Преобразователи свет- сигнал

Преобразователи оптических изображений в электрические сигналы – датчики ТВ сигнала – преобразуют световую энергию в последовательность электрических сигналов. Поэтому датчик ТВ сигнала должен обладать способностью преобразовывать значения яркости отдельных элементов (пикселей) изображения в электрический заряд.

В современных ТВ камерах цифровых фотоаппаратах преобразование свет – сигнал осуществляется матрицами ПЗС или КМОП.

Светочувствительные ПЗС или КМОП – матрица состоит из множества элементов (пикселей) изображения (около – 8-15 мегапикселей и более). При проецировании изображения элементы матриц накапливают электрический заряд, пропорциональный световому потоку. При считывании электрических зарядов (потенциального рельефа) получаем электрический сигнал, который можно передать далее по каналу связи или записать в устройство памяти. Передача сигналов происходит поочередно – элемент за элементом. Число элементов (пикселей) определяет четкость изображения. При цветном изображении ячеек в матрице в 3 раза больше, чем при черно – белой передаче. Здесь 3 ячейки – красная R, зеленая G, синяя B образуют один элемент изображения (пиксель) (рисунок 4.1.). Всего в ТВ растре размещается ZxZxK пикселей, где Z – число строк, а К–формат кадра (К=4/3 или 16/9). Пример: 625х625х4/3=520833 пикселей.

В телевизионной (ТВ) камере в одну секунду передается 25 (или 50) кадров в секунду (как в кино), поэтому при записи устройство хранения информации должно иметь очень большую емкость.

Рисунок 4.1. Горизонтальный сдвиговый регистр считывания.

Структура светочувствительной ПЗС-матрицы

В фотоаппаратах емкость хранения информации намного меньше (8 – 15 ГБ). Это примерно около 1000 – 1500 снимков в зависимости от числа пикселей матрицы. В телевидении при такой емкости можно записать 30-минутную передачу. Современные фотоаппараты по своим возможностям приближаются к видеокамерам – у них есть функция видеосъемки. Видеокамеры и фотоаппараты широко используются при съемках документального кино, сюжетов для видеороликов рекламного и хозяйственного назначения.

Кратко рассмотрим структуру и работу фотоаппаратов и видеокамер.