Устройство для автоматической фокусировки объективов Советский патент 1982 года по МПК G02B27/10 

Изобретение относится к оптико-меха нической промышленности и может быть использовано для автоматической фокусировки фотографических систем.

Известно устройство автоматической фокусировки объективов Cl.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматической фокусировки объективов, содержащее объектив, светоделитель, образующий два оптических канала, фотокамеру с затвором, диссектор, блок развертки которого через блок управления подключен к следящему приводу, а выход диссектора через разделительную емкость и усилитель переменного тока соединен со входом фазового детектора. Принцип работы устройства основан на способе дифференциального сравнения резкости равноудаленных от фокальной плоскости изображений, В качестве анализатора резкости изображений используется сканирующий фотоприемниь, например диссектор,

который преобразует световое поле на фотокатоде диссектора в перемен ный электрический сигнал, который затем обрабатывается электронной схемой, выделяющей пропорциональный величине и знаку расфокусировки си|- нал для .управления следящим приводом 2.

При этом высокая точность работы следящей системы может быть достигнута, когда диапазон входных сигналов ограничен и величина шумов не изменяется в процессе эксплуатации еледящей системы, что не обеспечивается в известном устройстве. Кроме того, при фокусировке в большом динамическом диапазоне освещенности для управления величиной экспозиции обычно применяют датчики освещенности, выполненные ввиде отдельных функционально законченных узлов.

Целью изобретения является увеличение точности фокусировки в широком диапазоне освещенности объекта фотографирования и авго - атическсГ: /ri,;i;.-i ки экспозиции.

Указанная цепь достигаете.:; г.ч, что устройство для ;ч в о :-А а i и i е с к о и фо ку с и р о в ки с и а б ж е н о у с т а i-- е и i-1 ой перед диссектором полокок о-;ггг:-1ческой шайбой со cTynci--ja гым ахспиьи-т торцом, усилителем с Фильтром иизких частот , высоковол ьткиым TpafiiJi.-icTopoM . резистивным делитсЛем нарря)1(2ния . блоком управления затвором (1:утокамсры и усилителем постояш-ю о тока, при этом выход диссектооа vci-iлитель с фильтрОИ (1изк; х часО- , соединен с базой высо1шзог1оГ1юго транзистора, параллель-о срсходу эмиттер коллектор кот(;ро го i ;С:,;.; цен резистивный делитель -ic:i;p;);3i :;-; ;одна точка оторогс ((;д; лю|-:е-:а положительному полюсу таг1ия зторично-элсктронносо у:-.1г-,о кителя и-:;:; сектора, а его средняя TOIHO чеоез усилитель гк)стоянног-о тсжа соед -1мсч|а с блоком управления aarfjOiiOf -ого;/;,.. меры .

На чертеже поедет азпс: la ;:xnii:j уе:;::ойстБс5 для ав i с;.а гическ: ;- .::цусировк:-: объективоБо

Устройстзо содержит {;;окус;-руеь1Ь Й с;бъектив 1 . с ветодетитс:ль 2 , гзолок;; чо-оптическую шайбу со ci упе; 1ча гь входам 3, выходьюй тиреи, котосой опти1-|ески связан с фот оприек-ой моверхностою сканируюшегС) оиемчика, например диссектора , о ктюняющие катушки 5 диссектора: блок & разБсрг ки диссектора,, :езис тив-у 0 ча-оуск, диссектора R,;. , резистивный делите/ч напряжения втоси-гно- ;:)Л(: п сон; ;о о глножителя диссектора Н,-, , , , , , R;,n , разделительную емкос/гь С:, ус -;литель 7 переменного тока, фал()вь:й детектор 8, блок угравления Я. следящий привод 10, усилитель 11 с филь: ром низких частот, высоковоль отый транзистор резистивный деп1/1ет1ь напряжения R., , R. усилитель 12 гюс тояыного тока, высокольгный блок 13 питания вторично ЭТ1ектпончо1о умнож:теля, фотокамера 1 ,, блок 13 управле ния затвором фотокамеры 15, затвор фотокамеры 16 Входной TOpeii волок(5}-: но-оптической шайбь сделан ступен 1атым, Волоконно--опти-1еская шайба строит предфокальное м заф окальное изоб1:;аи ения в плоскости фотокатода дис/сектора Ц, разнесен -;ые на длину сту пеньки, которая выб чэается в зав; ;сиЛ

моги- пт i.jpa.-r.: :.;бъектива 1. С |1ом, п-нера :ра развертки 6 и oTKj4)4HK4i nx катунек 5 дисс,ектора изобрам( -з фотокатоде сканируе ся г ос-грс1чн() и пррпбразус ся в злект рИ1п;ск;-1Й сипнал па нагрузке диссектора Rf, па ко-орзй присутствуют посroniiiian составл-1Г;.1ая сигнала, пропозциопал :Л-1ая освещенности фотока ода,. и П;;ра:.1ен--|ЫЙ сигнал, п ро го 1:ч1 и он ал к, н ь; о кл о и ю с с в еще н нос ги () среднего зиа-1эния , т,е, контрасту изобр :)|(ения . Постоянная и низ кочастг ((ая доставляющая сигнала с нагрузки подаются -leoea усили- спь : с фильтао - низк:-1х на .ja зу v-. С .)к:.(хг , 1 рап;;ис1 па 5 iu:; ;;n пCj е:л-;по Р .(ч р испп-1 f --та-;. 13 лп:1ит п - 1

Пот ПИП-ПП- п- ППе п г ,ОГг 1 ii/v:./, j- . . ,v, ,.

-€п-1я ;in г сеfCTopa . р/ из-1ег-епии оснеще---1пп-п- сценп пЗ/е-яе тся осве с- KjCTb ,i- фо xnn.n.iepe диссек ооа,

ЧП; ВЬ;3:1 1 ПЧ :,1 т i п.П - --ie ПOC(JЯПHOЙ

сг;сп-авгяюи,сй --ia .;узхе R , лисCCKXJpa - КО:Опа : уС.-П :ВаеТС; УСХлигело.-, I :1зпе Лет -arippr-fei ir; :-ia переходе аза-э.- : л;п-- зис s опп TI, 1ри K3 -t;,je: пи ЭХ) го П с пр i; хс - И Я изЭг-ЧтТ rCij- .п; пп пктпр П а пЗ ИС Т Пг; а Т1

;исспхтора |.:змеалг;;тся величина таш.-я, п п.ВОДИ т к иЗ-енению ксофФи; 1(. i а усплен Я :Гх:пэичнг;зле ктр;хпп гх) ухчо --:ите пя ч, таким образом, ч-:;озень си П1ала на нагоузхс Нп Х.ИССП - О|5; аато,.птичс;ск:- ста6|-хт..-зируптся ОТ -ск-итсльно хако го-то заланмо -) л.;рче , )часто-л-1ая сх:с тав -яюцая си-нала. обусловле ;:тая : О пав номе сне с т ьК чу вст питс л ь/пзсти фоточа ола или :аз:п. сседп(;й ос-аещеппости предфокального х зафокальCiXj 13оопаже-н;-х , -;акжс проходит .пре 3 ус;--лхг(;л ь с фильтрем низких частот I i, усиливается и гхзетупас;т не пезеход база-эмиттер транзистора Т1 - такие приводит к изменению aпpя же -1ия писания вторично-злектронцого У-пожителя диссекпоэа. Наличие часто-г1- сг-избира ель:-1Ой обратной с.вязи по чапрягкению питания вторхчио-электроннсмо- у.чножителя диссектора ерез кон-ур 11, Т1, 13, XqK . / R,n позволяет стабилизировать уровень cMrs-aла на нагрузке Ru, диссектора i и исключить паразитную низко астотмую состав1тя1ощую сиг-чала на входе усилителя 7. Наличие усилителя с фильтро низких частот исключает влияние кон тура обратной связи на рабочий сигнал фокусировки, так как частота си нала, пропорционального контрасту пространственной гармоники, в изображении объекта существенно больше частоты сравнения амплитуд зафокаль ного и предфокального изображений, которая задается блоком развертки 6 Разница этих частот зависит от часто ты строчной и кадровой отклоняющих напряжений на катушках 5 диссектора и задается генератором развертки 6, который выдает опорный сигнал кадро вой частоты в фазовый детектор 8, Сигнал с фазового детектора, пропор циональный разнице контрастов предфокального и зафокального изображений на диссекторе, т.е. расфокусиров ке с выхода фазового детектора управ ляет следящим приводом фокусировки 1 Регулировка экспозиции в устройстве осуществляется по уровню постоянной составляющей напряжения на резистивном делителе ; который подключен параллельно переходу коллектор-эмиттер транзистора Т1, Так как падение напряжения на транзисторе Т1 пропорционально уровню средней освещенности на фотокатоде, то часть этого нап ряжения может использоваться для регулировки экспозиции (Фотокамеры. С этой целью сигнал с резистора R2 через усилитель 12 заводится в блок управления затвором 15. В блоке 15 сигнал сравнивается с опорными значениями напряжений и выбирается необходимая величина экспозиции, которая воздействует на затвор фотокамеры 16. Эффективность предлагаемого устройства заключается в том, что значительно расширяется динамический , диапазон освещенностей объектов при сохранении точности работы фокусировки, а также без введения дополнительных датчиков экспозиции имеется возможность автоматически управлять экспозицией фотокамеры. Наличие фактора адаптивности системы позволяет, например,значительно повысить вероятность получения фотографий высокого качества, например при аэрофотосъемке . Формула изобретения Устройство для автоматической фокусировки объективов, содержащее объектив, светоделитель, образующий два оптических канала, фотокамеру с затвором, диссектор, блок развертки которого через блок управления и фазовый детектор подключен к следящему приводу , а выход диссектора через разделительную емкость и усилитель переменного тока соединен с входом фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности фокусировки в широком диапазоне освещенности объекта фотографирования и автоматической установки экспозиции, оно снабжено установленной перед диссектором волоконно-оптической шайбой со ступенчатым входным торцом, усилителем с фильтром низких частот, высоковольтным транзистором, резистивным делителем напряжения, блоком управления затвором фотокамеры и усилителем постоянного тока, при этом выход диссектора через усилитель с фильтром низких частот соединен с базой высоковольтного транзистора, параллельно переходу эмиттер-коллектор которого подключен резистивный делитель напряжения, одна точка которого, подклю- чана к положительному полюсу блока питания вторично электронного умножителя диссектора, а его средняя точка ерез усилитель постоянного тока соеинена с блоком управления затвором отокамеры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 50235, кл. G 02 В 7/00, 1974. 2,Авторское свидетельство СССР 591791, кл. G 02 В 23/00, 197,

I

i/f.

л