SU883843A1 - Оптико-электронное устройство дл автоматической фокусировки - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к оптикоэлектронным системам, предназначенным дл  осуществлени  автоматической фокусировки фотоаппаратов, а также дл  целей автоматической фокусировки при сборке.оптических приборов и может найти применение в р де областей, где требуетс  автоматическое измерение дистанций до . объектов произвольной конфигурации. Известно устройство автоматическо фокусировки, которое содержит расположенные последователгно по ходу луча фокусируемый объектив, светоделитель и два фоторезистора, установленных в плоскости, оптически сопр женной с плоскостью кадрового окна Один из фоторезисторов прикрыт рассеивающей пластиной, котора  преп тствует получению на его светочувствительной площадке резкого изоб ражени  . Фоторезисторы включены в мостовую .схему. При перемещений фоку сируемого объектива в плоскости фото резисторов будет измен тьс  только контраст изображени , а следовательн вследствие нелинейности характеристики , и сигнал с открытого фоторезис тора. Так как фотоприемники включены в мостовую ckfeMy, то система измер ет величину контраста изображени  на одном фоторезисторе относительно посто нного дл  данного объекта фон, закрытом рассеивающей пластиной. Максимум сигнала рассогласовани  и будет соответствовать положению наиболее резкого изображени  в плоскости кадрового окна. При осуществлении фокусировки на регул рный объект перераспределение освещенности на чувствительной площадке происходит, как правило, на ее небольшом участке Позтому величина полезного сигнала оказываетс  незначительной по отношению к величине посто нной составл ющей всего выходного сигнала, что обусловливает малое отношение сигнал/шум и следовательно, низкую точность фокусировки. К недостаткам этой систе1 и следует отнести также недостаточный диапазон освещенностей, в которых система оказываетс  рабо- тоспособной. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  удтройство дл  автоматической фокусировки , содержащее фокусировочный объектив, светоделительный элемент, фотоприемники, расположенные в образованных светоделительным элементом

оптических каналах со смещением относительно фокальной плоскости фокусируемого объектива в противоположных направлени х на одинаковую величину , и схему обработки сигнала Г2Л.

Однако устройство не может обеспечить требуемой точности фокусировк вследствие вли ни  неидентичности световых характеристик фотоприемников , размеров их светочувствительных площадок, а также неточного расположени  фотоприемников относительно оптической оси. Последние требовани  обусловлены тем, что в сфокусированной системе необходимо получить на снеточувствительных площадках распределение освещенностей. Нарушение этого требовани  ведет к по влению ложного сигнала.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности автоматической фокусировки .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве автоматической фокусировки в качестве фотоприемников применены приборы с переносом зар да , а схема обработки сигнала выполнена в виде генератора, тактовых импульсов , соединенного с приборами с переносом зар да, детекторов экстремального значени , и сравнивающего устройства, при этом выход каждого из приборов с переносом зар да подключён ко входу соответствующего детектора экстремального значени , а выход каждого из детекторов экстремального значени  соединен с соответствующим входом сравнивающего устройства .

В отличие от интегральных резисторных фотоприемников приборы с переносом зар да осуществл ют преобразование пространственного распределени  велич |ны освещенности во временную последовательность электрическог сигнала. Указанное преобразование выполн етс  с высоким пространственным разрешением. В результате независимого считывани  оптической информации с каждого элемента прибора с переносом зар да удаетс  получить высокое значение отношени  сигнал/шу что обеспечивает большую точность фокусировки и большой динамический диапазон рабочих освещенностей. Кроме того, следует отметить высокую пороговую чувствительность приборов с переносом зар да, достиганадую 35 фотоэлектронов при комнатной температуре .

Дискретность выходного сигнала прибора с переносом з.ар да позвол ет лекго производить последовательную обработку получаемой информации, в данном случае определение экстремального значени  сигнала/ соответствующего аа боП&е освещенному элементу изображени . Независимое считывание оптической информации делает

систему некритичной к геометрическом положению светочувствительных областей приборов с переносом зар да относительно оптической оси объектива.

На фиг.1 представлена структурна  схема устройства) на фиг.2 изображен фокусировочные кривые, соответствующие каждому из оптических каналов и иллюстрирующие зависимости величины сигналов выходах .детекторов экстремального значени  от значени  дефокусировки X начало координат соответствует положению фокальной плоскости.

Излучение от объекта, на который осуществл етс  фокусировка/ проходит Объектив 1, светоделитель 2 и в образованных светоделителем 2 оптических каналах попадает на светочувствительные поверхности приборов 3 с переносом зар да, которые запитываютс  от генератора 4 тактовых импульсов . Выходы приборов 3 с переносом зар да подключены к соответствующим входам детекторов 5 экстремального значени , сигналы с которых поступаю на устройство 6 сравнени . Приборы с переносом зар да в каналах смещены вдоль оптической оси из фокальной плоскости объектива в противоположны направлени х на одинаковую величину таким образом, чтобы положение фокальной плоскости cooTBeTCTBOBajio линейным участкам фокусировочных кривых 7 и 8.

Устройство работает следующим образом .

При отсутствии дефокусировки изображени  объектов на приборах с перенсом зар да имеют одинаковый ра:-1мытый характер и характеризуютс  одинаковым значением максимальной освещенности в ее распределении по гшементам . Дефокусировка объектива 1 приводит к увеличению уровн  pci3мытости и, следовательно, к уменьшению максимального значени  освещенности в одном оптическом канале и к уменьшению размытости в другом. , Этот эффект сопровождаетс  уменьшением значени  сигнала на выходе одного из детекторов 5 экстремального значени  и увеличением сигнала на выходе другого детектора экстремального значени . Таким образом, сигнал на выходе сравнивающего устройства 6 характеризует наличие дефокусировки и может быть использован как дл  ее измерени  (в случае стендовой: фокусировки при выполнении юстировочных операций) , так и дл  ее устр анени .

Предлагаемое устройство дл  5.втоматической фокусировки обладает по сравнению сизвестными устройствами более высокой чувствительностью к дефокусировке и точностной надежностью , более широким диапазоном ра.бочих освещенностей, а также более

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Оптико-электронное устройство для автоматической фокусировки, содержащее фокусируемый ббъектив, светоделительный элемент, фотоприемники, расположенные в образованных светоделительным элементом оптических каналах со смещением относительно фокальной плоскости фокусируемого объектива в противоположных направлениях на одинаковую величину, и схему обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фокусировки, в качестве фотоприемников применены приборы с переносом заряда, а схема обработки сигнала выполнена в виде генератора тактовых импульсов, соединенного с приборами с переносом 5 заряда, детекторов экстремального значения и сравнивающего устройства при этом выход каждого из приборов с переносом заряда подключен ко входу . соответствующего детектора экстремального значения, а выход каждого из детекторов экстремального значения соединен с соответствующим входом сравнивающего устройства.