УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПО КРАЙНЕЙ МЕРЕ ОДНИМ ОБЪЕКТИВОМ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКОЙ

Полезная модель относится к устройствам автоматизированного управления параметрами оптического автофокусного объектива - фокусным расстоянием и диафрагмой - при помощи персонального компьютера и может быть использовано в многокадровой системе регистрации, которая может содержать несколько однотипных каналов и размещаться на значительном расстоянии от пункта управления.
7
Известно устройство автоматизированного управления сменными объективами, используемое в «Системе видеокамеры со сменными объективами» (патент США №6373524, MПК G03B 13/00, опубл. 16.04.2002). Система содержит блок сменных объективов с автоматической фокусировкой, камеру, расположенные в корпусе камеры фильтр блока обработки сигнала автофокуса, который получает сигнал фокусировки, фильтруя сигнал датчика изображения, соответствующий одной или множеству областей автоподстройки фокуса, внешнее управляющее устройство, включающее микропроцессор, управляющий зумом объектива при настройке фокуса с помощью сигнала фокусировки и данных накопителя, снабженный выходом для шины обмена данными, входом-выходом для передачи двунаправленного сигнала синхронизации, выводом подачи сигнала питания, предназначенными для соединения с соответствующими выводами по крайней мере одного объектива, внутренний источник питания, выполненный с возможностью подключения к внешнему источнику питания, соединенный с соответствующим выводом микропроцессора и снабженный выводом для подключения импульсного питания на время выполнения команды устройства управления к выводу питания по крайней мере одного объектива.
7
Известно «Устройство для управления объективом» (патент США №6731339, МПК Н04N 5/232, опубл. 04.05.2004), выбранное в качестве прототипа. Съемочное устройство содержит блок объектива с автоматической фокусировкой, съемно закрепленный на корпусе. На блоке объектива с возможностью вращения закреплено кольцо трансфокации. Изменением увеличения при трансфокации объектива управляет микрокомпьютер объектива по сигналу, связанному с поворотом кольца и переданному от детектора вращения, и может регулироваться микрокомпьютером в корпусе камеры (внешним управляющим устройством) в зависимости от положения переключателя на корпусе. Действие кольца трансфокации имеет приоритет над действием переключателя. Внешнее управляющее устройство включает микропроцессор с выходом для шины обмена данными, входом-выходом для передачи двунаправленного сигнала синхронизации, выводом подачи сигнала питания, предназначенными для соединения с соответствующими выводами объектива, внутренний источник питания, выполненный с возможностью подключения к внешнему источнику питания, соединенный с соответствующим выводом микропроцессора и снабженный выводом для подключения импульсного питания на время выполнения команды устройства управления к выводу питания по крайней мере одного объектива.
Недостаток аналога и прототипа заключается в том, что указанные выше устройства позволяют управлять только одним объективом, к тому же не позволяют использовать объективы в системах многоканального удаленного управления.
Полезная модель направлена на решение технической задачи по созданию устройства, обеспечивающего дистанционное управление параметрами диафрагмы и фокуса одного или нескольких объективов с автоматической фокусировкой.
Технический результат: повышение результативности и информативности экспериментальных работ, расширение функциональных возможностей, улучшение качества изображения, обеспечение удобства при эксплуатации, дистанционное управление объективом независимо от установленной камеры.
Технический результат достигается следующим образом: заявляемое устройство автоматизированного управления по крайней мере одним объективом с автоматической фокусировкой содержит по крайней мере одно внешнее управляющее устройство, включающее микропроцессор (МП), первый выход которого выполнен с возможностью соединения шиной обмена данными с первым входом объектива, вход-выход МП выполнен с возможностью соединения с входом-выходом объектива для передачи двунаправленного сигнала синхронизации, второй выход МП выполнен с возможностью соединения со вторым входом объектива для передачи сигнала импульсного питания на моторедукторы объектива, внутренний источник питания, содержащий вход для подключения к внешнему источнику питания, вывод, соединенный с входом питания МП и выполненный с возможностью соединения с входом питания объектива, предназначенный для подачи питания на объектив на время выполнения команды внешнего управляющего устройства. В отличие от прототипа заявляемое устройство дополнительно снабжено персональным компьютером (ПК). Каждое внешнее управляющее устройство выполнено в отдельном корпусе, расположенном вне камеры и объектива, снабжено приемо-передатчиком (ПП). Первый вход-выход ПП для передачи сигнала Bus_L, а второй вход-выход для передачи сигнала Bus_H подключены к линии связи RS-485, соединенной с ПК. Выход ПП соединен со входом МК для передачи данных. Первый вход ПП соединен с третьим выходом МП для приема данных от МП, второй вход ПП соединен с четвертым выходом МП для приема сигнала разрешения, третий вход ПП соединен с пятым выходом МП для передачи сигнала разрешения управления, четвертый вход приемо-передатчика соединен с шестым выходом МП для передачи сигнала снижения дребезга сигналов обмена информацией между МП и ПП.
В ПК установлена программа, обеспечивающая выбор объектива, в котором необходимо изменение параметров диафрагмы и/или фокусного расстояния, выдачу команды на установку скорректированного значения диафрагмы или фокусного расстояния, ее передачу на соответствующее внешнее управляющее устройство по протоколу связи MODBUS.
ПК может быть соединен с линией связи RS-485 через конвертер и асинхронный сервер.
Выполнение всей совокупности признаков позволяет обеспечить дистанционное управление параметрами диафрагмы и фокуса одного или нескольких объективов с автоматической фокусировкой, повысить результативность и информативность экспериментальных работ, расширить функциональные возможности, улучшить качество изображения, обеспечить удобство при эксплуатации.
Полезная модель поясняется фигурами, на на фиг.1 - показана схема заявляемого устройства, на фиг.2 - схематично показано устройство автоматизированного управления при подключении нескольких объективов.
Устройство для автоматизированного управления по крайней мере одним объективом 1 с автоматической фокусировкой (автофокусные объективы типа Canon) содержит по крайней мере одно внешнее управляющее устройство 2, включающее микропроцессор 3 (микропроцессор фирмы ATMEL ATtiny 2313), первый выход 4 которого выполнен с возможностью соединения шиной 5 обмена данными (Data_OUT) с первым 6 входом объектива 1, вход-выход 7 микропроцессора 3 выполнен с возможностью соединения с входом-выходом 8 объектива 1 для передачи двунаправленного сигнала 9 синхронизации (CLS), второй выход 10 микропроцессора 3 выполнен с возможностью соединения со вторым входом 11 объектива для передачи сигнала импульсного питания (Im_P) на моторедукторы (на фиг. не показано) объектива 1; внутренний источник питания 13 (для формирования напряжения питания 5 В применен конвертер RDD05) содержит вход 14 для подключения через линию связи RS-485 к внешнему источнику питания 15 (+24 В). Вывод 16 источника питания 13, соединенный с входом питания 17 МП 3 и выполненный с возможностью соединения с входом питания 20 объектива 1, предназначен для подачи питания +5 В на соответствующий объектив на время выполнения команды внешнего управляющего устройства 2.
Устройство снабжено персональным компьютером 18.
Каждое внешнее управляющее устройство 2 снабжено приемопередатчиком 19 (ПП), первый вход-выход 20 которого для передачи сигнала Bus_L шиной 21, а второй вход-выход 23 для передачи сигнала Bus_H шиной 24 подключены к линии связи RS-485 22, соединенной с ПК 18.
ПК 18 может быть соединен с линией связи RS-485 22 линией связи Ethernet 37 через конвертер 35 (ADAM) и асинхронный сервер 36 (Nport).
Выход 25 ПП соединен со входом 26 МК для передачи данных TxD, первый вход 27 ПП соединен с третьим выходом 28 МП для приема данных RxD от МП, второй вход 29 ПП соединен с четвертым выходом 30 МП для приема сигнала разрешения приема (OC0B/T1)PD5 (низкий уровень - прием разрешен, высокий - запрещен), третий вход 31 ПП соединен с пятым выходом 32 МП для передачи сигнала разрешения управления (T0)/PD4 (высокий уровень разрешает управление, низкий уровень - запрещает), четвертый вход 33 PV приемо-передатчика соединен с шестым выходом 34 МП для передачи сигнала PB4 (OC1B/PCINT4) снижения дребезга сигналов на первом 20 и втором 23 входе-выходе ПП 19.
Для гальванической развязки сигналов шины RS-485 22 и микропроцессора 3 ATMEL ATtiny2313 применен приемопередатчик ADM2483.
Программа, установленная в ПК 18, обеспечивает передачу управляющей команды и обеспечивает выбор объектива 1, в котором необходимо изменение параметров диафрагмы и/или фокусного расстояния и выдачу команды на установку скорректированного значения диафрагмы и/или фокусного расстояния, передачу команды на соответствующее внешнее управляющее устройство 2 по протоколу связи ModBUS.
Каждое внешнее управляющее устройство 2 выполнено в отдельном корпусе, расположенном вне камеры и объектива (на фиг. не показано).
Каждый объектив 1 может быть дополнительно снабжен адаптером (на фигуре не показано), предназначенным для обеспечения соединения первого выхода 4 МП с первым входом 6 объектива, входа-выхода 7 МП - с входом-выходом 8 объектива, второго выхода 10 МП со вторым входом 11 объектива а также соединения входа питания 20 объектива с выводом питания 16 внутреннего источника питания внешнего управляющего устройства 2.
Заявляемое устройство работает следующим образом:
Программа, установленная в ПК 18, обеспечивает передачу управляющей команды со следующей информацией: адрес получателя (номер объектива), код команды, значение команды, два байта контрольной суммы и обеспечивает выбор объектива 1, в котором необходимо изменение параметров диафрагмы и/или фокусного расстояния и выдачу команды на установку скорректированного значения диафрагмы и/или фокусного расстояния, передачу команды на соответствующее внешнее управляющее устройство 2 по протоколу связи ModBUS, который основан на клиент-серверной архитектуре и используется для передачи данных по последовательным линиям связи RS-485, RS-422, RS-232.
Управляющая команда с ПК 18 подается по линии связи Ethernet 37 через асинхронный сервер (Nport 5410RS-232) 36, конвертер 35 (ADAM RS485/RS-2320), линию связи RS-485 22, шины 21 и 24 на 1 и 2 входы-выходы приемо-передатчика 19 внешнего управляющего устройства 2.
Микропроцессор 3 внешнего управляющего устройства 2 программным способом реализует интерфейс связи с объективом 1, а именно, получив команду с персонального компьютера 18, анализирует ее, проверяет достоверность принятой команды и формирует необходимые управляющие двунаправленные сигналы синхронизации 9 (CLS), формирует кодированный выходной сигнал данных Data_OUT, сигнал импульсного питания 12 (Im_P) на моторедукторы соответствующего объектива 1.
После выполнения команды, внешнее управляющее устройство 2 сообщает о выполнении персональному компьютеру 18, а в случае возникновения ошибки извещает о неисправности.
Заявляемое устройство может быть использовано при управлении несколькими объективами (см. фиг.2).
Устройство автоматизированного управления дистанционно (до 1 км) управляет параметрами диафрагмы и фокуса объективов с автоматической фокусировкой, в частности, многоканальных систем регистрации оптических изображений, в результате повышаются результативность и информативность экспериментальных работ, расширены функциональные возможности (дистанционное управление одновременно до восьми объективами одним оператором в многокадровой системе регистрации), улучшено качество изображения, обеспечено удобство при эксплуатации (при настройке фокусировки отпадает необходимость подходить к объективу).