Устройство для контроля зеркальной фотокамеры Советский патент 1991 года по МПК G03B43/00 

Изобретение относится к оптико-механической промышленности, конкретно - к аппаратуре для контроля положения линзы Френеля и измерения рабочих отрезков фотокамер.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей и повышение производительности.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства контроля; на фиг. 2 - ход лучей при различных положениях элементов контролируемой фотокамеры; на фиг. 3 - функциональная схема блока запоминания и сравнения отсчетов по эталонной и контролируемой плоскостям; на фиг. 4 - функциональная схема варианта выполнения блока запоминания и сравнения отсчетов по

эталонной и контролируемой плоскостям на основе микропроцессорной системы.

Устройство для контроля зеркальной фотокамеры 1 содержит формирующую оптическую систему в виде источника света - лазера 2, оптический блок 3 раздвоения светового пучка, механизм 4 обтюрации с датчиком 5 его положения, механизм 6 сканирования световых лучей, выполненный в виде поворотного оптического клина с датчиком 7 положения, расположенного перед объективом 8 эталонного блока, включающего также съемный имитатор 9 фотопленки. Контролируемая фотокамера 1 располагается между объективом 8 и отражателем 10с матовой отражающей поверхностью и включает поворотное зеркало 11 и линзу 12 Френеля (фиг, 3). В состав формирующей и приемной оптических систем входит также светоделительный элемент 13, причем приемная оптическая система включает объектив 14, в фокальной плоскости которого расположен позиционно-чувстви- тельный фотоприемник 15. Электронный блок 16 обработки информации связан своим первым входом 17 с датчиком 5 положения механизма 4 обтюрации, вторым входом 18 - с позиционно-чувствительным фотоприемником 15, а третьим входом 19 - с датчиком 7 положения механизма 6 сканирования. Блок 20 сравнения и запоминания отсчетов по эталонной и контролируемой плоскостям своей группой входов 21 связан с группой выходов 22 электронного блока 16 обработки информации, сигнальным входом 23 с датчиком 7 положения механизма 6 сканирования, а входом 24 управления - с датчиком 25 режима работы.

Один из алгоритмов работы устройства заключается в следующем. На переднем этапе устройством измеряется положение (координаты) контрольных точек плоскости, принятой в качестве эталонной, причем при измерении рабочего отрезка фотокамеры эталонной плоскостью является отражающая матовая поверхность имитатора 9 фото- пленки (фиг. 1), имеющего эталонные (согласно требованиям технических условий на фотокамеру) значения рабочего отрезка в контрольных точках, а при контроле положения линзы 12 Френеля (фиг. 2) эталонной плоскостью является отражающая матовая поверхность отражателя 10, прилегающая к полозкам кадрового окна контролируемой фотокамеры (фиг.1, фиг. 2), измерение положения контрольных точек которой осуществляется при поднятом поворотном зеркале 11 фотокамеры 1.

На втором этапе измеряется положение контролируемой плоскости в контрольных

точках и сравнение их с положением соответствующих точек плоскости, принятой в качестве эталонной. Причем контроль значений рабочих отрезков осуществляется установкой между эталонным объективом 8 и отражателем 10 контролируемой фотокамеры 1 с поднятым поворотным зеркалом 11 (приложение II на фиг. 2 или при отсутствии в фотокамере 1 узла зеркала), измерением

0 значений расфокусировок в контрольных точках отражателя 10 (пристыкованного к полозкам кадрового окна фотокамеры 1) и сравнением этих значений с предварительно измеренными значениями расфокусиро5 вок в контрольных точках имитатора 9 фотопленки. В процессе юстировки линзы 12 Френеля контроль ее положения осуществляется при опущенном поворотном зеркале фотокамеры 1 измерением значений

0 расфокусировок в контрольных точках и сравнением их значений с предварительно измеренными значениями расфокусировок в соответствующих точках отражателя 10, выполняющего в данном случае функцию

5 эталонной плоскости. При контроле рабочих отрезков различных фотокамер достаточно однократной привязки к эталонной плоскости имитатора 9 фотопленки с последующим многократным измерением расфокусиро0 вок в плоскости отражателя при установке различных контролируемых фотокамер. При юстировке линзы 12 Френеля для каждой контролируемой фотокамеры производится однократная привязка к плоскости отража5 теля и многократное определение в процессе юстировки линзы 12 положения контрольных ее точек (фиг. 2) по отношению к соответствующим точкам отражателя. Измерение расфокусировок в контроль0 ных точках эталонной и контролируемых плоскостей осуществляется следующим образом.

Световой пучок от лазера 2 делится оптическим блоком 3 на два параллельных пуч5 ка, направленных на объектив 8, к которому пристыкована контролируемая фотокамера 1 или имитатор 9 фотопленки, далее эти пучки, пройдя механизмы обтюрации 4 и сканирования 6, попадают в объектив 8. В

0 результате на отражателе 10 или на отражающей поверхности имитатора 9 сформируются два световых пятна. Вследствие диффузного отражения от матовой поверхности образуются пучки лучей, направленные

5 к объективу 8, которые проходят его в обраТ- ном направлении и через клин механизма 6 сканирования, светоделительный элемент 13 попадают в объектив 14 приемной оптической системы, который формирует в фокальной плоскости на позиционно-чувствительном

фотоприемнике 15 изображения световых пятен в виде двух световых штрихов. Клин механизма 6 сканирования равномерно вращается вокруг оптической оси объектива 8 и отклоняет два параллельных пучка лучей. При этом их изображения в фокальной плоскости объектива 8 описывают окружности. Механизм 4 обтюрации поочередно перекрывает световые пучки лучей, а датчик 5 обеспечивает идентификацию световых пучков и пятен и выход его связан с первым входом электронного блока 16 обработки информации. При этом на позиционно-чув- ствительном фотоприемнике 15 поочередно появляются световые штрихи. Датчик 7 положения механизма сканирования соединен с третьим входом электронного блока 16, вырабатывает управляющий сигнал на съем информации с фотоприемника 14 о расстоянии между световыми штрихами в трех контрольных точках, расположенных под углом 120°. Указанная информация поступает на второй вход 18 электронного блока 16 с позиционно-чувствительного фотоприемника 15. Электронный блок 16 определяет величину расфокусировки в каждой точке по приближенной формуле

.(Ч

U Тос

где fo6 - фокусное расстояние объектива 8 эталонного блока;

foe - фокусное расстояние оптической системы;

Д - расстояние между световыми штрихами в плоскости позиционно-чувствительного фотоприемника;

D - расстояние между параллельными пучками лучей.

Знак величины расфокусировки определяется информацией с датчика 5 и очередностью появления световых пятен на матовых поверхностях рабочих плоскостей. Информации о величине и знаке расфокусировки поступает с группы выходов 22 электронного блока 16 обработки информации на группу входов 21 блока 20 сравнения и запоминания, который функционирует согласно вышеописанному алгоритму. Блок 20 сравнения и запоминания осуществляет анализ состояния датчика 25 режима работы и в случае пассивного его состояния осуществляет запоминание информации о расфокусировке в соответствующей контрольной точке эталонной плоскости в области памяти адресуемой информацией, поступающей на его сигнальный вход 23 с датчика 7 положения механизма 6 сканирования.

После завершения съема информации в трех точках эталонной плоскости блок 20

сравнения и запоминания отсчетов переходит в состояние ожидания активного уровня датчика 25 режима работы, при появлении которого переходит к приему из электронного блока 16 информации о значениях расфокусировок в контрольных точках контролируемой плоскости и сравнения принятых значений со значениями расфокусировок соответствующих точек эталонной

плоскости, предварительно запомненными в указанном блоке. При этом соответствие сравниваемых значений конкретным точкам достигается за счет информации, поступающей с датчика 7 положения механизма сканирования.

В данном устройстве введенные узлы электронной схемы являются неоднозначными понятиями.

Основными функциональными характеристиками блока 20 сравнения и запоминания отсчетов по эталонной и контролируемой плоскостям являются:

запоминание при пассивном состоянии

датчика 25 режима работы поступающих на группу его входов данных о расфокусировках в контрольных точках эталонной плоскости в областях памяти,адресуемых сигналами на его сигнальном входе 23;

сравнение при активном состоянии датчика 25 режима работы поступающих на группу его входов данных с предварительно запомненными значениями при обеспечении соответствия поступающих и предварительно запомненных данных при помощи сигнала, воздействующего на сигнальный вход 23 датчика положения механизма сканирования за счет обеспечения адресации элементов памяти.

В одном из вариантов выполнения блок 20 сравнения и запоминания содержит следующие узлы и группы линий связи (фиг. 4): узел 26 адресации, выход которого соединен с сигнальным входом 23 блока 20 сравнения и запоминания; узел 27 запоминания; узел 28 сравнения; группу информационных входов 29, соединенных с группой входов 21 блока 20 сравнения и запоминания; узел 30 управления режимом работы, который связан своим первым выходом с входом 31 управления записью узла 27 запоминания; второй выход соединен с входом 32 управления считывания узла 27 запоминания, третий выход соединен с входом 33 управления узла 28 сравнения; группу информационных входов 34 узла 28 сравнения, связанную с группой выходов 35 узла 27 запоминания, а адресные входы 36 связаны с выходами узла 26 адресации.

В зависимости от состояния поступающего на вход 24 управления блока 20 сравнения и запоминания сигнала датчика 25 режима работы узел 30 управления режимом работы вырабатывает активный уровень сигнала, поступающий на вход 31 управления записью или вход 32 управления считыванием узла 27 запоминания. При пассивном состоянии датчика 25 режима работы активный сигнал поступает на вход 32 управления считыванием узла 27 запоминания и вход 33 управления узла 28сравнения. При активном состоянии датчика 25 режима работы узлом 27 запоминания осуществляется запись в соответствующую область памяти данных, поступающих с группы входов 21 блока 20 сравнения и запоминания на группу информационных входов 29. При пассивном состоянии выполняется считывание данных из узла 27 запоминания и сравнение их с поступающими на группу входов блока 20 сравнения и запоминания и, как следствие, на группу информационных входов 29 узла 28 управления блока 20 сравнения и запоминания. Сравнение осуществляется по формуле

ai bki - ЬЭ|,(2)

где bki значение отсчета расфокусировки в 1-й точке контролируемой плоскости;

bai - значение отсчета в 1-й точке эталонной плоскости.

При этом соответствие сравниваемых значений обеспечивается за счет воздействия выходных сигналов узла адресации, анализирующего в свою очередь состояние датчика положения механизма сканирования, на адресных входах 36 узла запоминания.

Возможна также разработка микропроцессорной системы по функциональной схе- ме (фиг. 3) и описанию алгоритма, приведенному выше. При этом из множества возможных технических реализаций блока следует выделить два основных направления:

реализация блока в виде программно- ориентированного контроллера, имеющего минимальное для выполнения требуемых функций число элементов и записанное в постоянное запоминающее устройство программное обеспечение на языке АССЕМБЛЕР:

реализация блока на основе серийно выпускаемых отечественной промышленностью микропроцессорных средств.

Функциональная схема варианта реализации блока 20 сравнения и запоминания отсчетов по эталонной и контролируемой плоскостям на основе первого подхода содержит (фиг. 4): системный генератор 37 фаз

на основе ИС КР580ГФ24; центральный процессор 38 на основе БИС КР580ИК80: системный контроллер 39 и шинный формирователь на основе ИС КР580ВК38; постоянное запоминающее устройство 40 программ и констант; оперативное запоминающее устройство 41; программируемый параллельный адаптер 42 связи с внешними устройствами на основе КР580ИК55; сиг0 нальный вход 23 блока 20 сравнения и запоминания; вход 24 управления блока 20 сравнения и запоминания; группу 21 входов блока 20 сравнения и запоминания,

В качестве примера реализации блока

5 20 сравнения и запоминания отсчетов на основе второго подхода можно предложить его выполнение на основе универсального программируемого контроллера Электроника МС 2702 с соответствующим пультом

0 управления и программным обеспечением, причем контроллер содержит все необходимые для реализации функции блока узлы, а именно оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее уст5 ройство, центральный процессор на БИС КР580ИК80, программируемый адаптер КР580ИК55 и др.

Алгоритм функционирования блока запоминания и сравнения отсчетов на основе

0 микропроцессорной системы включает опрос состояний датчика режима работы и датчика положения механизма сканирования с последующим вводом данных о состояниях через адаптер в оперативное запоминаю5 щее устройство и запись данных об отсчете - расфокусировок в i-ю область оперативного запоминающего устройства с повторением (I 4) для эталонной и контролируемой плоскостей.

0 Датчик 25 режима работы может быть выполнен в виде элемента, имеющего два устойчивых состояния, изменяемых под воздействием оператора или манипулятора. Объектив 8 эталонного блока представ5 ляет собой один из видов обьективов, пред- назначенных для применения с контролируемой фотокамерой (имеет согласованный с фотокамерой рабочий отрезок и узел крепления). При этом целесообразно

0 применять в качестве эталонного объектив с максимальным значением относительно отверстия, что обеспечивает согласно формуле (1) повышенную чувствительность к расфокусировкам.

5 Съемный имитатор 9 фотопленки представляет собой узел, имеющий эквивалентные контролируемой фотокамере фильмовый канал и узел крепления объектива с эталонированным (согласно требованиям технических условий) рабочим отрезком.

и в простейшем случае может представлять собой фотокамеру с подогнанным с высокой точностью рабочим отрезком. Возможен также вариант исполнения имитатора 9 фотопленки с встроенным отражателем. По- скольку по своему функциональному назначению имитатор 9 фотопленки близок к концевым мерам, при его разработке и изготовлении должны выдерживаться требования- , предъявляемые к последним. Погрешность, с которой должен выдерживаться рабочий отрезок в имитаторе фотопленки, должна быть как минимум в 3-5 раз меньше допуска на рабочий отрезок контролируемой фотокамеры.

Формула изобретения Устройство для контроля зеркальной фотокамеры, содержащее формирующую оптическую систему с источником света в виде лазера, за которым размещены оптический блок раздвоения светового пучка, механизм обтюрации с датчиком положения и механизм сканирования с датчиком положения, установленный перед контролируе- мой фотокамерой, в плоскости фотопленки которой размещен отражатель с матовой

поверхностью, светоделительный элемент, расположенный между механизмами .обтюрации и сканирования, и приемную оптическую систему с позиционно-чувствительным фотоприемником, размещенным в фокальной плоскости объектива, установленного за светоделительным элементом, а также электронный блок обработки информации, первый вход которого соединен с выходом позиционно-чувствительного фотоприемника, а второй и третий входы связаны с датчиками положения механизмов обтюрации и сканирования, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и повышения производительности, оно снабжено размещенным за механизмом сканирования эталонным блоком объектива со съемным имитатором фотопленки, датчиком режима работ и блоком запоминания и сравнения отсчетов по эталонной и контролируемой плоскостям, сигнальный вход которого связан с датчиком положения механизма сканирования, управляющий вход соединен с датчиком режима работ, а остальные входы подключены к выходам электронного блока обработки информации.

Изобретение относится к оптико-механической промышленности и позволяет расширить эксплуатационные возможности и повысить производительность устройства для контроля положения линзы Френеля в зеркальных фотокамерах с использованием отражателя, размещенного в плоскости фотопленки. При измерении расфокусировок в контрольных точках эталонной и контролируемой плоскостей световой пучок делится оптическим блоком 3 на два пучка, направляется на объектив 8, за которым размещены контролируемая фотокамера 1 или имитатор 9 фотопленки. Объектив 14 формирует в плоскости фотоприемника 15 изображения световых пятен в виде двух штрихов в обратном ходе лучей, отраженных от матовой поверхности отражателя 10, размещенного в плоскости фотопленки, и проходящих через механизм 6 сканирования и светоделительный элемент 13. Знак величины расфокусировки определяется информацией с датчика 5 и очередностью появления световых пятен на матовых поверхностях. С группы выходов 22 электронного блока 16 обработки информации информация о величине и знаке расфокусировки поступает на входы 21 блока 20 сравнения и запоминания, в котором осуществляется анализ состояния датчика 25 режима работы. В блоке 20 сравнения и запоминания осуществляется анализ состояния датчика 25 режима работы и в случае его пассивного состояния осуществляется запоминание информации о расфокусировке в соответствующей контрольной точке эталонной плоскости в области памяти адресуемой информацией, поступающей на его сигнальный вход 23 с датчика 7 положения механизма 6 сканирования. 4 ил.

Фиг.1

ф(/г.2

фиг.3

23

г

21

-}

Фиг4