ВИДЕОКАМЕРА Российский патент 2011 года по МПК H04N13/00 

Изобретение относится к бытовой цифровой технике, может использоваться для записи при съемке и воспроизведения цифровой видеоинформации. Прототипом принята видеокамера [1], содержащая правый и левый объективы, фотоэлектрический преобразователь /ФЭП/, формирующий три видеосигнала правого кадра и три видеосигнала левого кадра, следующие последовательно друг за другом и составляющие стереопару. Частота стереопар 25 Гц, частота кадров 50 Гц. ФЭП содержит две матрицы приборов с зарядовой инжекцией /ПЗИ/ и три предварительных усилителя. Видеокамера включает три аналого-цифровых преобразователя /АЦП/ видеосигнала, три кодера, три блока элементов И, три элемента ИЛИ, синтезатор частот, пять ключей, самоходный распределитель импульсов, видеоискатель, накопитель цифровой информации и устройство воспроизведения, а также два АЦП сигнала звука, два кодера сигналов звука и два блока элементов И. Видеорежим при съемке видеокамерой 600_отсч×800_стр×50 Гц. Информация в каждом кадре проходит сжатие в 4 раза и заносится в накопитель цифровой информации. При воспроизведении накопитель цифровой информации подключается к устройству воспроизведения, сжатая информация восстанавливается, число отсчетов в строках удваивается, видеорежим при воспроизведении 1200_отсч×800_стр×50 Гц, разрешение кадра 960000 /1200×800/ пикселов. Устройство воспроизведения содержит синтезатор частот, блок выделения импульсов стереопар, три идентичных канала сигналов R, G, В, каждый включающий ключ, декодер, блок удвоения кодов в строке, накопитель кодов кадра и формирователь управляющих сигналов, и включает два канала воспроизведения звука, плоскопанельный светодиодный экран с ИК-передатчиком на экране, 3Д-очки с ИК-приемником на оправе 3Д-очков. Недостатки прототипа: поочередный способ воспроизведения кадров стереопар на одном экране не является лучшим способом восприятия объемного изображения [2, с.540, строка 19 сверху], поочередное воспроизведение кадров стереопар требует увеличение частоты кадров в два раза и препятствует повышению разрешения кадра [2, с.559, строка 9 снизу], 3Д-очки по технологии ЖК-ячеек имеют низкую прозрачность [2, с.567, строка 6 сверху], высокую стоимость и необходимость связи зрителя с экраном [3, с.608, строка 11 снизу], светодиодный экран является энергоемким из-за большого числа светодиодов в нем, которых 2,88×10⁶ /1200×800×3/.

Цель изобретения - использование двухэкранного способа при воспроизведении стерео видеоинформации, повышение разрешения кадра и снижение энергоемкости экрана. Техническим результатом является применение двухэкранного способа для воспроизведения стерео видеоинформации, обеспечивающей наилучшее зрительное восприятие объемного пространства, увеличение разрешения кадра в два раза 1920000 пикселей /1600×1200/ против прототипа 960000 и снижение энергопотребления экраном снижением в нем светодиодов облучения в три раза. Сущность изобретения в том, что в ФЭП видеокамеры вводится три предварительных усилителя, в видеокамеру вводятся три АЦП видеосигнала, накопитель цифровой информации выполняется в составе трех идентичных каналов правого кадра R, G, B и трех каналов левого кадра стереопары R₂, G₂, B₂, каждый из которых включает распределитель импульсов и соответствующее число накопителей кодов кадра, а устройство воспроизведения выполняется в составе шести блоков импульсных усилителей, левого неподвижного и правого подвижных плоскопанельных экранов, расположенных в одном каркасе, и очков раздельного полей зрения для зрителя.

Входными сигналами накопителя цифровой информации являются 8-разрядные коды цветовых сигналов правого кадра R, G, B и коды цветовых сигналов R₂, G₂, B₂ левого кадра стереопары с шести АЦП видеосигналов. Видеокамера формирует видеорежим 1600_отсч×1200_стр×25 Гц /стереопар/, воспроизводимый на экране видеорежим тот же. При съемке коды правого и левого кадров стереопар записываются синхронно в накопителе цифровой информации, воспроизводятся правый и левый кадры одновременно и параллельно на двух экранах, каждый с разрешением 1920000 пикселей, изображения с экранов зритель воспринимает раздельно через очки раздельных полей зрения. Структурная схема видеокамеры показана на фиг.1, накопитель цифровой информации - на фиг.2, устройство воспроизведения - на фиг.3, один канал цветового сигнала - на фиг.4, накопитель кодов кадра - на фиг.5, блок регистров - на фиг.6, 7, канал накопления кодов звука - на фиг.8, накопитель кодов звука - на фиг.9, 10, общий вид одного элемента матрицы экрана - на фиг.11, излучающая ячейка элемента матрицы - на фиг.12, 13, расположение элементов матриц в экране - на фиг.14.

Частота дискретизации кодов видеосигналов составляет:

f_д=1600_отс×1200_стр×25 Гц = 48 МГц,

где 1600 - число отсчетов в строке,

1200 - число строк в кадре, 25 Гц - частота стереопар.

Частота строк f_c=1200×25 Гц = 30 кГц. Видеорежим при съемке, и записи, и воспроизведении 1600_отс×1200_стр×25 Гц, разрешение на каждом экране 1920000 пикселей /1600×1200/. Видеокамера содержат /фиг.1/ фотоэлектрический преобразователь 1 /ФЭП/, включающий правый объектив 2, первую матрицу 3 прибора с зарядовой инжекцией /ПЗИ/, фоточувствительная сторона которой расположена в фокальной плоскости объектива 2, предварительные усилители 4, 5, 6, входы которых подключены соответственно к первому-третьему выходам матрицы ПЗИ 3, ФЭП включает левый объектов 7, вторую матрицу ПЗИ 8, фоточувствительная сторона которой расположена в фокальной плоскости левого объектива 7, предварительные усилители 9, 10, 11, входы которых подключены к первому-третьему выходам второй матрицы ПЗИ 8. Матрица ПЗИ - прибор с зарядовой инжекцией по технологии Foveon ХЗ из трехслойного КМОП-датчика [2, с.832-833] с оптическим разрешением 1600×1200 пикселей. Видеокамера содержит шесть 12-17 АЦП видеосигнала, преобразующие аналоговые видеосигналы в 8-разрядные коды с дискретизацией 48 МГц. АЦП 12-17 выполнены идентично АЦП аналога [4, с.4-5, фиг.6], видеокамера содержит синтезатор 18 частот, первый 19, второй 20 ключи, видеоискатель 21, первый АЦП сигнала звука 22, второй АЦП 23 сигнала звука, распределитель 25 импульсов видеокамеры, накопитель 24 цифровой информации и устройство 26 воспроизведения. При записи видеоинформации переключатель SA включается в положение 1 /фиг.1, 2/, при котором импульсы частоты стереопар 25 Гц /длительность импульса 20 мкс/ поступают на первый управляющий вход 25 Гц /фиг.1/ накопителя 24 цифровой информации, для воспроизведения переключатель SA включается в положение 2, переключатель SA имеет электромагнит /на схеме фиг.1 не показан/ для выключения из положений 1 и 2 в нетральное /выключенное/ положение. Накопитель 24 цифровой информации при съемке сосредотачивает 8-разрядные коды видеосигналов и 16-разрядные коды звуковых сигналов 3 в 1 и 3 в 2 и включает /фиг.2/ идентичные первый-третий 27, 28, 29 каналы записи кодов кадров цветовых сигналов R, G, В правого кадра стереопары, четвертый-шестой каналы 30, 31, 32 записи кодов кадров цветовых сигналов R₂, G₂, B₂ левого кадра стереопары и два идентичных канала 33, 34 записи кодов сигналов звука 3 в 1, 3 в 2. Устройство воспроизведения /фиг.3/ включает шесть идентичных блоков 35_1-6 с импульсных усилителей, каждый из которых содержит по числу разрешения кадра 15360000 импульсных усилителей и числу разрядов в коде /1600×1200×8/, правый подвижный экран 36, левый неподвижный экран 37, каждый с разрешением 1920000 пикселей /1600×1200/, расположенные в соответствующем каркасе 38, и включает очки 39 раздельных полей зрения /фиг.3/, которые представляют оправу с дужками для ушей, окна очков без стекол, между собой они соединены подвижно вертикальной осью для поворота относительно друг друга в горизонтальной плоскости. Каждое очко имеет конусную бленду на конце прямоугольной формы под форму экрана. Бленды из двух частей: первая часть вкручивается в очко, вторая часть, подвижная, выдвигается или вдвигается в первую для изменения длины бленды. Нижняя часть каркаса 38 под правым экраном 36 имеет соответствующие ролики для перемещения по ним правого экрана 36 относительно левого экрана 37 в соответствующем диапазоне /например, ±15 см/. Каналы 27-32 записи кодов кадров идентичны, каждый содержит /фиг.4/ распределитель 40 импульсов, имеющий выходы с первого по 90000, и накопители 41 кодов кадра по числу выходов с распределителя 40 импульсов, т.е. по числу записываемых за один час кадров. При частоте стереопар 25 Гц на час записи кодов требуется 90000 накопителей 41 кодов кадра: 3600 секунд × 25 Гц = 90000. Накопители 41 кодов кадра идентичны, каждый включает /фиг.5/ последовательно соединенные блоки 42 регистров по числу строк 1200 /42_1-1200/. Информационными входами накопителя 41 кодов кадра являются поразрядно объединенные информационные 1-8 входы всех 1200 блоков 42 регистров, выходами накопителя 41 кодов кадра являются параллельные выходы всех блоков 42 регистров, которых 15360000 /1600×8×1200/. Управляющими входами являются: первым - первый управляющим вход 25 Гц /U_с стереопар/ с распределителя 40 импульсов в первом блоке 42₁ регистров, вторым - объединенные вторые управляющие входы U_д /48 МГц/ с блока 18 выход 1, третьим - объединенные третьи управляющие входы U_выд /с блока 25 выходы 1-90000 фиг.4/.

Управляющий выход каждого предыдущего блока 42 регистров является первым управляющим входом для каждого последующего блока регистров /фиг.5/. Управляющим выход последнего блока 42 регистров подключен параллельно к четвертым управляющим входам всех блоков 42 регистров, а в последнем накопителе 41₉₀₀₀₀ кодов кадра управляющий выход последнего блока 42₁₂₀₀ подключен и к входу электромагнита переключателя SA, переключающий по окончании записи его в нейтральное положение. Блоки регистров 42 идентичны, каждый включает /фиг.6, 7/ первый 43 и второй 44 ключи, распределитель 45 импульсов и восемь регистров 46_1-8, каждый из которых содержит по 1600 разрядов по числу отсчетов в строке. Информационными 1-8 входами блока 42 являются поразрядно объединенные через диоды третьи входы разрядов восьми регистров 46. Выходами являются параллельные выходы всех разрядов восьми регистров 12800 /1600×8/, выход каждого разряда подключен и к входу своего разряда после диода. Управляющими входами блока 42 регистров являются: первым - первый управляющий U_от вход первого ключа 43, вторым - сигнальный вход U_д /48 МГц/ ключа 43, третьим - сигнальный вход U_выд /с бл.25 фиг.4/ ключа 44, четвертым - первый управляющий вход U_от второго ключа 44. Выход ключа 43 подключен к входу распределителя 45 импульсов, выходы которого последовательно с первого по 1600 подключены к первым /тактовым/ входам разрядов параллельно восьми регистров 46_1-8, последний 1600-й выход подключен к второму управляющему входу U_З ключа 43 и является управляющим выходом блока 42₁, подключенный к первому управляющему входу U_от ключа 43 в следующем блоке 42₂ регистров /фиг.7/. Выход ключа 44 подключен параллельно к вторым входам разрядов восьми регистров 46 и к второму управляющему входу своего ключа 44, проходящий первый импульс U_выд закрывает ключ 44. Выходами в каждом из шести каналов 27-32 являются объединенные соответствующим образом по блокам 42 регистров 15360000 выходов.

Емкость одного накопителя 41 кодов кадра составляет:

1600 кодов × 1200 строк = 1,92 Мбайт за один период кадра, емкость одного канала записи /27-32/ кодов кадра составляет:

1,92 Мбайт × 90000=172800 Мбайт или 172,8 Гбайт/час. Емкость шести каналов /накопителя 24 цифровой информации/ составляет:

172,8 Гбайт × 6=1036,8 Гбайт. Для многократного воспроизведения цифровой видеоинформации с накопителя 24 цифровой информации видеокамеры сигналы кодов в регистрах 46 накопителей 41 кодов кадра сохраняются, пока не будет выключено общее питание накопителя 24 цифровой информации. Для сохранения сигналов кодов в регистрах 46 при их выдачи каждый сигнал разряда кода в момент выдачи вновь поступает на свой третий вход разряда в регистре 46, для чего выходы разрядов подключены к их третьим входам /фиг.6, 7/ после диодов, которые предотвращают смешивание сигналов.

Каналы 33, 34 записи кодов звука идентичны, каждый содержит /фиг.8/ распределитель 47 импульсов, имеющий с первого по 90000 выходов, и накопители 48_1-90000 кодов звука по числу выходов с распределителя 47 импульсов. Накопители 48 кодов звука идентичны, каждый содержит /фиг.9, 10/ последовательно соединенные первый ключ 49 и первый распределитель 50 импульсов, последовательно соединенные второй ключ 51 и второй распределитель 52 импульсов, третий ключ 53 и третий распределитель 54 импульсов и шестнадцать регистров 55_1-16 по числу разрядов в кодах звука. При длительности кадра 40 мс /25 Гц/ и частоте дискретизации сигналов звука 60 кГц число разрядов в каждом регистре 55 составляет ,

40000 мкс - длительность периода кадра, 16,6667 мкс - длительность кода звука принимается число разрядов в регистрах 55 по 2400 /фиг.9/. Информационными 1-16 входами накопителя 48 кодов звука являются поразрядно объединенные третьи входы разрядов регистров 55_1-16. Управляющими входами накопителя 48 кодов звука являются: первым - первый управляющей вход U_от первого ключа 49, вторым - объединенные сигнальные входы U_д /60 кГц/ ключей 49, 51, 53, подключенные к второму управляющему входу канала 33 /34/, третьим - первый управляющий вход U_от ключа 51, подключенный к соответствующему выходу распределителя 25 импульсов /фиг.8/: в первом блоке 48₁ к первому выходу блока 25, в последнем блоке 48₉₀₀₀₀ к 90000 выходу распределителя 25 импульсов. Выходами накопителя 48 кодов звука являются поразрядно объединенные выходы 2400 разрядов регистров 55_1-16. Выход ключа 49 подключен к входу распределителя 50 импульсов, выходы которого последовательно подключены к первым /тактовым/ входам разрядов параллельно 16-ти регистров 55, последний выход 2400-й подключен к вторым управляющим входам U_З ключей 49, 51, 53. Выход второго ключа 51 подключен к входу распределителя 52 импульсов, выходы которого U_выд с первого по 2400-й подключены параллельно к вторым входам разрядов регистров 55_1-16. Первый управляющий вход U_от третьего ключа 53 подключен к выходу второго ключа 51, а выход третьего ключа 53 подключен к входу распределителя 54 импульсов, выходы которого последовательно подключены к первым /тактовым/ входам разрядов регистров 55_1-16. Для многократного воспроизведения кодов звука с накопителей 48_1-90000 выход каждого разряда регистров 55 подключен к третьему входу своего разряда через диод /фиг.9, 10/, каждый разряд при выдаче сигнала заполняется опять выходным сигналом. Для исключения смешивания сигналов с распределителя 54 импульсов на первые /тактовые/ входы разрядов поступают тактовые импульсы в моменты возвращения выходного сигнала на третий вход разряда. Выходы 90000 накопителей 48 кодов звука поразрядно объединены, являются 1-16 выходами канала 33 /34/ /фиг.8/ и подключены к информационным 1-16 входам своего блока 66, формирующего аналоговые сигналы звука, каждый из которых включает последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь /ЦАП/, фильтр нижних частот, усилитель мощности, подключенный к громкоговорителю. Правый подвижный экран 36 и левый неподвижный экран 37 каждый содержит элементы матриц по разрешению кадра 1920000 пикселей /1600×1200/. Каждый элемент матрицы формирует свой пиксел тремя излучающими ячейками, излучающими базовые цвета R, G, В. Общий вид элемента матрицы на фиг.11 и включает непрозрачный корпус 56 соответствующей формы, объединяющий три излучающие ячейки 57, 58, 59. Левая нижняя ячейка 57 излучает красный R цвет, верхняя 58 излучает зеленый G цвет, нижняя правая 59 излучает синий В цвет. Каждая излучающая ячейка содержит /фиг.11/ в переднем торце корпуса 56 микролинзу 60, выполняющую роль микрообъектива, в выходном торце корпуса 56 находится цветной светофильтр 61 одного из цветов R, G, В, между микролинзой 60 и цветным светофильтром 61 расположена диафрагма 62, имеющая цилиндрический корпус 63 с восемью соответствующими прорезями, в которых расположены нейтральные микросветофильтры 64_1-8, прикрепленные соответствующим образом к своим микропьезоэлементам 65_1-8. Первые торцы микропьезоэлементов 65 с двумя управляющими входами жестко закреплены в корпусе диафрагмы 63, к вторым свободным концам микропьезоэлементов 65 прикреплены нейтральные микросветофильтры 64, которые при отсутствии управляющих импульсов с блоков 35 /фиг.3/ импульсных усилителей полностью перекрывают поток излучения от микролинзы 60 /фиг.12, 13/. Ячейки работают идентично. Принцип действия их основан на том, что каждый нейтральный микросветофильтр 64 поглощает излучение потока соответственно весу своего разряда в коде, коэффициенты поглощения приведены в таблице, значения которых соответствуют принципу двоичного кода. Микросветофильтры 64 расположены друг за другом последовательно в порядке уменьшения значений коэффициентов поглощения, нетральный микросветофильтр 64₁ с наибольшим коэффициентом поглощения расположен первым у микролинзы 60. /фиг.12/.

Номер разряда кода Вес разряда в коде Коэффициент поглощения 1 старший 2⁷ - /128/ 0,5 50% 2 2⁶ - /64/ 0,25 25% 3 2⁵ - /32/ 0,125 12,5% 4 2⁴ - /16/ 0,0625 6,25% 5 2³ - /8/ 0,03125 3,125% 6 2² - /4/ 0,015625 1,5625% 7 2¹ - /2/ 0,0078 0,78% 8 2⁰ - /1/ 0,0039 0,39%

Излучение от источников облучения /подсветки/ сверхъярких светодиодов белого свечения микролинзой 60 направляется через нейтральные микросветофильтры 64_1-8 на цветной светофильтр 61 /фиг.12, 13/, придающий излучению цвет. Входы микропьезоэлементов 65_1-8 являются управляющими входами элемента матрицы и подключены к выходам соответствующих импульсных усилителей в блоках 35 /фиг.3/. В отсутствие управляющих импульсов /сигналов единиц кода/ микропьезоэлементы находятся в ненапряженном состоянии, все микросветофильтры 64 расположены по оптической оси микролинзы и друг за другом, поток излучения полностью перекрыт. При поступлении управляющего импульса с импульсного усилителя на микропьезоэлемент 65 его свободный конец изгибается и выводит свой нейтральный микросветофильтр 64 из потока излучения на 40 мс /длительность периода кадра/, чтобы он не перекрывал поток, что соответствует единице в разряде кода, невыведенный из потока нейтральный микросветофильтр соответствует в разряде нулю. При поступлении кода 11111111 из потока выводятся все нейтральные микросветофильтры 64_1-8, а из ячейки идет максимальное излучение. При поступлении разных кодов из потока выводятся на 40 мс нейтральные микросветофильтры 64, соответствующие единицам в разрядах кода. В качестве микропьезоэлементов 65 применяются трубчатые пьезоэлементы, работающие на изгиб, прочные и надежные при длительной работе [5, с.27]. Элементы ячеек выполняются максимально миниатюрными для получения матриц размерами до 1×1 мм. Излучающие ячейки изготавливаются отдельно, объединяются в корпус 56 /фиг.11/, а из элементов матриц набираются плоскопанельные экраны 36, 37. Излучающие ячейки выполняют преобразование "код - яркость излучения". Излучение трех ячеек формирует пиксел яркостью и цветовым тоном соответственно трех кодов R, G, В. Ввиду небольших размеров ячеек каждая ячейка не снабжается собственным светодиодом. Облучение микролинз выполняется светодиодами белого свечения, расположенными в соответствующем количестве и в порядке на тыльной стороне корпусов экранов 36, 37, чтобы каждый светодиод облучал несколько элементов матриц, что снизит энергопотребление экранами. Синтезатор 18 частот выдает /фиг.1/ с первого выхода импульсы 48 МГц дискретизации видеосигналов на сигнальный вход ключа 19, на второй управляющий вход накопителе 24 цифровой информации и на управляющие входы АЦП 12-17, со второго выхода - импульсы 25 Гц частоты стереопар на управляющие входи ключей 19, 20, на первый управляющий вход видеоискателя 21 и на вход переключателя SA, с третьего выхода импульсы дискретизации 60 кГц звуковых сигналов на управляющие входы АЦП 22, 23, с четвертого выхода импульсы частоты строк 30 кГц на сигнальный вход ключа 20 и на второй вход видеоискателя 21. ФЭП 1 матрицами ПЗИ 3 и 8 формирует аналоговые видеосигналы правого и левого кадров, преобразуемые АЦП 12-17 в 8-разрядные коды, поступающие в параллельном виде на входы каналов 27-32 записи кодов кадров в накопителе 24 цифровой информации /фиг.2/. Каналы 27-32 работают идентично. При съемке и записи переключатель SA устанавливается в положение 1 /фиг.1/, при этом импульсы 25 Гц поступают на первый управляющий вход накопителя 24 цифровой информации, с которого поступают параллельно на первые управляющие входы шести каналов 27-32 записи кодов кадра, а в них на информационный вход распределителя 40 импульсов /фиг.4/. На вторые управляющие входы каналов 27-32 поступают импульсы дискретизации 48 МГц, с которых поступают на вторые управляющие входы всех накопителей 41 кодов кадра /фиг.4/. Коды видеосигналов с АЦП 12-17 в параллельном виде поступают на информационные входы каналов 27-32, а в них на первый-восьмой информационные входы накопителей 41_1-90000 кодов кадра.

Работа накопителей 41 кодов кадра /фиг.4/

Накопление кодов кадра выполняется последовательно накопителями 41 кодов кадра с первого по 90000-й. Первым заполняется кодами первого кадра накопитель 41₁: первый импульс 25 Гц поступает на первый управляющий вход U_от /фиг.5/ и открывает в блоке 42₁ регистров /фиг.6/ первый ключ 43, следует процесс заполнения кодами первой строки регистров 46 в блоках 42_1-1200 регистров. По заполнении регистров 46 во всех блоках 42 регистров, следует заполнение кодами второй строки регистров 46_1-8 в блоке 42₂ и т.д. до заполнения кодами 1200-й строки последнего блока 42₁₂₀₀ регистров. По заполнению кодами накопителя 41₁ кодов кадра со второго выхода распределителя 40 импульсов следует второй импульс 25 Гц, открывающий ключ 43 /фиг.6/ во втором накопителе 41₂ кодов кадра, идет заполнение кодами второго периода кадра блоков 42_1-1200 в регистров. Таким же порядком заполняются кодами следующих периодов кадра все следующие накопители 41_3-90000 кодов кадра. За час съемки заполняются 90000 накопителей 41 кодов кадра. Емкость одного накопителя 41 кодов кадра - 1,92 Мбайт. Емкость канала 27 /28-32/ записи кодов кадров - 172,8 Гбайт.

Работа блока 42 регистров /фиг.6, 7/

Заполнение регистров 46_1-8 кодами первой строки начинается открытием сигналом 25 Гц с блока 40 выход 1 первого ключа 43 в первом блоке 42₁ регистров. Открытый ключ 43 пропускает импульсы 48 МГц на вход распределителя 45 импульсов, тактовые импульсы с которого поступают последовательно на первые /тактовые/ входы разрядов параллельно восьми регистров 46. На третьи входы разрядов регистров 46_1-8 поступают сигналы разрядов кодов с соответствующего АЦП 12-17. По заполнению 1600 разрядов регистров с последнего 1600-го выхода распределителя 45 импульсов сигнал U_З накрывает ключ 43 и в качестве управляющего выходного сигнала открывает ключ 43 в следующем блоке 42₂ регистров, регистры которого заполняются кодами второй строки. За период стереопары 40 мс последовательно заполняются кодами строк регистры 46_1-8 всех блоков 42_1-1200. С последнего блока 42₁₂₀₀ /фиг.7/ управляющий выходной сигнал поступает параллельно на четвертые управляющие входы всех блоков 42 регистров и переводит в них второй ключ 44 в открытое состояние для пропуска сигнала U_выд кодов из регистров 46_1-8 на выдачу при воспроизведении. Емкость одного блока 42 регистров - 1,6 Кбайт.

Работа видеокамеры

Для съемки и записи видеоинформации и звука переключатель SA ставится в положение 1, матрицы ПЗИ 3 и 8 сформируют аналоговые видеосигналы стереопары, АЦП 12-17 преобразуют аналоговые видеосигналы в 8-разрядные коды цветовых сигналов R, G, В правого и R₂, G₂, B₂ левого кадров, которые поступают в параллельном виде на информационные первый-восьмой входы каналов 27-32 записи кодов кадра. Коды звука с АЦП 22, 23 в параллельном виде поступают на первый-шестнадцатый входы каналов 33, 34 записи кодов звука. Коды цветовых сигналов и коды двух звуковых сигналов покадрово записываются в свои накопители 41_1-90000, 48_1-90000 в течение часа. При заполнении последнего накопителя 41₉₀₀₀₀ кодов кадра выходной сигнал с блока 42₁₂₀₀ регистров /фиг.7/ поступает на электромагнит переключателя SA и отключает переключатель SA в нейтральное положение. Перед воспроизведением видеоинформации зритель с места просмотра настраивает поля зрения очков 39 на экраны 36, 37. Одевает очки, перемещением правого экрана 36 в каркасе 38, подбирает расстояние между ними так, чтобы каждый экран входил в поле зрения своего очка. Точная настройка полей зрения выполняется поворотом очков относительно друг друга и изменением длин их бленд. Для воспроизведения переключатель SA ставится в положение 2, импульсы 25 Гц поступают в распределитель 25 импульсов видеокамеры, с выходов которого они поступают параллельно на третьи управляющие входы 3 U_выд каналов 27-32 и последовательно выдают из накопителей 41_1-90000 кодов кадра и синхронно из накопителей 48_1-90000 кодов звука коды кадра и коды звука на входы блока 36_1-6 /фиг.3/ импульсных усилителей и на входы блоков 66_1-2 формирования аналоговых сигналов звука. С блоков 35_1-6 усиленные импульсы кодов поступают на управляющие входы излучающих ячеек, формирующие на экранах 36, 37 правый и левый кадры стереопары в течение кадра 40 мс. Зритель видит кадры раздельно: правым глазом правый кадр, левым глазом левый кадр. В конце воспроизведения выходной сигнал с блока 42₁₂₀₀ регистров последнего накопителя 41₉₀₀₀₀ кодов кадра поступает на электромагнит переключателя SA и отключает его в нейтральное положение: воспроизведение записи заканчивается, это и конец записи. Видеоинформация с каналов 27-32 и звука с каналов 33, 34 может воспроизводиться многократно при невыключенном напряжении питания в видеокамере. При отключении питания в видеокамере схемы каналов 27-32 и каналов звука 33, 34 обесточиваются и информация ликвидируется. Для сохранения информации пользователь до выключения питания видеокамеры должен ее переписать на соответствующий долговременный носитель. В заявляемой видеокамере реализован способ двухэкранного воспроизведения стерео видеоинформации, воспринимаемый зрителем через очки раздельных полей зрения, не требующих сложных технологий их изготовления и затрат, увеличено в два раза разрешения кадров против прототипа и снижено число задействуемых при облучении светодиодов. Запись и воспроизведение выполняется в течение часа, увеличение длительности съемки и воспроизведение ее может быть увеличено в два и более раз путем увеличения накопителей 41 кодов кадра в каналах 27-32 и числа накопителей 48 кодов звука в каналах 33, 34.

Использованные источники

1. Патент РФ №2358412 С1, кл. H04N 13/00, бюл. 16 от 10.06.09, прототип.

2. Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Аппаратные средства PC. 5-е изд, СПб, 2004, м. 540, 559, 567, 832-833, 835.

3. Патент РФ №2304361 С1, кл. H04N 13/00, бюл. 22 от 10.08.07, аналог, с.4, 5 фиг.5.

4. Гук М.Ю. Аппаратные средства 1ВМ PC. Энциклопедия, 3-е изд, СПб, Питер, 2006, с.608.

5. А.Ф.Плонский, В.И.Теаро. Пьезоэлектроника. М.: 1979, с.26, 27.

Изобретение относится к бытовой цифровой технике, может быть использовано для записи при съемке и воспроизведения цифровой видеоинформации. Техническим результатом является применение двухэкранного способа для воспроизведения стерео видеоинформации, увеличение разрешения кадра в два раза /1920000/ и снижение энергопотребления экраном уменьшением задействуемых в нем для подсветки светодиодов. Результат достигается тем, что в фотоэлектрический преобразователь видеокамеры вводятся три предварительных усилителя, в видеокамеру вводятся три АЦП видеосигнала, в накопитель цифровой информации вводятся шесть каналов записи кодов кадра цветовых сигналов правого и левого кадров стереопар, а устройство воспроизведения выполняется в составе шести блоков импульсных усилителей, левого неподвижного и правого подвижного экранов и очков раздельных полей зрения. 14 ил., 1 табл.

Видеокамера, содержащая фотоэлектрический преобразователь (ФЭП), включающий правый и левый объективы, первую и вторую матрицы приборов с зарядовой инжекцией (ПЗИ), фоточувствительная сторона первой матрицы ПЗИ расположена в фокальной плоскости правого объектива, первый-третий выходы которой подключены к входам соответственно первого-третьего предварительных усилителей, фоточувствительная сторона второй матрицы ПЗИ расположена в фокальной плоскости левого объектива, содержащая последовательно соединенные синтезатор частот и первый ключ, второй ключ, первый-третий аналого-цифровые преобразователи (АЦП) видеосигнала, информационные входы которых подключены к выходам соответственно первого-третьего предварительных усилителей, а первый-восьмой выходы первого-третьего АЦП видеосигнала подключены к информационным входам видоискателя, первый и второй управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам синтезатора частот, первый и второй АЦП сигнала звука, на входы которых поданы звуковые сигналы, управляющие входы их объединены и подключены к третьему выходу синтезатора частот, и содержащая последовательно соединенные накопитель цифровой информации и устройство воспроизведения, отличающаяся тем, что в ФЭП введены четвертый-шестой предварительные усилители, входы которых подключены соответственно к первому-третьему выходам второй матрицы ПЗИ, в видеокамеру введены распределитель импульсов видеокамеры, вход которого подключен к второму выходу переключателя (SA) и имеет выходы с первого по 90000, четвертый-шестой АЦП видеосигнала, информационные входы которых подключены к выходам четвертого-шестого предварительных усилителей, управляющие входы первого-шестого АЦП видеосигнала и сигнальный вход первого ключа подключены к первому выходу (48 МГц) синтезатора частот, сигнальный вход второго ключа подключен к четвертому выходу (30 кГц) синтезатора частот, управляющие входы U_от первого и второго ключей и вход переключателя (SA) объединены и подключены к второму (25 Гц) выходу синтезатора частот, первый выход переключателя подключен к первому управляющему входу накопителя цифровой информации, второй и четвертый управляющие входы которого подключены соответственно к первому (48 МГц) и третьему (60 кГц) выходам синтезатора частот, а третьи управляющие входы с первого по 90000 подключены к соответствующим с первого по 90000 выходам распределителя импульсов видеокамеры, первый-шестой информационные первый-восьмой входы накопителя цифровой информации подключены соответственно к первому-восьмому выходам первого-шестого АЦП видеосигнала, седьмой и восьмой информационные первый-шестнадцатый входы накопителя цифровой информации подключены к первому-шестнадцатому выходам первого и второго АЦП сигнала звука, первый-шестой выходы накопителя цифровой информации подключены соответственно к первому-шестому входам устройства воспроизведения, седьмой и восьмой выходы накопителя цифровой информации подключены к первому-шестнадцатому информационным входам соответственно первого и второго блоков формирования аналогового звукового сигнала, накопитель цифровой информации включает идентичные первый-шестой каналы записи кодов кадра и идентичные первый-второй каналы записи кодов звука, первым-восьмым информационными входами накопителя цифровой информации являются информационные первый-восьмой входы шести каналов записи кодов кадра и информационные первый-шестнадцатый входы двух каналов записи кодов звука, управляющими входами являются: первым - объединенные первые управляющие входы шести каналов записи кодов кадра и двух каналов записи кодов звука, подключенные к первому выходу переключателя (SA), вторым - объединенные вторые управляющие входы шести каналов записи кодов кадра, подключенные к первому выходу (48 МГц) синтезатора частот, третьим - объединенные управляющие одноименные входы с первого по 90000 шести каналов записи кодов кадра и двух каналов записи кодов звука, подключенные соответственно к выходам с первого по 90000 распределителя импульсов видеокамеры, четвертым - объединенные вторые управляющие входы первого и второго каналов записи кодов звука, подключенные к третьему выходу (60 кГц) синтезатора частот, выходами накопителя цифровой информации являются выходы (15360000×6) шести каналов записи кодов кадра и выходы (16×2) двух каналов записи кодов звука, каждый канал записи кодов кадра включает распределитель импульсов, содержащий с первого по 90000 выходы, вход которого является первым управляющим входом канала записи кодов кадра, и накопители кодов кадра по числу выходов распределителя импульсов (90000), выходы распределителя импульсов последовательно подключены к первым управляющим входам накопителей кодов кадра, вторые управляющие входы которых объединены и являются вторым управляющим входом канала записи кодов кадра, который подключен к первому (48 МГц) выходу синтезатора частот, третьи управляющие входы накопителей кодов кадра последовательно подключены к выходам первый - 90000 распределителя импульсов видеокамеры, информационные первый-восьмой входы накопителя кодов кадра поразрядно объединены, являются информационными входами канала записи кодов кадра и подключены к выходам своего АЦП видеосигнала, выходы накопителя кодов кадра построчно и поразрядно объединены и являются выходами (15360000) канала записи кодов кадра, накопители кодов кадра идентичны, каждый включает блоки регистров по числу строк кадра, информационные первый-восьмой входы которых поразрядно объединены и являются первым-восьмым информационными входами накопителя кодов кадра, управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход (25 Гц) первого блока регистров, вторым - объединенные вторые управляющие входы U_д блоков регистров, третьим - объединенные третьи управляющие входы U_выд блоков регистров, выходами являются параллельные выходы блоков регистров, выход каждого предыдущего блока регистров является первым управляющим входом для каждого последующего блока регистров, управляющий выход последнего блока (1200) регистров подключен параллельно к четвертым управляющим входам всех блоков регистров, блоки регистров идентичны, каждый включает первый и второй ключи, распределитель импульсов и восемь регистров, каждый из 1600 разрядов по числу отсчетов в строке, поразрядно объединенные третьи входы разрядов восьми регистров через диоды подключены к первому-восьмому информационным входам блоков регистров, выходами являются параллельные выходы всех разрядов восьми регистров, выход каждого разряда восьми регистров подключен к входу своего же разряда после диода, управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход U_от первого ключа, вторым - сигнальный вход (U_д 48 МГц) первого ключа, третьим - сигнальный вход второго ключа, четвертым - первый управляющий вход U_от второго ключа, выход первого ключа подключен к входу распределителя импульсов, выходы которого подключены последовательно к первым (тактовым) входам разрядов восьми регистров, последний (1600-й) выход распределителя импульсов подключен к второму управляющему входу U_з первого ключа и является управляющим выходом блока регистров, подключенным к первому управляющему входу следующего блока регистров, выход второго ключа подключен параллельно к вторым входам разрядов восьми регистров и к второму управляющему входу U_з второго ключа, 1600-й выход распределителя импульсов в последнем (1200) блоке регистров подключен параллельно к четвертым управляющим входам всех блоков регистров, а 1600-й выход распределителя импульсов в последнем (1200) блоке регистров последнего 90000-го накопителя кодов кадра подключен параллельно к четвертым управляющим входам блоков регистров и к электромагниту переключателя (SA), первый и второй каналы записи кодов звука идентичны, каждый содержит распределитель импульсов, имеющий 90000 выходов, и вход которого является первым управляющим входом канала записи кодов звука, и накопители кодов звука по числу выходов (90000) распределителя импульсов, выходы которого последовательно подключены к первым управляющим входам накопителей кодов звука, вторые управляющие входы которых объединены, являются вторым управляющим входом канала записи кодов звука, подключенным к третьему выходу (60 кГц) синтезатора частот, третьи управляющие входы накопителей кодов звука подключены последовательно к выходам с первого по 90000 распределителя импульсов видеокамеры, информационные первый-шестнадцатый входы всех накопителей кодов звука поразрядно объединены, являются информационными входами канала записи кодов звука и подключены к первому-шестнадцатому выходам соответствующего АЦП сигнала звука, выходы всех накопителей кодов звука поразрядно объединены и являются выходами канала записи кодов звука, которые подключены к первому-шестнадцатому входам соответствующего блока формирования аналогового сигнала звука, накопители кодов звука идентичны, каждый включает последовательно соединенные первый ключ и первый распределитель импульсов, второй ключ и второй распределитель импульсов, третий ключ и третий распределитель импульсов и шестнадцать регистров, каждый из которых содержит по 2400 разрядов, информационными первым-шестнадцатым входами являются поразрядно объединенные третьи входы разрядов шестнадцати регистров, управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход U_от первого ключа, вторым - объединенные сигнальные входы U_д первого, второго и третьего ключей, подключенные к второму управляющему входу (60 кГц) канала записи кодов звука, третьим - первый управляющий вход U_от второго ключа, подключенный к соответствующему выходу распределителя импульсов видеокамеры, выходами накопителя кодов звука являются поразрядно объединенные первый-шестнадцатый выходы шестнадцати регистров, выходы первого распределителя импульсов последовательно подключены к первым (тактовым) входам разрядов параллельно шестнадцати регистрам, последний (2400) выход подключен ко вторым управляющим входам U_з первого, второго и третьего ключей, выходы U_выд второго распределителя импульсов с первого по 2400-й параллельно подключены к вторым входам разрядов первого-шестнадцатого регистров, выходы третьего распределителя импульсов с первого по 2400-й подключены параллельно к первым управляющим (тактовым) входам разрядов параллельно шестнадцати регистрам, выход каждого разряда в первом-шестнадцатом регистрах через диод подключен к третьему входу своего же разряда, устройство воспроизведения содержит шесть идентичных блоков импульсных усилителей, каждый из которых включает импульсные усилители по числу разрешения кадра и числу разрядов в коде 15360000 (1600×1200×8), правый подвижный и левый неподвижный экран, расположенные в соответствующем каркасе, и очки раздельных полей зрения, нижняя часть каркаса под правым экраном имеет соответствующие роликовые опоры, по которым перемещается подвижный правый экран в соответствующем диапазоне, выходы первого-третьего блоков импульсных усилителей подключены к соответствующим входам правого экрана, выходы четвертого-шестого блоков импульсных усилителей подключены к соответствующим входам левого экрана, правый и левый экраны идентичны, каждый содержит элементы матриц по разрешению экрана 1920000 (1600×1200), элемент матрицы включает непрозрачный корпус соответствующей формы, объединяющий три излучающие ячейки: левая нижняя ячейка излучает красный R цвет, верхняя излучает зеленый G цвет, нижняя правая ячейка излучает синий B цвет, каждая излучающая ячейка содержит в переднем торце корпуса элемента матрицы микролинзу, в выходном торце корпуса цветной светофильтр одного из цветов R, G, B, между микролинзой и цветным светофильтром расположена диафрагма, имеющая цилиндрический корпус с восемью прорезями, в которых размещаются восемь нейтральных микросветофильтров, прикрепленные соответствующим образом к своим микропьезоэлементам, первые торцы которых с двумя управляющими входами жестко закреплены в корпусе диафрагмы, к вторым свободным концам микропьезоэлементов прикреплены нейтральные микросветофильтры, каждый из которых имеет коэффициент поглощения света соответственно весу своего разряда в восьмиразрядном коде, значения коэффициентов поглощения соответствуют принципу двоичного кода, микросветофильтры расположены друг за другом по оптической оси микролинзы в последовательности: нейтральный микросветофильтр с наибольшим коэффициентом (50%) поглощения расположен первым у микролинзы, остальные идут в порядке уменьшения коэффициентов поглощения, облучение микролинз излучающих ячеек выполняется сверхяркими светодиодами белого свечения, в соответствующем количестве и в определенном порядке расположенными на тыльной стороне внутри корпусов правого и левого экранов, очки раздельных полей зрения представляют оправу с дужками для ушей, окна очков без стекол, между собой соединены подвижно вертикальной осью, каждое окно очков имеет конусную бленду на конце прямоугольной формы /под форму экрана/, бленда из двух частей: первая часть вкручивается в оправу очков, вторая часть подвижная выдвигается и вдвигается в первую.