Устройство автоматической фуксировки объектива Советский патент 1976 года по МПК G02B7/04 G02B27/40 

1

Изобретение относится к оптико-механической промышленности.

Известны устройства автоматической фокусировки объектива, содержащие держатель объектива с электроприводом, светоделитель, матрицу фотоприемников, электронный блок формирования сигналов и блок управления, связанный с электроприводом держателя объектива.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства.

Предлагаемое устройство отличается тем, что светочувствительная поверхность матрицы фотоприемников развернута относительно фокальной плоскости объектива в плоскости, перпендикулярной строкам матрицы, а электропривод снабжен датчиком положения объектива, один из параллельных выходов которого через блок тактовой коммутации включен на входы управляемых вентилей блока формирования сигналов, а другой выход подсоединен ко входам вентилей переключения усилителей сигналов, выходы которых через схему совпадения связаны с реле включения электропривода.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит светочувствительный регистратор 1, оптический делитель изображения 2, светочувствительную матрицу 3, датчик положения объектива на фокусируюш;ей

резьбе 4, электропривод 5, блок тактовой коммутации с генератором 6, усилители 7, схемы формирования разностных сигналов фокусировки 8, вентили 9 переключения входов усилителей, емкостные накопители разностных сигналов на четном такте 10, емкостные накопители разностных сигналов на нечетном такте 11, усилители разностных сигналов фокусировки 12, схему сравнения 13, вентили 14 пеоеключения выходов усилителей, мажоритарные элементы включения электропривода на обратный ход 16, реле включения двигателя ча обратный ход 17, реле включения двигателя на прямой ход 18. На схеме изображены только каналы крайних строк светочувствительной матрицы.

Объектив 19 передает изображение на оптический делитель изображения 2, поступаюш;его на светочувствительный регистратор 1 и светочувствительную матрицу, плоскость которой развернута относительно плоскости объектива перпендикулярно строкам матрицы, так что если изображение сфокусировано на светочувствительный регистратор, на матрице

изображение фокусируется только для средней строки светочувствительных элементов. На краях матрицы изображение расфокусировано, цричем для достижения фокусировки на светочувствительных элементах верхней части

матрицы объектив надо переместить влево, а

для достижения фокусировки изображения на светочувствительных элементах нижней части матрицы его надо переместить внраво. К светочувствительным элементам матрицы через усилители 7 подключены схемы 8 формирования разностного сигнала фокусировки строки светочувствительной матрицы. Эти схемы подсоединены через вентили 9 переключения этих сигналов к емкостным накопителям 10 разностных сигналов, используемых поочередно на чередующихся тактах. Накопители подключены к усилителю 12 разности напряжений на накопителях, который в свою очередь через вентили переключения выходов 14, управляемые блоком тактовой коммутации 6, подключены к мажоритарным элементам 15, 16, связанным с реле 17, 18 управления электроприводом 5. Сигналы от светочувствительных элементов матрицы поступают через усилители 7 на схемы 8 формирования разностных сигналов фокусировки строк светочувствительной матрицы.

Разностные сигналы через вентили 9 поступают на емкостные накопители 10, 11 четного и нечетного тактов соответственно, где заноминаются на один такт.

При движении объектива по фокусирующей резьбе разностный сигнал любой из строк в каждый последующий такт отличается от такого сигнала в момент предыдущего такта. Если фокусировка улзчшается, разностное напряжение растет, если фокусировка ухудшается, разностное напряжение снижается. Разность этих напряжений за два последующих во времени такта показывает, в каком направлении но отношению к данной строке перемещается объектив.

Чтобы выход усилителя 12 не зависел от четности такта, одновременно с переключением входных накопителей 10, 11 переключаются выходы этого усилителя. Если объектив движется слева направо, точная фокусировка обеспечивается, когда участок матрицы, находящийся выще плоскости фокусировки (справа от осевой линии), формирует разности сигнал, ослабевающий при движении объектива, участок светочувствительной матрицы, находящейся слева от осевой линии, формирует разностный сигнал, усиливающийся по мере движения объектива, и средняя часть матрицы дает неизменный сигнал.

Тогда мажоритарные элементы 15, управляющие прямым ходом двигателя, и элементы 16, управляющие обратным ходом, переключаются в состояние «О (нет преобладания но 5 числу входов, включающих тот или иной элемент), и двигатель останавливается.

Принципиально для работы системы достаточно было бы матрицы из трех светочувствительных строк, одна из которых находилась

0 бы ближе к плоскости фокусировки, другая- дальше ее, а третья лежала бы в этой плоскости. Однако для того, чтобы система была устойчивой при различно статически неоднородном изображении, желательно иметь больa щее число строк. Это позволяет одновременно повысить точность фокусировки на различных участках, при близких или удаленных объектах. Этой цели служит также датчик 4, изменяющий частоту генератора блока тактовой

0 коммутации 6 в зависимости от положения объектива на фокусирующей резьбе. При включении системы включается реле 18 прямого кода или реле 17 обратного хода, в зависимости от соотношения в величинах разностных сигналов на краях светочувствительной матрицы. Для этого аналоговые выходы усилителей 12 сигналов крайних строк светочувствительной матрицы подключены к схеме сравнения 13, включающей одно из реле.

Предмет изобретения

Устройство автоматической фокусировки объектива, содержащее держатель объектива

5 с электроприводом, связанным с блоком управления, светоделитель, матрицу фотоприемников и блок формирования сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, светочувствитель0 пая поверхность матрицы фотоприемников развернута относительно фокальной плоскости объектива в плоскости, перпендикулярной строкам матрицы, а электропривод снабжен датчиком положения объектива, один из на5 раллельных выходов которого через блок тактовой коммутации включен на входы управляемых вентилей блока формирования сигналов, а другой подсоединен ко входам вентилей переключения усилителей сигналов, выходы которых через схему совпадения связаны с реле включения электропривода.

.J

19