Оптико-электронное устройство для автоматической регистрации уровня дефокусировки объектива Советский патент 1986 года по МПК G03B3/00 

Изобретение относится к оптике- электронным системам, предназначенным для автоматической дефокусировки объективов в процессе их работы, а также для автоматизации процессов измерения фокусных отрезков оптических силовых элементов и фокусировки при сборке оптических приборов. Устройство может найти применение и в ряде других областей, где требуется автоматическое измерение расстояния до объектов произвольной конфигурации.

Целью изобретения является повышение точности регистрации, уровня дефокусировки.

На фиг. 1 представлена схема оптической части устройства; на фиг, 2 - блок-схема блока обработки сигнала,

На фиг. 1 последовательно по ходу лучей расположены фокусируемый объектив 1, светоделитель 2 и два фотоприемника 3 и 4 на линейных приборах с зарядовой связью (ЛППЗ).

Блок обработки видеосигналов содержит фотйприемники 3 и 4, сумматор 5, блок 6 двойной коррелированной выборки (ДКВ), дискриминатор 7 уровня сигнала, интегратор 8, первую схему 9 выборки-хранения, схему 10 сравнения, вторую схему 11 выборки-хранения, синхрогенератор 12.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от объектива, на который осуществляется фокусировка, проходит объектив 1 (фиг, 1), светоделитель 2 и в образованных светоделителем 2 оптических каналах попадает на светочувствительные поверхности фотоприемников 3 и 4. При этом в одном из оптических каналов, образованных светоделителем 2, фотоприемник смещен из фокальной плоскости объектива 1 в nor ложительном направлении на +bz, а в другом оптическом канале - в отрицательном направлении на -fiz.

При точной фокусировке объектива 1 изображение объектива формируется в плоскости, расположенной посредине между плоскостями фотоприемников, и . изображения в плоскостях фотоприемников имеют одинаковый размытый характер. Смещение плоскости изображения приводит к тому, что максимальное значение в распределении освещенности на одном из фотоприемников увеличивается, а на другом уменьшается. Таким образом, разность световых

1254408 2

потоков в зонах изображений с максимальной освещенностью можно использовать в качестве информативного параметра расфокусировки испытуемого объ- 5 ектива 1.

Обработка сигнала с фотоприемников осуществляется следующим образом. Синхрогенератор 12 формирует сигналы, необходимые для организации 10 алгоритма обработки видеосигналов с фотоприемников 3 и 4,

Один цикл измерений состоит из шести тактов. В первом такте происходит сканирование первого фотоприемника. 5 При этом на его выходе формируется видеосигнал, который через сумматор 5 блок 6 ДКВ и дискриминатор 7 поступает на вход интегратора 8, Блок 6 ДКВ обеспечивает выделение видеосигнала, 20 свободного от коррелированной помехи, обусловленной наличием режима сброса выходного узла фотоприемника на ЛППЗ и проникающего в этот узел за счет емкостной связи между электродами 25 ЛППЗ тактового четырехфазного управляющего сигнала, осуществляющего режим переноса считываемого информационного заряда. Кроме того, блок 6

30

35

40

ДКВ дает возможность привязать тем- новой уровень видеосвязи к заданному опорному peгyлиpyeмo ry напряжению Don. Интегратор 8 совместно с дискриминатором 7 производит интегрирование только положительной части видеосигнала.

За счет изменения опорного напряжения Поп. видеосигнал смещается относительно нулевого потенциала, что позволяет проводить его интегрирование под любым заданным уровнем, определяемым величиной Vcm Это свойство позволяет установить необходимый диапазон работы и требуемую чувствительность системы.

45

50

После окончания первого такта измерения, когда вычислен интеграл положительной части видеосигнала, синхрогенератор 12 формирует второй такт цикла измерений, в котором происходит запоминание результата интегрирования, в схеме 9 выборки-хранения. При этом разрь-шение записи результата интегрирования осуществляется импульсом, поступающим с синхронизатора 12 55 на вход разрешения записи схемы 9 выборки-хранения. Результат интегрирования хранится в этой схеме до второго такта следующего цикла измерения.

ДКВ дает возможность привязать тем- новой уровень видеосвязи к заданному опорному peгyлиpyeмo ry напряжению Don. Интегратор 8 совместно с дискриминатором 7 производит интегрирование только положительной части видеосигнала.

За счет изменения опорного напряжения Поп. видеосигнал смещается относительно нулевого потенциала, что позволяет проводить его интегрирование под любым заданным уровнем, определяемым величиной Vcm Это свойство позволяет установить необходимый диапазон работы и требуемую чувствительность системы.

После окончания первого такта измерения, когда вычислен интеграл поожительной части видеосигнала, синхрогенератор 12 формирует второй такт цикла измерений, в котором происходит запоминание результата интегрирования, в схеме 9 выборки-хранения. При этом разрь-шение записи результата интегрирования осуществляется импульсом, поступающим с синхронизатора 12 на вход разрешения записи схемы 9 выборки-хранения. Результат интегрирования хранится в этой схеме до второго такта следующего цикла измерения.

В третьем такте происходит сброс интегратора 8, в четвертом такте - сканирование второго фотоприемника, в пятом такте - сравнение результато интегрирования видеосигналов с первого и второго фотоприемников. Последняя операция осуществляется схемой 10 сравнения, причем результат сравнени с выхода этой cxehej запоминается по импульсу записи, поступакмцему с син- хрогенератора 12, схемой 11 выборки- хранения. Данньй результат хранится до пятого такта следугацего цикла измерения. В шестом такте текущего цикла происходит сброс интегратора.

Выход схемы .11 выборки-охранения является выходом устройства.

Таким образом, знак выходного напряжения соответствует знаку дефокусировки испытуемого объектива 1,а величина характеризует уровень этой дефокусировки.

Форму л а изобретения

Оптико-электронное устройство для автоматической регистрации уровня дефокусировки объектива, содержащее светоделительный элемент, фотоприемники в виде приборов с переносом заряда, расположенные в образованных светоделительным элементом оптических каналах со смещением отно сительно фокальной плоскости фокусируемого объектива в противоположных направлениях на одинаковую величину, и блок обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью

0

5

0

5

0

5

повышения точности регистрации уровня, в него введены сумматор-, блок двойной коррелированной выборки, источники регулируемого напряжения, дискриминатор уровня сигнала, интегратор, схема сравнения и две схемы выборки-охранения, при этом блок обработки сигнала выполнен в виде синхро- генератора, соединенного первым и вторым выходами с управляющими входами фотоприемников, сигнальные выходы каждого из которых подключены к соот- ветствукщим входам сумматора, соединенного выходом с информационным входом блока двойной коррелированной выборки, вход привязки нижнего уровня которого соединен с выходом источника регулируемого напряжения, а два входа управления соединены с третьим и четвертым выходами синхрогенератора, выход блока двойной коррелированной выборки через дискриминатор уровня сигнала подсоединен к информационному входу интегратора, сбросовый вход которого соединей с пятым выходом синхрогенератора, выход интегратора подключен к одному входу схемы сравнения и информационному входу первой схеьа выборки-хранения, вход управления которой соединен с шестым выходом синхронизатора, выход первой схемы выборки-хранения подключен к другому входу схемы сравнения, выход которой подключен к информационному входу второй схемы выборки-хранения, вход управления которой, соединен с седьмым выходом синхрогенератора, а выход второй схемы выборки-хранения является выходом устройства.

Ы2

-42

Редактор М.Циткина

Фие. 1

Составитель А.Чистяков

Техред М.Ходаиич Корректор А.Обручар

Заказ 4716/49 Тираж 436Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Рауп-ская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к оптико- электронным системам и может использоваться для автоматизации процессов измерения фокусных- отрезков оптических силовых элементов и фокусировки при сборке оптических приборов. Цель изобретения - повышение точности регистрации уровня фокусировки. Синхро- генератор 12 формирует сигналы, необходимые для организации алгоритма обработки видеосигналов с фотоприемников 3 и 4. Блок 6 двойной корреляционной выборки обеспечивает вьщеле- ние видеосигнала, освободившегося от корреляционной помехи. После вычисления интеграла положительной части видеосигнала происходит запоминание и хранение результата интегрирования в схеме 11 выборки-хранения. Схемой 10 сравнения осуществляется сравнение результатов интегрирования видеосигналов с фотоприемников 3 и 4, результат сравнения запоминается по импульсу записи, поступающему с синхронизатора 12, схемой выборки-хранения. Знак выходного напряжения соответствует знаку фокусировки испытуемого объектива, а величина характеризует уровень дефокусировки. 2 ил. с S / С