Устройство для формирования сигнала изображения Советский патент 1990 года по МПК H04N5/30 

устр-ва.

ил.

(Л

i

Изобретение относится к ТВ-технике и повышает достоверность формируемого сигнала одиночных световых изображений. Устр-во содержит матри- ггу 1 приборов с зарядовой связью, формирователь фазных напряжений (ФФН) 2 секций, ФФИ 3 регистров, задающий г-р А, усилитель-формирователь 5, делитель 6 частоты, счетчик 7 прямого хода кадра; блок 8 запуска, счетчик 9 времени задержки, переключатель 10, объектив 1, светоделитель 12, выход

Фиг.)

113

Изобретение относится к телевизионной (ТВ) технике и может быть ис- польэояано для регистрации импульсных и непрерывных световых изображений (си) и детального изучения их временных выборок.

Целью изобретения является повышение достоверности формируемого сигнала одиночных световых изображений.

На фиг.I приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, на Лиг.2 - счетчик времени задержки, вариант выполнения - на фиг.З; светоделитель, вариант выпол- нения; на фиг.А - временные диаграммы.

Устройство для формирования сигнала изображения (см.фиг.I) содержит

матрицу I приборов с зарядовой связью 2() и нижнего I7 регистров заряды выво(ПЗС), формирователь 2 фазных напряжений (ФФН) секций; 3 регистров , задающий генератор 4, усилитель-формирователь 5, делитель 6 частоты, счетчик 7 прямого хода кадра, блок 8 запуска, счетчик 9 времени задержки, переключатель 10, объектив 11, светоделитель - I 2 , выход 13 устройства.

Матрица I ПЗС содержит секцию 1А накопления (СП), секцию 15 памяти (СП), верхний 16 и нижний 17 регистры.

Управляющие входы счетчика 9, делителя 6 частоты и блока 8 запуска выполнены открытъ1ми, а управляющий вход счетчика 7 выполнен закрытым.

Счетчик 9 времени задержки (см. фиг.2) содержит элементы И 18, 19, 20, счетчики 21, 22,23, элемент 24 сравнения и шины 25, 26, 27 управления.

Счетчик времени задержки 9 выполнен таким образом, что задержка импульса на его выходе, как и длительность самого импульса (строб-импульса) , может регулироваться оператором с помощью кодбв на шинах 25, 26 (фиг.2). Коды могут быть установлены любыми способами, например с помощью переключателей. Кроме того, счетчик 9 может быть также установлен в периодический режим, лри котором величина задержки увеличивается на .фиксирован- - ную величину лТ при поступлении последующего импульса запуска. Наличие такого режима позволяет реализовать покадровую регистрацию периодических световых изображений по аналогии со стробоскопическими .осциллографами.

25

дятся через усилитель-формирователь

5на выход 13 устройства. Во время с обратного ход-а строчной развертки сигнал с инверсного выхода делителя

6частоты подается на ФФП 2 и первый управляющий вход усилителя-формирова теля 5. При этом ФФН 2 осуществляет перенос одной строки зарядов из СИ

14 в верхний регистр 16 и из СП 15 в 30 нижний регистр 17, а усилитель-форми рователь 5 формирует строчный гасящий импульс. За время, Соответствующее длительности прямого хода кадра, содержимое СП 1 4 и СП I 5 ПЗС-матрицы I Tg полностью выводится через верхний 16 и ншгиий 17 регистры и усилитель- формирователь 5 на выход 13.

Устройство имеет три режима работы:

1- режим регистрации одиночных стробируемых выборок.

2- режим покадрового стробирова- ния периодических изображений.

3- непрерьганый режим.

В режиме регистрации одиночных вы борок переключатель 10 устанавливается в положение Запуск, а на управляющих гаинах счетчика 9 операторо соответственно устанавливается, например, на шинах 25, 27 код выбранного времени задержки , на шине 26 - код требуемой длительности стробимпульса Тстро - Д° прихода, по щине Запуск запускающего импуль са (см.фиг.4,а ) на выходе блока запуска 8 установлен уровень О (см. фиг.4, б), который блокирует работу счет шка 22 и на выходе элемента И 20 (счетчика 9 ) также установлен ну

40

45

50

55

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 4 с кварцевой стабилизацией частоты задает утроенную (для ПЗС с трехфаян1.гм управлением ) частоту вывода зарядов из верхнего I 6 и HiDKHero 17 регистров 16, 17 ПЗС-матрицы, необходимую для формирования фазных напряжений регистров и подключен к ФФН 3.

Подключенный к выходу генератора А делитель 6 частоты формирует сигнал, соответствующий периоду формирования видеосигнала от одной строки. Во время прямого хода строки с прямого выхода делителя 6 частоты осуществляется- передача разрешающего сигнала на ФФН 3 и имеющиеся в ячейках верхнего 16

5

дятся через усилитель-формирователь

5на выход 13 устройства. Во время с обратного ход-а строчной развертки сигнал с инверсного выхода делителя

6частоты подается на ФФП 2 и первый управляющий вход усилителя-формирователя 5. При этом ФФН 2 осуществляет перенос одной строки зарядов из СИ

14 в верхний регистр 16 и из СП 15 в 0 нижний регистр 17, а усилитель-формирователь 5 формирует строчный гасящий импульс. За время, Соответствующее длительности прямого хода кадра, содержимое СП 1 4 и СП I 5 ПЗС-матрицы I i i g полностью выводится через верхний 16 и ншгиий 17 регистры и усилитель- формирователь 5 на выход 13.

Устройство имеет три режима работы:

1- режим регистрации одиночных стробируемых выборок.

2- режим покадрового стробирова- ния периодических изображений.

3- непрерьганый режим.

В режиме регистрации одиночных выборок переключатель 10 устанавливается в положение Запуск, а на управляющих гаинах счетчика 9 оператором соответственно устанавливается, например, на шинах 25, 27 код выбранного времени задержки , на шине 26 - код требуемой длительности стробимпульса Тстро - Д° прихода, по щине Запуск запускающего импульса (см.фиг.4,а ) на выходе блока запуска 8 установлен уровень О (см. фиг.4, б), который блокирует работу счет шка 22 и на выходе элемента И 20 (счетчика 9 ) также установлен ну

0

5

0

5

левой уровень, который, я свою очередь, не препятствует работе долите- ля 6 частоты. На выходе счетчика 7 также установлен уровень О (см. фиг.4, в), т.е. на ФФН 2 поступает нулевоу уровень, раэрешаюа1ин перенос |эарядоп из СН 14 и СП 15 в регистры 16, 17с тактовой частотой, поступающей с инверсного выхода делителя 6 частоты (см.фиг.А, г), прямой лыход которого соединен с ФФН 3 и разрешает перенос зарядов из регистров 16, 17 тактовой частотой задающего генератора 4. Таким образом во время ож1ада кия запускающего сигнала ПЗС-матрипа 1 установлена в режим непрерыпнмх П : реносов зарядов из СИ 14 в верхний регистр 16 и из СП 15 и нижит регистр 17. Усш1итель-форм ;роплтс.пь 5 в эгто время заблокирован урсньп м О с выхода счетчика 7 и на выход устройства поступают только HHHeprHb:f синхросигналы (см.фиг. А, д).

При поступлении пускового cHi Haj a по шине Запуск он через перск:г1очл- тель 10 поступает на перный вкс; блока 8 запуска, на выходе которого устанавливается уровень I (см.фиг.4, б), разрешающий работу счетчика 22. После того как счетчик 22 сосчитает необходимое число импульсов, соогвет ствующее заданному на тинах 25 и 27 коду, на его прямом выходе устанавливается уровень I (см.фиг. 4,с) , раз- решающий работу счетчика 21, а на его инверсном выходе устанавливается уровень О, который блокирует прохождение тактовых сигналов с задающего генератора 4 через элемент И 19 на , счетный вход счетчика 22. После того как счетчик 21 сосчитает необходимое число импульсов, соответствующее заданному на шине .26 коду, на его ин-. версном выходе устанавливается уро- вень О (см.фиг.4,ж), который блокирует прохождение тактовых сигналов через элемент И 18 на счетш11й вход счетчика 21. На выходе элемента И 20 (счетчика 9) через Tj, формируется строб-импульс длительностью Т строЬ (см.фиг.4,з), Поскольку коды на ши-f нах 25, 27 совпадают, на выходе элемента 24 сравнения формируется импульс, который устанавливает на вы- ходе счетчика 23 код, совпадающий с кодом на шине 25.

До момента появления строб-ил пуль- са ПЗС-матрица 1 работает так же,

как и до прихода запускающего импульса. Строб-импульс устанаплипает СП 15 ПЗС-матрипы 1 в режим накопления, а СН 14 в режим обеднения, при котором формирования зарядоп от световог изображения практически не происходит и блокирует работу делителя 6 частоты, т.е. прекращает переносы (см. фиг.4,и,г). Положительный фронт от. строб-импульса разблокироныьает счет чик 7, на выходе которого сразу по окончании сТроб-импульса появляется уровень I (см.фчг.4,в), поступаю- р-л второй управляющий иход усилителя-формирователя 5. Так как делитель 6 частоты на времч строб-импуль са .-чаблокироваи, то на выходе усили- тс ля-формиронатгпя 5 Р это время- формируется синхросигнал, превышающий длительност, строб-импульса на время о -ратного хода строчной развертки 1см. фш-. 4 , к), т.е. на .ремя переноса мзрядоп из первых строк СН 14, и СП 15 ;; верхний 16 и нижний 17 регистры со- отпптстрснно. Перенос зарядов возоб- нпнляетгя же после прекращения cтpoб-и myльca, но при этом усшп/- тель-формировател1- 5 уже разблокиро- вля и на в,ходе 3 поягчлястся инфор- сиция, накопленная в СП 15 ПЗС-матри- цы 1 на время строб-и7-шульса, т.е. jiaiia HTHbic заряды, образовавтиеся за счет поздгйствия на СН 14 и СП 15 (.-истового сигналя, при переносах, изаимно вычитаются i усил -гтело-форми- ронателе 5. При яыносс зарядов работает делитель 6 частоты и счетчик 7 разблокиропап. Поэтому во премя пря - мого хода кадра при обратном ходе строки на выходе усилителя-формирователя 5 формируются строчные синхроимпульсы, равные По длительности времени переноса из СН 14 или СП 15 одной строки. Вынос информации продолжается до тех пор, пока счетчик 7 не сосчитывает требуемое число, равное числу строк в кадре, и заблокирует вновь (см.фиг.4,в). По отрицательному фронту сигнала с выхода счетчика 7 ос тдествляется сброс блока 8 запуска (см. фиг.4,б) устройство устанавливается в исходное состояние и готово к регистрации-следующей выборки. Если длительность строб-импульса (см.фиг.4,з) совпадает с длительностью Высвечивания импульсного изобра-. жсния, то при такой работе устройства реализуется режим формирования

сигналов от одиночного и тульсного изображения устройства-прототипа.

В режиме покадрового стробирова- ния периодических изображений переключатель также замкнут на шину Запуск, а счетчик 9 кодами на шинах 25, 26, 27 устанавливается в .такой режим, что при каж. хом запускающем импульсе время задержки изменяется на .jg одной строки в, регистр для строчного

синхросигнала и длительностью строб- импульса для кадрового синхросигнала, и является минимально возможной дпя достоверной регистрации. Реально

величину ЛТ от Т, до T, „,, т.е. на тине 25 устанавливается код,

,0, на шине на шине

соответствующий Т,. .,

. . ЛИН

7 - Т Т

1с(Л. MfltKC Э«4. А«Н«

26 код длительности строб-импульса д в прототипе период кадра при регист- TcrpoS/ Ci- В исходном положении на вы- рации одиночных изображений составлядля

.ходе счетчика 23 устанавливается код.

ет 10 мс для ПЗС-матрицы типа 200ЦМ1, в изобретении оно может быть уменьшено до 7 мс.

равный Т,дд

После каждого строб тпульса - запускающего импульса (см. фиг.А,л) - код на выходе счётчика 23 20 увеличивается на единицу (см.фиг.4,м)1 При равенстве кодов на выходе счетчика 23 к на шине 27 Т, мин после поступления строб-импульса счетчик 23

ет 10 мс для ПЗС-матрицы типа 200ЦМ1, в изобретении оно может бы уменьшено до 7 мс.

Амплитуда ТВ-сигнала на выходе верхнего А. и нижнего А регистро ПЗС-матрицы есть сумма амплитуд ТВ- сигнала, образованного в СН н СП до

устанавливается п исходное состояние 25 строб-импульса А и А

во время переносов (очистки) ТВ сиг нала, образованного в СН и СП во время стробимпульса и АС„ „ и ТВ-сигнала, образованного в СН и СП после строб-импульса во время пр мого хода кадра АСН.П. к, сп. п.и

импульсом, поступающим с элемента 24 сравнения, т.е. на выходе счетчика 23 устанавливается код, равный коду на шине 25 Т ,аА.мчн При следующем строб-1тпульсе (запуске устройства устройство начинает работать вновь с

Т-зиА. мин ДО °Р прекратится подача пусковых импульсов.

В епрерынном режиме переключатель

30

во время переносов (очистки) ТВ сигнала, образованного в СН и СП во время стробимпульса и АС„ „. и ТВ-сигнала, образованного в СН и СП после строб-импульса во время прямого хода кадра АСН.П. к, сп. п.и

5 АСН.П СН. 05 А

AM А

см. п.

СП. П СП. HCIk .П.к

Амплитуда ТВ-сигнала на выходе

+ А,

, л11г - ЗЬ усилителя-формирователя 5 с учетом

10 устанавливается в положение Таоо-- i-

та

в качестве чего может быть истого, что за счет синхронной работы СН и СП и одновременного проецирования регистрируемого изображения на

ряжения на соответствующий вход блока .,/, . п А

8 запуска на его выходе устанавлива-

пользован источник питания. При подаче по шине Работа управляющего нап СП. п ен, n.fc

ем. п. ч

равна: К (А СП. мик - ется единичный уровень (см.фиг.4,н). Счетчик 9 устанавливается в режим, при котором Т,„д „„ Т,, „,, I , а требуемая длительность строб-импульса Тстроб О задается оператором. Тогда при положительном перепаде на з ыxoдe блока 8 запуска и на выходе счетчика 9 появляется строб-импульс (см.фиг.А,о) и процесс повторяется, как и в первом режиме работы. После того как счетчик 7 сосчитает полное число строк в кадре, на его выходе формируется отрицательньЕй перепад (см, фиг.4,п), по которому на выходе блока 8 запуска формируется отрицательный перепад (см.фиг.4,н) короткий отрицательный импульс сброса, после которого процесс повторяется.

В изобретении ТВ-сигнал отличается от стандартного вида представления ТВ-сигнала, принятого в тепевидении, который в данном случае не является обязательным, так как достаточно отделить строки и кадры друг от друга, синхросигналами, длительность которых определяется временем переноса

в прототипе период кадра при регист- рации одиночных изображений составлядля

ет 10 мс для ПЗС-матрицы типа 200ЦМ1, в изобретении оно может быть уменьшено до 7 мс.

Амплитуда ТВ-сигнала на выходе верхнего А. и нижнего А регистров ПЗС-матрицы есть сумма амплитуд ТВ- сигнала, образованного в СН н СП до

строб-импульса А и А

во время переносов (очистки) ТВ сигнала, образованного в СН и СП во время стробимпульса и АС„ „. и ТВ-сигнала, образованного в СН и СП после строб-импульса во время прямого хода кадра АСН.П. к, сп. п.и

5 АСН.П СН. 05 А

AM А

см. п.

СП. П СП. HCIk .П.к

Амплитуда ТВ-сигнала на выходе

+ А,

СП. п ен, n.fc

.,/, . А

ем. п. ч

равна: К (А СП. мик - АВКХ К(АСП.М«К -CK.os) Происходящее в данном случ ае снижение динамического диапазона устрой- g ства за счет величины А j.« об незначительно и не превьшает 5%.

«Гормула изобретения

gQ Устройство для формирования сигнала изображения, содержащее объектив, формирователь фазных напряжений (ФФН) секций, первый в ыход которого соединен с входом управления секцией памяgg ти матрицы приборов с зарядовой связью (ПЗС), вход управления нижним регистром которой соединен с выходом регистров, первый выход ПЗС-матрицы соединен с первым инфориациок/ I

I

НЫМ входом усилителя-формнроватрля, выход которого является выходом устройства, первый управляющий вход сое динен с инверснь(м выходом делителя частоты и входом ФФН секций, задающий генератор, выход которого соединен с входами ФФН регистров, делителя частоты и счетчика времени задерж хи, управляющий вход которого через блок запуска соединен с входом переключателя, входы которого являются входами первой и второй управляющих шин устройства, выход счетчика.времени задержки соединен с управляющими входами делителя частоты и счетчика прямого хода кадра, прямой выход делителя частоты соединен с управляющим входом ФH регистров и тактовыя входом счетчика прямого хода кадра, от личаюдееся тем, что.

CioSaioiKe eatOKpomo роГ

..

nuif/f o3flpvwe

SCflWM

i . }

9eflMi/a petacojo

5

10

73292

с целью повьшгения достоверности фор- мируемого сигнала одиночных световых изображений, в него ме.жду объективом и ПЗС-матрицей введен светоделитель, выход счетчика времени задержки соединен с входом ФФН секций, второй выход которого соединен с входом управления секций накопления ПЗС матрицы, выход ФФН регистров соединен с вхо-. дом управления верхним регистром ПЗС матрицы, второй вьпсод которой соеди ней с вторым информационным входом усилителя-формирователя, второй уп- 15 равля гощий вход которого соединен с выходом счетчика прямого хода кадра II входом блока запуска, а управляющий вход счетчика времени задержки является входом третьей 20 группой управляющих шин устрой- ства.

Зуж0м

S }

/fwtMai petuc/ry

Рекяш pttacmpsnuu riJi/wvA/ow апробируемых tb/Sopon

7t9i

iL-JLJILJiJi

noKaSpoSofi} стр ёиро зния

. ,

,,.1. .,

-- - « iffMM tfl if,J7.. f| ,/ t

и

сялй

П(ргук

Г

yuiATt b J UJ У i :- -.. ij j /j. vY

Ttrr u mfi lfe S r 1 I

r:L...±L4L.

i

и -Li j. .-i,.T j« f

Непрерывный .

/ж. ;

l

.) -P

,1. - jiT L.

I

t

JM.

1

....

. ,

/ж. ;

1.. /