СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПИРОВИДИКОНА Российский патент 1999 года по МПК H04N5/33 

Изобретение относится к технике телевидения, в частности к пировидиконам.

Известен способ эксплуатации пировидикона, заключающийся в том, что создают электронный луч, отклоняют луч и формируют растр, вписывают в него мишень, регулируют величину тока луча, построчно считывают с мишени сигнал на прямом ходе луча и генерируют заряд пьедестала на обратном ходе луча (см. Singer B.M., Steneck W.G., Stupp E.H., Kurczewski R.V., "Suppression of pedestal noise in a pyroelectric vidicon" - IEEE Transactions on Electron Devices, 1980, vol. ED-27, N 1, pp. 193-198).

Согласно этому способу период времени обратного хода луча "поделен" на три равных интервала, в течение которых лучом трижды проводят по считанной строке. При этом величину тока луча повышают по сравнению с той, которая была при прямом ходе луча, на порядок, и за время первого временного интервала - первого проведения лучом по считанной строке - генерируют избыточный заряд пьедестала. Второй и третий временные интервалы служат соответственно для того, чтобы снизить избыточный заряд до стационарного значения и вернуть луч к началу строки для осуществления следующего цикла работы.

Это позволяет устранить неравномерность заряда только на считанной строке.

Данному способу присущи следующие недостатки.

А) Столь значительное повышение величины тока электронного луча на обратном ходе приводит к его сильной расфокусировке. При генерации заряда пьедестала расфокусированный луч начинает воздействовать сразу на несколько соседних строк и вносит на эти строки, в том числе на еще не считанные, шум, из-за которого существенно уменьшается соотношение сигнал/шум на соседних строках, что ведет к ухудшению разрешающей способности пировидикона.

Б) Ток луча в период обратного хода непостоянен, следовательно, требуются дополнительные схемы регулирования величины тока.

B) Для приведения параметров развертки в соответствие с телевизионным стандартом введен холостой ход луча, который полезно не используется.

Наиболее близким к предлагаемому способу эксплуатации пировидикона является способ эксплуатации пировидикона, в соответствии с которым создают электронный луч, отклоняют луч и формируют растр, вписывают в него мишень, регулируют величину тока луча, построчно считывают с мишени сигнал на прямом ходе луча и генерируют заряд пьедестала на обратном ходе луча (см. "Достижения в технике передачи и воспроизведения изображений", под ред. Б. Кейзана, том 3, часть 1, пер. с англ., М., Мир, 1980, с.с. 11-77).

В указанном способе величина тока луча на обратном ходе вдвое меньше, чем в приведенном выше способе. Кроме этого, ток луча в период обратного хода постоянен, что не требует дополнительных устройств для регулирования величины тока.

Однако и такое повышение тока луча на обратном ходе остается еще весьма существенным (радиус расфокусированного луча больше радиуса сфокусированного приблизительно в 3 раза). Следствием этого является воздействие расфокусированного луча на соседние строки при генерации заряда пьедестала, что ухудшает его равномерность, вносит шум на соседние строки, в том числе на еще не считанные электронным лучом, и ухудшает разрешающую способность пировидикона. Другим недостатком этого способа является то, что генерация заряда пьедестала за один проход электронного луча не обеспечивает равномерного нанесения заряда. Вертикальное отклонение луча в данном способе производится по линейной зависимости, что не позволяет генерировать заряд пьедестала точно на том же участке мишени, на котором на прямом ходе луча проводилось считывание. Отмеченные недостатки снижают соотношение сигнал/шум.

Изобретение направлено на улучшение качества теплового изображения, получаемого при помощи пировидикона. При реализации изобретения увеличиваются разрешающая способность пировидикона и соотношение сигнал/шум за счет снижения воздействия электронного луча на соседние строки при генерации заряда пьедестала.

Поставленная задача решается с помощью способа эксплуатации пировидикона, заключающегося в том, что создают электронный луч, отклоняют луч и формируют растр, вписывают в него мишень, регулируют величину тока луча, построчно считывают с мишени сигнал на прямом ходе луча и генерируют заряд пьедестала на обратном ходе луча, ток луча обратного хода уменьшают в три раза и трижды проводят лучом по считанной строке. Кроме того, поставленная задача может обеспечиваться тем, что вертикальное отклонение луча осуществляют по линейно-ступенчатой зависимости, и тем, что луч на обратном ходе водят по строке с постоянной скоростью.

Эксплуатацию пировидикона в соответствии с заявленным способом осуществляют следующим образом.

В пироэлектрическом видиконе создают электронный луч. С помощью отклоняющей луч системы формируют растр, в который вписывают мишень пировидикона. Временные интервалы прямого и обратного хода луча выбирают в соответствии с телевизионным стандартом. Регулируют величину тока луча. Построчно считывают с мишени на прямом ходе луча сигнал теплового изображения, а на обратном ходе генерируют заряд пьедестала. При этом предпочтительно вертикальное отклонение луча осуществлять по линейно-ступенчатой зависимости, чтобы проводить генерацию заряда пьедестала точно на том же участке поверхности мишени, на котором производилось считывание.

На обратном ходе величину тока электронного луча снижают в три раза (по сравнению с величиной тока луча обратного хода в прототипе), и трижды проводят этим лучом по считанной строке из ее конца в начало, затем обратно и снова из конца строки в ее начало. При этом для более равномерного нанесения заряда скорость луча по считанной строке поддерживают постоянной.

Величину тока обратного хода снижают для того, чтобы уменьшить его дефокусирующее влияние на радиус луча, т.к. известно (см. Герус В.Л. "Физические основы электронно-лучевых приборов", М., Физматлит, 1993, с.с. 127-138), что при увеличении тока электронного луча на порядок его радиус возрастает приблизительно в три раза.

Снижение величины тока луча при создании заряда пьедестала на считанной строке позволяет уменьшить влияние луча на соседние строки при создании заряда пьедестала и тем самым повысить разрешающую способность пировидикона, а следовательно, и качество изображения. Кроме того, снижение величины тока упрощает управление лучом, а постоянство этой величины в период обратного хода не требует введения дополнительных устройств управления интенсивностью луча.

Уменьшение величины тока луча на обратном ходе в три раза при одновременном увеличении в три раза числа проходов луча по считанной строке не приводит к снижению генерируемого заряда пьедестала.

Этот полученный на практике результат подтверждается теоретически.

Известно (см. "Достижения в технике передачи и воспроизведения изображений", под ред. Б.Кейзана, том 3, часть 1, пер. с англ., М., Мир, 1980, c. 11-77), что
(1)
где I_BF (A) - ток луча во время обратного хода, I_p (A) - средний ток пьедестала, δ_e - коэффициент вторичной эмиссии мишени, τ₂(c) - время обратного хода, τ₁(c) - время прямого хода, γ - коэффициент прозрачности выравнивающей сетки.

Выражение (1) указывает на необходимость сохранения электрической нейтральности мишени на период рабочего цикла "считывание-создание заряда пьедестала".

Выражение (1) можно записать следующим образом:
I_p•τ₁ = I_BF•τ₂•γ•(δ_e-1)
или
Q_пр.х = Q_обр.х, (2)
где Q_пр.х (Кл) - суммарный заряд, считанный со строки за период прямого хода, Q_обр.х (Кл) - суммарный заряд пьедестала, вносимый на строку за период обратного хода.

Выражение (2) может быть преобразовано к виду
. (3)
Выражение (3) подтверждает, что необходимый заряд пьедестала можно внести при втрое меньшей величине тока луча обратного хода, если при этом в три раза увеличить число проходов луча по считанной строке.

Нанесение заряда пьедестала (при снижении тока луча обратного хода в три раза) за три прохода позволяет повысить его равномерность по строке, уменьшить шум пьедестала и повысить, таким образом, соотношение сигнал/шум. При этом период обратного хода луча полностью используется для создания заряда пьедестала, и по завершении нанесения заряда не требуется дополнительно перемещать луч в противоположный конец строки для начала нового цикла считывания. Так как скорость движения луча по строке на обратном ходе постоянна, упрощаются требования к аппаратуре управления отклоняющей системой (нет дополнительных требований по полосе пропускания и максимальной рассеиваемой мощности).

Ограничение при выборе величины тока луча обратного хода и числа проходов луча по считанной строке обусловлено тем, что при уменьшении тока менее чем в три раза отрицательное влияние расфокусированного луча на соседние со считанной строки остается практически на уровне прототипа, а уменьшение тока более чем в три раза вызывает увеличение, почти вдвое, полосы пропускания и потребляемой мощности. Кроме того, увеличение числа проходов луча по строке влечет усложнение формы тока в отклоняющей системе, что также ведет к увеличению полосы пропускания и увеличению потребляемой мощности.

Таким образом, данное изобретение позволяет
- улучшить разрешающую способность пировидикона и повысить качество изображения за счет уменьшения влияния луча на соседние строки при создании заряда пьедестала на считанной строке;
- повысить равномерность нанесения заряда пьедестала на мишень и снизить шум при генерации пьедестала;
- обеспечить постоянство величины тока за время обратного хода луча и исключить дополнительные устройства управления величиной тока;
- использовать весь период обратного хода луча для создания заряда пьедестала;
- по завершении создания заряда пьедестала можно сразу начинать цикл считывания, т.к. не требуется дополнительно перемещать луч в противоположный конец строки;
- понизить управляющее импульсное напряжение в цепи катода пировидикона и благодаря этому уменьшить потребляемую мощность и требования к аппаратуре формирования импульсов.

Изобретение относится к технике телевидения, в частности к пировидиконам. Достигаемый технический результат - улучшение качества теплового изображения, получаемого при помощи пировидиконов. Способ заключается в снижении воздействия электронного луча на соседние строки при генерации заряда пьедестала, что достигается тем, что ток луча обратного хода уменьшают в три раза и трижды проводят этим лучом по считанной строке, причем предусмотрено осуществление вертикального отклонения луча по линейно-ступенчатой зависимости, а также движение луча по строке с постоянной скоростью. 2 з.п.ф-лы.

1. Способ эксплуатации пировидикона, заключающийся в том, что создают электронный луч, отклоняют луч и формируют растр, вписывают в него мишень, регулируют величину тока луча, построчно считывают с мишени сигнал на прямом ходе луча и генерируют заряд пьедестала на обратном ходе луча, отличающийся тем, что ток луча обратного хода уменьшают в три раза и трижды проводят этим лучом по считанной строке. 2. Способ эксплуатации пировидикона по п.1, отличающийся тем, что вертикальное отклонение луча осуществляют по линейно-ступенчатой зависимости. 3. Способ эксплуатации пировидикона по п.1 или 2, отличающийся тем, что луч обратного хода водят по строке с постоянной скоростью.