Электронный затвор – затвор с переменной экспозицией

Использование ПЗС матриц в видеокамерах позволило реализовать о них затвор с перемен­ным временем экспозиции, что бы­ло невозможно в камерах на пере­дающих трубках. Эта функция ана­логична механическому обтюрато­ру кинокамеры и может использо­ваться таким же образом. При включении затвор позволяет каме­ре снимать движущиеся объекты с достаточной резкостью. Конечно, следует иметь в виду, что чем выше скорость затвора, тем меньше све­та попадает на ПЗС и требуется большее открытие диафрагмы.

Чтобы понять работу затвора, рассмотрим кратко принцип строч­ного переноса зарядов. Электроны, генерируемые световым потоком, накапливаются в фотодатчике и пе­реносятся в вертикальный регистр сдвига (рис. 8.13). Когда электронный затвор установлен и положение OFF (выключен) – 1/60 с, (1/50 c), 1 поле – электроны, накопленные за период одного поля, считываются в вертикальный регистр. При этом электроны, соответствующие траектории движущегося объекта и са­мому объекту, будут гене­рироваться, и объект полу­чится нерезким. Нерезкость можно снизить сокращением периода накапливания электронов, таким образом, что меньшее дви­жение объекта захватывается за каждый период счи­тывания. Когда затвор включается, на выход ПЗС поступают только электро­ны, генерируемые во время открытия затвора (рис. 8.24). Электроны, генерируемые до этого момента, направ­ляются и отводящий сток ПЗС. Чем быстрее скорость срабатывания затвора, тем короче время дискретизации (эффективной аперту­ры) и тем меньшее движе-ние захватывается за пери­од одного поля (1/60 с), (1/50 с).

Рис. 8.24. Принцип работы электронного затвора

Следует также отметить, что электронный затвор позволяет работать ПЗС-матрице в большом динамическом диапазоне освещенностей. Видеокамеры, снабженные объективом с автодиафрагмой, работают при очень больших значениях освещенности, не используя ручной режим регулировки параметров видеокамеры.

Матрицы ПЗС СП широко используются в бытовых одноматричных телевизионных камерах. Камеры вещательного телевидения работают на матрицах ПЗС СКП, обладающих более высокими светотехническими параметрами.

В заключение следует отметить, что видеокамеры на ПЗС-матрицах более чувствительны к радиационному облучению (воздействию), чем камеры на ЭЛТ. Поэтому видеокамеры на ЭЛТ и приборах незаменимы в зонах наблюдения и охраны в условиях сильной радиации.

Контрольные вопросы

1. Устройство и принцип работы видикона.

2. Недостатки видикона. Плюмбикон.

3. Принцип работы ПЗС.

4. Считывание потенциального рельефа ПЗС.

5. Повышение чувствительности (эффективности использования светового потока) ПЗС.

6. Спектральная характеристика ПЗС.

7. Световая характеристика ПЗС.

8. Способы цветоделения в матричных ПЗС.

9. Назначение и работа электронного затвора видеокамеры на ПЗС.

10. Достоинства и недостатки видеокамер на ПЗС по сравнению с камерами на ЭЛТ.