во время экспонирования нет,-то темновой ток отсутствует, а выбитые светом носители заряда накапливаются на ловушках на освещенных участках мишени. Б мишени образуется рельеф концентрации носителей заряда, запасенных на ловушках.

При зарядке мишени в ней возникает электрическое поле (одновременно начинает течь темновой ток), но фототок при этом еще не возникает, так как все носители заряда находятся на ловушках. При облучении мишени равномерным потоком инфракрасного излучения запасенные на ловушках носители освобождаются, возникает фототок, причем заряд, перенесенный фототоком, пропорционален заряду, запасенному на ловушках при экспонировании и, следовательно, освещен- ности каждого конкретного участка малвени. Образующийся при этом фототок пропорционален освещенности.

В данном случае .заряд, создавае- мый на мишени фототоком, при линейном накоплении

1376272

t — время зарядки

) мишени; время облучения мишени 5 инфракрасным излучением; — время считысц вания зарядового рельефа. 10

Принимая во внимание, что зарядка мишени согласно предлагаемому способу может быть произведена ускоренно, как в известном способе, а время облучения инфракрасным излучением 15 может быть порядка времени пробега носителя через мишень, можно принять

Е (1-1,5)t,, где t — время кадра при стандартном разложении. Следовательно, заряд, накапливаемый от тем- 20 нового тока, по величине примерно равен заряду от темнового тока в видиконе, работающем при стандартном режиме разложения, причем темновой ток не зависит от времени экспониро- 25 вания мишени передаваемым изображением. Учитывая это, при малой освещенности можно увеличить время экспонирования и накопить зарядовый рельеф достаточной величины, как следует 30 из (1), и получить такое же качественное изображение, как и при стандартном разложении и номинальной освещенности.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем состоянии от источника

9 на видикон 1 подаются постоянные напряжения питания, от блока 15 разверток на ФОС.Я подаются пилообраз- 40 ные токи кадровой и строчной разверток и с выхода синхрогенератора 16 подаются строчные и кадровые синхроимпульсы на вход блока 13 управления.

Начнем рассматривать с операции об- 45 лучения мишени 2 инфракрасным излучением, во время которой с третьего выхода блока 13 управления на фотозатвор 14 подается запирающее напря— жение, напряжение питания с первого выхода блока 13 управления подается на источник 11 инфракрасного излучения, который облучает мишень 2, а с пятого выхода блока 13 управления подается запирающее напряжение на модулятор 6 (фиг. 2о) видикона 1, при этом

55 на мишени 2 напряжение равно нулю, мишень 2 разряжена (фиг. 2о), а заряд, запасенный на ловушках, максимален как на освещенных, так и темновых Во время экспонирования участках мишени 2. За счет облучения мишени 2 инфракрасным излучением носители заряда высвобождаются из ловушек, попадают на центры рекомбинации и рекомбинации, в результате чего заряд, запасенный на ловушках, уменьшается до равновесного состояния (фиг. 2ь).

Во время операции экспонирования с блока 13 управления поступает сигнал на фотозатвор 14, который открывается, и световой поток от передаваемого изображения попадает на мишень 2, при этом в полупроводниковом слое 4 мишени 2 электроны из валентной зоны перебрасываются квантами света в зону проводимости, т.е. возникают свободные носители заряда. Так как концентрация свободных ловушек велика, то большая часть этих носителей попадает на ловушки, в результате чего растет заряд, запасенный на ловушках (на фиг. 26сплошная линия). На неосвещенном участке мишени 2 накопление заряда на ловушках при этом не происходит (на фиг. 2 6 пунктир). Во время операции зарядки мишени 2 на модулятор 6 поступает положительный импульс максимальной амплитуды с пятого выхода блока 13 управления,. при этом электроны с термокатода 7 проходят через модулятор 6, и электронный прожектор формирует коммутирующий луч с максимальным током.

Одновременно с блока 13 на блок 15 разверток поступает высокочастотный синусоидальный сигнал, который замешивается в кадровую пилу, передается на ФОС 8 и обеспечивает быстрое от- . клонение луча по вертикали. С третьеего выхода блока 13 управления в это время на сигнальную пластину 3 мишени 2 поступает импульс напряжения, обеспечивающий оптимальные условия для ее зарядки — минимальное значение коэффициента вторичной эмиссии в режиме медленных электронов. На управляющий вход видеоусилителя 17 в это время подается запирающее напряжение с шестого выхода блока 13 управления. В результате выполнения операции зарядки в мишени 2 возникает электрическое поле (фиг. 26).

Во время выполнения операции облучения мишени 2 инфракрасным излучением с первого выхода блока !3 управления подается напряжение питания

1376272 на источник 11, мишень 2 облу ется инфракрасным излучением, запасенные на ловушках носители заряда высвобождаются и под действием поля переме5 щаются, происходит разряд мишени 2.

Причем, если инфракрасное излучение выбрано в соответствии с указанными условиями, то свободные носители заряда образуются только путем освобождения ловушек и, следовательно, на неосвещенном участке мишени 2 фототок отсутствует и течет только темновой ток. В результате этого к началу операции считывания на мишени

2 образуется потенциальный рельеф, соответствующий освещенности при экспонировании.

Во время выполнения операции считывания с блока 13 управления подаются следующие сигналы и напряжения: с третьего выхода — сигнал, запирающий фотозатвор 14, с четвертого выхода — регулируемый по амплитуде положительный импульс на модулятор 6 для установки оптимального для считывания тока луча (фиг. 2а), с шестого выхода — импульс напряжения »а управляющий вход видеоусилителя 17, отпирающий его по входу, и с седьмого выхода — регулируемое напряжение на сигнальную пластину 3 для установления оптимальных условий считывания.

Ео время выполнения операции стирание остаточного зарядового рельефа с второго выхода блока 13 управления поступает напряжение питания на источник 12 света, который освещает ми- шень 2. При этом фотозатвор 14 закрыт, коммутирующий луч отсутствует (фиг. 2a) ° Под действием света мишень 2 полностью разряжается, но зато на ловушках накапливаются носители заряда (фин. 2 Е и 4 ).

Из изложенного следует, что темновой ток накапливается только в течение сравнительно кратковременных операций заряда, облучения и считывания (фиг. 2Ь), но не накапливается в течение времени экспонирования. Это обеспечивает гозможность повышать качество изображения при больших временах экспонирования.

Ф о р м у и а и з о б р е т е н и я

С осоG формирования малокадрового телевизионного сигнала, заключающийся в там, что мишень передающей трубки, например видикона, заряжают, сканируя ее электронпым лучом с максимальным током луча, экспонируют ее перецаваемым изображением, считывают накопленный на мишени зарядовый рельеф, сканируя ее электронным лучом с оптимальным током луча, и стирают остаточный зарядовый рельеф, освещая мишень равномерным светом, о т л и— ч а и щ и Й с я тем, что, с целью повышения качества изображения за счет уменьшения влияния неравномернос1 тп темпового тока, перед экспонированием мишени передаваемым изображением ее облучают равномерным потоком инфракрасного излучения с длиной

BoJIEEE 1 большей максимальной длины Вол пы области спектральной чувствительности мишени передающей трубки, но меньшей, чем,Длина волны, при которой энергия кванта излучения равна энергетическому зазору между уровнем ловушек и ближним краем запрещенной зоны материала мишени передающей трубки мишени, а заряжают мишень передающей трубки, сканируя ее электронным лучом с максимальным током луча, после экспонирования мишени передаваемым изображением, с последующим дополнителътж облучением мишени инфракрасным излучением.

1376272

Составитель Г. Росаткевич

Техред М. Ходанич Корректор М. Максимишинец

Редактор Н. Яцола

Заказ 799/57 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ултород, ул. Проектная, 4