Изобретение относится к прикладному телевидению и обеспечивает расширение функциональных возможностей телевизионной камеры на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС). The invention relates to applied television and provides enhanced functionality of a television camera based on charge-coupled devices (CCD).
Целью изобретения является увеличение точности формирования функции распределения яркости изображения. The aim of the invention is to increase the accuracy of the formation of the distribution function of the brightness of the image.
На чертеже представлена структурная схема камеры. The drawing shows a structural diagram of the camera.
Телевизионная камера содержит матричный ПЗС 1 с покадровым переносом, включающий секцию 2 накопления, секцию 3 памяти и выходной регистр 4, синхрогенератор 5, усилитель-формирователь 6 импульсов управления секцией 2 накопления и секцией 3 памяти, усилитель-формирователь 7 импульсов управления выходным регистром 4, формирователь 8 постоянных уровней напряжения, держатель 9 частоты, блок 10 коммутации, генератор 11 линейно меняющегося напряжения, блок 12 регистрации, блок 13 компенсации сопротивления подложки. The television camera contains a matrix CCD 1 with frame-by-frame transfer, including an accumulation section 2, a memory section 3 and an output register 4, a sync generator 5, an amplifier-driver 6 of the control pulses 6 of the accumulation section 2 and a memory section 3, an amplifier-driver 7 of the output register 4 control pulses, a shaper 8 of constant voltage levels, a frequency holder 9, a switching unit 10, a linearly varying voltage generator 11, a recording unit 12, a substrate resistance compensation unit 13.
Телевизионная камера работает следующим образом. A television camera operates as follows.
Оптическое изображение проецируется на фоточувствительную секцию 2, где производится оптоэлектронное преобразование за время кадрового видеоимпульса. По окончании преобразования за время кадрового гасящего импульса сформированные зарядовые пакеты из секции 2 переносятся в секцию 3. Для этого на фазные шины секции 2 с синхрогенератора 5 через усилитель-формирователь 6 и блок 10 поступают тактовые импульсы, а на фазные шины секции 3 тактовые импульсы поступают с синхрогенератора 5, через усилитель-формирователь 6. По окончании кадрового гасящего в секции 2 вновь производится оптоэлектронное преобразование, а из секции 3 зарядовые пакеты построчно сбрасывается в выходной регистр 4 и выводятся из ПЗС в виде отсчетов электрического сигнала. Для этого на секцию 3 с синхрогенератора 5 через усилители-формирователи 6 поступают импульсы, а на выходной регистр 4 тактовые импульсы поступают через усилитель-формирователь 7. Уровни напряжений фазных импульсов задаются с формирователя 8 постоянных уровней напряжения. Следует отметить, что данный процесс формирования видеосигнала изображения не имеет особенностей и применяется в большинстве телекамер на ПЗС с покадровым переносом. Далее кадровые синхроимпульсы с генератора 5 поступают на вход делителя 9, который отсчитывает определенное число импульсов. При поступлении заданного числа импульсов на вход делителя 9 на его выходе формируется импульс, поступающий на блок 10 и генератор 11 линейно меняющегося напряжения, в результате чего в блоке 10 фазные шины секции 2 накопления подключаются к выходу генератора 11 линейно меняющегося напряжения. В момент переключения фазных шин секции 2 накопления к выходу генератора 11 последний начинает формировать линейно уменьшающийся импульс напряжения, в результате чего на выходе стока антиблуминга секции 2 формируется сигнал функции распределения яркости. Коэффициент деления делителя 9 целесообразно выбирать более 16, так как в этом случае при телевизионном стандарте разложения отсутствие одного кадра в изображении будет незаметно для оператора. По окончании формирования сигнала функции распределения камера работает вновь как обычная телекамера, т. е. в секции 2 производится оптоэлектронное преобразование, затем за время кадрового гасящего сформированные зарядовые пакеты сдвигаются в секцию 3, затем в секции 2 вновь производится оптоэлектронное преобразование, а из секции 3 зарядовые пакеты построчно выводятся в выходной регистр 4, из которого зарядовые пакеты, преобразуясь в напряжение, выводятся из ПЭС 1. Процесс формирования видеосигнала изображения продолжается до тех пор, пока не сформируется количество кадров, определяемое коэффициентом делителя 9 частоты. Таким образом, формируется цикл из 16 и более кадров изображения и одного сигнала функции распределения яркости, поступающего на регистрирующее устройство, в качестве которого может быть использован осциллограф. The optical image is projected onto the photosensitive section 2, where the optoelectronic conversion is performed during the frame video pulse. At the end of the conversion, the generated charge packets from section 2 are transferred to section 3 during the quenching pulse, for this purpose, clock pulses are fed to the phase buses of section 2 from the clock generator 5 and block 10, and clock pulses are sent to the phase buses of section 3 from the sync generator 5, through the amplifier-driver 6. At the end of the personnel quenching in section 2, the optoelectronic conversion is performed again, and from section 3 the charge packets are reset line by line to the output register 4 and output from a CCD in the form of readings of an electrical signal. To do this, pulses are sent to section 3 from the sync generator 5 through the amplifier-shapers 6, and clock pulses are transmitted to the output register 4 through the amplifier-shaper 7. The voltage levels of the phase pulses are set from the shaper 8 constant voltage levels. It should be noted that this process of forming the video signal of the image has no features and is used in most cameras on CCDs with frame-by-frame transfer. Next, the frame clock from the generator 5 is fed to the input of the divider 9, which counts a certain number of pulses. When a predetermined number of pulses arrives at the input of the divider 9, a pulse is generated at its output, which arrives at block 10 and the linearly varying voltage generator 11, as a result of which in block 10 the phase buses of the accumulation section 2 are connected to the output of the linearly varying voltage generator 11. At the moment of switching the phase buses of the accumulation section 2 to the output of the generator 11, the latter begins to form a linearly decreasing voltage pulse, as a result of which a brightness distribution function signal is generated at the output of the anti-blooming section 2. The division coefficient of the divider 9 is advisable to choose more than 16, since in this case, with the television standard of decomposition, the absence of one frame in the image will be invisible to the operator. Upon completion of the formation of the distribution function signal, the camera operates again as a normal camera, i.e., in section 2 the optoelectronic conversion is performed, then during the personnel quenching the formed charge packets are shifted to section 3, then in section 2 the optoelectronic conversion is performed again, and from section 3 charge packets are output line-by-line to output register 4, from which charge packets, being converted to voltage, are output from PES 1. The process of generating an image video signal continues until ka the number of frames determined by the coefficient of the frequency divider 9 is not formed. Thus, a cycle is formed of 16 or more image frames and one signal of the brightness distribution function supplied to the recording device, which can be used as an oscilloscope.