Устройство обработки сигнала для системы автоматической фокусировки объектива Советский патент 1989 года по МПК G03B27/40 

Изобретение относится к фотокинотехнике, в частности к системам автоматической фокусировки объектива активного типа.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.

На фиго1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - ва- риант вьшолнения принципиальной схемы устройстваi на фиг.З - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг.1) состоит из генератора 1 импульсов, блока I управления (цепочка делителей частоты, схем совпадения и усилитель мощности) , излучающего светодиода 3, формирующего узкий пучок ИКгизлучения, фотоприемника 4, согласованного по спектру излучения со светодиодом 3 и воспринимакадего в момент точной фокусировки спроецированное, напри-г- мер, с помощью сканирующего зеркала, отраженное от объекта съемки излучение, операционного усилителя 5, RC-фильтра 6, интеграторов 7 и 8, компараторов 9 и 10, исполнительного устройства 11, электронных ключей К1-К6, коммутируемых блоком управления .

При этом генератор 1 (фиг. 1) своим выходом соединен с блоком 2 управления, выходы с первого по шестой которого соединены с управляющими

00

«вв

Од

3150

электродами электронных ключей К1-К6 соответственно, а выход соединен с излучающим светодиодом 3, выход фоТо- приемника 4 соединен с входами операционного усилителя 5 и электронного ключа К1, вьЕсод которого соединен с выходом операционного усилителя 5 и входом RC-фильтра 6, выход которого 9оединен с входами электронных ключей К2 и КЗ, выход ключа К2 соединен с неинвертирующим входом интегратора 7, выход которого соединен с первым входом компаратора 9 и с выходом ключа К4, вход которого соединен с ин- вертирующим входом интегратора 7, выход ключа КЗ соединен с неинверти- руницим входом интегратора 8 и с выходом ключа К5, вход которого соединен с инвертирующим входом интегратора 8, выход компаратора 9 соединен с входом ключа Кб, выход которого подключен к первому входу компаратора 10, на второй вход которого подано пороговое напряжение и„р , а выход его соединен с исполнительным устройством 11.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы, например, частотой 32 кГц, скважностью 2, которые поступают в блок 2 управления. В этом блоке происходит деление частоты на 8, что. позволяет управлять излучением свето- диода 3 с частотой 4 кГц. В этом же блоке происходит формирование управляющих сигналов дпя электронных ключей К1-Кб, как показано на фиг.З. Излучение светодиода 3, сформированное оптикой системы автофокусировки (не показана), направляется на объект съемки. Отраженньй от объ

екта, модулированньй ИК-сигнал попадает на фотоприемник 4 в момент точной фокусировки, что обеспечивает система оптического (или механического) сканирования (не показана), связанная с перемещением съемочного объектива.

Фотоприемник 4 работает в режиме накопления заряда. В момент времени, когда электронный ключ К1 замкнут, барьерная емкость фотодиода заряжается напряжением смещения операционно- .го усилителя 5. Ключ К1 размыкается два раза за период следования им пульсов излучения. первый раз - синхронно с импульсом излучения, второй раз - в паузе между импульсами излу

to 5 20 25

30

35

40

0

.,

5

чения. В эти моменты времени на ы-jxo- де операционного усилителя 5 появляются сигналы, пропорциональные вели- чине освещенности фотоприёмника 4, причем в первом случае выходной сигнал пропорционален сумме фоновой засветки и импульса, отраженного от объекта съемки инфракрасного излучения, во втором случае выходной сигнал пропорционален только фоновой засветке. Далее выходной сигнал операционного усилителя 5 проходит через RC-фильтр 6, которьш служит для обрезания постоянной составляющей сигнала, и поступает на входы электронных ключей К2 и КЗ. Эти ключи распределяют принимаемый сигнал по двум идентичным каналам, представляющим собой интеграторы 7 и 8, причем в первьй канал поступает сумма отраженного ИК-излучения и фоновой засветки, во второй - только фоновьй сигнал. Таким образом, в интеграторе 7 накапливается сумма полезного и фонового сигнала за период длительностью 8 импульсов излучения (обеспечиваемьй блоком управления), а в интеграторе 8 накапливается только фоновьй сигнал за тот же промежуток времени. Эти сигналы поступают на входы компаратора 9, в котором происходит вьиитание фоновой засветки из суммарного сигнала. Таким образом, на выходе компаратора 9 получают импульсньй сигнал, несущий информацию о приеме отраженного от объекта съемки ИК-излучения. Электрон- ньй ключ Кб соединяет выход компаратора 9 с входом компаратора 10 в конце периода накопления, что повышает чувствительность устройства за счет увеличения соотношения сигнал- шум. При появлении на неинвертирую- щем входе компаратора 10 информационных импульсов, превьшающих по амплитуде пороговое напряжение, на выходе его формируется сигнал, поступающий в исполнительное устройство 11, например электромагнит, останавливающий перемещение объектива.

На фиг.2 приведен один из вариантов принципиальной схемы устройства. Генератор 1 импульсов собран на элементах микросхемы DD1. Блок 2 управления включает в себя микросхемы DD2-DD8, а также транзисторы VT1- VT3. В качестве фотоприемника 4 использован фотодиод VD3. Операци515

онный усилитель 5. - микросхема DAI. RC-фильтр 6 построен на элементах С5 |R6. Интеграторы 7 и 8 построены на операционных усилителях DA2 и ВАЗ соответственно, а компараторы 9 и 10 - на операционных усилителях DA4 и DA5. Микросхемы DD9 и DD10 представляют собой электронные ключи К1-К6. Временные диаграммы, по- ясняющие работу устройства, приведены на фиг,3.

Формула изобретения

Устройство обработки сигнала для системы автоматической фокусировки объектива, включающее генератор импульсов, выходом подключенньш к входу блока управления, один из выходов которого подключен к входу излучающего светодиода,оптически сопряженного с фотоприемником, выход которого соединен с входом операционного усилителя, а также последовательно соединенные первый и второй компараторы и исполнительское устройство, о т- личающе еся тем, что, с целью повышения чувствительности, в

136

него дополннт гльно введены RC-фнльтр первьш и второй интеграторы и шесть электронных ключей, причём выходы блока управления соединены каждый с управляющим входом соответствующего электронного ключа, информационньш вход первого ключа объединен с входом операционного усилителя, а выход - с выходом операционного усилителя и входом RC-фильтра, выход которого соединен с информационными входами второго и третьего электрон- ных ключей, выход второго электронного ключа соединен с неинвертирующим входом первого инт1пгратора, выход которого соединен с первым входом первого компаратора и с выходом четвертого ключа, вход которого соединен с инвертирующим входом первого интегратора, выход третьего ключа соединен с неинвертирующим входом второго интегратора, выход которого соединен с вторьм входом первого компаратора и с выходом пятого ключа, вход которого соединен с инвертирующим входом второго интегратора.

Изобретение относится к фотокинотехнике , в частности, к автоматической фокусировке объективов активного типа. Изобретение позволяет повысить качество работы системы активной автоматической фокусировки за счет повышения чувствительности устройства, которое достигается путем включения фотоприемника в режим накопления заряда, применения обработки сигнала по двум каналам с последующим вычитанием паразитных постоянных и модулированных ИК-засветок и накоплением полезного сигнала за некоторый промежуток времени. С помощью устройства обработки сигнала можно выделять слабые сигналы на фоне шумов и помех, что повышает дальность действия системы автофокусировки и дает возможность работы с объектами съемки, обладающими малыми коэффициентами отражения в ИК-области. Указанные свойства достигаются применением предлагаемой совокупности узлов и их соединением. 3 ил.

пор

Фиг.1

.2