Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов



Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов
Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов
Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов
Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов
Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов
Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов
Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов
Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов
Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов
Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов
Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов

 


Владельцы патента RU 2481724:

Смелков Вячеслав Михайлович (RU)

Изобретение относится к телекамерам, работающим в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов. Техническим результатом является исключение блюминга видеосигнала при априорно заданной области высокой облученности фотоприемника. Результат достигается введением в телекамеру светорегулирующей ячейки, выполненной на основе электрохромного прибора, блока управления этой ячейкой, формирователя сигнала «окошко» и элементов «И» и «ИЛИ» в составе "формирователя комбинированного изображения. При этом в «окне» кадра - априорно заданной области сверхвысокой (предельной) облученности на фотомишени матрицы ПЗС гарантируется неискаженный уровень зарядового рельефа для этой площади. Одновременно исключается воздействие предельной облученности на процесс накопления зарядов на остальной площади фотомишени. 8 з.п. ф-лы, 11 ил., 3 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к телекамерам, выполненным на основе преобразователя «свет - сигнал» в виде матрицы приборов с зарядовой связью (матрицы ПЗС) и работающим в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов. Эти условия означают, что в поле зрения телекамеры могут находиться одновременно сильно- и слабоосвещенные объекты и/или объекты с резким отличием по яркости.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать телекамеру [1], содержащую последовательно расположенные и оптически связанные объектив и матрицу ПЗС, состоящую из последовательно связанных зарядовой связью фотоприемной секции, первого горизонтального регистра, первого блока преобразования заряда в напряжение (БПЗН), разделительного электрода, секции памяти, второго горизонтального регистра и второго БПЗН, причем площадь затвора S1 полевого транзистора, выполняющего сбор зарядовых носителей в первом БПЗН, выполнена по критерию минимального внесения в сигнал изображения собственных шумов, а площадь затвора S2 аналогичного полевого транзистора во втором БПЗН - по критерию максимальной управляющей способности зарядового преобразования, при этом S1<S2; а также генератор управляющих импульсов, состоящий из последовательно соединенных временного контроллера (ВК) и первого преобразователя уровней (ПУ), а также второго ПУ; сигнальный процессор, содержащий первый и второй видеоусилители, а также формирователь комбинированного изображения (ФКИ); первый блок задержки на кадр (БЗК) и второй БЗК, при этом первый выход первого ПУ подключен соответственно к управляющим входам фотоприемной секции и секции памяти, второй выход первого ПУ - соответственно к управляющим входам первого и второго горизонтальных регистров, а выход второго ПУ - к управляющему входу разделительного электрода, выход первого БПЗН подключен через первый видеоусилитель соответственно к первому информационному входу ФКИ и к входу первого БЗК, а выход второго БПЗН подключен через второй видеоусилитель соответственно ко второму информационному входу ФКИ и к входу второго БЗК; выход первого БЗК подключен к третьему информационному входу ФКИ, а выход второго БЗК - к четвертому информационному входу ФКИ, вход синхронизации которого подключен ко второму выходу ВК, третий выход которого подключен к управляющему входу сигнального процессора, а первый и второй управляющие входы ВК - соответственно к первому и второму выходам управления ФКИ, третий выход управления которого подключен к входу второго ПУ, причем первый управляющий ФКИ является входом «Пуск» телекамеры, второй управляющий вход ФКИ - входом «Стоп» телекамеры, а информационный выход ФКИ - выходом «Видео» телекамеры.

Для телекамеры прототипа формирователь комбинированного изображения (ФКИ) содержит RS-триггер и последовательно соединенные счетчик-делитель и коммутатор, первый и второй компараторы, опорные входы которых подключены к пороговому напряжению, а также элемент «ИЛИ», элемент «И» и коммутатор-смеситель, причем прямой выход RS-триггера подключен соответственно к управляющему входу коммутатора, первому входу элемента «И» и к соединенным между собой стробирующим входам компараторов, а тактовый вход RS-триггера - к входу счетчика-делителя, выход второго компаратора подключен к первому входу элемента «ИЛИ», второй вход которого подключен к выходу первого компаратора; второй вход элемента «И» подключен к выходу счетчика-делителя, а выход элемента «И» - к первому управляющему входу коммутатора-смесителя, второй управляющий вход которого подключен к выходу элемента «ИЛИ», первый информационный вход коммутатора-смесителя к информационному входу первого компаратора, прямой выход RS-триггера является первым выходом управления ФКИ, выход коммутатора - вторым выходом управления ФКИ, выход элемента «И» - третьим выходом управления ФКИ, S-вход RS-триггера - первым управляющим входом ФКИ, R-вход RS-триггера - вторым управляющим входом ФКИ, тактовый вход RS-триггера - входом синхронизации ФКИ, информационный вход первого компаратора - первым информационным входом ФКИ, второй информационный вход коммутатора-смесителя - вторым информационным входом ФКИ, третий информационный вход коммутатора-смесителя подключен к информационному входу второго компаратора и является третьим информационным входом ФКИ, четвертый информационный вход коммутатора-смесителя - четвертым информационным входом ФКИ, а выход коммутатора-смесителя - информационным выходом ФКИ.

Телекамера прототипа обеспечивает расширение динамического диапазона градаций яркости формируемого изображения путем оптимизации в матрице ПЗС преобразования «заряд - напряжение».

Для структурной схемы прототипа может быть реализовано укрупнение и объединение блоков, состоящее в следующем:

- первый и второй ПУ образуют блок преобразования уровней (БПУ);

- ФКИ содержит в совокупности два больших блока: коммутатор-смеситель и блок управления коммутацией.

Недостаток прототипа - расплывание (блюминг) выходного изображения из-за ограниченных возможностей матрицы ПЗС для устранения избыточных зарядов, возникающих в условиях регистрации больших перепадов освещенности и/или яркости сцены.

Задача изобретения - исключение блюминга видеосигнала при априорно заданной области высокой облученности фотоприемника.

Поставленная задача решается тем, что в заявляемую телекамеру, которая содержит последовательно расположенные и оптически связанные объектив и матрицу ПЗС, состоящую из последовательно связанных зарядовой связью фотоприемной секции, первого горизонтального регистра, первого БПЗН, разделительного электрода, секции памяти, второго горизонтального регистра и второго БПЗН, причем площадь затвора S1 полевого транзистора, выполняющего сбор зарядовых носителей в первом БПЗН, выполнена по критерию минимального внесения в сигнал изображения собственных шумов, а площадь затвора S2 аналогичного полевого транзистора во втором БПЗН - по критерию максимальной управляющей способности зарядового преобразования, при этом S1<S2; a также генератор управляющих импульсов, состоящий из последовательно соединенных ВК и БПУ; сигнальный процессор, содержащий первый и второй видеоусилители, а также ФКИ, состоящий из последовательно соединенных блока управления коммутацией и коммутатора-смесителя, причем первый информационный вход блока управления коммутацией, соединенный с первым информационным входом коммутатора-смесителя, является первым информационным входом ФКИ, второй информационный вход коммутатора-смесителя - вторым информационным входом ФКИ, второй информационный вход блока управления коммутацией, соединенный с третьим информационным входом коммутатора-смесителя - третьим информационным входом ФКИ, четвертый информационный вход коммутатора-смесителя - четвертым информационным входом ФКИ, вход синхронизации блока управления коммутацией - входом синхронизации ФКИ, первый выход управления блока управления коммутацией - первым выходом управления ФКИ, второй выход управления блока управления коммутацией - вторым выходом управления ФКИ, третий выход управления блока управления коммутацией, соединенный со вторым управляющим входом коммутатора-смесителя, - третьим выходом управления ФКИ, а выход коммутатора-смесителя - информационным выходом ФКИ; а также первый и второй БЗК, при этом первый выход БПУ подключен соответственно к управляющим входам фотоприемной секции и секции памяти, второй выход БПУ - соответственно к управляющим входам первого и второго горизонтальных регистров, а третий выход БПУ - к управляющему входу разделительного электрода, выход первого БПЗН подключен через первый видеоусилитель соответственно к первому информационному входу ФКИ и к входу первого БЗК, а выход второго БПЗН подключен через второй видеоусилитель соответственно ко второму информационному входу ФКИ и к входу второго БЗК, выход первого БЗК подключен к третьему информационному входу ФКИ, а выход второго БЗК - к четвертому информационному входу ФКИ, вход синхронизации которого подключен ко второму выходу ВК, третий выход которого подключен к управляющему входу сигнального процессора, а первый и второй управляющие входы ВК - соответственно к первому и второму выходам управления ФКИ, третий выход управления которого подключен ко второму входу БПУ, причем первый управляющий ФКИ является входом «Пуск» телекамеры, второй управляющий вход ФКИ - входом «Стоп» телекамеры, а информационный выход ФКИ - выходом «Видео» телекамеры, введены формирователь сигнала «окошко» и соединенные между собой последовательно блок управления ячейкой (БУЯ) и выполненная на основе электрохромного прибора светорегулирующая ячейка, которая расположена в заднем отрезке объектива, а в ФКИ введены элемент «И» и элемент «ИЛИ», при этом вход синхронизации формирователя сигнала «окошко» подключен к третьему выходу ВК, а выход формирователя сигнала «окошко» - к третьему управляющему входу ФКИ, которым является первый вход его элемента «И», второй вход которого подключен к четвертому управляющему входу ФКИ, а выход элемента «И» - к первому входу элемента «ИЛИ», второй вход которого подключен к четвертому выходу управления блока управления коммутацией, а выход элемента «ИЛИ» подключен ко второму управляющему входу коммутатора-смесителя, причем первый управляющий вход БУЯ подключен к дополнительному выходу ВК, второй управляющий вход БУЯ - к третьему выходу управления ФКИ, а третий управляющий вход БУЯ - к четвертому управляющему входу ФКИ, который является входом «Перегрузка/Норма» телекамеры, при этом пространственное положение и геометрические размеры светорегулирующей ячейки соответствуют временному размещению в растре и параметрам в единицах времени, установленным для сигнала «окошко».

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая телекамера отличается следующими признаками:

- наличием в ее составе новых блоков, в том числе: формирователя сигнала «окошко», блока управления ячейкой (БУЯ) и самой светорегулирующей ячейки;

- наличием новых блоков, а именно: элемента «И» и элемента «ИЛИ» в составе ФКИ;

- наличием новых связей между новыми блоками и новых связей между новыми блоками и отдельными блоками прототипа;

- формой выполнения светорегулирующей ячейки в части ее геометрических размеров;

- пространственным положением светорегулирующей ячейки относительно объектива.

Совокупность известных и новых признаков не известна из уровня техники, поэтому заявляемое решение отвечает требованию новизны.

В предлагаемом решении в «окне» кадра - априорно заданной в пространстве области сверхвысокой (предельной) облученности на фотомишени матрицы ПЗС - гарантируется неискаженный уровень зарядового рельефа для этой площади. Одновременно исключается воздействие предельной облученности на процесс накопления зарядов на остальной площади фотомишени.

По техническому результату и методам его достижения заявляемое решение соответствует требованию о наличии изобретательского уровня.

На фиг.1 изображена структурная схема заявляемой телекамеры; на фиг.2 - структурная схема блока управления коммутацией; на фиг.3 - функциональная схема технологической организации матрицы ПЗС; на фиг.4 - один из возможных вариантов выполнения электрической схемы коммутатора-смесителя; на фиг.5 - временная диаграмма, поясняющая работу телекамеры; на фиг.6 - пример выполнения электрической схемы коммутатора (в составе блока управления коммутацией); на фиг.7 - структурная схема блока управления ячейкой (БУЯ); на фиг.8 - эпюры сигналов, поясняющих работу БУЯ; на фиг.9 и 10 - соответственно конструкция и типовая характеристика пропускания светорегулирующей ячейки; на фиг.11 - временная диаграмма, поясняющая работу счетчика-делителя.

Заявляемая телевизионная камера (см. фиг.1), содержит последовательно расположенные и оптически связанные объектив 1, светорегулирующую ячейку 10 и матрицу 2 ПЗС, состоящую из последовательно связанных зарядовой связью фотоприемной секции 2-1, первого выходного регистра 2-2, первого БПЗН 2-3, разделительного электрода 2-4, секции памяти 2-5, второго выходного регистра 2-6 и второго БПЗН 2-7; генератор 3 управляющих импульсов, состоящий из последовательно соединенных ВК 3-1 и БПУ 3-2; сигнальный процессор 4, содержащий первый видеоусилитель 4-1 и второй видеоусилитель 4-2; ФКИ 5, содержащий последовательно соединенные блок 5-1 управления коммутацией и коммутатор-смеситель 5-2, а также элемент «И» 5-3 и элемент «ИЛИ» 5-4, причем информационный выход ФКИ 5 является выходом «Видео» телекамеры, первый информационный вход блока 5-1, соединенный с первым информационным входом коммутатора-смесителя 5-2, - первым информационным входом ФКИ 5, второй информационный вход коммутатора-смесителя 5-2 - вторым информационным входом ФКИ 5, второй информационный вход блока 5-1, соединенный с третьим информационным входом коммутатора-смесителя 5-2 - третьим информационным входом ФКИ 5, четвертый информационный вход коммутатора-смесителя 5-2 - четвертым информационным входом ФКИ 5, вход синхронизации блока 5-1 - входом синхронизации ФКИ 5, первый выход управления блока 5-1 - первым выходом управления ФКИ 5, второй выход управления блока 5-1 - вторым выходом управления ФКИ 5, третий выход управления блока 5-1, соединенный со вторым управляющим входом коммутатора-смесителя 5-2, - третьим выходом управления ФКИ 5, а выход коммутатора-смесителя 5-2 - информационным выходом ФКИ 5, при этом первый управляющий ФКИ 5 является входом «Пуск» телекамеры, второй управляющий вход ФКИ 5 - входом «Стоп» телекамеры, первый вход элемента «И» 5-3 подключен к третьему управляющему входу ФКИ 5, второй вход элемента «И» 5-3 - к четвертому управляющему входу ФКИ 5, который является входом «Перегрузка/Норма» телекамеры; выход элемента «И» 5-3 подключен к первому входу элемента «ИЛИ» 5-4, второй вход которого подключен к четвертому выходу управления блока 5-1, а выход элемента «ИЛИ» 5-4 - ко второму управляющему входу коммутатора-смесителя 5-2; первый БЗК 6, второй БЗК 7, формирователь 8 сигнала «окошко» и блок управления ячейкой (БУЯ) 9, при этом вход синхронизации формирователя 8 сигнала «окошко» подключен к третьему выходу ВК 3-1, а выход формирователя 8 - к третьему управляющему входу ФКИ 5, первый управляющий вход БУЯ 9 подключен к дополнительному выходу ВК 3-1, второй управляющий вход БУЯ 9 - к третьему выходу управления ФКИ, а третий управляющий вход БУЯ 9 - к четвертому управляющему входу ФКИ 5, а выход БУЯ 9 соединен с ячейкой 10.

На фиг.1 показано, что команды управления на входы «Пуск», «Стоп» и «Перегрузка/Норма» телекамеры могут быть поданы от компьютера 12 по жилам кабеля линии связи 11. По этой линии связи осуществляется и соединение выхода «Видео» телекамеры с-входом «Видео» на компьютере.

Светорегулирующая ячейка 10 предназначена для управляемого скачкообразного изменения облученности фотомишени матрицы ПЗС и может быть выполнена по технологии электрохромного прибора [2].

Ячейка 10 (см. фиг.9) представляет собой два плоскопараллельных стекла толщиной 2,5 мм, соединенные между собой в кювету так, что между внутренними поверхностями стекол образован зазор порядка 0,1-0,2 мм, заполненный электрохромным материалом ЭХМ-11. Внутренние поверхности стекол покрыты токопроводящим покрытием и образуют электроды, выводы которых расположены снаружи ячейки.

Световая характеристика ячейки 10 (см. фиг.10) определяется свойствами электрохромной жидкости. Изменение коэффициента пропускания от τmax (70%) до τmin (1÷1,5%) составляет для большинства ячеек величину τmaxmin=70÷150 при подаче на выводы постоянного напряжения U, величина которого составляет около 1,2 В.

Важно отметить, что физическое быстродействие изменения коэффициента пропускания такой ячейки позволяет обеспечить управление параметром с частотой 50 Гц.

В предлагаемом решении пространственное положение и геометрические размеры ячейки соответствуют временному размещению в растре и параметрам в единицах времени, установленным для сигнала «окошко».

Как показано на фиг.1, ячейка 10 установлена в заднем отрезке объектива 1, но по соображениям конструкторского решения телекамеры может быть установлена на его входе. К этому следует добавить, что при проектировании оптической схемы телекамеры целесообразно рассмотреть вопрос о технологической возможности объединения (интегрирования) ячейки и объектива путем создания монолитного оптического блока.

Блок управления ячейкой (БУЯ) 9 предназначен для формирования управляющего электрического сигнала с целью скачкообразного изменения коэффициента пропускания ячейки 10 в заданные промежутки по времени.

Возможная структурная схема БУЯ 9 (см. фиг.7) содержит последовательно соединенные элемент «И-НЕ» 9-1, элемент «И» 9-3 и преобразователь уровней (ПУ) 9-4, при этом первый вход элемента «И-НЕ» 9-1 является первым управляющим входом БУЯ, второй вход элемента «И-НЕ» 9-1 подключен к выходу элемента «НЕ» 9-2, вход которого является вторым управляющим входом БУЯ, второй вход элемента «И» 9-3 является третьим управляющим входом БУЯ, а выход ПУ 9-4 - выходом БУЯ.

На фиг.8 представлены временные диаграммы сигналов, подаваемых на все три управляющих входа, промежуточных сигналов формирования и сигнала на выходе БУЯ 9.

Эпюра 8а - сигнал на втором управляющем входе.

Эпюра 8б - сигнал на первом управляющем входе.

Эпюра 8в - сигнал на выходе элемента «НЕ» 9-2.

Эпюра 8г - сигнал на выходе элемента «И-НЕ» 9-1.

Эпюра 8д - сигнал на третьем управляющем входе.

Эпюра 8е - сигнал на выходе.

Необходимо добавить, что сигнал на первом управляющем входе БУЯ 9, вырабатываемый на дополнительном выходе временного контроллера 3-1, определяет в смежных кадрах длительность «короткого» и «длинного» накопления фотоприемника.

Длительность «короткого» накопления на фиг.8б обозначена как Тн2, а длительность «длинного» накопления - Тн1.

Элемент «И-НЕ» 9-1, элемент «НЕ» 9-2 и элемент «И» 9-3 являются логическими элементами однозначного понимания, выполненными по технологии ТТЛ или КМОП (см., например, [3]).

Преобразователь уровней ПУ 9-4 обеспечивает преобразование уровней сигнала на выходе элемента «И» 9-3 в уровни сигналов, необходимые для управления ячейкой 10, а именно: низкого логического уровня на входе в уровень U1 на выходе и соответственно высокого логического уровня на входе в уровень U2 на выходе.

Отметим, что пунктирными линиями на эпюрах 8д и 8е показаны состояния при отсутствии в заявляемой телекамере предлагаемого режима работы, т.е. в режиме прототипа.

При анализе конструкторского решения телекамеры целесообразно рассмотреть возможность выполнения БУЯ 9 в составе ВК 3-1.

Матрица 2 ПЗС (см. фиг.3) содержит точно так же, как и в прототипе, на единственном кристалле две секции (2-1 и 2-5) два выходных регистра (2-3 и 2-7), разделительный электрод (2-4) и два БПЗН (2-3 и 2-7).

Функциональная схема технологической организации матрицы 2 близка к концепции фотоприемника со строчно-кадровым переносом [4, с.137], отличаясь от нее наличием горизонтального регистра 2-2, разделительного электрода 2-4 и БПЗН 2-3.

Фотоприемная секция 2-1 матрицы ПЗС имеет типовую конструкцию для матриц ПЗС с организацией «строчный перенос». Она обеспечивает накопление зарядовых пакетов в светочувствительных элементах, в качестве которых используются фотодиоды, организованные в столбцы. В непосредственной близости от каждого столбца фотодиодов находится нечувствительный к свету вертикальный ПЗС-регистр, отделенный от фотодиодов фотозатвором. Во время накопления зарядовых пакетов в фотодиодах на фотозатвор подается низкий уровень напряжения, обеспечивающий потенциальный барьер между фотодиодами и вертикальным ПЗС-регистром. По окончании накопления на фотозатвор кратковременно подается высокий уровень напряжения, разрешающий перенос зарядовых пакетов из фотодиодов в потенциальные ямы, образованные в вертикальных ПЗС-регистрах.

Зарядовые пакеты из вертикальных ПЗС-регистров секции 2-1 построчно переносятся в горизонтальный регистр 2-2, из которого поэлементно считываются через БПЗН 2-3.

Разделительный электрод 2-4 разрешает построчный перенос зарядов из вертикальных регистров секции 2-1 сквозь регистр 2-2 в секцию памяти 2-5 или изолирует секцию 2-5 от такого переноса. Число элементов в каждом столбце секции 2-5 должно быть равно числу элементов вертикального регистра секции 2-1. Второй горизонтальный регистр 2-6 организован точно так же, как и первый регистр 2-2, а заканчивается вторым БПЗН 2-7.

Блок 2-7, как и блок 2-3, предназначен для осуществления преобразования зарядового сигнала изображения в напряжение видеосигнала. Принципиальным их отличием является различный уровень зарядовых пакетов на входе, который учитывается при конструктивном исполнении полевого транзистора в части емкости его затвора. Для БПЗН 2-3 предполагается низкий уровень зарядового сигнала, поэтому емкость затвора должна быть предельно малой, что достигается выбором геометрии его размеров, обеспечивающей малую площадь (S1). Напротив, для БПЗН 2-7 ожидается высокий уровень зарядового сигнала, поэтому необходимо увеличить управляющую способность блока путем увеличения площади затвора (S2). Так что обязательным при конструировании нагрузочных транзисторов является условие: S1<S2.

Генератор 3 управляющих импульсов предназначен для осуществления развертки в матрице 2 ПЗС и формирования служебных импульсов для блоков 4, 5, 8 и 9 заявляемой телекамеры.

Входящий в состав генератора 3 временной контроллер (ВК) 3-1 может быть выполнен в виде большой интегральной схемы (БИС), например микросхемы CXD2463R фирмы Sony [5].

Блок преобразования уровней БПУ 3-2 предназначен для преобразования уровней логических сигналов ВК 3-1 в уровни сигналов, необходимые для работы матрицы ПЗС, и может быть реализован в виде второй БИС необходимого комплекта.

Как и в прототипе, особенностью ВК 3-1 в заявляемом решении является наличие первого и второго управляющих входов.

Применительно к микросхеме CXD2463RB первым управляющим входом является вывод 20. Если необходимо включить автоматическую регулировку времени накопления (АРВН) в телекамере, нужно подать на этот вывод логический «0», для переключениям в режим ручного управления временем накопления - логическую «1» в уровнях ТТЛ.

Второй управляющий вход микросхемы CXD2463R образуют выводы 11, 12, 13. Для работы телекамеры в режиме АРВН эти выводы должны «висеть в воздухе», т.к. на них с помощью высокоомных резистивных делителей поданы соответствующие потенциалы в диапазоне 1,3-3,5 В. Если необходимо переключение восьми значений фиксированных экспозиций в диапазоне от 10 мкс до 10 мс, то на них должны быть поданы кодовые комбинации из нулей («0») и единиц («1»), указанные в приведенной ниже табл.1.

Таблица 1
Номер вывода Время экспозиции (накопления) фотоприемника, мкс
10,0 100,0 200,0 500,0 1000,0 2000,0 4000,0 10000,0
Кодовая комбинация
11 0 1 0 1 0 1 0 1
13 0 0 1 1 0 0 1 1
12 0 0 0 0 1 1 1 1

В настоящем решении используются две кодовые комбинации: «000», соответствующая минимальному времени накопления фотоприемника, равному 10 мкс, и «111» - максимальному времени в 10000 мкс. Предустановка этих кодов предусмотрена в ФКИ 5.

Сигнальный процессор 4 при помощи первого 4-1 и второго 4-2 видеоусилителей, как и в прототипе, выполняет двухканальное усиление и обработку сигналов изображения с выходов матрицы ПЗС и формирование на первом и втором выходах полных телевизионных сигналов (композитных видеосигналов).

Сигнальный процессор 4 может быть выполнен в виде одной БИС или двух микросхем СХА1310AQ фирмы Sony [6].

Для убедительности изложения описания заявляемого решения в структурной схеме телекамеры (см. фиг.1) показана цепь обратной связи процессора с фотоприемником через генератор 3 управляющих импульсов. Это означает, что применительно к прототипу в видеоусилителе 4-1 вырабатывается управляющий сигнал на ВК 3-1 для реализации автоматической регулировки времени накопления (АРВН) матрицы 2 ПЗС.

Блок 5-1 управления коммутацией (см. фиг.2) содержит RS-триггер 5-1-1 и последовательно соединенные счетчик-делитель 5-1-2 и коммутатор 5-1-3, первый 5-1-4 и второй 5-1-5 компараторы, опорные входы которых подключены к пороговому напряжению Uп, а также элемент «ИЛИ» 5-1-6 и элемент «И» 5-1-7, причем прямой выход RS-триггера 5-1-1 подключен соответственно к управляющему входу коммутатора 5-1-3, первому входу элемента «И» 5-1-7 и к соединенным между собой стробирующим входам компараторов 5-1-4 и 5-1-5, а тактовый вход RS-триггера 5-1-1 - к входу счетчика-делителя 5-1-2, выход которого подключен ко второму входу элемента «И» 5-1-7, выход компаратора 5-1-5 подключен к первому входу элемента «ИЛИ» 5-1-6, второй вход которого подключен к выходу компаратора 5-1-4, при этом информационный вход компаратора 5-1-4 является первым информационным входом блока, информационный вход второго компаратора 5-1-5 - вторым информационным входом блока, S-вход RS-триггера 5-1-1 - первым управляющим входом блока, R-вход RS-триггера 5-1-1 - вторым управляющим входом блока, тактовый вход RS-триггера 5-1-1 - входом синхронизации блока, прямой выход RS-триггера 5-1-1 - первым выходом управления блока, выход коммутатора 5-1-3 - вторым выходом управления блока, выход элемента «И» 5-1-7 - третьим выходом управления блока, а выход элемента «ИЛИ» - четвертым выходом управления блока.

RS-триггер 5-1-1 является тактируемым триггерным устройством RS-типа с высоким активным уровнем на входах управления.

Счетчик-делитель 5-1-2 предназначен для выполнения деления частоты кадровых синхроимпульсов на два (с 50 Гц до 25 Гц) при прогрессивной развертке и соответственно на четыре (с 50 Гц до 12,5 Гц) при чересстрочной развертке видеосигнала в телекамере.

Коммутатор 5-1-3, как и в прототипе, предназначен для установки внешнего кода управления в ВК 3-1. Установка этого кода осуществляется в ФКИ 5 по второму выходу управления.

Пример электрической схемы этого блока (см. фиг.6) содержит первый элемент «И» D1-1, второй элемент «И» D1-2, третий элемент «И» D1-3, a также первый коммутатор D2-1, второй коммутатор D2-2 и третий коммутатор D2-3, при этом первые входы элементов «И» соединены между собой и подключены к выходу счетчика-делителя 5-1-2, вторые входы элементов «И» - к прямому выходу RS-триггера 5-1-1, а выходы элементов «И» - соответственно к управляющим входам первого D2-1, второго D2-2 и третьего D2-3 коммутаторов, входы разрешения коммутаторов соединены между собой и подключены к прямому выходу RS-триггера 5-1-1, а выходы коммутаторов являются выходом блока 5-1-3.

При подаче высокого логического уровня сигнала на входы разрешения коммутаторов D2-1, D2-2, D2-3 и высокого логического уровня сигнала на первые входы элементов «И» D1-1, D1-2, D1-3 на выходе, блока 5-1-3 формируется логическая комбинация «111».

Когда на первые входы элементов «И» D1-1, D1-2, D1-3 будет подан логический «0», на выходе блока 5-1-3 установится логическая комбинация «000».

Если на входы разрешения коммутаторов D2-1, D2-2, D2-3 будет подан низкий логический уровень, тогда, независимо от состояния на входах элементов «И» D1-1, D1-2, D1-3, выходы коммутаторов будут изолированы от входов.

Особенностями компараторов 5-1-4 и 5-1-5 является применение в каждом из них стробирующего входа. В качестве элементной базы для выполнения необходимых компараторов могут быть использованы микросхемы КМ597СА1 [7, с.366]. При подаче на стробирующий вход компаратора логической «1» происходит сравнение исследуемого сигнала с опорным напряжением. Если на стробирующем входе компараторов устанавливается логический «0», тогда происходит исключение процесса сравнения, а на выходе компаратора формируется нулевой уровень.

Ниже будет показано, что в заявляемом режиме работы телекамеры на выходе компараторов 5-1-4 и 5-1-5 удерживается всегда логический «0».

Коммутатор-смеситель 5-2 предназначен для синтеза выходного видеосигнала телекамеры. Электрическая схема блока 5-2 может быть выполнена на базе одного из двух четырехканальных аналоговых коммутаторов микросхемы КР590КН3 [7, с.450-451], как предложено на фиг.4.

В зависимости от уровней логических сигналов, подаваемых на первый и второй управляющие входы, в соответствии с табл.2 истинности открывается один из каналов, а именно: 1А, или 2А, или 3А, или 4А.

Таблица 2
Уровни на управляющих входах Номер открытого канала
#2 #1 Е
0 0 1
1 0 1
0 1 1
1 1 1

Первый БЗК 6 и второй БЗК 7, как и в прототипе, предназначены для выполнения задержки входного видеосигнала на длительность одного кадра. Если в телекамере использована прогрессивная развертка с частотой кадров 50 Гц, то длительность задержки составляет 20 мс. При организации в телекамере стандартной чересстрочной развертки длительность требуемой задержки будет составлять два полукадра, т.е. 40 мс. Техническая реализация блоков 6 и 7 может быть осуществлена путем последовательного соединения аналого-цифрового преобразователя (АЦП), оперативно-запоминающего устройства (ОЗУ) и цифроаналогового устройства (ЦАП) точно так же, как для блоков задержки на кадр у прототипа.

Формирователь 8 предназначен для получения на выходе сигнала «окошко» с форматом (А×В), где А и В - соответственно размеры «окна» в растре по горизонтали и вертикали.

В пределах растра «окно» занимает центральный фрагмент, а его размеры связаны с размерами растра следующими соотношениями:

А=Х/(2…3); В=Y/(2…3),

где Х и Y - размеры растра по горизонтали и вертикали соответственно.

Отметим, что именно в этом «окне» телекамеры предполагается наличие экстремальной облученности.

В интервале «окна» сигнал «окошко» имеет положительную полярность составляющих импульсов, а его формирование рекомендуется выполнить цифровым методом. При разработке конструкции телекамеры целесообразно рассмотреть возможность реализации формирователя сигнала «окошко» в составе ВК 3-1.

Телекамера (см. фиг.1) работает следующим образом.

Предположим, что дистанционное управление работой телекамеры осуществляется с компьютера 12 по линии связи 11.

Наименования формируемых команд управления и характеристика транслируемых сигналов представлены в табл.3.

Таблица 3
Наименование команды Сигнал
«Норма» Логический «0»
«Пуск» Кратковременная логическая «1»
«Стоп» Кратковременная логическая «1»
«Перегрузка» Логическая «1»

Добавим, что на экране монитора компьютера 12 воспроизводится видеосигнал, формируемый телекамерой, что легко обеспечивается, например, если используется компьютер с операционной системой Windows ХР, в котором установлен продукт серии AVerTV [8].

Особенностью заявляемого режима работы телекамеры является предварительная пространственная ориентация так, чтобы сильноосвещенные или яркие объекты воспринимались в центральной части ее угла зрения, т.е. в соответствии с положением в растре сигнала «окошко».

В исходном состоянии с компьютера 12 на третий управляющий вход БУЯ 9 и на четвертый управляющий вход ФКИ 5 подается сигнал логического «0» в соответствии с командой «Норма» (см. табл.3 и пунктир на фиг.8д).

Поэтому на выходе ПУ 9-4 формируется низкий уровень напряжения U1 (см. пунктир на фиг.8е), который обеспечивает максимальное светопропускание ячейки 10. При этом логический «0» на втором входе элемента «И» 5-3 ФКИ 5 исключает прохождение сигнала «окошко» с выхода блока 8 на первый вход элемента «ИЛИ» 5-4.

Пусть на вход «Пуск» телекамеры подается импульс положительной полярности. Для правильного понимания всех процессов заявляемого режима работы позволим себе повториться, изложив известные подробности режима прототипа.

В момент совпадения на «S»-входе RS-триггера 5-1-1 блока 5-1 управления коммутацией (см. фиг.2) высокого уровня этого импульса с высоким уровнем кадровых синхроимпульсов на его тактовом («CLC») входе состояние триггера изменяется. На прямом выходе триггера 5-1-1 устанавливается сигнал логической «1». Последний подается на управляющий вход блока 5-1-3, на стробирующие входы компараторов 5-1-4, 5-1-5 и через первый выход управления ФКИ 5 - на первый управляющий вход ВК 3-1.

Поэтому схема автоматической регулировки времени накопления (АРВН) в телекамере отключается, а второй управляющий вход ВК 3-1 оказывается подключенным к выходу блока 5-1-3. Одновременно компараторы 5-1-4 и 5-1-5 оказываются подготовленными к работе, т.к. на их стробирующих входах устанавливается логическая «1».

Необходимо отметить, что независимо от коммутации на входе «Пуск» на выходе счетчика-делителя 5-1-2 продолжают формироваться импульсы с периодом Тд.

При подключении второго управляющего входа ВК 3-1 к выходу блока 5-1-3 на этом входе на время действия высокого уровня меандра импульсов с выхода блока 5-1-2 устанавливается логическая комбинация «111», обеспечивающая «длинное» накопление зарядов («long charge») в фотоприемнике. По длительности это время кадрового накопления составляет 10000 мкс (см. табл.1).

Уровень меандра с выхода блока 5-1-2 определяет уровень сигнала на третьем выходе управления ФКИ 5, а следовательно, и уровень напряжения на разделительном электроде 2-4 матрицы ПЗС (см. фиг.5б).

Когда на третьем выходе управления ФКИ 5 устанавливается низкий уровень сигнала, то секция 2-1 на это время будет изолирована от секции 2-5, а считывание накопленных зарядовых пакетов осуществляется построчно в регистр 2-2, а из него - поэлементно в БПЗН 2-3. Обозначим условно этот видеосигнал, снимаемый с первого выхода матрицы 2 ПЗС, «длинным» сигналом («long signal») из-за прямой зависимости его уровня от длительного (10000 мкс) накопления зарядового кадра.

Когда же с выхода блока 5-1-2 будет подан низкий уровень меандра импульсов, тогда на это время на втором управляющем входе ВК 3-1 установится логическая комбинация «000», гарантирующая «короткое» накопление зарядов («short charge») в матрице ПЗС величиной 10 мкс (см. табл.1). Отметим, что во время действия высокого уровня меандра на разделительном электроде 2-4 установится тоже высокий уровень. Поэтому он разрешает для зарядовых пакетов накопленного кадра построчный их перенос из секции 2-1 сквозь регистр 2-2 в секцию 2-5 и хранение зарядов в ней до момента наступления очередного промежутка Тп «изоляции».

В последующем интервале Тп выполняется построчный перенос каждой строки этого зарядового кадра в регистр 2-6 и считывание каждого элемента строки в БПЗН 2-7. Обозначим условно этот видеосигнал, снимаемый со второго выхода матрицы 2 ПЗС, «коротким» сигналом («short signal») из-за прямой зависимости его уровня от кратковременного (10 мкс) накопления зарядового кадра.

Отметим, что «long signal» на первом выходе матрицы 2 ПЗС и «short signal» на ее втором выходе следуют с периодом 2Тп, а в течение паузы (интервала Тп) регистры 2-3 и 2-6 матрицы ПЗС параллельно осуществляют считывание темнового сигнала и удаляют паразитную информацию из фотоприемника.

Далее видеосигнал с первого выхода матрицы 2 ПЗС поступает на вход видеоусилителя 4-1 сигнального процессора 4, а с его выхода - на первый информационный вход ФКИ 5. и на вход БЗК 6. Одновременно видеосигнал со второго выхода матрицы 2 ПЗС подается на вход видеоусилителя 4-2, а с выхода - на второй информационный вход ФКИ 5 и на вход БЗК 7 соответственно. Задержанный на кадр видеосигнал с выхода БЗК 6 поступает на третий информационный вход ФКИ 5, а задержанный на кадр видеосигнал с выхода БЗК 7 - нa четвертый информационный вход ФКИ 5.

В результате четырехканальной коммутации этих составляющих видеосигналов на выходе коммутатора-смесителя 5-2 синтезируется выходной сигнал телекамеры.

Допустим, что в процессе работы телекамеры в режиме прототипа на изображении появляется блюминг. Тогда необходимо с компьютера 12 подать команду «Перегрузка» (см. табл.3).

В соответствии с этой командой сигнал логической «1» поступает на четвертый управляющий вход ФКИ 5 и на третий управляющий вход БУЯ 9. Следовательно, высокий логический уровень сигнала устанавливается на втором входе элемента «И» 5-3 и на втором входе элемента «И» 9-3.

На выходе элемента «И» 9-3 (см. фиг.7) вырабатывается новый сигнал (см. фиг.8г), который формирует новый сигнал на выходе БУЯ 9 (см. фиг.8е).

Поэтому обеспечивается полное светопропускание ячейки 10 во время Тн2, т.е. в течение накопления «short charge» кадра, и отсутствие светопропускания ячейки во время Тн1, когда на фотомишени ПЗС выполняется «длинное» зарядовое накопление кадра - «long charge».

В результате на первом информационном входе коммутатора-смесителя 5-2 формируется новый видеосигнал (см. фиг.5в), на его втором информационном входе - новый видеосигнал (см. фиг.5е), на третьем информационном входе - новый видеосигнал (см. фиг.5г), а на четвертом информационном входе - новый видеосигнал (см. фиг.5ж).

При этом на первом управляющем входе коммутатора-смесителя 5-2 присутствует сигнал с третьего выхода управления блока 5-1 (см. фиг.5б), а на втором его управляющем входе - сигнал с выхода элемента «ИЛИ» 5-4.

Отметим, что на выходе компараторов 5-1-4 и 5-1-5 будет присутствовать только уровень логического «0», т.к., благодаря импульсному затемнению ячейки 10, на выходе видеоусилителя 4-1 заведомо исключается уровень видеосигнала, превышающий опорное напряжение Uп.

Это означает, что на четвертом выходе управления блока 5-1 устанавливается логический «0», а на второй управляющий вход коммутатора-смесителя 5-2 будет поступать только сигнал «окошка», эпюра которого по кадру представлена на фиг.5д.

Синтез выходного сигнала изображения, как и в прототипе, осуществляется в коммутаторе-смесителе 5-2 при помощи четырехканальной коммутации составляющих видеосигналов (см. фиг.5 и табл.2).

Рассмотрим этот процесс коммутации видеосигналов подробнее.

Когда на первом и втором управляющих входах блока 5-2 присутствуют логические «0», то на это время открывается канал 1А, а на выход транслируется видеосигнал с первого информационного входа. Если в течение действия на первом управляющем входе логического «0» на втором управляющем входе устанавливается логическая «1», тогда на это время открывается канал 2А, а на выход транслируется видеосигнал со второго информационного входа.

Когда на первом управляющем входе устанавливается логическая «1», а на втором управляющем входе присутствует логический «0», то на это время открывается канал 3А, а на выход транслируется видеосигнал с третьего информационного входа. Если в течение действия на первом управляющем входе логической «1» на втором управляющем входе присутствует тоже логическая «1», то на это время открывается канал 4А, а на выход транслируется видеосигнал с четвертого информационного входа.

Синтезированный видеосигнал (см. фиг.5з) обладает расширенным динамическим диапазоном, т.к. в нем оптимизировано преобразование «заряд - напряжение» для светлых и темных фрагментов сцены в матрице ПЗС, а по сравнению с прототипом исключен блюминг видеосигнала в экстремальных условиях сложной освещенности и/или сложной яркости.

Предположим, что телекамера работает в режиме чересстрочной развертки. Тогда на входе синхронизации ФКИ 5 присутствуют импульсы не с периодом кадров, а с периодом полукадров Тп (см. фиг.11а).

Счетчик-делитель 5-1-2 выполняет деление входной частоты на четыре, т.е. период выходных импульсов будет составлять: Тд2=4Тп (см. фиг.11в). В результате, за время действия высокого уровня этого меандра в матрице 2 ПЗС будет выполняться не один, а два цикла экспонирования с «длинным» зарядовым накоплением по 100000 мкс для каждого. Аналогично, в течение действия низкого уровня нового меандра в фотоприемнике будет совершаться не один, а два цикла экспонирования с «коротким» зарядовым накоплением по 10 мкс. БЗК 6 и БЗК 7 осуществляют задержку входного видеосигнала на два полукадра, т.е. по длительности на два Тп.

Во всем остальном работа телекамеры не отличается от ее функционирования в режиме прогрессивной развертки.

Если условия экстремального облучения объектов для телекамеры прекратятся, то следует подать команду «Норма» (см. табл.3).

Тогда на выходе БУЯ 9 будет восстановлен низкий уровень напряжения U1, максимальное светопропускание ячейки 10 и режим прототипа для видеосигнала телекамеры.

В настоящее время все блоки предлагаемого решения освоены или могут быть освоены отечественной промышленностью, поэтому следует считать предполагаемое изобретение соответствующим требованию о промышленной применимости.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ №2416171, МПК H04N 5/225. Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложной освещенности и/или сложной яркости объектов / В.М.Смелков // Б.И. - 2011. - №10.

2. Разработка светорегулирующих ячеек и технологического процесса их изготовления. Технический отчет по теме «Балтика». Новгород (Великий Новгород), 1979.

3. Токхейм Р. Основы цифровой электроники. Перевод с англ. - М.: Мир, 1988.

4. Владо Дамьяновски. CCTV. Библия видеонаблюдения, Цифровые и сетевые технологии / Перевод с англ. - М.: ООО «Ай-Эс-Эс Пресс», 2006.

5. Микросхема CXD2463R фирмы Sony. Timing Controller for CCD Camera. Инструкция для пользователя на английском языке, с.1-12.

6. Микросхема CXA1310AQ фирмы Sony. Single Chip Processing for CCD Camera. Инструкция для пользователя на английском языке, с.1-14.

7. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / С.В.Якубовский, Л.И.Ниссельсон, В.И.Кулешова и др. - М.: Радио и связь, 1990.

8. Руководство по быстрой установке продукта Aver TV 307 от компании AverMedia TECHNOLOGIES, Inc. (Тайвань), 2006.

1. Телевизионная камера для наблюдения в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов, содержащая последовательно расположенные и оптически связанные объектив и матрицу приборов с зарядовой связью (матрицу ПЗС), состоящую из последовательно связанных зарядовой связью фотоприемной секции, первого горизонтального регистра, первого блока преобразования заряда в напряжение (БПЗН), разделительного электрода, секции памяти, второго горизонтального регистра и второго БПЗН, причем площадь затвора S1 полевого транзистора, выполняющего сбор зарядовых носителей в первом БПЗН, выполнена по критерию минимального внесения в сигнал изображения собственных шумов, а площадь затвора S2 аналогичного полевого транзистора во втором БПЗН - по критерию максимальной управляющей способности зарядового преобразования, при этом S1<S2, a также генератор управляющих импульсов, состоящий из последовательно соединенных временного контроллера (ВК) и блока преобразования уровней (БПУ), сигнальный процессор, содержащий первый и второй видеусилители, а также формирователь комбинированного изображения (ФКИ), состоящий из последовательно соединенных блока управления коммутацией и коммутатора-смесителя, причем первый информационный вход блока управления коммутацией, соединенный с первым информационным входом коммутатора-смесителя, является первым информационным входом ФКИ, второй информационный вход коммутатора-смесителя - вторым информационным входом ФКИ, второй информационный вход блока управления коммутацией, соединенный с третьим информационным входом коммутатора-смесителя - третьим информационным входом ФКИ, четвертый информационный вход коммутатора-смесителя - четвертым информационным входом ФКИ, вход синхронизации блока управления коммутацией - входом синхронизации ФКИ, первый выход управления блока управления коммутацией - первым выходом управления ФКИ, второй выход управления блока управления коммутацией - вторым выходом управления ФКИ, третий выход управления блока управления коммутацией, соединенный с первым управляющим входом коммутатора-смесителя, - третьим выходом управления ФКИ, а выход коммутатора-смесителя - информационным выходом ФКИ; а также первый блок задержки на кадр (БЗК), второй БЗК, при этом первый выход БПУ подключен соответственно к управляющим входам фотоприемной секции и секции памяти, второй выход БПУ - соответственно к управляющим входам первого и второго горизонтальных регистров, а третий выход БПУ - к управляющему входу разделительного электрода, выход первого БПЗН подключен через первый видеоусилитель соответственно к первому информационному входу ФКИ и к входу первого БЗК, а выход второго БПЗН подключен через второй видеоусилитель соответственно ко второму информационному входу ФКИ и к входу второго БЗК, выход первого БЗК подключен к третьему информационному входу ФКИ, а выход второго БЗК - к четвертому информационному входу ФКИ, вход синхронизации которого подключен ко второму выходу ВК, третий выход которого подключен к управляющему входу сигнального процессора, а первый и второй управляющие входы ВК - соответственно к первому и второму выходам управления ФКИ, третий выход управления которого подключен ко второму входу БПУ, причем первый управляющий ФКИ является входом «Пуск» телекамеры, второй управляющий вход ФКИ - входом «Стоп» телекамеры, а информационный выход ФКИ - выходом «Видео» телекамеры, отличающаяся тем, что не введены формирователь сигнала «окошко» и соединенные между собой последовательно блок управления ячейкой (БУЯ) и выполненная на основе электрохромного прибора светорегулирующая ячейка, которая расположена в заднем отрезке объектива, а в ФКИ введены элемент «И» и элемент «ИЛИ», при этом вход синхронизации формирователя сигнала «окошко» подключен к третьему выходу ВК, а выход формирователя сигнала «окошко» - к третьему управляющему входу ФКИ, которым является первый вход его элемента «И», второй вход которого подключен к четвертому управляющему входу ФКИ, а выход элемента «И» - к первому входу элемента «ИЛИ», второй вход которого подключен к четвертому выходу управления блока управления коммутацией, а выход элемента «ИЛИ» подключен ко второму управляющему входу коммутатора-смесителя, причем первый управляющий вход БУЯ подключен к дополнительному выходу ВК, второй управляющий вход БУЯ - к третьему выходу управления ФКИ, а третий управляющий вход БУЯ - к четвертому управляющему входу ФКИ, который является входом «Перегрузка/Норма» телекамеры, при этом пространственное положение и геометрические размеры светорегулирующей ячейки соответствуют временному размещению в растре и параметрам в единицах времени, установленным для сигнала «окошко».

2. Телевизионная камера по п.1, отличающаяся тем, что блок управления коммутацией (БУК) содержит RS-триггер и последовательно соединенные счетчик-делитель и коммутатор, первый и второй компараторы, опорные входы которых подключены к пороговому напряжению, а также элемент «ИЛИ» и элемент «И», причем прямой выход RS-триггера подключен соответственно к управляющему входу коммутатора, первому входу элемента «И» и к соединенным между собой стробирующим входам компараторов, а тактовый вход RS-триггера - к входу счетчика-делителя, выход которого подключен ко второму входу элемента «И», выход второго компаратора подключен к первому входу элемента «ИЛИ», второй вход которого подключен к выходу первого компаратора, при этом информационный вход первого компаратора является первым информационным входом БУК, информационный вход второго компаратора - вторым информационным входом БУК, S-вход RS-триггера - первым управляющим входом БУК, R-вход RS-триггера -вторым управляющим входом БУК, тактовый вход RS-триггера - входом синхронизации БУК, прямой выход RS-триггера - первым выходом управления БУК, выход коммутатора - вторым выходом управления БУК, выход элемента «И» - третьим выходом управления БУК, а выход элемента «ИЛИ» - четвертым выходом управления БУК.

3. Телевизионная камера по п.1, отличающаяся тем, что светорегулирующая ячейка установлена на входе объектива.

4. Телевизионная камера по п.1, отличающаяся тем, что светорегулирующая ячейка интегрирована с объективом в оптический блок.

5. Телевизионная камера по п.1, отличающаяся тем, что блок управления ячейкой (БУЯ) содержит последовательно соединенные элемент «И-НЕ», элемент «И» и преобразователь уровней (ПУ), а также элемент «НЕ», при этом первый вход элемента «И-НЕ» является первым управляющим входом БУЯ, второй вход элемента «И-НЕ» подключен к выходу элемента «НЕ», вход которого является вторым управляющим входом БУЯ, второй вход элемента «И» является третьим управляющим входом БУЯ, а выход ПУ - выходом БУЯ.

6. Телевизионная камера по п.1, отличающаяся тем, что блок управления ячейкой выполнен в составе временного контроллера.

7. Телевизионная камера по п.1, отличающаяся тем, что формирователь сигнала «окошко» выполнен в составе временного контроллера.

8. Телевизионная камера по п.1, отличающаяся тем, что команды управления на вход «Пуск» и на вход «Стоп», а также сигнал изображения с выхода «Видео» подаются по линии связи соответственно от персонального компьютера на телекамеру и от телекамеры на компьютер.

9. Телевизионная камера по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что в режиме прогрессивной развертки сигнала изображения первый и второй БЗК являются блоками задержки на кадр, а в режиме чересстрочной развертки - блоками задержки на два полукадра, при этом счетчик-делитель ФКИ в режиме прогрессивной развертки является делителем входной частоты на два, а в режиме чересстрочной развертки - делителем на четыре.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронному устройству такому, как цифровой фотоаппарат или видеокамера, в котором с корпусом соединен с возможностью поворота подвижный блок.

Изобретение относится к твердотельному устройству формирования изображения, которое представляет собой устройство с датчиком изображения типа CMOS (КМОП, комплементарный металлооксидный полупроводник).

Изобретение относится к цифровой видеотехнике, может быть использовано для записи и воспроизведения видеоинформации. .

Изобретение относится к телевизионным системам, телекамеры которых выполнены на основе приборов с зарядовой связью (матрицы ПЗС). .

Изобретение относится к телекамерам, выполненным на основе приборов с зарядовой связью (матрицы ПЗС). .

Изобретение относится к телекамерам, выполненным на основе матрицы приборов с зарядовой связью (матрицы ПЗС). .

Изобретение относится к телекамерам, выполненным на основе двух матриц приборов с зарядовой связью (матриц ПЗС). .

Изобретение относится к телевизионной технике, а именно к аппаратуре прикладного телевидения, используемой в составе систем поиска, обнаружения и сопровождения удаленных объектов.

Изобретение относится к области оптических систем, а именно систем для формирования излучения лазерных диодов, в частности, в системах подсветки активных 3D камер на лазерных диодах.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для съемки изображения

Изобретение относится к телекамерам, выполненным на основе преобразователя «свет-сигнал» в виде матрицы приборов с зарядовой связью (матрицы ПЗС) и работающим в условиях сложного освещения и/или сложной яркости объектов

Изобретение относится к конструктивным элементам устройств формирования изображения

Изобретение относится к области фотосъемки токоприемника, смонтированного на кузове транспортного средства

Изобретение относится к устройствам обработки изображений. Техническим результатом является снижение различий между последовательными кадрами в процессе регулировки баланса белого. Результат достигается тем, что вычисляют первую величину коррекции баланса белого в соответствии со сходством между данными изображения, получаемыми посредством блока съемки изображения, и прошлыми данными изображения, полученными в прошлом, и осуществляют первую коррекцию баланса белого в данных изображения в соответствии с первой величиной коррекции баланса белого. Вычисляют величину коррекции яркости и величину коррекции цвета в соответствии со сходством между скорректированными данными изображения и прошлыми данными изображения, скорректированными при первой коррекции баланса белого. Используя одну из этих величин, корректируют первую величину коррекции баланса белого, получая тем самым вторую величину коррекции баланса белого. В соответствии с полученной величиной коррекции, осуществляют вторую коррекцию баланса белого, коррекцию яркости и коррекцию цвета в данных изображения, полученных посредством блока съемки изображения. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к телевизионной технике. Техническим результатом является повышение качества записи сигнала изображения путем повышение отношения сигнал/шум телекамеры и выполнения регулировочных работ по рекурсивной фильтрации видеосигнала непосредственно с компьютера. Результат достигается тем, что в матрице ПЗС телекамеры зарядовые пакеты «длинного» и «короткого» смежных кадров (полукадров) переносят из фотоприемной секции с частотой кадров (полукадров) в секцию памяти и суммируют их в ней, считывают из фотоприемника накопленный в зарядовой форме полезный сигнал изображения с периодом 2Тк, где Тк - период кадра в режиме прогрессивной развертки видеосигнала или полукадра в режиме чересстрочной развертки, формируют на выходе телекамеры полезный композитный видеосигнал, поступающий на вход «видео» компьютера с периодом 2Тк, считывают из памяти компьютера полезный видеосигнал с периодом Тк, а по наблюдаемому на экране монитора изображению выполняют оптимизацию рекурсивной фильтрации записываемого сигнала изображения путем дистанционного выбора с компьютера длительности «короткой» экспозиции в телекамере. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Изобретение относится к телевизионной технике и преимущественно может быть использовано в системах наблюдения, которые выполнены с использованием фотоприемников в виде матриц приборов с зарядовой связью (матриц ПЗС) и компьютеров. Техническим результатом является увеличение отношения сигнал/шум на выходе матрицы ПЗС первого датчика телевизионного сигнала (ДТС) за счет суммирования в его секции памяти зарядовых пакетов, сформированных в фотоприемной секции. Результат достигается тем, что в состав компьютера введена плата видео, в телекамере прототипа первый ДТС выполнен на основе матрицы ПЗС с организацией «строчно-кадровый перенос», а введением дополнительного формирователя импульсов для организации тактового питания фотоприемника обеспечено суммирование в секции памяти зарядовых сигналов, накопленных в его фотоприемной секции. В итоге выравнивается чувствительность по всему полю комбинированного изображения. 3 з.п. ф-лы, 12 ил., 3 табл.

Изобретение относится к телевизионной технике. Техническим результатом является повышение точности регулировки направления визирной оси телевизионной системы при сохранении различия в эксплуатационных значениях угловых полей зрения каждой из телекамер путем организации второго лазерного зондирования и формирования совмещенного изображения. Результат достигается тем, что юстировка направления визирной оси осуществляется путем контроля на телевизионном изображении электронной таблицы «сетчатое поле» положения пятен от двух лазерных зондов, полученных при прохождении пространственно точных лазерных излучений через параллельные каналы, выполненные в основании телевизионной системы. При этом соблюдение параллельности лазерных зондов между собой ограничено лишь технологической точностью изготовления самих каналов. Использование режима формирования совмещенного видеосигнала позволяет регистрировать на изображении третье пятно, а «привязка» его положения к электронной сетке дополнительно повышает точность выполнения всей регулировочной работы. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройствам формирования изображения. Твердотельное устройство формирования изображений включает в себя подложку, область датчика изображения и схему обработки сигналов, которые электрически соединены друг с другом, область с низкой теплопроводностью, расположенную между областью датчика изображения и схемой обработки сигналов, и сквозное отверстие, сформированное в подложке, при этом область с низкой теплопроводностью находится в сквозном отверстии и имеет более низкую теплопроводность, чем у подложки. Изобретение обеспечивает возможность простой реализации уменьшения размера и улучшение качества снимаемых изображений. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 25 ил.
Наверх