RU81815U1

RU81815U1 - DEVICE FOR AUTOMATIC LENS APERTURE ADJUSTMENT

Info

Publication number: RU81815U1
Application number: RU2008140718/22U
Authority: RU
Inventors: Борис Глебович Бочаров
Original assignee: Общество с Ограниченной Ответственностью "БИК-Информ"
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2009-03-27

Abstract

Полезная модель относится к устройствам автоматической регулировки апертуры объективов и может быть использована при изготовлении объективов для систем наружного телевизионного наблюдения, работающих в условиях значительного изменения освещенностей наблюдаемых объектов. Устройство включает сегментную лепестковую диафрагму, содержащую по крайней мере один компонент, выполненный с возможностью перемещения в направлении перпендикулярном оптической оси объектива, электро-механический привод перемещения указанного компонента, ограничитель перемещения этого компонента, а также неподвижно установленный в плоскости диафрагмы нейтральный фильтр, имеющий плавную зависимость пропускания от поперечной координаты от минимального значения пропускания в центре к максимальному значению пропускания на краю. 1 н.п.ф., 2 з.п.ф., 3 фиг.The invention relates to devices for automatically adjusting the lens aperture and can be used in the manufacture of lenses for outdoor television surveillance systems operating in conditions of significant changes in the illumination of the observed objects. The device includes a segmented flap diaphragm containing at least one component configured to move in the direction perpendicular to the optical axis of the lens, an electro-mechanical drive for moving the specified component, a travel limiter for this component, and a neutral filter immovably mounted in the plane of the diaphragm, which has a smooth dependence transmittance from the transverse coordinate from the minimum transmittance in the center to the maximum transmittance at the edge. 1 n.p.f., 2 s.p.f., 3 fig.

Description

Полезная модель относится к устройствам автоматической регулировки апертуры объективов и может быть использована при изготовлении объективов для систем наружного телевизионного наблюдения, работающих в условиях значительного изменения освещенностей наблюдаемых объектов.The invention relates to devices for automatically adjusting the lens aperture and can be used in the manufacture of lenses for outdoor television surveillance systems operating in conditions of significant changes in the illumination of the observed objects.

В последние годы существенный прогресс в области создания фотоэлектронных приемников изображения с высокой чувствительностью привел к появлению на рынке систем наружного наблюдения универсальных приборов, способных осуществлять регистрацию изображений объектов в условиях не только нормального освещения, но и при низких уровнях освещенности (в сумерках, ночью при лунном свете и пр.). Появление таких приемников вызывает необходимость создания объективов для телевизионных камер, обладающих одновременно большой светосилой и высоким качеством изображения.In recent years, significant progress in the development of high-sensitivity photoelectronic image detectors has led to the emergence on the market of outdoor monitoring systems of universal instruments capable of recording images of objects in conditions of not only normal lighting, but also at low light levels (at dusk, at night with moonlight light, etc.). The appearance of such receivers necessitates the creation of lenses for television cameras that have both high aperture and high image quality.

Вполне очевидным требованием потребителей систем наружного наблюдения является обеспечение их нормального функционирования не только в условиях низкой освещенности, но и в дневное время при высокой освещенности объектов солнечным излучением. Высокочувствительные фотоэлектронные приемники в этих условиях требуют специального аппаратного обеспечения их нормального функционирования.A very obvious requirement of consumers of outdoor surveillance systems is to ensure their normal functioning, not only in low light conditions, but also in the daytime with high light exposure of objects with solar radiation. Highly sensitive photoelectronic receivers in these conditions require special hardware to ensure their normal functioning.

Фотоэлектронные приемники изображения, применяемые в телевизионных камерах, разрабатываются и производятся в основном на базе матричных приемников излучения с зарядовой связью (ПЗС). Эти системы обладают ограниченным диапазоном работы по величине регистрируемого светового потока, причем снизу этот диапазон ограничен чувствительностью фотоэлектронного преобразования материала, из которого изготовлены элементарные фотоэлементы матрицы (пиксели) и собственными шумами фотоэлектронного преобразования, а сверху - эффектом насыщения фотоэлектронного преобразования и технологией считывания информации (соотношением скоростей растекания накопленного под действием облучения электрического заряда и его регистрации специализированными контроллерами указанных матричных фотоприемников).Photoelectric image detectors used in television cameras are designed and manufactured mainly on the basis of charge-coupled radiation (CCD) matrix radiation detectors. These systems have a limited range of operation in terms of the recorded light flux, and below this range is limited by the sensitivity of the photoelectronic conversion of the material from which the elementary photocells of the matrix (pixels) are made and the intrinsic noise of the photoelectronic conversion, and from above - by the effect of saturation of the photoelectronic conversion and information reading technology (ratio the spreading rates of the electric charge accumulated under the action of irradiation and its registration specialized controllers for these matrix photodetectors).

Как известно, человеческий глаз также является системой наружного наблюдения и, безусловно очень упрощенно, включает объектив (роговицу), автоматическую систему фокусировки (хрусталик) и матричный фотоэлектронный приемник (сетчатку). Для обеспечения нормальной работы этой совершенной биосистемы природа предусмотрела в ее составе устройство автоматической регулировки апертуры в виде зрачка. При избыточной освещенности сетчатки мозг человека формирует команду для органа зрения уменьшить диаметр зрачка, а в сумерках, наоборот, диаметр зрачка увеличивается до максимального. Динамический диапазон органа зрения человека чрезвычайно широк. Глаз способен различать предметы ночью при освещенностях порядка 0.0001 люкс и днем при ярком солнечном свете с As you know, the human eye is also an external observation system and, of course, very simplified, includes a lens (cornea), an automatic focusing system (lens) and a photoelectronic photodetector (retina). To ensure the normal operation of this perfect biosystem, nature has provided in its composition a device for automatic adjustment of the aperture in the form of a pupil. With excessive illumination of the retina, the human brain forms a command for the organ of vision to reduce the diameter of the pupil, and at dusk, on the contrary, the diameter of the pupil increases to the maximum. The dynamic range of the human organ of vision is extremely wide. The eye is able to distinguish objects at night under illumination of the order of 0.0001 lux and during the day in bright sunlight with

освещенностью предметов порядка 100000 люкс. Однако, даже человеческий глаз не способен различать детали слабо и сильно освещенных объектов, находящихся в его поле зрения одновременно. Предельные возможности человеческого зрения не превышают по этому параметру трех порядков.Illumination of objects of the order of 100,000 lux. However, even the human eye is not able to distinguish between the details of weakly and highly illuminated objects that are in its field of vision at the same time. The ultimate capabilities of human vision do not exceed three orders of magnitude in this parameter.

По аналогии с природой разработчиками объективов для систем наружного наблюдения были созданы устройства для автоматической регулировки апертуры объектива в зависимости от падающего на него (и на приемник изображения) светового потока. В этих устройствах использованы лепестковые диафрагмы с подвижными компонентами, перемещение которых друг относительно друга приводит к уменьшению размера диафрагмы и, соответственно, к уменьшению проходящего через нее светового потока. Управление движением компонент лепестковой диафрагмы в этих устройствах осуществляется с помощью привода, причем управляющий сигнал на указанный привод поступает либо из схемы обработки видеосигнала телевизионной камеры, либо с внешнего фотоприемника, расположенного, например, внутри объектива.By analogy with nature, developers of lenses for outdoor surveillance systems created devices for automatically adjusting the lens aperture depending on the light flux incident on it (and on the image receiver). In these devices, flap diaphragms with movable components are used, the movement of which relative to each other leads to a decrease in the size of the diaphragm and, accordingly, to a decrease in the light flux passing through it. The movement of the components of the aperture diaphragm in these devices is controlled by a drive, and the control signal to the specified drive comes either from the processing circuit of the video signal of the television camera, or from an external photodetector located, for example, inside the lens.

Известно устройство для автоматической регулировки апертуры объектива, используемое в серийно выпускаемых изделиях компании СВС под торговой маркой Computar (TG 0412 FCS). Данное устройство включает сегментную лепестковую диафрагму, содержащую два компонента, один из которых неподвижен, а другой выполнен с возможностью перемещения относительно неподвижного компонента в направлении перпендикулярном оптической оси объектива, электромеханический привод перемещения A device for automatically adjusting the lens aperture is used in commercially available products of the company CBC under the trademark Computar (TG 0412 FCS). This device includes a segmented flap diaphragm containing two components, one of which is stationary, and the other is arranged to move relative to the stationary component in the direction perpendicular to the optical axis of the lens, an electromechanical drive

указанного компонента и два нейтральных фильтра, закрепленных на указанных компонентах лепестковой диафрагмы таким образом, что их апертуры могут перекрываться при перемещении компонента лепестковой диафрагмы. При этом известное устройство не содержит каких-либо ограничителей перемещения подвижного компонента, а размер диафрагмы в процессе автоматической регулировки может быть уменьшен вплоть до нуля.the specified component and two neutral filters mounted on the specified components of the petal diaphragm so that their apertures can overlap when moving the component of the petal diaphragm. Moreover, the known device does not contain any limiters for moving the movable component, and the size of the diaphragm during automatic adjustment can be reduced up to zero.

Основным недостатком данного устройства является уменьшение разрешающей способности объектива при работе в условиях высокой освещенности с чувствительными матричными фотоэлектронными приемниками изображения.The main disadvantage of this device is the reduction of the resolution of the lens when working in high light conditions with sensitive matrix photoelectronic image receivers.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и принятым за прототип является устройство для автоматической регулировки апертуры объектива, используемое в объективе YF8A-SA2B, выпускаемом компанией Fujinon. Данное устройство включает сегментную лепестковую диафрагму, содержащую два компонента, один из которых выполнен с возможностью линейного перемещения относительно другого, электромеханический привод перемещения указанного компонента и нейтральный фильтр в виде тонкой пленки с круговым светоослабляющим покрытием. При этом прототип также не содержит каких-либо ограничителей перемещения подвижного компонента, а размер диафрагмы в процессе автоматической регулировки может быть уменьшен вплоть до нуля.The closest in technical essence to the claimed device and adopted as a prototype is a device for automatic adjustment of the lens aperture used in the lens YF8A-SA2B manufactured by Fujinon. This device includes a segmented flap diaphragm containing two components, one of which is made with the possibility of linear movement relative to the other, an electromechanical drive for moving the specified component and a neutral filter in the form of a thin film with a circular light-attenuating coating. Moreover, the prototype also does not contain any limiters for moving the movable component, and the size of the diaphragm during automatic adjustment can be reduced up to zero.

Основным недостатком прототипа является уменьшение разрешающей способности объектива при работе в условиях высокой освещенности с чувствительными матричными фотоэлектронными приемниками изображения.The main disadvantage of the prototype is to reduce the resolution of the lens when working in high light conditions with sensitive matrix photoelectronic image receivers.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в улучшении качества изображения, получаемого в системах наружного наблюдения.The problem to which the proposed utility model is directed is to improve the quality of the image obtained in outdoor surveillance systems.

Поставленная задача решается благодаря достижению технического результата, который заключается в сохранении разрешающей способности объектива при работе в условиях высокой освещенности с чувствительными матричными фотоэлектронными приемниками изображения.The problem is solved due to the achievement of the technical result, which consists in maintaining the resolution of the lens when working in high light conditions with sensitive matrix photoelectronic image receivers.

При реализации предлагаемой полезной модели указанный технический результат достигается за счет одновременного использования ограничителя предельно допустимого (минимального) размера диафрагмы при автоматической регулировке апертуры объектива и градиентного нейтрального фильтра. Заявляемое устройство для автоматической регулировки апертуры объектива, включающее сегментную лепестковую диафрагму, содержащую по крайней мере один компонент, выполненный с возможностью перемещения в направлении перпендикулярном оптической оси объектива, электромеханический привод перемещения указанного компонента и нейтральный фильтр, неподвижно установленный в плоскости диафрагмы, содержит ограничитель перемещения компонента, а нейтральный фильтр имеет плавную зависимость пропускания от поперечной координаты от минимального значения пропускания в центре к максимальному значению пропускания на краю.When implementing the proposed utility model, the indicated technical result is achieved due to the simultaneous use of the limiter of the maximum permissible (minimum) aperture size when automatically adjusting the lens aperture and gradient neutral filter. The inventive device for automatically adjusting the aperture of the lens, comprising a segmented flap diaphragm containing at least one component configured to move in the direction perpendicular to the optical axis of the lens, an electromechanical drive for moving the specified component, and a neutral filter fixedly mounted in the plane of the diaphragm, contains a limiter for moving the component and the neutral filter has a smooth dependence of transmission on the transverse coordinate on the minimum transmittance in the center to the maximum transmittance at the edge.

Кроме того, ограничитель перемещения компонента может быть установлен таким образом, чтобы размер минимальной апертуры D объектива удовлетворял условию:In addition, the component movement limiter can be set so that the minimum aperture size D of the lens satisfies the condition:

где F - фокусное расстояние объектива.where F is the focal length of the lens.

Кроме того, зависимость пропускания нейтрального фильтра Т от поперечной координаты r может иметь вид:In addition, the dependence of the transmission of the neutral filter T on the transverse coordinate r may have the form:

где T_min - минимальное значение пропускания фильтра в центре, α - коэффициент, меньше 1, m - четное число от 2 до 10.0where T _min is the minimum filter transmission in the center, α is a coefficient less than 1, m is an even number from 2 to 10.0

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На Фиг.1(а-в) представлены схемы прототипа в трех различных взаимоположениях лепестков диафрагмы. На схемах показаны корпус 1, в котором установлены два лепестка диафрагмы 2, один из которых кинематически соединен с электро-механическим приводом линейного перемещения 3, а также круговой нейтральный фильтр 4 с постоянной по сечению плотностью, установленный в центре апертуры. На Фиг.1а показано устройство с полностью открытой апертурой, на Фиг.1б устройство показано в промежуточном положении с не полностью закрытой апертурой, и на Фиг.1в устройство изображено в положении, когда апертура близка к минимальному значению, а лепестки диафрагмы 2 расположены друг относительно друга таким образом, что апертура полностью перекрывается круговым нейтральным фильтром 4. На Фиг.2(а, б) приведены схемы The essence of the utility model is illustrated by drawings. Figure 1 (a-c) presents a prototype diagram in three different relative positions of the diaphragm blades. The diagrams show a housing 1 in which two blades of the diaphragm 2 are installed, one of which is kinematically connected to an electromechanical linear actuator 3, as well as a circular neutral filter 4 with a constant density across the cross section, mounted in the center of the aperture. Figure 1a shows a device with a fully open aperture, Figure 1b shows the device in an intermediate position with a not completely closed aperture, and Figure 1c shows the device in a position where the aperture is close to the minimum value and the blades of the diaphragm 2 are located relative to each other each other so that the aperture is completely blocked by a circular neutral filter 4. Figure 2 (a, b) shows the diagram

предлагаемого устройства для автоматической регулировки апертуры объектива в наилучшем исполнении в двух различных взаимоположениях лепестков диафрагмы. На схемах показаны корпус 1, в котором установлены два лепестка диафрагмы 2, один из которых кинематически соединен с электро-механическим приводом линейного перемещения 3, нейтральный фильтр 5 с переменной по сечению плотностью, установленный в центре апертуры, а также механический ограничитель 6 перемещения лепестков диафрагмы 2. На Фиг.3 изображена зависимость пропускания нейтрального фильтра заявляемого устройства от поперечной координаты.the proposed device for automatic adjustment of the aperture of the lens in the best performance in two different relative positions of the aperture blades. The diagrams show a housing 1 in which two aperture blades 2 are installed, one of which is kinematically connected to an electromechanical linear displacement actuator 3, a neutral filter 5 with a variable cross-sectional density installed in the center of the aperture, and a mechanical stopper 6 for moving the aperture blades 2. Figure 3 shows the dependence of the transmission of the neutral filter of the claimed device on the transverse coordinate.

Проблема расширения динамического диапазона работы фотоэлектронных систем наружного наблюдения неразрывно связана с проблемой обеспечения предельной разрешающей способности. Как известно, этот параметр связан с оптическими (в частности, аберрационными) характеристиками объектива и размерами пикселей используемых матричных фотоприемников. Причем, чем больше апертура объектива, тем хуже его разрешающая способность. Это обусловлено тем, что на краях линз объектива аберрации увеличиваются. Поэтому качество изображения в условиях слабой освещенности объектов (т.е. при полностью открытой апертуре объектива) несколько хуже, чем при малых апертурах. Следуя логике, можно предположить, что уменьшение апертуры объектива должно приводить к повышению его разрешающей способности. Авторами, однако, экспериментально установлено обратное: при чрезмерном уменьшении размера апертуры объектива в условиях наблюдения сильно освещенных объектов The problem of expanding the dynamic range of operation of photoelectronic systems for outdoor observation is inextricably linked with the problem of providing the ultimate resolution. As is known, this parameter is associated with the optical (in particular, aberration) characteristics of the lens and the pixel sizes of the matrix photodetectors used. Moreover, the larger the aperture of the lens, the worse its resolution. This is because the aberrations increase at the edges of the lenses of the lens. Therefore, the image quality in conditions of low illumination of objects (i.e., with a fully open aperture of the lens) is somewhat worse than with small apertures. Following the logic, it can be assumed that a decrease in the aperture of the lens should lead to an increase in its resolution. The authors, however, experimentally established the opposite: with an excessive reduction in the size of the lens aperture under conditions of observation of highly illuminated objects

разрешающая способность вновь уменьшается, что вызвано эффектами краевой дифракции на жестких краях апертуры и дифракционному расплыванию изображения на фоточувствительной площадке приемника изображения. В ходе экспериментов установлена связь между предельно допустимым (минимальным) с точки зрения сохранения высокой разрешающей способности объектива размером его апертурной диафрагмы и размером пикселей приемной площадки фотоэлектронного приемника изображения. Показано, что уменьшение размера диафрагмы до значения, составляющего примерно одну десятую фокусного расстояния объектива, не приводит к ухудшению резкости изображения, наблюдаемого с помощью стандартных матричных фотоприемников. Дальнейшее уменьшение размеры диафрагмы с точки зрения сохранения разрешающей способности объектива и получаемого контраста изображения оказывается недопустимым.the resolution decreases again, which is caused by the effects of edge diffraction at the hard edges of the aperture and diffraction spreading of the image on the photosensitive area of the image receiver. During the experiments, a relationship was established between the maximum permissible (minimum) from the point of view of maintaining the high resolution of the lens by the size of its aperture aperture and the pixel size of the receiving area of the photoelectronic image receiver. It is shown that reducing the aperture size to a value of approximately one tenth of the focal length of the lens does not lead to a deterioration in the sharpness of the image observed using standard matrix photodetectors. A further decrease in the size of the aperture from the point of view of maintaining the resolution of the lens and the resulting image contrast is unacceptable.

Объяснением этому могут служить следующие рассуждения. Действительно, хорошо известной причиной ограничения качества изображения является связь между апертурой объектива и длиной волны излучения, формирующего изображение, вытекающая из волновой природы света и обусловленная эффектами краевой дифракции. Минимальный размер изображения d, формируемого объективом, ограничен известным соотношением:The following reasoning can explain this. Indeed, a well-known reason for limiting image quality is the relationship between the aperture of the lens and the wavelength of the radiation forming the image, resulting from the wave nature of light and due to effects of edge diffraction. The minimum size of the image d formed by the lens is limited by the known ratio:

где λ - длина волны света, F и D - фокусное расстояние и апертура объектива, соответственно.where λ is the wavelength of light, F and D are the focal length and lens aperture, respectively.

Для получения качественного изображения в пределе следует стремиться к тому, чтобы минимальный размер изображения d не превышал размера пиксела матричного фотоэлектронного приемника. Как известно, существующие технологии создания таких приемников допускают получение пикселов с размерами порядка нескольких микрон (обычно не менее 2 мкм и не более 6 мкм). Полагая, что за длину волны в формуле (1) можно взять значение из середины видимого диапазона λ=0.6 мкм, легко найти величину минимально допустимого размера диафрагмы D:In order to obtain a high-quality image, one should strive to ensure that the minimum image size d does not exceed the pixel size of the matrix photoelectronic receiver. As you know, existing technologies for creating such receivers allow the production of pixels with sizes of the order of several microns (usually not less than 2 microns and not more than 6 microns). Assuming that the wavelength in the formula (1) can be taken from the middle of the visible range λ = 0.6 μm, it is easy to find the value of the minimum allowable aperture size D:

Использование в объективах, работающих с матричными фотоэлектронными приемниками, апертурных диафрагм с меньшими размерами приводит к ухудшению качества изображения. Таким образом, ограничение допустимой апертуры объектива на уровне F/10 с точки зрения сохранения качества изображения можно считать обоснованным.The use of aperture diaphragms with smaller sizes in lenses working with matrix photoelectronic receivers leads to a deterioration in image quality. Thus, limiting the allowable lens aperture at the F / 10 level from the point of view of maintaining image quality can be considered reasonable.

В устройствах для автоматической регулировки апертуры объектива следует применять ограничители размера диафрагмы. Эти ограничители могут быть механическими. В частности, как это показано на Фиг.2(а, б), ограничитель 6 может быть выполнен в виде механического штифта, установленного таким образом, чтобы предотвращать уменьшение апертуры ниже допустимого минимального значения. Ограничитель апертуры также может быть выполнен в In devices for automatic adjustment of the lens aperture, aperture limiters should be used. These stops may be mechanical. In particular, as shown in Fig. 2 (a, b), the stopper 6 can be made in the form of a mechanical pin mounted in such a way as to prevent the aperture from falling below the permissible minimum value. The aperture limiter can also be made in

виде электронного модуля, установленного в схеме управления электромеханическим приводом перемещения лепестка диафрагмы, например, в виде датчика Холла.in the form of an electronic module installed in the control circuit of an electromechanical drive for moving the diaphragm blade, for example, in the form of a Hall sensor.

Использование в устройствах для автоматической регулировки апертуры объектива нейтрального фильтра, существенным образом расширяет динамический диапазон работы систем наружного наблюдения. Однако, эффекты краевой дифракции, возникающие на границах этого компонента, также ведут к ухудшению качества изображения. Для устранения этого недостатка в заявляемой полезной модели предлагается использовать аподизированный нейтральный фильтр 5 с плавно уменьшающимся от периферии к центру пропусканием. Авторами в результате исследований установлены оптимальные границы изменения параметров функции пропускания указанных фильтров, а именно, наиболее приемлемыми следует считать зависимости, описываемые функциями Гаусса с множителями от 2 до 10. В проведенных экспериментах для функций с множителем 12 и выше положительный эффект от использования аподизированного нейтрального фильтра 5 практически не наблюдался, а результат не отличался от случая использования стандартного фильтра с резкой границей.The use of a neutral filter in the devices for automatic adjustment of the lens aperture significantly extends the dynamic range of operation of outdoor monitoring systems. However, the effects of edge diffraction arising at the boundaries of this component also lead to a deterioration in image quality. To eliminate this drawback, the inventive utility model proposes to use an apodized neutral filter 5 with a smoothly decreasing transmission from the periphery to the center. As a result of the studies, the authors established the optimal boundaries for changing the parameters of the transmission function of these filters, namely, the dependences described by Gaussian functions with factors from 2 to 10 should be considered the most acceptable. In the experiments performed, for functions with a factor of 12 or higher, the positive effect of using an apodized neutral filter 5 was practically not observed, and the result did not differ from the case of using a standard filter with a sharp boundary.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Электромеханический привод 3 линейного перемещения лепестка диафрагмы 2 электрически подключают к схеме питания и управления камеры наружного наблюдения. При минимальной освещенности объекта, на который нацелен объектив, величина светового потока, падающего на фотоэлектронный приемник The inventive device operates as follows. The electromechanical actuator 3 linear movement of the petal of the diaphragm 2 is electrically connected to the power supply and control circuitry of the external surveillance camera. With minimal illumination of the object the lens is aimed at, the amount of light flux incident on the photoelectronic receiver

изображения камеры наружного наблюдения и, соответственно, сигнал управления размером апертуры объектива, пропорциональный величине этого потока, малы. Апертура объектива при этом максимальна, т.е. лепестки 2 диафрагмы находятся в крайнем (максимально разведенном друг от друга) положении. Расположенный в центре аппретуры диафрагмы градиентный нейтральный фильтр 5 не оказывает существенного значения на величину проходящего через диафрагму света, т.к. его размеры малы по сравнению с размером максимальной апертуры. При увеличении освещенности объекта падающий на фотоэлектронный приемник световой поток возрастает. Схема питания и управления камеры наружного наблюдения формирует сигнал управления электро-механическим приводом 3 устройства, величина которого пропорциональна световому потоку. Электро-механический привод 3 под действием сигнала управления автоматически осуществляет линейное перемещение лепестка(ов) 2 диафрагмы в направлении уменьшения размера апертуры до положения минимального размера, определяемого расположением ограничителя апертуры 6. При приближении размера апертуры к минимальному значению все более существенный вклад в ослабление проходящего через апертуру объектива светового потока начинает вносить градиентный нейтральный фильтр 5. При этом качество изображения, формируемое объективом на фотоэлектронном приемнике изображения камеры наружного наблюдения, не ухудшается, так как проявление краевых дифракционных эффектов в значительной степени подавлено ввиду отсутствия резких границ и плавного изменения пропускания внутри апертуры. Большой динамический images of the outdoor surveillance camera and, accordingly, the control signal of the lens aperture size, proportional to the magnitude of this flow, are small. The aperture of the lens is maximum, i.e. the aperture blades 2 are in the extreme (maximally divorced from each other) position. The gradient neutral filter 5 located in the center of the aperture of the diaphragm does not significantly affect the amount of light passing through the diaphragm, because its dimensions are small compared to the size of the maximum aperture. With increasing illumination of the object, the light flux incident on the photoelectronic receiver increases. The power supply and control circuit of the outdoor surveillance camera generates a control signal for the electro-mechanical drive 3 of the device, the magnitude of which is proportional to the light flux. The electromechanical actuator 3, under the action of a control signal, automatically linearly moves the diaphragm petal (s) 2 in the direction of decreasing the size of the aperture to the position of the minimum size determined by the location of the aperture limiter 6. As the aperture size approaches the minimum value, an ever more significant contribution to the attenuation of the aperture of the lens of the light flux begins to introduce a gradient neutral filter 5. In this case, the image quality formed by the lens on the photoelectric ronnom camera image surveillance receiver, does not deteriorate because the manifestation of edge diffraction effects greatly suppressed due to the absence of sharp boundaries and smooth variation in transmission aperture. Big dynamic

диапазон работы устройства обеспечен за счет корректного выбора значения минимальной апертуры диафрагмы объектива и совпадения размера аподизированного (градиентного) нейтрального фильтра с этим значением.the device’s operating range is ensured by the correct choice of the minimum aperture value of the lens aperture and the coincidence of the size of the apodized (gradient) neutral filter with this value.

Таким образом, в заявляемой полезной модели решена задача улучшения качества изображения, получаемого в системах наружного наблюдения, за счет сохранения высокой разрешающей способности объектива при работе в условиях высокой освещенности с чувствительными матричными фотоэлектронными приемниками изображения.Thus, in the claimed utility model, the problem of improving the quality of the image obtained in outdoor monitoring systems is solved by maintaining a high resolution lens when working in high light conditions with sensitive matrix photoelectronic image receivers.

Claims

1. A device for automatically adjusting the aperture of the lens, comprising a segmented flap diaphragm containing at least one component configured to move in a direction perpendicular to the optical axis of the lens, an electromechanical drive for moving the specified component, and a neutral filter fixedly mounted in the plane of the diaphragm, characterized in that the device contains a component displacement limiter, and the neutral filter has a smooth transmission dependence from transverse to coordinates from the minimum transmittance in the center to the maximum transmittance at the edge.

2. The device for automatically adjusting the lens aperture according to claim 1, characterized in that the component limiter is made so that the size of the minimum aperture D of the lens satisfies the condition:

,

where F is the focal length of the lens.

3. A device for automatically adjusting the lens aperture according to claim 1, characterized in that the dependence of the transmission of the neutral filter T on the transverse coordinate r has the form:

,

where T _min is the minimum transmittance of the neutral filter in the center, α is a coefficient less than 1, m is an even number from 2 to 10.