FI98777C - CCD-elementin ohjausjärjestely - Google Patents
CCD-elementin ohjausjärjestely Download PDFInfo
- Publication number
- FI98777C FI98777C FI942530A FI942530A FI98777C FI 98777 C FI98777 C FI 98777C FI 942530 A FI942530 A FI 942530A FI 942530 A FI942530 A FI 942530A FI 98777 C FI98777 C FI 98777C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- ccd element
- control
- control electronics
- buffer
- sequence
- Prior art date
Links
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 10
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000701 chemical imaging Methods 0.000 description 1
- 238000013144 data compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/2823—Imaging spectrometer
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Image Processing (AREA)
Description
98777;
CCD-ELEMENTIN OHJAUSJÄRJESTELY - STYRARRANGEMANG VID ETT CCD-ELEMENT
5 Keksinnön kohteena on CCD-elementin oh- jauselektroniikka, johon kuuluu CCD-elementti ja sitä ohjaava sekvensseri.
Markkinoilla on saatavissa suuri määrä erilaisia CCD-elementin sovelluksia, joista yksi esimerk-10 kisovellus on CCD-elementtien käyttö kuvantavan spektroskopian kamerasovelluksissa. Eräs tällainen alue on lentokoneesta tapahtuva kaukokartoitus sekä erilaiset ympäristön tilaan liittyvät mittaukset.
Lentokoneesta otetaan maastosta viivakuva 15 lentosuuntaan nähden poikittain, mikä vastaa ns. spatiaalista eli paikkatietoa. Lentokoneen lentäessä esim. 1 km:n korkeudella jokainen kuvapiste vastaa l m x l m aluetta maastossa. Kuva hajotetaan spektrografilla aallonpituus spektriksi .
20 CCD-elementti koostuu joukosta puolijohdeil- maisimia. Ilmaisimet on tässä sovelluksessa järjestetty matriisimuotoon. CCD-elementtiä ohjataan sekvensseril-
• I
lä. Sovellus vaatii lyhyitä kuvan integrointiaikoja ja siten CCD-elementin lukemista erittäin nopeasti. Toi-25 saalta vaaditaan myös monipuolisia toimintamoodeja.
Matriisimuotoinen CCD-elementti sisältää suu- • · · ren määrän dataa, esim. 384x288 kuvapistettä. Tunne-:/·<. tuilla CCD-elementtien ohjausjärjestelyillä on jokainen kuvapiste A/D-muunnettava, mikä johtaa talletettavan 30 datan määrän kasvamiseen ja vaatii datan kompressoin- • · : *' tia.
♦ · · V ‘ Kuva-aineistoa on pystyttävä keräämään reaa- • ♦*· *;·>’: liajassa. Ongelmana entuudestaan tunnetuissa laitteissa on, että käytetyllä suurella kuvapistetaajuudella sek-35 vensserin ohjausta ei voida toteuttaa perinteisellä tavalla.
Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä 2 98777; mainitut tunnettujen ratkaisujen epäkohdat.
Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen CCD-elementin ohjausjärjestely, joka mahdollistaa A/D-muunnettavan datan valinnan laitteis-5 ton avulla.
Lisäksi keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin laite, joka soveltuu erityisen hyvin lentokoneesta käsin tapahtuvaan kaukokartoitukseen, ympäristön tilan mittauksiin seka nopeisiin teollisuussovelluksiin.
10 Keksinnön mukaiselle laitteelle on tun nusomaista, että sekvensseriin on kytketty ainakin yksi puskurielementti, joka on FIFO-tyyppiä, ja johon elementtiin sekvensserin ohjauskäskyt syötetään.
Keksinnön mukaisesti laite voidaan toteuttaa 15 edullisilla komponenteilla. Keksinnön mukainen ratkaisu on joustava. Keksinnön mukaisesti instrumentin etuosaa ohjaavan rakenteen, (esimerkiksi mikrokontrolleri) ei tarvitse olla nopea eikä osallistua koko aikaa sekvenssin ohjaukseen, vaan ainoastaan integrointiajastimen 20 ylläpitämiseen sekä vikojen diagnostisointiin.
Keksinnön etuna on, että keksinnön mukaisella toteutuksella voidaan hinnaltaan edullisia komponentte- : 1 ja käyttäen toteuttaa sovelluksissa tarvittava lait teiston joustavuus sekä riittävä nopeus. Edelleen kek-25 sinnön etuna on, että ohjaussekvenssien lataukseen riittää esim. kohtuullisen hidas mikrokontrollerityyp- ..!<·· pinen ohjain, joka saa ohjauskäskyt esim. sarjaväylän ·% · · <:*. kautta.
i · ·
Lisäksi keksinnön ansiosta on mahdollista .. 30 kompressoida CCD-kameran kuva jo alustavasti laitteis- • · ton avulla, valitsemalla halutut kuvapisteet A/D-muun- • · < V ‘ nettavaksi.
« v ”·/*: Keksinnön mukaisen CCD-elementin ohjauselekt- roniikan eräässä sovellutuksessa CCD-elementtiä ohjaa- : 35 vaan sekvensseriin on kytketty ainakin yksi puskuriele- mentti, joka on FIFO-tyyppiä. Sekvensserin ohjauskäskyt syötetään FIFO-tyyppiseen puskurielementtiin, jolloin 98777' 3 saavutetaan joustavuus ja muunneltavuus.
Keksinnön mukaisen CCD-elementin ohjauselekt-roniikan eräässä sovellutuksessa puskurielementtejä on kaksi kappaletta. Kumpaankin puskurielementtiin on 5 järjestetty takaisinkytkentä sekvensseriltä. Edelleen ensimmäinen puskurielementti saa tiedon sekvensserin tilasta takaisinkytkennän kautta.
Keksinnön mukaisen CCD-elementin ohjauselekt-roniikan eräässä sovellutuksessa ensimmäistä pusku-10 rielementtiä käytetään tilatiedon ja spektraalisen kanavan kaistanleveyden ohjaamiseen sekvensserillä. Tilatietoa syötetään esim. kolmella bitillä ja spektraalisen kanavan kaistanleveyttä ohjataan esim. kolmella bitillä.
15 Keksinnön mukaisen CCD-elementin ohjauselekt- roniikan eräässä sovellutuksessa toisella puskuriele-mentillä ohjataan oheislogiikkaa.
Keksinnön mukaisen CCD-elementin ohjauselekt-roniikan eräässä sovellutuksessa puskurielementin kel-20 lotus tapahtuu synkronoituna sekvensserin detektorin rivikelloon.
Keksinnön mukaisen CCD-elementin ohjauselekt-: ‘ ' roniikan eräässä sovellutuksessa toisella puskuriele- mentillä ohjataan spektraalisen kanavan sisäisten spa-25 tiaalikuvapisteiden A/D-muunnosta binäärisesti. Tarvit- V taessa binäärinen muunnostieto voidaan ohittaa ohjaa- valta logiikalta. Puskurielementin kellotus tapahtuu M*t. synkronoituna sekvensserin kuvapistekelloon.
I · ·
Keksinnön mukaisen CCD-elementin ohjauselekt-30 roniikan erääseen sovellutukseen kuuluu ohjausrakenne, : *’ kuten mikrokontrolleri. Mikrokontrolleria käytetään V ‘ puskurielementtien lataukseen ja integrointiajan yllä- • »I* *:?y; pitämiseen. Edelleen mikrokontrollerilla ladataan mo- lemmat puskurielementit ja käynnistetään sekvensserin • 35 toiminta.
Keksinnön mukaisen CCD-elementin ohjauselekt-roniikan eräässä sovellutuksessa mikrokontrollerilla 98777'.
4 tarkkaillaan sekvensserin toimintaa.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää lentokoneessa olevan kameran kuvaamaa 5 viivakuvaa ja siitä spektrografin avulla hajotettua spektraalikuvaa, ja kuva 2 esittää esillä olevan keksinnön mukaista CCD-elementtikytkentää lohkokaaviokuvana.
Kuvassa 1 esitetään lentokoneesta kuvattu 10 viivakuva, joka on spektrografin avulla hajotettu spektraalikuvaksi. Lentosuuntaan nähden vaakasuora kuva jaetaan 384: ään kuvaosaan spatiaalitiedon saamiseksi. Jokainen kuvaosa hajotetaan spektrografin avulla 288: aan osaan eli kanavaan spektraalisen tiedon saamiseksi. 15 Em. tavalla hajotettua kuvaa on keksinnön erään sovellutuksen mukaisella laitteella mahdollista käsitellä neljällä eri toimintamoodilla. Toimintamoodeja ovat esimerkiksi: -täysi spektraalinen tai täysi spatiaalinen 20 informaatio, jolloin kaikki CCD-elementin kuvapisteet ovat käytössä, -täysi spatiaalinen informaatio valituilla aallonpituuskaistoilla, -täysi spektraalinen informaatio tasavälein 25 (47) olevilla spatiaalisilla katselukulmilla, ; -valittavat aallonpituuskaistat, joiden lisäk- • « ♦ ..*«·· si muilta juovilta halutut katselukulmat.
♦ M· Tämä edellyttää, että ohjaava rakenne kykenee suureen nopeuteen ja myös joustavuuteen.
.. 30 Kuvassa 2 esitetään keksinnön mukaisen CCD- • · * _* elementin ohjauselektroniikan eräs sovellutus, johon • · · V ‘ kuuluu kaksi FIFO -tyyppistä (First In, First Out) pus- "·*·*: kurielementtiä. Esitetty sovellutus perustuu siihen perusajatukseen, että käytetään CCD-elementtiä, jossa : 35 on sekä kuva- että muistialue. Samalla kun luetaan edellistä kuvaa muistialueelta, voidaan integroida uutta kuvaa kuva-alueelle. Sama sovellutus sopii kui- 98777'.
5 tenkin myös CCD-elementeille, joissa on pelkkä kuva-alue. Tällöin ainoastaan puskurielementteihin ladattavat koodit ovat poikkeavat.
Ensimmäinen puskurielementti (tilafifo) 4 5 sisältää tiedon sekvensserin 3 tilasta, valitun aallonpituuden kaistanleveydestä sekä kolmebittisen ohjaustiedon siitä, onko kyseessä spektriviiva (muunnettava CCD-elementin rivi), sekvenssin uudelleen aloitus (uusi kuva) vai odotustila (odotetaan integrointiajastimen 10 laukeamista). Toiseen puskurielementtiin 5 ladataan binäärinen tieto siitä, mitkä kuvapisteet digitoidaan kunkin spektraalisen rivin sisällä. Tätä tietoa käytetään sekä katselukulmien että valitun spektrijuovan sisäisen informaation valinnassa. Ohjaussekvenssit 15 ladataan puskurielementteihin ohjaavalla rakenteella 7, kuten mikrokontrollerilla. Mikrokontrolleria ohjataan esim. mikrotietokoneella (ei esitetty kuvassa) esim. sarjaväylän kautta. Tulevat käskyt puretaan sekvensseiksi, jotka ladataan puskurielementteihin. Tämän 20 jälkeen käynnistetään sekvenssointi ja sekvensseri hoitaa itse tarvittavan tiedon kellotuksesta itselleen.
Ohjaava rakenne, kuten mikrokontrolleri, pitää yllä integrointiaikaa ja seuraa sekvenssoinnin onnistumista pohjautuen integrointiajan täyttymisen ja kehys-25 laskentatiedon väliseen tarkkailuun.
... Kunkin kuvakehyksen sisällä lasketaan rivilas- ·1« kurin pulssit, joiden perusteella päätellään toiminnan V:fi onnistuminen. Mikäli kehyslaskentatieto ei ole saapunut ennen integrointiajan täyttymistä, on kyseessä joko ;·. 3 0 sekvenssointilogiikan virhe tai valittu liian lyhyt • 1 · integrointiaika. Tähän perustuen päätellään integroin-tiajan riittävyys valitulle sekvenssille.
: Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitet tyjä sovellusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muun- • 35 nokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
a
Claims (10)
- 98777'.
- 1. CCD-elementin ohjauselektroniikka (1), johon kuuluu CCD-elementti (2), sitä ohjaava sekvensseri (3) ja kaksi puskurielementtiä (4, 5), jotka ovat FI-
- 5 FO-tyyppiä ja jotka on kytketty sekvensseriin, johon sekvensserin ohjauskäskyt syötetään, tunnettu siitä, että ensimmäinen puskurielementti (4) on järjestetty tilatiedon ja/tai spektraalisen kanavan kaistanleveyden ohjaukseen sekvensserin avulla; ja että 10 toinen puskurielementti (5) on järjestetty ohjaamaan oheislogiikkaa (6) .
- 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen CCD-elementin ohjauselektroniikka, tunnettu siitä, että, puskurielementteihin on järjestetty takaisinkyt- 15 kentä sekvensseriltä.
- 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen CCD-elementin ohjauselektroniikka, tunnettu siitä, että ensimmäinen puskurielementti (4) saa tiedon sekvensserin tilasta takaisinkytkennän kautta.
- 4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukai- • ·. nen CCD-elementin ohjauselektroniikka, tunnettu siitä, että puskurielementin kellotus on synkronoitu ; sekvensserin detektorin rivikelloon. ': ' 5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukai- 25 nen CCD-elementin ohjauselektroniikka, tunnettu V... siitä, että toinen puskurielementti on järjestetty ·#· j*«*: ohjaamaan spektraalisen kanavan sisäisten spatiaaliku- vapisteiden A/D-muunnosta. • ·*·,, 6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukai- V7.r. 30 nen CCD-elementin ohjauselektroniikka, tunnettu ’·;*·„ siitä, että puskurielementin kellotus on synkronoitu * *v » . \ * sekvensserin kuvapistekelloon. • IM *·*-* 7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukai nen CCD-elementin ohjauselektroniikka, tunnettu 35 siitä, että CCD-elementin ohjauselektroniikkaan kuuluu ohjausrakenne, kuten mikrokontrolleri (7), joka on järjestetty puskurielementtien lataukseen. 98777]
- 8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen CCD-elementin ohjauselektroniikka, tunnettu siitä, että ohjaava rakenne, kuten mikrokontrolleri, on järjestetty ylläpitämään integrointiaikaa.
- 9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukai nen CCD-elementin ohjauselektroniikka, tunnettu siitä, että ohjaava rakenne, kuten mikrokontrolleri, on järjestetty lataamaan molemmat puskurielementit ennen sekvensserin toiminnan aloittamista ja käynnis-10 tämään sekvensserin toiminta.
- 10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen CCD-elementin ohjauselektroniikka, tunnettu siitä, että ohjaava rakenne, kuten mikrokontrolleri, on järjestetty monitoroimaan sekvensserin toimintaa. < i · | I I 1 · I 1 • 1 ·» · ·· ·· · • · « »♦·· • · · « · · • · · • · • · • ( p • f > · · m, ti «· m m • · • «M • · % V·': «··1 } 1 .8 98777'
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI942530A FI98777C (fi) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | CCD-elementin ohjausjärjestely |
| PCT/FI1995/000654 WO1997020429A1 (en) | 1994-05-30 | 1995-11-27 | Control arrangement of ccd element |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI942530A FI98777C (fi) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | CCD-elementin ohjausjärjestely |
| FI942530 | 1994-05-30 | ||
| FI9500654 | 1995-11-27 | ||
| PCT/FI1995/000654 WO1997020429A1 (en) | 1994-05-30 | 1995-11-27 | Control arrangement of ccd element |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI942530A0 FI942530A0 (fi) | 1994-05-30 |
| FI942530A FI942530A (fi) | 1995-12-01 |
| FI98777B FI98777B (fi) | 1997-04-30 |
| FI98777C true FI98777C (fi) | 1997-08-11 |
Family
ID=26159739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI942530A FI98777C (fi) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | CCD-elementin ohjausjärjestely |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI98777C (fi) |
| WO (1) | WO1997020429A1 (fi) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19850335B4 (de) * | 1998-11-02 | 2008-06-05 | Metso Paper Automation Oy | Vorrichtung zum Erfassen von Eigenschaften einer in Längsrichtung transportierten Warenbahn |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4430673A (en) * | 1981-06-24 | 1984-02-07 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Programmable scan/read circuitry for charge coupled device imaging detectors |
| FR2604320B1 (fr) * | 1986-09-19 | 1988-11-04 | Thomson Csf | Systeme de prise de vues en videographie rapide utilisant un capteur optique matriciel a transfert de charges |
| DE3744128A1 (de) * | 1987-12-24 | 1989-07-13 | Heering W Prof Dr | Verfahren und schaltungsanordnung zur programmierten ansteuerung von ccd- und photodioden-matrixarrays |
| FR2681456A1 (fr) * | 1991-09-18 | 1993-03-19 | Sodern | Dispositif d'analyse d'image. |
| FR2692423B1 (fr) * | 1992-06-16 | 1995-12-01 | Thomson Csf | Camera d'observation multistandard et systeme de surveillance utilisant une telle camera. |
| US5379065A (en) * | 1992-06-22 | 1995-01-03 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Programmable hyperspectral image mapper with on-array processing |
| US5428390A (en) * | 1994-01-21 | 1995-06-27 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus and method for focal plane zoom and pan |
-
1994
- 1994-05-30 FI FI942530A patent/FI98777C/fi active IP Right Grant
-
1995
- 1995-11-27 WO PCT/FI1995/000654 patent/WO1997020429A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI942530A0 (fi) | 1994-05-30 |
| WO1997020429A1 (en) | 1997-06-05 |
| FI942530A (fi) | 1995-12-01 |
| FI98777B (fi) | 1997-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1139103A1 (en) | A general purpose oscilloscope having digital television signal display capability | |
| EP2262223A1 (en) | Solid-state image pickup apparatus and its driving method | |
| JPS63142981A (ja) | ビデオカメラ装置 | |
| JP2000002720A (ja) | デジタル・オシロスコ―プ | |
| EP0912035A3 (en) | System and method for using a single intelligence circuit for a plurality of imaging rendering components | |
| US5523788A (en) | Image processor with input buffering to multiple digital signal processors | |
| FI98777C (fi) | CCD-elementin ohjausjärjestely | |
| JP4833389B2 (ja) | カメラモジュールから移動局のような電子装置へ画像情報を転送する方法、カメラモジュール及び移動局 | |
| US7659906B2 (en) | Airborne real time image exploitation system (ARIES) | |
| EP1523185B1 (en) | Image data conversion method, conversion circuit, and digital camera | |
| CN106331540A (zh) | 一种多模式cmos图像传感器及其控制方法 | |
| JPH0358234B2 (fi) | ||
| Burner et al. | A digital video model deformation system | |
| CN112629667A (zh) | 一种双光谱热成像测温系统 | |
| KR102627264B1 (ko) | 광학 모듈 통합 테스트 장치 | |
| McCarthy et al. | High-performance image processing system | |
| EP0987631A1 (en) | Communication equipment | |
| Bendapudi et al. | Design of video processor for multi-head star sensor | |
| Barrios Alfaro et al. | The Video Project Enabling RGB video processing and compression on-board satellites | |
| Schaefer et al. | Discrete wavelet transform ASIC for CWIC on-board image compressor | |
| Glasser et al. | Architecture of a multichannel multispectral imaging processor | |
| McEwen | NA hand held imager for 2 dimensional detector arrays | |
| Jong-Pil et al. | Electronic System Design of SRI (Super Resolution Imager) for satellite | |
| Roberts | Getting the image out by getting the image out- In-camera data reduction enables bandwidth-hungry vision tasks | |
| Payne et al. | General purpose solid state camera for SERTS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Owner name: SPECIM OY |
|
| GB | Transfer or assigment of application |
Owner name: SPECIM OY |
|
| BB | Publication of examined application |