Устройство для автоматической фокусировки объектива Советский патент 1993 года по МПК G03B3/00 

Изобретение относится к оптоэлектро- нике и может быть использовано в устройствах технического зрения роботов.

Известно устройство автоматической фокусировки, содержащее осветитель с матовой пластиной, тест-обьект, установленный в плоскости предметов, фокусируемый объектив, сканирующий фотоприемник, установленный в плоскости изображения объектива, и электронную схему выделения сигнала, включающую последовательно соединенные избирательный усилитель, синхронный детектор и следящий привод, кинематически связанный с фокусируемым объективом. Недостатком устройства является сложность процесса фокусировки при слежении за контрастным объектом, перемещающимся в направлении, параллельном оптической оси объектива.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство автоматической фокусировки по а.с. 851315, содержащее осветитель с матовой пластиной,

тест-объект, установленный в плоскости предметов, фокусируемый объектив, сканирующий фотолриемник, установленный в плоскости изображения объектива, и электронную систему выделения сигнала, содержащую последовательно соединенные избирательный усилитель, синхронный детектор и следящий привод, кинематически связанный с фокусируемым объективом, а также пороговое устройство с заданным уровнем срабатывания, коммутатор и источник опорного напряжения, причем выход порогового устройства и один из входов коммутатора соединены с выходом синхронного детектора, выход порогового устройства через коммутатор соединен с управляющим входом усилителя мощности, выход которого соединен с входом следящего привода, а источник опорного напряжения соединен со вторым входом коммутирующего устройства. Недостатком устройства является сложность процесса фокусировки при слежении за контрастным

VI 00 Ю О ON СО

объектом, перемещающимся в направлении, параллельном оптической оси объектива.

Цель изобретения -упрощение процесса фокусировки объектива при слежении за контрастным объектом, перемещающимся в направлении параллельном оптической оси объффша, ...

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматической фокусиров- ки объектива содержит последовательно соединенные сканирующий фотоприемник, оптически соединенный с фокусируемым объективом, и избирательный усилитель, а также электропривод объектива, кроме того первый блок выбора максимума сигнала, блок выбора минимума сигнала и интегратор, входы которых объединены и соединены с выходом избирательного усилителя, а также последовательно соединенные блок определения разности, делитель, второй блок выбора максимума сигнала, последовательно соединенные запоминающее устройство, регистр, блок управления и усилитель мощности, выход которого соеди- нен с электроприводом объектива, снабженным датчиком перемещения, выход которого соединен с информационным входом запоминающего устройства и со вторым входом блока управления, третий вход которого соединен с первым выходом второго блока выбора максимума сигнала, второй выход которого соединен с управляющим входом запоминающего устройства, второй выход блока управления соединен со входами обнуления первого блока выбора максимума сигнала и блока выбора минимума сигнала, со вторым входом второго блока выбора максимума сигнала и с управляющим входом регистра, а выход интегратора соединен со вторым входом делителя. Кроме того, в блоке управления последовательно соединены схема сравнения и сумматор, а также последовательно соединены управляемый генератор синусоидального напря- жения и формирователь импульсов, причем выход генератора синусоидального напряжения дополнительно соединен со вторым входом сумматора, первый и второй входы схемы сравнения являются, соответствен- но, первым и вторым входами блока управления, вход управляемого генератора синусоидального напряжения является третьим входом блока управления, а выходы сумматора и формирователя импульсов яв- ляются, соответственно, первым и вторым выходами блока управления. Именно преобразование сигналов, формирующих растр изображения с целью получения сигнала контрастности и колебательное изменение

фокусного расстояния объектива позволяет упростить автоматическую фокусировку объектива при перемещающихся объектах,

На чертеже изображена блок-схема устройства для автоматической фокусировки объектива.

Устройство для автоматической фокусировки объектива 1 содержит последовательно соединенные сканирующий фотоприемник 3, оптически соединенный с фокусируемым объективом 1, и избирательный усилитель 4, а также электропривод 2 объектива, кроме того, первый блок 5 выбора максимума сигнала, блок 6 выбора минимума сигнала и интегратор 7, входы которых объединены и соединены с выходом избирательного усилителя 4, а также последовательно соединенные блок 8 определения разности, делитель 9, второй блок 10 выбора максимума сигнала, последовательно соединенные запоминающее устройство 11, регистр 12, блок управления 13 и усилитель мощности 14, выход которого соединен с электроприводом 2 объектива, снабженным датчиком перемещения 15, выход которого соединен с информационным входом запоминающего устройства 11 и с вторым входом блока управления 13, третий вход которого соединен с первым выходом второго блока 10 выбора максимума сигнала, второй выход которого соединен с управляющим входом запоминающего устройства 11, второй выход блока управления 13 соединен с входами обнуления первого блока 5 выбора максимума сигнала и блока 6 выбора минимума сигнала, с вторым входом второго блока 10 выбора максимума сигнала с управляющим входом регистра 12, а выход интегратора 7 соединен с вторым входом, делителя 9. В блоке управления 13 последовательно соединены схема сравнения 13-2 и сумматор 13-3, а также последовательно соединены управляемый генератор 13-1 синусоидального напряжения и формирователь импульсов 13-4, причем выход генератора 13-1 синусоидального напряжения дополнительно соединен с вторым входом сумматора 13-3, первый и второй входы схемы сравнения 13-2, являются, соответственно, первым и вторым входами блока управления 13, вход управляемого генератора 13-1 синусоидального напряжения является третьим входом блока управления, а выходы сумматора 13-3 и формирователя импульсов 13-4 являются, соответственно, первым и вторым выходами блока управления 13.

Устройство работает следующим образом.

Выделенные с помощью избирательного усилителя 4 сигналы, соответствующие

центральной части растра, поступают на входы блоков 5, 6 выбора максимума и минимума и интегратора 7, где определяют максимальное, минимальное и среднее амплитудное значение этих сигналов, опреде- ляют разницу между максимальным и минимальным значением амплитуд с помощью блока 8 определения разности, полученный сигнал делят в делителе 9 на сигнал интегратора 7, что позволяет исключить влияние освещенности на сигнал контрастности, сигнал делителя 9 поступает на второй блок 10 выбора максимума, где регистрируют максимальный сигнал контрастности и формируют управляющий сиг- нал, соответствующий этому максимуму. Управляющий сигнал блока 10 поступает на управляющий вход запоминающего устройства 11, где по фронту этого сигнала регист- рируют код- положения объектива, поступающий с датчика перемещений 15. Амплитуда максимального сигнала контрастности поступает на третий управляющий вход блока 13 управления и управляет амплитудой управляемого генератора 13-1. Из выходного сигнала управляемого генератора 13-1 формируют короткий импульс, которым обнуляют блоки 5, 6 выбора максимума и минимума, и переносят в буферный каскад регистра 12 код, соответствующий положению объектива 1 в момент максимального сигнала контрастности, Код регистра 12 и код датчика перемещений 15, соответствующий текущему положению фокусного расстояния объектива, поступают в блок 13 управления, где сравниваются в схеме сравнения 13-2. В зависимости оттого, какой из кодов оказывается большим, формируется сигнал, полярность которого изменяет направление перемещения оптической системы объектива. Сигналы схемы сравнения 13-2 и управляемого генератора 13-1 поступают на входы сумматора 13-3, на выходе которого появляется амплитудно-модулиро- ванный с частотой управляемого генератора сигнал, который поступает на вход усилителя мощности 14. Выходной сигнал усилителя мощности 14 поступает на управляющий вход электропривода 2 и перестраивает оптическую систему объектива в зависимости от полярности и амплитуды управляющего сигнала.

Изобретение относится к оптоэлектро- нике. Сущность изобретения: устройство содержит 1. сканирующий фотоприемник (3), 1 избирательный усилитель (4). 1 электропривод объектива (2). два блока выбора максимума сигнала (5, 10). 1 блок выбора минимума сигнала (6). 1 интегратор (7). 1 блок определения разности (в), 1 делитель (9), 1 запоминающее устройство (11), 1 регистр (12), 1 блок управления (13), 1 усилитель мощности (14), 1 датчик перемещения (15). 3-4-6-8-9-10-11-12-13-14-2. 2-15-11, 15-13, 4-5-8, 4-7-9, 13-10, 13-12, 13-6, 13-5. 1 ия.

Формула изобретения 1. Устройство для автоматической фокусировки объектива, содержащее последова- тельно соединенные сканирующий фотоприемник, оптически соединенный с фокусируемым объективом, и избирательный усилитель, а также электропривод объектива, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса фокусировки объектива при слежении за контрастным объектом, перемещающимся в направлении, параллельном оптической оси объектива, в него введены первый блок выбора максимума сигнала, блок выбора минимума сигнала и интегратор, входы которых объединены и соединены с выходом избирательного усилителя, а также последовательно соединенные блок определения разности, делитель и второй блок выбора максимума сигнала, последовательно соединенные запоминаю щее устройство, регистр, блок управления и усилитель мощности, выход которого соединен с электроприводом объектива, снабженным датчиком перемещения, выход которого соединен с информационным входом запоминающего устройства и с вторым входом блока управления, третий вход которого соединен с первым выходом второго

блока выбора максимума сигнала, второй вход которого соединен с управляющим входом запоминающего устройства, второй выход блока управления соединен с входами обнуления первого блока выбора максимума сигнала и блока выбора минимума сигнала, с вторым входом второго блока вы- . бора максимума сигнала и с управляющим входом регистра, а выход интегратора соединен с вторым входом делителя.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что блок управления выполнен в виде последовательно соединенных схемы сравнения и сумматора, а также последовательно соединенных управляемого генератора синусоидального напряжения и формирователя импульсов, причем выход генератора синусоидального напряжения дополнительно соединен с вторым входом сумматора, первый и второй входы схемы сравнения являются соответственно первым и вторым входами блока управления, вход управляемого генератора синусоидального напряжения является третьим входом блока управления, а выходы сумматора и формирователя импульсов являются соответственно первым и вторым выходами блока управления.