SU1293689A1 - Фотокамера - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к фотоаппаратам с системой автоматического управлени  экспозицией и позвол ет повысить качество изображени  и производительность устройства. Изображение объекта, сформированное объективом 1, диафрагмой 2 и зеркалом 3, переноситс  фокусирующей линзой 5 и регулируемой диафрагмой 9 на светочувствительную площадку матрицы 6, где световое поле изображени  преобразуетс  в соответствзпгаций зар довый рельеф. На выходах телевизион- - ной трубки 7 с определенной частотой повторени  формируютс  видеосигналы кадров изображени . С помощью узла 8 двоени  в плоскости А образуютс  два идентичных по сюжету и пространственной ориентации изображени  объекта . Выходы строчной и кадровой сигнализации видеосигнала матрицы 6 подключены к видеоконтрольиому устройству 10, которое совместно с телевизионной трубкой 7 создает сквозной тракт визировани  фотоаппарата, обеспечивающий индикацию и автоматизацию съемочного процесса путем электронной обработки сюжета изображени . 12 ил. (Л .13 т I CutWJf fyfffo ю ;о 00 Од 00 ;о

Description

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению, конкретно к фотоаппаратам с системой автоматического управлени  экспозицией.

Целью изобретени   вл етс  повыше- ние качества изображени  и ускорение процесса съемки.

На фиг.1 изображена структурна  схема предлагаемой камеры; на фиг.2 - структурна  схема приемной части сие темы визировани  с электронно-лучевой трубкой; на фиг. 3-4 - схемы чувствительной площадки электронно-лучевой трубки в виде матрицы на приборах с зар - .довой св зью и ее конструкци ; на фиг.5 - блок-схема телевизионной трубки, используемой в фотокамере; на фиг.6 - эпюры сигналов, снимаемых с выходов телевизионной трубки; на фиг.7 - структурна  схема видеоконт- рольного устройства системы визировани ; на фиг.8 - эпюры сигналов, подаваемых на входы видеоконтрольного устройства; на фиг.9 - структурна  схема блока формировани  видеосигналов на фиг .10- эпюры сигналов в наиболее важных точках схемы блока формирова- ки  видеосигналов; на фиг.11 - структурна  схема блока формировани  сиг- налов фокусировки; на фиг.12 - эпюры сигналов в наиболее важных точках схемьц блока формировани  сигналов фокусировки .

Фотокамера содержит съемочный объектив 1, управл емую диафрагму 2, откидное отражающее зеркало 3, посредством которого образована плоскость А фокусировки изображени  5 сопр женна  с плоскостью расположени  фотопленки 4. Плоскость А фокусировки сопр жена посредством фокусирующей линзы 5 визирной системы со светочувствительной площадкой 6 телевизионной передающей трубки 7, перед кото- рой установлены узел 8 двоени  1дзоб- ражени  с приводом и регулируема  диафрагма 9. Выходы телевизионной передающей трубки 7 св заны с видеоконтрольным устройством 10, с блоком 11 формировани  видеосигнала оконтуренного изображени  и с блоком 12 ровани  сигналов фокусировки, который соединен со светоизлучающим символьным индикатором 13 фокусировки, Фотокамера также содержит экспономет- рическое устройство 14, на входы которой подаютс  сигналы с блока 15 преобразовани  значений ре.гулируемой

Ш

J5

30

5

25 ; .

35

40

50

55

диафрагмы 9 в сигнал, с блока 16 преобразовани  светочувствительности фотопленки в сигнал, а также с блока 17 преобразовани  значений управл емой диафрагмь 2 в сигнал, св занного с блоком 18 управлени , который соединен с экспонометрическим устройством 14, выход которого св зан с блоком 19 управлени  фотозатвора 20. Светочувствительна  площадка 6 телевизионной трубки 7 выполнена в виде матрицы на приборах с зар довой св зью (фиг.З и 4), состо щей из двух частей - секции 21 накоплени  зар дов и равной ей по площади секции 22 оперативной пам ти зар дов, верхнего (входного) сдвигового регистра 23, нижнего (выходного) сдвигового регистра 24, выходного устройства 25. Матрица расположена на ке- - рамическом основании 26 и защищена металлической крышкой 27 с входным окном 28. На основании 26 укреплены контакты 29 дл  электрической св зи матрицы с внешними элементами .

Стрелками 30 отмечен ввод фазных сигналов дл  управлени  зар дами в верхнем регистре 23 сдвига, стрелками 31 - дл  управлени  зар дами в секции 21 накоплени , стрелками 32- дл  управлени  зар дами в секции 22 пам ти , стрелками 33 - дл  управлени  зар дами в нижнем регистре 24 сдвига , стрелкой 34 - ввод сигналов дл  записи начального уровн  зар дов в  чейки секции накоплени  матрицы, стрелкой 35 - ввод сигнала дл  записи начального уровн  зар дов в  чейки нижнего регистра 24 сдвига. В процессе фокусировки съемочного объектива 1, оптико-механический узел 8 формирует на светочувствительной площадке 6 в секции 21 накоплени  зар дов два тождественных изображени  объектов Б и Б, которые в обратном ходе лучей располагаютс  соответственно в плоскост х Гид.

Оптико-механический узел 8 двоени  изображени  (фиг.2) выполнен в виде отрицательной линзы 36, отражающих зеркал 37-40 и направл ющего узла 41.

Фотоаппарат работает следукнщм образом .

После зар дки фотоаппарата фотопленкой 4 производ т взвод фотозатвора 20 с одновременным продвижением фотопленки 4 в кадровом канале на

один кадр и включают электронные блоки , кроме индикатора 13 фокусировки. Подвижный оптико-механический узел 8 двоени  изображени  при выключенном индикаторе 13 находитс  в положении, при котором он не вли ет на световой поток, распростран ющийс  от линзы .5

f5

к матрице 6 телевизионной трубки 7. Откидное отражающее зеркало 3 перед экспонированием устанавливаетс  в по ложение , показанное на фиг,1 сплошной линией. С помощью блоков 16 и 17 в экспонометрическое устройство 14 соответственно ввод т сигналы, например уровни напр жени , соответствую щие значени м светочувствительности фотопленки S и диафрагмы объектива Ау. Выбор значени  диафрагмы 2 производ т либо произвольно, ли бо в зависимости от сюжета регистрируемого изображени : портрет - минимальное

значение, пейзаж - максимальное значение и так далее. Затем фотоаппарат нацеливают на объект. Съемочный объектив 1, диафрагма 2 и зеркало 3 формируют в плоскости А изображение объекта съемки. Плоскость А простран- свенно сопр жена с плоскостью местоположени  фотопленки 4 а точнее с плоскостью светочувствительного сло  фотопленки.4. В этом случае оптические характеристики изображени  в плоскости А совпадают с аналогичными характеристиками изображени  на фотопленке 4 -В течение процесса ее экспо нировани . При помощи линзы 5 и диафрагмы 9 указанное изображение объекта переноситс  на светочувст вительную область 21 матрицы 6.

В светочувствительной области 21 происходит преобразование светового пол  изображени  в соответствунндий ему зар довый рельеф, состо щий из зар довых

пакетов, количество которых равно количеству  чеек матрицы 6, т.е. соответствует формату разложени  изображени  по горизонтали и вертикали. После экспонировани  области 21 зар на шины З -l, Е: ВОДЯТСЯ поэлементно в выходное устройство 25. В этом устро стве зар д каждого элемента матрицы 6 преобразуетс  в соответствующий уровень напр жени  видеосигнала. В . процессе переноса зар довых пакетов из секции 21 накоплени  в секцию 22 пам ти и при поэлементном их выводе из нижнего регистра 24 в область 21 в 24 с помощью сигналов, подаваемых на шинь 30,34 и 35 соответ-W

20

25

30

.35

40

45

ственно,, вводитс  начальный зар д, уменьшающий неравномерность темновог уровн  видеосигнала кадра изображени  . Кадровый перенос зар дов производ т за врем  действи  кадрового га с щего импульса, а перенос зар дов очередной строки в регистр 24 - за врем  действи  строчного гас щего им пульса. В течение времени вывода зар довых пакетов из области 22 осуществл ют экспонирование области 24. Указанные гас щие импульсы используют в схеме фотоаппарата в качестве синхросигналов развертки изображени 

Матрица 6 совместно с другими бло ками работает в телевизионном режиме развертки изображени , при котором на выходах телевизионной трубки 7 (фиг.1), с определенной частотой пов торени  формируютс  видеосигналы кадров изображений (а) и сигналы синхронизации развертки: импульсы синхронизации строк (В), импульсы синхронизации кадров (&), импульсы горизонтального разложени  (г). Видеосигналы подают на видеконтрольное устройство 10, на экране которого воспроизвод т изображени  объекта, аналогичные изображению на светочувствительной области 21 матрицы 6. Наблюда  изобра жени  Г и А, регулируют диафрагму 9 и объектив 1 таким образом, чтобы в результате получить требуемое и наиболее качественное изображение.

Средн    ркость и распределение,  ркости между детал ми в изображении на экране устройства 10 завис т от

величины посто нной составл ющей видовые пакеты при помощи фазных сигна- деосигнала, котора  измен етс  в

лов на шинах 31 и 32 быстро сдвигаютс  в секцию 22 оперативной пам ти зар дов 22. На фиг.З направление кадрового переноса зар дов показано пунктирными стрелками. Затем из области 22 зар довые пакеты построчно перевод тс  в выходной сдвиговый регистр 24, из которого они далее с помощью фазных сигналов, подаваемых

сравнительно узком диапазоне значений от уровн  черного до уровн  белого . В свою очередь посто нна  составл юща  видеосигнала зависит от сред- 55 ней освещенности в изображении объекта .и соотношени  площадей темных и светлых участков в нем. Она пропорциональна экспозиции матрицы на приборах с зар довой св зью. При посто

936894

на шины З -l, Е: ВОДЯТСЯ поэлементно в выходное устройство 25. В этом устройстве зар д каждого элемента матрицы 6 преобразуетс  в соответствующий уровень напр жени  видеосигнала. В . процессе переноса зар довых пакетов из секции 21 накоплени  в секцию 22 пам ти и при поэлементном их выводе из нижнего регистра 24 в область 21 и в 24 с помощью сигналов, подаваемых на шинь 30,34 и 35 соответW

f5

-

20

25

30

35

40

45

ственно,, вводитс  начальный зар д, уменьшающий неравномерность темнового уровн  видеосигнала кадра изображени  . Кадровый перенос зар дов производ т за врем  действи  кадрового гас щего импульса, а перенос зар дов очередной строки в регистр 24 - за врем  действи  строчного гас щего импульса . В течение времени вывода зар довых пакетов из области 22 осуществл ют экспонирование области 24. Указанные гас щие импульсы используют в схеме фотоаппарата в качестве синхросигналов развертки изображени .

Матрица 6 совместно с другими блоками работает в телевизионном режиме развертки изображени , при котором на выходах телевизионной трубки 7 (фиг.1), с определенной частотой повторени  формируютс  видеосигналы кадров изображений (а) и сигналы синхронизации развертки: импульсы синхронизации строк (В), импульсы синхронизации кадров (&), импульсы горизонтального разложени  (г). Видеосигналы подают на видеконтрольное устройство 10, на экране которого воспроизвод т изображени  объекта, аналогичные изображению на светочувствительной области 21 матрицы 6. Наблюда  изображени  Г и А, регулируют диафрагму 9 и объектив 1 таким образом, чтобы в результате получить требуемое и наиболее качественное изображение.

Средн    ркость и распределение,  ркости между детал ми в изображении . на экране устройства 10 завис т от

сравнительно узком диапазоне значений от уровн  черного до уровн  белого . В свою очередь посто нна  составл юща  видеосигнала зависит от сред- 55 ней освещенности в изображении объекта .и соотношени  площадей темных и светлых участков в нем. Она пропорциональна экспозиции матрицы на приборах с зар довой св зью. При постоЯННОМ времени накоплени  посто нна  составл юща  видеосигнала пропорциональна средней освещенности в изображении на матрице 6, По отношению к световому диапазону условий съемки матрица 6 имеет значительно меньший диапазон рабочих освещенностей, определ емый указанными уровн ми изменени  видеосигнала. Если посто нна  составл юща  видеосигнала достигнет уровн  белого и вьше или уровн  черного и ниже изображение на экране устройства 10 исчезает и становитс  соответственно либо светлым, либо темным фоном. Следовательно, регулиру  диафрагму 9, котора  измен ет среднюю освещенность в изображении на светочувствительной области 21 матрицы 6, производ т ее установку в такое положение, при котором либо равномерно, либо неравномерно по желанию фотографа, распредел етс   ркость изображении на экране устройства 10. П эквивалентном равенстве динамического диапазона изменени  видеосигнала и фотографической широты фотоматериала регулировка диафрагмы 9, таким образом , через параметр вьщержки в процессе экспонировани  мен ет положение рабочей точки на характеристической кривой фотопленки 4.

Возможность такого преобразовани  в соответствии с оптической схемой визирного тракта фоторегистратора определена следующим соотношением: Ue ,,, где U, - уровень электрического сигнала, например , напр жени ; К - коэффициент линейного преобразовани  значений

п,- - значени  диафHg в сигнал Uj, ; рагмы 9, равные относительному отверстию линзы 5, вход щие, например, в диапазон, - , 2 - 16; m - коэффициент, учитьшающий световые потери в оптической части визирного тракта (имеет размерность стерадианы ) ; n,j - минимальное значение диафрагмы 2, равное относительному отверстию объектива, например п - 2

2ИИН - средн    ркость пространства

объектов съемки; Е - средн   освещенность в изображении объекта на матрице. Вход щие в сЪотношение вели

чины K,ni,Ej,Ti,j имеют посто нные значени . Регулировка диафрагмы 9 и одновременный анализ (наблюдение) изображени  на экране устройства 10 позвол ют вводить в экспонометричес и to

93689 -6

кое устройство 14 значение средней  ркости, учитывающее реальное распределение  ркости в пространстве объектов съемки.

Измен   положение объектива 1 относительно плоскости А,добиваютс  наиболее резкого наблюдаемого изображени  .

Дл  обеспечени  более точной фокусировки изображени  объекта в плоскость А, независимо от качества зрени  фотографа и условий наблюдени , в пространство между линзой 5 и матрицей 6 в телевизионной трубке 7 осуществл ют установку оптико-механического узла 8 (положение узла 8 показано на фиг.1). В этом случае на светочувствительной области 21 матрицы 6 формируютс  два идентичных по сюжету и пространственной ориентации изображени  центральной части объекта в

t5

20

плоскости А , котора  выделена на экране устройства 10 фокусировочной зоной . Указанные изображени  показаны на фиг.З област ми проекций-Б и В .

Пространственное положение сопр женных плоскостей Г и А, т.е. требуемое смещение их вдоль оптической оси в о.ре стороны относительно плоскости А, определ етс  разностью хода лучей соответственно между зеркалами 37,38 и 39, 12. Общее увеличение хода лучей за счет излома направлени  распространени  светового потока в зерка- лах при введенном узле 8 компенсируетс  отрицательной линзой 36. Механический направл ющий узел 41 обеспечивает подвижное и точное пространственное положение всего оптико-ме- ханическоего узла 8 в процессе установки и фиксации его перед матрицей 6 трубки 7. Приведенна  оптическа  схема позвол ет использовать единственную матрицу 6 (один фотоприемник) дл  целей визировани  фотоаппарата, автоматизации экпонировани  фотопленки 4 и фокусировки съемочного объектива 1.

Автоматизированна  и точна  фоку-, сировка изображени  объекта в плос

кость л , реализованна  в фотоаппарате , основана на принципе сравнени  пространственных спектров изображений в плоскост х г и л путем электронной обработки видеосигнала с матрицы 6 при помощи блоков 7,11 и 12, индикации результата сравнени  в индикаторе 13 и ручного регулировани  съемочного объектива 1 в такое положение, при

котором сравниваемые характеристики количественно уравновешены.

Одновременно с установкой узла 8 включаетс  индикатор 13 фокусировки. Индикатор представл ет собой три объ единенных символа: в центре круг, по обе стороны от круга два треугольника , подсвечиваемые светодиодными излучател ми . Крайние символы отображают направление отклонени  плоскости резкого изображени  объекта (плоскости фокусировки объектива) от плоскости Л , а центральный символ отображает момент совмещени  названных плоскостей . Если при включенном индикаторе 13 сразу зажигаетс  центральный символ, в экспонометрическое устройство 14 и в блок 18 управлени  диафрагмы 2 объектива 1 подаетс  сигнал спуска. В результате действи  этого сигнала производитс  автоматическое регулирование диафрагмы 2 до ранее установленного с помощью блока 17 значени , измен етс  положение зеркала 3 (новое положение зеркала 3 показано на фиг.1 пунктирной линией), происходит срабатывание фотозатвора 20. Фотопленка 4 экспонируетс . По окончании процесса экспонировани  диафрагма 2 снова становитс  минимальной , зеркало 3 занимает первоначальное положение, узел 8 автоматически выводитс  из промежутка между линзой 5 и матрицей 6 трубки 7. На этом процесс фоторегистрации изображени  объекта завершаетс .

Если при включении индикатора 13 зажигаетс  один из крайних символов, производ т дополнительную регулировку объектива 1 до момента зажигани  центрального символа - круга. Далее фоторегистраци  продолжаетс  аналогично рассмотренному процессу.

Дл  съемки очередного кадра изоб-. ражени  снова осуществл ют взвод фотозатвора 20 с одновременным продвижением фотопленки 4 в кадровом канале на один кадр. Затем выполн ют действи , указанные ранее перед съемкой.

Описанный пор док функционировани  матрицы на приборах с зар довой св зью обеспечивают с помощью структурных блоков телевизионной трубки 7 (фиг.5). На фиг.5 прин ты следукщие обозначени : синхрогенератор 42, преобразователь 43 уровней напр жени ; матрица 6 с кадровым переносом (сек

0

5

0

5

5

0

5

0

5

0

5ци  21 накоплени , секци  22 пам ти); видеоусилитель 44j формирователь 45 видеосигнала синхросмеси. На фиг.6 обозначено: эпюраQ видеосигнала одного кадра изображени  на выходе формировател  5j эпюраS импульсов синхронизации строк; эпюра Е импульсов синхронизации кадров; эпюра г импульсов горизонтального разложени .

Синхрогенератор 42 формирует фазные сигналы дл  управлени  секци ми накоплени  21 и пам ти 22, верхним 23 и нижним 24 регистрами сдвига, а также вьщает сигналы дл  записи начального уровн  зар дов в секцию 21 накоплени  и в  чейки нижнего регистра 24. Указанные виды сигналов через преобразователь 43 уровней напр жени  подают на выводы матрицы 6. Кроме того, синхрогенератор 42 выдает во внешние цепи и блоки сигналы 8, Ь иг синхронизации дл  электронной обработки видеосигналов кадров изображений. В результате функционировани  матрицы 6 на выходе развивают видеосигналы изображени . При помощи усилител  44 эти видеосигналы усиливают по мощности, фильтруют от тактовой помехи, возникающей в процессе преобразовани  зар дов в напр жение в выходном устройстве 25 (фиг.З). Видеоусилитель 44 обеспечивает также предварительное фиксирование диапазона изменени  амплитуды видеосигнала от уровн  черного до уровн  белого. С выхода усилител  44 видеосигналы поступают на первый вход формировател  45, на второй и третий входы которого подают от синхрогенератора 42 соответственно импульсы синхронизации строк S и кадров 8. В формирователе 45 осуществл ют смешение видеосигнала с сигналами синхронизации развертки изображени , в результате чего на выходе образуетс  видеосигнал синхросмеси (а который используют дл  визуализации изображени  на экране устройства 10 (фиг.1).

На фиг.7 изображена структурна  схема видеоконтрольного устройства 10, основанного, например, на применении миниатюрного кинескопа в качестве воспроизвод щего экрана. Видеоконтрольное устройство содержит согласующий усилитель 46, отклон ющую систему 47, миниатюрный кинескоп 48, задающий генератор 49 сигналов кадровой развертки, усилитель 50 сигналов кадровой развертки, зада

912

ющий генератор 51 сигналов строчной развертки, усилитель 52 сигналов строчной развертки, высоковольтный выпр митель 53. На фиг.8 показаны: эпюра g сигналов кадровой развертки, эпюра е сигналов строчной развертки.

ВидеоЬигналы .синхросмеси с трубки 7 подают на вход усилител  46, с помщью которого производ т их усиление, а также регулировку уровней черного и белого дл  воспроизводимого на экрне кинескопа 48 изображени  в соотвествии с калибровкой параметров экспозиции фотопленки 4. Синхросигналы подключают соответственно к задающим генераторам 49 и 51, в которых формируютс  сигналы строчной и кадровой разверток. После усилени  в усилител х 30 и 52 эти сигналы (эпюры g и е на фиг.8) подают на отклон ющую систему 47, с помощью которой создают растр изображени  объекта на экране кинескопа 48, Дл  питани  анодной цепи кинескопа 48 примен ют высоковольтный выпр митель 53, детектирующий сигналы строчной развертки.

В результате совместной работы телевизионной трубки 7 и видеоконтрольного устройства 10 создаетс  сквозной тракт визировани  фотоаппарата , которьш обеспечивает индикацию и автоматизацию съемочного процесса путем электронной обработки сюжета изображени .

Электронна  обработка сигнала, снимаемого с выходов телевизионной трубки 7, производитс  следующим образом .

Матрица 6 (многоэлементный формирователь видеосигнала) в трубке 7 имеет определенную пространственную структуру расположени  светочувстви- тельньк  чеек., т.е. дискретный набор пространственных фильтров В направлении развертки строки (по горизонтали ) полоса пространственных частот разложени  изображени  лежит в

fмин до f где f.. . и f- соответ

пределах от д.„ R/2L, где f .. . „ ственно минимальна  и максимальна  пространственные частоты фильтрации изображени ; L - длина строки (горизонтальный размер изображений Б и Е на фиг.З); R - количество  чеек горизонтального разложени  изображени  . С помощью матрицы 6, работак цей S телевизионном режиме развертки, осуществл ют пространствен,но-времен

10

5

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ное преобразование изображений в видеосигнал . Его подают на вход (а) формировател  11 (фиг.1), в котором производ т дискретно-временное дифференцирование , т.е. формируют видео- сиг-нал, эквивалентный оконтуренному изображению. В результате такого преобразовани  вьздел ют только верхние пространственные частоты в спектрах анализируемых изображений, которые практически не завис т от изменений средней освещенности в них. Таким образом , подавл ют низкие пространственные частоты, чем обеспечивают уверенную работу тракта фокусировки независимо от средних световых условий фотосъемки. Верхние пространственные частоты характеризуют резкость в изображени х, т.е. градиент освещенности, который не зависит от контраста в структуре изображений.

На фиг.9 показана структурна  схема формировател  11 видеосигнала, эквивалентного оконтуренному изображению . Формирователь содержит инвертор 54, триггер 55 со счетным входом, логические элементы 2И 56-58, аналоговые ключи 59-62, аналоговую пам ть 63-66, (Лапример емкость, дифференциальные усилители 67 и 68, компаратор 69.

На фиг.10 изображены эпюры сигналов в наиболее важных точках схемы на фиг.9. На фиг.10 прин ты следующие обозначени : эпюра эк видеосигнала строки одного из изображений Е или В (фиг.За); эпюра g сигнала на пр мом выходе триггера 55; импульсы w управлени  ключом 59; импульсы к управлени  ключом 60J эшора л сигнала на выходе элемента 63 пам ти; эпюра м сигнала на выходе элемента 64 пам ти; эпюра н выходного сигнала усилител  68j эпюра U, выходного сигнала компаратора 69; эпюра о дискретизированного видеосигнала, эквивалентного оконтуренному изображению.

Из импульсов горизонтального разложени  изображени , подаваемых на вход (г) формировател  11 (фиг.1) при помощи элементов схемы 54-57, образуют импульсы (и) и (к) на фиг.10 дл  поочередного замыкани  аналоговых ключей 59 и 60. При такой работе ключей 59 и 60 в элементе 63 пам ти поочередно последовательно запоминают амплитудные значени  видеосигнала от нечетных  чеек матрицы 6, а в злемен1112

те 64 пам ти - значени  видеосигнала от четных  чеек матрицы 6., На фиг. 10 показаны примеры эпюры видеосигнала строки одного из изображений Б или В (фиг.З) (лс) и сигналы на выходах эле ментов 63 и 64 соответственно (л) и (м). Дифференциальный усилитель 67 осуществл ет вычитание уровней сигналов , хран щихс  в элементах пам ти

Блоки схемы 61, 62, 65, 66 и 68 про- извод т последовательное вычитание ,из уровн  видеосигнала каждой последующей  чейки матрицы 6 уровень видесигнала ближайшей предьздущей  чейки матрицы 6. Полученный видеосигнал (н), соответствующий оконтуренным изображени м Б и В (фиг.З), затем подают на компаратор 69 (фиг.9), в котром уровень видеосигнала каждой

 чейки матрицы 6 сравнивают с установленным уровнем сигнала .„„ . Значение

20

анализируемых строк. Путем сравнени  суммарной длительности видеоимпульсов в строках изображени  Б с суммар ной длительностью видеоимпульсов в сопр женных (тождественных) строках изображени  В производ т анализ пози ционного положени  фокальной плоскос ти изображени  объекта (плоскости его резкого изображени ) вдоль оптической оси по отношению к плоскости А фокусировки (фиг.1). Равенство ука занных суммарных длительностей видео импульсов означает, что изображение объекта точно фокусировано в плоскость А, а в област х матрицы 6 Б и В - в равной степени немного расфоку сировано. Таким же образом можно сравнивать, например, суммарные длительности видеоимпульсов в отдельных выбранных сопр женных строках в изоб ражени х Б и В . При помощи элемента 58 схемы (фиг.9) осуществл ют дискре тизацию видеоимпульсов, т.е. преобра

пор

сигнала и„р соответствует минимальному контрасту в изображени х, который

анализируетс  матрицей 6 между сосед-25эуют их длительность в эквивалентное

ними  чейками. В результате сравнени количество импульсов Z и Z, наприуказанных уровней на выходе компарато-мер, дл  каждой строки анализируемых

ра 69 формируетс  нормированный видео-изображений. Эпюра (о) дискретизиросигнал (ц), представл ющий собой ка-ванного сигнала показана на фигПО.

либрованнные по амплитуде и одной по-,„В таком виде видеосигнал подают на

вход (5) формировател  12 (фиг.1), на входы (S) и (fe) которого соответственно поступают импульсы синхронизации строк и кадров.

л рности видеоимпульсы, длительность- которых в пределах длительности строк (т строки) мен етс  в зависимости от прот женности перепада освещенности в изображении. Дл  опреде- ленного минимального порогового контраста и выше в изображени х суммарна  прот женность перепадов освещенности эквивалентно характеризует ширину их пространственных спектров в рабочей полосе частот от f ц до f. Резкому изображению, в котором суммарна  прот женность перепадов освещенности при определенном контрасте экстремально минимальна, соответствует предельно максимальна  ширина его пространственного спектра. И наоборот , нерезкому (размытому) изображению , в котором суммарна  прот женность перепадов освещенности при том же контрасте больше экстремально минимальной, соответствует меньша  ширина его пространственного спектра Суммарна  прот женность перепадов ос

вещенности в изображени х на матрице re из Z ,, которое также уравнивает коли6 в пределах горизонтального размера строк эквивалентна (адекватна) суммарной длительности видеоимпульсов (ц) (фиг.10) в пределах длительности

чества рабочих импульсов в сравниваемых строках в положении объектива 1, когда изображение объекта точно фокусировано в плоскость А . Кроме того.

12

5

s

0

анализируемых строк. Путем сравнени  суммарной длительности видеоимпульсов в строках изображени  Б с суммарной длительностью видеоимпульсов в сопр женных (тождественных) строках изображени  В производ т анализ позиционного положени  фокальной плоскости изображени  объекта (плоскости его резкого изображени ) вдоль оптической оси по отношению к плоскости А фокусировки (фиг.1). Равенство указанных суммарных длительностей видеоимпульсов означает, что изображение объекта точно фокусировано в плоскость А, а в област х матрицы 6 Б и В - в равной степени немного расфокусировано . Таким же образом можно сравнивать, например, суммарные длительности видеоимпульсов в отдельных выбранных сопр женных строках в изображени х Б и В . При помощи элемента 58 схемы (фиг.9) осуществл ют дискретизацию видеоимпульсов, т.е. преобра

вход (5) формировател  12 (фиг.1), на входы (S) и (fe) которого соответственно поступают импульсы синхронизации строк и кадров.

Структурна  схема формировател  сигналов фокусировки показана на

фиг.11, который содержит счетчики 70- 73 импульсов, расширители 74-75 им-. пульсов, логические элементы 2И 76 и 77, вычислитель 78 W , Z , где W - количество рабочих импульсов в строке Б изображени  (количество светочувствительных  чеек в строке матрицы); Z, - минимальное число, вычитаемое из Z , которое уравнивает количества рабочих импульсов в сравниваемых строках в положении объектива , когда изображение объекта точно фокусировано в плоскость А; вычисли - тель 79 W 2 Z - Z , где W,,- коли- чество рабочих импульсов в строке В изображени  (количество светочув- ствительньпс  чеек в строке матрицы); Z - минимальное число, вычитаемое

из Z ,, которое также уравнивает колииз Z ,, которое также уравнивает количества рабочих импульсов в сравниваемых строках в положении объектива 1, когда изображение объекта точно фокусировано в плоскость А . Кроме того.

на че 1теже обозначены: цифровой компаратор 80, RS-триггера 81-84, С - сигнал, отображающий соотношение W - - W (у О, II - сигнал, отображаюпщй соотношение W - W OJ Р - сигнал, отображающий соотношение W - W v 0.

На фиг.12 изображены эпюры сигнаов в наиболее важных точках схемы на фиг.11, где Т - эпюра сигнала на пр мом выходе RS-триггера 81; У - эпюра сигнала на пр мом выходе RS-триггера 82; Ф - эпюра сигнала на пр мом выходе RS-триггера 83,Х - эпюра сигнала на пр мом выходе RS-триггера 84.

Формирователь 12 (фиг.1) в тракте фокусировки фотоаппарата осуществл ет выделение, например, отдельных анализируемых строк в изображени х 6 и & (фиг.З) и сравнение между ними в цифровом виде суммарных длительностей видеоимпульсов строк. Сигналы (с), (п), (р), .отображающие результат такого сравнени , подают на индикатор 13 фокусировки.

На выходе каждого счетчика 70 и 71 образуетс  импульс, если текущее количество счетных импульсов строчной синхронизации за врем  развертки кадра.изображени  будет равно соответственно числу N или NJ, т.е. номеру выбранной строки, которьй определ ют в зависимости от местоположени  анализируемых изображений на све- „ности импульса синхронизации строк.

точувствительнрй области 21 матрицыИмпульсы сброса исключают вли ние

6. Установку чисел N и N в счет 1иках

производ т заранее. Импульс с выхода

счетчика 70 подают на В-входы RS- триг ,геров 81 и 83, а импульс с выхода - Qоконтуренному изображению, на резульсчетчика 71 - на 8-входы RS-тригге-тат суммировани  импульсов Z или

ров 82 и 84. Эти импульсы устанав-Z. На выходах счетчиков 72 и 73 форливают на выходах названных RS-триг-мируют кодированные в двоичном коде

геров высокие уровни сигналов. Высо-числа Z, и Z .

кий уровень сигнала на выходе 81 5 процессе настройки тракта фокусировки необходимо производить уравнивание числа рабочих  чеек матрицы

нестабильного переходного всплеска сигнала в начале процесса формировани  видеосигнала, эквивалентного

(эпюра Т) останавливает процесс счета импульсов в счетчике 70, а на выходе триггера 82 (эшора У) - в счетчике 71. Дл  возобновлени  счета им6 в сравниваемых строках. Дл  этой цели служат элементы схемы 78 и 79

пульсов в счетчиках в течение развер-5о которые выполн ют операции тки следующего кадра изображени  с вычислени  W Z, и У Z j- ,

в результате чего уравнивают числа

W и Wj в положении объектива, когда изображение объекта точно фокусировацелью периодической выборки строк на объединенные R-входы RS-триггеров 81 и 82 подают импульсы кадровой синхронизации , которые устанавливают на но в плоскость А (фиг.1). Сравнение их выходах низкие уровни сигналов. чисел W, и W. производ т с помощью Высокий уровень сигнала на выходе 83 цифрового компаратора 80, выходные (эпюра Ф) разрешает прохождение ви- сигналы которого, отображающие соот- деосигнала (Э) через логический/эле- ношение Wg, управл ют работой

O

5

мент 76 на счетный вход счетчика 72, а на выходе 84 (эпюра X) - через логический элемент 77 на счетный вход счетчика 73. Названные логические элементы в данной схеме используют в качестве ключевых узлов дл  поочередной подачи дискретизированного видеосигнала на счетчики 72 и 73. Установку исходного низкого уровн  сигнала на выходах RS-триггеров 83 и 84, который запрещает прохождение видеосигнала (Э) через элементы 76 и 77, производ т подачей на объединенные R - входы импульсов строчной синхронизации . Таким образом, с помощью элементов схемы 70, 81 и 83 образуют сигнал (Ф), который выдел ет строку N в изображении Б , а с помощью элементов схемы 71, 82 и 84 - сигнал (X) , который выдел ет строку Nj в изображении В. Счет импульсов Z в счетчике 72 осуществл ют по окончании действи  импульса сброса, посту- 5 пающего от расширител  74 импульсов. Аналогично счет импульсов Z в счетчике 73 осуществл ют по окончании действи  импульса сброса, поступающего от расширител  75 импульсов. На входы расширителей 74 и- 75 импульсов подают импульсы соответственно с выходов счетчиков 70 и 71. Длительность импульсов сброса равна длительности строки, котора  больше длитель0

0

Импульсы сброса исключают вли ние

нестабильного переходного всплеска сигнала в начале процесса формировани  видеосигнала, эквивалентного

6 в сравниваемых строках. Дл  этой цели служат элементы схемы 78 и 79

W и Wj в положении объектива, когда изображение объекта точно фокусировано в плоскость А (фиг.1). Сравнение чисел W, и W. производ т с помощью цифрового компаратора 80, выходные сигналы которого, отображающие соот- ношение Wg, управл ют работой

индикатора 13 фокусировки (фиг. 1). С целью уменьшени  токопотреблени  индикатором 13 фокусировки, сигналы (с), (п) и (р) стробируют импульсами кадровой синхронизации. При точной фокусировке изображени  объекта в плоскость Л (фиг.1) только на выходе (п) образуютс  импульсы, аналогичные импульсам кадровой синхронизации. При неточной фокусировке изображени  объекта в плоскость Л такие импульсы по вл ютс  либо на выходе (с), либо на выходе (р). На фиг.12 показаны эпюры сигналов, соответствующих этапам процесса электронной фокусировки изображени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Фотокамера, содержаща  съемочный объектив с управл емой диафрагмой, откидное зеркало, расположенную за ним систему визировани , электромагнитный затвор, кадровое окно, а также соединенный с.блоком формировани  сигналов фокусировки светоизлучающий индикатор фокусировки, св занный с экспонометрическим устройством, выход которого соединен с блоком управлени  электромагнитного затвора, а к входам его подключены блок преобразовани  светочувствительности фотопленки и св занный с управл емой диафрагмой блок преобразовани  значений диафрагмы , соединенный через автономный блок

   16

   5

   0

   5

   0

   5

   управлени  с выходом светоизлучающего индикатора фокусировки, отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества изображени  и производительности , система визировани  выполнена в виде последовательно расположенных фокусирующей линзы, регулируемой диафрагмы с автономным блоком преобразовани  значени  диафрагмы , установленного с возможностью перемещени  перпендикул рно оптической оси узла двоени  изображени , передающей телевизионной трубки, све- точув твительна  площадка которой в виде матрицы на приборах с зар довой св зью сопр жена через фокусирующую линзу с плоскостью фокусировки съемочного объектива, а выходы ее строчной и кадровой синхронизации и видеосигнала кадров изображени  подключены к видеоконтрольному устройству , при этом блок формировани  сигналов фокусировки подключен двум  входами к выходам строчной и кадровой

   синхронизации, а третьим входом - к выходу введенного блока формировани  видеосигнала, один из входов которого соединен с выходом горизонтальной развертки , другой - с выходом видеосигналов кадров изображени  телевизионной трубки, а выход блока преобразовани  значений регулируемой диафрагмы подключен к соответствующему входу экспонометрического устройства .

   гв

   4S

   Фиг.2

   Фиг.7

   в

   J1JJ1J1JU1JJU1JU1JLI1JU--J1J1JU

   е

   Фиг.

   Я9

   63

   Si

   И

   п

     -J

   Uno

   Ui

   Ж г

   ;

   и

   JШJШ пJUlJглJгnл лллJlл„

   ЛJЛJ1JTJ1J1J1JП„ nj- JT A-JIJlJT-JbJlJ lJlJT-JLJbJl JlJlJlJl. „

   л

   fi

   Н

   с О

   J

   -ЯЛЛЛЛЛ

   лшш

   -.JL

   - Ш1ЛЛЛ

   Фаг. /О

   с

   /7

   L I

   tS41 H

   Составитель С.Шигалович Редактор Ю.Середа Техред.В.Кадар Корректор М.Самборска 

   Заказ 384/51 Тираж 421Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений, и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

   -C±J

   ГПТ

   I I

   -111