Устройство для задания экспозиций и задержек кадров в скоростной фотографии

Устройство для задания экспозиций и задержек кадров в скоростной фотографии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнапистнчесн их

Республик

<>866528 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19 ° 12. 77 (21) 2559400/18-10 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 23,09В1. Бюллетень 16 35 (я)м. кл.

G 03 В 39/С1

G 02 В 23/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 778.534. .84(088.8) Дата опубликования описания 230981 (72) Авторы изобретения

В.Ф.Артемов, A ° Ñ.Áðþõàíîâ, Н.M.Çîëî и С.Т,Яковлев (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ СКОРОСТНОЙ ФОТОГРАФИИ

Изобретение относится к скоростной и сверхскоростной фотографии и может быть использовано в приборостроительной промышленности.

Известны различные приборы скоростной фотографии с электронно-оптическими преобразователями, позволяющие фотографировать отдельные стадии быстропротекающего процесса.

1О

Известна камера, которая позволяет фотографировать быстропротекающие процессы на 9 кадрах с временем экспозиции кадров от 0,2 до 1 мкс и,интервалами времени между ними от 0,2 до 10 мкс. 15

Известна также камера, которая позволяет получить 7 кадров с вре- менем экспозиции кадров от 0,1 до

10 мкс и интервалами времени между ними от 1 до 110 мкс. 20

Укаэанные электронно-оптические приборы содержат электронно-оптический преобразователь (ЭОП) для скоростной регистрации иэображения, входной объектив для проектирования исследуемого явления на фотокатод, электромагнитную линзу для фокусировки изображения, блоки ускоряющих напряжений для изменения коэффициента усиления яркости иэображения ЭОП, 30 генераторы отклоняющих импульсов для формирования многоступенчатых импульсов, управляющих отклоняющими пластинами ЭОП, генератор затворных импульсов для отпирания ЭОП на время экспонирования кадра и выходной объектив для проецирования изображения с .экрана ЭОП на фотопленку (1) .

Наиболее блнзким по .технической сущности к предлагаемому является электронно-оптическое устройство для скоростной фотографии, содержащее: входной и выходной объективы, электронно-оптический преобразователь, блоки ускоряющих напряжений, генератор отклоняющих импульсов и блок управления временем экспозиции и speменем интервалов между кадрами (23 °

Однако не все снимки при фотогра" фии получаются нормальной плотности, что обусловлено ограниченным диапазоном изменения экспозиции съемки и отсутствием возможности независимой установки экспозиции для каждого кадра.

Кроме того, малый диапазон изменения временных интервалов между кадрами не позволяет рационально распределить кадры по. времени прохождения исследуемого процесса.

866528

Недостатком известного устройства является также наличие значительной погрешности установки временных интервалов экспозиции и пауз между ни-, ми °

ЦелЬ изобретения - расширение ди.апазона, величин времени экспозиции и интервалов между кадрами.

Цель, достигается тем, что дополнительно введены две схема ИЛИ, генератор отклоняющих импульсов и цифровое устройство задержки времени экспозиции и времени задержки между кадрами, одна группа выходов которого соединена со входами первого элемента ИЛИ, выход которого связан с сеточным затвором электронно-оптического устройства, а вторая группа выходов через второй элемент ИЛИ подключена к генератору отклоняющих импульсов, второй вход которого соединен с дополнительным выходом цифрового устройства задержки времени экспозиции и времени задержки между кадрами, а два выхода генератора отклоняющих импульсов соединены е отклоняющими пластинами электронно-оптического преобразователя.

На фиг.1 схематично представлено предлагаемое устройство; на фиг.2 эпюра напряжений.

Устройство содержит исследуемый объект 1, входной объектив 2, электронно-оптический преобразователь 3, блоки 4 н 5 ускоряющих напряжений, электромагнитная линза 6, выходной объектив 7, фотопленка 8,.люминесцентный экран ЭОП 3, две пары отклоняющих пластин 10 и 11 ЭОП 3, сеточный затвор 12 ЭОПЗ, фотокатод ЭОПЗ, схема ИЛИ 14, цифровое устройство 15 задания выдержек съемки и задержек

- между кадрами,. схема ИЛИ 16, генератор 17 отклоняющих импульсов.

Исследуемый объект 1 совмещается с оптической осью входного объектиsa 2, который размещен перед входом электронно-оптического преобразователя (ЭОП) 3, электроды которого .подключены к блокам 4 и 5 ускоряющих напряжений, а на его горловину одета электромагнитная линза 6.

Выходной объектив 7 размещен на общей оси между фотопленкой 8 и экраном 9 ЭОП 3 °

Две пары отклоняющих пластин 10 и

11, сеточный затвор 12 и фотокатод 13 размещены внутри ЭОП 3, конструкция которого не рассматривается.

Через схему ИЛИ 14 одна группа выходов цифрового устройства, 15 задания выдержек съемки и задержек между кадрами соединена с сеточным затвором 12 ЭОП 3, а его другая группа выходов через схему.ИЛИ 16 подключена к одному входу генератора 17 отклоняющих импульсов, другой вход которого соединен с выходом цифрового устройства задания, экспозиций съемФ ки и задержек между кадрами. Выходы генератора 17 отклоняющих импульсов подключены к отклоняющим пластинам

10 и 11 ЭОП 3.

Все известные электронно-оптичес,кие устройства на базе ЭОП для скоростной фотографии. имеют ограниченмое число кадров, которое определя— ется размерами выходного экрана ЭОП.

Известно. также, что исследуемые

1О процессы чаще всего развиваются не по линеййому закону, и яркость их свечения также изменяется во времени нелинейно.

ПоэтоМу важно- обеспечить в устройстве воэможность" рационально распреде"

1 лить кадры съемки по времени прохождения исследуемого процесса путем независимой установки интервалов времани между кадрами съемки в широком временном диапазоне, иметь раздельную

20 и независимую установку значения экспозиции каждого кадра съемки, изме-, няемую в широком временном диапазоне, причем производить установку указан ных временных интервалов с высокой

2» точностью позволяет получить указан» ные технические характеристики..

Устройство работает следующим образом.

Оптическое изображение исследуемо+ го объекта 1 проецируется объективом

2 на фотокатод 13 электронно-оптического. преобразователя 3, создающее электронное распределение, соответствующее по интенсивности величинам яркости в оптическом изображении.

В исходном состоянии ЭОП 3 заперт, что обеспечивается установкой отрицательной разности потенциалов между затвором 12 и фотокатодом 13 от блока 4 ускоряющих напряжений.

40 Прн поступлении на затвор 1Э импульса экспозиции положительной полярности происходит отпирание ЭОП 3 на время действия импульса, равное времени экспонирования кадра съемки. Электронное распределение изображения объекта 1 проходит через затвор 12, ускоряется под действием значительной разности потенциалов между электродами ЭОН 3, которая Е устанавливается блоками ускоряющих напряжений 4, 5 и попадает на люминесцентный экран 9, который преобразует его в усиленное.по яркости оптическое изображение.

Изображение объекта 1, наблюдае-. мое на экране 9 ЭО 3 проецируется объективом 7 на фотопленку 8 при фотографировании. Цифровое устройство задания экспозиций и задержек между кадрами 15, конструкция которого не рассматривается, работает циклами и запускается импульсами внешней команды "Пуск". При этом на каждый запускающий импульс синхронно вырабатываются следующие команды (фиг.2), представленные на эпюре напряжений: по866528

6 ния экспозиций съемки и задержек между кадрами, формирующего жестко свя» занную между собой программу работы с независимой установкой значений экспозиций и интервалов между кадрами в широких пределах позволяет получить снимки нормальной плотности в широком диапазоне времени, рационально распределить кадры по времени прохождения исследуемого процесса, повысить точность установки временых интервалов. Формула изобретения

Электронно-оптичеокое устройство для скоростной фотографии, содержа щее входи ой и выкодной объективы, электронно-оптический преобразователь, блоки ускоряющих напряжений, .генератор отклоняющих импульсов и блок управления временем экспозиции и временем интервалов между кадрами, отличающееся тем, чт.о, с целью расширения диапазона зели чин времени экспозиции и интервалов между кадрами, дополнительно введены две схемы ИЛИ, генератор отклоняющих импульсов и цифровое устройство задержки времени экспозиции и speMess задержки между кадрами, одна группа . выходов которого соединена со входами первого элемента ИЛИ, выход которого связан с сеточным затвором.электронно-оптического устройства, а вторая группа, выходов через второй элемент ИЛИ подключена к генератору отклоняющих импульсоз, второй вход которого соединен с дополнительно выходом цифрового устройства задержки времени экспозиции и времени задержки между кадрами, а два выхода генератора отклоняющих импульсов соединены с отклоняющими пластинами электронно»оптического преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1."Приборы и техника эксперимента", 1964, В 1, с. 117-121.

2. "Приборы для научных исследований". И., "Иир", 1971, 9 7, с.123128 (прототип).. следовательность прямоугольных им-. пульсов экспозиции, число которых равно выбранному числу кадрОв съемки и, а длительность каждого из кото-: рых устанавливается независимо1 последовательность импульсов запуска ступеней развертки, число которых равно й-1; а временное положение .каждогО импульса также устанавливается независимо; импульс окончания цикла, возникающий после окончания време- ® ни.экспозиции последнего кадра. . Импульсы экспозиции собираются схемой ИЛИ 14 и с ее выхода поступают .на затвор 12 ЭОП.З, открывая ЭОП на время действия импульса. Импульсы запуска ступеней разверт- 15 ки собираются схемой ИЛИ 16, и с ее выхода поступают на один из входов генератора 17 отклоняющих импульсов, а на его другой вход поступает им-. пульс окончания цикла. 20

Генератор 17 отклоняющих импульсов вырабатывает разнополярные импульсы развертки ступенчатой формы, отличающиеся друг от друга по амплитуде на оцну ступень. 25

Таким образом, многокадровая съем-.. ка происходит при одновременном поступлении на затвор 12 ЭОП 3 импульсов экспозиции, а на вертикальные и горизонтальные отклоняющие пластины 3О

10 и 11 импульсов. развертки ступенчатой формы.

Каждая ступенька разверткй, в том числе и нулевая, соответствует одному кадру и совпадает во времени с импульсом экспозиции кадра. .Под действием импульсов экспозиции и импульсов развертки усиленное по яркости изображение объекта 1, размеры которого устанавливаются значительно меньшими размера: экрана 49

9 ЭОП 3, кратковременно наблюдается на части экрана 9, формируя первый кадр и скачкообразно перемещается по нему, формируя последующие кадры изображения.

С экрана 9 ЭОП 3 изображение фото-., графируется обычным способом.

Таким образом, электронно-оптическое устройство для скоростной фотографии благодаря примерению двух схем ИЛИ, генератора отклоняющнх импульсов и цифрового устройства. зада866528

Фие,1

Луаг

Окцич ние ци бЮФ

Виат

Составитель И.Миронова

Редактор Г.Волкова Техред И.Ьстолош Корректор Н.Стец

Заказ 8075/70 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4