Устройство для автоматической фокусировки объектива Советский патент 1984 года по МПК G03B3/10 

Изобретение относится к фотокинотехнике, а именно к устройствам для автоматической фокусировки объектива съемочных аппаратов.

Известно устройство для автоматической фокусировки, в котором испольэуются два фотосопротивления, величины сопротивления которых изменяются при изменении положения изображений, проектируемых на их светочувствительные поверхности. Сигнал рассогласования, возникающий при несоответствии положения изображений на обоих фотосопротивлениях, формируется в электронной схеме управления и поступает на электродвигатель привода объектива.На оправе объектива имеетс потенциометр, положение подвижного контакта которого изменяется при пермещении объектива. Фотосопротивления и потенциометр включены в электричес кую мостовую схему, электродвигатель приводится в действие напряжением, равным разности выходного напряжения потенциометра и фотосопротивлений. В то время, когда разность выходных сигналов фотосопротивлений равна нулю, объектив находится в положении, обеспечивающем точную фокусировку l.

К недостаткам: указанного устройства относятся необходимость наличия идентичных фотосопротивлений и потенциометра, обладающего достаточно выскими точностными характеристиками, а А-акже громоздкость схемы, что делает ее малоприемлемой в малогабаритной съемочной аппаратуре. Кроме того, в устройстве применяется сложная электронная схема сравнения электрически сигналов, снимаемых с выходов фотосопротивлений и потенциометра.

.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматической фокусировки, содержащее оптическую дальномерную систему триангуляционного типа,снабженную двумя входными каналами,в одном из которых установлены неподвижное зеркало и фокусирующая линза, а в другом - сканирующее зеркало и фокусирующая линза, и фотоприемное устройство, выход которого соединен с приводом перемещения объектива. Фотоприемное устройство содержит расположенную в плоскости фокусировки светоприемную матрицу, на которой формируются два вспомогательных изображения, одно из которых неподвижное, а другое осущест вляет сканирование по матрице, при этом вырабатываются различные по характеру электрические .сигналы.

С выходов светоприемных матриц электрические сигналы поступают в электронную схему, где они сравниваются. В электронной схеме формируется корреляционный сигнал, получаемый при наибольшем сходстве поступающих

по каналам дальномерной оптической системы изображений. Указанный сигна усиливается и nocfynaeT в цепь управления (фиксирования) перемещением объектива съемочного аппарата 2 .

Недостатками известного устройства для автоматической фокусировки являются низкая точность и надежност сложность конструкции и электронной схемы управления, обусловленная тем, что сравнение дискретных сигналов, снимаемых с матриц, предполагает использование логарифмических преобразователей, дифференциальных усилителей, схем сравнения и согласования на каждую пару одноименных ячеек светоприемных матриц.

Для получения сигяала управления в устройстве для автоматической фокусировки используются спетг1,альные интегральные схемы, для изготовления которых применяется сложная к дорогостоящая полупроводниковая технология Устройство не обеспечивает надежную работу в условиях низкой осве1денност и контрастности объектов вследствие небольшой чувствительности фотоприемных матриц.

Цель изобретения - повышение точности автофокусировки и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что устройство для автоматической фокусировки объектива, содержащее оптическую дальномерную систему триангуляционного типа, снабженную двум входными каналами, в одном из которы установлены неподвижное зеркало и (Гокусирующая линза, а в другом - сканирующее зеркало и фокусирующая лин;-а, Si (сгоприемное устройство, выход которого соединен с приводом перемещения объектива, снабжено каналом считывающего излучения, выполненным в виде двух полупрозрачных зеркал, одно из которых установлено между неподвижным зеркалом и фокусирующей линзой одного из входных каналов и оптически сопряжено с источником считывающего излучения, а другое полупрозрачное зеркало установлено между сканирующим зеркалом и фокусирующей линзой другого входного канала и оптически сопряжено с фотоприемным устройством, кроме того, устройство снабжено расположенньлм между фокусирующими линзами оптически управляемым элементом, выполненным в виде стеклянных подложек с последовательно нанесенными прозрачными токопроводящими и фоточувствительными слоями, между которыми расположен слой электрооптического материала.

На фиг„ 1 изображено устройство для автоматической Фокусировки, общи вид; на фиг. 2 - схема оптически управляемого элемента; на фиг, 3 и 4 варианты устройства для а втоматической фокусировки, Устройство для автоматической фокусировки объектива содержит установленные на оптической оси дальномерной системы неподвижное 1 и скани рующее 2 отклоняющие, зеркала, полупрозрачные зеркала 3 и 4 и фокусирую щие линзы 5 и б, оптически управляемый элемент 7, расположенный в плос кости фокусировки линз 5 и б, ИСТОЧ ник 8 считывающего излучения, фотоприемное устройство 9, связанное с приводом 10 объектива 11, формирующе го изображение в плоскости фоточувст вительного материала 12. Устройство для автоматической фокусировки установлено в корпусе 13. Неподвижное отклоняющее зеркало 1 и фокусирующая линза 5 и соответст венно сканирующее зеркало 2 и фокуси ругацая линза б образуют входные кана лы дальномерной системы, формирующие изображения объекта съемки на оптически управляемом элементе 7, состоя щем из стеклянных подложек 14 с нанесенными на них полупрозрачными токопроводящими покрытиями 15 и фото |1увствительныг«ш слоями 16, между которыми расположен слой 17 электроопт ческого материала. Устройство работает следующим образом. Световые потоки от объекта съемки (не показан) Ф ,i и Фп- поступают соответственно на отклоняющие зеркала 1 и 2. Затем при помощи линз 5 и 6 изображения объекта съемки, поступающие по каналам дальномерной системы, формируются на противоположных сторонах оптически управляемого элемента 7. Изображение объекта (световой поток Фо-1 ) f формируемое зеркалом 1 и линзой 5, является неподвижным, а изображение объекта (световой поток Фо2 формируемое зеркалом 2 и линзой б - подвижным, перемещающимся по соответствующей стороне оптически управляемого элемента 7. При относительном перемещении изображений происходит постоянное изменение электро оптических свойств элемента 7. Регистрация изменения оптической плотности элемента 7 осуществляется считывающим излучением Ф, Источник 8 считывающего излучения установлен таким образом, что его излучение Ф, отразившись от зеркала 3 и пройдя оптически управляег 1ый элемент 7, направляется зеркалом 4 на фотоприег.1ное устройство 9, регистрирующее поток Ф. При формировании на оптически управляемом элементе 7 двух позитивных изображений фотоприемное устройство 9 считывающего излучения будет регистрировать некоторьтй корреляционный максимум, наблюдаемый в момент совпадения изобраасений, поступающих по каналам дальномерной системы. В случае формирования на оптически управляемом элементе 7 прямого и инверсного, получаемого дополнительным преобразователем (не показано) изображений фотоприемное устройство 9 считывак1дего излучения будет регистрировать корреляционный минимум, наблюдаемый в момент совпа-дения указанных изображений. В процессе сканирования разворот зеркала 2 происходит синхронно с перемещением объектива 11, что обеспечивается механизмом привода 10. Причем каждому угловому положению зеркала 2 соотвествует опред лояное положение объектива 11. В момент регистрации фотоприемньтм устройством 9 корреляционного максимума (минимума) с выхода последнего снимается управляющий сигнал, подаваемый в систему привода Ю которая обеспечивает установку объектива 11 в положение, при котором на фоточувствительном материале 12 формируется резкое изображение снимаемого объекта. В качестве Фоточувствительных слоев 16 используют пленки сернистого кадмия, обладающие высокой чувствительностью в видимой области спектра и нанесенные на стеклянные подложки с прозрачными токопроводящими пленками 5и02+ . В качестйе слоя 17 используется ориентированный слой жидкого кристалла с положительной анизотропией диэлектрической проницаемости ( ). При использовании твист-эффекта в ЖК оптически управляемый элемент помещается между скрещенными поляроидами, обозначенными стрелками П и А. В устройстве применяется спектральная развязка световых потоков Ф02 I поступанвдих от объекта съемки, и потока считывающего излучения Ф (- , при этом спектральный диапазон считывающего излучения Ф, находится за пределами спектральной чувствительности фотополупроводника, установленного в фотоприемном устройстве 9. Неподвижное зеркало 1 может быть выполнено полупрозрачнЕзГМ. Световой поток Фд , поступающий от объекта съемки, отражается от зеркала 1.Для потока считывагадего излучения Ф,; зеркало работает на просвет. В качестве считывающего излучения может быть использован также световой поток Фо-1/ поступаюядий от объекта съемки. Пройдя оптически управляемый элемент 7 и отразившись от полупрозрачного зеркала 4, световой поток Ф 0 поступает в фотоприемное устройство 9 считывающего излучения, формирукзцее управляющий (корреляционный) сигнал схему привода перемещения объектива.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКИ ОБЪЕКТИВА, содержащее оптическую дальномерную систему триангуляционного типа, снабженную двумя входньши каналами, в одном из которых установлены неподвижное зеркало и фокусирующая линза, а в другом - сканирующее зеркало и фокусирующая линза, и фотоприемное устройство, выход которого соединен с приводом перемещения объектива, о тличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности автофокусировки, оно снабжено каналом считывающего излучения, выполненным в виде двух полупрозрачных зеркал, одно из которых установлено между неподвижным зеркалом и фокусирующей линзой одного из входных каналов и оптически сопряжено с источником считывающего излучения, а другое полупрозрачное зеркало установлено между сканирующим зеркалом и фокусирующей линзой другого входного канала и оптически сопряжено с фотоприемным устройством, кроме того, устройство снабжено расположенным между фокусирующими линзами опти-§ г чески управляемым элементом, выпол(Л С ненным в виде стеклянных подложек с последовательно нанесенными прозрачными токопроводящими и фоточувствительными слоями, между которыми расположен слой электрооптического мате-s риала. О) 00 а lN5