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

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

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его эксплуатационных характеристик.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - расположение полей изображений на светочувствительной поверхности видеокамеры; на фиг. 3 - формы сигналов на выходах счетчика-дешифратора.

Устройство содержит объектив 1, оптико-механический блок 2,видеокамёру 3, светочувствительную поверхность видеокамер 4, фильтр 5 верхних частот, двухполупери- одный выпрямитель 6, усилитель, первый коммутатор 8, первый пиковый детектор 9, второй пиковый детектор 10, первое устройство 11 выборки-хранения, второе устройство 12 выборки-хранения, дифференциальный усилитель 13, привод объектива 14, генератор 15 строчной развертки, генератор 16 кадровой развертки, третий коммутатор 17, второй коммутатор 18. регистратор 19, высокочастотный генератор 20, счетчик - дешифратор 21.

На фиг. 2 введены обозначения: 22 - поле зрения системы автофокусировки, 23 - поле сфокусированного изображения. 24 - поле недофокусированного изображения, 25 - поле перефокусированного изображения.Г

Устройство также содержит передающую телевизионную трубку 26.

Оптико-механический блок 2 состоит из системы зеркал и светоделителей (не показано) и выполнен в составе оптического блока. Оптико-механический блек 2 предназначен для формирования совместно с объективом 1 на светочувствительной поверхности 4 видеокамеры 3 трех изображений объектива съемки, причем если объектив сфокусирован правильно, то изображение объекта в поле (фиг. 2) совпадает с плоскостью светочувствительной поверхности 4 видеокамеры 3, изображения объекта в полях 24 и 25 оказываются расположенными в плоскостях, симметричных относительно светочувствительной поверхности 4. Изображение объекта съемки, расположенное в основном поле 23, записывается в регистратор 19.

Коммутатор 18 подключает выход видеокамеры или к регистратору, в качестве которого может быть использован видеомагнитофон, или к фильтру 5 верхних частот, который совместно с двухполупериод- ным выпрямителем 6 и усилителем 7 служит для формирования сигнала, характеризующего резкость изображений на светочувствительной поверхности 4 видеокамеры 3.

Коммутатор 8. который может состоять, например, из деух отдельных ключей,

служит для коммутации, этого сигнала с пиковыми детекторами J9 и 10,, в которых л запоминается максимальное значение величины высокочастотных составляющих видеосигнала, получающегося п ри сканировании изображений в полях 24 и 25 соответственно.

Генераторы 15 и 16 строчной и кадровой разверток вырабатывают пилоообразные напряжения, необходимые для нормальной

работы передающей телевизионной трубки. Устройства 11 и 12 выборки-хранения, которые могут состоять, например, из ключа и блока памяти, сохраняют полученную величину сигнала в течение времени, равном

длительности кадровой развертки.

Дифференциальный усилитель 13 сравнивает эти сигналы и управляет приводом 14, перемещающим е тьектив 1.

Высокочастотный генератор 20 и счетчик-дешмфратор 21 предназначены для- форммрочэния сигналов, управляющих работой коммутаторов 8, 17 и 18, и для синхронизации строчной 15 и кадровой 16 разверток видеокамеры 3 с работой остальных блоков устройства. Счетчик-дешифратор 21 может состоять из счетчика-делителя и схем И и ИЛИ (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

При построчном сканировании пучок электронов передающей телевизионной трубки 28 проходит все поле 23, которое совпадает с растром, имеющим стандартный формат, равный 3:4,и состоящим согласно телевизионному стандарту из 287,5 рабочих строк. Пройдя все поле, луч не гасится на период времени, равный длительности 25 строк, а продолжает двигаться дальше, считывая информацию об изображении в полях 24 и 25, накопленную за время, равное длительности кадровой развертки. Для того, чтобы увеличить поле зрения системы автофокусировки 22, скорость развертки возрастает в 4 раза, что соответствует частоте кадровой развертки 200 Гц и частоте строчной развертки 62500 Гц.

Одновременно с переключением скорости развертки сигналом А (фиг. 3) осуществляется коммутация видеосигнала.

поступающего с выхода видеокамеры, коммутатором 18, который отключает видеосигнал от регистратора 19 и подключает его к фильтру 5 верхних частот.

Импульсы синхронизации непрерывнс поступают на регистратор 19с восьмого выхода счетчика-дешифратора.

Сигналы, характеризующие резкость изображений в полях 24 и 25, благодаря коммутатору 8 поступают на пиковые детекторы 9 и 10 соответственно.

Пройдя 84 строки, электронный луч гасится, происходит обратный ход кадровой развертки, скорость строчной и кадровой развертки уменьшается в 4 раза и процесс повторяется. Длительность гасящего импульса равна длительности четырех стандартных телевизионных строк.

В момент гашения осуществляется запись максимального значения сигнала с выхода пиковыхдетекторов 9 и 10 вустройства 11 и 12 выборки-хранения с последующим их хранением.

Дифференциальный усилитель 13 вырабатывает разностный сигнал и управляет приводом 14, посредством которого объектив 1 смещается в ту или иную сторону вдоль оптической оси в зависимости от полярности поступающего сигнала.

Форма и временные соотношения сигналов на выходах счетчика-дешифратора представлены на фиг. 3.

Выходной сигнал А осуществляет управление переключением времязадающих цепей генераторов строчной 15 и кадровой 16 разверток видеокамеры 3 и управление коммутаторами 18 и 17, последний из которых осуществляет коммутацию импульсов Г и Д синхронизации генератора 15 строчной развертки видеокамеры 3.

Импульсы Е и Ж управляют работой коммутатора 8.

Сигнал Б осуществляет обнуление пиковых детекторов 9 и 10 перед началом сканирования вспомогательных полей 24 и 25, сигнал В - запись сигнала в первое и второе устройства выборки-хранения и синхронизацию кадровой развертки.

В устройстве независимая полезная информация занимает практически все поле кадра и поскольку одна видеокамера используется как для регистрации изображения в регистраторе, так и для автоматизации процесса фокусировки, то, следовательно, улучшаются эксплуатационные характеристики устройства.

Формула изобретения

Устройство для автоматической фокусировки объектива видеокамеры, содержащее установленные по ходу луча объектив, механически связанный с приводом его перемещения, оптико-механический блок и видеокамеру, фильтр верхних частот, двухполупериодный выпрямитель, усили- тель, регистратор, первый коммутатор, два пиковых детектора, два устройства выборки-хранения, дифференциальный усилитель, причем выход фильтра верхних частот подключен к двухполупериодному выпря0 мителю, выход усилителя подключен к входу первого коммутатора, первый и второй выходы которого подключены к первым входам первого и второго пиковых детекторов .соответственно, выходы первого и второго

5 пиковых детекторов соединены с первыми сходами первого и второго устройств выборки-хранения соответственно, выходами подключенных к первому и второму входам дифференциального усилителя, выходом со0 единенного с входом привода перемещения объектива, при этом видеокамера содержит передающую телевизионную трубку и генераторы строчной и кадровой разверток, при- чем выход, первый и второй входы

5 передающей телевизионной трубки соединены с выходом-видеокамеры, выходами генератора строчной развертки и генератора кадровой развертки соответственно, а первые входы генераторов строчной и кадровой

0 разверток подключены к первому и второму входам видеокамеры соответственно, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его эксплуатационных характеристик, в него введены высо5 кочастотный генератор, счетчик-дешифратор, второй и третий коммутаторы, причем выход видеокамеры подключен к входу второго коммутатора, первым выходом подсоединенного к первому входу регистрато0 ра, а вторым выходом - к входу фильтра верхних частот, выход высокочастотного генератора подключен к входу счетчика-дешифратора, первый выход которого соединен с третьим входом видеокамеры и

5 управляющими входами второго и третьего коммутаторов, второй и третий выходы счетчика-дешифратора подключены соответственно к первому и второму входам третьего коммутатора, подсоединенного выходом к

0 первому входу видеокамеры, четвертый и пятый выходы счетчика-дешифратора подключены к первому и второму управляющим входам первого коммутатора соответственно, шестой выход счетчика-дешифратора

5 подключен к вторым входам пиковыхдетекторов, седьмой выход счетчика-дешифратора подключен к управляющим входам первого и второго устройств выборки-хранения и к второму входу видеокамеры,восьмой выход счетчика-дешифратора подключен к второму

входу регистратора, а третий вход видеокамеры соединен с вторыми входами генераторов строчной кадровой разверток, а три взаимно параллельные оптические оси на

видеокамеры и точка пересечения одной из них со светочувствительной поверхностью видеокамеры совпадает с центром стандартного телевизионного растра, а точки перевыходе Оптико-механического блока перпен- 5 сечения двух других расположены вне этого дикулярны светочувствительной поверхности растра

видеокамеры и точка пересечения одной из них со светочувствительной поверхностью видеокамеры совпадает с центром стандартного телевизионного растра, а точки пере

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 видеокамеры содержит установленные по ходу луча объектив 1, механически связанный с приводом его / 4 перемещения, оптико-механический блок 2 и видеокамеру 3. фильтр 5 верхних частот, двухполупериодный выпрямитель 6, усилитель 7, регистратор 19, первый коммутатор 8, два пиковых детектора 9 и 10, два устройства 11 и 12 выборки-хранения, дифференциальный усилитель 13, высокочастотный генератор 20, счетчик-дешифратор 21 и второй 17 и третий 18 коммутаторы. Оптико-механический блок выполнен так, что совместно с объективом формирует на светочувствительной поверхности видеокамеры три изображения объекта съемки, одно из которых находится в пределах стандартного телевизионного растра и плоскость его наилучшего изображения совпадает со светочувствительной поверхностью видеокамеры, а дв-з других изображения находятся за пределами стандартного телевизионного растра и плоскости их наилучшего изображения расположены симметрично относительно этой поверхности. 3 ил. (Л С XJ О

23

287,5 стр

ВЧстр

ФЫ2.1