устройство для автоматического измерения расстояния между двумя объектами

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ДВУМЯ ОБЪЕКТАМИ, содержащее установленные на базовом объекте излучатель, цифровой счетчик времени, информационный вход которого соединен с выходом излучателя, табло, соединенное с выходом цифрового счетчика времени, и приемник, установленные на объекте-ответчике, приемники и излучатель, вход которого соединен с выходом приемника, отличающееся тем, что в него введен установленный на базовом объекте блок переключения с фильтрами частоты, вход которого подключен к выходу приемника, а выход к входу сброса цифрового счетчика времени, при этом установленный на объекте-ответчике излучатель выполнен многочастотным.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что излучатель и приемник на базовом объекте выполнены с возможностью воспроизведения ультразвуковых импульсов и приема ИК-импульсов соответственно, а приемник и излучатель на объекте-ответчике с возможностью приема ультразвуковых и воспроизведения ИК-импульсов соответственно.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что излучатель и приемник на базовом объекте выполнены с возможностью воспроизведения ИК-импульсов и приема ультразвуковых импульсов соответственно, а приемник и излучатель на объекте-ответчике с возможностью приема ИК-импульсов и воспроизведения ультразвуковых импульсов соответственно.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что излучатели и приемники объектов выполнены с возможностью воспроизведения и приема ультразвуковых импульсов соответственно.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что излучатель и приемник на базовом объекте выполнены с возможностью соответственно воспроизведения ультразвуковых импульсов и приема как ультразвуковых, так и ИК-импульсов, а многочастотный излучатель на объекте-ответчике выполнен с возможностью приема ультразвуковых и воспроизведения ИК-импульсов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к фотокинотехнике и может быть использовано в кино-теле-фотосъемке для автоматического измерения расстояния между двумя объектами с выделением одного из них среди группы аналогичных.

Известно устройство для автоматической фокусировки объектива фотокамеры, содержащее электроакустический преобразователь с усилителем, время-импульсный преобразователь и электродвигатель, связанные через редуктор с объективом фотокамеры и преобразователем угла поворота объектива в число импульсов [1]

Известно также устройство дальномера, монтируемого внутри камеры фотоаппарата, которое состоит из светоделительной пластинки, направляющей лучи света в глаз и на призму, укрепленную на рычаге, защитных плоскопараллельных стекол, оптического клина, диафрагмы, ограничивающей пучок лучей от пластинки, пружины червячной оправы объектива и рычага, связывающего объектив с дальномером [2]

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является устройство для автоматического измерения расстояния между двумя объектами, содержащее излучатель, цифровой счетчик времени, табло и приемник, установленные на базовом объекте, приемник и излучатель, установленные на объекте-ответчике, причем излучатель, установленный на базовом объекте, своим выходом соединен с первым входом счетчика времени, выход которого соединен с табло, а выход приемника соединен с входом излучателя, которые установлены на объекте-ответчике [3]

Недостатком указанного устройства является невозможность в общем случае измерения расстояния от заданной точки до конкретного заданного объекта вследствие неоднозначности получаемых результатов и погрешности в измерении, возникающих вследствие того, что отраженный сигнал получают от первого же препятствия, встретившегося на пути следования cигнала. Избирательность при измерении расстояний между объектами у этого устройства отсутствует.

В основу изобретения поставлена задача повышения избирательности объектов, до которых измеряется расстояние, независимо от их положения в пространстве и точности измерения расстояния до них за счет частотной модуляции излучения, на которую настроен приемник, установленный на базовом объекте.

Сущность изобретения состоит в том, что устройство для автоматического измерения расстояния между двумя объектами, содержащее излучатель, цифровой счетчик времени, табло и приемник, установленные на базовом объекте, приемник и излучатель, установленные на объекте-ответчике, причем излучатель, установленный на базовом объекте, своим выходом соединен с первым входом счетчика времени, выход которого соединен с табло, а выход приемника соединен с входом излучателя, которые установлены на объекте-ответчике, снабжено блоком переключения с фильтрами частоты, который установлен на базовом объекте, и своим входом электрической связью соединен с выходом установленного на базовом объекте приемника, а выходом с вторым входом счетчика времени, при этом излучатель, установленный на объекте-ответчике, выполнен многочастотным.

Кроме того, излучатель, установленный на базовом объекте, выполнен с возможностью воспроизведения ультразвуковых (УЗ) импульсов и подачи электрического сигнала, приемник и излучатель, установленные на объекте-ответчике, выполнены соответственно с возможностью приема УЗ-импульсов, преобразования их в электрический сигнал, и воспроизведения инфракрасных (ИК) импульсов, а приемник, установленный на базовом объекте, выполнен с возможностью приема ИК-импульсов и преобразования их в электрический сигнал.

Помимо этого, излучатель, установленный на базовом объекте, выполнен с возможностью воспроизведения ИК-импульсов и подачи электрического сигнала, приемник и излучатель, установленные на объекте-ответчике, выполнены соответственно с возможностью приема ИК-импульсов, преобразования их в электрический сигнал и воспроизведения УЗ-импульсов, а приемник, установленный на базовом объекте, выполнен с возможностью приема УЗ-импульсов и преобразования их в электрический сигнал.

Причем излучатели и приемники, установленные на базовом объекте и объекте-ответчике, выполнены соответственно с возможностью воспроизведения и приема УЗ-импульсов с преобразованием их в электрические сигналы.

Кроме того, излучатель, установленный на базовом объекте, выполнен с возможностью воспроизведения УЗ-импульса, многочастотный излучатель, установленный на объекте-ответчике, выполнен с возможностью приема УЗ-импульса и воспроизведения ИК-импульса, а приемник, установленный на базовом объекте, выполнен с возможностью приема как УЗ-, так и ИК-импульсов с преобразованием их в электрические сигналы.

На фиг.1 изображена принципиальная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 варианты устройства "звук-свет"; на фиг.4 варианты устройства "звук-звук"; на фиг.5 вариант устройства "ответ звук плюс свет".

Устройство для автоматического измерения расстояния между двумя объектами состоит из излучателя 1, выход которого соединен с первым входом счетчика 2 времени, связанного своим выходом с табло 3, приемника 4, выход которого электрической связью соединен с входом блока 5 переключения с фильтрами частоты. Выход блока переключения 5 соединен с вторым входом счетчика 2. Излучатель 1, счетчик 2, табло 3, приемник 4 и блок 5 с фильтрами частоты установлены на базовом объекте 6. Устройство также состоит из приемника 7, выход которого соединен с входом излучателя 8. Приемник 7 и излучатель 8 установлены на объекте-ответчике 9.

Устройство для автоматического измерения расстояния, представленное на фиг.1 принципиальной блок-схемой, может быть реализовано в вариантном исполнении.

В первом варианте "звук-свет" (см. фиг.2) элементы, установленные на базовом объекте 6, а именно: излучатель 1 выполнен в виде УЗ-излучателя 10, и приемник 4 в виде приемника 11 инфракрасного ИК-сигнала, а элементы, установленные на объекте-ответчике 9, а именно: приемник 7 выполнен в виде УЗ-приемника 12, и излучатель 8 в виде ИК-излучателя 13.

Во втором варианте "свет-звук" (см. фиг.3) элементы, установленные на базовом объекте 6, а именно: излучатель 1 выполнен в виде ИК-излучателя 14 и приемник 4 выполнен в виде УЗ-приемника 15, а элементы, установленные на объекте-ответчике 9, а именно: приемник 7 выполнен в виде ИК-приемника 16 и излучатель 8 выполнен в виде УЗ-излучателя 17.

В третьем варианте "звук-звук" (см. фиг.4) элементы, установленные на базовом объекте 6, представляют излучатель 1, который выполнен в виде УЗ-излучателя 18 и приемник 4 в виде УЗ-приемника 19, а элементы, установленные на объекте-ответчике 9, представляют приемник 7, выполненный в виде УЗ-приемника 20 и излучатель 8 в виде УЗ-излучателя 21.

В четвертом варианте "ответ звук плюс свет" (см.фиг.5) элементы, установленные на базовом объекте 6, представляют излучатель 1, который выполнен в виде УЗ-излучателя 22 и приемник 4 в виде комбинации УЗ- и ИК-приемника 23, а элементы, установленные на объекте-ответчике 9, представляют приемник 7, выполненный в виде УЗ-приемника 24 и излучатель 8 в виде комбинации УЗ-и ИК-излучателя 25.

Информация о проведенных измерениях может быть также передана со счетчика времени 2 на автофокус, который также может быть установлен на базовом объекте 6.

Устройство для автоматического измерения расстояния между двумя объектами работает следующим образом.

Излучатель 1 (см. фиг.1) посылает в пространство сигналы в направлении объектов, например, киносъемки, и через первый вход счетчика времени 2 включает его. Сигнал воспринимается приемниками 7, установленными на всех объектах-ответчиках 9. При приеме сигнала включаются излучатели (маяки) 8, также установленные на всех объектах-ответчиках 9, которые имеют различные частоты модуляции, заранее установленные для каждого объекта съемки. Каждый излучатель 8 посылает в направлении базового объекта 6, на котором установлен излучатель 1, например, киносъемочный аппарат, сигнал со своей частотой модуляции. Приемник 4, установленный на базовом объекте 6, преобразует полученные сигналы в электрические. Эти многочастотные сигналы поступают на блок 5 переключения частоты, с которого на второй вход счетчика времени 2 поступает электрический сигнал, соответствующий только тому объекту съемки, частота излучения которого совпадает с частотой фильтра, установленного в блоке 5. По этому сигналу происходит остановка счетчика времени 2. Полученное со счетчика 2 время прохождения сигнала преобразуется в расстояние, соответствующее расстоянию от измерительной плоскости базового объекта 6 до объекта-ответчика 9. Результат измерения через связь выводят со счетчика 2 времени на табло 3. При необходимости напряжение, соответствующее расстоянию, может быть подано на систему управления фокусировкой (автофокус).

В первом вариантном исполнении "звук-свет" (см.фиг.2) в качестве излучателя 1 используют УЗ-излучатель 10, который посылает УЗ-импульс и включает счетчик времени 2; УЗ-импульс принимает УЗ-приемник 12, который установлен на объекте-ответчике 9, и преобразует его в электрические импульсы, которые через электрическую связь включает ИК-излучатели 13. Импульсы ИК-излучения принимает ИК-приемник 11, установленный на базовом объекте 6, и после их соответствующей частотной обработки останавливает счетчик 2 времени, затем на цифровое табло 3 выводят информацию о расстоянии до объекта, а в случае необходимости на автофокус выводят напряжение, пропорциональное расстоянию до объекта.

Во втором вариантном исполнении "свет-звук" (см.фиг.3) в качестве излучателя 1 используют ИК-излучатель 14, который посылает ИК-импульс и одновременно включает счетчик 2 времени; ИК-импульс принимает ИК-приемник 16, установленный на объекте-ответчике 9, и преобразует в электрический импульс. Импульс ИК-приемника 16 включает УЗ-излучатель17, который также установлен на объекте-ответчике 9 и излучает УЗ-сигналы, которые принимает УЗ-приемник 15, размещенный на базовом объекте 6, и после их соответствующей частотой обработки останавливает счетчик 2 времени. Со счетчика 2 времени на цифровое табло 3 выводят информацию о расстоянии до объекта, а в случае необходимости на автофокус выводят напряжение, пропорциональное расстоянию до объекта.

В третьем вариантном исполнении "звук-звук" (см.фиг.4) в качестве излучателя 1 используют УЗ-излучатель 18, который посылает УЗ-импульс и одновременно включает счетчик 2 времени. УЗ-импульс принимает УЗ-приемник 20, установленный на объекте-ответчике 9, где его преобразуют в электрический импульс, который включает УЗ-излучатель 21, который также установлен на объекте-ответчике 9 и излучает УЗ-сигналы, которые принимает УЗ-приемник 19, размещенный на базовом объекте 6. УЗ-приемник 19 после соответствующей частотной обработки сигналов передает их на счетчик времени 2, которые его останавливают. Со счетчика времени 2 на цифровое табло 3 выводят информацию о расстоянии до объекта, а в случае необходимости на автофокус выводят напряжение, пропорциональное расстоянию до объекта.

В четвертом варианте исполнения "ответ звук плюс свет" (см.фиг.5) в качестве излучателя 1 используют УЗ-излучатель 22, который посылает УЗ-импульсы и одновременно ИК-излучатель 25, установленный на объекте-ответчике 9, посылает ИК-импульс. ИК-импульс принимает ИК-приемник 23, установленный на базовом объекте 6, преобразует этот импульс в электрический сигнал и включает счетчик 2 времени. УЗ-импульс, поступающий с УЗ-излучателя 25, принимает УЗ-приемник 23, который после соответствующей частотной обработки сигналов передает на счетчик 2 времени и останавливает его. Таким образом, излучатель 25 и приемник 23 в этом варианте работают в двух режимах: УЗ- и ИК-излучения и УЗ- и ИК-приема соответственно. После остановки счетчика 2 времени на цифровое табло 3 выводят информацию о расстоянии до объекта, а при необходимости на автофокус выводят напряжение, пропорциональное расстоянию до объекта.

Использование заявленного технического решения позволяет повысить избирательность объектов, до которых измеряется расстояние независимо от их положения в пространстве и точность измерения расстояния до них.