Фотокамера Советский патент 1987 года по МПК G03B19/12 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к фотоаппаратам с системой автоматического управления экспозицией.

Целью изобретения является повыше- ние качества изображения и ускорение процесса съемки.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемой камеры; на фиг.2 - структурная схема приемной части сие темы визирования с электронно-лучевой трубкой; на фиг. 3-4 - схемы чувствительной площадки электронно-лучевой трубки в виде матрицы на приборах с заря- .довой связью и ее конструкция; на фиг.5 - блок-схема телевизионной трубки, используемой в фотокамере; на фиг.6 - эпюры сигналов, снимаемых с выходов телевизионной трубки; на фиг.7 - структурная схема видеоконт- рольного устройства системы визирования; на фиг.8 - эпюры сигналов, подаваемых на входы видеоконтрольного устройства; на фиг.9 - структурная схема блока формирования видеосигналов на фиг .10- эпюры сигналов в наиболее важных точках схемы блока формирова- кия видеосигналов; на фиг.11 - структурная схема блока формирования сиг- налов фокусировки; на фиг.12 - эпюры сигналов в наиболее важных точках схемьц блока формирования сигналов фокусировки.

Фотокамера содержит съемочный объектив 1, управляемую диафрагму 2, откидное отражающее зеркало 3, посредством которого образована плоскость А фокусировки изображения 5 сопряженная с плоскостью расположения фотопленки 4. Плоскость А фокусировки сопряжена посредством фокусирующей линзы 5 визирной системы со светочувствительной площадкой 6 телевизионной передающей трубки 7, перед кото- рой установлены узел 8 двоения 1дзоб- ражения с приводом и регулируемая диафрагма 9. Выходы телевизионной передающей трубки 7 связаны с видеоконтрольным устройством 10, с блоком 11 формирования видеосигнала оконтуренного изображения и с блоком 12 рования сигналов фокусировки, который соединен со светоизлучающим символьным индикатором 13 фокусировки, Фотокамера также содержит экспономет- рическое устройство 14, на входы которой подаются сигналы с блока 15 преобразования значений ре.гулируемой

Ш

J5

30

5

25; .

35

40

50

55

диафрагмы 9 в сигнал, с блока 16 преобразования светочувствительности фотопленки в сигнал, а также с блока 17 преобразования значений управляемой диафрагмь 2 в сигнал, связанного с блоком 18 управления, который соединен с экспонометрическим устройством 14, выход которого связан с блоком 19 управления фотозатвора 20. Светочувствительная площадка 6 телевизионной трубки 7 выполнена в виде матрицы на приборах с зарядовой связью (фиг.З и 4), состоящей из двух частей - секции 21 накопления зарядов и равной ей по площади секции 22 оперативной памяти зарядов, верхнего (входного) сдвигового регистра 23, нижнего (выходного) сдвигового регистра 24, выходного устройства 25. Матрица расположена на ке- - рамическом основании 26 и защищена металлической крышкой 27 с входным окном 28. На основании 26 укреплены контакты 29 для электрической связи матрицы с внешними элементами .

Стрелками 30 отмечен ввод фазных сигналов для управления зарядами в верхнем регистре 23 сдвига, стрелками 31 - для управления зарядами в секции 21 накопления, стрелками 32- для управления зарядами в секции 22 памяти, стрелками 33 - для управления зарядами в нижнем регистре 24 сдвига, стрелкой 34 - ввод сигналов для записи начального уровня зарядов в ячейки секции накопления матрицы, стрелкой 35 - ввод сигнала для записи начального уровня зарядов в ячейки нижнего регистра 24 сдвига. В процессе фокусировки съемочного объектива 1, оптико-механический узел 8 формирует на светочувствительной площадке 6 в секции 21 накопления зарядов два тождественных изображения объектов Б и Б, которые в обратном ходе лучей располагаются соответственно в плоскостях Гид.

Оптико-механический узел 8 двоения изображения (фиг.2) выполнен в виде отрицательной линзы 36, отражающих зеркал 37-40 и направляющего узла 41.

Фотоаппарат работает следукнщм образом.

После зарядки фотоаппарата фотопленкой 4 производят взвод фотозатвора 20 с одновременным продвижением фотопленки 4 в кадровом канале на

один кадр и включают электронные блоки, кроме индикатора 13 фокусировки. Подвижный оптико-механический узел 8 двоения изображения при выключенном индикаторе 13 находится в положении, при котором он не влияет на световой поток, распространяющийся от линзы .5

f5

к матрице 6 телевизионной трубки 7. Откидное отражающее зеркало 3 перед экспонированием устанавливается в по ложение , показанное на фиг,1 сплошной линией. С помощью блоков 16 и 17 в экспонометрическое устройство 14 соответственно вводят сигналы, например уровни напряжения, соответствую щие значениям светочувствительности фотопленки S и диафрагмы объектива Ау. Выбор значения диафрагмы 2 производят либо произвольно, ли бо в зависимости от сюжета регистрируемого изображения: портрет - минимальное

значение, пейзаж - максимальное значение и так далее. Затем фотоаппарат нацеливают на объект. Съемочный объектив 1, диафрагма 2 и зеркало 3 формируют в плоскости А изображение объекта съемки. Плоскость А простран- свенно сопряжена с плоскостью местоположения фотопленки 4 а точнее с плоскостью светочувствительного слоя фотопленки.4. В этом случае оптические характеристики изображения в плоскости А совпадают с аналогичными характеристиками изображения на фотопленке 4 -В течение процесса ее экспо нирования. При помощи линзы 5 и диафрагмы 9 указанное изображение объекта переносится на светочувст вительную область 21 матрицы 6.

В светочувствительной области 21 происходит преобразование светового поля изображения в соответствунндий ему зарядовый рельеф, состоящий из зарядовых

пакетов, количество которых равно количеству ячеек матрицы 6, т.е. соответствует формату разложения изображения по горизонтали и вертикали. После экспонирования области 21 заряна шины З -l, Е: ВОДЯТСЯ поэлементно в выходное устройство 25. В этом устро стве заряд каждого элемента матрицы 6 преобразуется в соответствующий уровень напряжения видеосигнала. В . процессе переноса зарядовых пакетов из секции 21 накопления в секцию 22 памяти и при поэлементном их выводе из нижнего регистра 24 в область 21 в 24 с помощью сигналов, подаваемых на шинь 30,34 и 35 соответ-W

20

25

30

.35

40

45

ственно,, вводится начальный заряд, уменьшающий неравномерность темновог уровня видеосигнала кадра изображения . Кадровый перенос зарядов производят за время действия кадрового га сящего импульса, а перенос зарядов очередной строки в регистр 24 - за время действия строчного гасящего им пульса. В течение времени вывода зарядовых пакетов из области 22 осуществляют экспонирование области 24. Указанные гасящие импульсы используют в схеме фотоаппарата в качестве синхросигналов развертки изображения

Матрица 6 совместно с другими бло ками работает в телевизионном режиме развертки изображения, при котором на выходах телевизионной трубки 7 (фиг.1), с определенной частотой пов торения формируются видеосигналы кадров изображений (а) и сигналы синхронизации развертки: импульсы синхронизации строк (В), импульсы синхронизации кадров (&), импульсы горизонтального разложения (г). Видеосигналы подают на видеконтрольное устройство 10, на экране которого воспроизводят изображения объекта, аналогичные изображению на светочувствительной области 21 матрицы 6. Наблюдая изобра жения Г и А, регулируют диафрагму 9 и объектив 1 таким образом, чтобы в результате получить требуемое и наиболее качественное изображение.

Средняя яркость и распределение, яркости между деталями в изображении на экране устройства 10 зависят от

величины постоянной составляющей видовые пакеты при помощи фазных сигна- деосигнала, которая изменяется в

лов на шинах 31 и 32 быстро сдвигаются в секцию 22 оперативной памяти зарядов 22. На фиг.З направление кадрового переноса зарядов показано пунктирными стрелками. Затем из области 22 зарядовые пакеты построчно переводятся в выходной сдвиговый регистр 24, из которого они далее с помощью фазных сигналов, подаваемых

сравнительно узком диапазоне значений от уровня черного до уровня белого. В свою очередь постоянная составляющая видеосигнала зависит от сред- 55 ней освещенности в изображении объекта .и соотношения площадей темных и светлых участков в нем. Она пропорциональна экспозиции матрицы на приборах с зарядовой связью. При посто

936894

на шины З -l, Е: ВОДЯТСЯ поэлементно в выходное устройство 25. В этом устройстве заряд каждого элемента матрицы 6 преобразуется в соответствующий уровень напряжения видеосигнала. В . процессе переноса зарядовых пакетов из секции 21 накопления в секцию 22 памяти и при поэлементном их выводе из нижнего регистра 24 в область 21 и в 24 с помощью сигналов, подаваемых на шинь 30,34 и 35 соответW

f5

-

20

25

30

35

40

45

ственно,, вводится начальный заряд, уменьшающий неравномерность темнового уровня видеосигнала кадра изображения . Кадровый перенос зарядов производят за время действия кадрового гасящего импульса, а перенос зарядов очередной строки в регистр 24 - за время действия строчного гасящего импульса. В течение времени вывода зарядовых пакетов из области 22 осуществляют экспонирование области 24. Указанные гасящие импульсы используют в схеме фотоаппарата в качестве синхросигналов развертки изображения.

Матрица 6 совместно с другими блоками работает в телевизионном режиме развертки изображения, при котором на выходах телевизионной трубки 7 (фиг.1), с определенной частотой повторения формируются видеосигналы кадров изображений (а) и сигналы синхронизации развертки: импульсы синхронизации строк (В), импульсы синхронизации кадров (&), импульсы горизонтального разложения (г). Видеосигналы подают на видеконтрольное устройство 10, на экране которого воспроизводят изображения объекта, аналогичные изображению на светочувствительной области 21 матрицы 6. Наблюдая изображения Г и А, регулируют диафрагму 9 и объектив 1 таким образом, чтобы в результате получить требуемое и наиболее качественное изображение.

Средняя яркость и распределение, яркости между деталями в изображении . на экране устройства 10 зависят от

сравнительно узком диапазоне значений от уровня черного до уровня белого. В свою очередь постоянная составляющая видеосигнала зависит от сред- 55 ней освещенности в изображении объекта .и соотношения площадей темных и светлых участков в нем. Она пропорциональна экспозиции матрицы на приборах с зарядовой связью. При постоЯННОМ времени накопления постоянная составляющая видеосигнала пропорциональна средней освещенности в изображении на матрице 6, По отношению к световому диапазону условий съемки матрица 6 имеет значительно меньший диапазон рабочих освещенностей, определяемый указанными уровнями изменения видеосигнала. Если постоянная составляющая видеосигнала достигнет уровня белого и вьше или уровня черного и ниже изображение на экране устройства 10 исчезает и становится соответственно либо светлым, либо темным фоном. Следовательно, регулируя диафрагму 9, которая изменяет среднюю освещенность в изображении на светочувствительной области 21 матрицы 6, производят ее установку в такое положение, при котором либо равномерно, либо неравномерно по желанию фотографа, распределяется яркость изображении на экране устройства 10. П эквивалентном равенстве динамического диапазона изменения видеосигнала и фотографической широты фотоматериала регулировка диафрагмы 9, таким образом, через параметр вьщержки в процессе экспонирования меняет положение рабочей точки на характеристической кривой фотопленки 4.

Возможность такого преобразования в соответствии с оптической схемой визирного тракта фоторегистратора определена следующим соотношением: Ue ,,, где U, - уровень электрического сигнала, например, напряжения; К - коэффициент линейного преобразования значений

п,- - значения диафHg в сигнал Uj, ; рагмы 9, равные относительному отверстию линзы 5, входящие, например, в диапазон, - , 2 - 16; m - коэффициент, учитьшающий световые потери в оптической части визирного тракта (имеет размерность стерадианы) ; n,j - минимальное значение диафрагмы 2, равное относительному отверстию объектива, например п - 2

2ИИН - средняя яркость пространства

объектов съемки; Е - средняя освещенность в изображении объекта на матрице. Входящие в сЪотношение вели

чины K,ni,Ej,Ti,j имеют постоянные значения. Регулировка диафрагмы 9 и одновременный анализ (наблюдение) изображения на экране устройства 10 позволяют вводить в экспонометричеси to

93689 -6

кое устройство 14 значение средней яркости, учитывающее реальное распределение яркости в пространстве объектов съемки.

Изменяя положение объектива 1 относительно плоскости А,добиваются наиболее резкого наблюдаемого изображения .

Для обеспечения более точной фокусировки изображения объекта в плоскость А, независимо от качества зрения фотографа и условий наблюдения, в пространство между линзой 5 и матрицей 6 в телевизионной трубке 7 осуществляют установку оптико-механического узла 8 (положение узла 8 показано на фиг.1). В этом случае на светочувствительной области 21 матрицы 6 формируются два идентичных по сюжету и пространственной ориентации изображения центральной части объекта в

t5

20

плоскости А , которая выделена на экране устройства 10 фокусировочной зоной. Указанные изображения показаны на фиг.З областями проекций-Б и В .

Пространственное положение сопряженных плоскостей Г и А, т.е. требуемое смещение их вдоль оптической оси в о.ре стороны относительно плоскости А, определяется разностью хода лучей соответственно между зеркалами 37,38 и 39, 12. Общее увеличение хода лучей за счет излома направления распространения светового потока в зерка- лах при введенном узле 8 компенсируется отрицательной линзой 36. Механический направляющий узел 41 обеспечивает подвижное и точное пространственное положение всего оптико-ме- ханическоего узла 8 в процессе установки и фиксации его перед матрицей 6 трубки 7. Приведенная оптическая схема позволяет использовать единственную матрицу 6 (один фотоприемник) для целей визирования фотоаппарата, автоматизации экпонирования фотопленки 4 и фокусировки съемочного объектива 1.

Автоматизированная и точная фоку-, сировка изображения объекта в плос

кость л , реализованная в фотоаппарате, основана на принципе сравнения пространственных спектров изображений в плоскостях г и л путем электронной обработки видеосигнала с матрицы 6 при помощи блоков 7,11 и 12, индикации результата сравнения в индикаторе 13 и ручного регулирования съемочного объектива 1 в такое положение, при

котором сравниваемые характеристики количественно уравновешены.

Одновременно с установкой узла 8 включается индикатор 13 фокусировки. Индикатор представляет собой три объ единенных символа: в центре круг, по обе стороны от круга два треугольника, подсвечиваемые светодиодными излучателями . Крайние символы отображают направление отклонения плоскости резкого изображения объекта (плоскости фокусировки объектива) от плоскости Л , а центральный символ отображает момент совмещения названных плоскостей. Если при включенном индикаторе 13 сразу зажигается центральный символ, в экспонометрическое устройство 14 и в блок 18 управления диафрагмы 2 объектива 1 подается сигнал спуска. В результате действия этого сигнала производится автоматическое регулирование диафрагмы 2 до ранее установленного с помощью блока 17 значения, изменяется положение зеркала 3 (новое положение зеркала 3 показано на фиг.1 пунктирной линией), происходит срабатывание фотозатвора 20. Фотопленка 4 экспонируется. По окончании процесса экспонирования диафрагма 2 снова становится минимальной, зеркало 3 занимает первоначальное положение, узел 8 автоматически выводится из промежутка между линзой 5 и матрицей 6 трубки 7. На этом процесс фоторегистрации изображения объекта завершается.

Если при включении индикатора 13 зажигается один из крайних символов, производят дополнительную регулировку объектива 1 до момента зажигания центрального символа - круга. Далее фоторегистрация продолжается аналогично рассмотренному процессу.

Для съемки очередного кадра изоб-. ражения снова осуществляют взвод фотозатвора 20 с одновременным продвижением фотопленки 4 в кадровом канале на один кадр. Затем выполняют действия, указанные ранее перед съемкой.

Описанный порядок функционирования матрицы на приборах с зарядовой связью обеспечивают с помощью структурных блоков телевизионной трубки 7 (фиг.5). На фиг.5 приняты следукщие обозначения: синхрогенератор 42, преобразователь 43 уровней напряжения; матрица 6 с кадровым переносом (сек

0

5

0

5

5

0

5

0

5

0

5ция 21 накопления, секция 22 памяти); видеоусилитель 44j формирователь 45 видеосигнала синхросмеси. На фиг.6 обозначено: эпюраQ видеосигнала одного кадра изображения на выходе формирователя 5j эпюраS импульсов синхронизации строк; эпюра Е импульсов синхронизации кадров; эпюра г импульсов горизонтального разложения.

Синхрогенератор 42 формирует фазные сигналы для управления секциями накопления 21 и памяти 22, верхним 23 и нижним 24 регистрами сдвига, а также вьщает сигналы для записи начального уровня зарядов в секцию 21 накопления и в ячейки нижнего регистра 24. Указанные виды сигналов через преобразователь 43 уровней напряжения подают на выводы матрицы 6. Кроме того, синхрогенератор 42 выдает во внешние цепи и блоки сигналы 8, Ь иг синхронизации для электронной обработки видеосигналов кадров изображений. В результате функционирования матрицы 6 на выходе развивают видеосигналы изображения. При помощи усилителя 44 эти видеосигналы усиливают по мощности, фильтруют от тактовой помехи, возникающей в процессе преобразования зарядов в напряжение в выходном устройстве 25 (фиг.З). Видеоусилитель 44 обеспечивает также предварительное фиксирование диапазона изменения амплитуды видеосигнала от уровня черного до уровня белого. С выхода усилителя 44 видеосигналы поступают на первый вход формирователя 45, на второй и третий входы которого подают от синхрогенератора 42 соответственно импульсы синхронизации строк S и кадров 8. В формирователе 45 осуществляют смешение видеосигнала с сигналами синхронизации развертки изображения, в результате чего на выходе образуется видеосигнал синхросмеси (а который используют для визуализации изображения на экране устройства 10 (фиг.1).

На фиг.7 изображена структурная схема видеоконтрольного устройства 10, основанного, например, на применении миниатюрного кинескопа в качестве воспроизводящего экрана. Видеоконтрольное устройство содержит согласующий усилитель 46, отклоняющую систему 47, миниатюрный кинескоп 48, задающий генератор 49 сигналов кадровой развертки, усилитель 50 сигналов кадровой развертки, зада

912

ющий генератор 51 сигналов строчной развертки, усилитель 52 сигналов строчной развертки, высоковольтный выпрямитель 53. На фиг.8 показаны: эпюра g сигналов кадровой развертки, эпюра е сигналов строчной развертки.

ВидеоЬигналы .синхросмеси с трубки 7 подают на вход усилителя 46, с помщью которого производят их усиление, а также регулировку уровней черного и белого для воспроизводимого на экрне кинескопа 48 изображения в соотвествии с калибровкой параметров экспозиции фотопленки 4. Синхросигналы подключают соответственно к задающим генераторам 49 и 51, в которых формируются сигналы строчной и кадровой разверток. После усиления в усилителях 30 и 52 эти сигналы (эпюры g и е на фиг.8) подают на отклоняющую систему 47, с помощью которой создают растр изображения объекта на экране кинескопа 48, Для питания анодной цепи кинескопа 48 применяют высоковольтный выпрямитель 53, детектирующий сигналы строчной развертки.

В результате совместной работы телевизионной трубки 7 и видеоконтрольного устройства 10 создается сквозной тракт визирования фотоаппарата, которьш обеспечивает индикацию и автоматизацию съемочного процесса путем электронной обработки сюжета изображения.

Электронная обработка сигнала, снимаемого с выходов телевизионной трубки 7, производится следующим образом.

Матрица 6 (многоэлементный формирователь видеосигнала) в трубке 7 имеет определенную пространственную структуру расположения светочувстви- тельньк ячеек., т.е. дискретный набор пространственных фильтров В направлении развертки строки (по горизонтали) полоса пространственных частот разложения изображения лежит в

fмин до f где f.. . и f- соответ

пределах от д.„ R/2L, где f .. . „ ственно минимальная и максимальная пространственные частоты фильтрации изображения; L - длина строки (горизонтальный размер изображений Б и Е на фиг.З); R - количество ячеек горизонтального разложения изображения . С помощью матрицы 6, работакяцей S телевизионном режиме развертки, осуществляют пространствен,но-времен

10

5

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ное преобразование изображений в видеосигнал. Его подают на вход (а) формирователя 11 (фиг.1), в котором производят дискретно-временное дифференцирование, т.е. формируют видео- сиг-нал, эквивалентный оконтуренному изображению. В результате такого преобразования вьзделяют только верхние пространственные частоты в спектрах анализируемых изображений, которые практически не зависят от изменений средней освещенности в них. Таким образом, подавляют низкие пространственные частоты, чем обеспечивают уверенную работу тракта фокусировки независимо от средних световых условий фотосъемки. Верхние пространственные частоты характеризуют резкость в изображениях, т.е. градиент освещенности, который не зависит от контраста в структуре изображений.

На фиг.9 показана структурная схема формирователя 11 видеосигнала, эквивалентного оконтуренному изображению. Формирователь содержит инвертор 54, триггер 55 со счетным входом, логические элементы 2И 56-58, аналоговые ключи 59-62, аналоговую память 63-66, (Лапример емкость, дифференциальные усилители 67 и 68, компаратор 69.

На фиг.10 изображены эпюры сигналов в наиболее важных точках схемы на фиг.9. На фиг.10 приняты следующие обозначения: эпюра эк видеосигнала строки одного из изображений Е или В (фиг.За); эпюра g сигнала на прямом выходе триггера 55; импульсы w управления ключом 59; импульсы к управления ключом 60J эшора л сигнала на выходе элемента 63 памяти; эпюра м сигнала на выходе элемента 64 памяти; эпюра н выходного сигнала усилителя 68j эпюра U, выходного сигнала компаратора 69; эпюра о дискретизированного видеосигнала, эквивалентного оконтуренному изображению.

Из импульсов горизонтального разложения изображения, подаваемых на вход (г) формирователя 11 (фиг.1) при помощи элементов схемы 54-57, образуют импульсы (и) и (к) на фиг.10 для поочередного замыкания аналоговых ключей 59 и 60. При такой работе ключей 59 и 60 в элементе 63 памяти поочередно последовательно запоминают амплитудные значения видеосигнала от нечетных ячеек матрицы 6, а в злемен1112

те 64 памяти - значения видеосигнала от четных ячеек матрицы 6., На фиг. 10 показаны примеры эпюры видеосигнала строки одного из изображений Б или В (фиг.З) (лс) и сигналы на выходах эле ментов 63 и 64 соответственно (л) и (м). Дифференциальный усилитель 67 осуществляет вычитание уровней сигналов, хранящихся в элементах памяти

Блоки схемы 61, 62, 65, 66 и 68 про- изводят последовательное вычитание ,из уровня видеосигнала каждой последующей ячейки матрицы 6 уровень видесигнала ближайшей предьздущей ячейки матрицы 6. Полученный видеосигнал (н), соответствующий оконтуренным изображениям Б и В (фиг.З), затем подают на компаратор 69 (фиг.9), в котром уровень видеосигнала каждой

ячейки матрицы 6 сравнивают с установленным уровнем сигнала .„„ . Значение

20

анализируемых строк. Путем сравнения суммарной длительности видеоимпульсов в строках изображения Б с суммар ной длительностью видеоимпульсов в сопряженных (тождественных) строках изображения В производят анализ пози ционного положения фокальной плоскос ти изображения объекта (плоскости его резкого изображения) вдоль оптической оси по отношению к плоскости А фокусировки (фиг.1). Равенство ука занных суммарных длительностей видео импульсов означает, что изображение объекта точно фокусировано в плоскость А, а в областях матрицы 6 Б и В - в равной степени немного расфоку сировано. Таким же образом можно сравнивать, например, суммарные длительности видеоимпульсов в отдельных выбранных сопряженных строках в изоб ражениях Б и В . При помощи элемента 58 схемы (фиг.9) осуществляют дискре тизацию видеоимпульсов, т.е. преобра

пор

сигнала и„р соответствует минимальному контрасту в изображениях, который

анализируется матрицей 6 между сосед-25эуют их длительность в эквивалентное

ними ячейками. В результате сравненияколичество импульсов Z и Z, наприуказанных уровней на выходе компарато-мер, для каждой строки анализируемых

ра 69 формируется нормированный видео-изображений. Эпюра (о) дискретизиросигнал (ц), представляющий собой ка-ванного сигнала показана на фигПО.

либрованнные по амплитуде и одной по-,„В таком виде видеосигнал подают на

вход (5) формирователя 12 (фиг.1), на входы (S) и (fe) которого соответственно поступают импульсы синхронизации строк и кадров.

лярности видеоимпульсы, длительность- которых в пределах длительности строк (т строки) меняется в зависимости от протяженности перепада освещенности в изображении. Для опреде- ленного минимального порогового контраста и выше в изображениях суммарная протяженность перепадов освещенности эквивалентно характеризует ширину их пространственных спектров в рабочей полосе частот от f ц до f. Резкому изображению, в котором суммарная протяженность перепадов освещенности при определенном контрасте экстремально минимальна, соответствует предельно максимальная ширина его пространственного спектра. И наоборот, нерезкому (размытому) изображению, в котором суммарная протяженность перепадов освещенности при том же контрасте больше экстремально минимальной, соответствует меньшая ширина его пространственного спектра Суммарная протяженность перепадов ос

вещенности в изображениях на матрице re из Z ,, которое также уравнивает коли6 в пределах горизонтального размера строк эквивалентна (адекватна) суммарной длительности видеоимпульсов (ц) (фиг.10) в пределах длительности

чества рабочих импульсов в сравниваемых строках в положении объектива 1, когда изображение объекта точно фокусировано в плоскость А . Кроме того.

12

5

s

0

анализируемых строк. Путем сравнения суммарной длительности видеоимпульсов в строках изображения Б с суммарной длительностью видеоимпульсов в сопряженных (тождественных) строках изображения В производят анализ позиционного положения фокальной плоскости изображения объекта (плоскости его резкого изображения) вдоль оптической оси по отношению к плоскости А фокусировки (фиг.1). Равенство указанных суммарных длительностей видеоимпульсов означает, что изображение объекта точно фокусировано в плоскость А, а в областях матрицы 6 Б и В - в равной степени немного расфокусировано. Таким же образом можно сравнивать, например, суммарные длительности видеоимпульсов в отдельных выбранных сопряженных строках в изображениях Б и В . При помощи элемента 58 схемы (фиг.9) осуществляют дискретизацию видеоимпульсов, т.е. преобра

вход (5) формирователя 12 (фиг.1), на входы (S) и (fe) которого соответственно поступают импульсы синхронизации строк и кадров.

Структурная схема формирователя сигналов фокусировки показана на

фиг.11, который содержит счетчики 70- 73 импульсов, расширители 74-75 им-. пульсов, логические элементы 2И 76 и 77, вычислитель 78 W , Z , где W - количество рабочих импульсов в строке Б изображения (количество светочувствительных ячеек в строке матрицы); Z, - минимальное число, вычитаемое из Z , которое уравнивает количества рабочих импульсов в сравниваемых строках в положении объектива, когда изображение объекта точно фокусировано в плоскость А; вычисли - тель 79 W 2 Z - Z , где W,,- коли- чество рабочих импульсов в строке В изображения (количество светочув- ствительньпс ячеек в строке матрицы); Z - минимальное число, вычитаемое

из Z ,, которое также уравнивает колииз Z ,, которое также уравнивает количества рабочих импульсов в сравниваемых строках в положении объектива 1, когда изображение объекта точно фокусировано в плоскость А . Кроме того.

на че 1теже обозначены: цифровой компаратор 80, RS-триггера 81-84, С - сигнал, отображающий соотношение W - - W (у О, II - сигнал, отображаюпщй соотношение W - W OJ Р - сигнал, отображающий соотношение W - W v 0.

На фиг.12 изображены эпюры сигнаов в наиболее важных точках схемы на фиг.11, где Т - эпюра сигнала на прямом выходе RS-триггера 81; У - эпюра сигнала на прямом выходе RS-триггера 82; Ф - эпюра сигнала на прямом выходе RS-триггера 83,Х - эпюра сигнала на прямом выходе RS-триггера 84.

Формирователь 12 (фиг.1) в тракте фокусировки фотоаппарата осуществляет выделение, например, отдельных анализируемых строк в изображениях 6 и & (фиг.З) и сравнение между ними в цифровом виде суммарных длительностей видеоимпульсов строк. Сигналы (с), (п), (р), .отображающие результат такого сравнения, подают на индикатор 13 фокусировки.

На выходе каждого счетчика 70 и 71 образуется импульс, если текущее количество счетных импульсов строчной синхронизации за время развертки кадра.изображения будет равно соответственно числу N или NJ, т.е. номеру выбранной строки, которьй определяют в зависимости от местоположения анализируемых изображений на све- „ности импульса синхронизации строк.

точувствительнрй области 21 матрицыИмпульсы сброса исключают влияние

6. Установку чисел N и N в счет 1иках

производят заранее. Импульс с выхода

счетчика 70 подают на В-входы RS- триг,геров 81 и 83, а импульс с выхода - Qоконтуренному изображению, на резульсчетчика 71 - на 8-входы RS-тригге-тат суммирования импульсов Z или

ров 82 и 84. Эти импульсы устанав-Z. На выходах счетчиков 72 и 73 форливают на выходах названных RS-триг-мируют кодированные в двоичном коде

геров высокие уровни сигналов. Высо-числа Z, и Z .

кий уровень сигнала на выходе 81 5 процессе настройки тракта фокусировки необходимо производить уравнивание числа рабочих ячеек матрицы

нестабильного переходного всплеска сигнала в начале процесса формирования видеосигнала, эквивалентного

(эпюра Т) останавливает процесс счета импульсов в счетчике 70, а на выходе триггера 82 (эшора У) - в счетчике 71. Для возобновления счета им6 в сравниваемых строках. Для этой цели служат элементы схемы 78 и 79

пульсов в счетчиках в течение развер-5о которые выполняют операции тки следующего кадра изображения с вычисления W Z, и У Z j- ,

в результате чего уравнивают числа

W и Wj в положении объектива, когда изображение объекта точно фокусировацелью периодической выборки строк на объединенные R-входы RS-триггеров 81 и 82 подают импульсы кадровой синхронизации, которые устанавливают на но в плоскость А (фиг.1). Сравнение их выходах низкие уровни сигналов. чисел W, и W. производят с помощью Высокий уровень сигнала на выходе 83 цифрового компаратора 80, выходные (эпюра Ф) разрешает прохождение ви- сигналы которого, отображающие соот- деосигнала (Э) через логический/эле- ношение Wg, управляют работой

O

5

мент 76 на счетный вход счетчика 72, а на выходе 84 (эпюра X) - через логический элемент 77 на счетный вход счетчика 73. Названные логические элементы в данной схеме используют в качестве ключевых узлов для поочередной подачи дискретизированного видеосигнала на счетчики 72 и 73. Установку исходного низкого уровня сигнала на выходах RS-триггеров 83 и 84, который запрещает прохождение видеосигнала (Э) через элементы 76 и 77, производят подачей на объединенные R - входы импульсов строчной синхронизации. Таким образом, с помощью элементов схемы 70, 81 и 83 образуют сигнал (Ф), который выделяет строку N в изображении Б , а с помощью элементов схемы 71, 82 и 84 - сигнал (X) , который выделяет строку Nj в изображении В. Счет импульсов Z в счетчике 72 осуществляют по окончании действия импульса сброса, посту- 5 пающего от расширителя 74 импульсов. Аналогично счет импульсов Z в счетчике 73 осуществляют по окончании действия импульса сброса, поступающего от расширителя 75 импульсов. На входы расширителей 74 и- 75 импульсов подают импульсы соответственно с выходов счетчиков 70 и 71. Длительность импульсов сброса равна длительности строки, которая больше длитель0

0

Импульсы сброса исключают влияние

нестабильного переходного всплеска сигнала в начале процесса формирования видеосигнала, эквивалентного

6 в сравниваемых строках. Для этой цели служат элементы схемы 78 и 79

W и Wj в положении объектива, когда изображение объекта точно фокусировано в плоскость А (фиг.1). Сравнение чисел W, и W. производят с помощью цифрового компаратора 80, выходные сигналы которого, отображающие соот- ношение Wg, управляют работой

индикатора 13 фокусировки (фиг. 1). С целью уменьшения токопотребления индикатором 13 фокусировки, сигналы (с), (п) и (р) стробируют импульсами кадровой синхронизации. При точной фокусировке изображения объекта в плоскость Л (фиг.1) только на выходе (п) образуются импульсы, аналогичные импульсам кадровой синхронизации. При неточной фокусировке изображения объекта в плоскость Л такие импульсы появляются либо на выходе (с), либо на выходе (р). На фиг.12 показаны эпюры сигналов, соответствующих этапам процесса электронной фокусировки изображения.

Формула изобретения

Фотокамера, содержащая съемочный объектив с управляемой диафрагмой, откидное зеркало, расположенную за ним систему визирования, электромагнитный затвор, кадровое окно, а также соединенный с.блоком формирования сигналов фокусировки светоизлучающий индикатор фокусировки, связанный с экспонометрическим устройством, выход которого соединен с блоком управления электромагнитного затвора, а к входам его подключены блок преобразования светочувствительности фотопленки и связанный с управляемой диафрагмой блок преобразования значений диафрагмы, соединенный через автономный блок

16

5

0

5

0

5

управления с выходом светоизлучающего индикатора фокусировки, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества изображения и производительности, система визирования выполнена в виде последовательно расположенных фокусирующей линзы, регулируемой диафрагмы с автономным блоком преобразования значения диафрагмы, установленного с возможностью перемещения перпендикулярно оптической оси узла двоения изображения, передающей телевизионной трубки, све- точув твительная площадка которой в виде матрицы на приборах с зарядовой связью сопряжена через фокусирующую линзу с плоскостью фокусировки съемочного объектива, а выходы ее строчной и кадровой синхронизации и видеосигнала кадров изображения подключены к видеоконтрольному устройству, при этом блок формирования сигналов фокусировки подключен двумя входами к выходам строчной и кадровой

синхронизации, а третьим входом - к выходу введенного блока формирования видеосигнала, один из входов которого соединен с выходом горизонтальной развертки, другой - с выходом видеосигналов кадров изображения телевизионной трубки, а выход блока преобразования значений регулируемой диафрагмы подключен к соответствующему входу экспонометрического устройства.

гв

4S

Фиг.2

Фиг.7

Изобретение относится к фотоаппаратам с системой автоматического управления экспозицией и позволяет повысить качество изображения и производительность устройства. Изображение объекта, сформированное объективом 1, диафрагмой 2 и зеркалом 3, переносится фокусирующей линзой 5 и регулируемой диафрагмой 9 на светочувствительную площадку матрицы 6, где световое поле изображения преобразуется в соответствзпгаций зарядовый рельеф. На выходах телевизион- - ной трубки 7 с определенной частотой повторения формируются видеосигналы кадров изображения. С помощью узла 8 двоения в плоскости А образуются два идентичных по сюжету и пространственной ориентации изображения объекта. Выходы строчной и кадровой сигнализации видеосигнала матрицы 6 подключены к видеоконтрольиому устройству 10, которое совместно с телевизионной трубкой 7 создает сквозной тракт визирования фотоаппарата, обеспечивающий индикацию и автоматизацию съемочного процесса путем электронной обработки сюжета изображения. 12 ил. (Л .13 т I CutWJf fyfffo ю ;о 00 Од 00 ;о

в

J1JJ1J1JU1JJU1JU1JLI1JU--J1J1JU

е

Фиг.

Я9

63

Si

И

п

я -J

Uno

Ui

Ж г

;

и

JШJШяпJUlJглJгnлялллJlл„

ЛJЛJ1JTJ1J1J1JП„ nj- JT A-JIJlJT-JbJlJ lJlJT-JLJbJl JlJlJlJl. „

л

fi

Н

с О

J

-ЯЛЛЛЛЛ

лшш

-.JL

- Ш1ЛЛЛ

Фаг. /О

с

/7

L I

tS41 H

Составитель С.Шигалович Редактор Ю.Середа Техред.В.Кадар Корректор М.Самборская

Заказ 384/51 Тираж 421Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

-C±J

ГПТ

I I

-111