Устройство регулировки осветительно-проекционных систем

(н)5 6 02 В 7/00 ЗОБРЕТЕН Я ЛИСА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1422203, кл. 6 02 В 7/00, 1986,(57) Изобретение относится к светотехническим измерениям и может быть использовано для регулировки и юстировки кино- ифотоаппаратуры, а также для настройки,калибровки и аттестации оптической контрольно-измерительной аппаратуры. Устройство содержит волоконный световод,Изобретение относится к светотехническим измерениям, и может быть использовано для регулировки и юстировки кино- и фотоаппаратуры, а также для настройки, калибровки и аттестации оптической контрольно-измерительной аппаратуры.Целью изобретения является повышениеточности регулировки и пОвышение оперативности процесса регулировки.На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 - светоприемник; на фиг.3 - схема блока индикации; на фиг.4 - блок-схема алгоритма работы.Устройство регулировки осветительнопроекционных систем содержит корпус 1 (на фиг.1 показан контурной линией), внутри которого закреплен объектив 2 со светоприемником 3. Светоприемник 3 содержит светоделительный элемент 4, выполненный в Ы 1580307 А 1 входные торцы которого образуют измерительное поле, а выходные закреплены по окружности, подвижный диск с закрепленным фотодиодом, совершающим механическое сканир.ование выходных торцов световода, а также усилитель, АЦП, ЗВМ и устройство индикации. осуществляющих обработку сигнала и его отображение, За счет использования единственного фотодиода достигается высокая точность юстировки, поскольку .старение элемента и температурный выбег не сказываются на работе устройства, использованное в блоке индикации светодиодное панно. отображающее минимум освещенности позволяет повысить оперативность процесса регулировки, 1 з.п. ф-лы, 4 ил. виде полупрозрачнои пластины, установленной под углом 45 к оптической оси, В фокальной плоскости объектива 2 со стороны отражающей поверхности светоделительного элемента 4 закреплены в пластине 5 входные торцы волокон световода 6, а с противоположной стороны поверхности светоделительного элемента 4 закреплен фотоэлемент 7. Выходные торцы световода 6 закреплены во втулке 8 по окружности диаметром д, уста тоеаенныи на диаметре )и Д фотодиод 9 жесгкозакреплен в цанговом а зажиме 10 (фиг.2 установленном на выполненном с воэмомностью вращения на диске 11, при этом диаметр фотодиода 9 не превышает шага размещения выходных торцов световода 6, диск 11 кинематически связан с электроприводом 12, а цанговый зажим 10 - с корпусом 1 посредством пружины 13.5 10 20 35 40 45 50 Выходы фотоэлемента 7 и фотодиода 9 подключены соответственно к первому и второму входам аналогового коммутатора 14.Аналоговый коммутатор 14 представляет собой двухканальный коммутатор аналоговых сигналов. Вход управления аналогового коммутатора 14 подключен к второму выходу регистра 15 адреса. Выход аналогового коммутатора 14 соединен с входом усилителя 16 постоянного тока, выход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора 17. На инвертирующий вход компаратора 17 подано опорное напряжение ОопВыход усилителя 16 соединен также с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя 18, к входу выбора режима (преобразование или гашение) работы которого подключен первый выход регистра 15. Выход готовности данных аналого-цифрового преобразователя 18 подключен к тестируемому входу микроЭВМ 19. Выходы данных аналого-цифрового преобразователя 18 соединены с входной шиной ми- кроЭВМ 19. Выход готовности аналогоцифрового преобразователя 18 подключен к тестируемому входу (к входу прерывания) микроЭВМ 19 через инвертор 20. Выход компэратора 17 подключен к тестируемому входу счетчика внешних событий микро- ЭВМ 19. К входу начальной установки мик- роЭВМ 19 подключен выход датчика 21 начального положения,Первая выходная шина микроЭВМ 19 соединена с входной шиной регистра 15, вход стробирования которого подключен к выходу фиксации адреса микроЭВМ 19. Третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы регистра 15 подключены к второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам блока 22 индикации, к первому входу которого подключен выход стробирования записи микроЭВМ 19, выходные его шины подключены к соответствующим входным шинам блока 22 индикации,Блок 22 индикации (фиг,3) содержит три многоразрядных знаковых индикатора 23 - 25, в качестве которого можно использовать семисегментные светодиодные индикаторы. Входы индикаторов 23 - 25 подключены соответственно к выходам дешифраторов 26 - 28 двоично-десятичного кода в код для знаковых индикаторов, Каждый из дешифраторов 26-28 может быть выполнен в виде набора микросхем для преобразования двоичного кода одной десятичной цифры в код для индикатора,Входы дешифраторов 26 - 28 подключены к выходам регистров 29-31 соответственно. Количество разрядов последних определено разрядностью соответствующего знакового индикатора. Выходы регистров 32 и 33 подключены к входам двоично-десятичных дешифраторов 34 и 35 соответственно. К входу разрешения дешифратора 35 подключен генератор 36 импульсов, Выходы дешифраторов 34 и 35 поразрядно соединены и подключены к соответствующим светодиодам 37 (37, 37, , 37"). Количество разрядов дешифраторов 34 и 35 и количество светодиодов 37 равноколияеству волокон световода 6. Если числоволокон не более 16, каждый из дешифраторов 34 и 35 можно выполнить на микросхеме155 ИД 3, выходы которых через повторители с открытым коллектором соединены иподключены к светодиодам 37, Первыевходные информационные шины регистров 29 - 33 соединены с первой входной шиной блока 22 индикации, э вторые их входные информационные шины - с второй шиной блока 22 индикации.Первые входы элементов 2 ИЛИ-НЕ 38 - 42 соединены,с первым входом блока 22 индикации, вторые их входы подключены соответственно к второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам блока 22индикации, а их выходы - к входам стробирования регистров 29 - 33 соответственно.Датчик 21 начального положения (фиг.2)выполнен в виде светодиода 43 и фотодиодэ44, установленных соосно и перпендикулярно плоскости диска 11, в котором выполнено отверстие, при этом ось светодиода 43 и фотодиода 44 совпадает с осью отверстия и располокена в промежутке между волокнами световода б в плоскости пластины 5.Устройство работает следующим образом.Световой поток от объекта наблюденияфиксируется объективом 2 в его фокальной плоскости, совпадающей с внутренней поверхностью пластины 5, Информация об освещенности локальных участков в фокальной плоскости волокнами световода б передается на фотодиод 9, одновременно световой поток обьектива 2, проходя через светоделительный элемент 4, подается на фотоэлемент 7, передающий информацию о суммарном световом потоке, При запуске электропривода 12 фотодиод 9, сканируя поторцам волокон, формирует импульсы, пропорциональные освещенности соответствующих локальных участков фокальной плоскости.(4),40 45 50 55 Напряжение с фотоэлемента 7 и фото- диода 9 поступает соответственно на первый и второй входы аналогового коммутатора 14,Обработка сигналов, поступающих на входы коммутатора 14, происходит следующим образом. Сначала измеряются сигна лы, характеризующие освещенность отдельных точек фокальной плоскости объектива 2, т.е, измеряются сигналы, снимаемые с фотодиода 9 в процессе его вращения, После того как измерена освещенность во всех требуемых точках, измеряется общий световой поток объектива.Затем проводят необходимые вычисления и на индикацию выводят: величину, характеризующую суммарный световой поток от объектива наблюдения (коллиматора); неравномерность. освещенности светового потока, определяемую по формулеЕмакс-Емин где Емакс и Емин - соответственно максимальное и минимальное значенияосвещенности локальных участков фокальной плоскости объектива 2; величину, характеризующую контраст изображения от объекта наблюдения, определяемую по формуле(2)так как ЭДС, вырабатываемую фотоэлементом 7 и фотодиодом 9, пропорционалйным освещенности соответствующих участков, иэ выражений (1) и (2) можно представить через ЭДС, вырабатываемую на фотодиоде 9, в следующем виде где Омакс и Омин - соответственно значениянапряжений, снимаемых с фотодиода 9 вточках с Максимальной и минималйнОй освещенностями.В алгоритме работы устройства (фиг,4) цикл обработки начинается с выдачи сигнала сброса датчиком 21 начального положения, который должен быть установлен так, чтобы он выдавал сигнал сброса на микроЭВМ 19 при отсутствии полезного сигнала и после выдачи информации на индикаторы. Сигнал сброса устанавливает счетчик команд микроЭВМ 19 в "0" и запрещает обработку прерываний.Подключение фотодиода 9 к усилителю 16 и перевод аналого-цифрового преобразователя 18 в режим гашения производится соответствующей установкой второго и первого разрядов регистра 15 адреса. Установка требуемых значений разрядовпроизводится выдачей соответствующегоадреса по первой выходной шине микро 5 ЭВМ 19, которые записываются в регистр15 по сигналу фиксации адреса. Этот сигнал появляется на выходе фиксации адреса микроЭВМ 19 при выдаче адреса попервой выходной шине. В счетчик внешних10 событий микроЭВМ 19 заносится число, определяемое количеством контролируемых локальных участков.В ячейки памяти микроЭВМ 19, в которых должка храниться информация об. осве 15 щенности в контролируемых точках,. заносится "0",Наличие полезного сигнала контролируется по уровню сигнала на тестируемомвходе счетчика внешних событий микро 20 ЭВМ 19. При появлении полезного сигнала(когда фотодиод 9 пересекает световой поток одного из волокон световодов 6) выходкомпаратора 17 переходит в состояние логической единицы,Величина напряжения Оо выбирается25 такой, чтобы компаратор 17 не срабатывалпри отсутствии полезного сигнала.Перевод аналого-цифрового преобразователя 18 в режим преобразования производится соответствующей установкой30 второго разряда регистра 15. После окончания измерения и при готовности данных аналого-цифровой преобразователь 18 устанавливает на тестируемом входе микро- ЭВМ 19 уровень логического "0",МикроЭВМ 19 считывает данные с выходной шины аналого-цифрового преобразователя 18. Если измеренное значение больше того, которое записано в ячейку памяти, где должно находиться число, характеризующее освещенность в данной точке,то оно переписывается в указанную ячейку. Перевод аналого-цифрового преобразователя 18 в режим гашения производится соответствующей установкой первого разряда регистра 15.Наличие полезного сигнала контролируется по уровню сигнала на тестируемом входе счетчика внешних событий микро- ЭВМ 19. Переход выхода компаратора 17 из состояния логической "1" в логический "0", изменяет на единицу содержимое счетчика внешних событий микроЭВМ 19.Триггер флага счетчика внешних собь- тий микроЭВМ 19 устанавливается в единицу при перевыполнении счетчика внешних событий, Переполнение счетчика произойдет после измерения освещенности вовсех контролируемых точках. Проверяя состояние триггера флага счетчика, можно определить все ли измерения проведены.Подключение фотоэлемента 7 к усилителю 16 и перевод аналого-цифрового преобразователя 18 в режим преобразования производится соответствующей установкой второго и первого разрядов регистра 15 соответственно.Так как уровни сигналов от фотоэлемента 7 и фотодиода 9 могут значительно отличаться, то возможно выполнение усилителя 16 с переключаемым коэффициентом усиления. При этом коэффициент усиления должен переключаться тем же сигналом, что и аналоговый коммутатор 14.Момент готовности данных определяется по состоянию тестируемого входа микро- ЭВМ 19.При сравнении величин освещенности, измеренных в разных точках фокальной плоскости, определяются максимальное и минимальное значения освещенности и номера волокон световода 6, соответствующее этим значениям. Определение неравномерности освещенности и контраста производится в соответствии с формулами (3) и (4). Эти значения и значение светового потока выдаются на входные шины блока 22 индикации в двоично-десятичном коде, а номера волокон световода 6 - в двоичном коде.Для вывода информации на индикаторы устанавливается "0" в третьем разряде регистра 15 адреса. После этого на выходных шинах микроЭВМ 19 выставляется двоичнодесятичный код числа, характеризующего суммарный световой поток. По сигналу записи во внешнее устройство на соответствующем выходе микроЭВМ 19 (которым сопровождается выдача данных из микро- ЭВМ 19) на выходе элемента 2 ИЛИ-НЕ 38 возникает положительный перепад .сигнала, который стробирует запись информации в регистр 29, Аналогично производится запись информации о неравномерности освещенности и контрасте, а также номеров волокон световода 6, соответствующих участкам с максимальной и минимальной освещенностью, в регистры 30 - 33 соответственно. Для этого "0" соответственно устанавливается в четвертом, пятом, шестом и седьмом разрядах регистра 15.Информация, записанная в регистры 29 - .31, преобразуется в код для знаковых индикаторов дешифраторов 26 - 28 соответственно и. отображавтся на знаковых индикаторах 23 - 25.На входную шину дешифратора 34 поступает номер того волокна световода 6, 10 ветствующий светодиод 37 мигает. Частота 20 25 30 35 Ф 40 45 50 55 которое соответствует локальному участку максимальной освещенности. Активизируется соответствующий выход дешифратора 34 и загорается соответствующий световод 37. Аналогично с помощью дешифратора 35 осуществляется индикация номера локального участка минимальной освещенности, Работа дешифратора 35 периодически запрещается генератором 36, поэтому соотгенератора выбирается в пределах 10 - 30 Гц.Для удобства работы оператора при регулировке неравномерности освещенности светодиоды 37; размещенные на лицевой панели устройства, закреплены в геометрическом соответствии с входными торцами .световода 6,Выполнение алгоритма, представленного на фиг.4, обеспечивается программой,записанной в память команд микроЭВМ 19,Формула изобретения 1, Устройство регулировки осветитель- но-проекционных систем, содержащее объектив, фотоэлемент, фотодиод, аналоговый коммутатор, усилитель постоянного тока, аналого-цифровой преобразователь, регистр адреса, микроЭВМ и блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулировки, в него введены светоделительный элемент, пластина, установленная в фокальной плоскости объектива с закрепленными в ней входными торцами волокон световода. выходные торцы которого закреплены во втулке по окружности, вращающийся диск с цанговым зажимом, в котором закреплен фотодиод, оптически связанный с выходными торцами световода, датчик начального положения, компаратор и инвертор, при этом аналоговый коммутатор, усилитель постоянного тока и аналого-цифровой преобразователь соединены последовательно, выход усилителя постоянного тока подключен к неинвертирующему входу компаратора, инвертирующий вход которого соединен с шиной источника опорного напряжения, а выход"компаратора подключен к первому входу микроЭВМ, первый выход аналогоцифрового преобразователя через инвертор подключен к второму входу микроЭВМ, выход датчика начального положения соединен с третьим входом микроЭВМ, вход стробирования регистра адреса соединен с первым выходом микроЭВМ, первый выход регистра адреса соединен с другим входом аналого-цифрового преобразователя, первый вход аналогового коммутатора подключен к фотодиоду, а второй - к фотоэлементу, 1580307 10второй выход регистра адреса подключен к управляющему входу аналогового коммутатора, выходы данных аналого-цифрового преобразователя соединены с входной шиной микроЭВМ, первая выходная шина ко торой соединена с входной шиной регистра адреса и первой входной шиной блока индикации, вторая выходная шина - с второй ВхОДнОЙ шинОЙ блока инДикации, а второЙ выход микроЭВМ и третий, четвертый, пя тый, шестой, седьмой выходы регистра адреса соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шес-, тым входами блока индикации.152. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения оперативности процесса регулировки, блок индикации выполнен в виде пяти регистров, пяти элементов 2 ИЛИ-КЕ, трех дешифраторов 20 двоично-десятичного кода в код для знаковых индикаторов, двух двоично-десятичных дешифраторов, генератора импульсов, трех знаковых индикаторов и светодиодов, причем первая информационная шина каждого 25 регистра соединена с первой входной шиной блока индикации, а вторая информационная шина каждого регистра соединена с второй входной шиной блока индикации, выходы первого, второго и третьего регистров соединены с входами соответствующих дешифраторов двоично-десятичного кода в код для знаковых индикаторов, выходы которых подключены к входам соответствующих знаковых индикаторов, выходные шины четвертого и пятого регистров подключены к входным шинам соответственно первого и второго двоично-десятичных дешифраторов, выходы которых поразрядно обьединены и соединены с соответствующими светодиодами, выход генератора импульсов подключен к входу разрешения второго двоично-десятичного дешифратора. первые входы элементов 2 ИЛИ-НЕ соединены и подключены к первому входублока индикации, вторые входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого элементов 2 ИЛИ-НЕ подключены соответственно к второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам блока индикации, а выходы элементов 2 ИЛИ-НЕ подключены к входам стробирования первого, второго, третьего, четвертого и пятого регистров соответственно,1580307 Начало Подключить фотодиод к усилителю,запретить измерения АЦД,загрузить счетчик внвшних событий,загрузить начальные значения освещенностей локальных участков ( Й ) Фиг. Составитель Г.МельниковРедактор Н.Рогулич Техред М.Моргентал р Л.Потай каз 2010 Тираж 458 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ СС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарин