Устройство обработки сигнала для системы автоматической фокусировки объектива

 

Изобретение относится к фотокинотехнике , в частности, к автоматической фокусировке объективов активного типа. Изобретение позволяет повысить качество работы системы активной автоматической фокусировки за счет повышения чувствительности устройства, которое достигается путем включения фотоприемника в режим накопления заряда, применения обработки сигнала по двум каналам с последующим вычитанием паразитных постоянных и модулированных ИК-засветок и накоплением полезного сигнала за некоторый промежуток времени. С помощью устройства обработки сигнала можно выделять слабые сигналы на фоне шумов и помех, что повышает дальность действия системы автофокусировки и дает возможность работы с объектами съемки, обладающими малыми коэффициентами отражения в ИК-области. Указанные свойства достигаются применением предлагаемой совокупности узлов и их соединением. 3 ил.

(su W С 03 В 27/ 40

L y. „-Г дои) q т °... j,,, 1,1) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ф Ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ --4 СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБ 1ИК ф .

/ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4346058/24-10 (22) 26. 10.87 (46) 23.09.89. Бюл. Р 35 (72) В.П. Коротков, В.Ф.Москаленко и А.Б.Петельский (53) 535.853.64 (088.8) (56) Патент США N- 4518235, 1985.

Патент США У 4497560, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ СИГНАПА ДЛЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКИ ОБЪЕКТИВА (57) Изобретение относится к фотокинотехнике, в частности к автоматической фокусировке объективов активного типа. Изобретение позволяет повысить качество работы системы активной автоматической фокусировки за счет повышения чувствительности устИзобретение относится к фотокинотехнике, в частности к системам автоматической фокусировки объектива активного типа.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — вариант выполнения принципиальной схемы устройства; на фиг.3 — временные диаграммы, поясняющие работу усгройства.

Устройство (фиг.1) состоит из генератора 1 импульсов, блока 2 уп" равления (цепочка делителей частоты, схем совпадения и усилитель мощности), излучающего светодиода 3, фор„„SU „„15")9813 ройства, которое достигается путем включения фотоприемника в режим накоплен:.я заряда, применения обработки сигнала по двум каналам с последующиM вычитанием параэитных постоянных и модулированных ИК-эасветок и накоплением полезного сигнала эа некоторый промежуток времени. С помощью устройства обработки сигнала можно выделять слабые сигналы на фоне шумов и помех, что повышает дальность действия системы автофокусировки и дает возможность работы с объектами сьемки, обладающими малыми коэффициентами отражения в ИК-области. Указанные свойства достигаются а применением предлагаемой совокупности узлов и их соединением. 3 ил. вьий мирующего узкий пучок ИКтизлучения, О фотоприемника 4, согласованного по спектру излучения со светодиодом 3 (© и воспринимаюцего в момент точной (;ф фокусировки спроецированное, напри= мер, с помощью сканируюцего зеркала, @ отраженное от объекта съемки излучение, операционного усилителя 5, КС-фильтра 6, интеграторов 7 и 8, компараторов 9 и 10, исполнительного устройства 11, электронных ключей К1-К6, коммутируемых блоком уп- 3 равления.

При этом генератор 1 (фиг. 1) своим выходом соединен с блоком 2 управления, выходы с первого по шестой которого соединены с управляющими чения. В эти моменты време:<и на в iso де операционного усилителя 5 появляются сигналы, пропорциональные величине освещенности фотоприемника 4, причем в первом случае выходной сигнал пропорционален сумме фоновой засветки и импульса, отраженного от объекта съемки инфракрасного излучения, во втором случае выходной сигнал пропорционален только фоновой засветке. Далее выходной сигнал операционного усилителя 5 проходит через

RC-фильтр б, который служит для обрезания постоянной составляющей сигнала, и поступает на входы электронных ключей К2 и КЗ. Эти ключи распределяют принимаемый сигнал по двум идентичным каналам, представляющим собой интеграторы 7 и 8, причем в первый канал поступает сумма отраженного ИК-излучения и фоновой засветки, во второй — только фоновый сигнал. Таким образом, в интеграторе 7 накапливается сумма полезного и фонового сигнала за период длительностью 8 импульсов излучения (обеспечиваемый блоком управления), а в интеграторе 8 накапливается только фоновый сигнал за тот же промежуток времени. Эти сигналы поступают на входы компаратора 9, в котором происходит вычитание фоновой засветки из суммарного сигнала. Таким образом, на выходе компаратора 9 получают импульсный сигнал, несущий информацию о приеме отраженного от объекта съемки ИК-излучения. Электронный ключ Кб соединяет выход компаратора 9 с входом компаратора IO в конце периода накопления, что повышает чувствительность устройства за счет увеличения соотношения сигналшум. При появлении на неинвертирующем входе компаратора 10 информационных импульсов, превьппающих по амплитуде пороговое напряжение, на выходе его формируется сигнал, поступающий в исполнительное устройство

11, например электромагнит, останавливающий перемещение объектива.

На фиг.2 приведен один из вариантов принципиальной схемы устройства.

Генератор 1 импульсов собран на элементах микросхемы DD1. Блок 2 управления включает в себя микросхемы

DD2-DD8, а также транзисторы VT1VT3. В качестве фотоприемника 4 использован фотодиод ЧПЗ. Операци3 1509813 электродами электронных ключей К1-Кб соответственно, а выход соединен с излучающим светодиодом 3, выход фотоприемника 4 соединен с входами опе5 рационного усилителя 5 и электронного ключа К1, выход которого соединен с выходом операционного усилителя 5 и входом КС-фильтра 6, выход которого соединен с входами электронных ключей 1ð

К2 и КЗ, выход ключа К2 соединен с неинвертирующим входом интегратора

7, выход которого соединен с первым входом компаратора 9 и с выходом ключа К4, вход которого соединен с инвертирующим входом интегратора 7, выход ключа КЗ соединен с неинвертирующим входом интегратора 8 и с выходом ключа К5 вход которого соединен с инвертирующим входом интегратора 8, 20 выход компаратора 9 соединен с входом ключа Кб, выход которого подключен к первому входу компаратора 10, на второй вход которого подано пороговое напряжение U„,„, а выход его соединен 25 с исполнительным устройством 11.

Устройство работает следующим образ ом.

Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы, например, частотой 32 кГц, 30 ск важнос т ью 2, которые поступают в блок 2 управления. В этом блоке происходит деление частоты на 8, что. позволяет управлять излучением светодиода 3 с частотой 4 кГц. В этом же блоке происходит формирование управляющих сигналов для электронных ключей К1-Кб, как показано на фиг.3 °

Излучение светодиода 3, сформированное оптикой системы автофокусировки (не показана), направляется на объект съемки. Отраженный от объекта, модулированный ИК-сигнал попадает на фотоприемник 4 в момент точной фокусировки что обеспечивает 4 система оптического (или механического) сканирования (не показана), связанная с перемещением съемочного объектива.

Фотоприемник 4 работает в режиме накопления заряда. В момент времени, когда электронный ключ К1 замкнут, барьерная емкость фотодиода заряжается напряжением смещения операционного усилителя 5. Ключ К1 размыкается

55 два раза за период следования импульсов излучения; первый раз — синхронно с импульсом излучения, второй раз — в паузе между импульсами излу5 15098 онный усилитель 5 — микросхема DA1.

RC-фильтр 6 построен на элементах С5, 1

R6 ° Интеграторы 7 и 8 построены на операционных усилителях DA2 и DA3 соответственно, а компараторы 9 и

10 — на операционных усилителях

DA4 и DA5. Микросхемы DD9 и DD10 представляют собой электронные ключи К1-К6. Временные диаграммы,. по- 10 ясняющие работу устройства, приведены на фиг.3, Формула из обретения

Устройство обработки сигнала для 15 системы автоматической фокусировки объектива, включающее генератор импульсов, выходом подключенный к входу блока управления, один из выходов которого подключен к входу излучающего 20 светодиода, оптически сопряженного с фотоприемником, выход которого соединен с входом операционного усилителя, а также последовательно соединенные первый и второй компараторы 25 и исполнительское устройство, о тл и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнит льно введены RC-фильтр, первый и второй интеграторы и шесть электронных ключей, причем выходы блока управления соединены каждый с управляющим входом соответствующего электронного ключа, информационный вход первого ключа объединен с входом операционного усилителя, а выход — с выходом операционного усилителя и входом ВС-фильтра, выход которого соединен с информационными входами второго и третьего электронных ключей, выход второго электронного ключа соединен с неинвертирующим входом первого интегратора, выход которого соединен с первым входом первого компаратора и с выходом четвертого ключа, вход которого соединен с инвертирующим входом первого интегратора, выход третьего ключа соединен с неинвертирующим входом второго интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого компаратора и с выходом пятого ключа, вход которого соединен с инвертирующим входом второго интегратора.

1509813

А

Б в

A

Е

Ж

К

Л о

P

С

Т

У

IP

Фиг. Р . . Составитель Л.Безпрозванный

Редактор С.Пекарь Техред Л,Олийнык Корр ек тор N. Василье ва

4»

Заказ 5807/42 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101