Преобразователь изображения в электрический сигнал Советский патент 1989 года по МПК H04N5/30 

(Л

ел

ел

оо :D

Изобретение относится к телевизионной технике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона при регистрации двумерного изображения. Преобразователь содержит фотодиодную матрицу 1, регистр 2 сдвига сигналов выборки строк, регистр 3 сдвига сигналов выборки столбцов, тактовый г-р 4, преобразователь 5 ток-напряжение. Для достижения поставленной цели введены компаратор 6, источник 7 опорного напряжения, умножитель 8, счетчик 9 импульсов, сумматор 10, элемент ИЛИ 11, линия задержки 12 и аналоговое запоминающее устройство. 2 ил.

cpue-.i

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано при преобразовании оптического изображения в электрический сигнал в имроком динамическом диапазоне

Цель изобретения - расширение динамического диапазона устройства при регистрации двумерного изображения.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы.

Преобразователь содержит фотодиодную матрицу (ФДМ) 1, регистр 2 сдви- 15 де преобразователя 5 резко понижает

га сигналов выборки строк, регистр 3

слпигл. furnp.jioD пь борки столбцов, тлктоБыГ генератор 4, преобразовател 5 ток - напряжение, компаратор 6,, источник 7 опсфпого апряжения, ум- иожитсль 8, счетчик 9 импульсов, сумма ор 10, элемент ИЛИ 11, 2 за держ1;и и анало1-опое запоминающее уст poi iCT Jo (ЛЗУ) I 3.

11р1;образо1 : тель работает следующим образом.

После включения питания регистры 2 и 3 устанавливаются таким образом, гго выбирается первая строка матрицы, а с голбцы не выбраны. Затем такTvTiibcl генератор 4 формирует сигнал синхронизации реглштра 3 (фиг.2а), пи которому роизводится подключецие перпого элемента 1 ДМ 1 к ее выходной шине, по этому же сигналу с задержкой определяемой параметрами линии 12 задержки, производится обнуление счетчика 9 и через элемент ИЛИ 1 1 осуществляется стирание информации ФДМ путем дозаряда всех фотодиодов матрицы до величины напряжения питания (фиг.26). Под действием светового потока происходит линейный разряд фотодиодов матрицы, причем скорость разряда, а следовательно, и величина выходиого тока пропорциональны интенсивности светового потока. Выходной ток с ФДМ 1 преобразуется в линейно нарастающее напряжение преобразователем 5 ток - напряжение, которое ком- паратором 6 сравнивается с опорным напряжением , поступающим с выхода источника 7 (фиг.2в). Уровень опорно- 1 о напряжения выбирается равным максимально возможному неискаженному шачен-ию выходного сигнала с ФДМ 1 .

При интенсш ной засветке элемента ФДМ 1 скорость разряда фотодиода будет бОЛ;. и ypOBCIib ВЫХОДНОГО СИГ

нала достигнет опорного напряжения раньше чем появится сигнал выборки очередного элемента (фиг.2в), т.е. за время, меньшее времени накоппения. В этом случае переключается компаратор бив счетчик 9 записывае.тся единица (фиг.2г). Кроме того, сигнал с выхода компаратора через элемент ИЛИ 11 поступает на вход стирания ФДМ 1 (фиг.2б), после чего вновь происходит дозаряд всех фотодиодов матрицы. Так как после стирания информации уровень выходного напряжения на выхо5

0

0

5 0 5 д

5

ся, то компаратор 6 возвращается в исходное состоя1тие и вновь сравтшва- ется зьгх.г)дное напряжение ФДМ 1 с опорным напряжением. Таким образом, за время накопл лния компаратор 6 может переключиться неско:1ько раз и количество нере слючс}П1Й комгтаратора 6 фиксируется в счетчике 9. К концу времени накопления в счетчике 9 будет храниться информация о том, сколько раз выходное напряжение достигало велич 1ны опорного напряжения за фиксированное время накопления, т.е во сколько раз уровень выходного сигнала превышал бы максимально допустимый уровень В лходного сигнала с ФДМ 1 при наличии только одного стирающего импульса, а остаточное напряжение на выходе преобразователя 5 будет пропорционально интервалу apet-ie- ни поступлением последнего сигнала стирания и моментом окончания времени накопления.

Формирование выходного сигнала устройства производится суммированием сумматором 10 остаточного напряжения и напряжения с выхода умножителя 8 (фиг.2д), который умножает величину опорного напряжения на число, записанное в счетчике 9. В течение времени накопления на выходе сумматора 10 формируется линейно нарастающее напряжение (фиг.2д, пунктир), максимальная амплитуда которого зависит от величины остаточного напряжения и от числа, хранящегося в счетчике 9. В момент окончания времени накопления производится запись максимального значения напрял;ения на выходе сумматора 10 в аналоговое запоминающее устройство 13 (фиг.2е), выход которого является выходом устройства.

По завершении времени накопления тактовьш генератор 4 формирует второй

импульс на входе регистра 3, по переднему фронту которого производится запись информации в АЗУ 13, а по заднему - переключение регистра 3 и выбор второго элемента. Дальнейшая работа устройства происходит в циклическом режиме, при котором тактовый генератор А формирует сигналы синхронизации регистра 2 сдвига сигналов выборки строк после каждого перебора всех столбцов матрицы.

По завершении опроса всех элементов матрицы на выходе сигнала конца

кадра формируется сигнал, относитель- 5 следовательно соединенные счетчик им- но которого можно определить номер, а следовательно, и координату выбираемого элемента ФДМ 1.

пульсов, к синхронизирующему и установочному входам которого лодключе- ны соответственно выходы компаратора и линии задержки, умножитель, к другому входу которого подключен выход источника опорного напряжения, сумматор-, к второму входу которого подключен выход преобразователя ток - напряжение, и аналоговое запоминающее

Формула изобретения 20

пульсов, к синхронизирующему и установочному входам которого лодключе- ны соответственно выходы компаратора и линии задержки, умножитель, к другому входу которого подключен выход источника опорного напряжения, сумматор-, к второму входу которого подключен выход преобразователя ток - напряжение, и аналоговое запоминающее

Преобразователь изображения в электрический сигнал, содержащп 1 фотодиодную матрицу (ФДМ), к первому и второму входам которой подключены 25 устройство (АЗУ), к управляющему входу первый и второй выходы тактового ге- которого подключен второй выход так- нератора соответственно через регистр тового генератора, третий выход кото- сдвига сигналов выборки строк и ре- роге является выходом сигнала конца гистр сдвига сигналов выборки столб- кадра матрицы, а выход АЗУ является

30 информационным выходом преобразователя изображения в электрический сигнал .

цов, а выход соединен с входом преобразователя ток - напряжение, отличающийся тем, чти, с

целью расширения динамического диапазона устройства при регистрации двумерного изображения, в него введены последовательно соединенные линия задержки, к входу которой подключен второй выход тактового генератора, и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом стирания ФДМ, источник опорного напряжения и компаратор, к первому и второму входам которого подключены соответственно выходы преобразователя ток - напряжение и источника опорного напряжения, и последовательно соединенные счетчик им-

пульсов, к синхронизирующему и установочному входам которого лодключе- ны соответственно выходы компаратора и линии задержки, умножитель, к другому входу которого подключен выход источника опорного напряжения, сумматор-, к второму входу которого подключен выход преобразователя ток - напряжение, и аналоговое запоминающее

устройство (АЗУ), к управляющему вход которого подключен второй выход так- тового генератора, третий выход кото- роге является выходом сигнала конца кадра матрицы, а выход АЗУ является