Устройство для покадровой смены светофильтров

Устройство для покадровой смены светофильтров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить быстродействие устройства и упростить его конструкцию. В корпусе 1 вьшолнена полость 2 диаметром, равным сумме трех внешних диаметров опт рав 3-5. Поочередная установка свеИ 18 17 11 в 5 (Л ND 00 00 ю Фи.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (5D4 G 03 B

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Unum

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3960559/24-10 (22) 08.10.85 (46) 07.08.87. Вюл. У 29 (72) А.И.Некрасов (53) 771.351 (088.8) (56) Патент США Ф 3868714, кл. G 03 В 11/00, 1975;

Патент ГДР У 251198, кл. G 03 В 11/00, опублик. 1963 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОКАДРОВОЙ СМЕНЫ

СВЕТОФИЛЬТРОВ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить быстродействие устройства и упростить его конструкцию.В корпусе 1 выполнена полость 2 диаметром, равным сумме трех внешних диаметров оп-. рав 3-5. Поочередная установка све132878 тофильтров 6-8 в окне А осуществляет-ся за один оборот поворотного кольца 18 с кулачком 20. Заходная фаска Б кулачка 20 воздействует последователь но на цилиндрические пальцы 15-17, перемещая рычаги 9-11 с соответствующими.оправами 3-5 светофильтров 6-8.

Начало процесса цветопередачи опре-! деляется блоком 24 управления по пе- реднему фронту сигнала оптронной па2 ры 25, оптически сопряженной через отражательное покрытие Е на внешней поверхности кулачка 20, при совмещении его с передним фронтом импульса синхронизации. Поворотное кольцо 18 приводится во вращение двигателем 23 посредством шестерни 21 и зубчатого венца 19. Оправы 3-5 и поворотное кольцо 18 с кулачком 20 выполненыиз сополимерного материала .2 з.п. Ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретно к устройствам формирования цветодсленных изображений.

Целью изобретения является повы- 5 шение быстродействия и упрощение конструкции.

На фиг.1 изображено устройство для покадровой смены светофильтров, общий вид; на фиг.2 — то же, фронтальная

10 проекция с подпружиненными рычагами.

Устройство (фиг. 1 и 2) покадровой смены фильтров содержит корпус в виде диска 1, выполненный из метал15 ла, например алюминиевого сплава.

Диск 1 неподвижно закреплен, например, на корпусе телекамеры (показан условно) . В дглске 1 выполнено центральное отверстие А с диаметром д

20 и полость (Выточку) 2., в которую помещены оправы 3-5 со светофильтрами 6-8. !

Светофильтры 6-8 изготовлены из цветного стекла или окрашенной пленки с заданными оптическими характеристиками (R,G,В цветов). Каждая оправа 3-5 закреплена на свободном конце соответствующего рычага 9-11„ которые выполнены идентичными, поме- З0 щены в полость 2 и имеют возможность поворота относительно диска Оси

12-14 поворота рычагов 9-11 равномерно размещены на диаметре D близком к диаметру D полости 2 (фиг.2) .

Диаметр D полости 2 в три раза больше наружного диаметра. D, оправ 3-5.

На каждом рычаге 9-11 укреплены цилиндрические пальцы 15-17. Последние размещены вблизи поворота осей 12-14 40 и каждый палец удален на расстоянием от оси симметрии 00 соответствующего

l рычага (фиг.2) ° На периферии диска 1 установлено приводное кольцо 18, имеющее возможность вращения относительно него, На поворотном кольце l8 выполнен зубчатый венец 19 и кулачок

20 напротив пальца 16 рычага 10.

Наружная дуга Д кулачка 20 несет напыленную алюминиевую пленку Е с заданными отражательными свойствами.

Приводное кольцо 18, венец 19 и ку-. лачок 20 выполнены из самосмазывающегося полимерного материала, например сополимера. Приводное кольцо 18, венец 19 и кулачок 20 могут быть выполнены единой деталью, например, методом прессования. С венцом 19 сцеп- лена шестерня 21, закрепленная на валу 22 электродвигателя 23. Вход двигателя подключен с помощью электрического канала ь к выходу блока 24 управления. Последний закреплен на другом торце диска 1 или вынесен на корпус, например, телекамеры (не показан). Напротив отражающей поверх— ности Д, например, на корпусе телекамеры установлена оптронная пара 25, выход которой через электрический канал подключен к одному из выходов блока 24 управления.

Расположение оптронной пары 25 выбрано так, что ее вход сопряжен с отражательной поверхностью Е на угле поворота кольца 18, соответствующем установке заданного, например, красного фильтра 6 в окне А. Смена фильтров 6-8 и их расположение в кадровом окне, например, телевизионной камеры осуществляются поворотом поворотного кольца 18 на заданный угол с задан3 13287 ной скоростью. В полости 2 диска 1 между каждым рычагом 9-11 и цилинд.рической поверхностью диаметром Р размещаются также три пружины 26-28 растяжения, концы каждой из которых 5 шарнирно закреплены на соответствующем рычаге 9-11 и диске 1.Усилие отдельной пружины должно быть больше суммарного усилия сопротивления, создаваемого трением в опорах вращения, отдельного10 рычага и его дебалансирующего момента, вызванного смещением от оси поворота суммарного центра тяжести рычага, оправы и светофильтра.

Устройство работает следующим об- 15 разом.

На вход блока 24 управления подается напряжение. синхронизации U „„„ например, от синхронизатора передающей телекамеры. Блок 24 управления 20 обрабатывает сигнал синхронизации и выдает на выход питающее напряжение, которое по связи о подается на вход двигателя 23. Выходной вал 22 и шестерня 21 под действием пускового вра-25 щательного момента двигателя 23 начинают движение в заданном направлении (стрелка Ж). Сцепленный с шестерней

21 зубчатый венец 19 приводит в движение поворотное кольцо 18 с кулач.ком 20. Далее заходная фаска Б кулачка 20 подходит к цилиндрической поверхности пальца 16 и давит на него начальной кромкой.

В этот момент палец 15 выходит из 35 контакта с краем дуги В кулачка 20, и рычаги 9 и 10 становятся свободными для поворота. При этом внешняя поверхность кулачка 20 с отражающей поверхностью Е выходит из зоны срабаты-40 вания оптронной пары 25, сигнал которой изменяется на выходе и через электрический канал г далее поступает на вход g блока 24, управления. В блоке 24 этот сигнал по фазе сравни- 45 вается с фазой напряжения синхронизации, частота и фаза импульсов которого совпадает с частотой и фазой, например, телевизионных полей. Вал 22 двигателя 23 продолжает вращение с ускорением, так как усилия сопротивления передаточного механизма, приведенные к валу 22, меньше усилий, создаваемых пусковым моментом двигателя 23. 55

Далее под действием усилий, создаваемых наклонной поверхностью заходной фаски Б на пальце 16, возникает

82 крутящий момент относительно оси поворота поворотного элемента 10. Последний совместно с оправой 4 начинает движение в направлении окна А.

Оправа 4 в точке е соприкасается с наружным диаметром оправы 3 и толкает ее вместе со свободным для поворота рычагом 9 в направлении выхода из окна А.

Рычаги 9 и 1О с оправами 3 и 4 соответственно продолжают движение к своим конечным положениям, пока палец 16 скользит по наклонной поверхности заходной фаски Д в пределах поворота кольца 18 на угол 1, . Оправа 5 также освобождается от оправы 3 и может начать движение до встречи с оправой 4 под действием гравитации и дебаланса масс относительно поворотной оси 14 элемента 11.

В условиях невесомости или при установке пружины 28 этих движений оправа 5 не производит.

После отработки поворотным коль- цом 18 угла, палец 16 приходит в свое конечное положение и касается точкой начала дуги В. В процессе поворота элементов 9 и 10 на угол Ы оправа 4 соприкасается в точке на участке е с оправой 3, а последняя соприкасается в этой же точке на участке ез . В конце поворота на угол

, оправа 4 упирается в оправу 5 в точке и и останавливается, так как оправа 5 ограничена в повороте в точке I(цилиндрической поверхностью D выточки 2.

Сопряжения оправ 5 и 3 с выточкой 2, оправы 4 с оправами 5 и 3 и пальца с дугой В выполнены с суммарным гарантированным зазором, обес- печивающим свободное вращение поворотного кольца 18 при скольжении пальца 16 по движущейся дуге В. Далее поворотное кольцо 18 поворачивается на угол - Ы„. В пределах этого угла поворота оправа 4остается зафиксированной в окне А и может перемещаться под динамическими воздействиями только в пределах заданного люфта укаэанных сопряжений. Эти люфты малы и могут составлять десятые и даже сотые доли миллиметра. Рабочий световой поток, пройдя через зеленый светофильтр 7, окрашивается зеленым цветом.

Далее после поворота поворотного кольца 18 на угол N заходная фаска Б подходит к пальцу 17 ° Дуга В уходит

1328782 от соприкосновения с пальцем 16, и рычаг 10 становится свободным для поворота, Процесс передачи усилий от вала 22 двигателя 23 и взаимодействие оправ 4 и 5 производится аналогичным образом в угле поворота поворотного кольца 18 2, и так далее в угле поворота 3 . За один оборот поворотного кольца 18 в окне А поочередно устанавливаются зеленый, си- 10 ний и красный светофильтры.

Время разгона двигателя 23 до момента вхождения в синхронизм зависит от суммарной величины сил сопротивления, инерционных масс перемещаю- 15 щихся частей механизма и мощности двигателя и может составлять единицы и даже десятые доли секунды. Момент вхождения в синхронизм фиксируется блоком 24 управления по передне- 20 му фронту сигнала оптронной пары 25 при совмещении его с передним фронтом импульса синхронизации, например, телевизионного сигнала. Этот момент времени определяет начало процесса цветопередачи.

Работа механизма в режиме цветопередачи при наличии пружин 26-28 производится аналогичным образом. При этом усилия пружин 26-28 создают дополнительную нагрузку на двигатель 23.

Однако эти усилия малы и составляют единицы процента от усилий, развиваемых двигателем 23 в режиме синхронного вращения. 35 !

Работа Механизма в режиме передачи черно-белых изображений осуществляется следующим образом.

После окончания сеанса цветопередачи на вход блока 24 управления подается другая команда на переключение устройства в режим черно-белой передачи. В момент срабатывания от края поверхности Е оптронной пары 25 на ее 45 выходе вырабатывается сигнал, который по электрическим каналам поступает на вход блока 24 управления, Блок 24 управления выдает тормозной импульс напряжения длительностью порядка 0,05.-0, 1 с на своем выходе, который по каналу ь поступает на вход работающего электродвигателя 23. Ротор электродвигателя под действием тормозного момента замедляет свое движение за время 0,05-0, 1 с и останавливается. Выбег вала двигателя с нагрузкой не превышает угла поворота ,поворотного кольца 18 (oL-oGq). При этом торец Г трети кольца 20 останавливаются между пальцами 15 и 16.

Далее блок 24 управления по программе выдает на вход двигателя 23 переполюсованное напряжение, ротор которого начинает движение в обратном направлении. !

Торец Г также начинает движение навстречу пальцу 15, подпружиненному пружиной 26 в конечное положение. Далее торец Г упирается в палец 15 и останавливается. Останавливается также ротор двигателя 23.

Одновременно край отражательной поверхности Е входит в зону срабатывания оптронной пары 25, а оправа 4 полностью освобождает окно А под действием пружины 26. На вход блока 24 управления от оптронной пары 25 поступает другой сигнал, по которому блок 24 управления снимает напряжение питания двигателя 23.

Устройство обесточивается, а окно А свободно для прохождения рабочего светового потока. Этот момент определяет начало, например, сеанса передачи черно-белых телевизионных изображений. Длительность перехода от режима цветопередачи в режим черно-белой передачи может составлять порядка 0,05-0, 15 с.

Формула изобретения

Устройство для покадровой сме- ны светофильтров, содержащее корпус в виде диска с центральным окном на оптической оси и размещенные в нем оправы для цветоделения светофильтров, каждая из которых укреплена на одном из концов подпружиненного рычага, другим концом установленного с возможностью поворота на оси, причем оси вращения рычагов расположены симметрично относительно оптической оси, а также установленное соосно оптической оси и связанное с приводом поворотное кольцо и расположенный.соосна ему направляющий кулачок в виде части кольца, взаимодействующий с выступом соответствующего рычага, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения конструкции, в корпусе выполнена полость, диаметр которой равен сумме трех внешних диаметров оправ, а рычаги размещены в полости, при этом выступы выполнены з виде цилиндричес1328782 териала.

Фие.2,Составитель С.БЫгалович

Техред М. Ходанич Корректор,Л.Пилипенко

P ед акт ор О. Гол ов ач

Заказ 3487/49 Тираж 420 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ких пальцев, взаимодействующих с внутренней поверхностью кулачка, расположенного на поворотном кольце, при этом размер кулачка равен одной

5 трети длины окружности кольца, уменьшенной на диаметр цилиндрического пальца, а на одном из концов кулачка со стороны внутренней поверхности выполнен скос для контактирования с пальцем соответствующего рычага, причем поворотное кольцо установлено на диске.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что привод выполнен в виде реверсивного двигателя, вал которого кинематически связан с поворотным кольцом, а вход его подключен к выходу блока управления, первый вход которого подключен к концевому выключателю в виде оптронной пары, элементы которой оптически сопряжены через отражательное покрытие, выполненное на внешней поверхности направляющего кулачка, а второй вход связан с синхронизатором.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оправы и поворотное кольцо с направляющим кулачком выполнены из сополимерного ма