PL67002B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 28.11.1973 67002 KI. 421i,6/10 MKP G02b 13/20 CZYTELNIA UkD ] Urzedu Potento*ego Twórca wynalazku: Krzysztof Cetnarowicz Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanislawa Staszica, Kra¬ ków (Polska) Uklad do automatycznej regulacji ostrosci obrazu w urzadzeniach optycznych 'Przedmiotem wynalazku jest uklad do automatycznej regulacji ostrosci obrazu w urzadzeniach optycznych, zwlaszcza w kamerach telewizyjnych i filmowych lub w aparatach fotograficznych. Dotychczas czynnosc re¬ gulowania ostrosci wykonuje operator, który ocenia wizualnie ostrosc obrazu. Regulacja ostrosci przez ope¬ ratora jest czynnoscia czasochlonna, co daje sie szcze¬ gólnie zauwazyc przy obsludze kamer filmowych.Obiektywy o duzej glebi ostrosci nie znalazly zasto¬ sowania do poprawy ostrosci obrazu w przypadku pre¬ cyzyjnych urzadzen optycznych.Celem wynalazku jest umozliwienie automatycznej regulacji ostrosci obrazu w urzadzeniach optycznych.Cel ten osiaga sie przez skonstruowanie ukladu, za¬ wierajacego czujniki swiatloczule mozaiki obrazowej, których sygnal wyjsciowy ma jednakowa wartosc, róz¬ na od zera dla wszystkich wartosci natezenia swiatla, wiekszych od wartosci progowej, a dla wszystkich war¬ tosci natezenia swiatla mniejszych od wartosci progo¬ wej, sygnal ten jest równy zeru. Kazdy z czujników swiatloczulych mozaiki obrazowej jest polaczony z czlonem sumujacym, który poprzez czlon rózniczkujacy i czlon przekaznikowy laczy sie z czlonem wykonaw¬ czym, polaczonym z mozaika obrazowa oraz z obiek¬ tem regulacji, zas swiatlomierz jest polaczony poprzez zespól automatycznej regulacji natezenia swiatla z obro¬ towa tarcza, wyposazona na obwodzie w szkla dymne, znajdujace sie w optycznej osi soczewki. Czlon wyko¬ nawczy ukladu moze byc polaczony z obiektywem i 10 15 20 25 30 obiektem regulacji zamiast z mozaika i obiektem re¬ gulacji.Uklad do automatycznej regulacji ostrosci obrazu w urzadzeniach optycznych wedlug wynalazku jest uwi¬ doczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uklad w przykladowym rozwiazaniu, fig. 2 — wykres powstawania obrazu punktu lezacego na osi soczew¬ ki, fig. 3 — wykres powstawania obrazu punktu leza¬ cego poza optyczna osia soczewki, fig. 4 — wykres powstawania obrazu przedmiotu lezacego na optycznej osi soczewki, fig. 5 — wykres natezenia swiatla na ekranie zblizonym do soczewki, fig. 6 — wykres na¬ tezenia swiatla na ekranie oddalonym od soczewki, fig. 7 — wykres, obrazujacy charakterystyke czujnika swiatloczulego, a fig. 8 — wykres zaleznosci sygnalu wyjsciowego czlonu sumujacego od odchylki polozenia obiektu regulacji od polozenia optymalnego.Uklad zawiera obiektyw 1, w którego optycznej osi 2 umieszczona jest obrazowa mozaika 3, skladajaca sie ze swiatloczulych czujników 4, z których kazdy jest polaczony z sumujacym czlonem 5 (fig. 1). Sumujacy czlon 5 polaczony jest poprzez rózniczkujacy czlon 6 i przekaznikowy czlon 7 z czlonem wykonawczym, na przyklad silnikiem 8. Silnik 8 jest polaczony z mozai¬ ka 3 oraz z obiektem 9 regulacji.Przekaznikowy czlon 7 ma dwa stany, w których dodatnia lub ujemna biegunowosc sygnalu wejsciowego przekaznikowego czlonu 7 decyduje o kierunku obro¬ tów silnika 8. Obok obiektywu 1 znajduje sie swiatlo¬ mierz 10, który jest polaczony z obrotowa tarcza 11 €700267002 poprzez zespól 12 automatycznej regulacji natezenia swiatla, zawierajacy element wykonawczy, na przyklad wybierak.W odmianie ukladu, wykonawczy czlon 8 jest pola¬ czony z obiektywem 1 i obiektem 9 ^regulacji. Obroto¬ wa tarcza 11 jest wyposazona na obwodzie w dymne szkla 13, znajdujace sie w osi 2 obiektywu 1.Dzialanie ukladu opiera sie na nastepujacych zjawi¬ skach optyki geometrycznej, które ilustruja fig. 2 — fig. 6. Na fig. 2 — punktowe zródlo 14 swiatla lezy w optycznej osi 15 soczewki 16. Soczewka 16 wytwa¬ rza na ekranie, znajdujacym sie w polozeniu 17 ostry obraz w postaci swietlnego punktu 18. Na ekranie, przesunietym wzdluz optycznej osi 15 o odcinek x lub -x od punktu 18 do polozenia 19 lub 20, powstaje nie¬ ostry Obraz w postaci kola o promieniu r.Na fig. 3 — punktowe zródlo swiatla 14, nie lezace na optycznej osi 15, ma swój ostry obraz w punkcie 18. Na ekranie, przesunietym do polozenia 19 lub 20, otrzymuje sie nieostry obraz z postaci kola o promie¬ niu r.Na fig. 4 przedmiot 21 o wysokosci H, umieszczony na optycznej osi 15 w odleglosci a od soczewki 16, ma ostry obraz o wysokosci h na ekranie, bedacym w po¬ lozeniu 17. Na ekranie, przesunietym o odcinek x lub -x do polozenia 19 lub 20, powstaje obraz nieostry.Na ekranie, zblizonym do soczewki o odcinek x, za¬ równo jak i na ekranie, oddalonym o odcinek -x, wy¬ sokosc h' jak i h" obrazu nieostrego jest wieksza niz wysokosc h obrazu ostrego. Z zaleznosci trygonome¬ trycznych, wysokosc obrazu nieostrego oblicza sie wzo- R - h h' = h + —-— x L R + h h + —- x (1) (2) gdzie: R — promien obiektywu ¦-•¦-¦..¦' b — odleglosc ekranu, bedacego w polozeniu 17 od obiektywu h — wysokosc obrazu ostrego h' — wysokosc obrazu nieostrego na ekranie zblizonym do obiektywu ftv — wysokosc obrazu nieostrego na ekranie oddalonym od obiektywu x — dlugosc odcinka, o który zblizono ekran do obiektywu.Z wzoru (1) wynika, ze jezeli promien R soczewki jest równy lub mniejszy od wysokosci h obrazu, to efekt zwiekszania sie wysokosci obrazu nieostrego za¬ nika w przypadku zblizania sie ekranu do soczewki.; Przy przesuwaniu ekranu zmieniaja sie wymiary geo¬ metryczne obrazu, to znaczy zmienia sie wielkosc oswietlonej powierzchni ekranu. Przy nie zmienionym strumieniu swietlnym zmienia sie zatem natezenie swiatla. Z uwidocznionych na fig. 5 i fig. 6 zaleznosci natezenia swiatla E od geometrycznego wymiaru y obrazu wynika, ze krzywa 21 jest wykresem natezenia swiatla Eq obrazu ostrego na ekranie, bedacym w po¬ lozeniu 17. Krzywa 22 jest wykresem natezenia swiatla * obrazu nieostrego na ekranie przesunietym do poloze¬ nia 19, a krzywa 23 jest wykresem natezenia swiatla obrazu nieostrego na ekranie przesunietym do poloze¬ nia 20. 5 W przypadku, gdy w miejsce ekranu stosuje sie mo¬ zaike obrazowa czujników swiatloczulych o charaktery¬ styce przedstawionej na fig. 7, takiej, ze ich wyjsciowy sygnal u ma jednakowa wartosc, rózna od zera dla wszystkich wartosci natezenia swiatla, wiekszych od 10 wartosci progowej Epr. Dla wszystkich wartosci nate¬ zenia swiatla, mniejszych od wartosci progowej, sygnal ten jest równy zeru (fig. 5 i fig. 6). Suma wyjsciowych sygnalów 2u czujników jest proporcjonalna do wielko¬ sci powierzchni mozaiki 3, oswietlonej swiatlem, o na- 15 tezeniu wiekszym niz natezenie progowe. Suma 2u przyjmuje najmniejsza wartosc, gdy mozaika 3 jest w polozeniu 17 o najlepszej ostrosci obrazu, to znaczy gdy x = 0 (fig. 8). W kierunku -x suma 2u ma wiek¬ sze przyrosty na jednostke drogi, niz w kierunku x. 20 Obrazowa mozaika 3, sumujacy czlon 5 i rózniczku¬ jacy czlon 6 stanowia miernik ostrosci obrazu, przy czym sygnal wyjsciowy tego miernika zalezy od zmia¬ ny wielkosci oswietlonej powierzchni mozaiki 3.W momencie wlaczenia ukladu, mozaika 3 znajduje 25 sie na przyklad w polozeniu 20 a przekaznikowy czlon 7 w jednym z dwu jego stanów, po czym nastepuje uruchomienie silnika 8, który powoduje odsuwanie mo¬ zaiki 3 od obiektywu 1. Wówczas pogarsza sie ostrosc obrazu i powieksza sie liczba czujników 3 oswietlo- 30 nych swiatlem o natezeniu, wiekszym niz progowa war¬ tosc natezenia Epr oraz powieksza sie sygnal wyjscio¬ wy sumujacego czlonu 5.Przekaznikowy czlon 7, sterowany sygnalem z róz¬ niczkujacego czlonu 6, zmienia kierunek obrotów sil¬ nika 8 na przeciwny, w wyn|ku czego odleglosc mozai¬ ki 3 od obiektywu 1 maleje, a ostrosc obrazu popra¬ wia sie. Wskutek tego biegunowosc sygnalu wyjscio¬ wego czlonu 6 zmienia sie na przeciwna, taka, przy której przekaznikowy czlon 7 nie zmienia kierunku obrotów silnika 8. Urzadzenie pozostaje w tym stanie dzialania 4o momentu zajecia przez mozaike 3 polo¬ zenia 17, w którym obraz na jej powierzchni uzyskuje optymalna ostrosc. Nastepuje wówczas oscylacyjny ruch mozaiki 3 wokól polozenia 17 o optymalnej ostrosci.Mozaika 3 jest mechanicznie sprzezona z obiektem 9 regulacji, którego ostrosc obrazu jest regulowana auto¬ matycznie.Wchodzacy w sklad ukladu swiatlomierz 10 steruje 50 zespolem 12, który w znany sposób automatycznie re¬ guluje natezenie swiatla. Element wykonawczy, na przyklad wybierak, zespolu 12, dokonujac obrotu tar¬ czy 11 wybiera ze 2bioru dymnych szkiel 13, umiesz¬ czonych na obwodzie tarczy 11, szklo o takim wspól- 55 czynniku pochlaniania swiatla, aby utrzymana byla sta¬ la srednia wartosc natezenia swiatla na powierzchni mozaiki 3.Uklad do automatycznej regulacji ostrosci obrazu W urzadzeniach optycznych wedlug wynalazku umozliwia 60 automatyczna regulacje ostrosci obrazu kamery filmo- ... wej lub telewizyjnej. Dzieki temu, ze mozaika obra¬ zowa z czujników swiatloczulych wraz z czlonem su¬ mujacym stanowi miernik, który w sposób obiektywny ocenia ostrosc obrazu, unika sie subiektywnej oceny 65 ostrosci, dokonywanej przez operatora. 35 40 4567002 PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Uklad do automatycznej regulacji ostrosci obrazu w urzadzeniach optycznych, skladajacy sie z obiekty¬ wu, mozaiki obrazowej, czujników swiatloczulych, czlo¬ nów; sumujacego, rózniczkujacego, przekaznikowego i 5 wykonawczego oraz z obiektu regulacji, swiatlomierza, zespolu automatycznej regulacji natezenia swiatla, tar¬ czy i szkiel dymnych, znamienny tym, ze obrazowa mozaika (3) zawiera swiatloczule czujniki (4), których sygnal wyjsciowy ma jednakowa wartosc, rózna od ze- 10 ra dla wszystkich wartosci natezenia swiatla, wiekszych od wartosci progowej, a dla wszystkich wartosci nate¬ zenia swiatla, mniejszych od wartosci progowej, sygnal ten jest równy zeru, przy czym kazdy z czujników (4) jest polaczony z sumujacym czlonem (5), który poprzez 15 rózniczkujacy czlon (6) i przekaznikowy czlon (7) la¬ czy sie z wykonawczym czlonem (8), polaczonym z obrazowa mozaika (3) i obiektem (9) regulacji, zas swiatlomierz (10) jest polaczony poprzez zespól (12) automatycznej regulacji natezenia swiatla z obrotowa tarcza (11), wyposazona na obwodzie w dymne szkla (13), znajdujace sie w optycznej osi (12) obiektywu (1). 2. Uklad wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze obra¬ zowa mozaika (3), sumujacy czlon (5) i rózniczkujacy czlon (6) stanowia miernik ostrosci obrazu, przy czym sygnal wyjsciowy tego miernika zalezy od zmiany wielkosci oswietlonej powierzchni mozaiki (3). 3. Odmiana ukladu wedlug zastrz. 1—2 znamienna tym, ze czlon wykonawczy (8) jest polaczony z obiek¬ tywem (1) i obiektem (9) regulacji.KI. 42h,6/10 67002 MKP G02b 13/20 1 2 IS 5 6 14 Fig. i J6_ J6_ J9_J7 J8_ 20 X -X Fig.

2. 15 14 Fig. 3.KI. 42h,6/10 67002 MKP G02b 13/20 21 15 19 17 20 Fig. 4. 22 21 /?j h h' y Fig. 5 21 25 * u Epr Fig. 7. Fig.

3. PL PL