ВИДЕОКАМЕРА Российский патент 2011 года по МПК H04N13/00 

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

Прототипом принята “Видеокамера” [1], содержащая правый и левый объективы, фотоэлектрический преобразователь /ФЭП/, формирующий три видеосигнала правого кадра и три видеосигнала левого кадра, следующие друг за другом и составляющие стереопару, частота стереопар 25 Гц. ФЭП содержит две матрицы приборов с зарядовой инжекцией /ПЗИ/ и три предварительных усилителя. Видеокамера включает три АЦП видеосигнала, три кодера, три блока элементов И, три элемента ИЛИ, синтезатор частот, пять ключей, видеоискатель, накопитель цифровой информации и устройство воспроизведения, два АЦП сигналов звука, два кодера и два блока элементов И. Видеорежим при съемке 600_отс×800_стр×50 Гц. Информация проходит сжатие в кодерах в 4 раза и заносится в накопитель цифровой информации. Для воспроизведения накопитель цифровой информации подключается к устройству воспроизведения, сжатая информация восстанавливается, видеорежим при воспроизведении 1200_отс×800_стр×50 Гц, разрешение кадра 960000 пикселов. Устройство воспроизведения включает синтезатор частот, три канала R, G, B, каждый из которых включает накопитель кодов кадра и формирователь управляющих сигналов, включает плоскопанельный светодиодный экран с ИК-передатчиком, 3Д-очки по технологии ЖК-ячеек. Недостатки прототипа: поочередный способ воспроизведения кадров стереопары на одном экране, не являющийся лучшим для восприятия изображения объемным [2 с. 540 с. 19 сверху], 3Д-очки по технологии ЖК-ячеек имеют низкую прозрачность [2 с. 567 строка 6 сверху] и необходимость связи зрителя с экраном [3 с. 608 строка 11 снизу], светодиодный экран энергоемкий из-за большого числа в нем светодиодов 2,88×10⁶, отсутствует скоростной режим съемки с частотой кадров 1000 Гц.

Цель изобретения - введение в видеокамеру функции скоростной съемки с частотой 1000 кадров в секунду, применение двухэкранного способа при воспроизведении стерео видеоинформации.

Техническими результатами являются реализация в видеокамере скоростной съемки с частотой 1000 кадров в секунду и воспроизведение стерео видеоинформации на двух экранах с просмотром ее через очки раздельных полей зрения. Сущность изобретения в том, что первая и вторая матрицы приборов с зарядовой инжекцией /ПЗИ/ в фотоэлектрическом преобразователе видеокамеры каждая имеет выходы по числу строк и по числу базовых цветов правого кадра R, G, B и левого кадра R₂, G₂, B₂ стереопары /1000×3/, в ФЭП вводятся шесть блоков предварительных усилителей, которых в каждом блоке по числу строк /1000/ в матрице ПЗИ, в видеокамеру вводятся шесть блоков АЦП видеосигнала, в каждом АЦП видеосигнала по числу строк /1000/ в матрице ПЗИ, и шесть накопителей цифровой видеоинформации, а устройство воспроизведения выполняется в составе шести блоков импульсных усилителей, двух плоскопанельных экранов, правый из которых подвижный, и очков раздельных полей зрения. Видеокамера производит запись видеоинформации в двух режимах: первый 1000_отсч×1000_строк×50 Гц /стереопар/, второй скоростной 1000_отсч×1000_стр×1000 Гц /стереопар/, воспроизводимые видеорежимы те же. Правый и левый кадры стереопары формируются синхронно, коды их заносятся параллельно по строкам в шесть накопителей цифровой видеоинформации. Считывание сигналов пикселов трех цветов в обеих матрицах ПЗИ по горизонтали производится во всех строках параллельно. Матрица ПЗИ, формирующая правый кадр, имеет по тысяче выходов каждого цвета R, G, B, матрица, формирующая левый кадр, имеет по тысяче выходов каждого цвета R₂, G₂, B₂. При воспроизведении правый и левый кадры стереопары каждый отображается на своем экране, зритель изображения с экранов воспринимает обоими глазами раздельно через очки раздельных полей зрения. Структурная схема видеокамеры на фиг.1, устройство воспроизведения на фиг.2, накопитель цифровой видеоинформации на фиг.3, накопитель кодов кадра на фиг.4, блок регистров на фиг.5, накопитель кодов звука на фиг.6, блок регистров кодов звука на фиг.7, 8, общий вид одного элемента матрицы экрана и его вид сверху на фиг.9, излучающая ячейка на фиг.10, 11, расположение элементов матриц в экране на фиг.12.

Горизонтальное считывание видеосигналов с матрицы осуществляется во всех строках параллельно, для чего импульсы считывания поступают параллельно на входы всех строк /фиг.1/. Частота дискретизации кодов видеосигналов в первом режиме съемки 50 кадров/с составляет:

f₁=1000×50 Гц=50 кГц,

где: 1000 - число отсчетов в строке, 50 Гц - частота стереопар.

Частота дискретизации кодов видеосигналов во втором /скоростном/ режиме: f₂=1000×1000 Гц=1 МГц,

где: 1000 - число отсчетов в строке, 1000 Гц - частота стереопар. Разрешение кадра /экрана/ 1000×1000=10⁶ пикселов, в матрице ПЗИ 10⁶ элементов матриц. Видеокамера содержит /фиг.1/ фотоэлектрический преобразователь 1 /ФЭП/, включающий правый объектив 2, первую матрицу ПЗИ 3, фоточувствительная сторона которой расположена в фокальной плоскости объектива 2, блоки 4, 5, 6 предварительных усилителей, каждый из которых включает по 1000 предварительных усилителей, входы которых подключены: блока 4 к 1000 выходам цвета R, блока 5 к 1000 выходам цвета G, блока 6 к 1000 выходам цвета B, в матрице ПЗИ 3.

ФЭП 1 включает левый объектив 7, вторую матрицу ПЗИ 8, фоточувствительная сторона которой расположена в фокальной плоскости левого объектива 7, блоки 9, 10, 11 предварительных усилителей, каждый из которых включает по тысяче предварительных усилителей, входы которых подключены: блока 9 к 1000 выходам цвета R₂, блока 10 к 1000 выходам цвета G₂, блока 11 к 1000 выходам цвета B₂ в матрице ПЗИ 8. Матрица ПЗИ - прибор с зарядовой инжекцией по технологии Poveon из трехслойного КМОП-датчика [2 c.832-833] с оптическим разрешением 1000×1000 пикселов. Видеокамера содержит /фиг.1/ шесть блоков 12-17 АЦП видеосигнала, каждый из которых включает /по числу предварительных усилителей/ по 1000 АЦП видеосигнала, преобразующие аналоговые видеосигналы в 8-разрядные коды с дискретизацией 50 кГц в первом режиме съемки или с дискретизацией 1 МГц во втором режиме съемки. АЦП выполнены идентично АЦП аналога [4 с.4-5 фиг.5]. Видеокамера содержит шесть накопителей 18-23 цифровой видеоинформации, каждый из которых сосредотачивает за час съемки по 180 Гбайт/час: 180000 периодов стереопар. Емкость одного кадра составляет: 1000_отс×1000_стр=1 Мбайт за период кадра. Емкость одного накопителя 18-23 цифровой видеоинформации за час составляет: или 180 Гбайт/час. В накопителях 18, 19, 20 сосредотачиваются коды цветов R, G, B, в накопителях 21, 22, 23 сосредотачиваются коды цветов R₂, G₂, B₂. Видеокамера включает устройство 24 воспроизведения, первый 25 и второй 26 ключи, синтезатор 27 частот, распределитель 28 импульсов видеокамеры, выдающий за час работы в первом режиме /50 Гц/ 180000 импульсов и имеющий выходы с первого по 180000, переключатель 29₁ режимов работы: первое положение - первый режим работы 50 Гц, второе положение - второй режим работы 1000 Гц, включатель 29₂, в первом положении 1 подключает вход Распределителя 28 импульсов к управляющему U_от входу ключа 25, в положении 2 подключает вход распределителя 28 импульсов к выходу 2 синтезатора 27 частот, и содержит два канала звука: первый включает последовательно соединенные АЦП 30 сигнала звука, накопитель 31 кодов звука, формирователь 32 аналогового сигнала звука и громкоговоритель Гр, второй канал звука включает последовательно соединенные АЦП 33 сигнала звука, накопитель 34 кодов звука, формирователь 35 аналогового сигнала звука и громкоговоритель Гр. Для работы видеокамеры в первом режиме переключатель 29₁ ставится в положение 1, при этом управляющий вход U_от ключа 25 подключается к выходу 4 /50 Гц/ синтезатора 27 частот, а сигнальный вход ключа 25 подключается к выходу 5 /50 кГц/ синтезатора 27 частот, включатель 29₂ в положении 1 /50 Гц/, для работы во втором /скоростном/ режиме переключатель 29₁ ставится в положение 2, включатель 29₂ в положение 2, при этом вход U_от ключа 26 подключается к выходу 2 /1 кГц/ синтезатора 27 частот, а сигнальный вход ключа 26 подключается к выходу 1 /1 МГц/ синтезатора 27 частот, и на вход блока 28 поступает частота 1 кГц. На фиг.1 переключатель 29₁ в положении 2, скоростной режим, включатель 29₂ в нейтральном положении. Устройство 24 воспроизведения включает /фиг.2/ шесть блоков 36_1-6 импульсных усилителей, каждый содержит по 8×10⁶ импульсных усилителей, по числу разрешения кадра и числу разрядов в коде видеосигнала, включает левый неподвижный плоскопанельный экран 37, правый подвижный экран 38, экраны с разрешением 10⁶ пикселов /1000×1000/, расположены в соответствующем каркасе 39, и включает очки 40 раздельных полей зрения, которые представляют оправу с дужками для ушей, окна очков без стекол, между собой соединены подвижно вертикальной осью для поворота друг относительно друга, 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 и вдвигается в первую для изменения длины бленды. Правый подвижный экран 38 имеет четыре опорных ролика для перемещения его в каркасе вправо и влево на 10 см. Накопители 18-23 цифровой видеоинформации идентичны, каждый содержит /фиг.3/ распределитель 41 импульсов с выходами от первого по 180000 и накопители 42_1-180000 кодов кадра по числу выходов с блока 41. При частоте стереопар 50 Гц на час записи требуется 180000 кадров, столько же надо накопителей 42 кодов кадра: 3600 секунд×50 Гц=180000 шт. Накопители 42 кодов кадра идентичны, каждый включает /фиг.4/ блоки 43_1-1000 регистров по числу строк в кадре. Информационными входами накопителя 42 кодов кадра являются информационные первый - восьмой входы всех тысячи блоков 43 регистров, выходами являются параллельные выходы всех блоков 43 регистров, которых 8×10⁶, управляющими входами являются: первым - объединенные первые управляющие входы U_к 50 Гц или 1 кГц с распределителя 41 импульсов /фиг.3/, вторым - объединенные вторые управляющие U_д входы блоков 43 регистров с блока 27 выход 1 /5/, третьими - третьи управляющие U_выд входы блоков 43 регистров, подключенные к соответствующим выходам блока 28 /фиг.3/. Блоки 43 регистров идентичны, каждый включает /фиг.5/ первый 44, второй 45 ключи, распределитель 46 импульсов и восемь регистров 47_1-8, каждый из 1000 разрядов по числу отсчетов в строке. Информационными первым - восьмым входами блока 43 являются поразрядно объединенные через диоды третьи входы разрядов регистров 47. Выходами являются параллельные выходы всех разрядов восьми регистров 47, которых 8000 /1000×8/, выход каждого разряда подключен к третьему входу своего разряда после диода. Управляющими входами блока 43 являются: первым - первый управляющий вход U_от первого ключа 44, вторым - сигнальный вход ключа 44, третьим - сигнальный вход ключа 45. Выход ключа 44 подключен к входу распределителя 46 импульсов, выходы которого подключены к первым /тактовым/ входам разрядов параллельно восьми регистров 47, последний 1000-й выход подключен параллельно к второму управляющему входу U_з ключа 44 и к первому управляющему входу U_от ключа 45. Выход ключа 45 подключен к вторым входам разрядов восьми регистров 47 и к второму управляющему входу U_з ключа 45, проходящий один импульс U_выд закрывает ключ 45. Выходами в накопителях 18-23 цифровой видеоинформации являются объединенные выходы накопителей 42_1-180000 кодов кадра 8×10⁶ /фиг.3/, емкость накопителя 42 кодов кадра 1 Мбайт, емкость одного накопителя 18-23 цифровой видеоинформации 180 Гбайт/час. Для многократного воспроизведения видеоинформации с накопителей 18-23 сигналы кодов в регистрах 47 /фиг.5/ сохраняются до выключения питания в видеокамере. Для сохранения кодов в регистрах 47 при их выдаче каждый сигнал разряда возвращается на свой третий вход разряда после диода в регистре 47, для этого выходы разрядов подключены к их третьим входам после диодов, предохраняющие от смешения сигналов. Накопители 31 и 34 кодов звука идентичны, каждый содержит /фиг.6/ распределитель 48 импульсов, имеющий выходы с первого по 180000, и блоки 49_1-180000 регистров кодов звука по числу выходов с распределителя 48 импульсов.

Блоки 49 регистров кодов звука идентичны, каждый содержит /фиг.7, 8/ последовательно соединенные первый ключ 50 и первый распределитель 51 импульсов, второй ключ 52 и второй распределитель 53 импульсов, третий ключ 54 и третий распределитель 55 импульсов и шестнадцать регистров 56 по числу разрядов в коде звука. При длительности кадра 20 мс /50 Гц/ и частоте дискретизации сигналов звука 90 кГц число разрядов в каждом регистре 56 составляет:

где: 20000 мкс - длительность периода кадра при 50 Гц, 11,1 мкс - длительность кода звука при дискретизации 90 кГц,

Число разрядов в регистре 56 принимается 1800 /фиг.7/. Информационными 1-16 входами в накопителе 49 кодов звука являются поразрядно объединенные третьи входы разрядов регистров 56, управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход от ключа 50, вторым - объединенные сигнальные входы первого, второго и третьего ключей 50, 52, 54, подключенные к третьему выходу синтезатора 27 частот, третьим - первый управляющий вход от ключа 52, подключенный к соответствующему выходу распределителя 28 импульсов видеокамеры /фиг.6/: в первом блоке 49₁ к первому выходу в блоке 28 /фиг.7/, в последнем блоке 49₁₈₀₀₀₀ к 180000-у выходу в блоке 28 /фиг.8/. Выходами блока 49 регистров кодов звука являются поразрядно объединенные выходы 1800 разрядов регистров 56. Выход ключа 50 подключен к распределителю 51 импульсов, выходы которого последовательно подключены к первым входам разрядов параллельно регистров 56, последний выход 1800-й подключен к вторым управляющим U_з входам ключей 50, 52, 54. Выход второго ключа 52 подключен к входу второго распределителя 53 импульсов, выходы которого U_выд с первого по 1800-й подключены параллельно к вторым входам регистров 56. Первый управляющий вход U_от третьего ключа 54 подключен к выходу второго ключа 52, а выход третьего ключа 54 подключен к входу распределителя 55 импульсов, выходы которого последовательно подключены к первым входам разрядов регистров 56_1-16. Для многократного воспроизведения кодов звука с блоков 49 регистров выход каждого разряда регистров подключен к третьему входу своего разряда через диод /фиг.7/, каждый разряд при выдаче сигнала вновь заполняется им, для исключения смешения сигналов с распределителя 55 импульсов на первые входы разрядов регистров 56 поступают тактовые импульсы в моменты возвращения выходного сигнала в свой разряд. Выходы 180000 блоков 49 регистров кодов звука поразрядно объединены и являются 1-16 выходами накопителя 31 /34/ кодов звука /фиг.6/ и подключены к 1-16 информационным входам формирователя 32 /35/ аналового звукового сигнала, а каждый блок 32, 35 включает последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь /ЦАП/, фильтр нижних частот и усилитель мощности, подключенный к входу громкоговорителя Гр. Левый неподвижный 37 и правый подвижный 38 экраны идентичны, каждый содержит элементы матриц соответственно разрешения экрана 10⁶ пикселов /1000×1000/. Каждый элемент матрицы формирует пиксел тремя излучающими ячейками, излучающими базовые цвета R, G, B. Общий вид элемента матрицы и его вид сверху на фиг.9 включает непрозрачный корпус 57 соответствующей формы, объединяющий три излучающих ячейки 58, 59, 60. Левая нижняя ячейка 58 излучает красный R цвет, верхняя 59 излучает зеленый G цвет, нижняя правая 60 излучает синий B цвет. Каждая излучающая ячейка содержит /фиг.9, 10/ в переднем торце корпуса 57 микролинзу 61, выполняющую роль микрообъектива, в выходном торце корпуса 57 находится цветной светофильтр 62 одного из базовых цветов, между микролинзой 61 и цветным светофильтром 62 расположена диафрагма 63, имеющая цилиндрический корпус 64 с восемью соответствующими прорезями, в которых расположены нейтральные микросветофильтры 65_1-8, прикрепленные к своим микропьезоэлементам 66_1-8. Первые торцы микропьезоэлементов 66 с двумя управляющими входами жестко закреплены в корпусе диафрагмы 64, к вторым свободным концам микропьезоэлементов 66 прикреплены нейтральные микросветофильтры 65, которые при отсутствии управляющих импульсов с блоков 36 /фиг.2/ импульсных усилителей полностью перекрывают поток излучения от микролинзы 61 /фиг.10, 11/. Ячейки работают идентично. Принцип действия их основан на том, что каждый нейтральный микросветофильтр 65 поглощает излучение /ослабляет/ потока соответственно весу своего разряда в коде, коэффициенты поглощения приведены в таблице. Значения коэффициентов поглощения соответствуют принципу двоичного кода. Микросветофильтры 65 расположены друг за другом по оптической оси микролинзы в порядке уменьшения значений коэффициентов поглощения, нейтральный микросветофильтр 65₁ с наибольшим коэффициентом расположен первым от микролинзы 61 /фиг.10/. Излучение от источников облучения /подсветки/ сверхъярких светодиодов белого свечения микролинзой 61 направляется сквозь нейтральные микросветофильтры 65_1-8 на цветной светофильтр 62 /фиг.10/, придающий излучению соответствующий цвет. Входы микропьезоэлементов 66 являются управляющими входами элемента матрицы и подключены к выходам соответствующих импульсных усилителей в блоках 36.

Таблица 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 1,56% 7 2¹ /2/ 0,0078 0,78% 8 2⁰ /1/ 0,0039 0,39%

В отсутствие управляющих импульсов /сигналов единиц в коде/ микропьезоэлементы находятся в ненапряженном состоянии, все микросветофильтры 65 расположены по оптической оси микролинзы, поток излучения полностью перекрыт. При поступлении управляющего импульса на микропьезоэлемент 66 его свободный конец изгибается и выводит свой нейтральный микросветофильтр 65 из потока излучения на 20 мс /1 мс/ длительность периода кадра, чтобы он не перекрывал поток, что соответствует единице в разряде кода, не выведенный из потока нейтральный микросветофильтр соответствует в разряде нулю. При наступлении кода из одних единиц 11111111 из потока выводятся все нейтральные микросветофильтры 65_1-8, а из ячейки истекает максимальное излучение. При поступлении разных кодов из потока излучения выводятся на 20 мс /1 мс/ нейтральные микросветофильтры 65, соответствующие единицам в разрядах кода. В качестве микропьезоэлементов 66 применяются трубчатые пьезоэлементы, работающие на изгиб, прочные и надежные при длительной работе [5 с.27]. Элементы ячеек выполняются максимально миниатюрными для получения элементов матриц размерами до 2×2 мм. Излучающие ячейки изготавливаются отдельно, объединяются в корпусе 57, а из элементов матриц набирается плоскопанельный экран. Излучающие ячейки выполняют преобразование “код - яркость излучения”. Излучение трех ячеек формирует пиксел яркостью и цветовым тоном соответственно трех кодов цветов R, G, B. Облучение микролинз выполняется светодиодами белого свечения, расположенными в соответствующем порядке и количестве внутри корпусов экранов на тыльной стороне таким образом, что каждый светодиод облучает несколько элементов матриц для снижения энергопотребления экраном. Синтезатор 27 частот /фиг.1/ выдает с первого выхода импульсы 1 МГц частоты дискретизации на вход второго ключа 26, выполняющие считывание видеосигналов с пикселов всех строк параллельно в режиме скоростной съемки 1000 кадров в секунду, со второго выхода выдает импульсы 1 кГц на управляющий вход U_от ключа 26 длительностью 1 мс для открытия ключа 26 на длительность кадра, с третьего выхода - импульсы дискретизации кодов звука 90 кГц, с четвертого - импульсы частоты стереопар 50 Гц, открывающие ключ 25 на длительность 20 мс, и с пятого выхода - импульсы 50 кГц на сигнальный вход ключа 25, выполняющие считывание видеосигналов с пикселов строк при съемке с частотой стереопар 50 Гц.

ФЭП 1 матрицами ПЗИ 3 и 8 формирует аналоговые видеосигналы правого и левого кадров стереопар, преобразуемые АЦП в блоках 12-17 в 8-разрядные коды. В каждом блоке 12-17 содержатся по числу строк в кадре 1000 АЦП, которых всего 6000. Коды с АЦП поступают в свои накопители 18-23 в параллельном виде. Последовательность заполнения кодами кадров накопителей 42 кодов кадра /фиг.3/ осуществляют импульсы с выхода распределителя 41 импульсов, на вход которого поступают импульсы 50 Гц /или 1 кГц/ с синтезатора 27 частот. Для воспроизведения видеоинформации включатель 29₂ /фиг.1/ ставится в положение 1 /фиг.1/, при котором воспроизводится запись с частотой 50 Гц, или в положение 2, при котором воспроизводится запись с частотой стереопар 1 кГц. При воспроизведении коды видеосигналов и коды звука с накопителей 18-23 выдаются синхронно покадрово в устройство 24 воспроизведения, где импульсы разрядов кодов усиливаются по амплитуде и поступают параллельно на управляющие входы всех микропьезоэлементов излучающих ячеек /фиг.10/, которые преобразуют коды в соответствующие по яркости и цветовому тону светящиеся на экранах пикселы. Изображения с экранов зритель принимает через очки 40 раздельных полей зрения: правый глаз видит изображение правого экрана, левый глаз - изображение левого экрана.

Работа накопителя 42 кодов кадра, фиг.3.

Накопление кодов кадра выполняется последовательно накопителями 42 кодов кадра, начинается накопителем 42₁, заканчивается 42₁₈₀₀₀₀. В каждом накопителе 42 кодов кадра /фиг.4/ прием кодов идет с тысячи АЦП параллельно тысячью блоками 43_1-1000 регистров. С приходом переднего фронта кадрового импульса 50 Гц /1 кГц/ открывается первый ключ 44 /фиг.5/ и на вход распределителя 46 импульсов поступают импульсы U_д дискретизации 50 кГц /1 МГц/, с выходов распределителя 46 импульсов импульсы U_д последовательно поступают на первые входы разрядов параллельно восьми регистров 47, на третьи информационные входы которых поступают коды с соответствующего АЦП. В каждый блок 43 регистров поступают от строки 1000 кодов. С окончанием строки параллельно заполняются все регистры 47 тысячи блоков 43 регистров в накопителе 42₁ кодов кадра. За час съемки при 50 Гц стереопар заполняются все 180000 накопителей 42 кодов кадра /фиг.3/. При скоростной съемке накопители 42_1-180000 заполняются в 20 раз быстрее, т.е. всего за три минуты. Последовательность заполнения накопителей 42 кодов кадра производится импульсами с выходов распределителя 41 импульсов, на вход которого поступают импульсы стереопар 50 Гц или 1 кГц. Емкость одного накопителя 42 кодов кадра составляет 1 Мбайт, емкость накопителя 18 /19-23/ цифровой видеоинформации составляет 180000 Мбайт или 180 Гбайт.

Работа накопителя 31 /34/ кодов звука, фиг.6.

Коды звука с АЦП 30 /33/ поступают в параллельном виде в накопитель 31 /34/ кодов звука, накопление кодов идет последовательно блоками 49_1-180000 регистров кодов звука, начинается с блока 49₁ и заканчивается блоком 49₁₈₀₀₀₀. Последовательность выполняется импульсами с выходов распределителя 48 импульсов, на вход которого поступают импульсы частоты стереопар. С приходом переднего фронта импульса 50 Гц /1 кГц/ открывается первый ключ 50 и на вход распределителя 51 импульсов поступают импульсы U_д 90 кГц, с выходов которого они поступают, начиная с первого, на первые, тактовые, входы разрядов параллельно 16 регистров 56, на третьи информационные входы которых поступают коды с АЦП 30 /33/. За длительность кадра в блок 49 поступают 1800 кодов. За час съемки заполняются 180000 блоков 49 регистров кодов звука, фиг.6. Емкость накопителя 31 /34/ кодов звука составляет: 1800_разр×180000=324×10⁶ 16-разрядных кодов или 324×2×10⁶=648 Мбайт. При воспроизведении звуковой информации включатель 292 в положении 1 при 50 Гц частоты стереопар или в положении 2 при частоте 1 кГц. При выдаче кодов ключ 52 открывается сигналом U_к частоты стереопар и пропускает импульсы U_д на вход второго распределителя 53 импульсов, с выходов которого сигналы выдачи последовательно поступают на вторые входы разрядов регистров 56 и выдают с них последовательно 1800 кодов звука в блок 32 /35/. Для многократной выдачи кодов с блоков 49 регистров кодов звука выход каждого разряда в регистрах 56 /фиг.7/ подключен к третьему входу своего разряда через диод, каждый разряд вновь заполняется сигналом. Для исключения смешивания сигналов на первые входы разрядов, тактовые, с распределителя 55 импульсов в моменты возвращения сигналов в третьи разряды поступают тактовые импульсы.

Работа видеокамеры.

При съемке видеоинформации переключатель 29₁ ставится в положение 1 при съемке с частотой 50 Гц, в положение 2 /фиг.1/ при скоростной съемке 1 кГц, включатель 29₂ в положении соответственно тоже 1 или 2. Матрицы ПЗИ 3 и 8 формируют аналоговые видеосигналы пикселов, которые считываются горизонтально со всех строк параллельно и идут на выходы. 6000 АЦП синхронно и параллельно преобразуют видеосигналы в 8-разрядные коды, поступающие в накопители 18-23 цифровой видеоинформации. Коды звука с АЦП 30 и 33 поступают в накопители 31, 34 кодов звука. Коды видеосигналов и звука покадрово записываются в накопители 42_1-180000 кодов кадра и в накопители 31, 34 кодов звука в течение часа или трех минут при скоростном режиме. Перед просмотром зритель с места просмотра настраивает поля зрения очков 40 на экраны 37, 38: надевает очки, перемещением правого экрана 38 в каркасе подбирает расстояние между экранами так, чтобы каждый из них входил в поле зрения своего окна. Точная подстройка полей зрения выполняется поворотом окон очков и изменением длин их бленд. При воспроизведении переключатель 29₁ ставится в режим проведенной съемки, включатель 29₂ ставится в положение, соответствующее тому же режиму. Импульсы кадров поступают на вход распределителя 28 видеокамеры, с выходов которого они поступают на третьи управляющие входы /фиг.3/ накопителей 42 кодов кадра и на третьи управляющие входы блоков 49 регистров /фиг.7, 8/ кодов звука и последовательно выдают из них коды видеосигналов и звука на входы блоков 36, 32, 35. С блоков 36 импульсы разрядов кодов поступают на управляющие входы излучающих ячеек, на экранах 37, 38 в течение периода кадра отображается правый и левый кадры стерепары, принимаемые правым и левым глазами зрителя. Видеоинформация и коды звуков может воспроизводиться многократно при невыключенном питании в видеокамере, для сохранения видеоинформации и звуковой пользователь переписывает их на соответствующий долговременный носитель. После выключения питания в видеокамере накопители обесточиваются и информация ликвидируется, видеокамера готова к новым съемкам. В видеокамере реализован скоростной режим съемки, который может просматриваться и при частоте кадров 50 Гц, т.е. в 20 раз медленнее, что дает возможность увидеть медленное развитие ее быстропротекающего события /процесса/, применен способ двухэкранного воспроизведения стерео видеоинформации, а очки раздельных полей зрения не требуют сложных технологий их изготовления.

Источники информации

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, с.540, 567, 832-833.

3. Гук М.Ю. Аппаратные средства IBM PC. Энцклопедия. 3-е изд., СПб, Питер, 2006, с.608.

4. Патент РФ №2304361 C1, кл. H04N 13/00, бюл.22 от 10.08.07, аналог.

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

Изобретение относится к цифровой видеотехнике, может быть использовано для записи и воспроизведения видеоинформации. Техническими результатами являются реализация функции высокоскоростной съемки с частотой 1000 кадр/сек и воспроизведение видеоинформации на двух экранах, обеспечивающее наилучшее восприятие объемного пространства. Результат достигается тем, что первая и вторая матрицы приборов с зарядовой инжекцией /ПЗИ/ в Фотоэлектрическом преобразователе /ФЭП/ видеокамеры каждая имеет выходы по числу строк в матрице и по числу базовых цветов /R, G, В/, в ФЭП вводятся шесть блоков предварительных усилителей по числу базовых цветов, которых в каждом блоке по числу строк в матрице ПЗИ, в видеокамеру вводятся шесть блоков АЦП видеосигнала, которых в каждом по числу строк в матрице ПЗИ, и шесть накопителей цифровой видеоинформации, а устройство воспроизведения выполняется в составе шести блоков импульсных усилителей, двух плоскопанельных экранов, правый из которых подвижен, и очков раздельных полей зрения. 12 ил.

Видеокамера, содержащая первый и второй объективы, фотоэлектрический преобразователь (ФЭП), включающий первую и вторую матрицы приборов с зарядовой инжекцией (ПЗИ), фоточувствительная сторона первой матрицы ПЗИ расположена в фокальной плоскости первого объектива, фоточувствительная сторона второй матрицы ПЗИ расположена в фокальной плоскости второго объектива, содержащая первый и второй ключи, синтезатор частот, первый канал звука, включающий первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) сигнала звука, на вход которого подан звуковой сигнал, последовательно соединенные формирователь аналогового звукового сигнала и громкоговоритель, второй канал звука, включающий второй АЦП сигнала звука, на вход которого подан звуковой сигнал, последовательно соединенные формирователь аналогового звукового сигнала и громкоговоритель, управляющие входы первого и второго АЦП сигнала звука объединены и подключены к третьему выходу синтезатора частот, и содержащая устройство воспроизведения, отличающаяся тем, что управляющие входы горизонтально считывающих импульсов со всех строк первой и второй матриц ПЗИ объединены, а все строки первой и второй матриц ПЗИ имеют параллельные выходы трех основных цветов R, G, В и R₂, G₂, В₂, в ФЭП вводятся шесть блоков предварительных усилителей, которых в каждом блоке по числу строк в матрице ПЗИ, входы которых являются входами каждого блока предварительных усилителей и подключены к выходам соответствующих строк в первой и второй матрицах ПЗИ, в видеокамеру вводятся по числу основных цветов R, G, В и R₂, G₂, B₂ шесть блоков АЦП видеосигнала, которых в блоке по числу строк (1000) в матрице ПЗИ, шесть накопителей цифровой видеоинформации, переключатель режимов работы, распределитель импульсов видеокамеры, первый и второй диоды и включатель, выходы первого и второго ключей объединены, а объединенный выход подключен параллельно к объединенным управляющим входам горизонтального считывания импульсов всех строк первой и второй матриц ПЗИ, к управляющим входам (U_д) шести блоков АЦП видеосигнала и к объединенным вторым управляющим входам накопителей цифровой видеоинформации, объединенные первые управляющие входы которых подключены к входу распределителя импульсов видеокамеры, выходы которого с первого по 180000 подключены к третьим управляющим входам соответственно с первого по 180000 шести накопителей цифровой видеоинформации, переключатель в первом режиме работы подключает сигнальный вход и управляющие входы первого ключа к пятому и четвертому выходам синтезатора частот, во втором режиме работы переключатель подключает сигнальный вход второго ключа к первому выходу (1 МГц) синтезатора частот, а его управляющий вход (U_от) подключает к второму выходу (1 кГц) синтезатора частот, включатель в первом положении подключает вход распределителя импульсов видеокамеры через первый диод к четвертому выходу (50 Гц) синтезатора частот, во втором положении подключает вход распределителя импульсов видеокамеры через второй диод к второму выходу синтезатора частот, информационные входы тысячи АЦП видеосигнала являются входами каждого блока АЦП видеосигнала и подключены к соответствующим тысячи выходам своего блока предварительных усилителей, информационными входами каждого накопителя цифровой видеоинформации являются первый-восьмой выходы от тысячи АЦП в блоке АЦП видеосигнала, устройство воспроизведения выполнено в составе шести идентичных блоков импульсных усилителей, каждый из них включает по 8×10⁶ импульсных усилителей по числу разрешения кадра и числу разрядов в коде видеосигнала, включает левый неподвижный плоскопанельный экран, правый подвижный плоскопанельный экран, каждый с разрешением 10⁶ пикселов (1000×1000), расположенные в соответствующем каркасе, правый подвижный экран имеет в нижней части своего корпуса четыре опорных ролика, и включает очки раздельных полей зрения, представляющие 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, бленды из двух частей, первая часть вкручивается в окно очков, вторая часть подвижная: выдвигается и вдвигается в первую, левый неподвижный и правый подвижный плоскопанельные экраны идентичны, каждый содержит элементы матриц соответственно разрешению экрана 10⁶ пикселов (1000×1000), каждый элемент матрицы включает непрозрачный корпус соответствующей формы, объединяющий в себе три излучающие ячейки, левая нижняя излучает красный R цвет, верхняя излучает зеленый G цвет, нижняя правая излучает синий В цвет, каждая излучающая ячейка содержит в переднем торце корпуса микролинзу, в выходном торце корпуса цветной светофильтр одного из основных цветов, между микролинзой и цветным светофильтром расположена диафрагма, имеющая цилиндрический корпус с восемью прорезями, в которых расположены восемь нейтральных микросветофильтров, прикрепленных к своим восьми микропьезоэлементам, первые торцы микропьезоэлементов с двумя управляющими входами жестко закреплены в корпусе диафрагмы, к вторым свободным концам микропьезоэлементов прикреплены нейтральные микросветофильтры, каждый с соответствующим коэффициентом поглощения излучения, значения которых соответствуют принципу двоичного кода, расположены нейтральные микросветофильтры по оптической оси микролинзы друг за другом в порядке убывания коэффициентов поглощения излучения, нейтральный микросветофильтр с наибольшим значением коэффициента поглощения расположен первым у микролинзы, облучение микролинз излучающих ячеек выполняется сверхъяркими светодиодами белого свечения, размещенными в соответствующем количестве и в соответствующем порядке на внутренней тыльной стороне корпуса плоскопанельного экрана, накопители цифровой видеоинформации идентичны, каждый содержит распределитель импульсов с выходами от первого по 180000-й и накопители кодов кадра по числу выходов с распределителя импульсов (180000), информационными входами накопителя цифровой видеоинформации являются тысяча выходов с соответствующего блока АЦП видеосигнала, каждый из которых представляется по числу разрядов в коде первым - восьмым выходами, управляющими входами накопителя цифровой видеоинформации являются: первым - вход распределителя импульсов, вторым - объединенные вторые управляющие входы (U_д) накопителей кодов кадра, третьим - третьи управляющие входы накопителей кодов кадра, подключенные к выходам с первого по 180000-й распределителя импульсов видеокамеры, выходами накопителя цифровой видеоинформации являются соответствующим образом объединенные параллельные 8×10⁶ выходы накопителей кодов кадра, накопители кодов кадра идентичны, каждый содержит по числу строк в матрице ПЗИ тысячу блоков регистров, информационными входами являются первый - восьмой входы тысячи блоков регистров, выходами являются параллельные выходы всех блоков регистров, которых 8×10⁶, управляющими входами являются: первым - объединенные первые управляющие входы (U_к) всех блоков регистров, подключенные соответственно к выходам распределителя импульсов, вторым - объединенные вторые управляющие входы (U_д) блоков регистров, третьим - третьи управляющие входы (U_выд) блоков регистров, подключенные к соответствующим выходам с первого по 180000-й распределителя видеокамеры, блоки регистров идентичны, каждый включает первый и второй ключи, распределитель импульсов и восемь регистров, каждый из тысячи разрядов по числу отсчетов в строке, информационными входами являются поразрядно объединенные через диоды третьи входы разрядов регистров, выходами являются параллельные выходы всея разрядов восьми регистров, которых 8000, выход каждого разряда регистра подключен к третьему входу своего разряда после диода, управляющими входами являются: первым - первый управляющий U_от вход первого ключа, вторым - сигнальный вход U_д первого ключа, третьим - сигнальный вход второго ключа, выход первого ключа подключен к распределителю импульсов, выходы которого, начиная с первого, подключены к первым входам разрядов параллельно восьми регистров, последний 1000-й выход распределителя импульсов подключен параллельно к второму управляющему U_з входу первого ключа и к первому управляющему U_oт входу второго ключа, выход второго ключа подключен параллельно к вторым входам разрядов восьми регистров и к второму управляющему входу U_з своего ключа, первый и второй каналы звука идентичны, в каждый введен накопитель кодов звука, первый - шестнадцатый информационные входы которого подключены соответственно к первому - шестнадцатому выходам АЦП сигнала звука, а первый - шестнадцатый выходы накопителя кодов звука подключены соответственно к первому - шестнадцатому входам формирователя аналогового звукового сигнала, первые управляющие входы обоих накопителей кодов звука объединены и подключены к входу распределителя импульсов видеокамеры, вторые управляющие их входы также объединены и подключены к третьему выходу синтезатора частот, третьи управляющие одноименные входы обоих накопителей кодов звука объединены и подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов видеокамеры, накопители кодов звука идентичны, каждый включает распределитель импульсов с 180000 выходами и блоки регистров кодов звука по числу выходов с распределителя импульсов, информационными входами накопителя кодов звука являются поразрядно объединенные первый - шестнадцатый входы всех блоков регистров кодов звука, выходами накопителя кодов звука являются поразрядно объединенные первый - шестнадцатый выходы всех блоков регистров кодов звука, управляющими входами являются: первым - вход распределителя импульсов, вторым - объединенные вторые управляющие U_д входы всех блоков регистров кодов звука, третьим - третьи управляющие U_выд входы блоков регистров кодов звука, подключенные к соответствующим выходам распределителя импульсов видеокамеры, блоки регистров кодов звука идентичны, каждый включает последовательно соединенные первый ключ и первый распределитель импульсов, последовательно соединенные второй ключ и второй распределитель импульсов, третий ключ и третий распределитель импульсов, и по числу разрядов в коде шестнадцать регистров, каждый из тысячи восемьсот разрядов, информационными входами блока регистров кодов звука являются поразрядно объединенные третьи входы разрядов шестнадцати регистров, управляющими входами являются: первым - первый управляющий U_oт вход первого ключа, вторым - объединенные сигнальные входы U_д первого, второго и третьего ключей, подключенные к третьему выходу синтезатора частот, третьим - первый управляющий U_oт вход второго ключа, подключенный к соответствующему выходу распределителя импульсов видеокамеры, выходами являются поразрядно объединенные выходы всех разрядов шестнадцати регистров, выход первого ключа подключен к входу первого распределителя импульсов, выходы которого последовательно, начиная с первого, подключены к первым, тактовым, входам разрядов параллельно шестнадцати регистров, последний 1800-й выход подключен к вторым управляющим входам U_з первого, второго и третьего ключей, выход второго ключа подключен к входу второго распределителя импульсов, выходы которого с первого по 1800-й подключены параллельно к вторым входам разрядов параллельно шестнадцати регистров, первый управляющий вход третьего ключа подключен к выходу второго ключа, а выход его подключен к входу третьего распределителя импульсов, выходы которого последовательно подключены к первым входам разрядов параллельно шестнадцати регистров, выход каждого разряда в каждом регистре через диод подключен к третьему входу своего разряда.