CN106292127B - 航空相机用焦平面机械快门及光学装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空相机用焦平面机械快门，包括：连续上紧机构、曝光控制机构、拍照信号获取机构。本发明还提供了一种光学装置。本发明提供的航空相机用焦平面机械快门可实现对快门高频连续的曝光动作的控制，并且可对快门的曝光时间、曝光量以及曝光工作频率进行精确的调整。

Description

航空相机用焦平面机械快门及光学装置

技术领域

本发明属于航空成像技术领域，尤其涉及一种航空相机用焦平面机械快门及光学装置。

背景技术

航空相机通过光学系统获取目标影像，并利用胶片或CCD等成像介质记录影像信息，在这一过程中，需精确地控制目标物像在成像焦面的曝光时间、曝光量以及像移量，才能获得清晰的影像。航空相机使用快门实现上述控制。为了适应在短时间内获取大量丰富目标影像信息的需求，要求成像介质面要增大。而现有的中心式机械快门无法满足以上要求。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，提供一种能够实现大幅面高频连续成像控制的焦平面机械快门。本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种航空相机用焦平面机械快门，包括：

连续上紧机构，所述连续上紧机构包括电磁铁、齿轮组、凸轮拨杆组和拨杆转盘，所述电磁铁用于驱动所述齿轮组运动，所述齿轮组与所述凸轮拨杆组相互啮合，所述拨杆转盘设置在所述凸轮拨杆组上；

曝光控制机构，所述曝光控制机构包括弹性件和遮光片组，所述遮光片组与所述拨杆转盘固定连接，所述弹性件用于驱动所述遮光片组运动；

拍照信号获取机构，所述拍照信号获取机构包括光电对和信号盘，所述信号盘与所述遮光片组固定连接

一些实施例中，所述拨杆转盘包括第一拨杆转盘和第二拨杆转盘；所述遮光片组包括第一遮光片组和第二遮光片组，所述第一遮光片组处于收拢状态，所述第二遮光片组处于展开状态；所述光电对包括第一光电对和第二光电对，所述信号盘包括第一信号盘和第二信号盘；所述第一拨杆转盘、所述第一遮光片组、所述第一光电对和所述第一信号盘同轴设置，所述第二拨杆转盘、所述第二遮光片组、所述第二光电对和所述第二信号盘同轴设置。

一些实施例中，所述电磁铁为旋转式电磁铁。

一些实施例中，所述齿轮组为扇形齿轮组。

一些实施例中，所述第一信号盘和第二信号盘上分别设置有若干通光孔，所述第一光电对能够获得所述第一信号盘的通光孔的角度信息，所述第二光电对能够获得所述第二信号盘的通光孔的角度信息。

一些实施例中，所述弹性件为弹簧。

一些实施例中，所述第一遮光片组和所述第二遮光片组分别包含有4个遮光片。

另一方面，本发明提供一种光学装置，该光学装置包括如前所述的焦平面机械快门。

本发明所提出的航空相机用焦平面机械快门，具有以下有益特点：

1.本发明提供的航空相机用焦平面机械快门的连续上紧机构，其使用旋转电磁铁驱动传动机构带动凸轮拨杆机构，实现快门两个遮光片组的高频连续上紧动作；

2.本发明提供的航空相机用焦平面机械快门的曝光控制机构，其使用两个能独立平行展开的遮光片组，通过控制运动时间间隔，形成所需的曝光缝隙，从而实现大幅面成像的曝光时间、曝光量和像移补偿的精确控制；

3.本发明提供的航空相机用焦平面机械快门的拍照信号获取机构，其使用光电对和信号盘，其中信号盘与遮光片组的旋转轴固定连接，在光电对和信号盘的配合下，可获取遮光片组的运动及位置信息。

本发明所提出的航空相机用焦平面机械快门，可实现对快门高频连续的曝光动作的控制，并且可对快门的曝光时间、曝光量以及曝光工作频率进行精确的调整。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的航空相机用焦平面机械快门的结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例的连续上紧机构的结构示意图；

图3为根据本发明一个实施例的曝光控制机构的结构示意图；

图4为根据本发明一个实施例的拍照信号获取机构的结构示意图。

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，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照图1-图4对本发明实施例提出的航空相机用焦平面机械快门进行详细描述。

本发明提出了一种可实现大幅面高频连续成像控制的航空相机用焦平面机械快门。

如图1所示，所述航空相机用焦平面机械快门100包括：连续上紧机构1、曝光控制机构2和拍照信号获取机构3。

如图2所示，所述连续上紧机构1包括：电磁铁11、齿轮组12、凸轮拨杆组13和拨杆转盘14，所述电磁铁11与所述齿轮组12驱动连接，所述齿轮组12与所述凸轮拨杆组13相互啮合，所述拨杆转盘包括第一拨杆转盘14a和第二拨杆转盘14b，所述第一拨杆转盘14a和第二拨杆转盘14b均设置在所述凸轮拨杆组13上。所述电磁铁11驱动所述齿轮组12，带动所述凸轮拨杆组13，同时拨动所述第一拨杆转盘14a和第二拨杆转盘14b同时转动。

如图2所示的实施例中，所述电磁铁11为旋转式电磁铁。

如图2所示的实施例中，所述齿轮组12为扇形齿轮组。

如图3所示的实施例中，所述曝光控制机构2包括：弹性件21(图中未示出)和遮光片组22，所述弹性件21驱动所述遮光片组22运动，所述遮光片组22包括第一遮光片组22a和第二遮光片组22b，所述第一遮光片组22a处于收拢状态，所述第二遮光片组22b处于展开状态；所述第一遮光片组22a和所述第一拨杆转盘14a连接，所述第二遮光片组22b与所述第二拨杆转盘14b连接。第一遮光片组22a和第二遮光片组22b分别包含有4个遮光片。如图3所示的实施例中，所述弹性件21为旋转扭环，进一步地，所述弹性件21为弹簧。

如图4所示，所述拍照信号获取机构3包括：光电对31和信号盘32，所述光电对31包括第一光电对31a和第二光电对31b，所述信号盘32包括第一信号盘32a和第二信号盘32b，所述第一信号盘32a与所述第一遮光片组22a的转轴固定连接，所述第二信号盘32b与所述第二遮光片组22b的转轴固定连接。

所述第一拨杆转盘14a、所述第一遮光片组22a、所述第一光电对31a和所述第一信号盘32a同轴设置，所述第二拨杆转盘14b、所述第二遮光片组22a、所述第二光电对31b和所述第二信号盘32b同轴设置。所述电磁铁11驱动所述齿轮组12，带动所述凸轮拨杆组13，同时拨动所述第一拨杆转盘14a和第二拨杆转盘14b同时转动；所述第一拨杆转盘14a带动所述第一遮光片组22a运动，所述第一信号盘32a和所述第一遮光片组22a的转轴固定连接，从而反应第一遮光片组22a的真实运动状态；所述第二拨杆转盘14b带动所述第二遮光片组22b运动，所述第二信号盘32b和所述第二遮光片组22b的转轴固定连接，从而反应第二遮光片组22b的真实运动状态。

如图4所示的实施例中，所述第一信号盘32a和第二信号盘32b上i有若干通光孔(图中未示出)，所述第一光电对31a能够获得所述第一信号盘32a的通光孔的角度信息，所述第二光电对31b能够获得所述第二信号盘32b的通光孔的角度信息。

如图1-图4所示，本发明提供的航空相机用焦平面机械快门100由图2所示的连续上紧机构1中的旋转电磁铁11驱动扇形齿轮组12，带动凸轮拨杆组13，同时拨动第一拨杆转盘14a和第二拨杆转盘14b同时转动。此时第一拨杆转盘14a和第二拨杆转盘14b分别带动图3曝光控制机构2中的两个遮光片组(第一遮光片组22a和第二遮光片组22b)运动，其中第一遮光片组22a处于收拢状态，第二遮光片组22b处于展开状态，第一遮光片组22a和第二遮光片组22b间的位置及速度关系由凸轮拨杆组13上分别与拨杆转盘14a、14b的接触曲面确定，从而实现无曝光上紧。在连续上紧机构1的带动下，实现了第一遮光片组22a和第二遮光片组22b之间的弹性件21的上紧动作，之后由快门控制系统控制两个遮光片组(第一遮光片组22a和第二遮光片组22b)以所需时间间隔弹性释放，即两个遮光片组(第一遮光片组22a和第二遮光片组22b)以平行运动方式滑过快门窗口。由于两个遮光片组22(第一遮光片组22a和第二遮光片组22b)初始运动时存在时间差，所以在快门窗口内形成所需曝光缝隙。遮光片组22的运动位置信息由图4所示拍照信号获取机构3得到。所述拍照信号获取机构3主要由第一光电对31a、第二光电对31b、第一信号盘32a和第二信号盘32b组成，其中第一信号盘32a和第一遮光片组22a的转轴固定链接，第二信号盘32b和第二遮光片组22b的转轴固定连接，从而反应两遮光片组真实的运动状态。第一信号盘32a和第二信号盘32b上按需求设置有若干通光孔，而相对应地，第一光电对31a和第二光电对31b能够获得对应信号盘上的通光孔的角度信息。快门控制系统依据信息计算出遮光片组的位置及速度等运动参数，从而实现对快门高频连续的曝光动作的控制，并且可对快门的曝光时间、曝光量以及曝光工作频率进行精确的调整。

本发明所提出的航空相机用焦平面机械快门，能够在连续上紧机构的驱动下，依据拍照信号获取机构得到的控制信息，控制遮光片运动机构实现高频连续的曝光动作，并且曝光时间，曝光量和曝光频率可精确控制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种航空相机用焦平面机械快门，包括：

连续上紧机构，所述连续上紧机构包括电磁铁、齿轮组、凸轮拨杆组和拨杆转盘，所述电磁铁用于驱动所述齿轮组运动，所述齿轮组与所述凸轮拨杆组相互啮合，所述拨杆转盘设置在所述凸轮拨杆组上；

曝光控制机构，所述曝光控制机构包括弹性件和遮光片组，所述遮光片组与所述拨杆转盘固定连接，所述弹性件用于驱动所述遮光片组运动；

拍照信号获取机构，所述拍照信号获取机构包括光电对和信号盘，所述信号盘与所述遮光片组固定连接；

所述拨杆转盘包括第一拨杆转盘和第二拨杆转盘；

所述遮光片组包括第一遮光片组和第二遮光片组，所述第一遮光片组处于收拢状态，所述第二遮光片组处于展开状态；

所述光电对包括第一光电对和第二光电对，所述信号盘包括第一信号盘和第二信号盘；

所述第一拨杆转盘、所述第一遮光片组、所述第一光电对和所述第一信号盘同轴设置，所述第二拨杆转盘、所述第二遮光片组、所述第二光电对和所述第二信号盘同轴设置；

所述第一信号盘和第二信号盘上分别设置有若干通光孔，所述第一光电对获得所述第一信号盘的通光孔的角度信息，所述第二光电对获得所述第二信号盘的通光孔的角度信息。

2.如权利要求1所述的航空相机用焦平面机械快门，其特征在于，所述电磁铁为旋转式电磁铁。

3.如权利要求1所述的航空相机用焦平面机械快门，其特征在于，所述齿轮组为扇形齿轮组。

4.如权利要求1所述的航空相机用焦平面机械快门，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

5.如权利要求1所述的航空相机用焦平面机械快门，其特征在于，所述第一遮光片组和所述第二遮光片组分别包含有4个遮光片。

6.一种光学装置，该光学装置包括权利要求1-5任一项所述的焦平面机械快门。