Устройство регулировки осветительно-проекционных систем

 

Изобретение относится к светотехническим измерениям и может быть использовано для регулировки и юстировки кинои фотоаппаратуры, а также для настройки, калибровки и аттестации оптической контрольно-измерительной аппаратуры. Устройство содержит волоконный световод, входные торцы которого образуют измерительной поле , а выходные закреплены по окружности, подвижный диск с закрепленным фотодиодом, совершающим механическое сканирование выходных торцов световода, а также усилитель, АЦП,ЭВМ и устройство индикации, осуществляющих обработку сигнала и его отображение. За счет использования единственного фотодиода достигается высокая точность юстировки, поскольку старение элемента и температурный выбег не сказываются на работе устройства, использованное в блоке индикации светодиодное панно, отображающее минимум освещенности позволяет повысить оперативность процесса регулировки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s G 02 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4235405/24-1.0 (22) 27,04.87 (46) 23.07.90. Бюл, N 27 (72) П.Г.Викторов, В.И.Воронков, Ю.Б.Костюченко, А.Ю.Могилевский и Ю.А.Шуйдин (53) 681.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1422203, кл. G 02 В 7/00, 1986, (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВКИ ОСВЕТИТЕЛЬНО-ПPOEКЦИОННЫХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к светотехническим измерениям и может быть использовано для регулировки и юстировки кино- и фотоаппаратуры, а также для настройки, калибровки и аттестации оптической контрольно-измерительной аппаратуры. Устройство содержит волоконный световод, Изобретение относится к светотехническим измерениям, и может быть использовано для регулировки и юстировки кино- и фотоаппаратуры, а также для настройки, калибровки и аттестации оптической контрольно-измерительной аппаратуры.

Целью изобретения является повышениеточности регулировки и пОвышение оперативности процесса регулировки.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 — светоприемник; на фиг.3 —; на фиг.4 — блок-схема алгоритма работы.

Устройство регулировки осветительнопроекционных систем содержит корпус 1 (на фиг.1 показан контурной линией), внутри которого закреплен объектив 2 со светоприемником 3. Светоприемник 3 содержит светоделительный элемент 4, выполненный в

„„ Д „„1580307 А1 входные торцы которого образуют измерительное поле, а выходные закреплены по окружности, подвижный диск с закрепленным фотодиодом, совершающим механическое сканирование выходных торцов световода, а также усилитель, АЦП, 3ВМ и устройство индикации. осуществляющих обработку сигнала и его отображение, За счет использования единственного фотодиода достигается высокая точность юстировки, поскольку .старение элемента и температурный выбег не сказываются на работе устройства, использованное в блоке индикации светодиодное панно. отображающее минимум освещенности позволяет повысить оперативность процесса регулировки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. виде полупрозрачной пластины, установленной под упом 45 к оптической оси, В фокальной плоскости объектива 2 со стороны отражающей поверхности светоделительного элемента 4 закреплены в пластине

5 входные торцы волокон световода 6, а с противоположной стороны поверхности светоделительного элемента 4 закреплен фотоэлемент 7. Выходные торцы световода

6 закреплены во втулке 8 по окружности диаметром Д. Установленный на диаметре

Д фотодиод 9 жесгко закреплен в цанговом зажиме 10 (фиг.2 „установленном на выполненном с воэмомностью вращения на диске

11, при этом диаметр фотодиода 9 не превышает шага размещения выходных торцов световода 6, диск 11 кинематически связан с электроприводом 12, а цанговый зажим

10 — с корпусом 1 посредством пружины 13.

1580307

10

35

Выходы фотоэлемента 7 и фотодиода 9 подключены соответственно к первому и второму входам аналогового коммутатора

14.

Аналоговый коммутатор 14 представляет собой двухканальный коммутатор аналоговых сигналов. Вход управления аналогового коммутатора 14 подключен к второму выходу регистра 15 адреса. Выход аналогового коммутатора 14 соединен с входом усилителя 16 постоянного тока, выход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора 17. На инвертирующий вход компаратора 17 подано опорное напряжение Uon.

Выход усилителя 16 соединен также с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя 18, к входу выбора режима (преобразование или гашение) работы которого подключен первый выход регистра 15.

Выход готовности данных аналого-цифровага преобразователя 18 подключен к тестируемому входу микроЭВМ 19. Выходы данных аналого-цифрового преобразователя 18 соединены с входной шиной микроЭВМ 19. Выход готовности аналогоцифрового преобразователя 18 подключен к тестируемому входу (к входу прерывания) микроЭВМ 19 через инвертор 20. Выход кампэратара 17 подключен к тестируемому входу счетчика внешних событий микроЭВМ 19. К входу начальной установки микраЭВМ 19 подключен выход датчика 21 начального положения, Первая выходная шина микроЭВМ 19 соединена с входной шиной регистра 15, вход стробиравания которого подключен к выходу фиксации адреса микроЭВМ 19.

Третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы регистра 15 подключены к второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам блока 22 индикации, к первому входу которого подключен выход стробирования записи микроЭВМ 19, выходные его шины подключены к соответствующим входным шинам блока 22 индикации, Блок 22 индикации (фиг,3) содержит три многоразрядных знаковых индика-ора 23—

25, в качестве которого можно использовать семисегментные светодиодные индикаторы. Входы индикаторов 23 — 25 подключены соответственно к выходам дешифраторов 26 — 28 двоична-десятичного кода в код для знаковых индикаторов. Каждый из дешифраторов 26- 28 может быть выполнен в виде набора микросхем для преобразования двоичного кода одной десятичной цифры в код для индикатора.

Входы дешифраторов 26 — 28 подключены к выходам регистров 29-31 соответственно. Количество разрядов последних определено разрядностью соответствующего знакового индикатора. Выходы регистров 32 и 33 подключены к входам двоична-десятичных дешифраторов 34 и 35 соответственно. К входу разрешения дешифратора 35 подключен генератор 36 импульсов, Выходы дешифраторов 34 и 35 поразрядно соединены и подключены к соответствующим светодиодам 37 (37, 37, ..., 37"). Количество разрядов дешифраторов 34 и 35 и количество светодиодов 37 равно колияеству волокон световода 6. Если число волокон не более 16, каждый из дешифратарав 34 и 35 можно выполнить на микросхеме

155 ИД 3, выходы которых через повторители с открытым коллектором соединены и подключены к светодиодам 37. Первые входные информационные шины регистров

29 — 33 соединены с первой входной шиной блока 22 индикации, а вторые их входные информационные шины — с второй шиной блока 22 индикации.

Первые входы элементов 2ИЛИ-НЕ 38—

42 саединены,с первым входом блока 22 индикации, вторые их входы подключены соответственно к второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам блока 22 индикации, а их выходы — к входам страбирования регистров 29 — 33 соответственно.

Датчик 21 начального положения (фиг.2) выполнен в виде светодиода 43 и фатадиадэ

44, установленных соасна и перпендикулярна плоскости диска 11, в котором выполнено отверстие, при этом ось светодиода 43 и фотодиада 44 совпадает с осью отверстия и распала>кена в промежутке между волокнами световада 6 в плоскости пластины 5.

Устройство работает следующим образам.

Световой поток от объекта наблюдения фиксируется объективом 2 в его факальной плоскости, совпадающей с внутренней поверхностью пластины 5, Информация аб освещенности локальных участков в факальнай плоскости волокнами светавада

6 передается на фотадиад 9, одновременна световой поток обьектива 2, проходя через светаделительный элемент 4, подается на фотоэлемент 7, передающий информацию о суммарном световом патоке, При запуске электрапривода 12 фатодиод 9. сканируя па торцам волокон, формирует импульсы, пропорциональныеые освещен ности соответствующих локальных участков фокальной плоскости.

1580307

К» L4акс (4), 40

Напряжение с фотоэлемента 7 и фотодиода 9 поступает соответственно на первый и второй входы аналогового коммутатора 14.

Обработка сигналов, поступающих на входы коммутатора 14, происходит следующим образом. Сначала измеряются сигна лы, характеризующие освещенность отдельных точек фокальной плоскости объектива 2, т.е. измеряются сигналы, снимаемые с фотодиода 9 в процессе его вращения, После того как измерена освещенность во всех требуемых точках, измеряется общий световой поток объектива.

Затем проводят необходимые вычисления и на индикацию выводят: величину, характеризующую суммарный световой поток от объектива наблюдения (коллиматора); неравномерность- освещенности светового потока, определяемую по формуле

Емакс-Емин где Емакс и Емин — соответственно максимальное v„минимальное значения освещенности локальных участков фокальной плоскости объектива 2, величину, характеризующую контраст изображения от объекта наблюдения, определяемую по формуле (2) так как ЭДС, вырабатываемую фотоэлементом 7 и фотодиодом 9, пропорциональным освещенности соответствующих участков, иэ выражений (1) и (2) можно представить через ЭДС, вырабатываемую на фотодиоде

9, в следующем виде где Омакс и Омин — соответственно значения напряжений, снимаемых с фотодиода g вточках с максимальной и минимальнОй освещенностями.

В алгоритме работы устройства (фиг,4) цикл обработки начинается с выдачи сигнала сброса датчиком 21 начального положения, который должен быть установлен так, чтобы он выдавал сигнал сброса на микроЭВМ 19 при отсутствии полезного сигнала и после выдачи информации на индикаторы. Сигнал сброса устанавливает счетчик команд микроЭВМ 19 в "0" и запрещает обработку прерываний.

Подключение фотодиода 9 к усилителю

16 и перевод аналого-цифрового преобразователя 18 в режим гашения производится соответствующей установкой второго и первого разрядов регистра 15 адреса. Установка требуемых значений разрядов производится выдачей соответствующего адреса по первой выходной шине микро5 ЭВМ 19. которые записываются в регистр

15 по сигналу фиксации адреса. Этот сигнал появляется на выходе фиксации адреса микроЭВМ 19 при выдаче адреса по первой выходной шине. В счетчик внешних

10 событий микроЭВМ 19 заносится число, определяемое количеством контролируемых локальных участков.

В ячейки памяти микроЭВМ 19, в которых должка храниться информация об. осве15 щенности в контролируемых точках, . заносится "0", Наличие полезного сигнала контролируется по уровню сигнала на тестируемом входе счетчика внешних событий микро20 ЭВМ 19. При появлении полезного сигнала (когда фотодиод 9 пересекает световой поток одного из волокон световодов 6) выход компаратора 17 переходит в состояние логической единицы, Величина напряжения Uo выбирается.

25 такой, чтобы компаратор 17 не срабатывал при отсутствии полезного сигнала.

Перевод аналого-цифрового преобразователя 18 в режим преобразования производится соответствующей установкой

30 второго разряда регистра 15. После окончания измерения и при готовности данных аналого-цифровой преобразователь 18 устанавливает на тестируемом входе микроЭВМ 19 уровень логического "0", МикроЭВМ 19 считывает данные с выходной шины аналого-цифрового преобразователя 18. Если измеренное значение больше того, которое записано в ячейку памяти, где должно находиться число, характеризующее освещенность в данной точке, то оно переписывается в указанную ячейку.

Перевод аналого-цифрового преобразователя 18 в режим гашения производится соответствующей установкой первого раз- . ряда регистра 15.

Наличие полезного сигнала контролируется по уровню сигнала на тестируемом входе счетчика внешних событий микроЭВМ 19. Переход выхода компаратора 17 из состояния логической "1" в логический "0", изменяет на единицу содержимое счетчика внешних событий микроЭВМ 19.

Триггер флага счетчика внешних событий микроЭВМ 19 устанавливается в единицу при перевыполнении счетчика внешних событий, Переполнение счетчика произойдет после измерения освещенности во

1580307 всех контролируемых точках. Проверяя состояние триггера флага счетчика, можно определить все ли измерения проведены.

Подключение фотоэлемента 7 к усилителю 16 и перевод аналого-цифрового преобразователя 18 в режим преобразования производится соответствующей установкой второго и первого разрядов регистра 15.соответственно.

Так как уровни сигналов от фотоэлемента 7 и фотодиода 9 могут значительно отличаться, то возможно выполнение усилителя

16 с переключаемым коэффициентом усиления. При этом коэффициент усиления должен переключаться тем же сигналом, что и аналоговый коммутатор 14.

Момент готовности данных определяется по состоянию тестируемого входа микроЭВМ 19.

При сравнении величин освещенности, измеренных в разных точках фокальной плоскости, определяются максимальное и минимальное значения освещенности. и номера волокон световода 6, соответствующее этим значениям. Определение неравномерности освещенности и контраста производится в соответствии с формулами (3) и (4). Эти значения и значение светового потока выдаются на входные шины блока 22 индикации в двоично-десятичном коде, а номера волокон световода 6 — в двоичном коде.

Для вывода информации на индикаторы устанавливается "0" в третьем разряде регистра 15 адреса. После этого на выходных шинах микроЭВМ 19 выставляется двоичнодесятичный код числа, характеризующего суммарный световой поток. По сигналу записи во внешнее устройство на соответствующем выходе микроЭВМ 19 (которым сопровождается выдача данных из микроЭВМ 19) на выходе элемента 2ИЛИ-НЕ 38 возникает положительный перепад .сигнала, который стробирует запись информации в регистр 29. Аналогично производится запись информации о неравномерности освещенности и контрасте, а также номеров волокон световода 6, соответствующих участкам с максимальной и минимальной освещенностью, в регистры 30 — 33 соответственно. Для этого "0" соответственно устанавливается в четвертом, пятом, шестом и седьмом разрядах регистра 15.

Информация, записанная в регистры

29 —.31, преобразуется в код для знаковых индикаторов дешифраторов 26 — 28 соответственно и. отображавтся на знаковых индикаторах 23 — 25.

На входную шину дешифратора 34 поступает номер того волокна световода 6, 10 ветствующий светодиод 37 мигает. Частота

35 е

55 которое соответствует локальному участку максимальной освещенности. Активизируется соответствующий выход дешифратора

34 и загорается соответствующий световод

37. Аналогично с помощью дешифратора 35 осуществляется индикация номера локального участка минимальной освещенности, Работа дешифратора 35 периодически запрещается генератором 36, поэтому соотгенератора выбирается в пределах 10 — 30

Гц.

Для удобства работы оператора при регулировке неравномерности освещенности светодиоды 37; размещенные на лицевой панели устройства, закреплены в геометрическом соответствии с входными торцами .световода 6, Выполнение алгоритма, представленного на фиг.4, обеспечивается программой, записанной в память команд микроЭВМ 19.

Формула изобретения

1, Устройство регулировки осветительно-проекционных систем, содержащее объектив, фотоэлемент, фотодиод, аналоговый коммутатор, усилитель постоянного тока, аналого-цифровой преобразователь, регистр адреса, микроЭВМ и блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулировки, в него введены светоделительный элемент, пластина, установленная в фокальной плоскости объектива с закрепленными в ней входными торцами волокон световода. выходные торцы которого закреплены во втулке по окружности, вращающийся диск с цанговым зажимом, в котором закреплен фотодиод, оптически связанный с выходными торцами световода, датчик начального положения, компаратор и инвертор, при этом аналоговый коммутатор, усилитель постоянного тока и аналого-цифровой преобразователь соединены последовательно, выход усилителя постоянного тока подключен к неинвертирующему входу компаратора, инвертирующий вход которого соединен с шиной источника опорного напряжения, а выход"компаратора подключен к первому входу микроЭВМ, первый выход аналогоцифрового преобразователя через инвертор подключен к второму входу микроЭВМ, выход датчика начального положения соединен с третьим входом микроЭВМ, вход стробирования регистра адреса соединен с первым выходом микроЭВМ. первый выход регистра адреса соединен с другим входом аналого-цифрового преобразователя, первый вход аналогового коммутатора подключен к фотодиоду, а второй — к фотоэлементу, 1580307

10 второй выход регистра адреса подключен к управляющему входу аналогового коммутатора, выходы данных аналого-цифрового преобразователя соединены с входной шиной микроЭВМ, первая выходная шина ко- 5 торой соединена с входной шиной регистра адреса и первой входной шиной блока индикации, вторая выходная шина — с второй

ВхОДнОЙ шинОЙ блока инДикации, а второЙ выход микроЭВМ и третий, четвертый, пя- 10 тый, шестой, седьмой выходы регистра адреса соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шес-, тым входами блока индикации.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения оперативности процесса регулировки, блок индикации выполнен в виде. пяти регистров, пяти элементов 2 ИЛИ-КЕ, трех дешифраторов 20 двоично-десятичного кода в код для знаковых индикаторов, двух двоично-десятичных дешифраторов, генератора импульсов, трех знаковых индикаторов и светодиодов, причем первая информационная шина каждого 25 регистра соединена с первой входной шиной блока индикации, а вторая информационная шина каждого регистра соединена с второй входной шиной блока индикации, выходы первого, второго и третьего регистров соединены с входами соответствующих дешифраторов двоично-десятичного кода в код для знаковых индикаторов, выходы которых подключены к входам соответствующих знаковых индикаторов, выходные шины четвертого и пятого регистров подключены к входным шинам соответственно первого и второго двоично- десятичных дешифраторов, выходы которых поразрядно обьединены и соединены с соответствующими светодиодами, выход генератора импульсов подключен к входу разрешения второго двоично-десятичного дешифратора. первые входы элементов 2ИЛИ-НЕ соединены и подключены к первому входу блока индикации, вторые входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого элементов

2ИЛИ-НЕ подключены соответственно к второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам блока индикации, а выходы элементов 2ИЛИ-НЕ подключены к входам стробирования первого, второго, третьего, четвертого и пятого регистров соответственно.

1580307

1580307

Фиг.4

Составитель Г.Мельников

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Л.Потай

Редактор Н.Рогулич

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

Заказ 2010 Тираж 458 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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