CN105959586A - 一种高速摄影闪光增强装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速摄影闪光增强装置，包括闪光灯灯头组件、外壳与功能控制面板、一种同步触发设备、一种时间控制设备与一种大功率电容充放电控制设备。所述功能控制面板固定于所述外壳外侧，所述同步触发设备、时间控制设备与电容充放电控制设备依次连接并固定于外壳内侧，所述闪光灯灯头组件直接连接或通过中间电缆连接于外壳上。本发明使高速摄影的单帧图片曝光时间减小到0.1μs以下，使超高速摄像机拍摄幅率达到每秒1000万张且清晰度满足人眼观看，使拍摄运动速度大于5000m/s的物体影像不产生虚影，使总拍摄时长可达到0.1s，使高速运动的物体与光照的同步时间保证在100ns以内，适应爆炸与冲击灯恶劣的试验环境，解决了超高速运动的摄影中光线不足的难题。

Description

一种高速摄影闪光增强装置

技术领域

本发明涉及电子产品设计制造领域。尤其涉及一种高速摄影闪光增强装置。

技术背景

随着科学技术的进步，人们已经能够制造出超高速摄像机(帧率达到100000fps/s)用于记录极短时间内的自然现象与物质运动。超高速摄像机所拍摄影像实际为拍摄时间间隔极短的一组照片。如此短的时间限制了每张照片的最长曝光时间，利用普通的照明甚至太阳光照明，都会因光照强度不足导致无法拍摄清晰明亮的照片。为了在超高速摄影中保持良好的曝光效果，需要一种更有效的照明方式。

现有的超高速摄影照明方式有：太阳光照明，大功率卤素灯照明，LED照明灯照明。这三种照明手段在曝光时间小于10μs的高速摄影中仍然会造成图像的昏暗，使得超高速摄像机曝光时间不能减小，受到限制。而对于速度大于2000m/s的超高速运动物体，超高速摄像机需满足曝光时间小于3μs才能得到不带虚影的清晰照片。如此短的曝光时间所需要的光照强度是太阳光照明、大功率卤素灯与LED照明灯与均无法满足的。

现有的超高速摄像机虽然可以拍摄时间间隔极短的照片，但总拍摄时间有限，通常在0.1秒以下。而普通闪光灯闪光时间只能持续1ms，对拍摄单张清晰照片是足够的，但对于拍摄时长大于100ms的高速运动物体的影像，闪光时间是不够的。同时，在短时间内摄像机拍摄物体的运动与闪光灯闪光时刻的同步问题也需要解决。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种高速摄影闪光增强装置，该装置产生的强光可使相机的曝光时间减小到0.1μs以下，使超高速摄像机的拍摄幅率达到每秒1000万张，且曝光充足；使拍摄速度大于5000m/s的运动物体的影像不会产生虚影；使总的拍摄时长可达到0.1s；使高速运动的物体与光照的同步时间保证在100ns以内。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种高速摄影闪光增强装置，包含外壳，功能控制面板、同步触发设备、时间控制设备、电容充放电控制设备、4个闪光灯灯头组件接口及闪光灯灯头组件。

其中，所述同步触发控制设备，时间控制设备，电容充放电控制设备，功能控制面板，闪光灯灯头组件接口和闪光灯灯头组件可以固定在外壳上，保护内部电路不受外界电磁干扰，使其稳定工作。

其中，所述控制面板有：提供断路信号、闭合信号、脉冲信号触发接口；为其他设备输出触发信号输出接口；设定工作模式按钮：设定连续工作模式按钮，设定多台闪光灯灯头组件同时闪光模式按钮，设定每个闪光灯灯头组件独立工作按钮；提供每个闪光灯灯头组件独立触发接口；设定闪光灯灯头组件连续工作的时间间隔旋钮并在屏幕上显示设定的间隔时间；

一种同步触发控制设备。

其中，所述设备接收到触发接口的断路信号、闭合信号、脉冲信号后控制电容充放电控制设备开始开始工作，触发信号与闪光灯开始工作的延迟时间小于10ns，通过触发输出接口为其他设备输出脉冲触发信号输出。

一种时间控制控制设备。

其中，时间控制设备根据控制面板设定的时间间隔控制多个电容充放电控制设备以一定的时间间隔顺序工作或同时工作。

其中，时间控制设备每个闪光灯灯头组件连续工作的最小间隔为0.1ms。

一种电容充放电控制设备。包含大功率电容，充放电电路，充放电控制电路。

其中，作用于单个闪光灯组件的电容大于10000μF，使用交流电进行电容的充电，

其中，工作之后自动充电等待下次触发，电容充满电充电时间小于10s，

其中，控制电路利用温度传感器监测电容的温度信号以保证电容安全使用，

其中，单个闪光灯的闪光持续时间大于25ms，所提供光照强度使超高速相机的曝光时间小于1μs。

其中，多个闪光灯连续工作，提供0.1s以上的闪光时间。

一种闪光灯灯头组件。

其中闪光灯灯头组件可以直接连接在设备上，也可以通过中间电缆连接，适应爆炸与冲击等恶劣的试验环境。

附图说明

图1为本发明实施例的电子设备剖视结构示意图

图2为本发明实施例的外形正面示意图

图3为本发明实施例的背面控制面板示意图

图4为本发明实施例的同步触发控制设备示意图

图5为本发明实施例的时间控制控制设备示意图

图6为本发明实施例的电容充放电控制控制设备件示意图

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的电子设备包括，外壳(101)固定其他组件，功能控制面板(102)用于设定设备的工作方式以及外部触发的输入输出，闪光灯灯头组件接口(106)用于外接闪光灯灯头组件(107)，闪光灯灯头组件(107)可利用中间电缆连接到闪光灯灯头组件接口(106)，拓展了灯的使用环境，同步触发控制设备(103)用于接收控制面板(102)输入的触发信号并提供输出触发信号，时间控制设备(104)控制多个闪光灯的工作时间间隔，电容充放电控制设备(105)用于控制大电容的充电放电和电容的安全使用。

如图2所示，本发明共有4个可拆装闪光灯组件(01,02,03,04)，每个闪光灯组件都可通过闪光灯灯头组件接口(05)直接安装使用，也可以通过中间延长电缆连接使用。

如图3所示本发明的触发接口：短路触发接口(41)，闭合触发接口(42)，脉冲触发接口(43)，脉冲触发信号输出接口(44)。每个闪光灯组件独立控制接口(51,52,53,54)，可独立控制每个闪光灯组件的工作。功能选择按钮：连续工作按钮(31)，同时工作按钮(32)，独立工作按钮(33)。闪光灯连续工作间隔时间调节旋钮(21)及间隔时间显示屏(22)。电源接口(11)及电源工作指示灯(12)。

如图4所示，同步触发控制设备(103)用于接收处理断路触发信号(41)，闭合触发信号(42)，脉冲触发信号(43)，并产生触发电容充放电控制设备的触发信号(301)，还可以为外界设备提供同步触发信号(44)。

如图5所示，时间控制电子设备(104)根据闪光灯连续工作时间调节旋钮(21)设置的时间，通过电容充放电控制设备(105)控制多个闪光灯灯头组件(107)，使闪光灯灯头同时工作或按照设定的时间间隔(22)顺序工作，顺序工作最小间隔时间为0.1ms。

如图6所示，电容充放电控制设备(105)，电容的控制电路(501)通过充放电电路(502)控制电容的充电和放电工作，并处理电容的温度反馈信号(504)，防止电容过热爆炸，保证安全，充放电电路(502)用于将交流电转化为电容的充电电流。电容模块(503)采用多个并联电容，为闪光灯灯头组件提供能量。

Claims (6)

1.一种高速摄影闪光增强装置，其特征在于，包括外壳(101)与功能控制面板(102)、同步触发控制设备(103)、时间控制设备(104)、电容充放电控制设备(105)、闪光灯灯头组件接口(106)及闪光灯灯头组件(107)。

2.根据权利要求1所述的增强装置，其特征在于，根据功能控制面板(102)输入的触发信号和设定的间隔时间(22)，同步触发控制设备(103)经过处理之后，向时间控制设备(104)发出触发信号(301)从而控制电容充放电设备(105)的工作开始，进而实现多个闪光灯灯头组件(107)同时工作、依次连续工作和独立工作的闪光模式。

3.根据权利要求1所述的同步触发控制设备(103)，其特征在于，接收断路触发接口(41)的断路信号、闭合触发接口(42)的闭合信号、脉冲触发接口(43)的脉冲信号，通过触发输出接口(44)为其他设备输出脉冲触发信号，产生触发信号(301)控制时间控制设备(104)的工作，所述同步触发控制装置(103)接收触发信号与闪光灯灯头组件(107)开始工作的延迟时间小于10ns。

4.根据权利要求1所述的时间控制设备(104)，其特征在于，根据闪光灯连续工作时间调节旋钮(21)设置的间隔时间(22)，控制多个闪光灯灯头组件(107)同时工作或按照设定的间隔时间(22)顺序工作，最小间隔时间为0.1ms。

5.根据权利要求1所述的电容充放电控制设备(105)，其特征在于，作用于单个闪光灯灯头组件(107)的电容(503)大于10000μF，工作之后通过控制电路(501)和充放电电路(502)自动充电等待下次触发，电容充满电充电时间小于3s，控制设备(501)接受电容反馈的温度信号(504)以保证电容安全，单个闪光灯灯头组件(107)的闪光持续时间大于25ms，所提供光照强度使超高速相机的曝光时间小于1μs，多个闪光灯灯头组(107)连续工作持续时间大于0.1s。

6.根据权利要求1所述的闪光灯灯头组件接口(106)，其特征在于，可以使闪光灯灯头组件(107)直接连接到设备，也可卸下用中间电缆连接，通过电缆连接的工作方式适用于爆炸、冲击等恶劣环境的闪光灯灯头组件(107)的一次性使用。