SU1149435A1 - Преобразователь свет-сигнал дл цветной телевизионной камеры - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СВЕТ-СИГНАЛ ДЛЯ ЦВЕТНОЙ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ КАМЕРЫ, содержащий матрицу приборов с зар довой св зью (ПЗС), на которой закреплен штри.ховой кодирующий светофильтр , состо щий из чередующихс  цветопропускающих и непрозрачных полос, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  разрешающей способности по горизонтали при сохранении разрешающей способности по вертикали и улучщени  качества цветопередачи , цветопропускающие полосы ориентированы вдоль строк матрицы ПЗС и представл ют собой чередующуюс  последовательность прозрачных, желтых (или голубых) и зеленых полос, разделенных непрозрачными полосами, ширина которых составл ет 30-40% размера фоточувствительного элемента матрицы ПЗС в направлении поперек строк, причем непрозрачные полосы пространственно совмещены с .одним из накапливающих горизонтальных фазных электродов, а щирина суммы одной S цветопропускающей и одной непрозрачной полос равна размеру фоточувствительного элемента матрицы ПЗС в направлении поперек строк. Л1/

Description

4 СО 4

оо

СП

Фиг.1 Изобретение относитс  к технике телевидени  и предназначено дл  использовани , в частности в видеофотокамере. Известен преобразователь свет-сигнал дл  цветной телевизионной камеры, в котором горизонтально ориентированный светофильтр состоит из чередующихс  красных и синих цветопропускающих полос. Преобразователь формирует при этом два цветовых сигнала - красный R и синий В, а второй преобразователь формирует зеленый G сигнал. Горизонтально ориентированный светофильтр позвол ет обеспечить полную разрешающую способность по горизонтали, а также простоту формировани  цветовых и  ркостного сигналов. Разрещающа  способность по вертикали в и.ветовых каналах снижаетс  в два раза; псевдо ркостна  разрешающа  способность определ етс  числом элементов второго преобразовател  G 1. В преобразователе используют матрицы приборов с зар довой св зью (ПЗС) с строчно-кадровым переносом, имеющие р д недостатков по сравнению с матрицами ПЗС с кадровым переносом: матрицы ПЗС с кадровым переносом более технологичны в изготовлении, а также позвол ют в два раза эффективнее использовать падающий световой поток. Однако указанные горизонтально-ориентированные кодирующие светофильтры совместно с матрицами ПЗС с кадровым переносом примен ть невозможно из-за возникновени  больщих перекрестных искажений. Коэффициент чистоты цвета дл  этого случа  около 40%. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  преобразователь свет-сигнал дл  цветной телевизионйой камеры, содержащий матрицу ПЗС с кадровым переносом, на которой закреплен штриховой кодирующий светофильтр, состо щий из вертикальноориентированных красной, зеленой (голубой ) полос и непрозрачных полос. Цветопропускающие полоски отделены друг от друга непрозрачными участками, закрывающими области стоп-диффузий. Ширина их составл ет 15% от размера фоточувствительной  чейки по горизонтали. R и В видеосигналы получают со схем поэлементной выборки-хранени , а синий сигнал формируетс  как разность зеленого и голубого сигналов; последний выдел етс  также схемой поэлементной выборки-хранени . Разрещающа  способность по горизонтали определ етс  числом элементов, пропускающих зеленую компоненту светового потока. В данном случае разрещаюпХа  способность равна 2/3 от общего числа элементов . Низкочастотный  ркостный сигнал формируетс  с триады светофильтров и равен 2G + R-fB 2. Недостатком известного преобразовател   вл етс  низка  разрешающа  способность по горизонтали. Цель изобретени  - увеличение разрещающей способности по горизонтали при сохранении разрешающей способности по вертикали и улучшение качества цветопередачи ., Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе свет-сигнал дл  цветной телевизионной камеры, содержащем матрицу приборов с зар довой св зью (ПЗС), на которой закреплен штриховой кодирующий светофильтр, состо щий из чередующихс  цветопропускающих и непрозрачных полос, цветопропускающие полосы ориентированы вдоль строк матрицы ПЗС и представл ют собой чередующуюс  последовательность прозрачных, желтых (или голубых ) и зеленых полос, разделенных непрозрачными полосами, ширина которых составл ет 30-40% размера фоточувствитёльного элемента матрицы ПЗС в направлении поперек строк, причем непрозрачные полосы пространственно совмещены с одним из ненакапливающих горизонтальных фазных электродов, а ширина суммы одной цветопропускающей и одной непрозрачной полос равна размеру фоточувствительного элемента матрицы ПЗС в направлении поперек строк. Это позвол ет повысить коэффициент чистоты цвета до величины не менее 80%. Дальнейшее увеличение горизонтальных непрозрачных полос в вертикальном направлении приведет к улучщению апертурной характеристики по вертикали и, как результат , к еще большему приближению коэффициента чистоты цвета к 1. Однако при этом уменьшитс  интегральна  чувствительность матрицы ПЗС. На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема устройства обработки Цветовых телевизионных сигналов с данным преобразователем; на фиг. 2 - участок матрицы ПЗС с частью штрихового кодирующего светофильтра. Преобразователь содержит матрицу 1 ПЗС и штриховой кодирующий светофильтр 2. Преобразователь свет-сигнал, содержащий матрицу 1 ПЗС с закрепленным на ней щтриховым кодирующим светофильтром 2, обычно называют многосигнальной матрицей ПЗС. Устройство обработки видеосигнала с данного преобразовател  содержит усилитель 3, блок 4 разделени  сигналов R и В, синхрогенератор 5, блок 6 формировани   ркостного сигнала, коммутатор 7. Устройство работает следующим образом . С выхода матрицы 1 ПЗС видеосигнал поступает на усилитель 3, где он делитс  на высокочастотный и низкочастотный сигналы . С выхода. уси.тител  3 низкочастотный сигнал поступает на блок 4 разделени  сигналов R и В и блок 6 формировани   ркостного сигнала.

Дл  определенности рассмотрим многосигнальную матрицу 1 ПЗС, имеющую штриховой кодирующий светофильтр 2 из горизонтально ориентированных прозрачных, желтых и зеленых полос, разделенных непрозрачными полосами. В этом случае с выхода усилител  3 имеем строчную последовательность следующих сигналов:

W R 4- G -Ь В соответствует прозрачной полосе;

V R Ч- G соответствует желтой полосе;

G соответствует зеЛеной полосе.

Блок 4 разделени  сигналов R и В включает в себ  две линии задержки, кажда  на длительность одной строки, и схемы вычитани . После задержки входных сигналов на длительность одной и двух строк на входах схем вычитани  получаем одновременно три сигнала W, V, и G. Из указанных трех сигналов вычитанием получают два низкочастотных цветовых сигнала R V-G и В W - V.

Формирование  ркостного сигнала происходит построчно в блоке 6. Сигнал W, соответствующий прозрачной полосе щтрихового кодирующего светофильтра 2, проходит через блок б без дополнительных преобразований , так как считаем, что W V.

Последнее справедливо при соответствующем . выборе спектральных характеристик кодирующих и корректирующих светофильтров . Если на блок 6 с выхода усилител  3 поступает сигнал, соответствующий желтой полосе кодирующего светофильтра, т.е. V R Ч- G, то дл  формировани   ркостного сигнала через коммутатор 7 с выхода блока 4 на блок 6 поступает сигнал В и на выходе блока 6 получаем сигнал вида R -f G -Ь В, т. е. V. Если на блок 6 с выхода усилител  3 поступает сигнал, соответствующий зеленой полосе кодирующего светофильтра, т.е. G, то дл  формировани   ркостного сигнала через коммутатор 7 с выхода блока 4 на блок 6 поступают сигналы R и В и на выходе блока 6 получаем  ркостный сигнал V R + G-bB. Коммутаци  сигналов осуществл етс  со строчной частотой, задаваемой синхрогенератором .5.

Таким образом, устройство формирует три низкочастотных сигнала R, Б, V и высокочастотный сигнал AW причем  ркостный сигнал V и высокочастотный сигнал AW формируютс  на каждой строке.

Высокочастотные компоненты видеосигнала выдел ютс  в усилителе 3, например, фильтром высоких частот. В св зи с разным пропусканием каждой из полос щтрихоJ вого кодирующего светофильтра 2 будет мен тьс  и количество выдел емых высокочастотных компонент от строки к строке. Скомпенсировать указанную разницу можно с помощью схем с управл емым коэффициентом усилени , причем коммутаци  значени 

коэффициента усилени -построчна , и задаетс , например, коммутатором 7, управл емым от единого синхрогенератора 5.

Рассмотренна  структурна  схема обработки сигналов не  вл етс  оригинальной,

5 она представл ет собой компил цию р да известных схем, незначительно модернизированных . Кроме того, могут быть предложе-, ны и другие алгоритмы обработки сигнала, отличающиес  от рассмотренного получением  ркостного и цветовых сигналов.

0 Предлагаемый преобразователь,  вл  сь простейщим по структуре (только две полосы имеют фиксированное спектральное пропускание , треть  прозрачна ), обеспечивает максимальное разрешение как по горизонтали, так и по вертикали. Непрозрачные полосы , закрывающие не менее 30% размера каждого фоточувствительного элемента по вертикали, позвол ют увеличить коэффициент чистоты цвета и использовать матрицы ПЗС с кадровым переносом,  вл ющие0 . с  наиболее технологичными из матриц ПЗС. Коммутаци  цветовых сигналов с целью получени  низкочастотного  ркостного сигнала , а также разделение цветовых сигналов осуществл етс  со строчной частотой, что значительно упрощает схемные рещени .

Отказ от выделени  цветовых сигналов с тактовой частотой (частотой элементов) позвол ет осуществл ть непосредственную запись недекодированного сигнала на видеомагнитофон , что в свою очередь позвол ет

0 упростить камерную головку в варианте моноблока, т.е. комплекса камеры и записывающей части видеомагнитофона.

Экономический эффект в преобразователе с таким штриховым кодирующим светофильтром получаетс  благодар  снижению

5 стоимости изготовлени  штрихового кодирующего светофильтра . Расположение непрозрачной полосы над фазным электродом , создающим потенциальный барьер дл  разделени  фоточувствительных элементов д приводит к уменьшению перекрестных цветовых искажений, а увеличение ее ширины в вертикальном направлении 30-40% размера фoтoчyвcтвитeJlbнoгo элемента приводит к увеличению индекса цветопередачи от 40 до 60 единиц.

Стоп- диффул/  Ф(/г.2

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СВЕТ-СИГНАЛ ДЛЯ ЦВЕТНОЙ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ КАМЕРЫ, содержащий матрицу приборов с зарядовой связью (ПЗС), на которой закреплен штриховой кодирующий светофильтр, состоящий из чередующихся цветопропускающих и непрозрачных полос, отличающийся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности по горизонтали при сохранении разрешающей способности по вертикали и передачи, ориентированы вдоль строк матрицы ПЗС и представляют собой чередующуюся последовательность прозрачных, желтых (или голубых) и зеленых полос, разделенных непрозрачными полосами, ширина которых составляет 30—40% размера фоточувствительного элемента матрицы ПЗС в направлении поперек строк, причем непрозрачные полосы пространственно совмещены с .одним из накапливающих горизонтальных фазных электродов, а ширина суммы одной цветопропускающей и одной непрозрачной полос равна размеру фоточувствительного элемента матрицы ПЗС в направлении поперек строк.

   улучшения качества цветоцветопропускающие полосы

   Фиг. 1