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

Изобретение относится к оптико-электронным приборам, предназначенным для осуществления автоматической факусиров- ки объективов, и может быть использовано в специальных видео- и телевизионных камерах, где требуется автоматически получать резкое изображение объекта в процессе съемки.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение его эксплуатационных характеристик.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - один из возможных вариантов выполнения пульта управления устройства; на фиг.За, б и в - формы сигналов на первом, четвертом и пятом выходах счетчика-дешифратора соответственно; на фиг.4а, б и в - то же, на втором, шестом и седьмом выходах, на фиг.4г - на четвертом и пятом выходах; на фиг.ба - то же, на втором выходе счетчика-дешифратора, на фиг.Бб - на третьем выходе; на фиг.бв - на выходе триггера; на фиг.5 г-на выходе дифференциального усилителя; на фиг.5д - на выходе пульта управления во втором режиме работы устройства.

На фиг.1 обозначены объектив 1, первое зеркало 2, второй оптический блок 3, первый оптический блок 4, второе зеркало 5, видеокамера 6, светочувствительная поверхность 7 видеокамеры, фильтр 8 верхних частот, двухполупериодный выпрямитель 9, усилитель 10, первый ключ 11, первый пиковый детектор 12, третий ключ 13, первый блок 14 памяти, дифференциальный усилитель 15, второй ключ 16, второй пиковый детектор 17, четвертый ключ 18, второй блок 19 памяти, привод 20 объектива, привод 21 перемещения зеркал, индикатор 22 нуля, пульт 23 управления, триггер 24, высокоча стотный генератор 25, счетчик-дешифратор 26, регистратор 27.

Первый оптический блок 4 может состоять, например, из системы зеркал и светоделителей (не показано) и предназначен для формирования совместно с объективом 1 и зеркалами 2 и 5 на светочувствительной поверхности 7 видеокамеры 6 двух изображений А и Б (фиг.1) объекта съемки, плоскости наилучших изображений которых расположены симметрично относительно светочувствительной поверхности 7 видеокамеры 6, если объектив 1 сфокусирован правильно. Анализ этих изображений осуществляется для определения величины и направления расфокусировки объектива 1.

Второй оптический блок 3 может состоять, например, из системы зеркал (не пока зано) и предназначен для формирования совместно с объективом 1 на светочувствительной поверхности 7 видеокамеры 6 резкого изображения В (фиг.1) объекта съемки, если объектив сфокусирован правильно. Это изображение записывается в регистратор 27.

Фильтр 8 верхних частот, двухполупериодный выпрямитель 9 и усилитель 10 служат для формирования сигнала, характеризующего резкость изображений на светочувст0 вительной поверхности 7 видеокамеру 6.

Ключи 11 и 16 служат для коммутации этого сигнала с пиковыми детекторами 12 и 17, в которых запоминается максимальное значение величины высокочастотных со5 ставляющих видеосигнала, получающегося при сканировании изображений А и Б соответственно.

Ключи 13 и 18 используются для коммутации пиковых детекторов 12 и 17 с блоками

0 14 и 19 памяти, в которых хранится величина сигнала, характеризующего резкость изображений А и Б соответственно. Дифференциальный усилитель 15 сравнивает эти сигналы и управляет приводом 20, переме5 щающим объектив 1.

Пульт 23 уг равления предназначен для установки выбранного режима работы устройства. Один из возможных вариантов выполнения пульта 23 управления пред0 ставлен на фиг.2.

Индикатор 22 нуля определяет момент времени, в который выходной сигнал дифференциального усилителя 15 становится равным нулю, т.е. когда объектив 1 оказыва5 ется сфокусирован правильно. Выходной сигнал индикатора 22 нуля сбрасывает триггер 24, выходной сигнал которого управляет работой привода 21 перемещения зеркал 2 и 5, работой регистратора 27, и подается на

0 второй вход счетчика-дешифратора 26.

Высокочастотный генератор 25 и счетчик-дешифратор 26 предназначены для формирования сигналов, управляющих работой ключей 11, 13, 16 и 18, и для синхро5 низации строчной и кадровой разверток видеокамеры 6 и работы привода 21 перемещения зеркал 2 и 5 и регистратора 27 с работой остальных блоков устройства. Счетчик-дешифратор 26 может состоять из

0 счетчика-делителя и схем И и ИЛИ (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Устройство имеет два режима работы,

5 которые устанавливаются оператором путем переключения тумблера А2 (фиг.2) на пульте 23 управления.

Режим работы, при котором фокусировка происходит периодически с периодом Т (фиг 56). Контакты b и с тумблера А2 замкнуты (фиг.2). В этом случае сигнал (фиг.56) с третьего выхода счетчика-дешифратора 26 поступает на первый вход триггера 24, который управляет работой привода 21 перемещения зеркал 2 и 5 и устанавливает их в положение, при котором объектив 1 совместно с первым оптическим блоком 4 и зеркалами 2 и 5 создает на светочувствительной поверхности 7 видеокамеры 6 два изображения А и Б (фиг.1) объекта съемки. При построчном сканировании пучок электронов передающей ТВ трубки (не показана) видеокамеры 6 последовательно проходит изображения А и Б. При этом при сканировании изображения А сигнал, характеризующий резкость этого изображения, поступает на пиковый детектор 12, а при сканировании изображения Б - на пиковый детектор 17. Пиковые детекторы 12 и 17 собирают информацию о резкости изображений А и Б во время сканирования всего телевизионного кадра. Считывание информации из пико вых детекторов 12 и 17 в блоки 14 л 19 памяти происходит в конце каждого телевизионного кадра посредством срабатывания ключей 13 и 18 (фиг.4в). Сигналы на четвертом, пятом, шестом и седьмом выходах счетчика-дешифратора 26 появляются только при наличии разрешающего сигнала (фиг.Бв) на втором входе счетчика-дешифратора 26 появляются только при наличии разрешающего сигнала (фиг.бв) на втором входе счетчика-дешифратора 26. Дифференциальный усилитель 15 вырабатывает разностный сигнал и управляет приводом 20, посредством которого объектив 1 смещается в ту или иную сторону вдоль оптической оси в зависимости от полярности поступающего сигнала. В момент, когда объектив 1 установился в положение правильной фокусировки, выходной сигнал дифференциального усилителя 15 (фиг. 5г) становится равным нулю. Индикатор 22 нуля вырабатывает сигнал, сбрасывающий триггер 24. В результате выходной сигнал триггера 24 (фиг.Бв) заставляет привод 21 вывести зеркала 2 и 5 из оптического хода лучей. Посредством объектива 1и второго оптического блока 3 на светочувствительной поверхности 7 видеокамеры 6 формируется изображение В (фиг.1) объекта съемки, которое записывается в регистратор 27, в качестве которого может быть использован видеомагнитофон.

Режим работы устройства, при котором управление фокусировкой осуществляется по команде оператора с пульта 23 управления. Тумблер А2 замыкает контакты а и с (фиг.2). В этом режиме при нажатии оператором на кнопку В1 на пульте 23 управления

последний вырабатывает сигнал (фиг.5д), который переводит триггер 24 в состояние, при котором зеркала 2 и 5 при помощи привода 21 вводятся в оптический ход лучей. 5 Процесс фокусировки, ее завершение и регистрация изображения в регистраторе происходят точно так же, как и в первом режиме. Если оператором тумблер А1 устанавливается в положение, при котором

0 контакты а и b замкнуты, то процесс фокусировки осуществляется непрерывно, а не периодически, как в первом режиме с периодом 1 и не от включения до включения оператором кнопки В1 в моменты времени

5 Т1 и Т2. В этом случае регистрация изображения на регистратор 27 невозможна.

Временные диаграммы работы блоков устройства показаны на фиг.3-5.

На фиг. За и 4э показаны сигналы на

0 первом и втором выходах счетчика-дешифратора 26 соответственно, поступающие на первый и второй входы видеокамеры 6 и служащие для синхронизации строчной и кадровой разверток видеокамеры 6 с рабо5 той остальных- блоков устройства. Сигнал на третьем выходе счетчика-дешифратора 26 (фиг.56) поступает на вход пульта управления и используется в первом режиме работы устройства для периодического осуществле0 ния фокусировки с периодом Т. Сигналы с четвертого и пятого выходов счетчика-дешифратора 26 (фиг.36 и Зв) управляют работой ключей 11 и 16 соответственно и обеспечивают пропуск сигналов,характери5 зующих резкость изображений А и Б (фиг.1) на пиковые детекторы 12 и 17 соответственно, причем только при сканировании центральной части телевизионного кадра (фиг.4г) Сигнал на шестом выходе счетчика0 дешифратора 26 (фиг.46) поступает на вторые входы пиковых детекторов 12 и 17 и предназначен для их обнуления перед началом сканирования очередного телевизионного кадра. Сигнал на седьмом выходе

5 счетчика-дешифратора 26 (фиг.4в) управляет работой ключей 13 и 18, обеспечивающих перезапись информации о резкости изображений А и Б в блоки 14 и 19 памяти.

В устройстве независимая полезная ин0 формация занимает практически все поле кадра и, поскольку одна видеокамера используется как для регистрации изображения в регистраторе, так и для автоматизации процесса фокусировки, то, следовательно,

5 улучшаются эксплуатационные характеристики устройства.

Формула изобретения Устройство для автоматической фокусировки объектива видеокамеры, содержащее

обьектив, механически связанный с приводом его перемещения, первый оптический блок, видеокамеру, фильтр верхних частот, двухполупериодный выпрямитель, усилитель, регистратор, четыре ключа, два блока памяти, два пиковых детектора, дифференциальный усилитель, причем выход видеокамеры через фильтр верхних частот подключен к входу двухполупериодного выпрямителя, выход усилителя подключен к первым входам первого и второго ключей, выходами подключенных к первым входам первого и второго пиковых детекторов соответственно, выходы первого и второго пиковых детекторов соединены с первыми входами третьего и четвертого ключей соответственно., выходами подключенных к входам первого и второго блоков памяти, а выходы первого и второго блоков памяти подключены к первому и второму входам дифференциального усилителя, выходом соединенного с входом привода перемещения обьектива, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его эксплуатационных характеристик, в не- го введены высокочастотный генератор, счетчик-дешифратор, второй оптический блок, два зеркала, механически связанные с приводом их перемещения, пульт управления, триггер и индикатор нуля, причем выход двухполупериодного выпрямителя

соединен с входом усилителя, выход видеокамеры подключен к первому входу регистратора, выход высокочастотного генератора соединен с первым входом счетчика-дешифратора, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами видеокамеры соответственно, третий выход счетчика-дешифратора подключен к входу пульта управления, выход которого подключен к первому входу триггера, четвертый и пятый выходы счетчика-дешифратора подключены к вторым входам первого и второго ключей соответственно, шестой выход счетчика-дешифратора подключен к вторым входам первого и второго пиковых детекторов, седьмой выход счетчика-дешифратора подключен к вторым входам третьего и четвертого ключей, выход дифференциального усилителя соединен с входом индикатора нуля, выходом соединенного с вторым входом триггера, выход которого подключен к входу привода перемещения первого и второго зеркал, второму входу регистратора и второму входу счетчика-дешифратора, а первое зеркало расположено между обьек- тивом и вторым оптическим блоком и оптически связано с первым оптическим блоком, оптически связанным с вторым зеркалом, расположенным между вторым оптическим блоком и видеокамерой и оптически связанным с ней.

Изобретение относится к оптико-электронным приборам, предназначенным для осуществления автоматической фокусировки объективов. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его эксплуатационных характеристик. Устройство для автоматической фокусировки объектива содержит объектив 1, механически связанный с приводом его перемещения, первый оптический блок 4, видеокамеру 6, фильтр верхних частот 8, двухполупериодный выпрямитель 9, усилитель 10, регистратор 27, четыре ключа 11, 16, 13, 18, два блока памяти 14, 19, два пиковых детектора 12, 17, дифференциальный усилитель 15. Первый оптический блок выполнен так, что совместно с объективом способен формировать на светочувствительной поверхности видеокамеры два изображения объекта съемки, плоскости наилучшего изображения которых расположены симметрично относительно этой поверхности. Устройство также содержит высокочастотный генератор 25, счетчик-дешифратор 26, второй оптический блок 3, два зеркала 2, 5, механически связанные с приводом их перемещения, пульт управления 23, триггер 24 и индикатор нуля 22. Второй оптический блок выполнен так, что формирует совместно с объективом изображение объекта съемки, плоскость наилучшего изображения которого совпадает со светочувствительной поверхностью видеокамеры. При работе за счет подвижных зеркал 2, 5 попеременно осуществляется фокусировка и регистрация изображения. 5 ил.

5Д1

Hs

-±-GB

а с

а

/

SA1

В

Фиг. 2

(риеЛ