Устройство для автоматической фокусировки объектива

 

Изобретение относится к оптикоэлектронным приборам. Цель изобретения - повышение динамически1с качеств , быстродействия и устойчивости работы. При сфокусированном изображении объекта в плоскости регистра- t , 4 , тора 16 на светочувствительной поверхности 4 видеокамеры 5 получаются . два размытых изображения объекта. При построчном сканировании мгновенное поле зрения видеокамеры 5 последовательно проходит оба изображения. При сканировании первого и второго изображений сигнал поступает соответственно на детекторы 11 и 27, которые собирают информацию во время сканирования всего кадра. Считывание происходит посредством срабатывания ключей 12 и 28 и блоков 13 и 29 памяти. Схема 14 сравнения вьщеляет разностный сигнал и управляет приводом 15, посредством которого объектив 1 сдвигается в ту или иную сторону вдоль оптической оси в зависимости от полярности входного напряжения. Синхронизируют работу всех блоков мультивибраторы 18-24. 3 ил. (Л со о ISD tsD со 4

QQO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (594 G 03 В 3 ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3982596/24-10 (22) 29. 11.85 (46) 07.04.87. Бюл. У 13 (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (72) Е.М.Апарин, В.И.Верютин, А.В.Добрынин, А.Б.Косыгин, С.В.Кулагин и Г.В.Шифферс .(53) 681.4 ° 07(088.8) (56) Патент США У 2838600, кл. 178-7.92, 1958 °

Авторское свидетельство СССР

В 1150604, кл. G 03 В 3/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

ФОКУСИРОВКИ ОБЪЕКТИВА (57) Изобретение относится к оптикоэлектронным приборам. Цель изобретения — повышение динамических качеств, быстродействия и устойчивости работы. При сфокусированном изображении объекта в плоскости регистра„„ЯЦ„„1302234 A l тора 16 на светочувствительной поверхности 4 видеокамеры 5 получаются . два размытых изображения объекта. При построчном сканировании мгновенное поле зрения видеокамеры 5 последовательно проходит оба изображения. При сканировании первого и второго изображений сигнал поступает соответственно на детекторы 11 и 27, которые собирают информацию во время сканирования всего кадра. Считывание происходит посредством срабатывания ключей 12 и 28 и блоков 13 и 29 памяти.

Схема 14 сравнения выделяет разност- ный сигнал и управляет приводом 15, посредством которого объектив 1 сдви- а гается в ту или иную сторону вдоль оптической оси в зависимости от полярности входного напряжения. Синхроиивируит работу всех блоков мультивибраторы 18-24. 3 ил.

1302234

Изобретение относится к оптикоэлектронным приборам, предназначенным для осуществления автоматической фокусировки объективов, и может быть использовано в приборах, где требуется автоматически получать резкое изображение объекта в процессе съемки.

Цель изобретения — повышение динамических качеств устройства, а именно быстродействия и устойчивости 10 работы.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы работы блоков устройства при сканировании вдоль строки; на фиг.3 - 15 то же, при сканировании всего кадра.

Устройство содержит объектив 1, светоделитель 2, узел 3 сдвига иэобра1 жения, светочувствительную площадку

4 видеокамеры 5, фильтр 6 верхних частот, двухполупериодный выпрямитель

7, логарифматор 8, усилитель 9, первый ключ 10, основной пиковый детектор 11, второй ключ 12, первый блок

13 памяти, схему 14 сравнения, привод 15, регистратор 16, первую схему.

И 17, первый ждущий мультивибратор

18 второй ждущий мультивибратор 19, пятый ждущий мультивибратор 20, шестой ждущий мультивибратор 21, третий ждущий мультивибратор 22, четвертый ждущий мультивибратор 23, седьмой ждущий мультивибратор 24, вторую схему И 25, четвертый ключ 26, дополнительнь1й пиковый детектор 27, третий 35 ключ 28, второй блок 29 памяти.

По ходу световых лучей расположены объектив 1, светоделитель 2, отражающий часть лучей на регистратор 16, устройство 3 сдвига изображе- 40 ния и "видеокамера 5.

Видеокамера 5 первым выходом полключена через последовательно соединенные фильтр 6 верхних частот и двухполупериодный выпрямитель 7 к входу 45 логарифматора 8. Второй выход видеокамеры 5 соединен через первый ждущий мультивибратор 18 с входом второго ждущего мультивибратора 19. Третий выход видеокамеры 5 соединен через 50 третий ждущий мультивибратор 22 с входом четвертого ждущего мультивибратора 23, Выходы первого 13 и второго 29 блоков памяти соединены с соответствующими входами схемы 14 сравнения, выходом соединенной с входом привода

15 объектива 1.

Выход первого ключа 10 подключен к первому входу основного пикового детектора 11,. выходом соединенного с первым входом второго ключа 12.

Выход логарифматора 8 соединен через усилитель 9 с первыми входами первого 10 и четвертого 26 ключей.

Выход четвертого ключа 26 подключен к первому входу дополнительного ,пикового детектора 27, выходом соединенного с первым входом третьего ключа 28.

Выход второго ждущего мультивибратора 19 подключен к первому входу первой схемы И 17 и через соединенные последовательно пятый 20 и шестой 21. ждущие мультивибраторы — к первому входу второй схемы И 25.

Выход четвертого ждущего мультивибратора 23 соединен с вторыми входами первой 17 и второй 25 схем И и через седьмой ждущий мультивибратор 24 — с вторыми входами второго 12 и третьего

28 ключей.

Выход третьего ждущего мультивибратора 22 подключен к вторым входам основного 11 н дополнительного 27 пиковых детекторов. Выход второго ключа 12 подключен к входу первого блока 13 памяти. Выход .третьего ключа 28 подключен к входу второго блока 29 памяти.

Устройство работает следующим образом. Объектив. 1 через светоделитель

2 формирует иэображение объекта (не показан) на регистраторе 16, который может представлять собой любой съемочный аппарат или телевизионную регистрирующую систему.

Устройство 3 сдвига изображения преобразует прошедший через светоде-. литель 2 световой поток в два изображения, сдвинутые вдоль оптической оси объектива и разнесенные перпендикулярно оптической оси так, что изображения не накладываются друг на друга.

Сйеточувствитепьная площадка видеокамеры геометрически сопряжена с плоскостью анализа регистратора 16, при этом плоскости двух изображений, формируемых узлом 3 сдвига изображения, расположены на одинаковом расстоянии от светочувствительной по" верхности видеокамеры 5, Видеокамера 5 имеет три выхода.

На первом выходе формируется видео3 13022 сигнал, с второго и третьего выходов снимаются строчные и кадровые импульсы.

При сфокусированном изображении объекта в плоскости анализа регистра5 тора 16 на светочувствительной поверхности 4 видеокамеры 5 получаем два одинаково размытых изображения объекта.

При построчном сканировании мгно- 10 венное поле зрения видеокамеры 5 последовательно проходит оба изображения. При этом при сканировании первого изображения сигнал поступает на основной пиковый детектор 11, а при сканировании второго изображения— на дополнительный пиковый детектор

27. Пиковые детекторы 11 и 27 собирают информацию во время сканирования всего кадра. Считывание информации происходит в конце кадра посредством срабатывания ключей 12 и 28 и блоков

13 и 29 памяти. Схема 14 сравнения выделяет разностный сигнал и управляет приводом 15, посредством которого объектив 1 сдвигается в ту или иную сторону вдоль оптической оси в зависимости от полярности входного напряжения.

Блоки 6-9 служат для выделения сиг-30 нала, пропорционального контрасту анализируемого изображения. Для синхронизации работы всех блоков между собой применяются семь ждущих мультивибраторов 18-24.

На фиг.2 а показана диаграмма работы первого ждущего мультивибратора 18, с помощью которого задерживается запуск второго ждущего мультивибратора

19 на время i . Задним фронтом импульс са запускается второй ждущий мультивибратор 19, который формирует импульс длительностью Т. (фиг.28).

Указанный импульс поступает на схему И 17 совпадения и предназначен 45 для включения ключа 10 во время сканирования первого изображения на светочувствительной площадке 4 видеокамеры 5.

Задним фронтом импульса, формируе-5 мого вторым ждущим мультивибратором

19, запускается пятый ждущий мультивибратор 20, который формирует импульс длительностью Т, необходимый для запрета считывания информации

:в промежутке между двумя изображения-. ми (фиг.2Ь).

Шестой ждущий мультивибратор формирует импульс длительностью, ко-, 34

4 торый необходим для разрешения считывания информации при сканировании второго изображения (фиг.2z).

Третий ждущий мультивибратор 22 формирует импульс7, необходимый для запрета считывания информации в пределах межкадрового промежутка. Кроме того, в указанное время происходит обнуление пиковых детекторов 11 и

27 (фиг.3a) .

Задним фронтом импульса длительностью запускается четвертый ждущий з мультивибратор 23, который формирует импульс длительностью7., во время которого происходит считывание информации в прецелах кадра (фиг.3S).

Задним фронтом импульса длительностью запускается седьмой ждущий

4 мультивибратор 24, который формирует импульс длительностью7,, необходимый для считывания информации с пиковых детекторов в блоки 13 и 29 памяти (фиг.ЗЬ) .

Формула изобретения

Устройство для автоматической фокусировки объектива, содержащее установленные по ходу луча объектив, ме" ханически связанный с приводом его перемещения, светоделитель, оптически связанный с регистратором и узлом сдвига изображения, видеокамеру, первым входом подключенную через последовательно соединенные фильтр верхних частот и двухполупериодный выпрямитель к входу логарифматора, три ключа, схему сравнения, основной пиковый детектор, четыре ждущих мультивибратора и два блока памяти, при этом второй выход видеокамеры через третий ждущий мультивибратор соединен с входом четвертого ждущего мультивибратора, третий выход видеокамеры через первый ждущий мультивибратор соединен с входом второго ждущего мультивибратора, логарифматор связан с первым входом первого ключа, выход которого подключен к первому входу основного пикового детектора, выходом соединенного с первым входом второго ключа, выход которого подключен к входу первого блока памяти, выходы первого и второго блоков памяти соединены с соответствующими входами схемы сравнения, выходом соединенной с входом привода объектива, а выход третьего ключа соединен с входом второго блока памяти, о т л и ч а ю щ е е с я

1302234 схемы И и через соединенные последо.вательно пятый и шестой ждущие мультивибраторы к первому входу второй схемы Т, выход четвертого ждущего мультивибратора соединен с вторыми входами первой и второй схем И и через седьмой ждущий мультивибратор — с вторыми входами второго,и третьего ключей, выход третьего ждущего мультивибратора подключен к вторым входам основного и дополнительных пиковых детекторов, выход первой схемы И, подключен к второму входу первого ключа, а выход второй схемы И подключен к второму входу четвертого ключа. тем, что, с целью повышения динамических характеристик устройства, в него введены усилитель, пятый, шестой и седьмой ждущие мультивибраторы, две схемы И, дополнительный пиковый детектор и четвертый ключ, причем логарифматор связан с первым ключом через усилитель, выход которого соединен с первым входом четвертого ключа, выход которого подключен к 10 первому входу дополнительного пикового детектора, выходом соединенного с первым входом третьего ключа, выход второго ждущего мультивибратора подключен к первому входу первой 15

Составитель В.Архипов

Редактор Н.Тупица Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Заказ 1216/46

Тираж 421 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4