Устройство фокусировки объектива зеркального фотоаппарата Советский патент 1986 года по МПК G03B3/10 

Изобретение относится к фотокннотехнике, а именно к однообъективным зеркальным фотоаппаратам с автоматической или полуавтоматической фокусировкой объектива.

Целью изобретения является повышение точности и надежности фокусировки путем обеспечения наводки по произвольному объекту со сменными объективами различной светосилы при большом диапазоне расфокусировок и повышение чувствительности за счет увеличения освещенности приемника. На фиг. 1 представлена оптическая схема устройства в зеркальном фотоаппарате; на фиг. 2 - схема расположения выходных зрачков оптической системы с положением двух линеек фотоприемников и распределением освещенности в положении точной фокусировки (а) и в расфокусированном положении (б); на фиг. 3 - графики распределения освещенности на двух линейках фотоприемников; на фиг.4 -электрическая схема устройства полуавтоматической фокусировки; на фиг. 5 - варианты оптической схемы устройства.

Оптическая схема устройства фокусировки (фиг. 1) в зеркальном фотоаппарате (без визира) состоит из фокусируемого объектива 1, зеркала 2, выполненного в центральной части полупрозрачным, дополнительного зеркала 3, кадрового окна 4, коллективных линз 5, 6, полупрозрачного элемента короткофокусных линз 8, 9, линз 10 оборачивающей системы, призм 11, 12, зеркала 13, двух множеств фотоприемников 14, 15, расположенных в одной плоскости.

Объект 16 (полуплоскость) проектируется Б плоскость кадрового окна 4 и в сопряженную плоскость коллектива 5. Входной зрачок объектива 17 (диафрагма) проектируется в плоскост 18, совпадающую с фотоприемниками 14 и 15. Оборачивающая система (10-13) переносит изображение из плоскости коллективной линзы 5 в плоскость второго коллектива 6. Изображения (указаны перпендикулярными стрелками) в первом и втором каналах повернуты друг относительно друга на 180°.

В устройстве в плоскости фотоприемников (фиг. 2) получается два изображения диафрагмы объектива 17. Одна группа фотоприемников 14 расположена в плоскости выходного зрачка первого канала, а другая группа фотоприемников 15 - в плоскости выходного зрачка второго канала. В положении точной фокусировки (а) фотоприемники 14 и 15 освещены равномерно (величина освещенности Е ), а при расфокусированном положении объектива (б) для объекта полуплоскость ocBenteHHOCTH элементов линейки фотоприемников 14 (19-22) неравномерны, так же как и освещенности элементов фотоприемников 15 (23-26), однако при этом т(гнь на линейку 5 фотоприемника 14 заходит слева, а

на линейку фотоприемника 15 - справа. Это приводит к следующему: если сравнивать освещенности левых элементов (19 и 23) разных линеек, то они бу дут неодина1совы и можно найти разностный сигнал, который пропорционален (для фотодиодов) логарифму отношения освещенностей AU C/lgE n/E j (С - коэффициент пропорциональности). Просуммировав все абсолютные разности (найдя Хли по элементам разных линеек), получим сигнал, который за-висит от расфокусировки объектива. В положении точной фокусировки сиг0 нал минимален - приближается к О (так как Е , Е E,j и т.д.) и не.зависит от типа объекта (это справедливо для любого произвольного объекта).

5 Графически распределение освещенности в плоскости линеек фотоприемников от объекта (полуплоскости) показано на фиг. 3. Здесь Е, (на 14) и E,j (на 15) постоянны в пределах 0 выходного зрачка и составляют величину Еу, . При расфокусировке объектива неравномерность освещенности увеличивается (Е и Е соответствуют большей расфокусировке). При пере45 ходе через положение точной фокусис.овки наклон кривых (например Е и Е) изменяется на противоположный (Е и Е). Так как изображения в первом и втором каналах повернуты на 50 i 80 , то разностньш сигнал достигает значительных величин. Аналогично получается распределение освещенностей для произвольного объекта, но все равно при точной фокусировке ос55 вещенности фотоприемников 14 и 15 равномерны.

Электронная схема, например, полуавтомата, может быть вьтолнена, как

представлено на фиг. 4а. Первое множество фотоприемников 14 состоит, например, из 4-х элементов 19-22, второе 15 - также из 4-х элементов 23-26. Сигналы с ка;адой пары фотоприемников (19 и 23, 20 и 24...) подаются на входы соответствующих компараторов 27-30, где определяются абсолютные разности iU, которые затем суммируются в блоке 31, который подклю ен к блоку-индикации 32.

Схема блока абсолютных разностей сигнала изображена на фиг. 4в. Блок 3 может выполняться в виде порогового устройства (фиг. 4а) или в виде двух порогового (фиг. 46) компаратора со светодиодом, который зажигается (или гаснет) в момент, когда минимальна .

На фиг. 5 показаны другие варианты оптической части устройства: в одном варианте линзы 10 приклеены к призме 11, а вместо призмы 12 и зеркала 13 установлена одна призма 12 (а). В третьем варианте (б) вместо зеркала 7 установлена светоделительная пластина 7, исключающая двоение изображения, которое может появиться на зеркале 7. Для выравнивания освещенностей в двух каналах в одном из них устанавливается нейтральный светофильтр 33, который перемещается перпендикулярно оптической оси и располагается либо вблизи линз 8i 9, либо вблизи линз 10 оборачиваю

щей системы.

При использовании пространственных матриц фотоприемников (а не линейных) система должна хорошо работать по объектам произвольной формы. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет работать во всем диапазоне расфокусировок (до 1516 мм). В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве сравниваются элементы фотоприемников разных линеек и не требуется раздвижения плоскостей изображения по оптической оси, поэтому момент точной фокусировки наступает именно тогда, когда освещенности двух зрачков равномерн

Формула изобретени

1. Устройство фокусировки объектива зеркального фотоаппарата, содержащее фокусируемьм объект, визирное устройство с полупрозрачным визирным зеркалом в центральной зоне, дополнительное зеркало, светоделительный элемент, два оптических канала, в каждой из которых за короткофокусной линзой в плоскости выходного зрачка установлена матрица фотоприемников, блок обработки сигнала и устройство индикации, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности и надежности фокусировки путем обеспечения наводки по произвольному объекту со сменными объективами различной светосилы при большом диапазоне расфокусировок и повышения чувствительности за счет увеличения освещенности приемника, в нем вблизи плоскостей изображения каждого канала установлены коллективы, в один из оптических каналов введена призменно-линзовая оборачивающая система а матрицы фотоприемников установлены в одной плоскости на единой подложке, при этом одноименные фотоприемники матриц попарно подключены к входам схем определения абсолютной разности сигнала.

2.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что устройство индикации выполнено в виде порогового или двухпорогового устройства.

3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью выравнивания освещенности в двух каналах, в одном из оптических каналов установлен нейтральной светофильтр

с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси.

У

.IB

JS

Изобретение относится к фотокинотехнике и позволяет повысить точность и надежность фокусировки путем обеспечения наводки по произвольному объекту со сменными объективами различной светосилы при большом диапазоне расфокусировок, а также повысить чувствительность за счет увеличения освещенности приемника. Для этого вблизи плоскостей изображения оптических каналов, в которых за короткофокусными линзами 8, 9 установлены на единой подложке матрицы фотоприемников 14, 15, размещены коллективы 5, 6. В один из каналов введены линзы 10 и призмы 11, 12 оборачивающей системы. В случае расфокусировки объектива освещенности линеек фотоприемников 14 и 15 неравномерны. Суммированием разностных сигналов, найденных по элементам разных линеек в устройстве индикации, полус о чают сигнал, зависящий от расфокусировки объектива. Устройство индиел кации может быть выполнено в виде с: порогового или двухпорогового устройства. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Ecf.

Ecp

CfJ

E,

y

9

19 20 91 32

/ / / 7Ъ г 25 26

Фие.З