Устройство для автоматической фокусировки объектива

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКИ ОБЪЕКТИВА, содержащее оптическую дальномерную систему триангуляционного типа, снабженную двумя входньши каналами, в одном из которых установлены неподвижное зеркало и фокусирующая линза, а в другом - сканирующее зеркало и фокусирующая линза, и фотоприемное устройство , выход которого соединен с приводом перемещения объектива, о тличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности автофокусировки, оно снабжено каналом считывающего излучения , выполненным в виде двух полупрозрачных зеркал, одно из которых установлено между неподвижным зеркалом и фокусирующей линзой одного из входных каналов и оптически сопряжено с источником считывающего излучения , а другое полупрозрачное зеркало установлено между сканирующим зеркалом и фокусирующей линзой другого входного канала и оптически сопряжено с фотоприемным устройством, кроме того, устройство снабжено расположенным между фокусирующими линзами опти-§ г чески управляемым элементом, выпол (Л С ненным в виде стеклянных подложек с последовательно нанесенными прозрачными токопроводящими и фоточувствительными слоями, между которыми расположен слой электрооптического мате-s риала. О) 00 а lN5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН зсьй Соз в з 1о (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

le„

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3467168/18-10 (22) 09.07.82 (46) 28.02.84. Бюл. Р 8 (72) Р.Б.Миткин, B.A ° Ïèëèïîâè÷, А.A.Êîâàëåâ, Ю.В.Раввин, A.Â.Ìåòåëüñкий, A.A.×åðíÿê и A.М.Царук (53) 535.81(088,8) (56) 1. Заявка Японии Р 48-5733, кл. 4 03 В 3/10, опублик.1978.

2. Патент США Р 3958117, кл. 250-201, опублик. 1976 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКИ ОБЪЕКТИВА, содержащее оптическую дальномерную систему триангуляционного типа, снабженную двумя входными каналами, в одном из которых установлены неподвижное зеркало и фокусирующая линза, а в другом — сканирующее зеркало и фокусирующая линза, и фотоприемное устройство, выход которого соединен с приводом перемещения объектива, о т...Я0„„1076862 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности автофокусировки, оно снабжено каналом считывающего излучения, выполненным в виде двух полупрозрачных зеркал, одно из которых установлено между неподвижным зеркалом и фокусирующей линзой одного иэ входных каналов и оптически сопряжено с источником считывающего излучения, а другое полупрозрачное зеркало установлено между сканирующим зеркалом и фокусирующей линзой другого входного канала и оптически сопряжено с фотоприемным устройством, кроме того, устройство снабжено расположенным между фокусирующими линзами опти-

Э чески управляемым элементом, выполненным в виде стеклянных подложек с последовательно нанесенными проэрачT»KO»PO»Ojl»lg»M» H ф»»»»»»»»»» тельными слоями, между которыми расположен слой электрооптического мате-Я риала.

1076 8б 2

Изобретение относится к фотокинотехнике, а именно к устройствам для автоматической фокусировки объектива сьемочных аппаратов.

Известно устройство для антоматической фокусировки, н котором исполь- 5 зуются два фотосопротивления, величины сопротивления которых изменяются при изменении положения иэображений, проектируемых на их светочувствительные поверхности, Сигнал рассогласования, возникающий при несоответствии положения изображений на обоих фотосопротивлениях, формируется в электронной схеме управления и поступает на электродвигатель привода объектива.На оправе объектива имеется потенциометр, положение подвижного контакта которого изменяется при перемещении объектива. Фотосопротинления и потенциометр включены н электричес- 2О кую мостовую схему, Электродвигатель приводится в действие напряжением, равным разности выходного напряжения потенциометра и фотосопротинлений.

В то время, когда разность выходных сигналов фотосопротивлений равна нулю, объектив находится в положении, обеспечинающем точную фокусировку L13.

К недостаткам указанного устройства относятся необходимость наличия идентичных фотосопротинлений и потенциометра, обладающего достаточно высокими точностными характеристиками, а акже громоздкость схемы, чтс делает ее малоприемлемой в малогабаритной съемочной аппаратуре. Кроме того, в устройстве применяется сложная электронная схема сравнения электрических сигналов, снимаемых с выходов Фотосопротинлений и потенциометра.

Наиболее близким rro технической 4Î сущности к предлагаемому является устройство для автоматической фокусировки, содержащее оптическую дальномерную систему триангуляционного типа, снабженную двумя входными каналами,н одном из которых установлены неподвижное зеркало и фокусирующая линза, а в другом — сканирующее зеркало и фокусирующая линза, и фотоприемное устройстно, ны- о ход которого соединен с приводом перемещения объектива. Фотоприемное устройство содержит расположенную н плоскости фокусировки светоприемную матрицу, на которой формируются два вспомогательных изображения, одно из которых неподвижное, а другое осущест вляет сканиронание по матрице, при этом вырабатываются различные по характеру электрические сигналы.

С выходов снетоприемных матриц О электрические сигналы поступают в электронную схему, где они сранниваются. В электронной схеме фсрмируется корреляционный сигнал, получаемый при наибольшем сходстве поступающих 65 по каналам дальномерной оптической системы иэображений. Укаэанный сигнал усиливается и поступает в цепь управления (фиксирования) перемещением объектива съемочного аппарата 2 3.

Недостатками известного устройства для автоматической Фокусировки являются низкая точность и надежность, сложность конструкции и электронной схемы управления, обусловленная тем, что сравнение дискретных сигналов, снимаемых с матриц, предполагает ис» пользование логарифмических преобразователей, дифференциальных усилителей, схем сравнения и согласования на каждую пару одноименных ячеек светоприемных матриц.

Для получения сигнала управления н устройстве для автоматической фокусировки используются спец: альные интегральные схемы, для изготовления которых применяется сложная и дорогостоящая полупроводниковая технология.

Устройство не обеспечивает надежную работу в условиях низкой освещенности и контрастности объектов вследствие небольшой чувствительности фотоприемных матриц.

Цель изобретения — повышение точности автофокусировки и упрощение конструкции.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для автоматической фокусировки объектива, содержащее оптическую дальномерную систему триангуляционного типа, снабженную двумя входными каналами, в одном из которых установлены неподвижное зеркало и фокусирующая линза, а в другом — сканирующее зеркало и фокусирующая лин:а„ н,".-:ãîïðèåìíoå устройство, выход которого соединен с приводом перемещения объектива, снабжено каналом считывающего излучения, выполненным н виде двух полупрозрачных зеркал, одно из которых установлено между неподвижным зеркалом и фокусирующей линзой одного из входных каналов и оптически сопряжено с источником считывающегo излучения, а другое полупрозрачное зеркало установлено между сканируюшим зеркалом и фокусирующей линзой другого входного канала и оптически сопряжено с фотоприемным устройством, кроме того, устройство снабжено расположенным между фокусирующими линзами оптически упранляемьм элементом, вы в виде стеклянных подложек с последовательно нанесенными прозрачными токопроводящими и Фоточувствительными слоями, между которыми расположен слой электрооптического материала.

На Фиг. 1 изображено устройство для автоматической фокусировки, общий вид; на Фиг. 2 — схема оптически управляемого элемента; ча фиг. 3 и 4

1076862 варианты устройства для автоматической фокусировки.

Устройство для автоматической фокусировки объектива содержит установленные на оптической осН дальномерной системы неподвижное 1 и скани- 5 рующее 2 отклоняющие зеркала, полупрозрачные зеркала 3 и 4 и фокусирующие линзы 5 и б, оптически управляемый элемент 7, расположенный в плоскости фокусировки линз 5 и б, источ- )() ник 8 считывающего излучения, фото- приемное устройство 9, связанное с приводом 10 объектива 11, формирующего иэображение в плоскости фоточувствительного материала 12. 15

Устройство для автоматической фокусировки установлено в корпусе 13.

Неподвижное отклоняющее зеркало

1 и фокусирующая линза 5 и соответственно сканирующее зеркало 2 и фокусирующая линза б образуют входные каналы дальномерной системы, формирующие изображения объекта съемки на оптически управляемом элементе 7, состоящем из стеклянных подложек 14 с нанесенными на них полупрозрачными токопроводящими покрытиями 15 и фотоувствительными слоями 16, между коорыми расположен слой 17 электрооптического материала.

Устройство работает следующим

30 образом.

Световые потоки от объекта съемки (не показан) Ф, и Ф поступают соответственно на отклоняющие зеркала 1 и 2. Затем при помощи линз 5 и 35 б изображения объекта с.-ьемки, поступающие по каналам дальномерной системы, формируются на противоположных сторонах оптически управляемого элемента 7. Иэображение объекта (свето- 4() вой поток Ф ), формируемое зеркалом

1 и линзой 5, является неподвижньм, а изображение объекта (световой поток Фд ), формируемое зеркалом 2 и линзой б — подвижным, перемещающимся по соответствующей стороне оптически управляемого элемента 7. При относительном перемещении изображений происходит постоянное изменение злектрооптических свойств элемента 7.

Регистрация изменения оптической плотности элемента 7 осуществляется считывающим излучением Ф . Источник

8 считывающего излучения установлен таким образом, что его излучение Ф отразившись от зеркала 3 и пройдя оптически управляемый элемент 7, направляется зеркалом 4 на фотоприемное устройство 9, регистрирующее поток Ф . При формировании на оптически управляемом элементе 7 двух пози- 60 тивных иэображений фотоприемное устройство 9 считывающего излучения будет регистрировать некоторый корреляционный максимум, наблюдаемый в момент совпадения изображений, по- 65 ступакщих по каналам дальномерной системы. В случае формирования на оптически управляемом элементе 7 прямого и инверсного, получаемого дополнительным преобразователем (не показано) иэображений фотоприемное устройство 9 считывающего излучения будет регистрировать корреляционный минимум, наблюдаемый в момент совпа-. дения указанных иэображений. В процессе сканирования разворот зеркала

2 происходит синхронно с перемещением объектива 11, что обеспечивается механизмом привода 10. Причем каждому угловому положению зеркала 2 соот" вествует опре.".л".нное положение объектива 11. В момент регистрации фотоприемньм устройством 9 корреляционного максимума (минимума) с выхода последнего снимается управляющий сигнал, подаваемый в систему привода 10 которая обеспечивает установку объектива 11 в положение, при котором на фоточувствительном материале 12 формируется резкое иэображение снимаемого объекта.

В качестве фоточувствительных слоев 16 используют пленки сернистого кадмия, обладающие высокой чувствительностью в видимой области спектра и нанесенные на стеклянные подложки с прозрачными токопроводящими пленками 5и0> + Эп О>. В качестве слоя

17 используется ориентированный слой

Г дкого кристалла с положительной низотропией диэлектрической проницаемости(— д87 О) . При использовании твист-v39exza, в EK оптически управля" емый элемент помещается между скреценными поляроидами, обозначенными стрелками П и А. В устройстве применяется спектральная развязка световых потоков Ф„,и Ф, поступающих от объекта съемки, и потока считывающего излучения Ф с, при этом спектральный диапазбн счить;ваю=,его излучения

Ф находится за пределами спектральной чувствительности фотополупроводника, установленного в фотоприемном устройстве 9.

Неподвижное зеркало 1 может быть выполнено полупрозрачным. Световой поток Фц„, поступакщий от объекта съемки, отражается от зеркала 1.Для потока считывакщего излучения Ф зеркало работает на просвет. В качестве считывающего излучения может быть использован также световой поток Ф „, поступающий от объекта съемки. Пройдя оптически управляемый элемент 7 и отразившись от полупрозрачного зеркала 4, световой поток

Ф О1 поступает в фотоприемное устройство 9 считывающего излучения, формирующее управляющий (корреляционный) сигнал 3> в схему прйвода переМещения объектива.

10766б2

ННИИПИ Заказ 743/4З Тираж 464 Подписное

Филиал ППП "Патент", r, ужгород, ул.Проектная, 4

В основе работы: устройства для автоматической Фокусировки лежит принцип оптического сложения (вычитания) иэображений, поступающих по каналам дальномерной системы триангуляционного типа. При этом значительно упрощается конструкция и электронная схема устройства. В данном устройстве сигнал с выхода приемника считывакщего излучения поступает в усилитель (не показан) и затем на иэ- )p вестный элемент (стопорящий электромагнит) механизма привода 10, осуществляющий остановку объектива в требуемом положении.

Предлагаемое устройство позволяет отказаться о= применения интеграль" ных микросхем, используемых для рещения аналогичной задачи в устройстве прототипа, а следовательно, исключается необходимость применения дорогостоящей полупроводниковой технологии.