Устройство для автоматической фокусировки объектива Советский патент 1991 года по МПК G02B27/40 G03B3/00 

Изобретение относится к оптико-электронным приборам, предназначенным для автоматической фокусировки объективов, и может быть использовано в приборах регистрации изображения.

Цель изобретения - повышение точности фокусировки объектива при низких уровнях яркости объективов регистрации.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - формы сигналов на выходах первого (а), второго (6), третьего (в) и четвертого (г) ждущих мультивибраторов; на фиг.З - формы сигналов на выходах пятого (а), шестого (б) и седьмого (в) ждущих мультивибраторов; на фиг. 4 - формы сигналов на втором выходе блока датчиков (а), на выходе пятого ждущего мультивибратора (б), на прямом выходе второго триггера (в).

Устройство для автоматической фокусировки объектива содержит объектив 1, светоделитель 2 в виде зеркальной полуплоскости, привод светоделителя 3, блок 4 датчиков, регистратор 5, оптико-механический блок 6, светочувствительную поверхность 7 трубки видеокамеры 8, фильтр 9 верхних частот, усилитель 10, первый ключ 11, первый пиковый детектор 12, третий ключ 13, первый блок 14 памяти, дифференциальный усилитель 15, привод 16 объектива, третью схему И 17, первый триггер 18, второй триггер 19, первый 20, второй 21, третий 22, четвертый 23, пятый 24, шестой 25 и седьмой 26 ждущие мультивибраторы, первую схему И 27, вторую схему И 28, второй ключ 29, второй пиковый детектор 30, четвертый ключ 31, второй блок 32 памяти, четвертую схему И 33. При этом первый выход видеоО

&

о

ON

Jb

камеры 8 соединен с входом фильтра 9 верхних частот, выход которого соединен с входом усилителя 10, выход усилителя 10 соединен с первыми входами первого 11 и второго 29 ключей, выходами соединенных с первыми входами первого 12 и второго 30 пиковых детекторов соответственно, выходы первого 12 и второго 30 пиковых детекторов соединены с первыми входами третьего 13 и четвертого 31 ключей соответственно, выходы которых соединены с входами соответственно первого 14 и второго 32 блоков памяти, выходы первого 14 и второго 32 блоков памяти соединены соответственно с первым и вторым входами дифференциального усилителя 15, выход которого соединен с входом привода 16 объектива, механически связанного с объективом 1, второй выход видеокамеры 8 через последовательно соединенные первый 20, второй 21, третий 22 и четвертый 23 ждущие мультивибраторы соединен с первым входом второй схемы И 28, выход второго ждущего мультивибратора 21 соединен с первым входом первой схемы И 27, третий выход видеокамеры 8 через последовательно соединенные пятый 24 и шестой 25 ждущие мультивибраторы соединен с входом седьмого ждущего мультивибратора 26 и вторыми входами первой 27 и второй 28 схем И, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно первого 11 и второго 29 ключей, выход пятого ждущего мультивибратора 24 соединен с вторыми входами первого 12 и второго 30 пиковых детекторов, первый выход блока 4 датчиков соединен с входом регистратора 5. второй выход блока 4 датчиков соединен с R-входа- ми первого 18 и второго 9 триггеров, выход третьей схемы И 17 соединен с С-входом первого триггера 18, прямым выходом соединенного с С-входом второго триггера 19, инверсный выход которого соединен с первым входом третьей схемы И 17, к второму входу которой подключен выход пятого ждущего мультивибратора 24, прямой выход второго триггера соединен с первым входом четвертой схемы И 33, с вторым входом которой соединен выход седьмого ждущего мультивибратора 26, выход четвертой схемы И 33 соединен с вторыми входами третьего 13 и четвертого 31 ключей, светоделитель 2 оптически связан с регистратором 5 и объективом 1, а оптико-механический блок 6 оптически связан с объективом 1 и видеокамерой 8.

Устройство для автоматической фокусировки объектива работает следующим образом.

При сфокусированном изображении объекта съемки в плоскости регистрации регистратора 5 на светочувствительной поверхности 7 трубки видеокамеры 8 получаются

два одинаково нерезких изображения объекта съемки. При построчном сканировании пучок электронов трубки видеокамеры 8 последовательно проходят оба изображения. При этом при сканировании первого изображения сигнал, характеризующий резкость изображения, поступает на первый пиковый детектор 12, а при сканировании второго изображения - на второй пиковый детектор 30. Пиковые детекторы 12 и 30

собирают информацию о резкости изображения в процессе сканирования всего телевизионного кадра. Считывание информации из пиковых детекторов 12 и 30 происходит в конце кадра посредством срабатывания

ключей 13 и 31 в блоки 14 и 32 памяти. Дифференциальный усилитель 15 выделяет разностный сигнал и управляет приводом 16, посредством которого объектив 1 перемещается в ту или иную сторону вдоль оптической оси в зависимости от полярности входного сигнала. Временные диаграммы работы блоков показаны на фиг. 2 - 4. На диаграмме (фиг, 2а) показана работа первого ждущего мультивибратора 20, с помощью

которого задерживается запуск второго ждущего мультивибратора 21 на время п. Задним фронтом импульса запускается второй ждущий мультивибратор 21, который формирует импульс длительностью гг

(фиг. 26).

Указанный импульс поступает на схему И 27 и предназначен для включения ключа 11 во время сканирования первого анализируемого изображения на светочувствительной поверхности 7 трубки видеокамеры 8. Задним фронтом импульса, формируемым вторым ждущим мультивибратором 21, запускается третий ждущий мультивибратор 22, который формирует импульс длительностыо гз, необходимый для запрета считывания информации в промежутке между двумя изображениями (фиг. 2в). Четвертый ждущий мультивибратор 23 формирует импульс длительностью и, который поступает на схему И 28 и предназначен для включения ключа 29 во время сканирования второго изображения на светочувствительной поверхности 7 трубки видеокамеры 8. Пятый ждущий мультивибратор 24

формирует импульс длительностью тъ, необходимый для запрета считывания информации в пределах межкадрового промежутка и обнуления детекторов 12 и 30 (фиг. За).

Кроме того, этот импульс поступает на вход схемы И 17 и совместно с триггерами 18 и 19 используется для формирования задержки между моментом полного открывания светового потока при вращении светоделителя 2 и разрешением на передачу информации из пиковых детекторов 12 и 30 в блоки 14 и- 32 памяти. Задним фронтом импульса длительностью Т5 запускается шестой ждущий мультивибратор 25, который формирует импульс длительностью Ге, во время которого посредством ключей 11 и 29 и схем И 27 и 28 на пиковые детекторы 12 и 30 поступает информация о резкости изображения в пределах кадра (фиг. 36). Задним фронтом импульса длительностью Г б запускается седьмой ждущий мультивибратор 26, который формирует импульс длительностью г/, необходимый для считывания информации с пиковых детекторов 12 и 30 в блоках 14 и 32 памяти (фиг. Зв).

При вращении светоделителя 2 сигнал на втором выходе блока 4 датчиков (фиг. 4а) характеризует полное открывание светового потока, поступающего к оптико-механическому блоку 6 и видеокамере 8. Этот сигнал поступает на R-входы триггеров 18 и 19.

Триггеры 18 и 19 и схема И 17 представляют собой счетчик импульсов на выходе пятого ждущего мультивибратора 24 до двух, причем счет начинается в момент появления сигнала на втором выходе блока 4 датчиков. При этом сигнал на прямом выходе триггера 19 (фиг. 4в), поступающий на схему И 33 и используемый для управления перезаписью информации из пиковых детекторов 12 и 30 в блоках 14 и 32 памяти, оказывается задержанным на некоторый промежуток времени относительно сигнала на втором выходе блока 4 датчиков. Сигнал на первом выходе блока 4 датчиков, поступающий на вход регистратора 5 в момент, когда световой поток от объектива 1 отражается от светоделителя 2 и попадает на регистратор В, обеспечивает либо срабатывание электромеханического затвора фотоаппарата, используемого в качестве регистратора 5, либо синхронизацию вращения обтюратора киноаппарата, используемого в качестве регистратора 5.

Формула изобретения

Устройство для автоматической фокусировки объектива, содержащее последовательно установленные за объективом, механически свзянный с приводом его перемещения световодитель, оптически связанный с регистратором оптико-механический блок, видеокамеру, фильтр верхних частот, усилитель, первый, второй, третий и четвертый ключи, первый и второй пиковые детекторы, первый и второй блоки памяти, первую и вторую схемы И, дифференциальный усилитель, первый - седьмой ждущие мультивибраторы, при этом первый выход видеокамеры соединен с входом фильтра верхних частот, выход усилителя соединен с

0 первыми входами первого и второго ключей, выходами соединенных с первыми входами первого и второго пиковых детекторов соответственно, выходы первого и второго пиковых детекторов соединены с первыми

5 входами третьего и четвертого ключей соответственно, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго блоков памяти, выходы первого и второго блоков памяти соединены соответственно с

0 первым и вторым входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом привода объектива, второй выход видеокамеры соединен через последовательно соединенные первый, второй, третий

5 и четвертый ждущие мультивибраторы с первым входом второй схемы И, выход второго ждущего мультивибратора соединен с первым входом перво, схемы И, третий выход видеокамеры соединен через последо0 вательно соединенные пятый и шестой ждущие мультивибраторы с седьмым ждущим мультивибратором и вторыми входами соответственно первого и второго ключей, выход пятого ждущего мультивибратора

5 соединен с вторыми входами первого и второго пиковых детекторов, а оптико-механический блок выполнен так, что совместно с объективом формирует на светочувствительной поверхности трубки видеокамеры

0 два изображения объекта съемки, плоскости наилучшего изображения которых лежат по разные стороны от светочувствительной поверхности трубки видеокамеры, отличающееся тем, что, с целью повышения

5 точности фокусировки объектива при низких уровнях яркости объектов съемки, в него введены блок датчиков, привод светоделителя, первый и второй триггеры и третья и четвертая схемы И, при этом первый выход

0 блока датчиков соединен с входом регистратора, второй выход блока датчиков соединен с R-входзми первого и второго триггеров, выход третьей схемы И соединен с С-входом первого триггера, прямым выхо5 дом подключенного к С-входу второго триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу третьей схемы И, к второму входу которой подключен выход пятого ждущего мультивибратора, прямой выход второго триггера подключен к первому входу

четвертой схемы И, к второму входу которой подключен выход седьмого ждущего мульвертого ключей, выход фильтра верхних .частот соединен с входом усилителя, светотивибратора, выход четвертой схемы И делитель выполнен в виде зеркальной

вертого ключей, выход фильтра верхних .частот соединен с входом усилителя, свето

Изобретение относится к оптико-электронным приборам, предназначенным для автоматической фокусировки объективов, и может быть использовано в приборах регистрации изображения. Целью изобретения является повышение точности фокусировки объектива при низких уровнях яркости объектов регистрации. Устройство содержит объектив, механически связанный с приводом объектива, светоделитель в виде зеркальной полуплоскости с приводом, оптически связанный с объективом и регистратором, оптико-механический блок, оптически связанный с объективом и видеокамерой, схему обработки сигнала видеокамеры и управления приводом объектива. Повышение точности фокусировки объектива при низких уровнях яркости объективов регистрации обеспечивается увеличением светового потока, поступающего на видеокамеру за счет использования светоделителя в виде зеркальной полуплоскости и обеспечения накопления сигнала на видеокамере в течение времени не менее одного временного промежутка между двумя последовательными кадровыми микроимпульсами. 4 ил. fe

подключен к вторым входам третьего и четполуплоскости .и связан с его приводом.

Фиг.1

Фи&г

Qfoi3