Устройство для автоматического регулирования экспозиции Советский патент 1982 года по МПК G03B7/08 

Изобретение относится к фототехнике и может быть использовано в с1эрофотоаппаратах.

Известно устройство для автоматического регулирования экспозиции, принцип работы которых основан на преобразовании лучистой энергии от объектов съемки в электрический- сигнал с помощью фотопреобразователя, сравнении полученного сигнала с опорным сигналом, в результате чего вырабатывается управляющее воздействие для установки требуемого времени срабатывания фотозатвора .или значения диафрагкк объектива С1}.

Такие устройства измеряют интегральный световой поток, идущий от объекта съемки. В практике фотосъемки часто возникает задача получения оптимальной по плотности лишь : сюжетно важной части объекта съемкиi

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматического регулирования экспозиции по средней яркости сюжетноважной части объекта съемки 2J.

Устройство содержит расположен- . ный в фокальной плоскости объекти- ва линейный прибор с зарядовой связью, управляющий вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с первыми входами первого и второго интеграторов, а выход подключен к усилителю, блок деления, входы которого соединены с выходами первого и второго ин-. теграторов, а выход - с входами первого и второго блоков вычислений,

10 блок формирования управляющих сигна лов, две схемы совпаденияj пороговое устройство и схему сравнения, соединенную третьим входом с выходом первого блока вычислений и с первым

15 входом первой схемы совпадения, первым выходом через второй вход первой cxeNttJ совпадения с первым входом блока формирования управляющего сигнала, вторым выходом через пороговое

20 устройство с вторым входом блока формирования управляющего сигнала, третьим выходом с третьим входом блока формирования управляющего сигнала и через второй вход второго

25 блока вычислений с .четвер тым входом блока формирования управляющего сигнала.

В данном устройстве определение средней яркости осуществляется не

30 только по сюжетноважному участку. НО и по всем элементам местности в кадре, яркость которых лежит в заданных пределах. Это ведет к тому, что истинное среднее значение яркое ти сюжетноважного участка отличается от вычисленного в устройстве, Таким образом известное устройство не обеспечивает высокой точности оп деления средней яркости сюжетноважного участка местности. , Цель изобретения - повышение точ ности работы устройства. Указанная цель достригается тем, что в устройство введено запоминаю. щее устройство, счетчик текущего времени, третья- схема совпадения,. два ключа и счетчик, при этом пер(ВЫЙ вьисод запоминающего устройства соединен с первым входом третьей схемы совпадения, к второму входу которой через счетчик подключен тре тьим выходом генератор тактовых им пульсов,. второй выход заполшнакяцего устройства соединен с первым входом второй схемы совпадения, второй вход которой соединен с счетчиком текущего времени, а выход - с первым входом запогданакадего устройства и управлякяцим входом генератор тактовых импульсов,.выход третьей схемы совпадения соединен с вто1%ш входом запоминающего устройства и первылш входами первого и второго ключей, второй вход первого Kjao4a соединен с четвертым выходом генера тора тактовых импульсов, а выход с вторым входом первого интегратора второй вход второго ключа соединён с выходом усилителя, а выход - с вторьм входом второго интегратора. На чертеже показана с1-руктурнгт ;схема устройства. На схеме показаны объектив 1, ли нейюлй прибор 2 с зарядовой связью генератор 3 тактовых импульсов, усилитель 4, первый интегр1атор 5 и второй интегратор б, блок 7 делеНИН, первый елок 8 вычислений, схема 9 сравнений, первая схема 10 со падения блок 11-формирования управ гляющих сигналов, пороговое устройст во 12, второй бло1 вычислений 13, ; эа:поминающее устройство 14, счетчик 15 текущего времени, вторая схе ма 16 совпадения, счетчик 17, третья схема 18 совпгщения, первый кточ 19, второй ключ 20. В устройстве в фокальной плоско ти объектива 1 перпендикулярно нап равлению движения носителя (не пок зан) расположен линейный прибор 2 зарядовой связью, который преобразует яркость элементарных участков отрокЕЦС изображения в последовател ность зарядовых пакетов. Развертка кахфу (не показан) осуществляется за счет движения носителя, генератор 3 тактовых импульсов соединен своим первым выходом с прибором 2 с зарядовой связью и управляет его работой. Выход прибора 2 с зарядовой связью через усилитель 4 подключен к второму входу второго ключа 20, выход которого подключен к второму входу второго интегратора 6. Второй выход запоминающего устройства 11 через вторую схему 16 совпадения, к второму входу которой подключён счетчик-15 бортового времени, соединен с входом генератора 3 тактовых импульсов и вторым входом запоминающего устройства 14. Запоми нающее устройство 14 управляет включениями генератора тактовых импульсов в заданные моменты времени. Первый выход запоминающего устройства 14 ; соединен с первым входом третьей схемл 18 совпадения, к второму которой своим третьим выходом через cчeтчиjc 17 подключен генератор 3 тактовых импульсов, Третий выход гене- ратора 3 тдктоаах импульсов соединен с вторым входом первого ключа 19, выход которого соединен с первым входом первого инте1рат фа 5. Выход третьей схемы совпадения t.8 подключен к первым входам ключей 19 и 20 и второму входу запоминающего устройства 14. второй выход генератора 3 тактовьж импульсов соединен с втором входом второго интегратора 6 и входом первого интегратора 5, выход которого подсоединен к первому ёходу блока деления 7. Выход второго интегратора 6 подключен к втодк 4у входу блока деления 7. Сигнал, поступакиций с первого выхода запоминающего устройства 14 позволя вт накапливать в интеграторах 5 и 6 сигналы лишь от сюжетион важной части изображения. Ваход блока деления 7 подключен к входу блока вычислений 8, котоЕжай предназначен для определения времени эффективной выдержки. Выход блока вычислений 8 подключен к входу схемы сравнения 9 и первому входу схемы совпадения 10, схема сравнения 9 предназначена для сравнения вычислительного значения 1зф с заданным минимальным максимальным ц,(.,у временами сра.батывания Фотозатвора. Первый выход схемы сравнения 9 соединен с вторым . входом схемы совпгщения 10, выход которой подсоединен к первому входу ; блок а формирования управляющих стлг налов 11, который предназначен для формирования управлякицих напряжений на установку времени срабатывания Фотоэатвора (не показан) и диафрагNtj (не показана). Второй выход схемы сравнения 9 подключен через пороговое устройство 12 к второму входу блока 11 формирования управляю-, щих сигнсшов. Пороговое устройство 12 служит для сравнения величины сиг нала с второго выхода схемы 9 сравнения С некоторым- пороговым напряжением и„ор . Третий выход схемы 9 сравнения подключены через блок вычислений 13 к четвертому и непосредственно к третьему входам блока 11 формирования управляющих сигналов. К первому входу блока 13 вычислений подключен выход блока 7 деления. Блок 13 вычислений предназначен для вычисления относительного фокусного расстояния Работает устройство следующим :образом. С второго выхода запоминающего устройства 14 сигнал, пропорционгшьный времени включения устройства автоматического регулирования экспозиции ц , поступает на первый вход |.схемы 16 совпадения. На второй вход этой схемы поступает сигнал, пропорциональный текущему времени t, от счетчика 15 текущего времени. При ,совпадении этих сигналов схема совЬадения 16 вырабатывает сигнал, котр рый поступает нервый вход запоминающего ус ррйства 14 и на генератор 3 тактовых импульсов, включая его. По пр1|ходу этого сигнала запоминающее устройство 14 переключается на выдачу с второго выхода напряжения, пропорциойдльного времени , где Чц- период кадроврй Е азверткиж Это(напряжение поступает на первый бход схемы 16 совпадения. В тот момент, когда оно совпадает с напряжением от счетчика 15 текущего времени , поступающим на второй вход схемы 16 совпёщения, последняя вырабдтывает сигнал, который выключает :генератор 3 тактовых импульсов и переключает запомйнаннцее устройство 14 на выдачу по BTOPOIVV выходу скгнала пропорционального времени следующего включения устройства ta,. После включения генератор а 3 тактовых импульсов управляющие импульст с его первого выхода поступгиот на линейный прибор .2 с зарядовой связь Линейный прибор 2 с зарядовой свяг зью, расположенный в фокальной плоскости объектива 1, преобразует освещенность элементарных участков изо бражения в последовательность зарй довых пакетов. С помощью генератора; 3 тактовых импульсов происходит счи;тывание зарядовых пакетов, в результате чего на. выходе линейного при- ; бора 2 с зарядовой связью формирует-ся последовательность импульсов, амплитуда пропорциональна яркости элементарных участков изобра жения. С помощью генератора 3 такточ вых импульсов;происходит развертка ; по строке. Развертка-по кадру осущес вляется за счет движения носителя. с вьихода линеййого прибора 2с зарядовой связью сигнгш черюз усилитель 4 поступает на второй вход ключа 20, который в исходном состоянии Закрыт.. . :. в момент включения генератора 3 тактовых импульсов тактовые импуль. сы с его третьего В1Ь1ХоДа поступают на счетчик 17, емкость которого равна числу элементов S линейке прибора 2 с зарядовой, связью. И момент прихода последнего тактового импульса строки он обнуляется. С счетчитса 17 напряжение, пропорционгшьное номеру элемента линейки прибора 2с зарядовой связью, с которого в данйый момент происходит считывание сигнат ла, поступает на второй вход треть- ; ей схемы совпадения 18. На первый вход этой схемы поступает сигнал с первого выхода запоминающего устройства 14. Этот сигнал соответствует номеру элемента линейки прибора 2 с Зарядовой связью, с начинается граница сюжетновг сного участка местности, приведенной к плоскости лииейногр прибора 2 с зарядовой связью. Щ)и совпадении сигналов от запоминающего устройства 14 и счетчика 17 в схеме совпс1дения 18 вырабатывается сигнал, который поступает на перше входы ключей 19 и 20, . открывая их, и на второй вход запоминающего устройства Д 4. Открытый ключ 19 пропускает импульсы с третьего выхода генератора 3 тактовых импульсов на первый вход интегратора 5, выходной сигнал KOTojporo пропорционален площгщи сюжетновахного участка. От1фытый ключ 20 пропускает сигнал с уснлите пя 4 на первый вход интегратора 6, выходной сигнал которого пропорционален суммарной сникетно вг1Жной части изображения. Работой интеграторов 5 и 6 управляет генератор 3 тактовых импульсов. СЧ:йТывё1НИе накопленного напряжения ПРОИЗВОДИТСЯ по приходу кадрового импульса, котЬ15ый также и обнуляет йнтеграто1аа 5 и 6. . Сигнал, пришедший на первый вход запокинающего устройства 14, переключает его на выдачу с первого выхода на первый вход схемы совпадения 18 сигнала о номере элемента строки, на котором кончается граница сюжетно важнрго участка. При совпадении этого сигнала с сигналом от счетчика 17 схема 18 совпадения вырабатывает сигнал, который поступает на ключи 19 и 20, закрываших, и На первый бход запоминающего. . устройства 14, которое переключает-ся на выдачу сигнала о начале сюжет новажнрго участка в следующей строке. . . С интеграторов 5 и 6 сигнгшы пос- тупают на.блок деления 7, выходное напряжение которого пропорционешьно средней яркости сюжетноважной части, в блоке вычисления 8 осуществляется расчет эффективной вьщержки. Сигнал- , пропорциональный t., по тупает на вход схемы сравнения 9, которая сравнивает поступаюгций сигнал с заданными напряжениями и. . и 11f-wm в исходном состоянии диафрагма полностью открыта. схема срав нения 9 формирует постоянное напряжение, поступакйцёе на схему совпадения 10, работающую в ключевом режиме, и открывает ее. С выхода схемы совпадения 10 напряжение, пропор ционгшьное величине 1дф , поступает в блок 11 формирования управляющих сигналов, который формирует сиг нгш на.установку выдержки 1 tj и относительно фокусного расстояния Если UPB схема сравнени |9, формирует сигнал, пропорциональный разносчси Цф-t, кото1И11й подается на вход порогового устройства 12, которая сравнивает выходной сиг нал схемл сравнения 9 U с некоторым заданным пороговым напряжением Если U UpQpi то выходной сигна порогового устройства 12 есть noc-V тоянное, например, положительное напряжение, которое поступает в блок 11 формирования управляющих . сигналов, который формирует управля ющее напряжение на установку выдерж ки tj twK относительного фокусно го расстояния Z z . Если Uet ОПОР о полярность порогового устройства 12 меняется на обратную, и блок 11 формирования управляющих сигналов формирует импульс на запрет фотографирования. Если , то схема сравнени . 9 формирует управляющий сигнал, кот рый подается в блок 13 вычислений и блок 11 формирования управляющих сигналов. Блок 13 вычислений рассчи тывает необходимое значение Zp (для времени выдержки tg ) Выходное напряжение блока 13 вычислений поступает в блок формирования управлякицих сигналов, который формирует управляющие напряжения на установку выдержки t. и- относительног ФОКУСНОГО расстояния z zp . Описанная схема выделе12ия информации о средней яркости сюжетнрв ажной части изображения позволяв с высокой точностью определить режима съемки, что особенно важно при решении задач обнаружения малоразмерных объектов. Формула изобретения Устройство для автоматического регулирования экспозиции, содержаще расположенный в фокальной плоскости объектива линейный прибор с зарядовой связью, управлякиций вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй ход которого соединен с первыми входами первого и второго интеграторов, а выход подключен к усилителю, блок деления, входы которого соединены с выходами первого и второго интеграторов , а выход - с входами первого и второго блоков вычислений, блок фор-: мирования управлякяцих сигналов, две схемы совпадения, пороговое устройство и схему сравнения, соединенную первым входом с выходом первого блока вычислений и с первым входом первой схемы совпадения, первым выходом через второй вход первой схемы соипадения - с первып входом блока формирования управляющего сигнгша, вторым выходом через пороговое устройство - с вторым входом блока формирования управляющего си гнала, третьим ra ixoцом - с третьим входом блока формирования управляющего сигнала ja через второй вход второго блока вычислений - с четвертым входом блока формирования управляющего сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, в него введено.запоминающее устройство, счетчик текущего времени, третья схема совпадения, два ключа и счетчик, при этом первый выход запоминающего устройства соединен с первым входом третьей схемы совпгшеиия, к второму вхо,цу которой через счетчик подклю н третьим выходом генератор тактовых импульсов, второй выход за поминающего устройства соединен с первым входом второй схекы совпадения, второй вход которой соединен с счетчиком текущего времени, а выход - с первым входом запоминающего устройства и управляющим входом генератора тактовых импульсов, выход третьей, схемы совпадения соединен с вторьим входом запоминающего устройства и первыми входами первого и второго ключей, вторюй вход первого ключа соединён.с четвертым выходом гене атора тактовых импульсов, а выход - с вторым входом первбго интегратора, второй вход второго ключа соединен с выходом усилителя, а выход - с вторым.входом второго интегратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3947117, кл. 355-68, опублик. 1976. 2.Авторское свидетельство СССР 697953, кл. G 03 В 7/08, 1977 (прототип).