Функциональная схема видеокамеры

Функциональная схема цифровой видеокамеры приведена на рис. 34.

Рис. 34. Схема электрическая функциональная цифровой камеры

Как видно на рис. 34 функциональная схема включает:

– объектив, к которому предъявляются требования повышенной разрешающей способности из-за малого размера элемента разложения прибора с зарядовой связью (ПЗС). Кроме того, объектив должен быть легким, надежным и формировать изображение с наименьшими искажениями. Объектив имеет регулируемые диафрагму, трансфокатор и фокусировку [8-10]. Он снабжается дополнительными сменными светофильтрами;

– светофильтр, который разделяет световой поток на три спектральные составляющие – красную (R), зеленую (G) и синюю (B) – по числу преобразователей изображения на ПЗС. Светофильтр имеет структуру показанную на рис. 35;

Рис. 35 – Светофильтр цифровой видеокамеры

– матрицу преобразователя с зарядовой связью (ПЗС) - это прибор, осуществляющий преобразование светового сигнала в электрический импульсы, таким образом, происходит дискретизация изображения. По методам считывания и анализа запасенных в сенсорах зарядов существует три разновидности матриц ПЗС: линейные, с чересстрочным чтением, полнокадровые. В используемой видеокамере применена чересстрочная ПЗС;

– аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) необходим для получения цифрового сигнала изображения для последующей обработки;

– цифровой процессор сигнала и кодек – осуществляют цифровую обработку. Задачей цифровой обработки является такая обработка сигналов трех основных цветов, поступающих с АЦП, при которой обеспечиваются высокая разрешающая способность, широкий динамический диапазон, верность цветопередачи и высокая надежность работы видеокамеры;

– устройство преобразования и записи сигнала на магнитную ленту miniDV. Данное устройство осуществляет преобразование цифрового видеосигнала в форму необходимую для записи на магнитную ленту;

– контроллер IEEE 1394 интерфейса, который осуществляет взаимосвязь видеокамеры с внешними устройствами;

– контроллер карты памяти SD – предназначен для корректной передачи данных между картой памяти и камерой;

– блок управления служит для согласования всех блоков видеокамеры и формирования управляющих импульсов.

Рассмотрим принцип преобразования светового сигнала в электрический импульс на основе работы ПЗС матрицы. Световой сигнал поступает через объектив на светофильтр, после которого имеем три базовые составляющие светового сигнала. Затем такой разделенный поток поступает на матрицу ПЗС, показанную на рис. 36.

Рис. 36. Схема чересстрочного ПЗС

В чересстрочных ПЗС у каждого пикселя есть собственный фотодиод и собствен­ная область хранения заряда, которая затемнена от падающего света и необходима только для того, чтобы пере­носить содержимое ячейки. На рис. 36 область фотодиодов обозначена темной областью, а область хранения заряда показана светлым. Пришедший разделенный поток светового сигнала принимается фотодиодами. При подаче параллельных импульсов принятый заряд с фотодиодов переносится в область хранения заряда (из темного сектора в светлый), а затем последовательными импульсами переносится в последовательный регистр, и далее проходит на выходной усилитель, после чего идет в соответствии с функциональной схемой камеры [6].