УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ДВУМЯ ОБЪЕКТАМИ Российский патент 1995 года по МПК G02B27/16 G03B13/20 

Изобретение относится к фотокинотехнике и может быть использовано в кино-теле-фотосъемке для автоматического измерения расстояния между двумя объектами с выделением одного из них среди группы аналогичных.

Известно устройство для автоматической фокусировки объектива фотокамеры, содержащее электроакустический преобразователь с усилителем, время-импульсный преобразователь и электродвигатель, связанные через редуктор с объективом фотокамеры и преобразователем угла поворота объектива в число импульсов [1]
Известно также устройство дальномера, монтируемого внутри камеры фотоаппарата, которое состоит из светоделительной пластинки, направляющей лучи света в глаз и на призму, укрепленную на рычаге, защитных плоскопараллельных стекол, оптического клина, диафрагмы, ограничивающей пучок лучей от пластинки, пружины червячной оправы объектива и рычага, связывающего объектив с дальномером [2]
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является устройство для автоматического измерения расстояния между двумя объектами, содержащее излучатель, цифровой счетчик времени, табло и приемник, установленные на базовом объекте, приемник и излучатель, установленные на объекте-ответчике, причем излучатель, установленный на базовом объекте, своим выходом соединен с первым входом счетчика времени, выход которого соединен с табло, а выход приемника соединен с входом излучателя, которые установлены на объекте-ответчике [3]
Недостатком указанного устройства является невозможность в общем случае измерения расстояния от заданной точки до конкретного заданного объекта вследствие неоднозначности получаемых результатов и погрешности в измерении, возникающих вследствие того, что отраженный сигнал получают от первого же препятствия, встретившегося на пути следования cигнала. Избирательность при измерении расстояний между объектами у этого устройства отсутствует.

В основу изобретения поставлена задача повышения избирательности объектов, до которых измеряется расстояние, независимо от их положения в пространстве и точности измерения расстояния до них за счет частотной модуляции излучения, на которую настроен приемник, установленный на базовом объекте.

Сущность изобретения состоит в том, что устройство для автоматического измерения расстояния между двумя объектами, содержащее излучатель, цифровой счетчик времени, табло и приемник, установленные на базовом объекте, приемник и излучатель, установленные на объекте-ответчике, причем излучатель, установленный на базовом объекте, своим выходом соединен с первым входом счетчика времени, выход которого соединен с табло, а выход приемника соединен с входом излучателя, которые установлены на объекте-ответчике, снабжено блоком переключения с фильтрами частоты, который установлен на базовом объекте, и своим входом электрической связью соединен с выходом установленного на базовом объекте приемника, а выходом с вторым входом счетчика времени, при этом излучатель, установленный на объекте-ответчике, выполнен многочастотным.

Кроме того, излучатель, установленный на базовом объекте, выполнен с возможностью воспроизведения ультразвуковых (УЗ) импульсов и подачи электрического сигнала, приемник и излучатель, установленные на объекте-ответчике, выполнены соответственно с возможностью приема УЗ-импульсов, преобразования их в электрический сигнал, и воспроизведения инфракрасных (ИК) импульсов, а приемник, установленный на базовом объекте, выполнен с возможностью приема ИК-импульсов и преобразования их в электрический сигнал.

Помимо этого, излучатель, установленный на базовом объекте, выполнен с возможностью воспроизведения ИК-импульсов и подачи электрического сигнала, приемник и излучатель, установленные на объекте-ответчике, выполнены соответственно с возможностью приема ИК-импульсов, преобразования их в электрический сигнал и воспроизведения УЗ-импульсов, а приемник, установленный на базовом объекте, выполнен с возможностью приема УЗ-импульсов и преобразования их в электрический сигнал.

Причем излучатели и приемники, установленные на базовом объекте и объекте-ответчике, выполнены соответственно с возможностью воспроизведения и приема УЗ-импульсов с преобразованием их в электрические сигналы.

Кроме того, излучатель, установленный на базовом объекте, выполнен с возможностью воспроизведения УЗ-импульса, многочастотный излучатель, установленный на объекте-ответчике, выполнен с возможностью приема УЗ-импульса и воспроизведения ИК-импульса, а приемник, установленный на базовом объекте, выполнен с возможностью приема как УЗ-, так и ИК-импульсов с преобразованием их в электрические сигналы.

На фиг.1 изображена принципиальная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 варианты устройства "звук-свет"; на фиг.4 варианты устройства "звук-звук"; на фиг.5 вариант устройства "ответ звук плюс свет".

Устройство для автоматического измерения расстояния между двумя объектами состоит из излучателя 1, выход которого соединен с первым входом счетчика 2 времени, связанного своим выходом с табло 3, приемника 4, выход которого электрической связью соединен с входом блока 5 переключения с фильтрами частоты. Выход блока переключения 5 соединен с вторым входом счетчика 2. Излучатель 1, счетчик 2, табло 3, приемник 4 и блок 5 с фильтрами частоты установлены на базовом объекте 6. Устройство также состоит из приемника 7, выход которого соединен с входом излучателя 8. Приемник 7 и излучатель 8 установлены на объекте-ответчике 9.

Устройство для автоматического измерения расстояния, представленное на фиг.1 принципиальной блок-схемой, может быть реализовано в вариантном исполнении.

В первом варианте "звук-свет" (см. фиг.2) элементы, установленные на базовом объекте 6, а именно: излучатель 1 выполнен в виде УЗ-излучателя 10, и приемник 4 в виде приемника 11 инфракрасного ИК-сигнала, а элементы, установленные на объекте-ответчике 9, а именно: приемник 7 выполнен в виде УЗ-приемника 12, и излучатель 8 в виде ИК-излучателя 13.

Во втором варианте "свет-звук" (см. фиг.3) элементы, установленные на базовом объекте 6, а именно: излучатель 1 выполнен в виде ИК-излучателя 14 и приемник 4 выполнен в виде УЗ-приемника 15, а элементы, установленные на объекте-ответчике 9, а именно: приемник 7 выполнен в виде ИК-приемника 16 и излучатель 8 выполнен в виде УЗ-излучателя 17.

В третьем варианте "звук-звук" (см. фиг.4) элементы, установленные на базовом объекте 6, представляют излучатель 1, который выполнен в виде УЗ-излучателя 18 и приемник 4 в виде УЗ-приемника 19, а элементы, установленные на объекте-ответчике 9, представляют приемник 7, выполненный в виде УЗ-приемника 20 и излучатель 8 в виде УЗ-излучателя 21.

В четвертом варианте "ответ звук плюс свет" (см.фиг.5) элементы, установленные на базовом объекте 6, представляют излучатель 1, который выполнен в виде УЗ-излучателя 22 и приемник 4 в виде комбинации УЗ- и ИК-приемника 23, а элементы, установленные на объекте-ответчике 9, представляют приемник 7, выполненный в виде УЗ-приемника 24 и излучатель 8 в виде комбинации УЗ-и ИК-излучателя 25.

Информация о проведенных измерениях может быть также передана со счетчика времени 2 на автофокус, который также может быть установлен на базовом объекте 6.

Устройство для автоматического измерения расстояния между двумя объектами работает следующим образом.

Излучатель 1 (см. фиг.1) посылает в пространство сигналы в направлении объектов, например, киносъемки, и через первый вход счетчика времени 2 включает его. Сигнал воспринимается приемниками 7, установленными на всех объектах-ответчиках 9. При приеме сигнала включаются излучатели (маяки) 8, также установленные на всех объектах-ответчиках 9, которые имеют различные частоты модуляции, заранее установленные для каждого объекта съемки. Каждый излучатель 8 посылает в направлении базового объекта 6, на котором установлен излучатель 1, например, киносъемочный аппарат, сигнал со своей частотой модуляции. Приемник 4, установленный на базовом объекте 6, преобразует полученные сигналы в электрические. Эти многочастотные сигналы поступают на блок 5 переключения частоты, с которого на второй вход счетчика времени 2 поступает электрический сигнал, соответствующий только тому объекту съемки, частота излучения которого совпадает с частотой фильтра, установленного в блоке 5. По этому сигналу происходит остановка счетчика времени 2. Полученное со счетчика 2 время прохождения сигнала преобразуется в расстояние, соответствующее расстоянию от измерительной плоскости базового объекта 6 до объекта-ответчика 9. Результат измерения через связь выводят со счетчика 2 времени на табло 3. При необходимости напряжение, соответствующее расстоянию, может быть подано на систему управления фокусировкой (автофокус).

В первом вариантном исполнении "звук-свет" (см.фиг.2) в качестве излучателя 1 используют УЗ-излучатель 10, который посылает УЗ-импульс и включает счетчик времени 2; УЗ-импульс принимает УЗ-приемник 12, который установлен на объекте-ответчике 9, и преобразует его в электрические импульсы, которые через электрическую связь включает ИК-излучатели 13. Импульсы ИК-излучения принимает ИК-приемник 11, установленный на базовом объекте 6, и после их соответствующей частотной обработки останавливает счетчик 2 времени, затем на цифровое табло 3 выводят информацию о расстоянии до объекта, а в случае необходимости на автофокус выводят напряжение, пропорциональное расстоянию до объекта.

Во втором вариантном исполнении "свет-звук" (см.фиг.3) в качестве излучателя 1 используют ИК-излучатель 14, который посылает ИК-импульс и одновременно включает счетчик 2 времени; ИК-импульс принимает ИК-приемник 16, установленный на объекте-ответчике 9, и преобразует в электрический импульс. Импульс ИК-приемника 16 включает УЗ-излучатель17, который также установлен на объекте-ответчике 9 и излучает УЗ-сигналы, которые принимает УЗ-приемник 15, размещенный на базовом объекте 6, и после их соответствующей частотой обработки останавливает счетчик 2 времени. Со счетчика 2 времени на цифровое табло 3 выводят информацию о расстоянии до объекта, а в случае необходимости на автофокус выводят напряжение, пропорциональное расстоянию до объекта.

В третьем вариантном исполнении "звук-звук" (см.фиг.4) в качестве излучателя 1 используют УЗ-излучатель 18, который посылает УЗ-импульс и одновременно включает счетчик 2 времени. УЗ-импульс принимает УЗ-приемник 20, установленный на объекте-ответчике 9, где его преобразуют в электрический импульс, который включает УЗ-излучатель 21, который также установлен на объекте-ответчике 9 и излучает УЗ-сигналы, которые принимает УЗ-приемник 19, размещенный на базовом объекте 6. УЗ-приемник 19 после соответствующей частотной обработки сигналов передает их на счетчик времени 2, которые его останавливают. Со счетчика времени 2 на цифровое табло 3 выводят информацию о расстоянии до объекта, а в случае необходимости на автофокус выводят напряжение, пропорциональное расстоянию до объекта.

В четвертом варианте исполнения "ответ звук плюс свет" (см.фиг.5) в качестве излучателя 1 используют УЗ-излучатель 22, который посылает УЗ-импульсы и одновременно ИК-излучатель 25, установленный на объекте-ответчике 9, посылает ИК-импульс. ИК-импульс принимает ИК-приемник 23, установленный на базовом объекте 6, преобразует этот импульс в электрический сигнал и включает счетчик 2 времени. УЗ-импульс, поступающий с УЗ-излучателя 25, принимает УЗ-приемник 23, который после соответствующей частотной обработки сигналов передает на счетчик 2 времени и останавливает его. Таким образом, излучатель 25 и приемник 23 в этом варианте работают в двух режимах: УЗ- и ИК-излучения и УЗ- и ИК-приема соответственно. После остановки счетчика 2 времени на цифровое табло 3 выводят информацию о расстоянии до объекта, а при необходимости на автофокус выводят напряжение, пропорциональное расстоянию до объекта.

Использование заявленного технического решения позволяет повысить избирательность объектов, до которых измеряется расстояние независимо от их положения в пространстве и точность измерения расстояния до них.

Использование в кино-теле-фотосъемке для автоматического измерения расстояния между двумя объектами с выделением одного из них среди группы аналогичных. Сущность устройство для автоматического измерения расстояния между двумя объектами содержит излучатель, цифровой счетчик времени, табло и приемник, установленные на базовом объекте, приемник и излучатель, установленные на объекте-ответчике, при этом излучатель на базовом объекте выходом соединен с первым входом счетчика времени, выход которого соединен с табло, а выход приемника соединен с входом излучателя, которые установлены на объекте-ответчике, блок переключения и фильтрами частоты, который установлен на базовом объекте и своим входом электрической связью соединен с выходом установленного на базовом объекте приемника, а выходом с вторым входом счетчика времени. Излучатель на объекте-ответчике выполнен многочастотным. устройство реализовано в четырехвариантном исполнении. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ДВУМЯ ОБЪЕКТАМИ, содержащее установленные на базовом объекте излучатель, цифровой счетчик времени, информационный вход которого соединен с выходом излучателя, табло, соединенное с выходом цифрового счетчика времени, и приемник, установленные на объекте-ответчике, приемники и излучатель, вход которого соединен с выходом приемника, отличающееся тем, что в него введен установленный на базовом объекте блок переключения с фильтрами частоты, вход которого подключен к выходу приемника, а выход к входу сброса цифрового счетчика времени, при этом установленный на объекте-ответчике излучатель выполнен многочастотным. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что излучатель и приемник на базовом объекте выполнены с возможностью воспроизведения ультразвуковых импульсов и приема ИК-импульсов соответственно, а приемник и излучатель на объекте-ответчике с возможностью приема ультразвуковых и воспроизведения ИК-импульсов соответственно. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что излучатель и приемник на базовом объекте выполнены с возможностью воспроизведения ИК-импульсов и приема ультразвуковых импульсов соответственно, а приемник и излучатель на объекте-ответчике с возможностью приема ИК-импульсов и воспроизведения ультразвуковых импульсов соответственно. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что излучатели и приемники объектов выполнены с возможностью воспроизведения и приема ультразвуковых импульсов соответственно. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что излучатель и приемник на базовом объекте выполнены с возможностью соответственно воспроизведения ультразвуковых импульсов и приема как ультразвуковых, так и ИК-импульсов, а многочастотный излучатель на объекте-ответчике выполнен с возможностью приема ультразвуковых и воспроизведения ИК-импульсов.