Способ визуальной фокусировки объектива и устройство для его реализации

Способ визуальной фокусировки объектива и устройство для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ визуальной фокусировки объектива на объект съемки, при котором последовательно оценивают изображения объекта, расфокусированные по обе стороны плоскости наи.пучшей установки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фокусировки, расфокусировку изображения относительно плоскости наилучшей установки производят симметрично, расфокусированные изображения наблюдают последовательно одно за другим с частотой 8 Гц, а фокусировку заканчивают при отсутствии изменения яркости наблюдаемых изображений. 2. Устройство для визуальной фокусировки объектива, содержащее механизм перефокусировки и окуляр с сеткой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фокусировки, перед сеткой окуляра введен обтюратор, выполненный в виде диска с равныья секторами, имеющими разный показатель прелом 3 ления, причем ось вращешК обтклра- % тора смещена относительно оптической оси объектива.

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) О О-" L 7/11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И атно 1тий (21) 3517192/18-1О (22) 01.12.82 (46) О7.02.85. Бюл. - 5 (72) Г,В.Денисюк z» А.Б.Змичеревский (53) 535.813.1(088.8) (56) 1."Оптико-механическая промышленность" 1966, Р 11, с.37.

2. Турыгин И.A. Прикладная оптика. И., "Иашиностроение.", 1966, с.30-31 (прототип). (54) СПОСОБ ВИЗУАЛЬНОЙ ФОКУСИРОВКИ

ОБЪЕКТИВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ. (57) 1. Способ визуальной фокусировки объектива на объект съемки, при котором последовательно оценивают изображения объекта, расфокусированные по обе стороны плоскости наилучшей установки, о т л и ч.а юшийся тем, что, с целью повышения точности фокусировки, расфокусировку изображения относительно плоскости наилучшей установки производят симметрично, расфокусированные изображения наблюдают последовательно одно за другим с частотой 8 Гц, а фокусировку заканчивают при отсутствии изменения яркости наблюдаемых изображений.

2. Устройство для визуальной фокусировки объектива, содержащее механизм перефокусировки и окуляр с сеткой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения то гностн фокусировки, перед сеткой окуляра введен обтюратор, выполненный в виде диска с равными секторами, имеющими разный показател преломления, причем ось вращеж-.,я обтюратора смещена относительно оптической оси объектива.

Il38279. Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть применено для фокусировки на объект съемки высокоразрешающих объективов фотоаппаратов различного назначения, 5 телескопов, коллиматоров и других оптических приборов.

Устройство предназначено для компенсации расфокусировки объектива, обусловленной изменением дальности до объекта съемки, оптических параметров объектива при изменении термобарических характеристик окружающей среды, геометрических размеров объектива, его заменой или изменением раз-15 меров прибора в целом,. а также оптических характеристик иллюминатора, оптического люка, отклоняющих зеркал и других оптических элементов, входящих в схему оптического прибора.

Известны различные устройства, называемые видеоискателями или дальномерами, используемые для фокусировки объективов любительских камер.

Эти устройства позволяют производить фокусировку объектива на объект съемки, но обладают точностью фокусировки:АЕ =+0,1 + 0,3 мм, достаточной для оптических приборов с низким качеством изображения (R = 10 - 30

Такие устройства не могут быть применены для фокусировки высокоразрешающих оптических систем с дифракционным разрешением, точность фокусировки которых должна быть выше глубины резкости (hf = 0,02—

0,05 мм при относительном отверстии

Э «(1 1 (6 10 } 40

Известны устройства визуальной фокусировки, обеспечивающее форсировку высокоразрешающего объектива с точностью, превышающей глубину рез кости f1).

Эти устройства работают в режиме автоколлимации по внутреннему эталону и собственному тест-объективу, что является их недостатком. Кроме того, они работают малой частью зрачка 50 и на пространственных частотах, существенно ниже рабочих.

Известны способ и устройство наводки, работающие в режиме фокусировки на объект и просты в исполне- 55 нии. Способ заключается в последовательном предъявлении оператору рас= фокусированных по обе стороны плоскости наилучшей установки иэображений, Лрн этом о точности фокусировки судят по резкости изображения на матовой поверхности стеклянной пластинки, Реализующее известный способ устройство состоит из фокусируемого объектива, матового стекла, окуляра и исполнительного механизма, устраняющего дефокусировку (2j.

Однако при известном способе фокусировки оператор рассматривает в плоскости наилучшего изображения, где крутизна функции изменения контраста от величины расфокусировки мала„ а значит мала и точность фокусировки (Ьf = + 0,15 мм)..Кроме того, устройство имеет большое светорассеяние, что исключает воэможность работы его при малых освещен-. ностях, и в нем практически невозможна наводка на движущиеся изображения, так как оператор не успевает рассмотреть качество изображения н найти лучшее, Цель изобретения — повышение точности фокусировки .высокоразрешающего объектива при работе по объекту. съемки в том числе по движущемуся и малоконтрастному, а также работа устройства полным зрачком объектива и на рабочих пространственных частотах.

Лоставленная цель достигается тем, что согласно способу визуальной. фокусировки объектива на объект съемки, расфокусировку изображения относительно плоскости наилучшей установки производят симметрично, расфокусированные изображения наблюдают последовательно одно эа другим с частотой 8 Гц, а фокусировку заканчивают при отсутствии изменения яркости наблюдаемых иэображений.

В устройстве для визуальной фокусировки объектива, содержащим механизм перефокусировки и окуляр с сеткой, перед сеткой окуляра введен обтюратор, выполненный в виде диска с равными секторами, имеющими разный показатель преломления, причем ось вращения обтюратора смещена относи» тельно оптической оси объектива.

Таким образом; используется глубинное сканирование, усиленное использованием эффекта повышения чувствительности глаза при периодическом световом раздражении.

1138

11реимущество использования метода глубинного сканирования состоит в том, что при предлагаемом способе фокусировки не анализируется изображение объекта в плоскости наилучшего изображения, где точность визуальной фокусировки, определяемая в основном крутизной функции изменения контраста, мала. Рабочей плоскостью явля тся плоскость, где эта крутизна наиболь- 1ð шая и точность наводки на резкость макже максимальна.

Чувствительность метода повышается вдвое, если анализируются два изображения, расположенные до .и после плоскости наилучшего иэображения.

Преимущество используемого эффекта состоит в том, что если глазу поочередно предъявлять расфокусированные иэображения с некоторой частотой, наблюдателю не нужно рассмат- ривать детали изображения для оценки происходящих полупериодных изменений характеристик изображений, разность контрастов (резкость) последовательных изображений представляется ему в виде биений яркости (мерцаний) исчезающих, если оба изображения становятся одинаково расфокусированныЗО

МИ °

Этот эффект, наряду с повышением точности фокусировки, дает возможность работы с быстродвижущимся иэображением. Наилучшим образом указанный эффект используется при частоте предъявления изображений глазу около 8 Гц.

Ua фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — крутизна функции изменения контраста иэоб- 40 ражения; на фиг.3 — график зависимости величины точности фокусировки от частоты вращения обтюратора; на фиг.4 — то же, при значениях контраста к = 0,3 и к = 1. 45

Перпендикулярно оптической оси вблизи плоскости наилучшего изображения объектива 1 установлен оптичес кий обтюратор 2. Он может быть выполнен в виде диска с прозрачным

i например застекленным, и воздушным секторами, ось вращения которого смещена относительно оптической оси обьектива. Положение плоскостей наилучшего изображения без стекла, 55 со стеклом и плоскость визирования окуляра обозначены соответственно позициями 3-5. В фокальной плоскости где

К относительное отверстие объектива;

H — рабочая частота объекта, лин/мм.

При вращении обтюратора, если рабочее поле зрения объектива перекрывает воздушный сектор, плоскость наилучшего изображения объектива сохраняется в исходном положении

Р„ . Если рабочее поле перекрывает застекленный сектор, плоскость наилучшего изображения объектива смещается пропорционально толщине стекла и его показателю преломления ,I

F2oS

Таким образом, в плоскости визирования поочередно строятся симметрично расфокусированные изображения одного и тоже объекта, Если по каким-либо причинам плоскость наилучшего изображения объектива смещаетая относительно первоначального положения, симметричность расфокусировки нарушается. При этом в одном положении обтюратора изображение будет более реэким и контрастным, в другом — менее резким и констрастным.

Для компенсации расфокусировки используется исполнительный механизм, имеющий расстояние между объективом и плоскостью приемника по команде оператора.

На фиг.2 наглядно демонстрируется преимущество глубинного сканирования, при котором плоскость анализа характеризуется максимальной крутизной функции изменения контраста изображения.

Предлагаемые способ и устройство визуальной фокусировки объекти» ва надежно работают в широком интервале контрастов изображений (К=1-0,3), чувствительность наводки практически »е зависит от рабочей длины волны и сохраняется в широком диапазоне освещенностей.

779 4 окуляра 6 глаз 7 оператора рассматривает изображение сетки окуляра 8.

Объектив образует изображение фотографируемого объекта, Юстировка систем такова, что плоскость визирования окуляра смещена относительно плоскости наилучшего изображения объектива на величину 5К опт, вычисляемую по выражению

1 I38779

Ьлщ Мим деличиюа рас@окусиродки

1!38779

ЮРср(юм1 кЮ а atd

Irficl

fd РХ

Частота Фращенил одтюРат ™

Фас.4

Составитель В. Карягин

Редактор Р, Циника Техред: С. Иигунова Корректор Г. Решетник

Заказ 10684/36 Тираж 526 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий)13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 в 01> с ф

Ф руу

Ь ФФЙ

I ь ои

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4