Датчик видеосигнала с компенсацией фона

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<»85578? (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.07.79 (21) 2792375/18-25 (511М. К .З с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Н 01 д 29/45

Государственный комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 150881. Бюллетень Й9 30 (53) УДК 621.387 (088.8) Дата опубликования описания 15.0881 (54) ДАТЧИК ВИДЕОСИГНАЛА С КОМПЕНСАЦИЕИ

ФОНА

Изобретение относится к телевизионным устройствам, в частности к входному узлу передающей телевизионной камеры с трубкой типа видикон, в котором оптические иэображения преобразуются в последовательность электрических сигналов.

Известен датчик видеосигнала, содержащий видикон, источники питания, управляемый фотозатвор и вспомогательные лампочки засветки фоточувствительного слоя мишени, используемые для форсированного стирания потенциального рельефа на мишени. В таком датчике видеосигнала используется видикон с мишенью, состоящей из одного или нескольких фотопроводящих слоев, последовательно нанесенных на стеклянный диск с прозрачным электродом P1).

Однако в видиконе при падении контраста (увеличении фона) значительно уменьшается величина сигнала и разрешающая способность. Это вызывается целым рядом причин, в частности прохождением .сквозь мишень и рассеиванием внутри прибора излучения, а также невозможностью обеспечения условий оптимального согласования фотоэлектрических параметров мишени с параметрами разложения изображения при различных уровнях фоновой засветки мишени. В то же время чувствительность телевизионного передающего устройства, содержащего видикон, определяется шумами самого устройства и величиной сигнала, генерируемого видиконом, и при других равных условиях всегда снижается с уменьшением сигнала.

Известен также датчик видеосигнала с компенсацией фона, содержащий видикон с мишенью, выполненной на многоэлементной планшайбе, имеющей фотопроводящий слой на ее приемном торце и резистивный слой на коммутируемом торце, источник вспомогательного освещения с источником питания и источники питания видикона (2 .

Недостатком этого датчика видеосигнала с компенсацией фона является уменьшение чувствительности при изменении контраста.

Цель изобретения — сохранение высокой чувствительности при изменении контраста наблюдаемого объекта.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике видеосигнала, содержащем видикон с мишенью, выполненной на многоэлементной планшайбе, имеющей

855787,«Я к к фотопроводящий слой на приемном ее торце и резистивный слой на коммутируемом торце, источник вспомогательного освещения с источником питания и источники питания видикона, в цепь коллектора отраженных электронов видикона включены параллельно соединенНые конденсатор и резистор,, соединенный с цепью питания источника вспомогательного освещения„ а резистивный слой мишени выполнен чувствительным к излучению этого источника.

На фиг.l приведена эквивалентная схема включения в электрическую цепь, одного иэ элементов мишени, электронного луча и коллектора отраженных электронов, на фиг.2 - схема питания источника вспомогательного освещения.

Схема (фиг.1) содержит сопротивление Ry и емкость Сф приемного фотопроводящего элемента, сопротивление

R р продольное ) и емкость С < резистивного элемента мишени, сопротивление R1,,Япоперечное) коьв утируемого элемента и его емкость С, коллектор

К отраженных электронов, сопротивление Кк и емкость Ск, включаемые в цепь коллектора, напряжение U, в цепи коллектора, сопротивление R< нагрузки мишени, сопротивление Rg электронного луча. Коллектором отраженных электронов является сетка или второй анод электронного прожектора видикона. Цепь коллектора отраженных электронов включена в диагональ моста, в одно из плеч которого включен приемный детектирующий элемент йф, в другое — резистивный компенсационный элемент Rp, а в два других включены источники Uq u Uq питания. Варьируя величинами R+ и Rp, а также

U и U< всегда можно задать начальный необходимый потенциал 5 точки, при котором обеспечена максимальная крутизна вторично-эмиссионной характеристики в рабочей области, что позволяет получать максимальный сигнал при данном уровне облученности мишени. Максимальная глубина потенциального рельефа обеспечивается при прочих равных условиях и данном уровне освещенности мишени, если R Rp.

Это условие не нарушается при наблюдении объекта на меняющемся фоне, Если всегда йф- SR - Rp - hRp, где hR - изменение сопротивления приемного слоя за счет фоновой облученности мишени; .ДКр — изменение сопротивления резистивного (коммутируеМого) слоя при его освещении от вспомогательного источника.

За счет того, что в цепи коллектора отраженных электронов включена

: R, С -цепочка, сигнал с которой подается s цепь питания источника вспомогательного освещения, а реэистивный слой выполнен чувствительным к этому источнику, в видиконе последнее равенство может поддерживаться непрерынно и автоматически. Наиболее успешно датчик с таким видиконом может быть использован при визуализации точечных объектов, наблюдаемых на значительном фоне, занимающем все поле зрения мишени. От фоновой за © светки изменяется сопротивление при- . емного слоя, что приводит к разбалансу моста. В цепи коллектора, включенного в диагональ моста, изменяется значение постоянной составляющей тока отраженных от мишени электронов. Падение напряжения от.протекания постоянного тока через сопротивление

R< подается в цепь питания источника вспомогательного освещения. Переменный сигнал от объекта не выделя20 ется íà К,, если 2с« К,, где и ° с

Š— емкостное сопротивлеК ние току сигнала, t - время коммутации элемента мишени, N — число эле2 ментов мишени, занимаемых изображением объекта.

Следовательно, должно быть

При выполнении этого условия ток

30 сигнала свободно проходит через емкость Ск .

Датчик видеосигнала (например датчик с трубкой, работающей в режиме медленных электронов) с компенсацией фона работает следующим образом.

Пусть О 0 U; йф R . Когда отсутствует фон и сигнал, потенциал

5 коммутируемой поверхности мишени

40 равен О. При коммутации все электроны пучка отражаются от поверхности мишени на коллектор. Ток в цепи коллектора достигает максимального значения. Напряжение:аОк отрицательной полярности с сопротивления R прилагается к сетке лампы Л и полностью запирает ее.В этом случае источник Л вспомогательного освещения отключен . (фиг. 2) . На приемный слой проектируется яО оптическое изображение объекта. По. тенциал каждого освещенного элемента изменяется автоматически в соответствии с изменением яркости так, что за время кадра на элементах образуется потенциальный рельеф, соответствующий рельефу яркости в изображении. его глубина при данном уровне освещенности максимальная. Считывание этого рельефа производится в процессе коммутации следующим кадром, ф9 а видео=игнал снимается с сопротив .ления R нагрузки, включаемых в оба плеча моста. Переменная составляющая отраженных на коллектор электронов шунтируется цепочкой из последовате льно включенных конденсатора Ск. и

855787

Формула изобретения

О дй макс 4 R лр

Aia.г источника Ок питания коллектора.

При наличии фона сопротивление приемного слоя уменьшается, что приводит к разбалансу мостовой схемы, т.е. к возрастанию потенциала комму тируемой поверхности мишени. Цри коммутации мишени часть электронов используется для доэарядки мишени, другая .часть отражается. Уменьшение постоянной составляющей отраженных электронов приводит к приоткрыванию лампы Л4 и к соответствующему возрас- танию яркости источника Л вспомогательного освещения. Сопротивление R> коммутируемого слоя, чувствительного к источнику вспомогательного освещения, уменьшается до величины, равной йф . Мостовая схема по фону уравновешена, и при облучении элементов мишени от объекта глубина потенциального рельефа снова максимальная, т.е.

3а счет непрерывной автоматической компенсации токов, обусловленных потоком фона, предлагаемый датчик видеосигнала сохраняет высокую чувствительность при непрерывных изменениях контрастности объекта. Датчик видеосигнала с компенсацией фона может быть эффективно испрльзован в системах обнаружения и распознанания объектов, находящихся на различных уровнях фона, в частности, при разведке земных ресурсов, в системах

"слепой" посадки самолетов и т.д.

Датчик видеосигнала с компенсацией фона, содержащий видикон с мишенью, выполненной на многоэлемент0 ной планшайбе, имеющей фотопроводящий слой на приемном ее торце и ре эистивный слой на коммутируемом торце, источник вспомогательного освещения с источником питания и источники питания виднкона, отличающийся тем, что, с целью сохранения высокой чувствительности при изменении контраста, в цепь коллек" тора отраженных электронов видикона включены параллельно соединенные кон денсатор и резистор, соединенный с цепью питания источника вспомогательного освещения, а резистивный слой мишени выполнен чувствительным к излучению этого источника.

Источники информации, принятые во внимание при.экспертизе

1. Браславец П.Ф. и др. Космическое телевидение. M., "Связь", 1973, с.163.

3© 2. Авторское свидетельство СССР

Ю 594546, кл. Н 01 J 29/45, 1976 (прототип).

ВНИИПИ Закаэ 6941/75

Тираж 784 Подписное

Филиал ППП Патент", г.ужгород, ул. Проектная,4