Способ формирования объемного изображения и система телевидения его осуществления
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для цифрового телевещания. Техническим результатом являются снижение энергоемкости системы в три раза по отношению прототипа и получение в два раза больше объема информации для восприятия зрителем трехмерного пространства. Результат достигается тем, что на передающей стороне производится изменение масштаба изображения обоими объективами для получения третьего и четвертого изображений того же пространства и формирование кодов правого и левого кадров второй стереопары, и на приемной стороне зритель воспринимает объемное изображение по четырем изображениям кадров двух стереопар. 2 н.п. ф-лы, 17 ил.
Реферат
Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для цифрового телевещания,
За прототип способа принят способ получения объемного изображения телевизионной системы [1], использующий бинокулярное свойство глаз /принцип конвергенции/, заключающийся в выполнении операций на передающей стороне: получение двух изображений /правого и левого/ одного пространства правым и левым идентичными объективами в их фокусной плоскости, формирование кодов правого и левого кадров, составляющих стереопару, с заменой в кодах символов единиц с импульсов на положительные и отрицательные полусинусоиды моночастоты, кратной несущей частоте, передача последовательно кодов правого и левого кадров стереопары одной из боковых частот несущей частоты передатчика радиосигналов, на приемной стороне: прием радиосигналов с информацией кодов стереопар, двухполярное амплитудное детектирование с заменой символов единиц в кодах с полусинусоид на импульсы, распределение кодов цветовых сигналов R, G, В по своим каналам, заполнение кодами правого кадра стереопары трех накопителей кодов кадра и синхронная выдача всех кодов правого кадра по окончании периода кадра для параллельного преобразования каждого кода в соответствующий управляющий сигнал, запитывающий светодиоды в светодиодном экране, заполнение освободившихся накопителей кодов кадра кодами левого кадра стереопары и синхронная выдача их для параллельного преобразования кодов в управляющие сигналы, запитывающие светодиоды в светодиодном экране. Восприятие зрителем объемного изображения с экрана осуществляется через 3Д-очки, ИК-приемник которого по управляющим сигналам с ИК-передатчика, расположенного на экране, затемняет левое отекло очков при воспроизведении на экране правого кадра, затем затемняется правое стекло очков при воспроизведении на экране левого кадра. Недостаток прототипа способа: для воспроизведения объемного изображения используется только бинокулярное свойство зрения /конвергенция/, не используется второе свойство глазных мышц - аккомодация, фокусировка глаз на предметах разной удаленности [2; c.96-97]. Прототипом устройства принята "Система стереотелевидения [1], содержащая на передающей стороне фотоэлектрический преобразователь /ФЭП/ на основе трех пьезодефлекторов, формирующих коды двух изображений одного пространства и включающий правый и левый объективы с идентичными техническими характеристиками, блоки строчной и кадровой разверток, фотоприемники и шесть предварительных усилителей, шесть ключей, три АЦП видеосигнала, два АЦП сигнала звука, генератор синусоидальных колебаний и синтезатор частот, три формирователя кодов, два самоходных распределителя импульсов /СРИ/, триггер и трехканальный передатчик радиосигналов, на приемной стороне содержащая антенну, блок управления, три тракта приема и обработки кодов видеосигналов, светодиодный плоскопанельный экран /СД-экран/ с ИК-передатчиком на корпусе СД-экрана, 3Д-очки с ИК-приемником на их оправе, канал формирования управляющих сигналов из блока выделения строчных синхроимпульсов /ССИ/, синтезатора частот, ключа, счетчика импульсов и дешифратора, и блока выделения синхроимпульсов стереопар /СИС/, приемная сторона включает первый и второй каналы воспроизведения звука. Каждый тракт приема и обработки кодов видеосигналов содержит последовательно соединенные блок приема радиосигналов, усилитель радиочастоты и двухполярный амплитудный детектор, первый и второй формирователи импульсов и канал одного из цветовых сигналов R, G, В, содержащий два регистра, блок обработки кодов, первый блок задержек, сумматор, второй блок задержек, два накопителя кодов и два блока формирования управляющих сигналов. Изображение с экрана зрителем воспринимается объемным через 3Д-очки. При последовательном воспроизведении на СД-экране правого и левого кадров стекла 3Д-очков поочередно теряют прозрчность: каждый глаз видит свой кадр, что и дает стереоэффект. Стекла очков выполнены по технологии ЖК-ячеек просветного типа, используемые как электронно-управляемые фильтры /затворы/ [3; с.558-565]. С приходом синхроимпульса CMC в ИК-передатчик он излучает ИК-импульс, принимаемый ИК-приемником 3Д-очков, который выдает управляющий сигнал в ЖК-ячейки левого стекла, затемняя его на длительность кадра, затем ИК-приемник сам выдает второй управляющий сигнал в ЖК-ячейки правого стекла очков, затемняя его на длительность кадра. В результате каждый глаз видит свой кадр. Информация кодов передается по трем радиоканалам. На приемной стороне принимаются три радиосигнала тремя трактами последовательно, коды правого и левого кадра стереопар, коды сигналов R, G, В распределяются по своим каналам, в которых число отсчетов в строках удваивается и удваивается число строк в кадре. Недостатки прототипа: передача и прием информации по трем радиоканалам определяют высокую энергоемкость системы, а при формировании стереоэффекта для зрителя используется только один принцип - конвергенция зрения.
Цель изобретения - снижение энергоемкости системы, и для формирования стереоэффекта используется наряду со свойством конвергенции глаз и второе свойство зрения - аккомодация глаз /фокусировка глаз на предметы разной удаленности/.
Техническим результатом являются снижение энегоемкости системы в три раза за счет передачи и приема информации по одному радиоканалу и получение в два раза больше информации для восприятия зрителем трехмерного пространства. Заявляемый способ формирования объемного изображения использует бинокулярное свойство глаз и второе их свойство - аккомодацию глаз - и состоят в последовательном выполнении операций: на передающей стороне получение двух изображений одного пространства правым и левым идентичными объективами при установленном первом масштабе изображения, формирование последовательно кодов правого и левого кадров первой стереопары, установление второго масштаба изображения синхронно в обоих объективах, получение третьего и четвертого изображений того же пространства при втором масштабе изображения, нормирование кодов правого и левого кадров второй стереопары с заменой в кодах символов единиц в обоих стереопарах на положительные и отрицательные полусинусоиды моночастоты, кратной несущей частоте, и передача информации кодов последовательно первой и второй стереопар одной из боковых частот несущей частоты, на приемной стороне прием радиосигналов с информацией кодов первой и второй стереопар, двухполярное амплитудное детектирование, возврат символов единиц в кодах с полусинусоид на импульсы, распределение кодов цветовых сигналов по каналам сигналов R, В, G, заполнение кодами правого кадра первой стереопары трех накопителей кодов кадра в каналах и синхронная выдача всех кодов правого кадра для преобразования каждого кода в соответствующее число импульсов, запитывающих светодиоды в СД-экране, заполнение освободившихся накопителей кодов кадра кодами левого кадра первой стереопары, синхронная выдача их для параллельного преобразования кодов в число импульсов, запитывающих светодиоды в СД-экране, заполнение освободившихся накопителей кодами правого кадра второй стереопары и синхронная выдача кодов этого кадра для преобразования их в число импульсов, запитывающих светодиоды в СД-экране, заполнение освободившихся накопителей кодов кадра кодами левого кадра второй стереопары и синхронная выдача кодов этого кадра для преобразования их в число импульсов, запитывающих светодиоды в СД-экране. Стереоизображения двух стереопар создают реальное восприятие зрителем глубины изображаемого пространства.
Сущность заявляемого способа в том, что в способе формирования объемного изображения, выполняющего на передающей стороне получение двух изображений одного пространства двумя объективами с передачей информации кодов первой стереопары на приемную сторону и последовательное воспроизведение правого и левого кадров стереопары на СД-экране, производится на передающей стороне синхронное изменение масштаба изображения обоими объективами, получение третьего и четвертого изображений второй стереопары, передача информации кодов двух стереопар на приемную сторону и воспроизведение на СД-экране изображений кадров последовательно первой и второй стереопар.
Сущность заявляемой системы в том, что в систему стереотелевидения на передающей стороне в фотоэлектрический преобразователь /ФЭП/ вводятся две матрицы ПЗИ /прибор с зарядовой инжекцией/, а передатчик выполняется одноканальным, на приемной стороне вводятся два приемных регистра, каждый канал сигнала R, В, G включает по одному накопителю кодов кадра и одному блоку формирования управляющих сигналов, в канал формирования управляющих сигналов вводятся последовательно соединенные второй ключ, триггер и переключатель. Передающая сторона системы на фиг.1, структура цифрового потока на фиг.2, формирователь кодов на фиг.3, конструкция объектива на фиг.4, приемная сторона на фиг.5, спектр амплитудно-модулированного сигнала на фиг.6, двухполярный амплитудный детектор на фиг.7, блок обработки кодов на фиг.8, накопитель кодов кадра на фиг.9, блок регистров на фиг.10, 11, блок формирования управляющих сигналов на фиг.12, блок выделения ССИ /СИС/ на фиг.13, СД-ячейка на фиг.14, излучающий элемент матрицы на фиг.15, расположение излучающих элементов в СД-экране на фиг.16, временные диаграммы работы системы на фиг.17. На передающей стороне формируется видеорежим 600×400×100 Гц, 600 - число кодируемых строк кадра, 400 - число кодируемых отсчетов в строке, 100 Гц - частота кадров, 50 Гц - частота стереопар, 25 Гц - частота пар стереопар. Каждая стереопара из двух кадров - правого и левого кадров, следующих друг за другом.
Каждое объемное изображение из двух стереопар, четырех кадров. Длительность одного кадра 10 мс, длительность стереопары 20 мс. Частота дискретизации кодов: ,
где 2 - двухполярное кодирование отсчетов строки: положительными и отрицательными полусинусоидами.
Тактовая частота: fт=12 МГц × 12 раз=144 МГц,
12 раз - число разрядов в суммарном коде: 8 разрядов одного кода и 4 разряда другого кода.
Частота строк: fс=600×100 Гц=60 кГц. Период следования кода , период следования разряда в коде 10,4 нс //. Передающая сторона системы включает /фиг.1/ фотоэлектрический преобразователь 1 /ФЭП/, являющимся датчиком видеосигналов двух изображения одного пространства, представляемых двумя стереопарами /четырьмя кадрами/. Каждая стереопара включает правое и левое изображение из трех цветовых сигналов R, В, G и содержит первый объектив 2 /правый/, в фокальнои плоскости которого расположена фоточувствительная сторона первой матрицы ПЗИ - прибора с зарядовом инжекцией по технологии Foveon Х3 из трехслойного КМОП-датчика [3; с.832, 833] с соответствующим оптическим разрешением 600×400 и обеспечивающим 24-битную глубину цвета [3; с.835], первый - третий выходы матрицы ПЗИ 3 подключены к входам предварительных усилителей соответственно 4, 5, 6. ФЭП включает второй /левый/ объектив 7, расположенный на соответствующем расстоянии от правого объектива 2, в фокальной плоскости объектива 7 расположена фоточувствительная сторона второй матрицы П3И 8, первый - третий выходы которой подключены тоже к входам 4, 5, 6 предварительных усилителей. Правый и левый объективы 2, 7 идентичны, являются панкротическими объективами класса трансфокаторов, имеют неподвижную плоскость изображения [4; с.300], которой является фоточувствительная сторона матриц ПЗИ. Конструкция объективов 2 и 7 на фиг.4. Механическое перемещение положительной линзы трансфокатора выполняется [5; с.81, 82, рис.11. 40] введенным в каждый объектив пьезоэлектрическим двигателем /ПЭД/ [6; с.40], перемещающим положительную линзу в в два таксированных положения: первое вперед, второе назад в шаговом режиме работы ПЭД. Двигатель ПЭД размещается в корпусе объектива 2, 7, скорость линейного движения до 0,2 , минимальный шаг линейного движения 0,1 мкм, время пуска и останова 0,001 с, диапазон перемещения 0-350 мм, масса двигателя 10 г, работает в плавном и дискретном изменении скорости, напряжение возбуждения 5 В, мощность до 15 Вт. Передающая сторона включает первый 9, второй 10, третий 11 АЦП видеосигнала R, В, G, формирователь 12 кодов, генератор 13 синусоидальных колебаний и синтезатор 14 частот, первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18, пятый 19 ключи, первый триггер 20, второй триггер 21, первый самоходный распределитель 22 импульсов /СРИ/, формирующий 12-разрядный код строчных синхроимпульсов /ССИ/, второй СРИ 23, формирующий 12-разрядный код синхроимпульса правого кадра первой стереопары /СИС/ в первой строке кадра /фиг.2/, первый АЦП 24 сигнала звука 3 в 1, втором АЦП 25 сигнала 3 в 2, передатчик 26 радиосигналов, включающий последовательно соединенные усилитель 27 несущей частоты /2160 МГц/, амплитудный модулятор 28 и выходной усилитель 29. AЦП 24, 25 выполнены идентично аналогу [8; с.6, рис.7] и преобразуют сигналы звука в 16-разрядные коды, поступающие с дискретизацией 60 кГц с AЦП 24, 25 на третий и четвертый информационные входы блока 12. АЦП видеосигнала 9, 10, 11 выполнены идентично прототипу [1; с.5, 6, рис.5]. Формирователь 12 кодов /фиг.3/ включает три канала. Первый и второй каналы идентичны, первый канал включает последовательно соединенные первый блок 30 элементов И, первые двенадцать входов которого являются первым информационным входом и принимают сигналы с восьми разрядов сигнала R с AЦП 9 и 1-4 сигналы с разрядов 1-4 АЦП 10, первый 31 и второй 32 элементы ИЛИ и первый выходной ключ 33, и первый самоходный растре делитель 34 импульсов /СРИ/. Второй канал включает второй блок 35 элементов И, первые двенадцать входов которого являются вторым информационным входом блока 12 и принимают код 1-8 разрядов сигнала G с АЦП 11 и сигналы В с 5-8 разрядов с АЦП 10, третий 36 и четвертый 37 элементы ИЛИ и второй выходной ключ 38, и второй СРИ 39. Третий канал включает третий блок 40 элементов И, первые 16 входов которого являются третьим информационным входом блока 12 и принимают коды звука с АЦП 24, пятый элемент ИЛИ 41, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 32, и третий СРИ 42, включает четвертый блок 43 элементов И, первые 16 входов которого являются четвертым информационным входом блока 12 и принимают коды звука с АЦП 25, шестой элемент ИЛИ 44, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ 37, и четвертый СРИ 45. Блок 12 включает первый 46, второй 47 и третий 48 ключи и последовательно соединенные счетчик 49 импульсов и дешифратор 50. СРИ 34, 39 являются 12-разрядными, СРИ 42, 45 являются 16-разрядными. Пятым информационным входом является сигнальный вход ключа 48, шестым - третий вход четвертого элемента ИЛИ 37, выходами блока 12 являются: первым - объединенные выходы выходных ключей 33, 38, вторым - третий выход дешифратора 50. Управляющими входами являются: первым - объединенные сигнальные входы первого 46 и второго 47 ключей и счетный вход счетчика 49 импульсов, вторым - сигнальный вход /144 МГц/ выходных ключей 33, 38, третьим - управляющий вход /60 кГц/ счетчика 49 импульсов, четвертым - управляющий вход третьего ключа 48. Первый выход дешифратора 50 подключен к первому управляющему входу ключа 46, второй выход подключен к второму управляющему входу ключа 46 и к первому управляющему входу второго ключа 47, третий выход дешифратора 50 подключен к второму управляющему входу ключа 47 и является вторым выходом формирователя 12 кодов. Вторые входы блоков 30, 35, 40, 43 подключены к выходам СРИ соответственно 34, 39, 42, 45. Выход ключа 46 подключен параллельно к входам СРИ 34, 39, выход второго ключа 47 подключен параллельно к входам СРИ 42, 45. Объективы 2 и 7 идентичны /фиг.4/ каждый содержит сам объектив, трансфокатор 51 из двух неподвижных отрицательных линз [5; с.81-82] и одной подвижной положительной линзы, перемещающейся между ними, и пьезоэлектрический двигатель 52. Приемная сторона включает /фиг.5/ антенну, блок 53 управления /выбора каналов/, один тракт приема и обработки кодов видеосигналов, светодиодный экран 73 /СД-экран/, канал нормирования управляющих сигналов и два канала 86, 87 воспроизведения звука. Тракт приема и обработки кодов производит последовательный прием кодов первой и второй стереопар и включает последовательно соединенные блок 54 приема радиосигналов, усилитель 55 радиочастоты и двухполярный амплитудный детектор 56, первый 57 и второй 58 формирователи импульсов, первый 59 и второй 60 приемные регистры, каждый содержит по 12 разрядов, и три идентичных канала цветовых сигналов R, В, G. Канал сигнала R включает последовательно соединенные регистр 61, блок обработки 62 кодов, накопитель 63 кодов кадра и блок 64 формирования управляющих сигналов. Канал сигнала В включает последовательно соединенные регистр 65, блок 66 обработки кодов, накопитель 67 кодов кадра и блок 68 формирования управляющих сигналов, канал сигнала G включает последовательно соединенные регистр 69, блок 70 обработки кодов, накопитель 71 кодов кадра и блок 72 формирования управляющих сигналов. Выходы блоков 64, 68, 72 подключены к соответствующим входам СД-экрана 73, с расположенным на его корпусе ИК-передатчиком 74. В состав приемной стороны входят 3Д-очки 75 с ИК-приемником 76 на оправе, соединенным кабелем с включателем 77 в позиции 2. Порядок работы приемной стороны определяется каналом формирования управляющих сигналов, которым включает последовательно соединенные блок 78 выделения строчных синхроимпульсов /ССИ/, синтезатор 79 частот, первый ключ 80, счетчик 81 импульсов и дешифратор 82, и блок 83 выделения синхроимпульсов первой стереопары СИС, второй ключ 84 и триггер 85, Приемная сторона содержит идентичные первый 86 и второй 87 каналы воспроизведения звука, каждый из которых включает регистр, цифроаналоговый преобразователь /ЦАП/ с фильтром низкой частоты, усилитель мощности и громкоговоритель. СД-экран 73 представляется соответствующим числом излучающих элементов согласно разрешению кадра /600×800/ 48×104, выполняемых в экранном материале, который может быть стеклом или другим прозрачным материалом. Каждый излучающий элемент включает три светодиодных ячейки /фиг.14/, каждая из которых излучает один из основных цветов R, В, G. Три СД-ячейки представляют излучающий элемент матрицы /фиг.15/. В качестве светодиодов применяются сверхяркие светодиоды белого свечения с цветными светофильтрами /R, В, Q/ или светодиоды технологии СДТ или РLЕД [9; с.43], или органические светоизлучающие OL ЕД-диоды [10; с.7-9]. Светодиоды исполняются методом микроэлектронной технологии в экраном материале. Суммарное излучение светодиодами трех цветов формирует яркость и цветовой тон одного пиксела экрана. Расположение излучающих элементов в СД-экране на фиг.16. Блоки 62, 66, 70 обработки кодов идентичны, каждый включает /фиг.8/ триггер 88, вход которого является управляющим входом /12 МГц/, первый 89 и второй 90 блоки ключей из восьми ключей каждый, первый 91, второй 92, третий 93, четвертый 94 регистры, сумматор 95, пятый 97 и шестой 98 регистры, блок 96 элементов задержек и 16 диодов. Информационными входами являются поразрядно объединенные входы блоков 89, 90 ключей, на них поступают с регистров 61, 65, 69 в параллельном виде коды с частотой 12 МГц. Выходами являются поразрядно объединенные 1-8 выходы регистров 97, 98 и блока 96. Регистры 97, 98 выполняют хранение /задержку/ кодов на 83 нс и выдают их по управляющим сигналам с выходов триггера 88. Блок 96 выполняет задержку кодов после сумматора 95 на 17,5 нс /41,5 нс - 24 нс/. Частота следования кодов с блока 62 /66, 78/ 24 МГц. Первый выход Uвыд1 триггера 88 подключен к управляющим входам регистров 92, 93, 97 и к управляющему входу блока 89 ключей /Uот1/, второй выход /Uвыд2/ триггера, подключен к управляющим входам регистров 91, 94, 98 и к управляющему входу /Uот2/ блока 90 ключей. Вход триггера 88 подключен к управляющему входу сумматора 95 и обнуляет его перед каждым процессом сложения кодов. Выходы блока 89 подключены к 1-8 входам регистров 91, 92, выходы блока 90 ключей подключены к 1-8 входам регистров 93, 94. Выходы регистра 91 подключены к входам регистра 97 и через диоды к первым входам сумматора 95, к которым подключены и выходы регистра 92. Выходы регистра 93 подключены к входам регистра 98 и через диоды подключены к вторым входам сумматора 95, к которым подключены и выходы регистра 94. Накопители 63, 67, 71 кодов кадра идентичны, каждый включает /фиг.9/ блоки регистров 99, которых по числу строк в кадре 600, информационными входами являются поразрядно объединенные 1-8 входы всех блоков 99 регистров, управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход Uк /100 Гц/ первого блока 991, вторым - объединенные вторые управляющие входы Uвыд 60 кГц блоков 99 регистров, третьим - объединенные третьи управляющие входы Uд /24 МГц/ блоков 99 регистров. Каждый управляющий выход предыдущего блока регистров является первым управляющим входом для каждого последующего блока регистров. Управляющий выход последнего блока 99600 регистров подключен параллельно к четвертым управляющим входам всех блоков 99 регистров. Выходами накопителя кодов кадра являются выходы всех блоков регистров, всего выходов 3,84×106 /6400×600/. Блоки 99 регистров идентичны, каждый включает /фиг.10/ первый ключ 100, второй ключ - 101, распределитель 102 импульсов и восемь регистров 103, каждый из которых содержит по 800 разрядов, по числу отсчетов в строке. Информационными входами блока 99 являются поразрядно объединенные третьи входы разрядов восьми регистров 103. Выходами являются параллельные выходы всех /800/ разрядов восьми регистров, всего выходов 6400 /800×8/. Управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход /100 Гц/ первого ключа 100, вторым - сигнальный вход Uвыд/60 кГц/ ключа 101, третьим - сигнальный вход Uд/24 МГц/ ключа 100, четвертым - первый управляющий вход ключа 101. Последний 800-й выход блока 102 является управляющим выходом блока 991 регистров для следующего блока 992 и подключен к первому управляющему входу первого ключа 100 /фиг.11/. Выход первого ключа 100 подключен к входу распределителя 102 импульсов, выходы которого последовательно, начиная с первого, подключены к первым /тактовым/ входам разрядов параллельно восьми регистров 103. Выход ключа 101 подключен параллельно к вторым входам разрядов регистров 103 и к второму управляющему входу своего ключа 101, проходящий первый импульс закрывает ключ 101. Выходы накопителя кодов кадра подключены к информационным входам своего блока 64, 68, 72 формирователя управляющих сигналов, назначение которых выполнять преобразование "код - число импульсов излучений" для получения яркости излучения светодиода прямо пропорционально величине кода цветового сигнала. Каждый из блоков 64, 68, 72 включает преобразователи по числу разрешения кадра 48×104/800×600/ и блок 104 /фиг.12/ схем формирования импульсов, содержании 48×104 схем, формирующих из приходящего на управляющий вход сигнала Uк /100 Гц/ импульсы Uп по длительности и амплитуде. Преобразователь "код - число импульсов излучений" включает последовательно соединенные дешифратор 105, входы которого являются 1-8 входами преобразователя, блок 106 ключей из 255 ключей и выходной ключ 107, включает самоходный распределитель 108 импульсов /СРИ/, имеющий 255 разрядов, и источник 109 питания, запитывающий один светодиод в СД-экране 73. 255 выходов дешифратора 105 подключены к первым управляющим входам ключей в блоке 106, выходы которых объединены и подключены к управляющему входу Uот выходного ключа 107, сигнальный вход которого подключен к выходу источника 109 питания. Вход СРИ 108 подключен к выходу своей схемы формирования импульса Uп в блоке 104. 255 выходов разрядов СРИ 108 подключены к сигнальным входам своих ключей /255/ в блоке 106. Информационными входами блока 64 /68, 72/ являются входы всех дешифраторов 105. Выходы выходных ключей 107 являются выходами блоков 64, 68, 72. Всего выходов 48×10, которые подключены к соответствующим входам СД-экрана 73. Исходное состояние выходных ключей 107 и ключей в блоке 106 закрытое. С поступлением сигнала Uк на управляющий вход /100 Гц/ блока 64 схемы блока 104 выдают параллельно импульсы Uп на входы СРИ 108 и запускают их в работу. Длительность работы СРИ: прохождение импульсом от первого до 255 разряда, составляет период кадра 10 мс. Длительность одного излучающего импульса 39 мкс: , 255 - разрешение восьмиразрядного кода, 10 мс - длительность кадра. Выходные сигналы с дешифратора 105 соответственно величине кода открывают ключи в блоке 106, с выходов разрядов СРИ 108 последовательно через 39 мкс появляются импульсы. которые поступают на сигнальные входы ключей в блоке 106, проходят открытые ключи и поступают на первый управляющий вход выходного ключа 107. При открытом выходном ключе 107 напряжение питания с источника 109 запитывает свой светодиод в экране от каждого импульса с СРИ 108 на 39 мкс. Импульс с разряда СРИ после прохода ключа в блоке 106 поступает на второй управляющий вход этого же ключа и закрывает его /как во втором ключе 101 на фиг.10/, в результате ключи в блоке 106 после срабатывания переходят опять в закрытое состояние. За период кадра светодиод запитывается столько раз по 39 мкс, сколько было открыто ключей в блоке 106: чем больше код, тем больше импульсов излучений выдаст светодиод. А распределение импульсов излучений в периоде кадра соответственно величине кода приводится в таблице. Длительность излучения при коде 00000001 - 39 мкс, при коде 00000010 - 39 мкс × 2, при коде 11111110 - 39 мкс × 254, при коде 11111111 - 39 мкс × 255=10 мс. Инерционность срабатывания светодиодов должна быть менее 1 мкс, что выполняется сверхяркими светодиодами и светодиодами РLЕД и OLЕД.
Код на входе дешифратора | Распределение импульсов излучения в периоде кадра | Число излучений за кадр | |||||||
00…01 | 00… | 128 | 00 | 1 | |||||
00…10 | 00… | 88 | 176 | 00 | 2 | ||||
00…11 | 00… | 64 | 128 | 192 | 00 | 3 | |||
00…100 | 00… | 51 | 102 | 153 | 204 | 00 | 4 | ||
· | • | • | |||||||
· | • | • | |||||||
· | • | • | |||||||
11111110 | 1, 2, 3… | 254,00 | 254 | ||||||
11111111 | 1, 2, 3,… | 254,255 | 255 | ||||||
0 - отсутствие импульса излучения, | |||||||||
1, 2, 3,…255 - номера следования излучений в периоде кадра. |
Следование в периоде кадра импульсов излучений через равные интервалы времени соответствуют естественному восприятию света зрением человека, что повышает степень достоверности цветопередачи и яркости изображения для зрителя. Импульс СИС представляет первый код в каждой первой строке каждого правого /первого/ кадра первой стереопары, т.е. идут с частотой 25 Гц. Импульс СИС с блока 83 /фиг.5/ открывает второй ключ 84, пропускающий импульсы кадров 100 Гц, и выполняет синхронизацию воспроизведения на СД-экране кадров, начиная с первого кадра /правого/ первой стереопары, т.е. первый импульс с ИК-передатчика определяет затемнение левого кадра в 3Д-очках. Первый импульс с ключа 84 после его открытия поступает на первый управляющий вход блоков 63, 67, 71, запускает их в работу по накоплению кодов правого кадра первой стереопары, которые по окончании периода правого кадра синхронно и параллельно выдаются в блоки 64, 68, 72 нормирования управляющих сигналов. С приходом второго импульса с ключа 84 блоки 63, 67, 71 начинают процесс накопления кодов левого кадра первой стереопары, а блоки 64, 68, 72, получив коды первого кадра первой стереопары, запитывают соответственно величинам кодов светодиоды в экране 73: на экране идет воспроизведение правого кадра первой стереопары. При третьем импульсе с ключа 84 в накопителях 63, 67, 71 идет процесс накопления кодов правого кадра второй стереопары, а на экране воспроизводится левый кадр первом стереопары, при четвертом импульсе с ключа 84 накопители кодов ведут накопление кодов левого кадра второй стереопары, а на СД-экране воспроизводится правый кадр второй стереопары, далее процессы повторяются. Первый импульс после открытия ключа 84 поступает и в триггер 85, а при втором импульсе с ключа 84 сигнал с второго выхода триггера 85 при подключенном ИК-передатчике 74 вызывает ИК излучение с него, принимаемое ИК-приемником 76. ИК-приемник выдает в ЖК-ячейки левого стекла очков управляющий сигнал, вызывающей затемнение левого стекла очков. В это время зритель наблюдает изображение правого кадра правым глазом. С приходом на экран изображения левого кадра первой стереопары ИК-приемник 76 сам выдает второй управляющий сигнал в ЖК-ячейки правого стекла очков, затемняя его на 10 мс, зритель видит изображение левого кадра левым глазом. При наблюдении кадров первой стереопары в мозг зрителя идут сигналы, несущие информацию конвергенции и аккомодации глаз при первом положении перемещающейся линзы в объективах 2, 7 /фиг.4/, при наблюдении кадров второй стереопары в мозг идут сигналы, несущие информацию от мышц глаз при втором положении линзы в объективах 2, 7: чем больше информации получает мозг, тем больше выражаются объемность и глубина пространства, воспринимаемая зрителем. В заявляемой системе добавляется вариант - получение объемного изображения и без ИК-передатчика 74, в этом случае ИК-приемник очков подключают переключателем 77 во второе положение, процесс получения объемного изображения остается тот же.
Блоки 78 выделения ССИ и 83 выделения СИС идентичны, каждый содержит /фиг.13/ четырехразрядный счетчик 110 импульсов, ведущий счет 12 импульсов подряд кода ССИ /CИС/, элемент И 111, элемент НЕ 112, первый диод Д1 и второй диод Д2. Информационным входом блока является счетный вход счетчика 110, управляющим входом блока является вход диода Д1, подключенный к управляющему входу Uо счетчика 110, выходы его двух старших разрядов подключены к входам элемента И 111, выход которого является выходом блока 78 /83/ и через диод Д2 объединен с выходом элемента НЕ 112, который подключен к управляющему входу Uо счетчика 110. Код ССИ с блока 57 поступает на первый вход блока 78, при этом с блока 58 импульсов нет. Код СИС поступает на первый вход блока 83 с блока 58, при этом с блока 57 на управляющей вход блока 83 импульсы не поступают. Выход блока 78 подключен к первому входу синтезатора 79 частот, выход блока 83 подключен ss управляющему входу Uот второго ключа 84.
Работа блоков 78, 83, фиг.13.
С поступлением кода ССИ на счетный вход счетчика 110, он ведет счет 12-и импульсов кода, формируется в счетчике код 1100. С выходов его двух старших разрядов сигналы поступают в элемент ИЛИ 111, с выхода которого следует импульс ССИ /СИС/. Импульсы ССИ идут с частотой строк 60 кГц /СИС с частотой 25 Гц/. При этом с блока 58 на управляющий вход блока 78 /83/ импульсы не поступают. Начиная со второго кода строки, с блока 58 пойдут коды на второй вход блока 78. С приходом каждого импульса кода на управляющий вход счетчик 110 будет обнуляться и не сможет достичь счета 12 /1100/. Начиная со второго кода строки, пойдут коды кадра и с блока 57, и на первый вход блока 78, а так как в кодах будут и нули, то при каждом нуле в коде элемент НЕ выдает сигнал и обнуляет счетчик. При выходе сигнала с блока 78 импульс через диод Д2 поступает на управляющий вход счетчика и обнуляет его. Блок 83 работает идентично. Схемы блоков 78, 83 не допускают появление на выходе ложного сигнала ССИ и СИС. ФЭП 1 первой матрицей ПЗИ 3 формирует три цветовых видеосигнала правого кадра первой стереопары. На каждый из трех слоев матрицы ПЗИ 3 с ключа 15 поступают импульсы 60 кГц частоты строк для считывания сигналов пикселов по вертикали /вход 1/, на второй вход матрицы ПЗИ 3 с ключа 17 поступают импульсы 12 МГц для считывания зарядов по горизонтали [3; с.832]. Сигналы с трех слоев матрицы ПЗИ 3 поступают в предварительные усилители 4, 5, 6, с выходов которых они поступают в АЦП 9, 10, 11, с выходов которых восьмиразрядные коды цветовых сигналов R, В, G с дискретизацией 12 МГц поступают на 1 и 2 информационные входы формирователя 12 кодов. Синхронизация считывания сигналов с матриц с началом периода правого кадра первой стереопары выполняется открытием синхроимпульсом первой стереопары СИС 25 Гц ключа 19. Ключ 19 пропускает четыре импульса кадров, начиная всегда с первого кадра первой стереопары. Первый импульс с ключа 19 является первым /правым/ кадром первой стереопары, второй импульс является импульсом второго /левого/ кадра первой стереопары, третий импульс является импульсом правого /первого/ кадра второй стереопары, четвертый - импульсом левого /второго/ кадра второй стереопары. Первый импульс с ключа 19 поступает на вход первого триггера 20, который сигналом с первого выхода поступает на вход второго триггера 21 и открывает ключи 15 и 17. Сигнал с первого выхода триггера 21 является первым управляющим сигналом для пьезоэлектрических двигателей 52 /фиг.4/ в объективах 2 и 7, которые по первому управляющему сигналу перемещают положительную линзу трансфокатора в переднее положение. Открытые ключи 15 и 17 пропускают импульсы 60 кГц и 12 МГц на 1 и 2 входы матрицы ПЗИ 3, считывающее с нее заряды пикселов правого изображения. Второй импульс о второго выхода триггера 20 является импульсом левого кадра первой стереопары и открывает ключи 16 и 18 на длительность 10 мс, пропускающее соответственно на первый и второй входы матрицы ПЗИ 8 импульсы 60 кГц и 12 МГц для считывания с нее зарядов пикселов левого кадра первой стереопары. Сигналы с трех слоев матрицы ПЗИ 8 поступают на входы тех же усилителей 4-6. Третий кадровый импульс с первого выхода первого триггера 20 поступает вторым импульсом в триггер 21, сигнал с которого с второго выхода является вторым управляющим сигналом для пьезоэлектрических двигателей 52 /фиг.4/, которые по нему перемещают в обоих объективах 2 и 7 положительную линзу трансфокатора в заднее положение. Импульс с первого выхода триггера 20, являясь импульсом правого кадра второй стереопары, открывает на длительность 10 мс ключи 15, 17, пропускающее импульсы 60 кГц и 12 МГц для считывания с матрицы ПЗИ 3 зарядов пикселов правого кадра второй стереопары. Четвертый кадровый импульс со второго выхода триггера 20 является импульсом левого кадра второй стереопары и открывает на 10 мс ключи 16, 18, пропускающие импульсы 60 кГц и 12 МГц на 1 и 2 входа матрицы ПЗИ 8, считывающее с нее заряды пикселов левого кадра второй стереопары. Синтезатор 14 частот выдает: с первого выхода импульсы Uд дискретизации 12 МГц в АЦП 9, 10, 11 и на входы ключей 17, 18, с четвертого - тактовые импульсы 144 МГц на второй управляющий вход блока 12, с третьего выхода - импульсы 60 кГц дискретизации кодов звука на вторые управляющие входы АЦП 24, 25, с пятого - импульсы 60 кГц частоты строк на остальные входы ключей 15, 16 и на третьи управляющие входы АЦП 24, 25, со второго выхода импульсы частоты кадров 100 Гц на сигнальный вход ключа 19, с шестого - импульсы 25 Гц на управляющий вход ключа 19, в СРИ 23 и на четвертый управляющий вход блока 12, с седьмого - синусоидальные колебания несущей частоты 2160 МГц со стабильностью 10-7 в усилитель 27 передатчика 26 радиосигналов. С выходов АЦП 9, 10, 11 восьмиразрядные коды в параллельном виде поступают на первый и второй информационные входы формирователя 12 кодов /фиг.1/: на первый информационный вход поступают сигналы 1-8 разрядов с АЦП 9 и сигналы 1-4 разрядов с АЦП 10, на второй информационный вход поступают сигналы 1-8 разрядов с АЦП 11 и сигналы 5-8 разрядов с АЦП 10. Первым кодом в первой строке правого кадра первой стереопары идет 12-разрядный код СИС /фиг.2/ на шестой информационный вход блока 12, начиная со второй строки, первым кодом в каждой строке всех кадров идет код ССИ с СРИ 23 на пятый информационный вход блока 12. В потоке кодов со второго по 198-й идут коды цветовых сигналов, а 199 и 200 отсчеты строк занимают по одному 16-разрядному коду сигнала звука 3в1 и 3в2 с АЦП 24, 25. Восьмиразрядный код сигнала R и четыре сигнала 1-4 разрядов В составляют суммарный код, также и восьмиразрядный код G и сигналы 5-8 разрядов сигнала В составляют суммарный код /фиг.2/. На выходе блока 12 единицы в суммарном коде R и В представлены положительными полусинусоидами моночастоты 144 МГц,