Способ визуальной фокусировки объектива и устройство для его реализации

(9)СОг В/1 ГОСУД А ПО ДЕЛ йЬ.-ажешя относит льцо произ кусировку из плоскости на лучшеи устацовк но, расфокусцро аблюдают послед угим с частото анць еватель 8 Гц,дят симметриизображения кий но одно за д а фокусировк сутствии изм даелих изобр омьппИ ФОКУСИРОВКИ О ДЛЯ ЕГО РЕА фокусисъемки, о оценирасфокуплоскост торо ированные по илучше шения т ННЫЙ НОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ 517192/18-О1.1 г.8 г(54) СПОСОБ ВИЗУАЛЬНООБЪЕКТИВА И УСТРОЙСТВЛИЗАЦИИ,(57) 1, Способ визуальной ровки объектива на объект при котором последователь вают изображения объекта,установки, о т л и ч.а ютем, что, с целью повыности фокусировки, расфозаканчивают прц отения я ркос тц и аблю 2. Устройство для визуальной фокусировки объектива, содержащее механизм перефокусировки и окуляр с сеткой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точцост фокусировки, перед сеткой окуляра введен обтюратор, выпопнеццый в виде диска с равныля секторами, имеющими разный показател прелол.- леция, причем ось вращения обтюратора смещена о тно сительно оптче с ко оси объектива.Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть применено для фокусировки на объектсъемки высокоразрешающих объективов фотоаппаратов различного назначения, 5 телескопов, коллиматоров и других оптических приборов.Устройство предназначено для компенсации расфокусировки объектива, обусловленной изменением дальности 0 до объекта съемки, оптических параметров объектива при изменении термобарических характеристик окружающей среды, геометрических размеров объектива, его заменой или изменением размеров прибора в целом а также оптических характеристик иллюминатора, оптического люка, отклоняющих зеркал и других оптических элементов, входящих в схему оптического прибора.Известны различные устройства, называемые видеоискателями или дальномерами, используемые для фокусировки объективов любительских камер. Эти устройства позволяют производить фокусировку объектива на объект съемки, но обладают точностью фокусировки:ЬЕ=+0,1 + 0,3 мм, достаточной для оптических приборов с низким качеством изображения (К = 1 О " ЗОТакие устройства не могут быть применены для фокусировки высокоразрешающих оптических систем с дифракционным разрешением, точность 35 фокусировки которых должна быть выше глубины резкости (Ьй = 0,02 - 0,05 мм при относительном отверстииЭ (1У фт 1 о )Известны устройства визуальной фокусировки, обеспечивающее форсировку высокоразрешающего объектива с точностью, превышающей глубину рез кости 1 .45Эти устройства работают в режиме автоколлимации по внутреннему эталону и собственному тест-объективу, что является их недостатком. Кроме того, они работают малой частью зрачка 50 и на пространственных частотах, существенно ниже рабочих.Известны способ и устройство наводки, работающие в режиме фокусиф. ровки на объект и просты в исполне нии. Способ заключается в последовательном предъявлении оператору рас-. фокусированных по обе стороны плоскости наилучшей установки иэображений, Лрн этом о точности фокусировки судят по резкости изображения наматовой поверхности стекляннойпластинки,Реализующее известный способустройство состоит из фокусируемогообъектива, матового стекла, окуляраи исполнительного механизма, устраняющего дефокусировку 2.Однако при известном способе фокусировки оператор рассматриваетв плоскости наилучшего изображения,где крутизна функции изменения контраста от величины расфокусировкимала а значит мала и точность фокусировки (дГ = + 0,15 мм)Крометого, устройство имеет большое светорассеяние, что исключает воэможность работы его при малых освещенностях, и в нем практически невозможна наводка на движущиеся изображения, так как оператор не успеваетрассмотреть качество изображения ннайти лучшее,Цель изобретения - повышение точности фокусировки .высокоразрешающегообъектива при работе по объекту.съемки в том числе по движущемусяи малоконтрастному, а также работаустройства полным зрачком объективаи на рабочих пространственных частотах.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу визуальной.фокусировки объектива на объектсъемки, расфокусировку изображения относительно плоскости наилучшейустановки производят симметрично,расфокусированные изображения наблюдают последовательно одно эа другим с частотой 8 Гц, а фокусировкузаканчивают при отсутствии измененияяркости наблюдаемых иэображений.В устройстве для визуальной фокусировки объектива, содержащим механизм перефокусировки и окуляр с сеткой, перед сеткой окуляра введенобтюратор, выполненный в виде дискас равными секторами, имеющими разныйпоказатель преломления, причем осьвращения обтюратора смещена относительно оптической оси объектива.Таким образом; используется глубинное сканирование, усиленное использованием эффекта повышениячувствительности глаза при периодическом световом раздражении.1138311 реимущество использования метода глубиццого сканирования состоит в том, что при предлагаемом способе .фокусировки це анализируется изображение объекта в плоскости наилучшего изображения, где точность визуальной фокусировки, определяемая в основном крутизной функции изменения контраста, мала. Рабочей плоскостью является плоскость, где эта крутизна наиболь шая и точность наводки на резкость макже максимальна.Чувствительность метода повышается вдвое, если анализируются два изображения, расположенные до .и после плоскости наилучшего иэображения.Преимущество используемого эффекта состоит в том, что если глазу поочередно предъявлять расфокусированные иэображения с некоторой частотой, наблюдателю це нужно рассмат- ривать детали изображения для оценки происходящих полупериодных изменений характеристик изображений, разность контрастов (резкость) последователь ных изображений представляется ему в виде биений яркости (мерцаций) исчезающих, если оба изображения становятся одинаково расфокусированныЗОМИ еЭтот эффект, наряду с повышением точности фокусировки, дает возможность работы с быстродвижущимся иэображением. Наилучшим образом указанный эффект используется при З 5 частоте предъявления изображений глазу около 8 Гц.Ца Фиг, 1 показана схема предлагаемого устройства; на Фиг.2 - крутизна функции изменения контраста иэоб ражения; на фиг.3 - график зависимости величины точности фокусировки от частоты вращенияобтюратора; ца фиг.4 - то же, при значениях контраста к = 0,3 и к = 1. 45Перпендикулярно оптической оси вблизи плоскости наилучшего изображе- . ния объектива 1 установлен оптичес" кий обтюратор 2. Он может быть выполнен в виде диска с прозрачным например застекленным, и воздушным секторами, ось вращения которого смещена относительно оптической оси обьектива. Положение плоскостей наилучшего изображения без стекла, 55 со стеклом и плоскость визирования окуляра обозначены соответственно позициями 3-5. В Фокальной плоскости 779 4окуляра 6 глаз 7 оператора рассматривает изображение сетки окуляра 8.Объектив образует изображение Фотографируемого объекта, Юстировкасистем такова, что плоскость визирования окуляра смещена относительноплоскости наилучшего изображенияобъектива на величину ДК , вычисляемую по выражению".=й",)Кгде -- относительное отверстиейобъектива;Н - рабочая частота объекта,лин/мм.При вращении обтюратора, еслирабочее поле зрения объектива перекрывает воздушный сектор, плоскостьнаилучшего изображения объективасохраняется в исходном положенииР. Еслирабочее поле перекрываетзастекленный сектор, плоскость наилучшего изображения объективасмещается пропорционально толщинестекла и его показателю преломления12 д .Таким образом, в плоскости визирования поочередно строятся симметрично расфокусированцые изображенияодного и тоже объекта Если покаким-либо причинам плоскость наилучшего изображения объектива смещаетая относительно первоначальногоположения, симметричность расфокусировки нарушается. При этом в одномположении обтюратора изображениебудет более резким и контрастным,в другом - менее резким и констрастцым.Для компенсации расфокусировкииспользуется исполнительный механизм, имеющий расстояние междуобъективом и плоскостью приемникапо команде оператора.На Фиг,2 наглядно демонстрируется преимущество глубинного сканирования, при котором плоскость анализа характеризуется максимальнойкрутизной Функции изменения контраста изображения.Предлагаемые способ и устройство визуальной фокусировки объектива надежно работают в широком интервале контрастов изображений(К=1-0,3), чувствительность наводкипрактически не зависит от рабочей длины волны и сохраняется в широком диапазоне освещенностеи.138779 ЮРсфюм 1 енид дл ин Корректор Г, Решетникоставитель В.Кар ехред:С.Иигунова ор Р.Цицика Заказ 10684/36 Тираж 526 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д.