Датчик видеосигнала с компенсацией фона Советский патент 1981 года по МПК H01J29/45 

1

Изобретение относится к телевизионным устройствам, в частности к входному узлу передающей телевизионной камеры с трубкой типа видикон, в котором оптические изображения преобразуются в последова.тельность электрических сигналов.

Известен датчик видеосигнала, содержагдий видикон, источники питания, управляемый фотозатвор и вспомогательные Лс1мпочки засветки фоточувствительного слоя мишени, используемые для форсированного стирания потенциёшьного рельефа на мишени. В таком датчике видеосигнгша используется видикон с мишенью, состоящей из одного или нескольких фотопроводящих слоев, последовательно нанесенных на стеклянный диск с прозрачным электродом TI 1

Однако в видиконе при падении контраста (увеличении фона) значительно уменьшается величина сигнала и разрешаиощая способность. Это вызывается целым рядом причин, в частности прохождением сквозь мишень и рассеиванием внутри прибора излучения, а также невозможностью обеспечения условий оптимального согласования фотоэлектрических параметров мишени с параметрами разложения изображения при различных уровнях фоновой засветки мишени .В то же время чувствительность телевизионного передающего устройства, содержащего видикон, определяется шумами ceiMoro устройства и величиной сигнала, генерируемого видиконом, и при других равных условиях всегда снижается с уменьшением сигна10ла.

Известен также датчик видеосигнала с компенсацией фона, содержащий видикон с мишенью, выполненной на многоэлементной планшайбе, имеющей

ts фотопроводящий слой на ее приемном торце и резистивнвлй слой на коммутируемом торце, источник вспомогательного освещения с источником питания и источники питания видикона

Недостатком этого датчика видеосигнала с кo пeнcaциeй фона является уменьшение чувствительности при изменении контраста.

Цель изобретения - сохранение вы15сокой чувствительности при изменении контраста наблюдаемого объекта.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике видеосигнала, содержащем видикон с мишенью, выполненной на

30 многоэлементной планшайбе, имеющей

отопроводящий слой на приемном ее opue и резистивный слой на коммутиуемом торце, источник вспомогателього освещения с источником питания источники питания видикона, в цепь оллектора отраженных электронов виикона включены параллельно соедине ые конденсатор и резистор,, соединеный с цепью питания источника вспомоательного освещения, а резистивный слой мишени выполнен чувствительным к излучению этого источника.

На фиг.1 приведена эквивалентная . схема включения в электрическую цепь , одного из элементов мишени, электронного луча и коллектора отраженных электронов; на фиг.2 - схема питания источника вспомогательного освещения. Схема (фиг.1) содержит сопротивление Кф и емкость С(|, приемного фотопровоДящего элемента, сопротивление RP (продольное) и емкость Ср резистивного элемента мишени, сопротивление Rj Дпоперечное) кокмутнруемого элемента и его емкость С, коллектор К отраженных электронов, сопротивление RH и емкость Сц, включаелше в цепь коллектора,напряжение Цц- в цепи коллектора, сопротивление R нагрузки мишени, сопротивление R/v электронного луча. Коллектором отраженных электронов является сетка или второй анод электронного прожектора видикона. Цепь коллектора отраженных электронов включена в диагональ моста, в одно из плеч которого включен приемный детектирующий элемент R0 , в другое - резистивный компенсационный элемент Rp , а в два других включены источники Щ и Ua. питания. Варьируя величинами R( и Rp , а также U;| и и, всегда можно задать начальный необходимый потенциал S точки, при котором обеспечена максимальная крутизна вторично-эмиссионной характеристики в рабочей области, что позволяет получать максимгшьный сигнал при данном уровне облученности мишени. Максимальная глубина потенциального рельефа обеспечивается при прочих равных условиях и данном уровне освещенности мишени, если R Rp, Это условие не нарушается при наблюдении объекта на менякицемся фоне, если всегда

R( R« Rp ДКр. где uR( - изменение сопротивления приемного слоя за счет фоновой облученности мишени;

Rp - изменение сопротивления резистивного (коммутируемого) слоя при его освещении от вспомогательного источника.

За счет того, что в цепи коллектора отраженных электронов включена RH Сц -цепочка, сигнал с которой . подается в цепь питания источника

вспомогательного освещения, а резистивный слой выполнен чувствительным к этому источнику, в видиконе последнее равенство может поддерживаться непрерьшно и автоматически. Наиболее с успешно датчик с таким видиконом может быть использован при визуализации точечных объектов, наблюдаемых |на значительном фоне,занимающем все поле зрения мишени. От фоновой эаQ светки изменяется сопротивление при- . емного слоя, что приводит к разбалансу моста. В цепи коллектора, включенного в диагональ моста, изменяется значение постоянной составляющей тока отраженных от мишени электронов. Падение напряжения от протекания постоянного тока через сопротивление Rj подается и цепь питания источника вспомогательного освещения. Переменный сигнал от объекта не выделяется на R, , если Z(.« R j. , где

7 N-tK

- емкостное сопротивле 2itCtc

ние току сигнала, время коммутации элемента мишени, N - число элементов мишени, занимаемых изображением объекта.

Следовательно, должно быть

lir « кПри выполнении этого условия ток сигнала свободно проходит через емкость Cjt .

Датчик видеосигнала (например - Датчик с трубкой, работающей Б режиме медленных электронов) с компенсацией фона работает следующим образом. Пусть и U2 и ; ) - Rp . Когда отсутствует фон и сигнал, потенциал 5 коммутируемой поверхности мишени 0 равен 0. При коммутации все электроны пучка отражаются от поверхности мишени на коллектор. Ток в цепи коллектора достигает максимального значения. Напряжение uUn отрицательной 5 полярности с сопротивления R прилагается к сетке лампы Л и полностью запирает ее.В этом случае источник Лу вспомогательного освещения отключен (фиг. 2) .На приемный слой проектируется Q оптическое изображение объекта. Потенциал каждого освещенного элемента изменяется автоматически в соответствии с изменением яркости так, что за время кадра на элементах образуf ется потенциальный рельеф, соответствующий рельефу яркости в изобргикении. Его глубина при данном уровне освещенности максимальная. Считывайие этого рельефа производится в процессе коммутации следующим кадром, 0 а видеОС игнал снимается с сопротив. ления , нагрузки, включаемых в оба плеча моста. Переменная составляющая отраженных на коллектор электронов шунтируется цепочкой из последовате|льно включенных конденсатора С к, и