устройство однократного формирования сигнала изображения

Формула изобретения

1. Устройство однократного формирования сигнала изображения, содержащее первый объектив и датчик однократного видеосигнала, первый управляющий вход которого является входом задания длительности накопления, второй управляющий вход датчика однократного видеосигнала - входом задания длительности считывания, а выход "видео" датчика однократного видеосигнала - выходом устройства, отличающееся тем, что введены светоделитель, датчик телевизионного сигнала, формирователь сигнала рамки, смеситель и видеоконтрольный блок, причем первый объектив оптически связан с входом светоделителя, первый выход которого является выходом увеличенного оптического изображения и оптически связан с фотомишенью датчика однократного видеосигнала, а второй выход светоделителя является выходом нормального оптического изображения и оптически связан с фотомишенью датчика телевизионного сигнала, выход "видео" которого подключен к первому информационному входу смесителя, второй информационный вход которого подключен к выходу формирователя сигнала рамки, вход кадровой и вход строчной синхронизации которого объединены с соответствующими входами синхронизации видеоконтрольного блока и подключены соответственно к выходу кадровых и к выходу строчных синхроимпульсов датчика телевизионного сигнала, выходные кадровые и строчные синхроимпульсы которого предназначены для осуществления ведомого режима синхронизации датчика однократного видеосигнала, выход смесителя подключен к входу "видео" видеоконтрольного блока.

2. Устройство однократного формирования сигнала изображения по п. 1, отличающееся тем, что светоделитель содержит последовательно расположенные и оптически связанные полупрозрачное зеркало, коллективную линзу, отражающее зеркало и второй объектив, причем вход светоделителя оптически связан с входом полупрозрачного зеркала, первый выход светоделителя - с вторым выходом полупрозрачного зеркала, а второй выход светоделителя - с выходом второго объектива.

3. Устройство однократного формирования сигнала изображения по п. 1, отличающееся тем, что введен блок позиционирования, содержащий первый и второй приводы и кинематически с ними связанные соответственно первый и второй датчики положения, при этом первый и второй приводы осуществляют наведение датчика однократного видеосигнала соответственно по горизонтали и вертикали, причем выход первого датчика положения блока позиционирования подключен к первому управляющему входу формирователя сигнала рамки, второй управляющий вход которого подключен к выходу второго датчика положения блока позиционирования.

4. Устройство однократного формирования сигнала изображения по п. 3, отличающееся тем, что первый и второй приводы подключены к шине "Внешнее управление".

5. Устройство однократного формирования сигнала изображения по п. 1, или 2, или 3, или 4, отличающееся тем, что управление запуском процесса накопления зарядового рельефа снимка в датчике однократного видеосигнала осуществляется по изображению объекта контроля на экране видеоконтрольного блока.

6. Устройство однократного формирования сигнала изображения по 1, или 2, или 3, или 4, или 5, отличающееся тем, что введены коммутатор, пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь, формирователь длительности накопления, одновибратор и RS-триггер, при этом выход "видео" датчика телевизионного сигнала подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого подключен к дополнительному выходу формирователя сигнала рамки, а выход коммутатора подключен к информационному входу пикового детектора, управляющий вход которого объединен с входом одновибратора и входом "S" RS-триггера и подключен к входу "пуск" устройства, а выход пикового детектора подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к установочному входу формирователя длительности накопления, разрешающий вход которого подключен к выходу одновибратора, управляющий вход формирователя длительности накопления подключен к инверсному выходу RS-триггера, тактовый вход формирователя длительности накопления объединен с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя и подключен к выходу строчных синхроимпульсов датчика телевизионного сигнала, а выход формирователя длительности накопления подключен к входу "R" RS-триггера и соответственно к первому управляющему входу датчика однократного видеосигнала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к телевизионной технике и преимущественно может быть использовано в устройствах телевизионного фотографирования, предназначенных для регистрации объектов контроля путем однократного формирования видеосигнала.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать устройство однократного формирования сигнала изображения [1], содержащее последовательно расположенные и оптически связанные объектив и преобразователь "свет-электрический сигнал" в виде матрицы приборов с зарядовой связью (ПЗС), а также формирователь импульсов, выходы которого подключены к управляющим входам матрицы ПЗС, выход которой соединен с информационным входом видеоусилителя, выход которого является выходом "видео" устройства, первый управляющий вход которого является входом "задания длительности накопления", а второй управляющий вход - входом "задания длительности считывания".

Устройство прототипа является датчиком однократного видеосигнала, а объектом съемки - оптическое изображение в пределах всего угла поля зрения этого датчика.

Недостатком прототипа является отсутствие возможности оперативной съемки фрагмента предъявляемого оптического изображения с увеличением (масштабированием) на весь растр. Под термином "оперативная съемка" здесь понимается исключение из процесса съемки затрат по времени на перестройку оптического звена - установку нового значения фокусного расстояния объектива.

Задачей настоящего изобретения является оперативная съемка объекта, выбранного в поле зрения устройства, с масштабированием на весь растр.

При выборе в качестве объекта съемки центрального фрагмента предъявляемого изображения поставленная задача решается тем, что в устройство однократного формирования сигнала изображения, содержащее первый объектив и датчик однократного видеосигнала, первый управляющий вход которого является входом "задания длительности накопления", второй управляющий вход датчика - входом "задания длительности считывания", а выход "видео" датчика - выходом устройства, введены по основному варианту светоделитель, датчик телевизионного сигнала, формирователь сигнала рамки, смеситель и видеоконтрольный блок, причем первый объектив оптически связан с входом светоделителя, первый выход которого является выходом "увеличенного оптического изображения" и оптически связан с фотомишенью датчика однократного видеосигнала, а второй выход светоделителя является выходом "нормального оптического изображения" и оптически связан с фотомишенью датчика телевизионного сигнала, выход "видео" которого подключен к первому информационному входу смесителя, второй информационный вход которого подключен к выходу формирователя сигнала рамки, вход кадровой и вход строчной синхронизации которого объединены с соответствующими входами синхронизации видеоконтрольного блока и датчика однократного видеосигнала, а подключены соответственно к выходу кадровых ("КСИ") и к выходу строчных ("ССИ") синхроимпульсов датчика телевизионного сигнала, при этом выход смесителя подключен к входу "видео" видеоконтрольного блока.

В качестве объекта съемки может быть выбран не центральный, а произвольно расположенный фрагмент предъявляемого изображения.

Для этого в заявляемое устройство по основному варианту (вариант 1) должен быть дополнительно введен блок позиционирования, содержащий первый и второй приводы и кинематически с ними связанные соответственно первый и второй датчики положения, при этом первый и второй приводы осуществляют наведение датчика однократного видеосигнала соответственно по горизонтали и вертикали, причем выход первого датчика положения блока позиционирования подключен к первому управляющему входу формирователя сигнала рамки, второй управляющий вход которого подключен к выходу второго датчика положения блока позиционирования.

Для дистанционного наведения на выбранный объект съемки первый и второй приводы данного устройства (по варианту 2) должны быть подключены к шине "Внешнее управление".

Длительность накопления зарядового рельефа в датчике однократного видеосигнала может устанавливаться автоматически. Для этого в заявляемое устройство по основному варианту (варианту 1) или по варианту 2 должны быть дополнительно введены коммутатор, пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), формирователь длительности накопления, одновибратор и RS-триггер, при этом выход "видео" датчика телевизионного сигнала подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого подключен к дополнительному выходу формирователя сигнала рамки, а выход коммутатора подключен к информационному входу пикового детектора, управляющий вход которого объединен с входом одновибратора и входом "S" RS-триггера и подключен к входу "пуск" устройства, а выход пикового детектора подключен к входу АЦП, выход которого подключен к установочному входу формирователя длительности накопления, разрешающий вход которого подключен к выходу одновибратора, управляющий вход формирователя длительности накопления подключен к инверсному выходу RS-триггера, тактовый вход формирователя длительности накопления объединен с тактовым входом АЦП и подключен к выходу "ССИ" датчика телевизионного сигнала, а выход формирователя длительности накопления подключен к входу "R" RS-триггера и соответственно к первому управляющему входу датчика однократного видеосигнала.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых блоков, в т.ч.: светоделителя, датчика телевизионного сигнала, формирователя сигнала рамки, смесителя и видеоконтрольного блока, с возможностью присоединения к ним блока позиционирования, а также с возможностью присоединения к этим признакам коммутатора, пикового детектора, АЦП, формирователя длительности накопления, одновибратора и RS-триггера. Имеет место наличие и новых связей между новыми и остальными блоками.

Совокупность этих признаков не известна из уровня техники, поэтому заявляемое решение соответствует требованию новизны. В предлагаемом решении за счет мгновенного уменьшения угла в поле зрения устройства осуществляется телевизионное фотографирование объекта с увеличенным масштабом передачи.

Управление запуском процесса накопления зарядового рельефа снимка может быть выполнено по изображению с экрана видеоконтрольного блока. Продолжительность цикла накопления зарядового рельефа снимка может быть установлена вручную в соответствии с длительностью внешнего импульса на входе "задания длительности накопления" иди в автоматическом режиме после прихода импульса на вход "пуск".

По техническому результату и методам его достижения заявляемое решение соответствует требованию о наличии изобретательского уровня.

На фиг.1 изображена структурная схема заявляемого устройства по варианту 1; на фиг.2 - дополнение к фиг.1, определяющее структурную схему устройства по варианту 2; на фиг.3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.4 приведены изображения с экрана видеоконтрольного блока, поясняющие телевизионный контроль съемки; на фиг.5 - дополнение к фиг.2, определяющее структурную схему устройства по варианту 3; на фиг.6 - временные диаграммы, поясняющие работу формирователя длительности накопления в составе устройства по варианту 3.

Устройство однократного формирования сигнала изображения по основному варианту - варианту 1 (фиг.1) содержит первый объектив 1, датчик 2 однократного видеосигнала, светоделитель 3, датчик 4 телевизионного сигнала, формирователь 5 сигнала рамки, смеситель 6 и видеоконтрольный блок 7, причем первый объектив 1 оптически связан с входом светоделителя 3, первый выход которого оптически связан с фотомишенью датчика 2, а второй выход светоделителя 3 - с фотомишенью датчика 4, выход "видео" которого подключен к первому информационному входу смесителя 6, второй информационный вход которого подключен к выходу формирователя 5 сигнала рамки, вход кадровой и вход строчной синхронизации которого объединены с соответствующими входами видеоконтрольного блока 7 и датчика 2, а подключены соответственно к выходу кадровых ("КСИ") и к выходу строчных ("ОСИ") синхроимпульсов датчика 4, при атом выход смесителя 6 подключен к входу "видео" видеоконтрольного блока 7, причем первый управляющий вход датчика 2 однократного видеосигнала является входом "задания длительности накопления" устройства, второй управляющий вход датчика 2 - входом "задания длительности считывания" устройства, а выход "видео" датчика 2 - выходом устройства.

Светоделитель 3 содержат последовательно расположенные и оптически связанные полупрозрачное зеркало 3-1, коллективную линзу 3-2, отражающее зеркало 3-3 и второй объектив 3-4, причем вход светоделителя оптически связан с входом полупрозрачного зеркала 3-1, первый выход светоделителя - с вторым выходом полупрозрачного зеркала 3-1, а второй выход светоделителя - с выходом второго объектива 3-4.

Устройство однократного формирования сигнала изображения по варианту 2 (фиг. 2) содержит в своем составе устройство по варианту 1 и дополнительно блок 8 позиционирования, содержащий первый привод 8-1, второй привод 8-2 и кинематически с ними связанные соответственно первый датчик 8-3 положения и второй датчик 8-4 положения, при этом приводы 8-1 и 8-2 осуществляют наведение датчика 2 соответственно по горизонтали и вертикали, причем выход датчика 8-3 положения подключен к первому управляющему входу формирователя 5 сигнала рамки, второй управляющий вход которого подключен к выходу датчика 8-4 положения.

Устройство однократного формирования сигнала изображения по варианту 3 (фиг. 5) содержит в своем составе устройство по варианту 1 или по варианту 2 и дополнительно коммутатор 9, пиковый детектор 10. АЦП 11, формирователь 12 длительности накопления, одновибратор 13 и RS-триггер 14, при этом выход "видео" датчика 4 подключен к первому входу коммутатора 9, второй вход которого подключен к дополнительному выходу формирователя 5 сигнала рамки, а выход коммутатора 9 подключен к информационному входу пикового детектора 10, управляющий вход которого объединен с входом одновибратора и входом "S" RS-триггера 14 и подключен к входу "пуск" устройства, а выход пикового детектора 10 подключен к информационному входу АЦП 11, выход которого подключен к установочному входу формирователя 12, разрешающий вход которого подключен к выходу одновибратора 13, управляющий вход формирователя 12 подключен к инверсному выходу RS-триггера 14, тактовый вход формирователя 12 объединен с тактовым входом АЦП 11 и подключен к выходу "ССИ" датчика 4, а выход формирователя 12 подключен к входу "R" RS-триггера 14 и соответственно к первому управляющему входу датчика 2.

В качестве датчика 2 однократного видеосигнала может быть использован камерный модуль FTM12 фирмы Philips (Нидерланды) с диагональю мишени 2/3 дюйма при формате (7,68х7,68) мм [2].

Для применения в настоящем решении в модуле должен быть установлен режим развертки "Snap-shot". При этом первым управляющим входом датчика 2 является вход "Trigger cohtrol", а вторым управляющим входом - "ЕХТ clock". В качестве датчика 4 телевизионного сигнала может быть использован камерный модуль СА-Н32С фирмы "GОLDBEEM elektronics" (Южная Корея) с диагональю мишени 1/3 дюйма при формате (4,8х3,6) мм.

Отметим, что для заявляемого устройства по варианту 3 (см. фиг.5) необходимым условием выбора камерного модуля в качестве датчика 4 является линейная зависимость видеосигнала с его выхода "видео" от освещенности, т.е. - характеристика равна 1, а также отсутствие по этому выходу воздействия автоматической регулировки усиления (АРУ).

Предположим, что в качестве первого объектива 1 использован отечественный объектив "Зенитар-М" 2,8/16, в качестве второго объектива 3-4 - отечественный объектив "Т-55", а в качестве датчиков 2 и 4 - указанные выше приборы.

Объектив 1 формирует изображение с форматом (36х24) мм. В плоскости этого изображения находится фотомишень датчика 2. Поэтому датчик 2 регистрирует оптическое изображение формата с размерами, определяемыми его фотомишенью (7,68х7,68) мм.

Таким образом, на первом выходе светоделителя формируется увеличенное оптическое изображение объекта контроля с кратностью масштабирования:

по вертикали Км^Х = 24/7,68;

по горизонтали Км^У = 36/7,68.

С другой стороны, объектив 3-4 переносит полностью изображение с форматом (36х24) мм в плоскость фотомишени датчика 4. В результате на втором выходе светоделителя формируется нормальное оптическое изображение объекта контроля.

Формирователь 5 сигнала рамки предназначен для получения:

а) сигнала прямоугольной рамки с форматом (ахб), где

а - размер рамки по горизонтали,

б - размер рамки по вертикали,

а толщина рамки составляет (1...2) элемента/строки;

б) сигнала "окошко", вписанного в сигнал рамки в том же формате.

Сигнал прямоугольной рамки вырабатывается на выходе формирователя 5, а сигнал "окошко" - на его дополнительном выходе. Оба сигнала имеют положительную полярность относительно общего провода.

Синхронизация по кадрам и строкам формирователя 5 осуществляется при помощи импульсных сигналов "КСИ" и "ССИ", снимаемых с соответствующих выходов датчика 4 телевизионного сигнала.

Очевидно, что величины а и б в мм связаны с видимыми размерами растра на экране видеоконтрольного блока соотношениями:

а = А / Км^X; б = Б / Км^У,

где А - размер растра по горизонтали, в мм;

Б - размер растра по вертикали, в мм.

Рамка и "окошко" формируются цифровым методом без применения одновибраторов. При этом их смещение по горизонтали и по вертикали определяется величинами постоянных напряжений, подаваемых на вход соответствующего аналого-цифрового преобразователя (АДП) и регулируемых раздельно делителями на Rx и Ry.

Последние, устанавливаемые в блоке 8 позиционирования, являются оперативными органами управления рамкой и "окошком", а одновременно - датчиками положения по горизонтали и вертикали.

Блок 8 позиционирования предназначен для осуществления пространственного наведения датчика 2 однократного видеосигнала при помощи приводов 8-1 и 8-2 и съема текущей информации о его положении в системе координат XOY при помощи датчиков положения 8-3 и 8-4.

Первый датчик положения 8-3 выполнен на резисторе Rx=Rх*+Rnx, а второй датчик положения 8-4 - на резисторе Ry=Ry*+Rny. При этом потенциометры Rnx и Rny кинематически связаны соответственно с первым 8-1 и вторым 8-2 приводами.

Пространственное наведение датчика 2, выполняется блоком 8, может быть ручным или электромеханическим с использованием электродвигателей. Во втором случае первый 8-1 и второй 8-2 приводы подключены к шине "Внешнее управление", на которую подаются сигналы извне.

Смеситель 6, пиковый детектор 10 и АЦП 11 могут быть выполнены на основе операционных усилителей и линейных интегральных микросхем (см., например, [3]).

Коммутатор 9 может быть выполнен с использованием микросхемы К176КТ1 или К561КТ3 (см.[4, с.220]).

Формирователь 12 длительности накопления может быть выполнен на основе многокаскадного объединения двоичных счетчиков, например микросхем К561ИЕ11 (см. [4, с.238]).

Установочный вход формирователя 12 эквивалентен входам предварительной записи - установки S0-S3 счетчика, разрешающий вход - входу разрешения этой операции SE, управляющий вход - входу переноса Свх. а тактовый вход - входу такта С. Отметим, что управляющий вход формирователя 12 имеет активное напряжение низкого уровня.

Одновибратор 13 может быть выполнен с использованием ждущего мультивибратора микросхемы К564АГ1 (см.[4, с.282]).

RS-триггер 14 является логическим триггерным устройством RS-типа с высоким активным уровнем на входах управления.

Особенностью видеоконтрольного блока 7 является наличие раздельных входов синхронизации и видеосигнала.

Устройство однократного формирования сигнала изображения по варианту 1 (см.фиг.1) работает следующим образом.

Оптическое изображение наблюдаемой сцены по оптическому пути: первый объектив 1, полупрозрачное зеркало 3-1, коллективная линза 3-2, отражающее зеркало 3-3, второй объектив 3-4 проецируется на фотомишень датчика 4 телевизионного сигнала. Одновременно увеличенный в соответствии с кратностью масштабирования светоделителя 3 центральный фрагмент этого изображения по другому оптическому пути: первый объектив 1, полупрозрачное зеркало 3-1 проецируется на фотомишень датчика 2 однократного видеосигнала.

Изображение на фотомишени датчика 4 преобразуется далее в видеосигнал по телевизионному стандарту, а выходные кадровые (КСИ) и строчные (ССИ) синхроимпульсы в качестве ведущих осуществляют ведомый режим синхронизации формирователя 5 сигнала рамки, датчика 2 однократного видеосигнала и видеоконтрольного блока 7.

Формирователь 5 вырабатывает на выходе сигнал электронной рамки, геометрические размеры и положение в растре которой определяют выбор упомянутого выше центрального фрагмента предъявляемого входного изображения.

При этом с выхода блока 6 на выход "видео" видеоконтрольного блока 7 приходит сигнал микширования, составляющими которого являются видеосигнал от датчика 4 и сигнал рамки от формирователя 5.

На экране видеоконтрольного блока 7 воспроизводится нормальное изображение наблюдаемой сцены и изображение прямоугольной рамки, отмечающей его центральный фрагмент.

Отметим, что, как и в прототипе, датчик 2 однократного видеосигнала при наличии на его входе "задания длительности накопления" высокого логического уровня находится в состоянии "ненакопления".

Допустим, что на вход "задания длительности накопления" датчика 2 в момент t0 поступает импульсный сигнал (см. фиг.3а). Тогда датчик 2 переходит в новое состояние, а на его фотомишени производится формирование зарядового рельефа увеличенного на весь растр центрального фрагмента изображения, наблюдаемого по видеоконтрольному блоку 7.

Допустим, что в момент t1 (см. фиг.3а), как и в прототипе, уровень зарядового рельефа на фотомишени датчика 2 соответствует критерию максимального отношения сигнал/шум. Тогда, как и в прототипе, в момент t1 на входе "задания длительности накопления" устройства уровень логического "0" заменяется на уровень логической "1" (см. фиг.3а).

Далее, как в прототипе, зарядовый рельеф информационного кадра из фотомишени (секции накопления) переносится в секцию хранения датчика 2, а его фотомишень переходит в состояние "ненакопления".

Предположим, что в последующий момент 12 (см. фиг.3б) на входе "задания длительности считывания" устройства уровень логического "0" заменяется на уровень логической "1". Когда высокий уровень в сигнале "задания длительности считывания" совпадает с окончанием ближайшего кадрового гасящего импульса (см. момент t3 на фиг.3в), начинается считывание зарядового рельефа информационного кадра, которое продолжается в течение интервала t3...t4. В результате на выходе "видео" датчика 2, а следовательно, и на выходе устройства, формируется электрический сигнал одиночного кадра (см. фиг.3г).

Отметим, что длительность этого сигнала, с учетом кадрового гасящего импульса, составляет, как и в прототипе, Тк и соответствует периоду полукадров по телевизионному стандарту.

Устройство однократного формирований сигнала изображения по варианту 2 (см. фиг.2) работает следующим образом.

Пусть объектом съемки является не центральный, а произвольно выбранный фрагмент предъявляемого изображения. Для этого положение электронной рамки устанавливают в необходимом месте изображения при помощи приводов 8-1 и 8-2 путем изменения сопротивлений, снимаемых с потенциометров Rnx и Rny в датчиках 8-3 и 8-4 соответственно.

Одновременно приводы 8-1 и 8-2 осуществляют наведение датчика 2 на увеличенное оптически в соответствии с кратностью масштабирования "внутрирамочное изображение".

Для дистанционного наведения датчика 2 управление приводами 8-1 и 8-2 выполняют сигналами извне, подаваемыми на шину "Внешнее управление".

В остальном работа заявляемого устройства по варианту 2 не отличается от работы устройства по варианту 1.

В заявляемом устройстве по варианту 1 или 2 управление запуском процесса накопления зарядового рельефа снимка в датчике 2 однократного видеосигнала может осуществляться по изображению с экрана видеоконтрольного блока 7.

Предположим, что объектом съемки является фигура движущегося человека, когда он появляется в зоне, обозначенной электронной рамкой. В этом случае по наблюдаемому телевизионному изображению управляющий сигнал по входу "задания длительности накопления" датчика 2 подают в момент, показанный на фиг.4б.

Устройство однократного формирования сигнала изображения по варианту 3 (см. фиг.5) работает следующим образом.

До момента прихода на вход "пуск" импульсного сигнала на первом управляющем входе датчика 2 поддерживается уровень логической "1", поэтому датчик 2 находится в состоянии "ненакопления". При этом на экране видеоконтрольного блока 7 воспроизводится телевизионное изображение, формируемое датчиком 4, и наложенное на него изображение прямоугольной рамки.

На входе "R" триггера 14 присутствует логический "0", поэтому сам триггер по инверсному выходу находится в состоянии "1". Следовательно, формирователь 12 длительности накопления заблокирован по управляющему входу высоким логическим уровнем и не считает тактовые ССИ.

Пусть в момент t6 на вход "пуск" приходит импульс запуска, как показано на фиг.6а. Тогда RS-триггер 14 переходит в состояние "0" по инверсному выходу. Одновременно импульс запуска осуществляет сброс пикового детектора 10 и запуск одновибратора 13. Одновибратор 13 формирует на выходе импульсный сигнал (см. фиг.6б), длительность которого t6...t7 является интервалом разрешения операции предварительной записи-установки в счетчики формирователя 12.

Начиная с момента t6, пиковый детектор 10 приступает к измерению и запоминанию текущего значения видеосигнала с выхода коммутатора 9. Отметим, что, благодаря коммутатору 9, выполняется измерение и запоминание видеосигнала, формируемого датчиком 4, но в пределах, ограниченных в растре электронной рамкой.

Постоянное напряжение с выхода пикового детектора 10, пропорциональное максимальному значению измеренного видеосигнала, преобразуется далее в АЦП 11 из аналоговой формы в цифровую и подается на установочные входы счетчиков формирователя 12. К моменту t7 (см. фиг.6б) запись-установка этого числа в счетчики формирователя 12 должна закончиться.

Начиная с момента t7, счетчики формирователя 12 подсчитывают приращение данных, а на выходе блока 12 устанавливается низкий логический уровень (см. фиг.6г или фиг.6е). Поэтому датчик 2 переходит в состояние накопления информационных зарядов.

Длительность накопления в датчике 2 устанавливается оптимальной по критерию максимума отношения сигнал/шум видеосигнала выполняемого снимка, что достигается предварительной калибровкой устройства.

После окончания накопления зарядов в датчике 2 производится сброс счетчиков формирователя 12 и установка RS-триггера 14 по инверсному выходу в состояние "1".

В счетчиках формирователя 12 устанавливается нулевое число, а датчик 2 переходит вновь в состояние "ненакопления".

Далее, как в вариантах 1 и 2 телекамеры, производится считывание видеосигнала одиночного кадра.

Для реализации оптимального накопления информативных зарядов в датчике 2 необходимо выполнить следующую калибровку устройства.

Перед первым объективом 1 устанавливается тест-таблица, освещенность которой в белом Емакс обеспечивает максимальный размах видеосигнала, формируемого датчиком 4, т.е. соответствие его критерию максимума отношения сигнал/шум.

Далее величина напряжения, вводимого через установочные входы в счетчики формирователя 12, регулируется так, чтобы при достижении максимального числа счета и возникновения выходного импульса переноса со старшего разряда длительность накопления датчика 2 составляла бы один полукадр по телевизионному стандарту, т.е. Тк.

Тогда, если освещенность объекта съемки Е1 будет меньше, чем Емакс, то при достижении максимального числа счета выходной импульс переноса появится позже, в момент t8 (см. фиг.6в), а длительность накопления датчика 2 составит Т1>Тк. Если освещенность объекта съемки снизится еще, т.е. Е2<Е1, то пропорционально позднее, в момент t9 (см. фиг.6д) появится импульс переноса, а длительность накопления Т2 соответственно увеличится.

Необходимо отметить, что автоматический выбор максимального времени накопления Тмакс датчика 2 должен учитывать физические ограничения фотоприемника на ФППЗ по темновому току. Для неохлаждаемого фотоприемника на ФППЗ можно принять, что Тмакс=1с. По этому параметру должна быть выбрана максимальная емкость счетчиков формирователя 12.

В заявляемом устройстве однократного формирования сигнала изображения обеспечивается оперативная съемка объекта, выбранного в поле зрения устройства, с масштабированием на весь растр.

По сравнению с прототипом оперативность съемки обусловлена следующим временным выигрышем:

- исключается время на замену первого объектива с постоянным фокусным расстоянием на другой объектив с большим его значением (время замены до 30 с) или

- исключается время на изменение фокусного расстояния первого объектива, выполненного в виде вариообъектива (время регулировки до 15 с).

Отметим, что оперативность съемки в настоящем решении повышается и за счет предоставления оператору возможности вести постоянно телевизионный контроль за объектом съемки.

Следует подчеркнуть, что в заявляемом решении операция масштабирования производится без потерь разрешающей способности изображения, а сама процедура масштабирования изображения эквивалентна повышению контрастной чувствительности устройства с коэффициентом, численно равным кратности масштабирования.

Предлагаемое решение, как и в прототипе, обеспечивает возможность гибкого сопряжения устройства однократного формирования сигнала изображения с компьютером пользователя. Вместе с тем обеспечивается телевизионный контроль объекта съемки в реальном времени. Поэтому это устройство может найти применение для телевизионной микроскопии, например для решения некоторых задач криминалистики.

В условиях пониженной освещенности объекта съемки заявляемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает возможность автоматического выбора длительности зарядового накопления на фотомишени преобразователя "свет-сигнал". Это является несомненным преимуществом предлагаемого решения, которое в сочетании с повышенной световой и контрастной чувствительностью и низким уровнем собственных шумов может быть решающим фактором для его использования в телевизионной интроскопии.

Все блоки заявляемого устройства однократного формирования сигнала изображения в настоящее время освоены или могут быть освоены отечественной промышленностью. Поэтому оно соответствует критерию о промышленной применимости.

На дату заявки заявляемое устройство разработано на уровне технического предложения по теме "МОБИЛЬ".

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Заявка Франции 2589301 от 28.10.85г. Заявитель - фирма i2S (Франция). Реферат заявки опубликован в бюллетене "Передача изображения, телевидение", выпуск 136. МКИ H 04 N, 12, М., 1987 г.

2. Image sensor module FTM12, Pre1iminary specification, April 1993.

3. Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС. Пер. с англ. - М.: Мир, 1985.

4. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. - Челябинск: Металлургия, 1988.