RU2625163C1

RU2625163C1 - Television camera and its "ring" photodetector for computer system of panoramic surveillance

Info

Publication number: RU2625163C1
Application number: RU2016127080A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Михайлович Смелков
Original assignee: Вячеслав Михайлович Смелков
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2017-07-12

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: method is carried out by realizing light-sensitive elements of various area in the "ring" photodetector and controlling charge reading in the sensor video signal with the same value of the aperture area, while simultaneously increasing the sensitivity of the sensor by increasing the area of the light-sensitive pixels while maintaining the previous geometric dimensions of the target.

EFFECT: aligning the image resolution abilities of the television camera.

6 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемая группа изобретений относится к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется телевизионной системой при помощи телевизионной камеры кругового обзора в области, близкой к полусфере, т.е. в пространственном угле 360 градусов по азимуту и десятки градусов по углу места.The proposed group of inventions relates to panoramic television surveillance, which is performed by a television system using a television circular camera in a region close to the hemisphere, i.e. in a spatial angle of 360 degrees in azimuth and tens of degrees in elevation.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения [1], содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютера, при этом телевизионная камера состоит из последовательно расположенных и оптически связанных панорамного объектива и датчика цифрового телевизионного сигнала, который содержит в своем составе последовательно расположенные и связанные твердотельный фотоприемник и блок фотоприемника, причем телевизионная камера формирует «кольцевой» растр изображения, а ее фотоприемник выполнен по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС) и имеет кристалл мишени в виде кругового кольца, реализуя «кольцевую» мишень сенсора и встроенную «кольцевую» память на кадр, а блок фотоприемника обеспечивает развертку аналогового видеосигнала и формирование на выходе телевизионной камеры цифрового телевизионного сигнала, реализуя «кольцевой» растр изображения, при этом «кольцевой» фотоприемник содержит на общем кристалле фотоприемную область, секцию памяти, «кольцевой» регистр сдвига, заканчивающийся блоком преобразования «заряд-напряжение» (БПЗН), причем на фотоприемной области линейки светочувствительных элементов, чередующиеся с линейками экранированных от света элементами, а также линейки экранированных от света элементов секции памяти расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области и в каждой «кольцевой» строке секции памяти фотоприемника равно числу элементов в его «кольцевом» регистре сдвига, при этом в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая блок преобразования «кольцевого» кадра в «прямоугольные» кадры (БПКП), вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти на кадр, а выход - к выходу «сеть», причем число «прямоугольных» кадров k, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению:The closest in technical essence to the claimed invention should be considered the device of a computer system for panoramic television surveillance [1], containing a series-connected television camera and a server, which is a node of the local area network, to which two or more personal computers are connected, while the television camera consists of sequentially located and optically coupled panoramic lens and digital television signal sensor, which contains after well-positioned and connected solid-state photodetector and photodetector unit, moreover, the television camera forms a “ring” image raster, and its photodetector is made using charge-coupled device (CCD) technology and has a target crystal in the form of a circular ring, realizing a “ring” sensor target and built-in “Ring” memory per frame, and the photodetector block provides a scan of the analog video signal and generation of a digital television signal at the output of the television camera, realizing a “ring” raster from In this case, the “ring” photodetector contains a photodetector region, a memory section, a “ring” shift register on the common crystal, ending with a charge-voltage conversion unit (BBZN), and on the photodetector region there are lines of photosensitive elements alternating with lines of shielded from light elements, as well as the rulers of light-shielded elements of the memory section, are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery and the “ring” located there the shift register, and the number of elements in each “ring” line of the photodetector region and in each “ring” line of the photodetector memory section is equal to the number of elements in its “ring” shift register, while a video card is installed in the expansion slot on the server motherboard I / O channels, control and power supply with a server bus, containing a block for converting a “ring” frame into “rectangular” frames (BPKP), the input of which is connected to the output of the RAM block per frame, and the output to the “network" output, etc. and the number of "rectangular" frames k corresponding to one current "circular" frame satisfies the relation:

где

- горизонтальный угол поля зрения в градусах наблюдаемого оператором изображения, а само это преобразование выполняется программным путем.Where

- the horizontal angle of the field of view in degrees observed by the operator of the image, and this conversion itself is performed programmatically.

Для прототипа предполагается, что кристалл «кольцевого» фотоприемника выполнен из кремния. БПЗН «кольцевого» фотоприемника организован по типу «плавающая диффузионная область» [2], а поэтому имеет управляющий вход, обеспечивающий поэлементный сброс напряжения формируемого видеосигнала. Блок фотоприемника содержит блок «кольцевой» развертки видеосигнала, а также соединенные последовательно сигнальный процессор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), при этом информационный вход сигнального процессора подключен к выходу БПЗН «кольцевого» фотоприемника, первый выход блока «кольцевой» развертки - к управляющим входам фотоприемной области «кольцевого» фотоприемника, второй выход блока «кольцевой» развертки - к управляющим входам секции памяти «кольцевого» фотоприемника, третий выход блока «кольцевой» развертки - к управляющим входам «кольцевого» регистра сдвига «кольцевого» фотоприемника, четвертый выход блока «кольцевой» развертки - к управляющему входу БПЗН «кольцевого» фотоприемника, пятый выход блока «кольцевой» развертки - к входу синхронизации сигнального процессора, шестой выход блока «кольцевой» развертки - к тактовому входу АЦП.For the prototype, it is assumed that the crystal of the "ring" photodetector is made of silicon. The CTLR of the “ring” photodetector is organized as a “floating diffusion region” [2], and therefore has a control input that provides an element-by-element voltage drop of the generated video signal. The photodetector unit contains a “ring” scan signal block, as well as a signal processor and an analog-to-digital converter (ADC) connected in series, while the information input of the signal processor is connected to the output of the OCR “ring” photodetector, the first output of the “ring” scan unit is connected to the control the inputs of the photodetector area of the "ring" photodetector, the second output of the "ring" scan unit - to the control inputs of the memory section of the "ring" photodetector, the third output of the "ring" scan unit - the governing inputs of the “circular” shift register of the “circular” photodetector, the fourth output of the “ring” scan unit - to the control input of the overhead protection device of the “ring” photodetector, the fifth output of the “ring” scan unit - to the synchronization input of the signal processor, the sixth output of the “ring” scan unit - to the clock input of the ADC.

Недостаток телевизионной камеры прототипа - переменная величина разрешающей способности изображения в пределах кадра, изменяющаяся в сторону уменьшения по направлению к внешней периферии «кольцевого» фотоприемника из-за увеличивающейся величины зазора между его светочувствительными элементами (пикселами), имеющими одинаковый показатель по геометрической площади, а также невысокая чувствительность сенсора в вечернее и ночное время суток из-за ограниченных размеров светочувствительных пикселов.The disadvantage of the television camera of the prototype is a variable resolution of the image within the frame, changing in the direction of decreasing towards the outer periphery of the “ring” photodetector due to the increasing size of the gap between its photosensitive elements (pixels) having the same geometric area, and low sensitivity of the sensor in the evening and at night due to the limited size of photosensitive pixels.

Задачей изобретения является выравнивание разрешающей способности изображения телевизионной камеры путем реализации в «кольцевом» фотоприемнике различной по площади светочувствительных элементов и управления зарядовым считыванием в видеосигнале сенсора с одинаковой величиной площади апертуры, с одновременным повышением чувствительности сенсора за счет увеличения площади светочувствительных элементов при сохранении прежних геометрических размеров мишени.The objective of the invention is to equalize the resolution of the image of the television camera by implementing in the "ring" photodetector of various sizes of photosensitive elements and controlling charge reading in the video signal of the sensor with the same size of the aperture, while increasing the sensitivity of the sensor by increasing the area of photosensitive elements while maintaining the same geometric dimensions the target.

Поставленная задача в заявляемой телевизионной камере для компьютерной системы панорамного наблюдения решается тем, что в камеру прототипа [1], формирующую «кольцевой» растр изображения, состоящую из последовательно расположенных и оптически связанных панорамного объектива и «кольцевого» фотоприемника, а также блока «кольцевой» развертки видеосигнала и соединенных последовательно сигнального процессора и АЦП, причем информационный вход сигнального процессора подключен к выходу БПЗН «кольцевого» фотоприемника, первый выход блока «кольцевой» развертки - к управляющим входам фотоприемной области «кольцевого» фотоприемника, второй выход блока «кольцевой» развертки - к управляющим входам секции памяти «кольцевого» фотоприемника, третий выход блока «кольцевой» развертки - к управляющим входам «кольцевого» регистра сдвига «кольцевого» фотоприемника, четвертый выход блока «кольцевой» развертки - к управляющему входу БПЗН «кольцевого» фотоприемника, пятый выход блока «кольцевой» развертки - к входу синхронизации сигнального процессора, шестой выход блока «кольцевой» развертки - к тактовому входу АЦП, введен блок формирования апертуры (БФА), информационный вход которого подключен к шестому выходу блока «кольцевой» развертки, синхронизирующий вход БФА - к седьмому выходу блока «кольцевой» развертки, а выход БФА - к управляющему входу блока «кольцевой» развертки, при этом период управляющих импульсов T_r, формируемых на выходе БФА, определяется соотношением:The problem in the inventive television camera for a panoramic panoramic computer system is solved by the fact that the prototype camera [1], which forms a "ring" image raster, consisting of sequentially located and optically connected panoramic lens and a "ring" photodetector, as well as a block "ring" the sweep of the video signal and the signal processor and the ADC connected in series, the information input of the signal processor is connected to the output of the SPS of the “ring” photodetector, the first output of the block circular "sweep - to the control inputs of the photodetector region of the" circular "photodetector, the second output of the block of" circular "sweep - to the control inputs of the memory section of the" circular "photodetector, the third output of the block of" circular "sweep - to the control inputs of the" ring "shift register" ring ”The photodetector, the fourth output of the“ circular ”scan unit - to the control input of the CCD of the“ circular ”photodetector, the fifth output of the“ circular ”scan unit - to the synchronization input of the signal processor, the sixth output of the“ ring ” "Sweep - to the ADC clock input, an aperture forming unit (BFA) has been introduced, the information input of which is connected to the sixth output of the" ring "sweep block, the synchronizing input of the BFA - to the seventh output of the" ring "sweep block, and the BFA output - to the control input of the block "Circular" sweep, while the period of control pulses T _r generated at the output of the BPA is determined by the ratio:

где T_p - период считывания элемента в «кольцевом» фотоприемнике;where T _p is the reading period of the element in the "ring"photodetector;

n_m - коэффициент, целое число, величина которого для текущей строки считывания в «кольцевом» фотоприемнике, равна отношению:n _m is a coefficient, an integer whose value for the current read line in the "ring" photodetector is equal to the ratio:

где Δ₁ - площадь светочувствительного элемента для первой строки считывания в «кольцевом» фотоприемнике;where Δ ₁ is the area of the photosensitive element for the first read line in the "ring"photodetector;

Δ_m - площадь светочувствительного элемента для текущей строки считывания в «кольцевом» фотоприемнике.Δ _m is the area of the photosensitive element for the current read line in the "ring" photodetector.

Поставленная задача в заявляемом «кольцевом» фотоприемнике для заявляемой телевизионной камеры решается тем, что «кольцевой» фотоприемник прототипа, выполненный по технологии ПЗС, который имеет кристалл мишени в виде кругового кольца и содержит на общем кремниевом кристалле фотоприемную область, секцию памяти и «кольцевой» регистр сдвига, заканчивающийся БПЗН с организацией «плавающая диффузия», при этом на фотоприемной области линейки светочувствительных элементов и линейки экранированных от света элементов секции памяти расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области и в каждой «кольцевой» строке секции памяти равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига, вносятся следующие конструкторско-технологические изменения, а именно: всю мишень фотоприемника занимают линейки светочувствительных элементов, которые непосредственно и последовательно связаны зарядовой связью с линейками элементов секции памяти, а площадь светочувствительных элементов от строки к строке различна, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь элемента секции памяти, при реализации в выходном видеосигнале сенсора одинаковой площади считывающей апертуры.The problem in the inventive "ring" photodetector for the claimed television camera is solved by the fact that the "ring" prototype photodetector made by CCD technology, which has a target crystal in the form of a circular ring and contains a photodetector region, a memory section and a "ring" on a common silicon crystal a shift register ending with an FPRS with the organization “floating diffusion”, while on the photodetector area of the line of photosensitive elements and a line of screened from light elements of the memory section are located wives along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery and the “ring” shift register located there, and the number of elements in each “ring” line of the photodetector region and in each “ring” line of the memory section is equal to the number of elements in the “ring” register of the shift, the following design and technological changes are introduced, namely: the entire target of the photodetector is occupied by lines of photosensitive elements that are directly and sequentially connected by a charge coupling to eykami elements memory section, and the area of the photosensitive elements from row to row are different, increasing as it moves toward the outer periphery to the maximum value not exceeding the memory section area of the element, when implemented in a video output equal area sensor reading aperture.

Сопоставительный анализ с прототипом [1] показывает, что заявляемое устройство телевизионной камеры для компьютерной системы панорамного наблюдения отличается тем, что в ее «кольцевом» фотоприемнике светочувствительные элементы имеют геометрическую площадь, которая монотонно увеличивается в радиальном направлении к внешней периферии. При помощи вводимого в состав телевизионной камеры БФА реализуется одинаковый показатель площади считывающей апертуры сенсора, что обеспечивает одинаковую чувствительность сенсора по всей его мишени и без внесения шумовых потерь для видеосигнала, а также осуществляется выравнивание параметра разрешающей способности изображения в пределах всего «кольцевого» телевизионного кадра.Comparative analysis with the prototype [1] shows that the inventive device of a television camera for a computer system for panoramic observation differs in that in its "ring" photodetector, the photosensitive elements have a geometric area that monotonically increases in the radial direction to the outer periphery. Using the BFA introduced into the television camera, the same reading area of the sensor aperture is realized, which ensures the same sensitivity of the sensor along its entire target and without introducing noise loss for the video signal, as well as leveling the image resolution parameter within the entire “ring” television frame.

При этом чувствительность заявляемого фотоприемника по сравнению с сенсором прототипа будет увеличена, т.к. при одинаковых геометрических размерах мишени площадь светочувствительных пикселов здесь выше.In this case, the sensitivity of the inventive photodetector will be increased in comparison with the prototype sensor, because with the same geometric dimensions of the target, the area of photosensitive pixels is higher here.

Чувствительность предлагаемого сенсора может быть дополнительно увеличена и за счет организации экспонирования мишени со стороны подложки его кристалла [3, с. 117].The sensitivity of the proposed sensor can be further increased by organizing exposure of the target from the side of the substrate of its crystal [3, p. 117].

Целесообразно привести физическое обоснование достигаемого технического эффекта по чувствительности изображения, что и будет сделано ниже.It is advisable to give a physical justification of the achieved technical effect on the sensitivity of the image, which will be done below.

Световая или энергетическая чувствительность фотоприемника определяется минимально допустимой, т.е. пороговой освещенностью на объекте, при которой обеспечивается заданное качество изображения.The light or energy sensitivity of the photodetector is determined by the minimum acceptable, i.e. threshold illumination at the object, at which the specified image quality is ensured.

Рассмотрим известное выражение для пороговой освещенности сцены в реальной ситуации обнаружения и опознавания фотоприемником малоконтрастных объектов [3, с. 94]:Consider the well-known expression for the threshold illumination of a scene in a real situation of detection and recognition by a photodetector of low-contrast objects [3, p. 94]:

где N=2 10¹² - потенциально доступное ПЗС количество фотонов на площади в 1 см² за время в 1 с при равномерном спектре и освещенности в видимом диапазоне в 1 лк;where N = 2 10 ¹² is the potentially available CCD number of photons in an area of 1 cm ² for a time of 1 s with a uniform spectrum and illumination in the visible range of 1 lux;

k_o - коэффициент отражения объекта;k _o - reflection coefficient of the object;

k_ф - коэффициент отражения фона;k _f - reflection coefficient of the background;

Δ² - площадь пиксела;Δ ² is the area of the pixel;

Т_н - время накопления;T _n - accumulation time;

η - квантовый выход;η is the quantum yield;

Ψ_пор - пороговое отношение сигнал/шум;Ψ _pore - threshold signal-to-noise ratio;

D - диаметр входного зрачка объектива;D is the diameter of the entrance pupil of the lens;

- фокусное расстояние объектива;

- focal length of the lens;

τ - коэффициент пропускания объектива;τ is the transmittance of the lens;

При использовании для фотоприемников прототипа и заявляемого устройства технологии ПЗС, а для их работы (в составе телевизионной камеры, наблюдающей один и тот же объект) одного и того же панорамного объектива и блока «кольцевой» развертки будем иметь одинаковые показатели следующих параметров: N, k_o, k_ф, Т_н, Ψ_пор, D,

, τ.When using the prototype and the claimed device for CCD technology for photodetectors, and for their operation (as part of a television camera observing the same object) of the same panoramic lens and the “ring” scan unit, we will have the same parameters for the following parameters: N, k _o , k _f , T _n , Ψ _pore , D,

, τ.

Для предлагаемого фотоприемника, по сравнению с прототипом, при одном и том же формате мишени за счет исключения экранированных элементов может быть увеличен параметр площади светочувствительного пиксела (Δ²).For the proposed photodetector, compared with the prototype, with the same target format due to the exclusion of shielded elements, the area parameter of the photosensitive pixel (Δ ² ) can be increased.

Если же для заявляемого фотоприемника использовать возможность реализации освещения (экспозиции) со стороны подложки кристалла с выполнением необходимого уже с этой стороны экранирования секции памяти, то будет получен дополнительный выигрыш и в параметре квантового выхода (η).If, however, for the inventive photodetector, we use the possibility of realizing illumination (exposure) from the side of the crystal substrate with performing the shielding of the memory section already necessary on this side, then we will get an additional gain in the parameter of the quantum output (η).

Рост параметров Δ² и η в соответствии с выражением (4) уменьшает пороговую освещенность Е_пор, обеспечивая повышение чувствительности заявляемого фотоприемника.The increase in the parameters Δ ² and η in accordance with the expression (4) reduces the threshold illumination E _then , providing increased sensitivity of the inventive photodetector.

Сопоставительный анализ с прототипом [1] показывает, что заявляемое устройство фотоприемника отличается наличием повышенных параметров, а именно: площади светочувствительного пиксела (Δ²) или ее в совокупности с новым показателем квантового выхода (η).Comparative analysis with the prototype [1] shows that the inventive device of the photodetector is characterized by the presence of increased parameters, namely: the area of the photosensitive pixel (Δ ² ) or in combination with a new indicator of quantum yield (η).

Итак, если экспонирование фотоприемника осуществляется со стороны электродов на его кристалле, то выигрыш в чувствительности достигается за счет роста параметра Δ², т.к. экранированных пикселов на мишени больше нет.So, if the photodetector is exposed from the side of the electrodes on its crystal, then the gain in sensitivity is achieved due to the increase in the parameter Δ ² , because there are no more shielded pixels on the target.

Когда же возможно экспонирование фотоприемника со стороны подложки кристалла, то вследствие удаления на пути фотонов металлических электродов будет иметь место рост параметра η. На практике это особенно проявляется в ближней инфракрасной области спектра.When it is possible to expose the photodetector from the side of the crystal substrate, due to the removal of metal electrodes in the path of the photons, the parameter η will increase. In practice, this is especially evident in the near infrared region of the spectrum.

Заявляемый фотоприемник, как и фотоприемник прототипа, реализует «кольцевой» растр телевизионного изображения, но реализуемая в нем развертка может быть охарактеризована как «кольцевая» развертка видеосигнала по методу «кольцевой кадровый перенос».The inventive photodetector, like the photodetector of the prototype, implements a “ring” raster of a television image, but the scan implemented in it can be described as a “ring” scan of a video signal using the “ring frame transfer” method.

Важно подчеркнуть, что для предлагаемого фотоприемника могут быть применены те же управляющие сигналы, которые используются для организации «прямоугольной» развертки в матрицах ПЗС кадрового переноса.It is important to emphasize that for the proposed photodetector, the same control signals can be applied that are used to organize a “rectangular” scan in the CCD matrices of frame transfer.

Совокупность известных и новых признаков для заявляемого устройства не известна из уровня техники, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию новизны.The combination of known and new features for the claimed device is not known from the prior art, therefore, the proposed technical solution meets the criterion of novelty.

Выравнивание разрешающей способности изображения с одновременным ростом его чувствительности выполняется в «кольцевом» растре изображения. Поэтому данное техническое решение соответствует критерию о наличии изобретательского уровня.Alignment of the resolution of the image with a simultaneous increase in its sensitivity is performed in the "ring" image raster. Therefore, this technical solution meets the criterion of the presence of an inventive step.

На фиг. 1 приведена структурная схема заявляемой телевизионной камеры в составе компьютерной системы панорамного наблюдения; на фиг. 2 приведена схемотехническая организации заявляемого «кольцевого» фотоприемника телевизионной камеры; на фиг. 3а) - фрагмент мишени заявляемого фотоприемника, иллюстрирующий режим экспонирования со стороны электродов кристалла, а на фиг. 3б - фрагмент мишени заявляемого фотоприемника в режиме экспонирования со стороны подложки кристалла; на фиг. 4, по данным [2, с. 19], представлена структурная схема БПЗН с организацией «плавающая диффузионная область»; на фиг. 5 изображена эпюра выходного сигнала БФА, который выполняет управление апертурой заявляемого «кольцевого» сенсора; на фиг. 6, по данным [4], представлена фотография изображения, полученного при помощи отечественного панорамного зеркально-линзового объектива.In FIG. 1 shows a structural diagram of the inventive television camera as part of a computer system for panoramic observation; in FIG. 2 shows the circuit organization of the inventive "ring" photodetector of a television camera; in FIG. 3a) is a fragment of the target of the inventive photodetector, illustrating the exposure mode from the side of the crystal electrodes, and in FIG. 3b is a fragment of the target of the inventive photodetector in the exposure mode from the side of the crystal substrate; in FIG. 4, according to [2, p. 19], a structural diagram of the BPS with the organization "floating diffusion region" is presented; in FIG. 5 shows a plot of the output signal of BFA, which controls the aperture of the inventive "ring" sensor; in FIG. 6, according to [4], a photograph of an image obtained using a domestic panoramic mirror-lens lens is presented.

Заявляемая телевизионная камера 1 (см. фиг. 1) содержит последовательно расположенные и оптически связанные панорамный объектив 1-1 и «кольцевой» фотоприемник 1-2; блок 1-3 «кольцевой» развертки видеосигнала, соединенные последовательно сигнальный процессор 1-4 и АЦП 1-5, а также БФА 1-6, причем заявляемый «кольцевой» фотоприемник 1-2 имеет форму кругового кольца из кремния, (см. фиг. 2), у которого линейки светочувствительных элементов фотоприемной области 1-2-1, а также линейки экранированных от света элементов секции памяти 1-2-2 расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига 1-2-3, оканчивающемуся БПЗН 1-2-4, причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области 1-2-1 и в каждой «кольцевой» строке секции памяти 1-2-2 равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига 1-2-3, причем площадь светочувствительных элементов фотоприемной области 1-2-1 от строки к строке различны, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь элемента секции памяти 1-2-2, при этом информационный вход сигнального процессора 1-4 подключен к выходу БПЗН «кольцевого» фотоприемника 1-2, первый выход блока 1-3 - к управляющим входам фотоприемной области 1-2-1 «кольцевого» фотоприемника, второй выход блока 1-3 - к управляющим входам секции памяти 1-2-2, третий выход блока 1-3 - к управляющим входам «кольцевого» регистра сдвига 1-2-3 «кольцевого» фотоприемника, четвертый выход блока 1-3 - к управляющему входу БПЗН 1-2-4 «кольцевого» фотоприемника, пятый выход блока 1-3 - к входу синхронизации сигнального процессора 1-4, шестой выход блока 1-3 - к тактовому входу АЦП 1-5, седьмой выход блока 1-3 - к информационному входу БФА 1-6, а восьмой выход блока 1-3 - к синхронизирующему входу БФА 1-6, выход которого подключен к управляющему входу блока 1-3, при этом период управляющих импульсов T_r, формируемых на выходе БФА определяется соотношением (2).The inventive television camera 1 (see Fig. 1) contains sequentially located and optically coupled panoramic lens 1-1 and a "ring" photodetector 1-2; block 1-3 "circular" scan of the video signal connected in series with the signal processor 1-4 and ADC 1-5, as well as BFA 1-6, and the inventive "ring" photodetector 1-2 has the form of a circular ring of silicon, (see Fig. .2), in which the lines of photosensitive elements of the photodetector region 1-2-1, as well as the lines of light-shielded elements of the memory section 1-2-2 are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery and the “ring” located there shift register 1-2-3 ending in BP ZN 1-2-4, and the number of elements in each "ring" line of the photodetector region 1-2-1 and in each "ring" line of the memory section 1-2-2 is equal to the number of elements in the "ring" shift register 1-2- 3, and the area of the photosensitive elements of the photodetector region 1-2-1 from row to row is different, increasing as it moves to the outer periphery to a maximum value not exceeding the area of the element of the memory section 1-2-2, while the information input of the signal processor 1- 4 is connected to the output of the CCD “ring” photodetector 1-2, the first output of the block 1-3 - to the control inputs of the photodetector region 1-2-1 of the "ring" photodetector, the second output of the block 1-3 - to the control inputs of the memory section 1-2-2, the third output of the block 1-3 - to the control inputs of the "ring" shift register 1-2-3 of the "ring" photodetector, the fourth output of unit 1-3 - to the control input BPZN 1-2-4 of the "ring" photodetector, the fifth output of block 1-3 - to the synchronization input of the signal processor 1-4, sixth the output of block 1-3 is to the ADC 1-5 clock input, the seventh output of block 1-3 is to the BFA 1-6 information input, and the eighth output of block 1-3 is to the synchronizing BPA 1-6 at entry, the output of which is connected to the control input of block 1-3, wherein the time control pulses T _r, generated at the output of BPA is defined by the relation (2).

Заявляемая телевизионная камера 1, содержащая заявляемый «кольцевой» фотоприемник 1-2, используются в составе компьютерной системы панорамного наблюдения, например в составе компьютерной системы прототипа [1], которая см. фиг. 1, содержит последовательно соединенные телевизионную камеру 1 и сервер 2, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютера в позиции 3, при этом на материнской плате сервера 2 установлена плата видео, выполняющая программным путем запись «кольцевого» видеосигнала в оперативную память сервера и преобразование «кольцевых» кадров в «прямоугольные» кадры, причем число «прямоугольных» кадров k, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1).The inventive television camera 1, containing the inventive "ring" photodetector 1-2, are used as part of a computer system for panoramic observation, for example, as part of a computer system of the prototype [1], which see Fig. 1, contains a television camera 1 and server 2 connected in series to a local area network, to which two or more personal computers are connected in position 3, and a video card is installed on the server 2 motherboard that programmatically records a “ring” video signal in server RAM and conversion of “ring” frames into “rectangular” frames, and the number of “rectangular” frames k corresponding to one current “ring” frame satisfies relation (1).

Панорамный объектив 1-1 телевизионной камеры, как и в прототипе, предназначен для формирования оптического изображения кругового обзора (кольцевого изображения). В качестве технического решения для панорамного объектива 1-1, совпадающим с аналогичным решением для прототипа, может быть предложен панорамный зеркально-линзовый объектив, конструкция которого запатентована в России отечественными специалистами [4].The panoramic lens 1-1 of the television camera, as in the prototype, is designed to form an optical image of a circular view (ring image). As a technical solution for a panoramic lens 1-1, which coincides with a similar solution for the prototype, a panoramic mirror-lens lens can be proposed, the design of which is patented in Russia by domestic specialists [4].

Угловое поле в пространстве предметов для этого объектива составляет 360 градусов по азимуту и может достигать (75-80) градусов по углу места. Наличие пассивной (неинформативной) области в центре оптического кадра панорамного объектива, см. фиг. 6, подтверждает целесообразность выбора формы фотоприемника 1-2, как и в прототипе, в пользу кругового кольца.The angular field in the space of objects for this lens is 360 degrees in azimuth and can reach (75-80) degrees in elevation. The presence of a passive (non-informative) region in the center of the optical frame of the panoramic lens, see FIG. 6, confirms the advisability of choosing the shape of the photodetector 1-2, as in the prototype, in favor of a circular ring.

Блок 1-3 «кольцевой» развертки видеосигнала, сигнальный процессор 1-4 и АЦП 1-5 выполнены с использованием комплекта специализированных микросхем высокого уровня интеграции и ничем не отличаются от блоков такого же наименования у прототипа.Block 1-3 "ring" scan of the video signal, the signal processor 1-4 and the ADC 1-5 are made using a set of specialized microcircuits with a high level of integration and are no different from the blocks of the same name in the prototype.

Для заявляемого «кольцевого» фотоприемника 1-2 электроды переноса на фотоприемной области 1-2-1, в секции памяти 1-2-2 и в «кольцевом» регистре сдвига 1-2-3 могут быть выполнены с геометрической формой не в виде прямоугольника, а в виде части кругового кольца. Несомненно, что это предоставит и определенные преимущества при изготовлении «кольцевого» фотоприемника по технологии ПЗС.For the inventive "ring" photodetector 1-2 transfer electrodes on the photodetector region 1-2-1, in the memory section 1-2-2 and in the "ring" shift register 1-2-3 can be made with a geometric shape not in the form of a rectangle , but as part of a circular ring. Undoubtedly, this will provide certain advantages in the manufacture of the “ring” photodetector using CCD technology.

Экспонирование фотоприемника 1-2 может осуществляться в типовом режиме со стороны электродов кристалла (см. фиг. 3а) или в другом режиме - со стороны подложки кристалла, см. фиг. 3б.Exposure of the photodetector 1-2 can be carried out in a typical mode from the side of the crystal electrodes (see Fig. 3a) or in another mode from the side of the crystal substrate, see Fig. 3b.

Для второго варианта режима экспонирования мишени для фотоприемника должно быть предусмотрено технологическое экранирование секции памяти не со стороны электродов кристалла, а со стороны подложки.For the second version of the target exposure mode for the photodetector, technological shielding of the memory section should be provided not from the side of the crystal electrodes, but from the side of the substrate.

Следует отметить, что при использовании компьютерной системы панорамного наблюдения в охранных целях, где вполне приемлемо черно-белое изображение сцены, разумно кристалл «кольцевого» фотоприемника 1-2 телевизионной камеры выполнить не на основе кремния, а на основе полупроводника из арсенида галлия. Тогда физически реально достигнуть красной границы спектральной характеристики 1,7 мкм и даже 2,2 мкм, не применяя принудительное охлаждение кристалла фотоприемника [3, с. 113], а в результате получить существенный выигрыш в чувствительности телевизионной камеры, а следовательно, и компьютерной системы в целом.It should be noted that when using a computer-based panoramic surveillance system for security purposes, where a black-and-white image of the scene is quite acceptable, it is reasonable to make the “ring” photodetector of a 1-2 television camera not based on silicon, but based on a gallium arsenide semiconductor. Then it is physically feasible to reach the red border of the spectral characteristic of 1.7 μm and even 2.2 μm without using forced cooling of the photodetector crystal [3, p. 113], and as a result get a significant gain in the sensitivity of the television camera, and therefore the computer system as a whole.

На фиг. 4 показана возможная структурная схема БПЗН «кольцевого» фотоприемника с организацией «плавающая диффузионная область», которая полностью совпадает со схемой, применяемой в настоящее время в матрицах ПЗС для реализации прямоугольной развертки видеосигнала. На этом чертеже приняты следующие обозначения: U_ф1, U_ф2, U_ф3 - напряжения на шинах для трехфазного управления «кольцевым» регистром сдвига 1-2-3; U_выхз - напряжение на выходном затворе; Д_вых, Д_сбр - выходной и сбрасывающие диоды соответственно.In FIG. Figure 4 shows a possible block diagram of the CCD “ring” photodetector with the organization “floating diffusion region”, which completely coincides with the scheme currently used in CCD arrays for the implementation of rectangular scanning of a video signal. In this drawing, the following notation: U _f1 , U _f2 , U _f3 - voltage on the tires for three-phase control of the "ring" shift register 1-2-3; U _out - voltage at the output gate; D _o , D _sbr - output and reset diodes, respectively.

Перед считыванием информационного заряда очередного элемента (пиксела) в процессе его преобразования в напряжение видеосигнала информационный заряд предыдущего элемента должен быть сброшен в стирающий диод Д_сбр.Before reading the next information charge element (pixel) in the process of converting into voltage charge video information of the previous element must be cleared in an erasing diode D _RRF.

Эта процедура осуществляется при помощи управляющих импульсов T_r, называемых часто в литературе импульсами сброса, которые подаются на соответствующую шину управления БПЗН 1-2-4.This procedure is carried out using control pulses T _r , often referred to in the literature as reset pulses, which are fed to the corresponding control bus BPS 1-2-4.

Блок формирования апертуры (БФА) 1-6 предназначен для управления считывающей апертурой в «кольцевом» фотоприемнике 1-2 при поэлементном съеме напряжения видеосигнала в БПЗН 1-2-4. В результате для всех строк фотоприемника обеспечивается одинаковая по полю площадь считывающей апертуры при различной от строки к строке площади электродов светочувствительных элементов сенсора.The aperture shaping unit (BFA) 1-6 is designed to control the reading aperture in the "ring" photodetector 1-2 when the element-by-stage video signal voltage is removed in the BPZN 1-2-4. As a result, for all the lines of the photodetector, the area of the reading aperture is the same across the field, with the area of the electrodes of the photosensitive elements of the sensor varying from line to line.

Эпюра выходного сигнала T_r, вырабатываемая на выходе БФА 1-6, представлена на фиг. 5. Предполагается, что фотоприемник 1-2 содержит n «кольцевых» строк. На этой диаграмме первая строка обозначена как T_c1, а последняя строка - как T_cn.The plot of the output signal T _r generated at the output of BFA 1-6 is shown in FIG. 5. It is assumed that the photodetector 1-2 contains n "ring" lines. In this diagram, the first row is denoted by T _c1 , and the last row is denoted by T _cn .

Управляющие импульсы имеют положительную полярность, малую (короткую) длительность и различный период следования в пределах каждой из «кольцевых» строк.The control pulses have a positive polarity, short (short) duration and a different repetition period within each of the "ring" lines.

Период управляющих импульсов для первой «кольцевой» строки обозначен T_r1, а период управляющих импульсов для последней «кольцевой» строки - T_rn.. Период T_r1 является самым малым и равен периоду считывания элемента T_p, а период считывания T_rn. - самым большим, который равен nT_r. Коэффициент n в последнем выражении определяется соотношением:The period of control pulses for the first “ring” line is denoted by T _r1 , and the period of control pulses for the last “ring” line is denoted by T _rn. . The period T _r1 is the smallest and is equal to the reading period of the element T _p , and the reading period T _rn. - the largest, which is equal to nT _r . The coefficient n in the last expression is determined by the ratio:

Δ_n - площадь светочувствительного элемента для последней строки считывания в «кольцевом» фотоприемнике.Δ _n is the area of the photosensitive element for the last read line in the "ring" photodetector.

В физическом плане управление площадью апертуры осуществляется за счет суммирования зарядовых пакетов в соседних элементах каждой текущей «кольцевой» строки сенсора до выполнения процедуры преобразования «заряд-напряжение».In physical terms, the aperture area is controlled by summing the charge packets in the neighboring elements of each current “ring” line of the sensor before performing the charge-voltage conversion procedure.

Поэтому это зарядовое сложение не может быть дополнительным источником шумов для видеосигнала на выходе телевизионной камеры.Therefore, this charge addition cannot be an additional source of noise for the video signal at the output of the television camera.

БФА 1-6 на практике может быть реализован с использованием классического набора технических средств (логических элементов) цифровой электроники. Очевидно, что БФА 1-6 может быть выполнен в составе блока 1-3 «кольцевой» развертки видеосигнала телевизионной камеры.BFA 1-6 in practice can be implemented using the classic set of technical means (logical elements) of digital electronics. It is obvious that BFA 1-6 can be performed as part of the block 1-3 "circular" scan video signal of a television camera.

Заявляемые устройства, а именно: телевизионная камера и ее «кольцевой» фотоприемник (см. фиг. 1…2), работают следующим образом.The inventive device, namely: a television camera and its "ring" photodetector (see Fig. 1 ... 2), work as follows.

Как и в прототипе [1], предполагается, что телевизионная камера 1 установлена в фиксированное положение, например при помощи фотоштатива (на фиг. 1 он не показан).As in the prototype [1], it is assumed that the television camera 1 is installed in a fixed position, for example using a photographic tripod (in Fig. 1 it is not shown).

Пусть экспонирование мишени фотоприемника 1-2-1 телевизионной камеры осуществляется со стороны электродов кристалла, как показано на фиг. 3a.Let the exposure of the target of the photodetector 1-2-1 of the television camera is carried out from the side of the crystal electrodes, as shown in FIG. 3a.

Фотоприемник 1-2 телевизионной камеры (см. фиг. 2) реализует «кольцевую» развертку зарядового изображения на фотоприемной области 1-2-1 с последующим переносом зарядовых пакетов всех строк кадра в секцию памяти 1-2-2 и заключительным поэлементным считыванием зарядовых пакетов в «кольцевом» регистре сдвига 1-2-3 с формированием на выходе БПЗН 1-2-4 напряжения видеосигнала в аналоговой форме.The photodetector 1-2 of the television camera (see Fig. 2) implements a “ring” scan of the charge image on the photodetector region 1-2-1 with the subsequent transfer of charge packets of all lines of the frame to the memory section 1-2-2 and the final element-wise reading of the charge packets in the “ring” shift register 1-2-3 with the formation of the output voltage BPSN 1-2-4 voltage of the video signal in analog form.

В интервале прямого хода по кадру происходит процесс накопления зарядовых пакетов в светочувствительных пикселах мишени 1-2-1 пропорционально освещенности панорамного сюжета.In the interval of the forward course of the frame, the process of accumulation of charge packets in the photosensitive pixels of the target 1-2-1 is proportional to the illumination of the panoramic plot.

В течение небольшого промежутка последующего интервала обратного хода кадровой развертки выполняется перенос зарядов всех «кольцевых» строк, участвовавших в накоплении, в экранированные от света пикселы, расположенные в секции памяти 1-2-2.Over a short period of the subsequent interval of the reverse scan of the frame scan, the charges of all the “ring” lines involved in the accumulation are transferred to the light-shielded pixels located in the memory section 1-2-2.

Затем в новом кадровом цикле на мишени выполняется накопление другой зарядовой «картины», а предыдущая зарядовая «картина» выводится из кристалла фотоприемника. При этом в интервале обратного хода строчной развертки происходит загрузка новыми зарядами из секции 1-2-2 в «кольцевой» регистр 1-2-3, которые затем, в каждом последующем интервале прямого хода по строке, переносятся в направлении к БПЗН 1-2-4, где для сигнала изображения выполняется поэлементное конвертирование уровня заряда в уровень напряжения.Then, in the new personnel cycle, another charge “picture” is accumulated on the target, and the previous charge “picture” is output from the photodetector crystal. At the same time, in the interval of the reverse stroke of horizontal scanning, new charges are loaded from section 1-2-2 into the “circular” register 1-2-3, which then, in each subsequent interval of the forward stroke along the line, are transferred towards BPZN 1-2 -4, where an image-by-element conversion of the charge level to the voltage level is performed for the image signal.

Блок формирования апертуры (БФА) 1-6 управляет работой «кольцевого» фотоприемника по входу «Импульсы сброса» для БПЗН 1-2-4 (см. фиг. 4). В результате этого управления для всех строк фотоприемника обеспечивается одинаковая по полю площадь считывающей апертуры, что гарантирует одинаковую чувствительность сенсора по пространству мишени.The aperture forming unit (BFA) 1-6 controls the operation of the "ring" photodetector at the input "Reset pulses" for the BPZN 1-2-4 (see Fig. 4). As a result of this control, the reading aperture area is the same across the field for all photodetector lines, which guarantees the same sensor sensitivity over the target space.

Напряжение аналогового видеосигнала «кольцевого» фотоприемника формируется на выходе БПЗН 1-2-4 (см. клемму «Точка съема видеосигнала», показанную на фиг. 4). Очевидно, что таким образом для него обеспечено выравнивание разрешающей способности по всей мишени «кольцевого» изображения, реализуя практически одинаковую четкость изображения в пределах всего «кольцевого» кадра.The voltage of the analog video signal of the "ring" photodetector is formed at the output of the BPZN 1-2-4 (see the terminal "Video signal pick-up point" shown in Fig. 4). Obviously, this way the resolution is equalized over the entire target of the "ring" image, realizing almost the same image sharpness within the entire "ring" frame.

Затем, как и в прототипе, сформированный аналоговый видеосигнал преобразуется при помощи сигнального процессора 1-4 и АЦП 1-5 в цифровой телевизионный сигнал (ЦТС) «кольцевого» кадра на выходе телевизионной камеры.Then, as in the prototype, the generated analog video signal is converted using the signal processor 1-4 and ADC 1-5 into a digital television signal (DTS) of the "ring" frame at the output of the television camera.

Далее ЦТС по интерфейсу (например, USB 2,0) передается на сервер 2 компьютерной системы, где выполняется запись видеоинформации в его оперативную память на кадр.Further, the DSP via the interface (for example, USB 2.0) is transmitted to the server 2 of the computer system, where the video information is recorded in its main memory per frame.

Предположим, что, как и в прототипе [1], горизонтальный угол поля зрения

предъявляемого оператору изображения должен составлять 60°. Тогда одна шестая часть каждой «кольцевой» строки из «кольцевого» кадра записывается в сервере 2 соответственно в один из шести массивов оперативной памяти на кадр.Assume that, as in the prototype [1], the horizontal angle of the field of view

presented to the operator of the image should be 60 °. Then one sixth of each “ring” line from the “ring” frame is recorded in server 2, respectively, in one of the six arrays of RAM per frame.

Как и в прототипе, в сервере 2 при помощи элемента БПКП, реализующего возложенные на него функции программным путем, осуществляется операция считывания видеосигнала, а в результате - конвертирование «кольцевого» кадра в обычные «прямоугольные» кадры и возможность предоставления этой информации на выходе «сеть» сервера 2.As in the prototype, in server 2, using the BKPP element that implements the functions assigned to it programmatically, the video signal is read, and as a result, the “ring” frame is converted to ordinary “rectangular” frames and the ability to provide this information at the “network” output "Server 2.

В результате цифровой видеосигнал записи для каждого «кольцевого» кадра изображения преобразуется в k «прямоугольных» кадров, которые могут быть предложены в виде выбранной последовательности операторам персональных компьютеров 3 локальной вычислительной сети. В нашем примере эта последовательность содержит 6 различных изображений, а оператор каждого персонального ноутбука 3 может осуществить селекцию предлагаемого сервером 2 изображения и его вывод на экран дисплея.As a result, the digital video recording signal for each "ring" image frame is converted into k "rectangular" frames, which can be offered in the form of a selected sequence to the operators of personal computers 3 of the local computer network. In our example, this sequence contains 6 different images, and the operator of each personal laptop 3 can select the image proposed by the server 2 and display it on the display screen.

Очевидно, что в предлагаемых операторам «прямоугольных» кадрах будет поддержано программным путем реализованное в «кольцевых» кадрах телевизионной камеры выравнивание разрешающей способности изображения и повышение его чувствительности.Obviously, in the “rectangular” frames offered to the operators, the alignment of the image resolution and the increase in its sensitivity realized in the “circular” frames of a television camera will be supported by software.

Представим теперь, что экспонирование мишени фотоприемника 1-2-1 осуществляется со стороны электродов кристалла, как показано на фиг. 3б.Imagine now that exposure of the photodetector target 1-2-1 is carried out from the side of the crystal electrodes, as shown in FIG. 3b.

Тогда формирование аналогового видеосигнала в «кольцевом» фотоприемнике и цифрового видеосигнала на выходе телевизионной камеры будет происходить совершенно аналогично, но с получением выигрыша по параметру квантового выхода (η) сенсора, а следовательно, и с дополнительным ростом чувствительности искомого изображения.Then the formation of the analog video signal in the “ring” photodetector and digital video signal at the output of the television camera will occur in exactly the same way, but with gain in the parameter of the quantum output (η) of the sensor, and, consequently, with an additional increase in the sensitivity of the desired image.

В настоящее время все элементы структурной схемы устройства компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения, в состав которой входят предлагаемая телевизионная камера и ее «кольцевой фотоприемник, освоены или могут быть освоены отечественной промышленностью.Currently, all the elements of the structural diagram of the device of a computer system for panoramic television surveillance, which includes the proposed television camera and its "ring photodetector, mastered or can be mastered by domestic industry.

Поэтому следует считать предлагаемую группу изобретений соответствующей требованию о промышленной применимости.Therefore, the proposed group of inventions should be considered as meeting the requirement for industrial applicability.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2552101. МПК H04N 7/00. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения и организация фотоприемника для его реализации / В.М. Смелков // БИ - 2015. - №16.1. RF patent No. 2552101. IPC H04N 7/00. The device of a computer system for panoramic television surveillance and the organization of a photodetector for its implementation / V.M. Smelkov // BI - 2015. - No. 16.

2. Хромов Л.И., Лебедев Н.В., Цыцулин А.К., Куликов А.Н. Твердотельное телевидение. - «Радио и связь», 1986.2. Khromov L.I., Lebedev N.V., Tsytsulin A.K., Kulikov A.N. Solid state television. - "Radio and Communications", 1986.

3. Цыцулин А.К. Телевидение и космос: Учебное пособие / Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2003.3. Tsytsulin A.K. Television and space: Textbook / Publishing house SPbGETU "LETI", 2003.

4. Патент РФ №2185645. МПК G02B 13/06, G02B 17/08. Панорамный зеркально-линзовый объектив / А.В. Куртов, В.А. Соломатин // БИ - 2002. - №20.4. RF patent No. 2185645. IPC G02B 13/06, G02B 17/08. Panoramic mirror-lens / A.V. Kurtov, V.A. Solomatin // BI - 2002. - No. 20.

Claims

1. A television camera for a panoramic panoramic computer system, forming an “annular” image raster, consisting of sequentially located and optically coupled panoramic lens and an “annular” photodetector, as well as a “ring” video signal scan unit and a signal processor and analog-to-digital converter connected in series (ADC), and the information input of the signal processor is connected to the output of the charge-voltage converter (BPS) of the "ring" photodetector, the first output is bl “ring” scan to the control inputs of the photodetector area of the “ring” photodetector, the second output of the “ring” scan unit to the control inputs of the memory section of the “ring” photodetector, the third output of the “ring” scan block to the control inputs of the “ring” shift register “Ring” photodetector, the fourth output of the “ring” scan unit - to the control input BPZN of the “ring” photodetector, the fifth output of the block “ring” scan - to the synchronization input of the signal processor, the sixth output of the block “ring” eva ”sweep - to the ADC clock input, characterized in that an aperture forming unit (BFA) is introduced, the information input of which is connected to the seventh output of the“ ring ”sweep block, the synchronizing input of the BFA - to the eighth output of the“ ring ”sweep block, and the BFA output - to the control input of the block "ring" scan, while the period of the control pulses T _r generated at the output of the BFA is determined by the ratio:

where T _p - the reading period of the element in the "ring"photodetector;

n _m is a coefficient, an integer whose value for the current read line in the "ring" photodetector is equal to the ratio:

where Δ ₁ and Δ _t are the area of the photosensitive element for the first and current read lines in the "ring" photodetector, respectively.

2. The television camera according to claim 1, characterized in that the aperture forming unit (BFA) is made as part of the “ring” scan signal block.

3. A “ring” photodetector of a television camera made using charge-coupled device (CCD) technology, which has a target crystal in the form of a circular ring and contains a photodetector region (target), a memory section, and a “ring” shift register on a common silicon crystal, ending BPZN with the organization "floating diffusion", while the line of photosensitive elements of the target and the line of shielded from light elements of the memory section are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to the outer periphery and the “circular” shift register located there, and the number of elements in each “circular” line of the target and in each “circular” line of the memory section is equal to the number of elements in the “circular” shift register, characterized in that the entire area of the photodetector target is occupied by photosensitive lines elements that are directly and sequentially connected by charge communication with the rulers of the elements of the memory section, and the area of the photosensitive elements from row to row is different, increasing as you move to the outer eriferii to a maximum value not exceeding the memory section area of the element, when implemented in a video output equal area sensor reading aperture.

4. "Ring" photodetector according to claim 3, characterized in that the exposure of the target and the technological screening of the memory section is carried out from the substrate side of the crystal of the photodetector.

5. The "ring" photodetector according to claim 3, characterized in that the charge transfer electrodes on the photodetector region, in the memory section and in the "ring" shift register are made with a geometric shape in the form of a part of a circular ring.

6. "Ring" photodetector according to claim 3, characterized in that its crystal is made of gallium arsenide.