CS207779B2 - Central shutter mainly for the technical and scientific photography - Google Patents

Description

(54) Centrální závěrka, zejména pro technickou a vědeckou fotografii

Vynález se týká centrální závěrky, zejména pro technickou a vědeckou fotografii, která může být použita pro· fotografování pohybujících se jevů pomocí objektivů s velkou světelností a delší ohniskovou vzdáleností krátkou dobou osvitu.

U · fotoaparátů se dosud používaly dvojí centrální závěrky, jednak segmentové závěrky a jednak otočné závěrky. U segmentových závěrek je průchod světla objektivem přerušován dvěma, popřípadě u dražších přístrojů třemi segmenty, které jsou uloženy centrálně a po uvolenění synchronizačním kroužkem se pohybují ke středu a částečně se překrývají. Segmenty se pohybují střídavě a mají v průběhu otevíracího času •mrtvou bodovou polohu. Ke zrychlení, popřípadě ke zbrzdění pohybu segmentů je třeba určitého měřitelného času, takže charakteristika závěrky má jeden šikmý otevírací úsek, vodorovný rovnovážný úsek a š'kmý uzavírací úsek. Účinná doba osvitu při otevření závěrky je tedy rovna střední hodnotě oblasti pod funkční křivkou při jednom cyklu, což činí proměnný podíl nominální doby osvitu.

Nejmenší doba osvitu, a tedy nejvyšší rychlost pohybu závěrky je určována rozměry závěrky, a tím také setrvačností hmot závěrky,

Které se při uzavírání pohybují. Tato nejnižší doba osvitu je potom tou dobou, která od2 povídá funkční křivce, jejíž vodorovný úsek odpadl, to znamená, na otevírací usek bezprostředně navazuje uzavírací úsek. V tomto případě má funkční křivka spolu se základnou tvar trojúhelníka na rozdíl od ideálního · ·čtyřúhelníka, takže účinná doba · osvitu je rovna polovině její nominální hodnoty. S takto řešenou centrální závěrkou je možno u dosud známých fotopřístrojů dosáhnout doby osvitu 1/300, popřípadě 1/500 s. Pro větší ohniskové vzdálenosti, dosahující 180 až 250 mm, a světelnosti F = 1 : 4,5, je možno· dosáhnout nejnižší doby osvitu 1/30, nejvýše 1/50 s. Tyto, expoziční časy jsou pro technickou a vědeckou fotorgafii nedostačující.

U otočných centrálních závěrek se otáčí otočný kotouč, ve kterém je vytvořen otvor stanovené velikosti, popřípadě se tento otvor může v odpovídající úhlové poloze radiálně roztáhnout, přičemž tento· kotouč se otáčí před otvorem· objektivu. Setrvačnost této· kotoučové závěrky je podstatně menší než tomu bylo u segmentové závěrky. V tomto případě probíhá otevírání otvoru čočky nikoliv směrem od optického; středu, takže při mírném otevírání čočky a hotovení snímků se funkční křivka závěrky mění a každá část osvětlovaného materiálu je osvětlována v jiném časovém okamžiku, podobně jako je tomu u štěrbinových závěrek.

V poslední 'době bylo· uskutečněno ·mnoho pokusů · a výzkumů, majících za cíl •zlepšení konstrukce otočné závěrky. Některá z těchto řešení jsou blíže popsána v patentních spisech NSR č. 1 215 509 a 1 291 987, avšak ani tato řešení nemohou vyřešit centrální otevírání · a zavírání závěrky a s tím spojené problémy.

Ve fotografii pro' technické a vědecké účely · je často třeba hotovit snímky pomocí objektivů s větší ohniskovou vzdáleností a s větším otevřením objektivu, hlavně · při hotovení snímků pohybujících se předmětů nebo jevů. Rozměr objektivu je možno zvětšit jen v takovém měřítku, jak to dovoluje konstrukce závěrek, které musí mít zvláštní konstrukční vytvoření. S · dosavadními závěrkami je možno dosáhnout doby osvitu 1/30 nebo 1/50 s, což jsou časy pro dosažení ostrého snímku pohybujícího se předmětu nedostačující. · Protože osvětlení jednotlivých plošek negativu neprobíhá současně, získané snímky jsou zkreslené a předměty jsou deformované, · takže pro · tyto druhy snímků·není možno· v převážné míře používat štěrbinových závěrek. V současné době je fotografování pohyblivých ·. předmětů · rozměrnými · objektivy nevyřešeným problémem.

Úkolem předmětu vynálezu · je odstranit nedostatky · dosud známých závěrek.

Tento úkol je vyřešen centrální závěrkou pro technickou a vědeckou fotografii, · podle vynálezu, ··Jejíž 'podstata · spočívá · v . lom, že sestává ze sektorových desek, uložených otočně na osách a opatřených obloukvými podlouhlými otvory, přičemž osy jsou upevněny na -desce, opatřené středovým otvorem. Na ·'osách 'jsou upevněny ·synchronně otočná ozubená 'kola, ··otáčející · se souhlasně se 'sektorovými deskami ·a ·'zabírající · do ·ozubeného věnce, přičemž · synchronně se sektorovými deskami ' nebo 's jednou ze 'sektorových· 'desek je · upraven nejméně jeden ·vodicí -kotouč · a pouzdro · s · hnacími · · pružinami.

Centrální závěrka · ·podle · vynálezu · je ·po dpbná · dosavadní · segmentové · centrální závěrce · a· · provádí podobně · otevírání · · objektivu od · středu, od · · optické osy soustavy · čoček, · přičemž s otočnými centrálními ·závěrkami · má · společné · to, · že · nevykonává · protichůdný pohyb · uzávěrných 'prvků, 'takže zde · · nevznikají rychlovací · a · brzdicí cíly · a zpomalení · pohybu, · , jejichž velikost souvisí se · · setrvačnými · hmotami ·pohybujících ·se částí; u 'tohoto· řešení ' ·' také uzávěrné prvky nezaujímají ' po · · dobu expozičního- 'času žádnou · klidovou · polohu. Centrální · · závěrka po¹dle vynálezu umožňuje dosahovat ·velmi krátkých · expozičních · časů · i při · poměrně velkých rozměrech · konstrukce objektivu · a závěrky a doba osvitu, po kterou · je · negativ · osvětlován, · -je ' · velmi ' · blízká · jmenovité · době · · osvitu.

Centrální závěrka · podle · vynálezu je · v · podstatě otočnou závěrkou, · u · nížsynchronní pohyb jednotlivých · · sektorových · desěk zajišťuje jediný 'konstrukční 'prvek. ' Sektorové ' desky se otáčejí -'účelně působením pružinek..Na sektorových doškách jsou vytvořeny v zá-. vislosti na středovém úhlu takové podlouhlé obloukové výřezy, které · odpovídají · průměru objektivu a jsou na obou koncích ukončeny půlkruhem, jehož rozměr odpovídá velikosti objektivu a jsou na obou koncích ukončeny sek a jeho zbrzdění probíhá v okamžiku, kdy otvory sektorových · desek neotevírají ' ' otvor objektivu; to znamená, že urychlovací-a · brzdicí interval pohybu sektorových · desek -je · plně oddělen od · · vlastní doby osvitu · a · nijak do· ní nespadá. Tím je · dosaženo · dostatečně strmých otevíracích a zavíracích úseků · funkční křivky. Půlkruhové průnikové čáry, nacházející se na sektorových deskách, zajišťují, že tevření závěrky začíná v optické ose objektivu a její · zavírání rovněž končí v optickém · středu.

Příklady provedení centrální závěrky · podle vynálezu jsou zobrazeny na ·výkresech, kde značí obr. 1 pohled na celkové uspořádání závěrky s uzavíracími a ovládacími prvky, obr. la · řez · centrální závěrkou podle vynálezu, vedený rovinou ' A—A · z obr. 1, obr. 2 pohled na sektorovou desku centrální závěrky z · obr. · 1, · obr. 3 pohled · na vodicí kotouč se západkou, obr. 4 pohled · na · průběh otevírání objektivu až · do úplného otevření a obr. 5 funkční křivky uzávěrky.

Centrální závěrka podle vynálezu je ' v příkladu provedení opatřena třemi sektorovými · deskami '3’, .3”, 'které jsou uloženy otočně na osách 2, 2’, 2”, připevněných na základní desce 1. Tyto tři sektorové desky 3, 3’, 3” jsou rozmístěny známým způsobem rovnoměrně kolem · objektivu. Na každé sektorové ·desce '3, - 3’, ' 3” - je · vytvořen Jeden podlouhlý · obloukový otvor 4, '4’, 4”. Na 'ošách · 2, ’2’, 2” sektorových desek '3, ·' 3’, ‘3”' jsou · neotočně upevněna ozubená kola β, · 6’, -ИВ”, ''která · jsou v záběru s ozubeným věncem 7. -Ve znázorněném· příkladu provedení je · ozubený ' věnec 7 · opatřen · vnitřním ozubením, · avšak k · ozubeným kolům '6, ·6’, -6” · může · být ' také ozubený ' věnec '7 přiřazen z · vnitřní 'strany, přičemž ' v tomto případě je · opatřen vnějším ozubením. ' Na · osách 2, 2’, -2” sektorových 'desek 3, 3’, ' 3” - jsou také upevněny vodicí íkotouče · 8. ' K osám ' 2, ' ' 2’, '2” - nebo jen ' k ' jedné z ' těchto- os 2 je · připojeno · zrfiámé ' pouzdro '6 · hnacími pružinkami, které · není na · výkresech zobrazeno.

Na ' · vodicím· kotouči '8 je vytvořeno · obvodové vybrání · s ozubem, za který je zaklesnuta · západka · 9. 'Závěrka · je obklopena pláštěm, jehož konstrukce je v podstatě ' běžná · 'a 'který není na výkresech, zobrazen.

Objektiv přístroje je · umístěn · proti otvoru '5 v 'základní desce 1.

Sektorové desky · 3, -3’, 3” - jsou pro ' dosažení · nízké · vlastní · hmotnosti a tím · také 'nižší setrvačné 'hmoty vyrobeny z tenkého, 'ale ' velmi · pevného plošného · materiálu, -například z 'bronzu, 'titanu apod. 'Podlouhlé 'obloukové otvory 4, 4’, 4” 'na · 'sektorových deskách ‘3,

3’, - 3” - mají radiální · šířku,-která je · rovna pru20777В měru otvoru 5 v základní desce 1. Obloukové otvory 4, 4’, 4” jsou na obou koncích ukončeny půlkružnicemi, jejichž poloměr je roven 'poloměru otvoru 5 v základní desce 1. Středový uhel a, který přísluší obloukovým otvorům 4, 4’, 4”, je menší, nebo je roven 180°.

Uvolňování závěrky podle vynálezu se provádí silovým působením na západku 9 nebo na záipadky 9, je-li jich více. Jákmile západka 9 nebo západky 19 působením uvolňovací síly 11 uvolní vodicí kotouč‘8, začnou se sektorové desky 3, 3\ 3” působením pružinek otáčet ve směru šipky 12. V době zrychlování jejich pohybu ještě nedosáhnou podlouhlé • obloukové otvory 4, 4\ 4” -kontrolní linie otvoru 5 v základní desce 1. Ve chvíli, kdy této linie dosáhnou, mají již sektorové desky 3, 3’, 3” dosaženou svou maximální frekvenci otáčení. Současně s postupným vzájemným pronikáním průmětů překrývajících se půlkružnic na koncích obloukových otvorů 4, 4’, 4” sektorových cjesek 3, 3’, 3” se začíná uskutečňovat vytváření otvoru 13 pro propouštění obrazu. Je zřejmé, že otvor 13 se začíná tvořit od středu a jestliže se snímek netvoří při plném otevření závěrky, zůstává osvit centrální.

V průběhu otáčení sektorových desek 3, 3’, 3” bude po určitý časový interval celá plocha otvoru 5 v základní desce 1 otevřena. Jakmile se к otvoru 5 přiblíží zadní konce obloukových otvorů 4, 4’, 4” sektorových desek 3, 3’, 3”, začíná se vytvářet uzavírací otvor, který odpovídá v opačném průběhu tvoření otevíracího otvoru 13. Potom přestane půsbit uvolňovací síla 11 na západku 9 a západka 9 se dostane působením stálých přítlačných sil 10 do polohy, která je zobrazena na obr. 3. Vodicí kotouč 8 je po vykonání jedné celé otáčky opět zablokován, přičemž v tomto okamžiku je také již ukončeno uzavírání otvoru 5. Koncový náraz a zastavení vodícího kotouče 8 již neovlivňují dobu expozice a vlastní expozici snímku.

Z funkční křivky centrální závěrky podle vynálezu je patrno, že vedle vodorovného úseku 14, odpovídajícího plnému otevření objektivu na F = 1,0, a vedle druhého vodorovného úseku 17, který odpovídá polovičnímu otevření objektivu (0,5), se nachází otevírací úsek 15 a uzavírací úsek 16, které jsou v důsledku velké frekvence otáčení sektorových desek 3, 3\ 3” při otevírání objektivu velmi strmé. Funkční křivka má v každém případě vodorovný úsek. Trojúhelníkové tvary diagramu, které odpovídají času ti při polovičním otevření objektivu (0,5), popřípadě času t2 při plném otevření objektivu (1,0), a které se obecně vyskytují při nejkratších dobách osvitu při použití centrálních uzávěrek, jsou zde vyloučeny.

Proto je třeba připomenout, že stupeň účinnosti závěrky podle vynálezu podstatně překračuje účinnost dosud známých centrálních závěrek. Pod spojmem „stupeň účinnosti” se rozumí následující funkce:

ti _ to f f(t)dt

F . (tj - t₀)

Jestliže bude závěrky podle vynálezu použito pro hotovení technických a vědeckých snímků pomočí objektivů s velkými průměry, je velmi účelné zabezpečit synchronizovaný pohyb všech sektorových desek 3, 3’, 3” tak, že se na každou osu 2, 2’, 2” sektorových desek 3, 3’, 3” napojí vždy jedno pružinové hnací ústrojí ve skříňce a ke každé sektorové desce 3, 3’, 3” se přiřadí jeden vodicí kotouč 8. Potom je možno zajistit synchronizované spouštění pomocí západek 9. V takovém případě je ozubený věnec 7 výhodně opatřen vnitřním ozubením, které zabírá do ozubených kol 6, umístěných uvnitř ozubeného věnce 7 a opatřených obvodovým ozubením.

U objektivů, které jsou používány pro všeobecné fotografické účely, je možno použít pružinových skříněk a ozubeného věnce s vnějším ozubením, který je přiřazen к vnitřní straně ozubených kol. Použije-li se většího počtu hnacích pružinek, je možno je natahovat po jedné a odděleně a také samostatně je využívat, nebo je možno tuto operaci provádět pomocí ozubeného věnce 7, popřípadě natahováním samostatného ozubeného věnce 7 se známou konstrukcí.

Aby se mohlo použít orgánů, určujících dobu osvitu, je možno uspořádat známé a pro centrální závěrky používané hodinové pohonné ústrojí s ozubenými věnci, pneumatickými věnci nebo elektronickými regulátory.

Závěrka je s výhodou spojena se synchronním přípojem .pro napojení blesku.

Závěrkou podle vynálezu je možno dosáhnout pro objektivy s F = 1 : 3,5 takové rychlosti pohybu uzávěrných prvků, aby se dosáhlo» doby osvitu 1/300 s a pro objektiv se světelností F = 1 : 2,8 a ohniskovou vzdáleností 50 mm rychlosti odpovídající době osvitu 1/3500 s. Jestliže budou mít podlouhlé obloukové otvory 4, 4’, 4”, vytvořené na sektorových deskách 3, 3’, 3” středový úhel a roven 180°, potom bude stupeň účinnosti μ = 86 % a jestliže středový úhel a bude menší než 180°, bude stupeň účinnosti μ = = 80 °/o. Je třeba zde zdůraznit, že stupeň účinnosti μ se u známých centrálních uzávěrek pohybuje kolem 50 °/o.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT vynalezu

   1. Centrální závěrka, zejména pro technickou a vědeckou fotografii, vyznačující se tím, že sestává ze sektorových desek (3,3’, 3”) s podlouhlými obloukovými otvory (4, 4’, 4”), upevněných otočně na osách (2, 2’, 2”), které jsou uloženy na základní desce (1) s otvorem (5), a z ozubených kol (6, 6’, 6”), otočných synchronně se sektorovými deskami (3, 3’, 3”] a zabírajících do ozubeného věnce (7), přičemž к nejméně jedné sektorové desce (3) je přiřazen nejméně jeden s ní synchronně otočný vodicí kotouč (8) a pouzdro s pohonnými pružinkami.
2. 2. Centrální závěrka podle bodu 1, vyznačující se tím, že ozubený věnec (7) je opatřen vnitřním ozubením.
3. 3. Centrální závěrka podle bodu 1, vyznačující se tím, že ozubený věnec (7) je opatřen vnějším ozubením.
4. 4. Centrální závěrka podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že podlouhlé obloukové otvory (4, 4’, 4”) sektorových desek (3, 3’, 3”) jsou na obou koncích zakončeny půlkružnicemi, jejichž poloměr je na obou koncích stejný a je roven poloměru centrálního otvoru (5) základní desky (1), přičemž středový úhel (a) obloukových otvorů (4,4’,4”) je nejvýše roven 180°.
5. 5. Centrální závěrka podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že je spojena se synchronizovaným přípojem blesku a je opatřena ozubenými věnci, pneumatickým brzdicím systémem a elektronickými regulátory.