一种高清晰度CCD器件和视盘机.pdf

一种高清晰度CCD器件，涉及一种CCD器件，要不增加生产难度，而提高象素数，特征是CCD象素受光面积减小，有至少两组CCD器件，不同组CCD象素受光部分对应图像不同部分，用于产生高清信号。一种高清晰度信号，涉及一种视频信号，要不提高显示器扫描频率而提供高清图像，特征是同一图像有至少两路并行信号，可用于合成一路高清信号。一种高清晰度视盘机，涉及一种视盘机，要用现视盘机读取效率提供高清信号，特征是至少两部视盘机同步读取两张视盘，可提供视差信号。

1、  一种CCD器件，包括一组CCD器件，CCD器件的感光单元受光部分相互错开，错开的距离小于一个感光单元节距，其特征是：还包括至少另一组CCD器件，CCD器件感光单元只有部分面积受光，感光单元受光部分相互错开的CCD器件是不同组的CCD器件。

2、  根据权利要求1所述的CCD器件，其特征在于CCD器件感光单元的不受光部分涂有不透光物质。

3、  一种CCD器件，包括一组CCD器件，CCD器件的感光单元受光部分相互错开，错开的距离小于一个感光单元节距，其特征是：还包括至少另一组CCD器件，感光单元相互错开的CCD器件是不同组的CCD器件。

4、  一种图像信号，包括两路并行的、内容不同的图像信号。其特征是：所说的两路是至少两路，所说的两路并行的、内容不同的图像信号是同一图像的信号。

5、  根据权利要求4所述的图像信号，其特征在于两路图像信号被分别记录在两个载体上。

6、  根据权利要求5所述的图像信号，其特征在于所说载体是视盘。

7、  一种视盘机，包括至少两部视盘机，其特征是：还包括至少两个具有开关作用的部件，具有开关作用的部件分别并联在不同视盘机的暂停电路中，该部件与位置开关信号输出端相连，位置开关的激光头到位信号可使该开关部件的状态发生变化，开关部件状态的变化可使暂停电路起到暂停作用；还包括一电路，该电路具有至少两个输入端和一个输出端，输入端分别与不同视盘机的位置开关信号输出端相连，其输出端与视盘机的上述具有开关作用的部件相连，只有与视盘机相连的输入端都输入激光头到位信号时，该电路才输出信号，该电路的输出信号可使具有开关作用的部件回复到原状态，开关部件回复到原状态时可使暂停电路结束暂停作用。

8、  根据权利要求7所述的视盘机，其特征在于还包括一帧同步器，其中一个视盘机信号输出端与帧同步器基准信号的输入端相连；其余视盘机信号输出端与帧同步器有待同步信号的输入端相连。

一种高清晰度CCD器件和视盘机
本发明涉及一种摄象机CCD器件和视盘机，特别是一种高清晰度CCD器件和视盘机。
现在市面上的视盘机或录象机所提供的图像，清晰度较低，不能满足人们的观赏需要；摄象机要提高清晰度，只有在面积一定的CCD图像传感器上增加感光单元数，这增加了生产难度，因此清晰度高的摄象机CCD器件生产难度也大。
本发明的目的是提供一种清晰度较高、生产难度不需提高的摄象机CCD器件，能放出高清晰度图像的视盘机。
本发明利用两部或两部以上现有的清晰度较低的设备相加在一起，组成一种清晰度得到提高的设备。
一种CCD器件，包括至少两组CCD器件(如果是单板机类型的CCD器件，两组即是两块；如果是三板机类型的CCD器件，两组是六块，每组包括红、绿、蓝三块CCD器件)，CCD器件感光单元只有部分面积受光照射，不同组CCD器件感光单元受光部分相互错开，错开的距离小于一个感光单元节距。也就是使不同机的CCD器件受光部分对应于同一幅画面的不同部分，从而增加分解画面的象素数。
另一种CCD器件与此相似，包括至少两组CCD器件，不同组CCD器件感光单元相互错开，错开的距离小于一个感光单元节距。
不同组的CCD器件感光单元的受光部分相互错开，可以通过两种方式实现：一种是一幅画面在不同组CCD器件上的位置相同(如画面上同一条水平线与每块CCD器件最上边的一行感光单元相重合)，使不同组的CCD器件相同部位的感光单元受光部位不同(分为两种情况：在垂直方向上使其不同和在水平方向上使其不同。在垂直方向上可用下述方式实现：由两组CCD器件组成的CCD器件，它们每行感光单元的受光部分在垂直方向上的高度等于或小于原感光单元在垂直方向上受光部分高度的1/2，使一组CCD器件感光单元的受光部分为每行感光单元的上1/2部分或上1/2部分中的小于1/2的部分，不受光部分为每行感光单元的下1/2部分或下1/2部分加上上1/2部分中不受光的部分；另一组CCD部件每行感光单元下1/2部分或下1/2部分中的小于1/2的部分受光，上1/2部分或上1/2部分与下1/2部分中不受光的部分不能受到光照；有两组以上CCD器件组成的CCD器件，设组数为n，则每组的图像传感器每行的感光单元受光部分在垂直方向上的高度等于或小于原感光单元受光部分在垂直方向上高度的1/n，在配置它们的CCD器件时，使第一组CCD器件每行感光单元受光部分为原感光单元从上往下的第1个1/n部分或第1个1/n部分中的小于1/n的部分，第二组每行感光单元受光部分为原感光单元从上往下的第2个1/n部分或第2个1/n部分中的小于1/n的部分，……第n组每行感光单元受光部分为原感光单元从上向下的第n个1/n部分或第n个1/n部分中的小于1/n的部分；在水平方向上的实现方式与此相似，有两组时，一组每个感光单元的左1/2或左1/2中的小于1/2的部分受光，另一组每个感光单元的右1/2或右1/2中的小于1/2的部分受光，有两组以上时，设组数为n，则第一组每个感光单元的受光部分为原感光单元从左至右的第1个1/n部分或第1个1/n部分中的小于1/n的部分，第2组每个感光单元的受光部分为原感光单元从左至右的第2个1/n部分或第2个1/n部分中的小于1/n的部分，……第n组每个感光单元的受光部分为原感光单元从左至右的第n个1/n部分或第n个1/n部分中的小于1/n的部分)；第二种是不同组CCD器件每个感光单元的受光部位都相同(比如每行感光单元都是上半部分受光)，画面在不同组CCD器件上的位置相同，然后把一组CCD器件与另一组CCD器件在垂直方向(不同组CCD器件感光单元的受光部分在垂直方向上分别对应于同一画面的不同部分地CCD器件)或水平方向(不同组CCD器件感光单元的受光部分在水平方向上分别对应于同一画面的不同部分的CCD器件)上错开等于或小于一个感光单元受光部分在垂直或水平方向上的高度或宽度，如果有两组以上，把它们CCD器件的感光单元依次错开。
上述使感光单元受光面积减小可用下述方法实现：把感光单元上不受光部分涂上不透光物质或覆盖上不透光材料。
应用上述CCD器件的摄象机输出信号可以是由每组CCD器件及其相关部件(如CCD驱动脉冲发生器、取样保持预放器、信号处理电路、编码器，各组CCD器件共用一个同步信号发生器、自动控制电路、光学系统)输出一路图像信号，然后把若干路信号分别传输或记录(如把两路信号分别记录在两张视盘上)，形成一种由两路或两路以上并行(“并行”指在时间上同时存在)图像信号组成的信号；也可以是把两组或两组以上CCD器件的两路或两路以上信号分别进行时间压缩，再相加组合成一路信号输出。信号的相加有两种，一种是垂直方向上的信号相加，一种是水平方向上的信号相加。垂直方向上的信号相加时，先把每路信号中的每行进行时间压缩，压缩为原一行时间的1/n，从而在每相邻两行之间空出n-1行(压缩后的行)的时间，再把其中n-1路信号延时，使n-1路信号中的每一行图像信号正好对着另一路信号中相邻两行之间空出的n-1行时间，并使每路信号的行总是对着空出的n-1行时间中固定的某个行时间(图像信号行与空出的若干行时间的对应应正确，所谓正确是指把上述若干路信号显示在一个显示器上时，象素的位置与实际景物相同。比如共有4路并行信号，每路信号相邻两行之间空出压缩后的3行时间，第2、3、4路被进行长短不同的延时，延时后三路信号的每行分别对着第1路中相邻两行中空出的3行时间中的第1、2、3行时间，如第2路的第一行对着第1路中第一行与第二行之间空出的3行时间的第一行时间，第2路的第二行对着第1路中第二行与第三行之间空出的3行时间的第一行时间，以此类推；第3路的第一行对着第1路中第一与第二行之间空出的3行时间的第二行时间，第3路的第二行对着第1路中第二行与第三行之间空出的3行时间的第二行时间，以此类推；第4路的第一行对着第1路中第一与第二行之间空出的3行时间的第三行时间，第4路的第二行对着第1路中第二与第三行之间空出的3行时间的第三行时间，以此类推)，然后把各路信号相加，组成一路信号。水平方向上的信号相加时，使每路信号通过一种器件(如RC电路)，该器件可使每个象素脉冲的宽度缩短为原象素脉冲的1/n(n为信号的总路数)，从而在每路信号相邻两个象素之间空出n-1个象素的时间(通过上述器件后的信号中n-1个象素的时间)，然后对其中n-1路信号延时，使延时后每路信号中的各象素的时间正好对着另一路未延时信号中相邻两象素之间空出的n-1个象素时间中的某个时间(象素与时间的对应应正确，所说正确是指把上述n路信号显示在同一个显示器上时，象素的位置与真实景物相同。如共有3路并行信号，经过上述器件后，每路信号中相邻的两个象素脉冲之间空出被上述器件缩短时间后的两个象素脉冲时间，对第2、3路信号进行长短不同的延时，使延时后的两路信号的象素对着第1路信号中相邻两象素之间空出的两个象素时间，其中第2路的每一行的第一个象素脉冲对着第1路相同行的第一与第二个象素脉冲之间空出的两个象素脉冲时间的第一个象素脉冲时间，每行第二个象素脉冲分别对着第1路相同行的第二与第三两个象素脉冲之间空出的两个象素脉冲时间的第一个时间，以此类推；第3路每行第一个象素脉冲对着第1路相同行的第一与第二个象素脉冲之间空出的两个象素脉冲时间的第二个象素脉冲时间，每行第二个象素脉冲对着第1路相同行第二与第三个象素脉冲之间空出的两个象素脉冲时间的第二个象素脉冲。所说相同行是指同序次的行，如第2路的第一行与第1路的第一行为相同行，两路的第二行同为相同行等等)，再把各路信号相加，从而组成一路水平清晰度得到提高的信号。上述相加后得到的水平方向与垂直方向的清晰度得到提高的信号再相加，则可获得清晰度更高的信号。
上述的信号相加是原始的图像信号相加，比如是两路或两路以上的R、G、B信号，一路R信号与另一路或几路R信号相加，相加后得到的R信号作为同一图像的R信号，一路G信号与另一路或几路G信号相加，相加后的G信号作为同一图像的G信号，B信号也采用同样方法相加，然后再把相加后的R、G、B信号作为同一图像的R、G、B信号，再进行其他处理，如送入编码器进行编码及调制等。
设置的CCD器件组数可根据感光单元的受光面积大小确定，如可以把每个感光单元受光照的部分涂覆成只有原来一个感光单元受光面积的三分之一、四分之一等等，相应地要增加CCD器件的组数，比如光照部分为原来的三分之一时，最多可以设三组(少一些可以设两组)，四分之一时最多可以设四组(少一些可以设三组或两组)，等等，可使图像扫描行数提高二倍、三倍等，同样，几路信号可以经时间压缩后相加成为一种高清晰度信号，也可分别传输或记录(如有n路信号时，分别记录在n张视盘上)。
为使上述高清晰度CCD器件中不同组的CCD图像传感器同步摄象，即所有的CCD器件同步摄象，通过使各组CCD器件共用一个同步信号发生器来实现它们摄象的同步，即各机的CCD器件都受控于该同步信号发生器(就象三板机的三个CCD器件受控于一个同步信号发生器实现同步摄象一样)。
一种播放用上述CCD器件得到的信号的视盘机，包括至少两部视盘机，各视盘机同步放象。为使各机同步，在各机的暂停控制电路中设一具有开关作用的元器件，它与暂停键为并联，该元器件还与视盘机的位置开关信号输出端相连，机器开始放象后，位置开关发出的激光头到位信号可送入该元器件。激光头到位信号可使该具有开关作用的元器件的状态发生变化(如导通或截止)，该元器件状态的变化可使暂停电路中该元器件所在的并联支路接通，使暂停电路发挥暂停作用，使机器处于暂停状态。即该元件状态发生变化时与按下暂停键，使机器处于暂停状态的效果一样；再设一电路(比如门电路)，它具有至少两个输入端(输入端数量与CCD器件的组数相同)和一个输出端，它的各输入端分别与各机器位置开关的信号输出端相连，激光头到位信号可以送入上述电路的输入端，只有所有的输入端都输入激光头到位信号时，该电路输出端才输出一个信号，把该电路的输出端与各机暂停电路中上述的具有开关作用的元器件相连，该电路的输出信号可使该开关元器件已发生的状态变化回复到原状态(如截止或导通)，从而使各机同时结束暂停，同时开始播放，即该元器件回复到原状态时与按暂停键，使视盘机结束暂停的效果一样。为更精确同步，再设一帧同步器，把其中一机输出的视频信号作为基准信号输入帧同步器(该机信号输出端与帧同步器的基准信号输入端相连)，其余机器输出信号作为有待同步的信号输入帧同步器(这些机器信号输出端与帧同步器有待同步的信号输入端相连)，通过帧同步器的作用，使各机输出的视频信号的行、场扫描同步。
上述CCD器件，提供的信号清晰度虽然大幅度提高，但由于是几个现有的清晰度较低的CCD器件的象素数相加，因此CCD器件没有因为增加象素数而使生产难度加大；上述视盘机，由于是几个只能放低清晰度图像的设备的相加，因此实现了用低清晰度视盘机也能放出高清晰度图像。
下面将结合具体实施例详细介绍上述方案。一种应用上述方案的摄象机CCD器件，共有48块CCD器件，每3块为一组(相当于一部三板式摄象机的CCD器件)。物象进入光学系统后被分成红、绿、蓝3路，再把3条光路各分出15路(如在3条光路上各设置15块半反射镜)，即红光15路，绿光15路，蓝光15路，加上原来3路各经15块半反射镜后透射出的3路，共48路，每3路(红1路，绿1路，蓝1路)供给同一组的三块(红、绿、蓝)CCD器件。原来的一个感光单元受光面积平分成16块，沿垂直方向分成4行，每行四块，先从左向右数，第一行依次叫作第1、2、3、4块，第二行依次叫作5、6、7、8块，第三行依次叫作9、10、11、12块，第四行依次叫作13、14、15、16块。第一组的三块CCD器件，每个象素只有第1块受光照射，其余15块被涂上不透光的物质；第二组的三块CCD器件，每个象素只有第2块受光，其余15块被涂上不透光物质……第十六组的CCD器件的象素，只有第16块受光。48块CCD器件同步扫描(比如它们受控于同一个同步信号发生器)，从而产生16路信号。为了使图像精确，每块CCD器件均采用逐行扫描。
一种应用上述方案的视盘机，它相当于16个视盘机组合在一起。16张视盘分别记录16路信号，它们被16个视盘机同步放象。为使视盘机同步，设一门电路，比如与门或或门，它有16个输入端，分别对应于16路信号，它还具有一个输出端。在每视盘机的暂停控制电路(即放象中间需要暂停时所用的暂停键所控制的电路)中设一开关，此开关与暂停键构成并联电路，此开关用具有截止和导通两种状态的元件来充当。放象时，当激光头到达光盘起点时，位置开关发出激光头到位信号，把这个信号分出一路送到暂停控制电路中的上述开关，利用激光头到位信号控制该开关，使该视盘机处于暂停状态；激光头到位信号还被分出另一路送往上述的门电路的一个输入端。只有16个输入端都输入激光头到位信号时，门电路输出端才输出一个信号，把门电路输出的这个信号分成16路，分别送往上述各暂停电路开关，控制各开关，使各视盘机同时结束暂停，开始播放。为了更精确地同步，设一帧同步器，帧同步器的输入端与视盘机信号输出端相连，16路信号中的1路作为基准信号引入帧同步器，其余15路作为有待同步的信号引入帧同步器，通过帧同步器的作用，使这15路信号与作为基准信号的一路信号行、场扫描同步。