Устройство для автоматической фокусировки оптических приборов

 

Союз Советских

Социалистичесних

Ресоублин

Кл. 57а, 1/06

ИПК 6 ОЗЬ

УД1<, 535.818,5(088.8) Новтитьт оо делам иаобретеиий и открытий ори Совете Министров

СССР

Автор изобретения

M. Я. Шульман

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКИ

ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

Известны устройства для автоматической фокусировки оптических приборов, содержащие фоточувствительный элемент, включенный в мостовую или иную измерительную схему, сигнал на выходе которой служит управляющим сигналом системы автоматического привода объектива прибора. Такие устройства сложны и не нашли применения в любительских фогоаппаратах. Сложность известных устройств определяется тем, что они основаны на принципе измерения контраста изображения, а точнее — определения положения максимальнот о контраста, соответствующего положению точной фокусировки, и предусматривают или модуляцию светового потока, проходящего через фокусируемый объектив и воспринимаемого фоточувствительным элементом, или быстрое перемещение фоточувствительного элемента (сканирование поля изображения) во время фокусировки.

Значительное упрощение устройства автоматической фокусировки достигается благодаря тому, что фоточувствительный элемент помещен в выходном зрачке оптической системы, образованной фокусируемым объективом и дополнительным объективом, расположенным вблизи задней фокальной плоскости фокусируемого объектива. Такое построение оптической системы позволяет получить в положении точной фокусировки равномерное распределение освещенности в выходном зрачке системы и, следовательно, на фоточувствительной поверхности, что можно зареги5 стрировать сравнительно простыми средствами. Габариты и вес устройства значительно меньше, чем у известных.

Фоточувствптельнтяй элемент может быть выполнен в виде двух фотосопротивлений, 10 первое из которых имеет форму диска с секторными вырезами, а второе, установленное за первым, — форму сплошного круга. По другому варианту оба фотосопротивления выполнены в виде дисков с несимметричным от15 носительно центра расположением секторных вырезов. Оба фотосопротпвления должны быть включены в соответствующие плечи бал ансной измерительной схемы.

С целью исключения подбора фотосопротив20 лений с одинаковыми характеристиками, перед фоточувствительным элементом предлагается установить вращающуюся диафрагму с секторным вырезом, а в измерительную схему включить дифференцирующую цепочку, кото25 рая выделяет переменную составляющую сигнала на выходе фоточувствительного элемента, определяющую равномерность освещения фотосопротивления.

Вращение диафрагмы может осуществлять30 ся как от независимого двигателя, так н от

203467

3 вращающейся оправы фокусируемого объектива, что является весьма важным преимуществом предлагаемого устройства.

На фиг. 1 изображена оптическая схема устройства применительно к незеркальному фотоаппарату; на фиг. 2 — то же применительно к зеркальному фотоаппарату; на фиг. 3 — представлен один из вариантов выполнения фоточувствительного элемента; на фиг. 4 — измерительная схема в соответствии с вариантом фиг. 3; на фиг. 5 — случай несимметричного относительно центра расположения секторов на дисках фотосопротивлении; на фиг. 6 — вариант фоточувствительного элемента с одним фотосопротивлением; на фиг. 1 и 8 — варианты механизма фокусировки.

Объектив 1 системы должен иметь возможность передвижения вдоль оптической оси системы. Другой объектив 2 устанавливается за первым на расстоянии d, примерно равном фокусному расстоянию объектива 1.

Фоточувствительный элемент 8 помещен в выходном зрачке оптической системы, образованной объективами 1 и 2.

Для зеркального фотоаппарата с зеркалом в качестве первого объектива может служить объектив 1 самого фотоаппарата. При этом конструкция видоискателя должна быть изменена.

После зрения устройства автоматической фокусировки равно центральной части видоискателя фотоаппарата, которая должна быть ограничена, например окружностью. Если объектив сфокусирован точно на визируемый предмет, то вся площадь выходного зрачка освещена равномерно, что регистрируется измерительной схемой.

Для регистрации момента точной фокусировки объектива фотоаппарата при его передвижении вдоль оптической оси системы в плоскости экрана помещают фотосопротивления, например по так называемой «безмодуляторной» схеме (см. фиг. 3). Одно из них может иметь форму диска 4 с секторными вырезами 5, а второе, расположенное позади первого, — форму сплошного круга б. Каждое из фотосопротивлений занимает половину площади освещенного кружка в плоскости выходного зрачка, и оба они имеют совершенно одинаковые характеристики. Оба фотосопротивления включены в мостовую схему (cM. фиг. 4), в которой в одну из диагоналей моста включен гальванометр.

Чтобы избежать ложных показаний (когда элемент 8 не освещен равномерно, но оба фотосопротивления при некоторой форме предмета оказываются освещенными одинаково), оба фотосопротивления выполняют в виде дисков с несимметричным относителbho центра расположением секторных вырезов (см. фиг. 5).

Ввиду трудности подбора двух фотосопротивлений с одинаковыми характеристиками, фоточувствительный элемент может иметь одно фотосопротивление 7, перед которым рас5

65 положена вращающаяся и движущаяся одновременно с фокусируемым объективом диафрагма 8 с секторным вырезом 9. Достаточно быстрое вращение диафрагмы может быть получено непосредственно от вращения фокусируемой оправы 10 объектива 1 через ускоряющую зуочатую передачу 11.

Е, фотосопротивлению 7 подключена дифференцирующая цепь измерительной схемы т2, регистрирующей равномерность освещения фотосопротивления.

При использовании любой из описанных выше фотоэлектрических схем объектив 1 может перемещаться вдоль оптической оси системы при нажатии на рычаг 18. 1(огда стрелка 14 гальванометра подходит к нулевому делению (а это соответствует наступлению момента равномерного Освещения фотосопротивлении, т. е. моменту точной фокусировки), она замыкает цепь реле 15, которое срабатывает и останавливает перемещение объектива 1.

Другой возможный вариант конструкции предусматривает остановку перемещения фокусируемого Объектива 1 с помощью шестерни б, вращающейся от оправы 10 объектива и останавливаемой стрелкой 14 гальванометра 17, когда эта стрелка занимает нулевое положение.

П р едм ет из о бр етения

1, Устройство для автоматической фокусировки оптических приборов, преимущественно любительских фотоаппаратов, содержащее фоточувствительный элемент, включенный в мостову о или иную измерительную схему, сигнал на выходе которой служит управляющим сигналом системы автоматического привода объектива прибора, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения габаритов и веса устройства, фоточувСТБПТСЛЬНЫИ ЭЛЕМЕНТ ПОМЕЩЕН В ПЛОСКОСТИ выходного зрачка оптической системы, образованной фокусируемым объективом и дополните-;.Ibliblhl объек1IIBohl, расположенным BGJIHзи задней фокальной плоскости фокусируемого объектива.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фоточувствительный элемент выполнен в виде двух фотосопротивлений, первое из которых имеет форму диска с секторными вырезами, а второе, установленное за первым, форму сплошного круга, причем каждое из фотосопротивлений включено в одно из плеч баланс ioH измерительной схемы.

3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что фоточувствительный элемент выполнен в виде двух фотосопротивлений, имеющих форму дисков с несимметричным относительно центра расположением секторных вырезов и установленных одно за другим.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что перед фоточувствительным элементом, например фотосопротивлением, расположена вращающаяся диафрагма с секторным выре203467

2 3

Фиг. 1

Фиг.3

12 зом, а в измерительную схему включена дифференцнрующая цепочка, выделяющая переменную составляющую сигнала на выходе фоточувствительного элемента, определяющую равномерность освещения фотосопротивления.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что диафрагма с секторным вырезом механически связана с вращающейся оправой фокусируемого объектива и вращается вместе с

5 этой оправой.