Телевизионная система Российский патент 2017 года по МПК H04N5/225 

Изобретение относится к телевизионной технике и предназначено для увеличения разрешающей способности телевизионной системы с дискретным преобразователем изображения.

Известна передающая телевизионная камера RU 1252952 H04N 5/225.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной системы, относится то, что для повышения разрешающей способности необходимо использовать сложную оптическую систему с поляризаторами, существенно ослабляющими световой поток и тем самым уменьшающие чувствительность телевизионной камеры.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и по совокупности признаков является телевизионная система, выполненная по авторскому свидетельству СССР №1125779, кл. H04N 7/18, H04N 3/14, 1982. Данная система включает в себя объектив, задающий генератор, многофазный генератор (МФГ), матричный формирователь сигнала изображения (МФСИ), видеоусилитель, ключ, видеоконтрольное устройство (ВКУ), устройство отклонения светового потока, включающее плоское оптическое зеркало, закрепленное на пластине, двоичный счетчик (ДС), регистр сдвига, делитель частоты, цифроаналоговый преобразователь и мультиплексор. В прототипе разрешающая способность повышается за счет оптического сдвига проецируемого на преобразователь изображения.

К недостатку прототипа относится то, что разрешающая способность в прототипе увеличена только в одном - горизонтальном направлении путем использования сложной оптической системы, обеспечивающей сдвиг в этом направлении проецируемого на преобразователь изображения. Однако повышение разрешающей способности ТВ системы в одном направлении явно недостаточно, необходимо повышение разрешающей способности и в вертикальном направлении.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в увеличении разрешающей способности телевизионной системы (прототипа) в вертикальном направлении без осуществления оптического сдвига проецируемого на дискретный преобразователь изображения.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной системе, включающей объектив, задающий генератор, многофазный генератор (МФГ), матричный формирователь сигнала изображения (МФСИ), видеоусилитель, ключ, видеоконтрольное устройство (ВКУ), устройство отклонения светового потока, включающее плоское оптическое зеркало, закрепленное на пластине, двоичный счетчик (ДС), регистр сдвига, делитель частоты, цифроаналоговый преобразователь и мультиплексор, на каждый горизонтальный ряд фоточувствительных элементов матричного формирователя сигнала изображения нанесены чередующиеся в вертикальном направлении горизонтальные полосковые светофильтры красного, зеленого и синего цвета, между МФГ и ДС установлен делитель частоты, а между объективом и зеркалом - вращающийся диск со светофильтрами красного, зеленого и синего цвета.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из числа выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков, позволило определить совокупность существенных по отношению к техническому результату признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявителем проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с признаками, отличительными от прототипа, результаты которого показали, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На чертеже фиг. 1 приведена структурная смешанная схема телевизионной системы, а на чертеже фиг. 2 - расположение цветных полосковых светофильтров относительно фоточувствительных элементов матричного формирователя сигнала изображения.

Телевизионная система содержит объектив 1, задающий генератор 2, многофазный генератор (МФГ) 3, матричный формирователь сигнала изображения (МФСИ) 4, видеоусилитель 5, ключ 6, видеоконтрольное устройство (ВКУ) 7, устройство отклонения светового потока, включающее плоское оптическое зеркало 8, закрепленное на пластине 9, двоичный счетчик (ДС) 10, регистр 11 сдвига, делитель 12 частоты, цифроаналоговый преобразователь 13 и мультиплексор 14, чередующиеся в вертикальном направлении горизонтальные полосковые светофильтры красного, зеленого и синего цветов 15, делитель частоты 16, вращающийся диск 17 со светофильтрами красного, зеленого и синего цвета.

Рассмотрим работу предложенной ТВ системы для случая трехкратного повышения разрешающей способности по вертикали по сравнению с прототипом. В этом случае в телевизионной системе применяется трехпольное разложение. Т.е. растр по вертикали формируется за три телевизионных поля и таким образом число строк по вертикали оказывается в три раза больше, чем в прототипе.

В первом поле изображение на МФСИ 4 проецируется через красный светофильтр вращающегося диска 17 и попадает на фоточувствительные элементы через красный полосковый светофильтр и отображается на мониторе строками первого поля.

Во втором поле изображение на МФСИ 4 проецируется через зеленый светофильтр вращающегося диска 17 и попадает на фоточувствительные элементы через зеленый полосковый светофильтр и отображается на мониторе строками второго поля.

В третьем поле изображение на МФСИ 4 проецируется через синий светофильтр вращающегося диска 17 и попадает на фоточувствительные элементы через синий полосковый светофильтр и отображается на мониторе строками третьего поля. Далее в течение следующей тройки полей процесс формирования и отображения строк по вертикали повторяется. Формирование элементов изображения по горизонтали повторяет работу прототипа за исключением того, что сдвиг изображения относительно МФСИ по горизонтали происходит не в каждом поле, а через каждые три поля, для чего служит введенный в прототип между МФГ 3 и счетчиком 10 делитель 16 частоты на три.

Рассмотрим работу предложенной системы более детально.

Задающий генератор 2 вырабатывает непрерывную последовательность прямоугольных импульсов с частотой, которая в N раз выше частоты считывания сигналов фоточувствительных ячеек МФСИ 4. Этот сигнал поступает на вход N-разрядного регистра 11 сдвига, выходы которого подключены к информационным входам мультиплексора 14, и через делитель 12 на вход многофазного генератора 3. Генератор 3 вырабатывает сдвиговые импульсы для считывания информации из МФСИ 4, а также импульсы частоты полей, поступающие на вход делителя 16 частоты на три, с выхода которого импульсы поступают на вход двоичного счетчика 10, на выходах которого получается управляющий сигнал для устройства отклонения светового потока в двоичном коде. Цифроаналоговый преобразователь 13 преобразует двоичный код в аналоговый сигнал, величина напряжения которого пропорциональна номеру кадра (номеру каждого третьего поля), в котором ведется разложение. Напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 13 поступает на металлизированные грани пьезокерамической пластины 9, вызывая изменения линейных размеров ее пропорционально приложенному напряжению. Так как зеркало 8 закреплено на пластине 10, то изменение линейных размеров пластины вызывает соответствующее перемещение зеркала и пропорциональное этому перемещению отклонение светового потока, падающего на МФСИ 4. Таким образом, изображение объекта, проецируемое на светочувствительную поверхность МФСИ, будет смещаться по этой поверхности через каждые три поля вдоль направления строчной развертки. В то же время благодаря цветовому кодированию и трехпольному процессу разложения в течение каждой тройки полей изображение будет получать в три раза больше отсчетов по вертикали по сравнению с прототипом.

Видеосигнал с выхода МФСИ 4 в виде последовательности импульсов, соответствующих отдельным элементам изображения, спроецированного в каждой тройке полей, поступает на вход видеоусилителя 5. В нем осуществляется обработка и усиление сигнала. С выхода видеоусилителя 5 видеосигнал поступает на ключ 6, на управляющий вход которого подаются импульсы с выхода мультиплексора 14. На информационные входы последнего поступает сигнал в виде двоичного кода с выхода двоичного счетчика 10. При этом на выходе мультиплексора 14 формируются импульсы, изменяющие свое положение во времени через каждые три поля относительно импульсов видеосигнала и далее с помощью ключа 6 осуществляется стробирование сигнала этими импульсами. Таким образом, на выходе ключа 6 видеосигналы через каждые три поля, соответствующие определенным положениям изображения относительно МФСИ 4, оказываются сдвинутыми во времени. Затем этот сигнал поступает на вход ВКУ 7.

Благодаря временному разделению информация каждого из N умноженному на 3 полей занимает свое определенное положение на экране ВКУ 7, и тем самым полное изображение, формируемое на экране, оказывается состоящим из N умноженному на 3 изображений. Иными словами, разрешающая способность предлагаемой системы оказывается в три раза выше разрешающей способности прототипа за счет трехкратного увеличения числа строк разложения.

Следует отметить, что увеличение разрешающей способности по вертикали происходит за счет использования цветового кодирования, поэтому трехкратный выигрыш предлагаемая система обеспечивает только для черно-белых изображений, когда наблюдаемые объекты отражают весь спектральный состав падающего на них света. Для цветных объектов выигрыш в разрешении будет меньше.

Таким образом, вышеуказанные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующих условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, именно в телевизионной технике;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение указанного технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Изобретение относится к телевизионной технике. Техническим результатом является увеличение разрешающей способности телевизионной системы с дискретным преобразователем изображения. Результат достигается тем, что на каждый горизонтальный ряд фоточувствительных элементов матричного формирователя сигнала изображения нанесены чередующиеся в вертикальном направлении три горизонтальных полосковых светофильтра красного, зеленого и синего цветов. Между многофазным генератором и двоичным счетчиком добавлен делитель частоты на три, а между объективом и зеркалом установлен вращающийся диск со светофильтрами красного, зеленого и синего цвета. Благодаря использованию трехпольного режима разложения и вращающихся светофильтров, обеспечивающих освещение преобразователя в первом поле через светофильтр красного, во втором поле через светофильтр зеленого и в третьем поле через светофильтр синего цветов, число отсчетов по вертикали увеличивается в три раза. При этом изображение первого поля, прошедшее через вращающийся светофильтр красного цвета, поступает на элементы накопления через горизонтальные светофильтры красного цвета, изображение второго поля, прошедшее через вращающийся светофильтр зеленого цвета, поступает на элементы накопления через горизонтальные светофильтры зеленого цвета, а изображение третьего поля, прошедшее через вращающийся светофильтр синего цвета, поступает на элементы накопления через горизонтальные светофильтры синего цвета. 2 ил.

Телевизионная система, содержащая объектив, задающий генератор, многофазный генератор (МФГ), матричный формирователь сигнала изображения (МФСИ), видеоусилитель, ключ, видеоконтрольное устройство (ВКУ), устройство отклонения светового потока, включающее плоское оптическое зеркало, закрепленное на пластине, двоичный счетчик (ДС), регистр сдвига, делитель частоты, цифроаналоговый преобразователь и мультиплексор, отличающаяся тем, что в нее введены чередующиеся в вертикальном направлении горизонтальные полосковые светофильтры красного, зеленого и синего цвета, нанесенные на каждый горизонтальный ряд фоточувствительных элементов матричного формирователя сигнала изображения, делитель частоты, расположенный между многофазным генератором и двоичным счетчиком, а между объективом и зеркалом установлен вращающийся диск со светофильтрами красного, зеленого и синего цвета.