Стереотелевизионные системы (стр. 5 из 14)

В последнее время трудности, встречающиеся при создании практических систем голографического телевидения, послужили причиной расширения области исследований дифракционных систем, в которых используется не только когерентное: но также частично когерентное и некогерентное освещение. [6]

Системы голографического телевидения, созданные на сегодняшний день, находят применение в различных сферах человеческой деятельности.

В заключение приведем одну из схем оптической установки для создания голографических изображений в области медицины, разработанной в 1992 году (рис. 1.13) [7].

Оптическая установка для создания голографических изображений.

Рисунок 1.13.

2. Разработка технических требований.

2.1. Метод формирования цветного стереоизображения.

В данном дипломном проекте разрабатывается метод формирования цветного стереоизображения при помощи двух ПЗС матриц, разнесенных на оптический базис ( 65 мм. ). Считывание сигналов производится поочередно с частотой 100 Гц таким образом, что в выходном видеосигнале имеется последовательность сигналов четных и нечетных полей двух кадров стереопары (рис. 2.14).

Структура выходного сигнала.

Рисунок 2.14.

Горизонтальные драйверы обеих ПЗС матриц работают непрерывно, являясь при этом нагрузкой для одного тимминг-генератора, который вырабатывает импульсы считывания для матриц. Следовательно, при такой схеме включения, необходимо дополнительное усиление импульсов считывания, подаваемых через горизонтальные драйверы.

Вертикальные драйверы работают поочередно и с удвоенной частотой (f = 100 Гц), таким образом увеличивается емкость нагрузки тимминг-генератора, что также необходимо учитывать при расчете схемы.

Сигналы с ПЗС матриц обрабатываются в двух видеотрактах, а затем суммируются, образуя выходной компонентный сигнал с заданной амплитудой.

2.2. Выбор элементной базы.

Данный дипломный проект базируется на уже существующей элементной базе, что существенно снижает стоимость разрабатываемой камеры.

Матрица является основным компонентом в камере, поэтому выбор элементной базы будет определяться ею.

Фаворитом в данной области является фирма SONY, которая одной из первых освоила серийный выпуск цветных матричных ПЗС. В большей степени сегодня распространены матрицы с диагональю 1/3 дюйма, следовательно, целесообразно выбрать матрицы именно такого габарита. Преимущества датчиков 1/3 дюйма также и в меньших габаритах, массе, уменьшении размеров и массы оптической системы.

В техническом задании число пикселов матрицы определено как 430 тыс. Таким образом, можно выбрать стандартную цветную матрицу ICX059AK, которая отвечает всем нашим требованиям.

Выбрав матрицу, мы можем сразу взять и стандартную элементную базу для нее:

ICX059AK – CCD Area Image Sensor, 1/3 ², CCIR (датчик изображения на основе ПЗС матрицы)

CXD1159Q – CCD sync signal generator – NTSC and PAL (генератор сигналов синхронизации для ПЗС матрицы.)

CXD1265R - CCD timing pulse generator – NTSC, PAL, ETA and CCIR (тимминг-генератор .)

74AC04 (K1533ЛН1 – аналог) – горизонтальный драйвер

CXD1267AN – CCD clock driver IC (вертикальный драйвер)

CXA1390AR - CCD colour camera sample and hold colour separation (дискретизатор с запоминанием отсчетов цветового разделения в цветной камере)

CXA1391R – CCD colour camera processor (видеопроцессор).

CXA 1392R - кодер PAL .

2.3. Требования к сигналам.

Поскольку для создания компонентного сигнала со стереоэффектом мы применяем две ПЗС матрицы типа ICX059AK, то, исходя из норм на критическую частоту мелькания (в данном случае – для каждого глаза) f_кр = 48 Гц, необходимо, чтобы f_п = 100 Гц – частота полей и, соответственно, f_к = 50 Гц – частота кадров. Следовательно, при стандартизированном числе строк разложения f_стр = 625 надо, чтобы частота задающего генератора строчной развертки была равна удвоенной стандартной:

f_ген = f_стр = 2´15625 = 31250 Гц

В итоге надо сформировать следующие сигналы:

Коммутация матриц осуществляется импульсами с частотой полей.

Управление осуществляется цифровыми сигналами TTL уровней (логический «0» – 0,4 В; логическая «1» – 2,4 В).

Выходной сигнал размахом 1 В создается на нагрузке R_н = 75 Ом (эти величины стандартизированы).

Питание комплекта микросхем осуществляется от источника питания нестабилизированного напряжения U_пит = 12 В.

Температурные режимы камеры определяются требованиями для ПЗС матрицы:

t°_раб = - 10°С ¸ + 60°С

t°_хр = - 30°С ¸ + 80°С

Данная камера может работать при влажности до 90%.

3. Разработка структурной схемы цветной стереотелевизионной камеры.

Используя результаты исследований в области стереотелевидения и последние технические достижения, можно построить множество стереосистем с различными техническими характеристиками, в том числе и удовлетворяющие нашим.

В данной разработке предлагается создать стереотелекамеру, используя в качестве основы комплект элементной базы для обычной цветной телекамеры фирмы SONY со следующими структурными изменениями:

1) в качестве датчиков стереопары используем две ПЗС матрицы цветного изображения со строчно-кадровым переносом зарядов, каждая из которых формирует сигнал изображения своего кадра – левого или правого;

2) учитывая изложенное в предыдущем пункте, необходимо применить две пары вертикальных и горизонтальных драйверов для ПЗС матриц;

3) полученные с ПЗС матриц два разных сигнала необходимо обрабатывать в двух одинаковых видеотрактах;

4) в качестве системы синхронизации и управления можно использовать один комплект, поскольку он должен обеспечивать синхронизацию и управление двумя идентичными видеотрактами. Система синхронизации состоит из синхрогенератора и тимминг-генератора. Эта система будет дополнена электронным коммутатором, поскольку управляющие сигналы для вертикальных драйверов необходимо подавать поочередно с частотой 100 Гц, чтобы обеспечить принцип образования стереопары;

5) на выходах I и II видеотрактов мы получаем компонентные сигналы, которые нам необходимо просуммировать. В этих целях мы используем сумматор;

6) наконец, все блоки нашей телекамеры необходимо запитывать от источника питания.

Структурная схема цветной стереотелевизионной камеры приведена на рис. 3.15.

Структурная схема цветной стереотелевизионной камеры.

.