Устройство для автоматической фокусировки

Устройство для автоматической фокусировки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Э ." :ЫА%

О П И С"Х -н"

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСХВУ (iI) 497752

СО1оз СОЕЕтСКИХ

Сокиадистических

Ресоубоии (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 18.06.73 (21) 1941024/26-9 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 30.12.75. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 18.03.76 (51) М. Кл. Н 04п 5/26

Н 04л 5/34

Сосударстосиио1й комитет

Совета Мииистроо СССР

" 1 дедам изобретений о отгытии (53) УДК 621.697(088.8> (72) Авторы изобретения

В. 1. Воробьев и Р. И. Лопарев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКИ

Известны устройства для автоматической фокусировки, содержащие оптическую систему, расположенный в ее фокальной плоскости и связанный с выходом генератора координаты модулятор, диафрагму и фотоприемник, выход которого соединсн с предварительным усилителем, а также последовательно соединенные усилитель мощности и двигатель постоянного тока.

Цель1о изобретения является повышенист стабильности фокусировки.

Для этого выход предварительного усилителя одновременно соединен с первым входом блока сравнения и со входом детектора амплитуды видеосигнала, выход которого через первый умножитель подключен ко второму входу блока сравнения, выход которого через второй умножитель и интегратор подсоединен ко входу усилителя мощности и к первому входу сумматора, при этом второй вход сумматора соединен со вторым выходом генератора координаты модулятора, а выход сумматора подключен ко второму входу второго умножителя и через блок аппроксимации ко второму входу первого умножителя.

На чертеже показана б пок-схема предлагаемого устройства.

Оно содержит оптическую систему 1, модулятор 2, диафрагму 3, фотолриемник 4, предварительный усилитель 5, блок сравнения 6, детектор амплитуды 7, умножители 8 и 9, блок аппроксимации 10, механизм фокусировки 11 олти-.ескоп системы, генератор координа гы модулятора 12,,интегратор 13, сумматор

14., двигатель постоянного тока 15 и усилитель мощности 16. модулятор 2, например плоско-параллельHHI II па I ипа, HB03HTCH B X0.I лучей IIQpHO;Iliчески по закону, заданному генератором ко10 ординаты модулятора 12, и переносит изображение точного объекта или специально вводимого имитатора, построенное оптической системой 1 из плоскости А в плоскость Б.

Неподвижная круглая диафрагма 3, рас1 положенная в фокальной плоскости оптической системы 1, и фотолриемник 4 конструктивно могут быть объединены и представлять собой, например, телевизионную передающую трубку типа диссектор, которая исполь20 зуется в режиме автофокусировки оптической системы и в основном рабочем режиме телевизионной передающей камеры как передающая трубка.

С выхода фотоприемника 4 видеосигнал че25 рез предварительный усилитель 5 постоянного тока поступает на первый вход блока сравнения 6. Последний осуществляет вычитание входных сигналов и может быть выполнен в виде сумматора постоянных напряжений, наЗ0 пример, на суммирующем операционном уси497752

60 лителе, входные сигналы на который подаются в противоположной полярности. На второй вход блока сравнения 6 подается сигнал, являющийся аппроксимацией реального видеосигнала. Блок аппроксимации 10 видеосигнала представляет собой нелинейный функциональный преобразователь, выполненный, например, на диодных элементах. На вход этого блока подается сигнал с выхода генератора координаты модулятора 12, сдвинутый по фазе в сумматоре 14, прбпорционально величине расфокусировки оптической системы сигналом с выхода интегратора 13.

Генератор координаты модулятора представляет собой электромеханическую колебательную систему, выполненную, например, на основе синхронного электродвигателя и имеющую два выхода: первый — механический, для привода модулятора (плоско-параллельной пластины), второй (синхронно-синфазный с ним) — электрический, генерирующий сигнал, пропорциональный координате модулятора.

Блок аппроксимации 10 видеосигнала формирует единичную, аппроксимирующую функцию, воспроизводящую зависимость яркости точечного оптического сигнала от величины расфокусировки оптической системы l. Аппроксимация реального сигнала вырабатывается на выходе умножителя 8 в виде произведения яркости оптического сигнала, полученного с выхода детектора амплитуды 7 видеосигнала и единичной аппроксимирующей функции.

У множители 8 и 9 осуществляют перемножение входных постоянных напряжений и могут быть выполнены, например, на базе диодных элементов с параболическои характеристикой. Лппроксимация реального видеосигнала с выхода умножителя 8 и реальный видеосигнал с выхода предварительного усилителя 5 сравниваются в блоке сравнения 6.

Сигнал разности с выхода последнего поступает на вход умножителя 9, который через интегратор 13 и сумматор 14 включен в контур отрицательной обратной связи по измеряемому параметру — величине расфокусировки оптической системы. Интегратор 13 и сумматор 14 могут быть выполнены, например, на базе интегрирующего и суммирующего усилителей постоянного тока. Равновесие в описываемой схеме достигается в том случае, когда сигнал на входе интегратора 13 равен нулю, т. е. равен нулю сигнал разности с выхода блока сравнения 6. Это, в свою очередь, достигается лишь при совпадении по фазе реального и аппроксимирующего сигналов, так как их остальные параметры, форма и амплитуда равны. Это обеспечивается выбором вида нормированной аппроксимирующей функции и умножением ее на текущее значение яркости оптического сигнала. На выходе интегратора

13 накапливается напряжение, величина которого пропорциональна величине расфокусировки, а знак указывает направление расфокусировки. Это напряжение подается на усилитель мощности 16, управляющий исполнительным двигателем постоянного тока 15, который вращает механизм фокусировки 11 до тех пор, пока диафрагма 3 не оказывается посредине между плоскостями A и Б изображений. На этом режим автофокусировки заканчивается.

Предлагаемое устройство нечувствительно к нестабильности частоты модуляции и инвариантно к виду закона модуляции.

Это достигается тем, что в схеме устройства отсутствуют избирательные элементы типа узкополосных усилителей, а сигнал генератора координаты модулятора 12 является входным как для модулятора 2, так и для измерительной схемы. 11ри этом обработка входного сигнала ведется на постоянном токе, что обеспечивает практически полное использование его мощности.

В случае применения описываемого устройства для телевизионной передающей камеры на диссекторе, работающей по точечным источникам света, не требуется специальный фотоприемник со сканирующей апертурой. В этом случае диссектор используется и в режиме автофокусировки, и в рабочем режиме как передающая телевизионная трубка.

Предмет изобретения

Устройство для автоматической фокусировки, содержащее оптическую систему, расположенный в ее фокальной плоскости и связанный с выходом генератора координаты модулятор, диафрагму и фотоприемник, выход которого соединен с предварительным усилителем, а также последовательно соединенные усилитель мощности и двигатель постоянного тока, вращающий механизм фокусировки, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности фокусировки, выход предварительного усилителя одновременно соединен с первым входом блока сравнения и со входом детектора амплитуды видеосигнала, выход которого через первый умножитель подключен ко второму входу блока сравнения, выход которого через второй умножитель и интегратор подсоединен ко входу усилителя мощности и к первому входу сумматора, при этом второй вход сумматора соединен со вторым выходом генератора координаты модулятора, а выход сумматора подключен ко второму входу второго умножителя и через блок аппроксимации ко второму входу первого умножителя, 497752

Составитель А. Максаков

Корректор H. Стельмах

Техред Е. Митрофанова

Редактор T. Горячева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 391/16 Изд. М 2099 Тираж 740 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5