Устройство автоматической фокусировки микрообъектива

1 ц 5244 Союз СоветскихоциаэвтическикРеспублик И РЕ ЕТЕЛЬСТВУ ТОР СКОМУ 61) Дополнительное к а ид-ву 1729885 М. Кл. 603(22) Заявлено 27,12.7 кис присоединением з Государственный комит 3) Приоритет ннстров СССР изобретенийткрытнй 3) УДК 535.8(088.8) оллетень1.04.76. Опубликовано Дата опублик по де анця 09.06.7 ания о(54) УСТРОЙСТВО АВТОМА МИ КРООИзобретение относится к области оптико- электронного приборостроения, в частности к фотоэлектрическим устройствам для автоматической фокусировки объективов.Известно устройство автоматической фокусировки на объект съемки с одной модулирующей решеткой в фокальной плоскости объектива, фотоприемником, установленным за ней, и системой обработки полученных сигналов сканирования.Модулированный световой поток преобразуется системой обработки в переменный ток, максимальная амплитуда которого соответствует совмещению плоскости наилучшего изображения объектива с плоскостью модулирующей решетки.Однако такое устройство не чувствительно к знаку рассогласования, предопределяющему направление расфокусировки.Известно также устройство, в котором размещены две модулирующие решетки в плоскости ближе фокальной и в зафокальной. Эти решетки поочередно сканируются. Сигналы с первой и второй решеток равны, когда плоскость наилучшего изображения располагается посередине между плоскостями решеток. При смещении плоскости наилучшего изображения в любую сторону вдоль оптической оси возникает сигнал, воздействующий на исполнительный привод перемещения объектива. Знак расТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКЪЕКТИВА согласования определяется прц помощи фазоцнвертной схемы.Наличие двух модулирующцх решеток и ихвзаимно-относительное размещение определя 5 ют сложность растровой системы как в отношении ее изготовления в случае фокусировкимикрообъективов с малой глубиной резкостии малым линейным полем зрения, так ц точности установки.10 Цель изобретения - определение направления расфокусировкц - знака рассогласованияпри одновременном упрощении растровой системы.Для этого в предлагаемом устройстве моду 15 лирующий элемент выполнен в виде решетки,аналогичной выбранной в качестве тест-объекта растровой решетке, установленной в фокальной плоскости объектива, и размещен вплоскости, соответствующей нулевому конт 20 расту изображения Й-й пространственной частоты тест-объекта при фокусцрованном положении объектива.На фиг. 1 показана принципиальная схемамстроцства автомат ческой фокусировки мцк 25 рообъектива; на фцг. 2 а, б, в, представленыдиаграммы сигналов, поясняющие принципдействия устроцства,Предлагаемое устроет осветитель с конден е 30 тоделительный кубик е 512449а 3,83 30 35 40 шетку 4, зеркало 5, микрообъектив 6, отражающий элемент 7, фотоприемник 8, усилитель 9, фазочувствительный детектор 10, исполнительный механизм 11 и модулятор 12,Растр 2 в виде пространственной решетки установлен в плоскости, сопряженной с плоскостью А предмета (фиг. 1), и освещается осветителем 1. С помощью светоделительного кубика 3, зеркала 5, фокусируемого микро- объектива 6 строится изображение растра в плоскости наведения на отражающем элементе 7. Отраженные от плоскости наведения лучи строят автоколлимационное изображение растра 2 в плоскости А, сопряженной с плоскостью А предмета.Модулирующая решетка 4 размещена в плоскости нулевого контраста на расстоянии Л от плоскости А, которое может быть определено по формуле где а - половина периода решетки;Л - полуапертура объектива.Решетка 4 механически связана с модулятором 12, например, магнитоэлектрического типа с обмоткой для опорного сигнала. Выход фотоприемника соединен с усилителем 9. Фазовый детектор 10 сравнивает сигнал с выхода усилителя 9 с опорным сигналом от мо дулятора, Выход фазового детектора соединен с исполнительным механизмом 11, который перемещает микрообъектив 6.На расстоянии Л от плоскости А автоколлимационного изображения растра 2 контраст изображения равен нулю, т. е. изображение в виде равномерного фона. При колебаниях решетки в направлении, перпендикулярном штрихам растра, световые потоки, прошедшие и фотоприемник за первый и второй полупериоды, равны на выходе фотоприемника и соответственно на выходе исполнительного элемента переменный сигнал равен нулю (фиг. 2, а). 10 15 20 25 При расфокусировках на величину + о, контраст изображения растра в плоскости модулирующей решетки не равен нулю, и световые потоки, проходящие через модулирующую решеткуне равны, вызывая переменный сигнал, сравниваемый с опорным (фиг. 2, б, в).При расфокусировках на величину +о, или - б, в изображении, смещающемся относительно плоскости нулевого контраста, темные и светлые штрихи меняются местами за счет физического явления обращения контраста. Из сравнения сигналов (фиг. 2 б, в) видно, что фаза сигнала по отношению к опорному при дефокусировках + бскачком меняется на л, и полярность управляющего сигнала меняется на противоположную в зависимости от направления расфокусировки.Таким образом, при расфокусировках микрообъектива 6 появляется сигнал, величина которого определяется глубиной, а знак в направлением дефокусировки, Предлагаемая схема устройства, предусматривающая одну модулирующую решетку, определяет упрощенную растровую систему. Формул а изобретен и я Устройство ав гоматической фокусировки микрообъектива, содержащее тест-объект, например растровую решетку, установленную в фокальной плоскости объектива, фотоприемник, размещенный за сканирующим элементом, и систему обработки полученных сигналов сканирования, отличающееся тем, что, с целью определения направления расфокусировки - знака рассогласования при одновременном упрощении растровой системы, модулирующий элемент выполнен в виде решетки, аналогичной тест-объекту, и размещен в плоскости, соответствующей нулевому контрасту изображения й-й пространственной частоты тест-объекта при фокусированном положении объектива.