Двухступенчатая система автоматической фокусировки объектива

 

Использование: в фототехнике. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит объектив 1, светоделитель 2, два фотоприемника 3, 4, устройство сравнения сигналов фотоприемников 5, формирователь управляющего сигнала 6, привод объектива 7, анализатор уровня сигнала сравнивающего устройства 8, второй формирователь управляющего сигнала 9, привод фокусирующей линзы 10, фокусирующую линзу 11. Световой поток от объектива попадает на светоделитель, который разделяет его на две части. Каждая часть светового потока попадает на свой фотоприемник , который вырабатывает электрический сигнал и подает его на устройство сравнения. В зависимости от результата сравнения формируется управляющий сигнал , который подается на привод объектива, а тот перемещает объектив, грубо отрабатывая дефокусировку оптической системы. Электрический сигнал от устройства сравнения поступает также на анализатор уровня сигнала, а затем - на формирователь управляющего сигнала второго канала. Этот управляющий сигнал поступает на привод, перемещающий фокусирующую линзу для более точной отработки дефокусировок оптической системы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4890492/10 (22) 13.12.90 (46) 23.01.93. Бюл. М 3 (71) Центральное конструкторское бюро

"Фотон" (72) В. M,Äàíèëîâ (56) Заявка Японии

hL 55-36130, кл, G 03 В 3/00, 1980.

Патент Великобритании

М 1468679, кл. G 03 В 3/00, 1977. (54) ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКИ (57) Использование: в фототехнике. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит объектив 1, светоделитель 2, два фотоприемника 3, 4, устройство сравнения сигналов фотоприемников 5, формирователь управляющего сигнала 6, привод объектива 7, анализатор уровня сигнала сравнивающего устройства 8, второй

„„Я „„1789964 А1 (я)ю G 03 В 3/00, G 02 В 27/40 формирователь управляющего сигнала 9, привод фокусирующей линзы 10, фокусирующую линзу 11, Световой поток от объектива попадает на светоделитель, который разделяет его на две части. Каждая часть светового потока попадает на свой фотоприемник, который вырабатывает электрический сигнал и подает его на устройство сравнения. В зависимости от результата сравнения формируется управляющий сигнал, который подается на привод объектива, а тот перемещает объектив, грубо отрабатывая дефокусировку оптической системы, Электрический сигнал от устройства сравнения поступает также на анализатор уровня сигнала, а затем — на формирователь управляющего сигнала второго канала, Этот управляющий сигнал поступает на привод, перемещающий фокусирующую линзу для более точной отработки дефокусировок оптической системы. 1 ил.

1Т89964

Изобретение относится к фототехиике, а именно к устройствам автоматической фокусировки фотоаппаратов.

Известны системы автоматической фокусировки, в которых световой поток, прошедший объектив, разделяется на две части, и каждая часть направляется на свой фотоприемник. Электрические сигналы фотоприемйиков сравниваются между собой.

В зааисймбстй 6f результата сравнения вырабатывается управляющий сигнал, который поступает на привод, а тот приводит объектив в такое положение, при котором дефокусироака фотоаппарата отсутствует.

При этом сигналы фотоприемников равны.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является оптическое фокусирующее устройство, содержащее объектив, разделительную призму, первый и второй фотоприемники, 20 средство, вырабатывающее сигнал сравнения величины сигналов фотоприемников, и устройство для регулировки фокусного расстояния оптической системы. Недостатками этого устройства являются малый диапазон 25 устраняемых дефокусировок и малая точность фокусировки, так кзк используется одна ступень фокусировки, Цель изобретения — повышение точности фокусировки и расширение диапазона 30 устраняемых дефокусировок.

Поставленная цель достигается тем, что в двухступенчатую систему автоматической фокусировки объектива, содержащую светоделитель, а также первый и второй фотопри- 35 емники, установленные в образованных светоделителем ойтических каналах со смещением относительно фокальной плоскости объектива в противоположных направлениях на одинаковую величину, последователь- 40 но соединенные устройство сравнения сигналов фотоприемников, первый и второй входы которо о соединены соответственно с выходами первого и второго фотоприемников, формирователь управляющего сигнала и привод объектива, введены фокусирующая линза, а также второй канал регулирования фокусировки объектива, включающий последовательно соединенные анализатор уровня сигнала сравнения, 50 вход которого соединен с выходом устройства сравнения сигналов фотоприемников, формирователь управляющего сигнала и привод фокусирующей линзы, причем фоку-. сирующая линза установлена с возможно- 55 стью перемещения вдоль оптической оси объектива перед светоделителем, Положительный эффект заключается а том, что система позволяет обрабатывать больший диапазон дефокусировок с большей точностью. Кроме того, благодаря введенному второму каналу, увеличивается динамическая точность системы фокусировки.

На систему фокусировки действуют различные возмущения (изменение температуры и давления окружающей среды, а также расстояния до фотографируемого объекта). Второй канал управления перемещает фокусирующую линзу, которая является менее инерционным элементом, чем объектив. В результате система фокусировки способна отрабатывать больший частотный спектр действующих возмущений, что расширяет эксплуатационные возможности фотоаппарата.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы автоматической фокусировки, Система состоит из объектива 1, светоделителя 2, расположенного за объективом иа оптической оси перед фокальной плоскостью объектива, первого фотоприемника 3, на который падает первая часть светового потока от светоделителя, второго фотоприемника 4, на который падает вторая часть светового потока от светоделителя, устройство сравнения 5, формирователя управляющего сигнала первого канала 6, привода 7, механически связанного с объективом 1, анализатора уровня сигнала 8, электрически связанного с устройством сравнения 5, формирователя управляющего сигнала второго канала 9, электрически связанного с анализатором уровня сигнала 8, привода фокусирующей линзы 10, электрически связанного с формирователем управляющего сигнала второго канала 9, фокусирующей линзы 11, расположенной иа оптической оси объектива, имеющей возможность перемещаться вдоль этой оси и механически связанной с приводом 10.

Работа предлагаемой системы происходит так, Световой поток от объектива 1 попадает нз светоделитель 2, который делит его иа дае части. Первая часть светового потока попадает на первый фотоприемник 3, вторая — иа второй фотоприемник 4. В зависимости от величины падающего светового потока каждый фотоприемник вырабатывает электрический сигнал определенной величины. В этом случае. фотоприемники размещают так, чтобы из светочувствительные площадки располагались на одинаковом расстоянии от расчетного положения фокальной плоскости объектива, но по разные от нее стороны.

Пусть в начальный момент времени дефокусировка объектива отсутствует Ь f - О, т.е. фокальная плоскость объектива совпа1789964

10

25

35 дает с ее расчетным положением, Наибольшуюю освещен ность объектив дает в своей фокальной плоскости; при удалении от нее появляется размытость изображения, и освещенность падает. Так как фотоприемники расположены на одинаковом расстоянии от фокальной плоскости, то они освещены одинаково и дают равные сигналы U> = Uz. В этом случае разностный сигнал

Л U = 01 - 0г = О. Пусть за счет каких-то причин (изменения температуры или давления окружающей среды или изменения расстояния до объектива) появилась дефокусировка объектива (4f W О), В этом случае е1 Фе2 (фиг. 2), фотоприемники освещены по разному и дают разные сигналы U1< 02. Если эти сигналы направить на сравнивающее устройство 5, то на его выходе появится разностныйсигнал

Л U = 01 - 0г э- О. Таким образом Л U = О при Лf О и 0 ФО при hf ФО.

Подбором параметров системы можно добиться. что в некоторой зоне Л f величина Л U будет пропорциональна величине

Л f, т.е, Л U = k Л f, где k — коэффициент пропорциональности.

Итак электрические сигналы фотоприемников 3 и 4 поступают на устройство сравнения 5, которое сравнивает эти сигналы и в зависимости от результатов сравнения вырабатывает электрический сигнал, характеризующий дефокусировку системы.

Этот сигнал поступает в два канала управления, В зависимости от величины электрического сигнала устройства сравнения 5 формирователь 6 вырабатывает определенной величины управляющий сигнал и подает его на привод 7, который перемещает

Формула изобретения

Двухступенчатая система автоматической фокусировки обьектива, содержащая светоделитель, а также первый и второй фотоприемники, установленные в образованных светоделителем оптических каналах со смещением относительно фокальной плоскости объектива в противоположных направлениях на одинаковую величину, последовательно соединенные устройство сравнения сигналов фотоприемников, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами nepaoro и второго фотоприемников, формирователь óïравляющего сигнала и привод объектива, объектив 1 на определенную величину, грубо устраняя дефокусировку оптической системы фотоаппарата. Причем, если сигнал первого фотоприемника больше сигнала второго фотоприемника, то движение обьектива происходит в одну сторону, если меньше — в другую. Второй канал управления является более точным. Он работает только начиная с дефокусировки, не превышающий наперед заданную величину, что обеспечивается настройкой канала. Когда уровень сигнала устройства сравнения 5 станет малым, срабатывает анализатор 8 уровня сигнала и включает в работу второй канал управления. С этого момента времени оба канала (первый и второй) работают одновременно. Электрический сигнал от устройства сравнения 5 через анализатор уровня сигнала 8 поступает на формирователь 9 управляющего сигнала второго канала, который вырабатывает определенной величины управляющий сигнал и подает его на привод 10, перемещающий фокусирующую линзу 11 с целью более точного устранения дефокусировки. Таким образом, предлагаемое устройство обладает по срэвнг,нию с прототипом большей точностью и более широким диапазоном отрабатываемых дефокусировок и позволяет при его использовании создать фотоаппараты с более высоким качеством иэображения.

Применение предлагаемой системы особенно целесообразно в случае использования вариобъективов. В этом случае первый канал может менять фокусное расстояние объектива, а второй — обеспечивать точную фокусировку оптической системы аэрофотоап парата. отличающаяся тем,что,сцелью повышения точности фокусировки объектива и расширения диапазона устраняемых дефокусировок, в систему введены фокусирующая линза, а также второй канал регулирования фокусировки объектива, включающий последовательно соединенные анализатор уровня сигнала сравнения, вход которого соединен с выходом устройства сравнения сигналов фотоприемников, формирователь управляющего сигнала и привод фокусирующей линзы, причем фокусирующая линза установлена с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектива перед светоделителем.