Устройство активной автофокусировки объектива Советский патент 1993 года по МПК G03B3/00 

Изобретение относится к фотовидеоаппаратуре и может быть использовано в автоматической видеоаппаратуре.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг.1 изображена оптическая схема устройства; на фиг.2 - электрическая схема.

Устройство содержит оптический блок 1, приемный сектор 2 с профилем Френеля, передающую линзу Френеля 3, двухплоща- дочный фотоприемник 4, оптическую ось 5 приемного сектора, передающей линзы 3 и приемника 4, инфракрасный излучатель 6, призму 7, лучи излучателя 8, отраженные лучи 9, отраженные лучи 10, сходящиеся, съемочный объектив 11 и его подвижную часть 11а, лучи от снимаемого объекта 12, лучи от снимаемого объекта 13, сходящиеся, фокальную плоскость 14, фотопленку 15, мотор 16, а - угловое расположение фотоприемника 4.

Электрическая схема состоит из передающей и приемной частей.

Передающая часть: задающий генератор состоит из однопереходного транзистора 17, резистора 18 и конденсатора 19, нагрузочного резистора 20; 21 - транзистор-усилитель мощности, 22 - излучающий диод, 23 - резистор, 24 - электролитический конденсатор, 25 - одновибратор.

Приемная часть: 4а и 46 - фотоэлектрические приемники-резисторы, 26,27 - плечи моста, 28, 29 - операционные усилители (ОУ), 30,31 - балластные сопротивления, 32, 33 - сопротивления обратной связи, 34 - коммутатор с его ключами К1-К4; 35, 36 - накопительные конденсаторы, 37, 38 - сопротивления утечки, 39, 40 - операционные усилители, 41,42,43 - потенциометры опорных напряжений, 44, 45, 46 - компараторы, 47 - дешифратор, 48 - реле спуска затвора, 49, 50, 51, 52 - транзисторы дифференциального усилителя, 16 - мотор.

Принцип работы оптической части следующий.

Совмещают риску на визире с местом на снимаемом объекте, по которому будет производиться фокусировка объектива, и включают электрическую часть. Инфракрасный излучатель 6, стоящий в фокусе линзы 3, высветит лучами 8 пятно на выбранном месте объекта. Отраженные лучи 9 попадут на приемный сектор 2, где лучи 10 будут сходиться и преломляться с помощью призмы 7 и сфокусируются на одной из площадок фотоприемника 4. Механические действия моутора 16 будут передвигать подвижную часть съемочного объектива и призму так, чтобы сфокусированные лучи 10 передвинулись на линию раздела смежных площадок фотоприемника. Линия раздела площадок приемника сопряжена с фокальной плоскостью 14 съемочного объектива 11. В случае

попадания сфокусированного инфракрасного луча на линию раздела смежных площадок приемника изображение объекта на фотопленке 15 будет резким, и в этот момент сработает реле 48 спуска затвора камеры.

Работа электрической части начинается при включении источника питания. При этом заработает задающий генератор, собранный на однопереходном транзисторе

5 17, который выдает короткие импульсы. Эти импульсы снимаются с резистора 20 и подаются на усилитель мощности 21, в нагрузке которого стоит излучающий диод 22, который освещает выбранное место на объекте.

0 Световой импульс образуется при разряде электролитического конденсатора 24 через диод 22 и транзистор 21, когда открыт. Заряд емкости конденсатора 24 происходит от источника питания через резистор 23 во

5 время паузы между импульсами. От импульсов задающего генератора происходит срабатывание одновибратора 25, который управляет работой ключей К1-К4 коммутатора 34.

0 Световые импульсы, отраженные от объекта, поступают на фотоприемные чувствительные площадки 4а и 46, включенные в четырехплечный мост, а две его диагонали соединены с входами ОУ 28 и 29. Электри5 ческие сигналы, выработанные фотодиодами, на выходе ОУ 28 будут вычитаться, а на выходе ОУ 29 будут складываться. Эти импульсные сигналы подаются на электронные ключи К1, К2 коммутатора 34, которые про0 изводят из них выборку сигнала максимального значения с помощью управляемых импульсов, вырабатываемых одновибрато- ром 25. Обработанные импульсы передаются на накопительные конденсаторы 35,36, и

5 с них потенциальная энергия подается на усилители 39, 40 через ключи КЗ и К4 во время заряда конденсатора 24.

Сигнал на выходе ОУ 39 может быть разнополярным в зависимости от того, на

0 каком фотодиоде сигнал будет больше. Его выход соединен с входом двух компараторов 44, .45, при положительной полярности сигнала сработает компаратор 45, а при отрицательной - 44. Когда на выходе ОУ 39

5 сигнал равен О, то этому будет соответствовать равенство освещенности двух площадок приемника, а на выходе компараторов 44, 45 будут нули.

Сигнал на выходе ОУ 40 всегда положительный, при наличии сигнала на любом фотоприемнике, и, следовательно, сигнал на выходе компаратора 46 будет равен единице.

Выходы компараторов соединены дешифратором 47, который производит дешифрацию сигналов, снимаемых с компараторов и управляет исполнительными механизмами. Так, при поступлении на входы 2 и 3 двух О дешифратора 47, а на входе 1 единицы, происходит срабатывание реле 48, которое управляет работой затвора камеры. При поступлении единого сигнала на вход 2 или 3 дешифратор 47 выдает сигнал на дифференциальный усилитель мощности, собранный на транзисторах 49-52, который управляет мотором 16. Мотор перемещает подвижную часть объектива вправо или влево, пока крузок на фотоприемнике от ИК-излучателя не займет равное положение на двух площадках.

Положительный эффект при применении предложенного устройства заключается в том, что оптические детали просты в изготовлении, а предложенная система фотоприемного устройства обеспечивает получение суммы разности сигналов от двух

площадок с минимальным числом активных элементов.

Устройство обладает более высокой точностью, так как профиль Френеля имеет малые продольные аберрации, оно более компактно, технологично, упрощает процесс юстировки.

Формула изобретения Устройство активной автофокусировки

объектива, содержащее двухплощадочный фотоприемник, установленный перпендикулярно фокальной плоскости объектива, и схему обработки сигнала, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности,

в него введены оптический блок, выполненный из приемного сектора с профилем Френеля и передающей линзы Френеля, излучатель, оптически сопряженный с передающей линзой Френеля, и расположенная

на подвижной части объектива призма, оптически сопряженная с приемным сектором с профилем Френеля, при этом на оптическом блоке установлен двухплощадочный фотоприемник, оптически сопряженный с

фокальной плоскостью объектива через призму.

Использование: фотовидеоаппаратура. Сущность изобретения: в устройстве установлен оптический блок 1, содержащий при9 1212п емный сектор с профилем Френеля 2 и передающую линзу Френеля 3, и размещенный на нем двухплощадочный фотоприемник 4. Оптические оси этих элементов совмещены. В фокусе передающей линзы установлен инфракрасный импулы ный излучатель 6, а в фокусе приемного сек тора на оси и параллельно ей установлен дзухплощадочный фотоприемник -4. Линия раздела смежных площадок фотоприемника сопряжена с фокальной плоскостью 14 съемочного объектива 11 с помощью призмы 7, которая установлена на подвижной части объектива. Входная часть электрической схемы выполнена по мостовой схеме, а обработка сигнала ведется выборочно-накопительным методом. 2 ил. 2. Ю$ Ш ГЛ 00 00 о к

Фиг.2