Однотрубочная стереотелевизионная камера Советский патент 1984 года по МПК H04N9/54 

2. Камера по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что прозрачные участки теневой маски выполнены в виде прямоугольников, у которых отношение суммы длин горизонтальных сторон левого и правого кадров стереопары к длине вертикальной стороны равно 4:3.

1. ОДНОТРУБОЧНАЯ СТЕРЕОТЕЛЕВИЗИОННАЯ КАМЕРА, содержащая генератор кадровой развертки, выход которого подключен к первому входу отклоняющей системы передающей телевизионной трубки (ПТТ ), а вход - к первому выходу синхрогенератора, второй выход которого соединен с входом генератора строчной развертки, и оптическую стереосистему, отличающаяся тем, что,с целью расширения угла поля изображения и повышения разрешающей способности путем исключения влияния нелинейности развертки, в нее введены два анаморфотных блока, установленных перед входами оптической стереосистемы, теневая маска, расположенная между выходами оптической стереосистемы и оптическим входом ПТТ, а также триггер, сумматор и усилитель сигнала строчной развертки, включенные последовательно между первым выходом синхрогенератора и i вторым входом отклоняющей системы ПТТ, причем выход генератора строч(Л ной развертки соединен с вторым входом сумматора. С / со 4 iia

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано для построения стереотелевизионных камер прикладного наз. начения, например для целей управления подвижными объектами, роботами и манипуляторами, а также в аппаратуре определения пространственных координат объектов наблюдения.

Известна стереоскопическая телевизионная система, содержащая однотрубочную стереотелевизионную камеру, на фотокатод которой проецируются изображения левого и правого кадров стереопары с помощью оптической системы и поляризационных пластин, причем чередования поляризации в горизонтальной и вертикальной плоскостях осуществляются переключателем поляризаторов. Считывание обоих кадров стереопары осуществляется в течение одного периода кадровой развертки 1.

Недостатки такой системы - уменьшение угла поля зрения в одной из плоскостей и низкая глубинная разре.шающая способность.

Наиболее близкой к предлагаемой по-технической сущности является однотрубочная стереотелевизионная камера, содержащая генератор кадровой разверки, выход которого подключен к первому входу отклоняющей системы ПТТ, а вход - к первому выходу синхрогенератора, второй выход которого соединен с входом генератора строчной развертки, и оптическую стереосистему .

Изображение объекта при помощи оптической стереосистемы проецируется на фотокатод передающей трубки в виде двух расположенных рядом кадров стереопары, соответствующих двум ракурсам наблюдения. Отклоняющая система под действием сигналов генераторов строчной и кадровой разверток формирует прямоугольный растр, охватывающий оба кадра стереопары. Считывание одного кадра стереопары осуществляется в течение первой половины прямого хода строчной развертки, а второго - в течение второй половины прямого хода. Таким образом, одна строка содержит информацию об элементах изображения обоих кадров стереопары. При воспроизведении изображение на экране видеоконтрольного устройства также имеет вид двух расположенных рядом кадров стереопары 2.

Недостатками известной камеры являются изменения формата изображения, вызывающие субъективное сужение поля зрения в горизонтальной плоскости(при горизонтальном распо ложении кадров стереопары ), и значительные геометрические искажения, вызванные различием скорости развертки в начале и в конце строки, что мешает совмещению изображений в единый образ, приводит к искажению стереоскопического пространства и снижению точности определения пространсвтенных(глубинных)координат объекта.

Цель изобретения - расширение угла поля изображения и повышение разрешающей способности путем исключения влиями-я нелинейности развертки

Поставленная цель достигается тем, что в однотрубочную стереотелевизионную камеру, содержащую генератор кадровой развертки, выход которого подключен к первому входу отклоняющей системы ПТТ, а вход к первому выходу синхрогенератора, второй выход которого соединен с входом генератора строчной развертки и оптическую стереосистему, введены два анаморфотных блока, установленных перед входами оптической стереосистемы, теневая маска, расположенная между выходами оптической стереосистемы и оптическим входом ПТТ, а также триггер,сумматор и усилитель сигнала строчнрй развертки включенные последовательно между первым выходом сйнхрог-енератора и .вторым входом отклоняющей системы ПТТ, причем выход генератора строчной развертки соединен с вторым входом сумматора.

Кроме того, прозрачные участки теневой маски выполнены в виде прямугольников, у которых отношение сум длин горизонтальных сторон левого и правого кадррв стереопары к длине вертикальной стороны равно 4:3.

На фигЛ представлена структурна схема однотрубочной стереотелевизионой камеры; на фиг. временные диаграммы работы камеры; на фиг. 3 развертка считываемого растра. Однотрубочная стереотелевизионная камера содержит анаморфотные блоки 1 оптическую стереосистему 2 в виде призм, теневую маску 3, ПТТ 4 с отклоняющей системой 5, синхрогенератор 6, генератор 7 кадровой развертки, генератор 8 строчной развертки, сумматор 9, триггер 10, усилитель 11 сигнала строчной развертки. Устройство работает следующим образом. Анаморфотные блоки 1 и призмы оптической стереосистемы 2 формируют на фотокатоде ПТТ 4 два рядом расположенные кадра стереопары, причем линейные размеры изображения по вертикали пропорциональны оригиналу а по горизонтали дополнительно сжаты например в 2 раза. При этом поле зрения в горизонтальной плоскости каждого анаморфотного блока 1 соответствует полю зрения обычного объек тива без анаморфирования. Таким образом достигается расшире ние поля зрения ПТТ при горизонтальном расположении кадров стереопары и фиксированном размере фотокатода трубки. Теневая маска 3, расположен ная в непосредственной близости к фотокатоду ПТТ 4, например нанесенна на внешнюю поверхность ПТТ 4, ограничивает формат каждого кадра стерео пары и исключает проникновение рассе янного элементами оптической стерео системы 2 света, образующего изобра жение левого кадра на участок фотокатода правого кадра, и, наоборот, улучшая таким образом сепарацию изо ражений. Для этого теневая маска 3 имеет два прозрачных участка по фор мату левого и правого кадров стерео пары, причем отношение суммы длин горизонтальных сторон к длине верти кальной стороны соответствует стандартному формату растра, например 4:3. Считывание потенциального рельеф левого кадра стереопары и правого осуществляется .последовательно. Пус в начальной момент времени , когд поступает кадровый синхроимпульс 1ФИГ. 2и), напряжения кадровой (фиг. 26 Iи строчной (фиг. 2 е) разверт минимальны, что соответствует начал прямого хода луча ПТТ. При. этом три гер 10 устанавливается в одно из устойчивых состояний (фиг.2 .г ) и на вход сумматора 9 поступает, наприме высокий потенциал. Такому сочетанию :сигналов соответствует положение лу ПТТ 4 в точке А (фиг. 3). Под действ ем строчной и кадровой разверток луч за период if,-ii проходит левую половину растра и приходит в точку б . В момент времени , когда поступаем следующий кадровый синхро импульс (фиг. 2м|, осуществляется обратный ход луча в точку Л (фиг.31. В то же время триггер 10 рпрокидывается кгшровым синхроимпульсом (фиг. 2 | и луч из точки переходит в точку 8 (фиг. 3|. Луч ПТТ 4 проходит правую половину растра до точки Г(фиг. 3) и в мoмeнтt-{2вoзвpaшaeтcя в точку В . Очередной кадровый синхроимпульс опрокидывает триггер 10, луч ПТТ 4 возвращается в точку А и цикл повторяется. Для осуществления такой траектории сумматор 9 формирует сигнал (фиг. 2 и), представляющий собой сумму выходных сигналов генератора 8 строчной развертки (фиг. 2в)и триггера 10 (Фиг. 2 г). Если в качестве стандарта разложения принята черезстрочная развертка, то траектории А-Б соответствуют, например, четные, а траектории В-Г- нечетные строки (поля)на экране видеоконтрольного устройства(ВКУ). Развертка по строкам в левом и правом кадрах осуществляется сигналом, . отличающимся в каждом кадре на величину перепада выходного налряуения триггера, не влияющего на крутизку наклона пилообразного напряжения развертки. Этим достигается высокая идентичность временных соотношений видеосигналов, соответствующих левому и правому кадрам стереопары, и полное их совмещение на экране ВКУ, исключающее возникновение дополнительного линейного параллакса. Восстановление горизонтального масштаба сжатого анаморфотными блоками изображения происходит в процессе ;--читьшания кадров укороченной строкой, равной половине суммарной длины горизонтальных сторон обоих полурастров, т.е. реализуется электронное дезанаморфирование изображения. Погрешности изготовления и .юстировки анаморфотных блоков компенсируются раздельной регулиовкой амплитуд пилообразных напряжений,- соответствующих правому и левому кадрам стереопары, а расстояние между осями растров - размахом выходного напряжения триггера. j Точное совмещение кадров стереопары, геометрическое подобие и исключение влияния нелинейности развертки позволят повысить точность определения пространственных координат объектов по сравнению с известными в 3-5 раз практически без дополнительных аппаратурных затрат. Использование предлагаемой однотрубочной стереоскопической камеры позволит расширить угол поля зрения в горизонтальной плоскости в 1,8-2 раза, что достигается применением двухтрубочных камер, а также упростить регулировку и техническое обслуживание стереоскопической камеры.

01