Устройство для автоматической регулировки экспозиции

 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ

ЗКСПОЗИиИИ .

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для автоматической регулировки экспозиции в аэрофотоаппара тах.

Известно устройство для автоматической регулировки экспозиции, в котором лучистая энергия от объекта съемки преобразуется с помощью фотопреобраэователя в электрический сигнал, который сравнивают с опорным снгналом,в результате чего вырабатывается управляющее воздействие для установки нужного времени срабатывания фотозатвора и величины диафрагм объектива (1 J .

Недостатком данного устройства яв-. ляется невозможность учета распределения яркости снимаемого объекта по полю кадра.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устрой 2о ство для автоматической регулировки экспозиции, содержащее два фотоприемника, выходами подключенных к первому и второму усилителям, причем один из фото2 приемников расположен в фокальной шюс кости объектива и выполнен на основе линейного прибора с зарядовой связью, соединенного с генератором тактовых импульсов, первую схему совпадения, вы- ходом через первый интегратор подклю ченную к первому входу блока деления. второй интегратор, подключенный выходом к второму входу блока деления, выход которого соединен с вторым входом второго блока вычислений и первым входом первого блока вычисления, выход которого соединен с первым входом второй схемы совпадения и с входом схемы сравнения причем выход второго блока вычислений соединен с первым входом блока формирования управляющих сигналов, первЫй вы»ход схемы сравнения соединен с вторым входом второй схемы совпадения выходом подключенной к пятому входу блока формирования управляющих сигналов,. второй выход схемы сравнения через второе пороговое устройство. соединен с третьим входом блока формирования упЙООО 4 ходы интеграторов 13 и 14 соединены со43 ответственно с первым и вторым входами блока деления 15, который соединен выходом с входом первого блока 16 вы- числений. Первый блок 16 вычислений предназначен для определении. времени

ЗЭ эффективной выдержки t y.

Схема 18 сравнения предназначена для сравнения вычисленного значения ф с заданным априорно минимальным Ф. . и

Фio максимальным ф „о значениями. выдержки. Вторая схема 19 совпадения играет роль ключевого каскада. Первый выход схемы 18 сравнения соединен с вторым

3 99 равляюших сигналов, третий выход схе-мы сравнения подключен одновременно к второму входу блока формирования управляющих сигналов и к первому входу второго блока вычислений, и выход третьего интегратора через первое пороговое устройство подключен к четвертому входу блока формирования управляющих сит налов 2 3, Однако известное устройство имеет недостаточную точность установки экспо зиции, твк как не производится построчный анализ изображения. Кроме того, изза неточного определения плодаши, занимаемой облаками в кадре, ухудшается работа блока формирования управляющих сигналов по формированию сигналов, запрещающих фотографирование, а следо. вательно, возрастает расход фотопленки.

11елью изобретения является повышение точности установки экспозиции и уменьшение расхода фотопленки.

Указанная цель достигается тем, что в устройство автоматической регулировки экспозиции введены анализатор сигналов, четвертый интегратор и инвертор, причем к первому и второму входам анализатора сигналов подключены выходы первого и второго усилителей соответственно, выход анализатора сигналов одновременно подключен к первому входу первой схемы совпадения, к входу второго интегратора и через инвертор к входу третьего интегратора, вход четвертого интегратора соединен с входом первого усилителя, а выход четвертого ин- .

Э тегратора соединен с вторым входом первой схемы совпадения, при этом расположенный в фоквльной плоскости объектива второй фотоприемник выполнен на

46 основе линейного прибора с зарядовой связью, подключенного к генератору тактовых импульсов.

На чертеже показана блок-схема уст ройства .

Устройство содержит объектив 1, первый 2 и второй 3 линейные приборы с зарядовой связью, генератор 4 тактовых импульсов, второй 5 и первый 6 усилители, анализатор 7,сигналов, инвертор 8, третий интегратор 9, первое пороговое устройство 10, четвертый интегратор 11, первую схему 12 совпадения; первый

13 и второй 14 интеграторы; блок 15 деления, первый 16, и второй 17 блоки вычислений, схему 18 сравнения, вторую схему 19 совпадения, второе пороговое устройство 20, блок 21 формирования управляющих сигналов, В фокальной плоскости объектива 1 перпендикулярно движению носителя (не показан}, расположены первый и второй линейные приборы 2 и 3 о зарядовой связью, которые преобразуют яркость элементарных участков в строках изображения в последовательность зарядовых пакетов. Развертка по кадру (не показан) осуществляется за счет движении носителя аппаратуры. Приборы 2 и 3 с зарядовой связью смещены относитель- но друг друга на некоторое расстояние

7 для получения корреляционной функции от яркости элементарных участков > изображения двух соседних строк изображения. Генератор 4 тактовых импульсов, соединенный своим выходом с входами, линейных приборов 2 и 3 с зарядовой связью, предназначен для управления работой последних. Выход прибора 2 с: зарядовой связью через первый усилитель 6 подключен к первому входу анализатора 7 сигналов и входу четвертого интегратора 11. Выход интегратора 11 соединен с вторым входом первой схемы

12 совпадения. Выход второго линейного прибора 3 с зарядовой связью через вто, рой усилитель 5 подключен к второму .входу анализатора 7 сигналов. Выход анализатора 7 сигналов соединен с первым входом первой схемы 12 совпадения, которая играет роль ключевого каскада, с входом второго интегр*тора 14 и входом инвертора 8. Анализатор 7 сит налов предназначен для получения корреляционной функции от яркости элементарных участков в двух соседних строках изображения, сравнения полученной суммарной корреляционной функции строки с некоторым априорно заданным значением этой функции и для нормирования управляющих напряжений на выходе. Выход первой схемы 12 совпадения подключен к входу первого интегратора 13. Вы« входом второй схемы 19 совпадения, вы5 999 ход которой подключен к пятому входу блока 21 формирования управляющих сиг.илов. Блок 21 формирования управляющих сигналов предназначен для формирования управляющих напряжений на утановку времени срабатывания фотозатвора не показано) и диафрагмы (не показано}, второй выход схемы 18 сравнения подключен через второе пороговое устройство 20 к третьему входу блока 1О . 21 формирования управляющих сигналов, Второе пороговое устройство 20 служит для сравнения величины сигнала с второго выхода схемы 18 сравнения с некото-! рым пороговым напряжением. И

Третий выход схемы 18 сравнения подключен через первый вход второго блока 17 вычислений, к первому и непосредственно к второму входам блока . 21 формирования управляющих сигналов. 26

К второму входу второго блока 17 вычисления подключен выход блока 15 деления, Второй блок 17 вычислений предназначен для вычисления относительно, устройства 20 фокусного расстояния. 25

Выход инвертора 8 соединен с входом третьего интегратора 9. Выход интегратора 9 подключен к входу порогового устройства 10, предназначенного для сравнения выходного напряжения интег- ЗЕ ! раторв 9 с заданным напряжением. К четвертому входу блока 21 формирования

° управляющих сигналов подключен выход порогового устройства 10.

Устройство работает следующим образом.

В фокальной плоскости объективе 1 перпендикулярно направлению движения расположены линейные приборы 2 и 3 с зарядовой связью работой которых уп- Е равляет генератор 4 тактовых импульсов. Линейные приборы 2 и 3 с зарядовой связью преобразуют освещенность элементарных участков двух соседних строк а последовательности зарядовых пакетов, С помощью генератора 4 тактовых импульсов происходит считывание ,зарядовых пакетов, в результате чего на выходах приборов 2 и 3 с зарядовой связью формируется последовательность импульсов, амплитуда которых пропорциональна яркости элементарных участков строк иэображения. С помощью генератора 4 тактовых импульсов осуществляется развертка по строкам. Частота импульсов считывания по строкам прямо пропорциональна скорости движения носи.теля и фокусному расстоянию объектива 1 и обратно пропорциональна высоте по000 6 лета и размерам светочувствительного элемента приборов 2 и 3 с зарядовой связью. Развертка по кадру получается за счет сдвига изображения, обусловлен ного движением носителя. Выходные сиг-. налы с линейных приборов 2 и 3 с с зарядовой связью после усиления посту пвют на входы анализатора 7 сигналов, кроме этого, выходные сигнали прибора, 2 с зарядовой связью после усиления поступают на вход четвертого интеграто ра . Выходной сигнал интегратора 11 представляет собой напряжение, пропорциональное суммарной яркости элементарных участков строки иэображения, и по-. ступает на второй вход первой схемы

12 совпадения. Анализатор 7 сигналов вычисляет корреляционную функцию от яркости элементарных участков двух со седних строк изображения и производит сравнение полученной суммарной корреляционной функции строк с некоторым априорно заданным значением этой функции.

Выходной сигнал с анализатора 7 сигналов поступает на первый вход первой схемы совпадения 12, второй интегратор

14 и через иивертор 8 поступает на вход третьего интегратора 9. Выходное напряжение интегратора 9 попадает на первое пороговое устройство 10. Если напряжение на входе первого порогового уст ройства 10 превышает допустимое, то на выходе формируется сигнал, который поступает на четвертый вход блока 21 формирования управляюших сигна .ов.

Блок 21 формирования управляющих сигналов формирует < сигнал нв запрет фотографирования данного кадра. Первая схема 12 совпадения играет роль ключевого каскада: выходной сигнал которой представляет последовательность импульсов с амплитудой, пропорциональной суммарной яркости сюжетно важных участков местности в строке иэображения. Выходные сигналы первой схемы 12 совпадения поступают на вход первого интегратора

13. Выходной сигнал интегратора

13 представляет собой напряжение, пропорциональное яркости сюжетно важных участков фотогрвфируемой местности в кадре. Выходной сигнал интегратора 14 пропорционален площади, занимаемой сюжетно важным участком местности в кадре, Выходные напряжения интеграторов 13 и 14 поступают на первый и второй .входы блока 15 деления соответственно, напряжение на выходе которого пропорционально средней яр00 8 .U+< с некоторым априорно заданным пороговым напряжением Опор, Если U 4 Що, то выходной сигнал порогового устройства 20 постоянный, например, положительное напряжение, которое подается в блок 21 формирования управляющих сигналов. Блок 21 формирования убавляющих сигналов формирует управляющее напряжение на установку времени выдержки + „и относительного фокусного расстояния. Z „„п

Если 0 Ъ 0 „д, TQ полярнос ть выходногоо сигнала второго порогового устройства

20 меняется на обратную и блок 23 формирования управляющих сигналов формирует импульс на запрет фотографирования данного кадра.

Если выполняется третье неравенство то схема 18 сравнения формирует управляющий сигнал, который подается во второй блок 17 вычислений, который формирует напряжение пропорциональное рассчитанному значению 2> (для времени выдержки, .,,;,„) . .Выходное напряжение второго блока 17 вычислений, пропорциональное 2> поступает в блок 21 формирования управляющих сигналов, который формирует управляющие напряжения на установку времени выдержки Ь,„и относительного фокусного расстояния 2р.

Устройство для автоматической регулировки экспозиции за счет использования второго линейного прибора с зарядовой связью, введенного в фокальную плоскость объектива и анализатора сигналов, производящего построчный анализ изображения на основе выработки корреляционной функции позволяет повысить точность установки экспозиции и уменьшает при этом расход фотопленки

Формула изобретения

Устройство для автоматической регулировки экспозиции, содержащее два фотоприемника, выходами подключенных к первому и,второму усилителям, причем один из фотоприемников расположен в фокальной плоскости объектива и выполнен на основе линейного прибора с зарядовой связью, соединенного с генерато- . ром тактовых импульсов, первую схему совпадения, выходом через первый интегратор подключен к первому входу блока деления, второй интегратор, подключенный выходом к второму входу блока деления, выход которого соединен с вторым входом второго блока вычислений

7 9990 кости сюжетно важной части иэображения в кадре. Работой интеграторов 9, 11, 13 и 14 управляет генератор 4 тактовых импульсов. (".читывание напряжений в интеграторе 11 осуществляется S с частотой строк, В интегрйторах

S, 13 и 14 считывание напряжений, осуществляется с частотой кадров, кроме того импульсы частоты строк и кадровые импульсы. обнуляют интеграторы 11

9, 13 и 14 соответственно. По средней яркости сюжетно важной части изображения с помощью первого блока 16, вычислений осуществляется расчет эффективной выдержки t>y . Сигнал, пропорционельный ф и 0, поступает на вход схемы 16 сравнения. Схема 18 сравнения сравнивает выходной сигнал с первого блока 16 вычислений с заданным априорно опорным напряжением 0

HU по следующей схеме: проверке

1так неравенства 0 „ (0,, <О+,„с„, проверка неравенства 06 „Ъ0, проверка неравенстве 0661 < 01,1„ ! 25

Величина U „определяется конструктивными возможностями фотоэатворе, е также, например уменьшением оптического КПД фотозатвора с уменьшением времени выдержки. 30

Величина V определяется конструктивными особенностями фотозетворе, допустимым сдвигом изображения, допустимым геометрическим искажением (при использовании шторно-шелевого фотозет вора) > и другими причинами. В исходном состоянии диафрагма объектива полностью открыта. Если выполняется первое неравенство, то схема 18 сравнения формирует постоянное напряжение, поступающее на вторую схему 19 совпадения, которая играет роль ключевого каскада, и открывающее ее. Выходное напряжение второй схемы 19 совпадения, пропорциональное времени, эффективной выдержки ф, поступает в блок 21 формирования управляющих сигналов. Блок 21 формирования управляющих сигналов формирует управляющее напряжение на установку времени выдержки 1 ф и относительно фокусного расстояния 2, 50

Если выполняется второе неравенство, то схема сравнения 18 формирует сигнал, пропорциональный разности, - который подается на вход второго порогового устройства 20, Это встречается в случае слабо освещенных объектов. ВтоI рое пороговое устройство 20 сравнивает выходной сигнал схемы 18 сравнения:

; 9 590000 10 и первым входом первого блока вычйсле- в него введены анализатор сигналов, четний, выход которого сбединен с первым вертый интегратор и инвертор, причем к входом второй схемы совпадения и с первому и второму входам анализатора входом схвмы сравнения; причем .выход сигналов подключены выходы первого и второго блока вычислений соединен c второго усилителя соответственно, выход первым входом блока формирования уп- анализатора сигналов одновременно под. равляющих сигналов, первый выход схемы .; млмчен к первому входу первой схемы сравнения соединен с вторым входом вто», " совпадения, к вхдду второго интегратора рой схемы совпадений, выходом подклю- . и через инвертор к входу трез;ьего интег ченный к пятому входу блока формирова- Фф pampa, вход четвертого интегратора сое-. пия управлякицих сигналов, второй выход динен с входом первого усилителя, а высхемы сравнения через второе пороговое ход четвертого интегратора соединен с, устройство соединен с третьим входом вторым входом первой схемы совпаблока формирования управляющих сигиа- дения, при этом расположенный в фокаль лов, третий выход схемы сравнения под д ной плоскости обьектива второй фотоключен одновременно к второму входу приемник выполнен на основе линейного блока формирования - управляющих сигна- прибора, с зарядовой. связью, подключен лов и к первому входу второго блока ного к генератору тактовых импульсов. вычислений, а вькод третьего интеграто-; Источники информации, ра через первое пороговое устройство щ принятые во внимание при экспертизе подключен к четвертому входу блока - 1. Патент США % 3947117, . формирования управляющих сигналов, о т «кл. 355W8, опублик. 1976, л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью . 2, Авторское свидетельство СССР. повьппения точности установки экспози- по заявке Ж 2719772/18-10, цни и уменьшения расхода фотопленки, zs кл.С» ОЗ 7/08, 1979 (прототип) °

Составитель В. Верютин

Редактор В, Иванова Техред О.Наде Корректор Л. Бокшан

Заказ 1152/69 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, М осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4