Устройство автоматической фокусировки микрообъектива

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБР ЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () 5I2449

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.12.71 (21) 1729885/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.76. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 09.06.76 (51) М. Кл. G ОЗВ 3/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 535.8(088.8) (72) Авторы изобретения

3. П. Майоров, В. И. Костюкевич и М. А. Еникеева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКИ

МИ КРООБЪЕКТ И ВА

Изобретение относится к области оптикоэлектронного приборостроения, в частности к фотоэлектрическим устройствам для автоматической фокусировки объективов.

Известно устройство автоматической фокусировки на объект съемки с одной модулируюшей решеткой в фокальной плоскости объектива, фотоприемником, установленным за ней, и системой обработки полученных сигналов сканирования. 10

Модулированный световой поток преобразуется системой обработки в переменный ток, максимальная амплитуда которого соответствует совмещению плоскости наилучшего изображения объектива с плоскостью модулиру- 15 ющей решетки.

Однако такое устройство не чувствительно к знаку рассогласования, предопределяющему направление расфокусировки.

Известно также устройство, в котором раз- 20 мешены две модулирующие решетки в плоскости ближе фокальной и в зафокальной. Эти решетки поочередно сканируются. Сигналы с первой и второй решеток равны, когда плоскость наилучшего изображения располагается 25 посередине между плоскостями решеток. При смещении плоскости наилучшего изображения в любую сторону вдоль оптической оси возникает сигнал, воздействующий на исполнительный привод перемещения объектива. Знак рас- 30 согласования определяется при помощи фазоинвертной схемы.

Наличие двух модулирующих решеток и их взаимно-относительное размещение определяют сложность растровой системы как в отношении ее изготовления в случае фокусировки микрообъективов с малой глубиной резкости и малым линейным полем зрения, так и точности установки.

Цель изобретения — определение направления расфокусировкп — знака рассогласования при одновременном упрощении растровой системы.

Для этого в предлагаемом устройстве модулирующий элемент выполнен в виде решетки, аналогичной выбранной в качестве тест-объекта растровой решетке, установленной в фокальной плоскости объектива, и размещен в плоскости, соответствующей нулевому контрасту изображения Й-й пространственной частоты тест-объекта при фокуспрованном положении объектива.

На фиг. 1 показана принципиальная схема строиства автоматплческой фокусировки микрообъектива; на ф:. г. 2 а, б, в, представлены диаграммы сигналов, поясняющие принцип действия устройства.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) включает осветитель с конденсатором 1, растр 2, светоделительный кубик 3, модулирующую ре512449 а 3,83

40 шетку 4, зеркало 5, микрообъектив 6, отражающий элемент 7, фотоприемник 8, усилитель 9, фазочувствительный детектор 10, исполнительный механизм 11 и модулятор 12.

Растр 2 в виде пространственной решетки установлен в плоскости, сопряженной с плоскостью А предмета (фиг. 1), и освещается осветителем 1. С помощью светоделительного кубика 3, зеркала 5, фокусируемого микрообъектива 6 строится изображение растра в плоскости наведения на отражающем элементе 7. Отраженные от плоскости наведения лучи строят автоколлимационное изображение растра 2 в плоскости А, сопряженной с плоскостью А предмета.

Модулирующая решетка 4 размещена в плоскости нулевого контраста на расстоянии

Л от плоскости А, которое может быть определено по формуле где а — половина периода решетки;

Л вЂ” полуапертура объектива.

Решетка 4 механически связана с модулятором 12, например, магнитоэлектрического типа с обмоткой для опорного сигнала. Выход фотоприемника соединен с усилителем 9.

Фазовый детектор 10 сравнивает сигнал с выхода усилителя 9 с опорным сигналом от мо. дулятора. Выход фазового детектора соединен с исполнительным механизмом 11, который перемещает микрообъектив 6.

На расстоянии Л от плоскости А автоколлимационного изображения растра 2 контраст изображения равен нулю, т. е. изображение в виде равномерного фона. При колебаниях решетки в направлении, перпендикулярном штрихам растра, световые потоки, прошедшие и» фотоприемник за первый и второй полупериоды, равны на выходе фотоприемника и соответственно на выходе исполнительного элемента переменный сигнал равен нулю (фиг. 2, а).

При расфокусировках на величину +-о контраст изображения растра в плоскости модулирующей решетки не равен нулю, и световые потоки, проходящие через модулирующую решетку,,не равны, вызывая переменный сигнал, сравниваемый с опорным (фиг. 2, б, в).

При расфокусировках на величину +о„ или — б, в изображении, смещающемся относительно плоскости нулевого контраста, темные и светлые штрихи меняются местами за счет физического явления обращения контраста.

Из сравнения сигналов (фиг. 2 б, в) видно, что фаза сигнала по отношению к опорному при дефокусировках + о„скачком меняется на л, и полярность управляющего сигнала меняется на противоположную в зависимости от направления расфокусировки.

Таким образом, при расфокусировках микрообъектива 6 появляется сигнал, величина которого определяется глубиной, а знак — направлением дефокусировки. Предлагаемая схема устройства, предусматривающая одну модулирующую решетку, определяет упрощенную растровую систему.

Фор мул а изобретения

У стройство ав гоматической фокусировки микрообъектива, содержащее тест-объект, например растровую решетку, установленную в фокальной плоскости объектива, фотоприемник, размещенный за сканирующим элементом, и систему обработки полученных сигналов сканирования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью определения направления расфокусировки — знака рассогласования при одновременном упрощении растровой системы, модулирующий элемент выполнен в виде решетки, аналогичной тест-объекту, и размещен в плоскости, соответствующей нулевому контрасту изображения k-й пространственной частоты тест-объекта при фокусированном положении объектива.