RU450U1 - Телекамера на ПЗС - Google Patents

Abstract

1. Телекамера на ПЗС, включающая объектив и последовательно соединенные фотоприемную матрицу ПЗС, расположенною в фокальной плоскости, блок усиления и обработки видеосигнала, видеоконтрольное устройство, а также соединенный с управляющими шинами фотоприемной матрицы ПЗС блок управления, содержащий тактовый генератор, формирователь логических импульсов и преобразователь уровней логических импульсов, отличающаяся тем, что фотоприемная матрица ПЗС выполнена с устройством антиблюминга на динамический диапазон сигналов 1 : 10 - 1 : 100.2. Телекамера по п.1, обличающаяся тем, что содержит блок формирователя уровня темного, вход которого соединен с выходом блока усиления и обработки видеосигнала, а выход - с входом формирователя логических импульсов блока управления фотоприемной матрицей ПЗС.3. Телекамера, отличающаяся тем, что содержит блок формирователя уровня темного и диафрагму с блоком управления, при этом вход блока формирователя уровня темного соединен с выходом блока управления фотоприемной матрицей ПЗС, а выход - с входом блока управления диафрагмой.

Description

Телекамера на ПЭС

Полезная модель относится к области формирователей сигналов изображения, чувствительных к видимому и ближнему ИК-излучению, и предназначена для использования в транспортных средствах для защиты глаз водителя при вождении в условиях ослепления от яркого света фар встречных автомашин в ночное время, неба и солнца в дневное.

В настоящее время для предотвращения ослепления водителя предложены два типа систем. В системах первого типа излучение фар поляризуется под углом 45° к вертикали; под тем же углом устанавливается и анализатор перед глазами водителя, что обеспечивает гашение света фар встречных автомашин и пропускание света фар собственной автомашины /1 /. В системах второго типа используются импульсные лампы в фарах и периодически открывающиеся шторки перед глазами водителя. Автоматическое устройство обеспечивает синхронизацию шторок: они открываются в момент излучения импульсной лашш собственного транспортного средства и закрываются при излучении фар встречных автомашин /I/. Сднако обе эти системы имеют высокую стоимость и достигают эффекта только при оборудовании и.м всех транспортных средств. Кроме того, они не защищают водителя от других ярких источников света:

неба, солнца, прожекторов... , Наиболее близкой к заявляемой полезное моделиявляется телекамера на П5С для низких уровней освещенности /2/. Она содержит объе ктив и последовательно включенные фотоприемную матрицу ПЗС, располо- . , женную в фокально/, плоскости, блок усиления Е обработки Видеосигнала, видеоконтрольное устройство, а также соединенны D входом матрицы блок управления, содержащий тактовый генератор, формирователе, логических уровнем и преобразователь уровней логических импульсов.

H ss 9&V9M/№

М.кл.5 Н04 I. 5/225

, -

- У - v/

При использовавши тако телекамеры в качестве водительского прибора ослепление водителя устраняется, однако из-за расплывания заряда в матрице ПЗС вокруг ярких источников излучения (фар встречных автомобилей, неба, солнца) на видеконтрольном устройстве образуются светлые области,ве-позволяющие наблюдать истинное изображение местности в этой области.

Целью заявляемой полезной модели является устранение указанного недостатка расплывания заряда в матрице ПЗС и обеспечение возможности наблюдения все местности, в тс., ч::еле 2 с:лсотнести Тар или иных ярких источников, и одновременно ограничение яркости этих источников во избежание ослепления водителя.

Указанная цель достигается тем, что в телекамере на ПЗС, включающей объектив и последовательно соединенные фотоприемную матрицу на ЛЗС, расположенную в фокальной плоскости, блок усиления и обработки видеосигнала, вни.ескомтпс ъЮс ycrncci c, а гак:-ле ссе ненньш. с входом патрицы блок упраБЛш: :я, соцеряакй, тактовы.- генератор, формирователь логических уровне,, и преобразователь уровне, логических импульсов, фотоприешая матрица ПЗС выполнена с устройством антиблюминга на динамически диапазон сигналов 1:10.... 1:100.

Для обеспечения работоспособности в любое время суток при

произвольно средней освещенности (меняюще&ея:Ј пределах 1:10 ©@0),1

заявляемая полезная модель кроме того дополнительно содержит блок I:

Формирователя уровня темного, вход которого соединен с в&Шнш: Ч

блока усиления и обработки видеосигнала, а выход - входом (лормйрр-«1

вателя логических импульсов блока управления зотоприемно. матрицей ПЗС.

Эта же цель достигается тем, что заявляемая полезная модель дополнительно содержит блок формирователя уровня темного и диаф -„V- - , - ., ; .. -л.

ь..

.. .Т. f

рагму с блоком управления, причем вход блока формирователя уровня темного соединен с выходом блока управления фотоприемной матрицей ПоС, а выход - с входом блока управления диафрагме.

Введение в состав матрицы ПЗС устройства антиблюминга позволяет слить заряд, генерированный излучением ярких источников, устранить его расплыванин.в соседние ячейки и тем самым обеспечивает наблюдение всей местности, в том числе в окрестности ярких источников .

Перепад освещенности наблюдаемо местности лежит в пределах 1:10... 1:100 .за исключением локальных ярких источников света, таких как фары, в соответствии с чем и выбран динамический диапазон сигналов для устройства антиблюминга. Указанное устройство может работать в определенное время суток при определенной средней освещенности местности,не--меняющейся в пределах 1:..3... 1:10 ), например,ночью.

Введенный в состав полезной модели формирователь уровня темного позволяет автоматически отслеживать изменение средней освещенности - выдает сигнал, который , воздействуя на блок управления фотоприемной матрицей ПЗС,регулирует время накопления, либо, воздействуя на блок управления диафрагмой,регулирует освещенность в фокальной плоскости на фотоприемной матрице ПЗС.

Блок - схемы заявляемой полезной модели изображены на фиг.1, 2,3, причем на фиг. 2 изображена модификация с блоком формирователя уровня темного, соединенного с блоком усиления и обработки видеосигнала, а на фиг.З - модификация с блоком формирователя уровня темного и диафрагмой с блоком управления.

Телекамера на ПЗС (фиг.1) содержит объектив I, в фокальной

-V- п

9WW#tl антиблюминга 3. Выход матрицы 2 подключен ко входу блока усиления и обработки видеосигнала 4, а выхвд последнего - ко входу видеоконтрольного устройства (ВКУ) 5. Питание матрицы 2 осуществляется блоком управления матрицы 6, который присоединен к её шинам управления. Во второе модификации (фиг.2) выход блока 4 одновременно подключается на вход блока формирователя уровня темного 7, выход которого подсоединен на вход блока управления матрице 6. В третьей модификации выход блока формирователя уровня темного 7 подсоединен ко входу блока управления диафрагмой 8, которые в свою очередь, связан с самоь иафрагмой 9. Устройство работает следующим образом: Объектив I формирует в свое2 фокально плоскости на матрице ПЗС 2 изображение наблюдаемой пестксст:.. Введетз обозначения: - минимальная, Ем - максимальная освещенность местности (за исключением ослепляющих источников света) , Е осл,- освещенность ослепляющих источников (фар, неба и др.); Ко - коэффициент передачи оптики по освещенности, 5 - фоточувствительность линейки ПЗС, Тн - время накопления, К - коэффициент преобразования заряда Q, в напряжение If на ьыходз ПС.С: U/ - г-шнцпально к ТЈ- максимально регистрирует ше нгпржкепия П5С, причем и определяется его чувствительностьь:, а ТЈ орогом устро ства антиблюминга. Расчетные значения напряжения на выходе ПоС Ufvttn, , ТХяг&х соответствующие ячеыхшл, на которые проецируются объекты с указанной освещенностью, равны: Tlml (I) Uта КР О Л/ /С Ь )т&,Х/2) . К Е0Ы.

ночное время освещенность местности при включенное паре Е лк ... I лк, т.е. динамически., диапазон освещенностее Етл. : Е и расчетных сигналов Uтъэс. лежит в пределах I; 10.... 1:100 /I/. На этоп основании в заявляемое модели используется матрица ПЗС с устрою ством антиблюминга на такое же диапазон сигналов. При этом произведение foJ/#/C выбирается так, чтобы 2/i , Umw 4$ и .

Яркость ослепляющего источника света (фары) соответствует

освещенности Е осл.Ю лк, так что расчетное значение сигнала превышает на несколько порядков максимальные сигнал матрицы ITSG, 1 lT. Заряд ячейки, на которую проецируется изображение осLJOCA, L/%/

лепляющего источника, сливается в устройство антиблюминга, так что в соседние ячейки этот заряд не попадает и поэтому их сигналы не искажаются и остаются пропорциональны освещенности изображения местности. Сигнал ячейки, на которую проектируется яркий источник, ограничен значением }ъ , тем самым ослепление водителя устранено.

Дальнеешая обработка сигналов стандартна: блок усиления и обработки видеосигняяов4 формирует из выходного сигнала матрицы 2 ПЗС If/ ... U стандартный видеосигнал, которые поступала на видеоконтрольное устройство 5, формирующее изображение местности.

В дневное время суток Е... Е„,у возрастают. Чтобы расчетные сигналы tJwtft- лежали в пределах If, ... У , необходимо изменить произведение коэффициентов Ко S / А . Поэтому в двух модификациях заявляемой модели (фиг.2,3) предусмотрена обратная связь, состоящая из блока формирователя уровня темного 7, а также блока управления матрицы 6 (фиг.2), либо диафрагмы 9 с

I 95&W&/ матическл подстраивает значение указанного произведения. Блок дсрмирователя уровня тёмного 7 определяет среднее по заданной выборке значение Umi,n. П© этому значению задаётся лпбс вреия накопления Тк (блок 6 на фиг. 2), либо освещённость изображения путёп регулировки коэффициента К@ (устанэвкэй диафрагмы 9 на фиг. 3). Причём TH, KO устанавливаются таким образом, чтобы соблюдать условия .. Варианты исполнения заявляемой полезной модели ыогут соответствовать выбранн©14У пр©тотипу (2) либо аналогичным им телекамерам (3,4) с заменой в них ПЗС-матрицы на матрицу ПЗС с антиблюмингом (5). В модификациях с ©братной связью для блоков 6,7 могут быть использованы микросхемы (6). В качестве ВКУ возшгис использование устройства на светедиодах типа очки (7). Лрп использовании таких очкой облегчается использование отереоскоштческого варианта полез ной модели: необх©димо применение двух передающих блоков, устанавливаемых на требуем«м базовом расстоянии. Кроме указанного применения в качество сродства воздзния заявляемая полезная медвль может быть использована для записи на видео кассету, что полезн©, например, для анализа аварий автодорожной инспекцией (устрайстю типа чёрный ящик),, при этоы по сравнение с известными устр©йетвами типа чёрный ЯЦЕК в предлагаемом устройстве достигается неожиданный эффект: используется вся текущая видеоинформация, ©т©бражаемая на видеоконтрольном устройстве, в то время как в чернем ящике сохраняется только часть информации, записанная на видеекассете. Устройство монет быть установлено в любом месте автотранепортнбго средства (сзади, сбоку), что увеличивает поле обзора водителя. Телекамера на ПЗС может быть цветной.

Claims (3)

1. Телекамера на ПЗС, включающая объектив и последовательно соединенные фотоприемную матрицу ПЗС, расположенною в фокальной плоскости, блок усиления и обработки видеосигнала, видеоконтрольное устройство, а также соединенный с управляющими шинами фотоприемной матрицы ПЗС блок управления, содержащий тактовый генератор, формирователь логических импульсов и преобразователь уровней логических импульсов, отличающаяся тем, что фотоприемная матрица ПЗС выполнена с устройством антиблюминга на динамический диапазон сигналов 1 : 10 - 1 : 100.

2. Телекамера по п.1, обличающаяся тем, что содержит блок формирователя уровня темного, вход которого соединен с выходом блока усиления и обработки видеосигнала, а выход - с входом формирователя логических импульсов блока управления фотоприемной матрицей ПЗС.

3. Телекамера, отличающаяся тем, что содержит блок формирователя уровня темного и диафрагму с блоком управления, при этом вход блока формирователя уровня темного соединен с выходом блока управления фотоприемной матрицей ПЗС, а выход - с входом блока управления диафрагмой.