DD279328A1

DD279328A1 - FILM TRANSPORT SYSTEM FOR HIGH-SPEED CAMERAS

Info

Publication number: DD279328A1
Application number: DD32457188A
Authority: DD
Inventors: Winfried Gehmlich; Klaus Roeger
Original assignee: Barkas Werke Veb
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1988-12-30
Publication date: 1990-05-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filmtransportsystem fuer Hochgeschwindigkeitskameras, dass unter Vermeidung von unkontinuierlich bewegten mechanischen Bauteilen fuer einen schrittweisen Filmtransport die Belichtung von jeweils stehenden Einzelbildern bei einwandfreier Bildschaerfe und noch ausreichenden Belichtungszeiten mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von bis zu max. 5 000 Bildern/Sekunde ermoeglicht. Erfindungsgemaess werden diese Anforderungen dadurch erfuellt, dass bei kontinuierlicher Zufuehrung und Abfuehrung des Filmes im Bereich der Filmbuehne in der der Belichtungsvorgang stattfindet ein ruckweises Nachziehen des Filmes sowie eine damit korrespondierende Ein- und Ausrastung auf einer starren Rastklinke vermittels der Wirkung zweier vor und nach der Filmbuehne angeordneter und durch eine rotierende Segmentblende gesteuerten Luftduesen realisiert wird. Fig. 1The invention relates to a film transport system for high-speed cameras that, while avoiding continuously moving mechanical components for a stepwise film transport, the exposure of each still images with perfect Bildschaerfe and still sufficient exposure times with a recording speed of up to max. 5 000 frames / second possible. According to the invention, these requirements are satisfied by the fact that with continuous feeding and removal of the film in the area of the film in which the exposure takes place a jerky retightening of the film and a corresponding engagement and disengagement on a rigid latch by means of the action of two before and after the film arranged and controlled by a rotating segment aperture Luftduesen is realized. Fig. 1

Description

Für spezielle Einsatzfälle ist die sogenannte Trommelkamera geeignet. Diese Kamera arbeitet mit einem kontinuierlich laufenden Film und mit einer ständig geöffneten Blende. Durch Anstrahlung des zu filmenden Objektes mit einer mit der Filmbewegung synchronen Folge von Lichtblitzen mittels eines Stroboskopes werden auf dem Film Einzelbilder belichtet. Aufgrund der schnellen Filmbewegung ist es jedoch erforderlich, mit extrem kurzen Lichtblitzen zu arbeiten, um die erforderliche Schärfe des Bildes zu gewährleisten. Infolgedessen tritt das Problem auf, daß die für die Belichtung zur Verfügung stehende Lichtmenge des extrem kurzen Lichtblitzes einen entsprechend hochempfindlichen Film erfordert. Diese Anforderungen steigen mit zunehmender Filmgeschwindigkeit, so daß mit diesem System kaum die Geschwindigkeit einer Kamera mit rotierenden Prismenpolygon bei ausreichender Bildschärfe erreichbar ist.For special applications, the so-called drum camera is suitable. This camera works with a continuous film and a constantly open aperture. By irradiation of the object to be filmed with a synchronous with the film motion sequence of flashes of light by means of a stroboscope individual images are exposed on the film. Due to the fast motion of the film, however, it is necessary to work with extremely short flashes of light to ensure the required sharpness of the image. As a result, the problem arises that the amount of light available for the exposure of the extremely short flash of light requires a correspondingly high-sensitivity film. These requirements increase with increasing film speed, so that with this system hardly the speed of a camera with rotating prism polygon can be achieved with sufficient image sharpness.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Filmtransportsystem für Hochgeschwindigkeitskameras zu schaffen, welches eine Aufnahmegeschwindigkeit von bis zu max. 5000 Bilder/Sekunde bei einwandfreier Bildschärfe und noch ausreichenden Belichtungszeiten ermöglicht, wobei ein Objektiv mit mittlerer bis kleiner Brennweite einsetzbar ist.The object of the invention is to provide a film transport system for high-speed cameras, which has a recording speed of up to max. 5000 images / second with perfect image sharpness and still sufficient exposure times possible, with a lens with medium to small focal length can be used.

Explanation of the essence of the invention

Ausgehend vom Ziel der Erfindung besteht die Aufgabe darin, ein Filmtransportsystem für Hochgeschwindigkeitskameras zu schaffen, das einen schrittweisen Filmtransport zur Belichtung von Einzelbildern bei jeweils stehenden Film unter Vermeidung von bewegten mechanischen Bauteilen für den schrittweisen Filmtransport ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine im Bereich nach der Filmbühne, in der der Belichtungsvorgang stattfindet, angeordnete Transportdüse, aus der kontinuierlich ein gerichteter Luftstrahl austritt, auf den Film gerichtet ist und eine entsprechend der von der Einzelbildlänge abhängigen Transportschrittlänge dimensionierte Transportausnohmung im Gehäuse der Kamera in der Wirkungsrichtung der Transportdüse angeordnet ist, und daß weiterhin eine Rastdüse, aus der ebenfalls kontinuierlich ein gerichteter Luftstrahl austritt, im Bereich vor der Filmbühne auf den Film gerichtet ist, so daß dieser vermittels der Wirkung des Luftstrahles von mindestens einer in die Perforation des Filmes eingreifenden starren Rastklinke anhebbar ist, sowie daß eine synchron mit der Belichtungssegmentblende rotierende und mit mindestens einem Transportfenster und mindestens einem Rastfenster versehene Segmentblende zwischen Film und Transport- bzw. Rastdüse angeordnet ist, vermittels der entsprechend der Anordnung des/der Transport- und Rastfenster die Wirkung des aus der Transport- und Rastdüse austretenden Luftstrahles auf den Film freigebbar bzw. sperrbar ist. Weiterhin ist es erfindungsgemäß, daß die Belichtungssegmentblende und die Segmentblende auf einer parallel zur optischen Achse der Kamera angeordneten Welle angebracht sind, und daß im Bereich vor der starren Rastklinke eine Zuführungsausnehmung im Gehäuse der Kamera angeordnet ist, in der der kontinuierlich zugeführte Film während des Zeitraumes des Belichtungsvorganges aufnehmbar ist.Based on the object of the invention, the object is to provide a film transport system for high-speed cameras, which enables a stepwise film transport for exposure of individual images in each case stationary film while avoiding moving mechanical components for the stepwise film transport. According to the invention, the object is achieved in that a in the area after the film stage, in which the exposure takes place arranged transport nozzle from the continuously exiting a directed air jet is directed to the film and a corresponding to the dependent on the individual image length transport step length Transportausnohmung in the housing the camera is arranged in the direction of action of the transport nozzle, and further that a locking nozzle, from which also emerges a directed air jet continuously directed in the area in front of the film stage on the film, so that this means of the effect of the air jet of at least one in the perforation the film engaging rigid locking pawl can be raised, and that a synchronously with the exposure segment aperture rotating and provided with at least one transport window and at least one locking window segment aperture between the film and transport or locking nozzle is arranged, v by means of which, according to the arrangement of the transport and latching windows, the effect of the air jet emerging from the transport and latching nozzle can be released or blocked on the film. Furthermore, it is according to the invention that the exposure segment diaphragm and the segment diaphragm are mounted on a shaft arranged parallel to the optical axis of the camera, and that in the area in front of the rigid latch a Zuführungsausnehmung in the housing of the camera is arranged, in which the continuously supplied film during the period of the exposure process is receivable.

embodiment

Anhand zweier schematicher Darstellungen wird nachfolgend der Aufbau und die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Filmtransportsystems einer Hochgeschwindigkeitskamera beschrieben. Dabei zeigt Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Kamera und Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der Segmentblendenanordnung.The construction and mode of operation of the film transport system according to the invention of a high-speed camera will be described below with reference to two schematic illustrations. 1 shows a sectional view of the camera, and FIG. 2 shows a schematic illustration of the segment aperture arrangement.

Der Film 1 wird in herkömmlicher Weise von einer Filmspule 2a über eine Zuführrolle 3, die zwischen zwei Führungsrollen 4 angeordnet ist, kontinuierlich dem erfindungsgemäßen Filmtransportsystem zugeführt. Eine Führungsbahn 5 leitet den Film 1 über die Filmbühne 6, in der der Belichtungsvorgang stattfindet, zu einem weiteren Rollensystem. Dieses besteht aus einer Zugrolle 7, die ebenfalls zwischen zwei Führungsrollen 4 angeordnet ist und fördert den belichteten Film zum Aufspulen auf die Filmspule 2 b. Auf einer Welle 8, die parallel zur optischen Achse der Kamera in Höhe der Filmbühno 6 neben dem Film 1 angeordnet ist und deren Drehbewegung mit der Drehbewegung der Zuführrolle 3 sowie der Zugrolle7 synchronisiert ist, befindet sich zwischen dem Film 1 bzw. der Filmbühne 6 und dem angedeuteten Kameraobjektiv 9 eine Belichtungssegmentblende 10. An dieser Belichtungssegmentblende 10 ist ein Abdecksteg 11 zur Belichtung des Filmes 1 angearbeitet. Weiterhin ist auf der Welle 8 hinter der Führungsbahn 5 eine Segmentblende 12 zur Steuerung des schrittweisen Filmtransportes angeordnet. Die Zuführungsrolle 3, die Zugrolle 7 sowie die Welle 8 mit der BelichtungssegmerUblonde 10 und der Segmentblende 12 sind in ihrer Winkelgeschwindigkeit durch mechanische Koppelung exakt aufeinander abgestimmt. Mit jeweils unterschiedlichen Abstand zur Mitte ist in die Segmentblende 12 ein Rastfenster 13 und ein Transportfenster 14 eingearbeitet. Vorteilhaft kann statt der in diesem Ausführungsbeispiel beschriebenen Lösung die Belichtungssegmentblende 10 mit mehreren Abdeckstegen 11 und die Segmentblende 12 mit mehreren Rast- und. Transportfenstern 13,14 versehen sein, um Unwuchten der rotierenden Blenden zu begegnen. Damit ändert sich entsprechend das Übersetzungsverhältnis zwischen Bildfrequenz und der Drehzahl der Welle 8. In Höhe des Rastfensters 13 ist eine Ausrastdüse 15 so gegen den Film 1 gerichtet, daß dieser im Bereich des eingangsseitigen Endes der Führungsbahn 5 durch die Wirkung des aus der Ausrastdüse 15 austretenden Luftstrahles von der Führungsbahn 4 abhebbar ist. Dazu ist in der Führungsbahn 5 eine nicht dargestellte Ausnehmung angeordnet, durch die der Luftstrahl hindurchtreten kann. Weiterhin ist auf der Führungsbahn 5 in Höhe der Ausrastdüse 15 mindestens eine starre Rastklinke 16 angeordnet, die bei Aufliegen des Filmes 1 auf der Führungsbahn 5 im Bereich der Ausrastdüse 15 in die Perforation des Filmes 1 eingreift und diesen in seiner Lage arretiert. In Höhe des Transportfensters 14 der Segmentblende 12 ist im ausgangsseitigen Bereich der Führungsbahn 5 eine Transportdüse 17 genen den Film 1 gerichtet. Auf der Wirkungslinie des durch die Transportdüse 17 austretenden Luftstrahles ist in die Führungsbahn 5 ebenfalls eine entsprechende Ausnehmung eingearbeitet. Im ein- und ausgangsseitigen Bereich der Führungebahn 5 bzw. im Wirkungsbereich der Düsen 15,17 sind in dem den Innenraum der Kamera begrenzenden Gehäuse IS eine Zuführungsausnehmung 19 und eine Transportausnehmung 20 so angeordnet und dimensioniert, daß die durch dieThe film 1 is fed in a conventional manner from a film spool 2a via a feed roller 3, which is arranged between two guide rollers 4, continuously to the film transport system according to the invention. A guide track 5 leads the film 1 via the film carrier 6, in which the exposure process takes place, to another roller system. This consists of a pull roller 7, which is also arranged between two guide rollers 4 and promotes the exposed film for winding onto the film spool 2 b. On a shaft 8, which is arranged parallel to the optical axis of the camera in the amount of Filmbühno 6 next to the film 1 and whose rotational movement is synchronized with the rotational movement of the feed roller 3 and the Zugrolle7, located between the film 1 and the film carrier 6 and the indicated camera lens 9, an exposure segment aperture 10. At this exposure segment aperture 10, a Abdecksteg 11 is processed for the exposure of the film 1. Furthermore, a segment aperture 12 for controlling the stepwise film transport is arranged on the shaft 8 behind the guide track 5. The feed roller 3, the tension roller 7 and the shaft 8 with the exposure segment 10 and the segment diaphragm 12 are exactly matched in their angular velocity by mechanical coupling. At a different distance from the center, a latching window 13 and a transport window 14 are incorporated into the segment panel 12. Advantageously, instead of the solution described in this embodiment, the exposure segment aperture 10 with a plurality of Abdeckstegen 11 and the segment aperture 12 with a plurality of locking and. Transport windows 13,14 be provided to counteract imbalances of the rotating aperture. At the level of the latching window 13, a Ausrastdüse 15 is directed against the film 1, that this in the region of the input-side end of the guideway 5 by the action of the Ausrastdüse 15 exiting Air jet can be lifted from the guideway 4. For this purpose, a not shown recess is arranged in the guide track 5, through which the air jet can pass. Furthermore, at least one rigid detent pawl 16 is arranged on the guide track 5 at the level of the Ausrastdüse 15, which engages with the film 1 on the guideway 5 in the Ausrastdüse 15 in the perforation of the film 1 and locks it in place. At the level of the transport window 14 of the segment aperture 12 is in the output-side region of the guideway 5 a transport nozzle 17 gene directed the film 1. On the line of action of the exiting through the transport nozzle 17 air jet in the guideway 5 is also incorporated a corresponding recess. In the input and output side of the guide track 5 and in the area of action of the nozzles 15,17 are in the interior of the camera limiting housing IS a Zuführungsausnehmung 19 and a transport recess 20 is arranged and dimensioned so that the through

Wirkung der Düsen 15,17crzielbare bzw. durch die kontinuierliche Zuführung des Filmes 1 bei stehenden Film 1 im Bereich der Filmbühne 6 während der Zeit der Belichtung eines Einzelbildes entstehende Schlaufenbildung des Filmes 1 ermöglicht und in seiner Ausdehnung begrenzt ist.Effect of the nozzles 15,17crzielbare or formed by the continuous supply of the film 1 with film 1 standing in the film deck 6 during the time of exposure of a single frame looping of the film 1 allows and limited in its extent.

Das erfindungsgemäße Filmtransportsystem arbeitet wie folgt:The film transport system according to the invention operates as follows:

Von der Filmspule 2a wird mittels der sich mit der erforderlichen Drehzahl konstant drehenden Zuführrolle 3 der unbelichtete Film 1 der Filmführungsbahn 5 zugeführt. In dem Zeitraum, in der der Belichtungsvorgang stattfindet, ist der Film I mit seiner Perforation in die Rastklinke 16 eingerastet, und der Film 1 steht im Bereich der Filmbühne 6 still. Während dieses Zeitraumes bewegt sich der Bereich der Belichtungssegmentblende 10 vor der Filmbühne vorbei, in dem die optischo Verbindung zwischen Film 1 und Kameraobjektiv 8 nicht durch den Abdecksteg 11 unterbrochen ist. Da während dieses Zeitraumes weiterhin Film 1 zugeführt wird, bildet sich in der Zuführungsausnehmung 19 eine Schlaufe. Nachdem der Belichtungsvorgang abgeschlossen ist, d.h. nachdem die optische Verbindung zwischen Film 1 und Objektiv 9 unterbrochen ist, bewegt sich das Rastfenster 13 vor der Ausrastdüse 15 vorbei. Der der Ausrastdüse 15 kontinuierlich entströmende scharfe Luftstrahl hebt in diesen Moment den Film 1 von der Rastklinke 16ab.Nach deniAbheben des Filmes 1 von der Rastklinke 16schließt das Rastfenster 13 sofort wieder. Währenddessen gibt das Transportfenster 14denderTransportdüse 17 entströmenden scharfen Luftstrahl auf den Film 1 in der Wirkungsrichtung auf die Transportausnehmung 20 frei, so daß der Film 1 durch die Wirkung des Luftstrahles entsprechend der Kontur der Transportausnehmung 20 an die Wandung des Gehäuses 18 angelegt wird. Dieses sich ruckartig vollziehende Transportieren des Filmes 1, welches durch die exakte Dimensionierung der Transportausnehmung 20 auf eine Einzelbildlänge begrenzt ist, zieht die sich in der Zuführungsausnehmung 19 gebildete freie Schlaufe auf die Führungsbahn 5, wodurch sich die Perforation des Filmes 1 in die Rastklinke 16 einlegt. Während des nachfolgenden Belichtungsvorganges fördert die Zugrolle 7 den sich in der Transportausnehmung 20 befindlichen Film 1 in Richtung Filmspule 2 b.From the film spool 2a, the unexposed film 1 is fed to the film guide web 5 by means of the feed roller 3 constantly rotating at the required rotational speed. In the period in which the exposure process takes place, the film I is snapped with its perforation in the latch 16, and the film 1 is silent in the film deck 6. During this period, the area of the exposure segment shutter 10 moves in front of the film stage, in which the optical connection between the film 1 and the camera lens 8 is not interrupted by the cover web 11. Since film 1 continues to be supplied during this period, a loop is formed in the feed recess 19. After the exposure process is completed, i. After the optical connection between the film 1 and lens 9 is interrupted, the locking window 13 moves in front of the Ausrastdüse 15 over. The Ausrastdüse 15 continuously escaping sharp air jet lifts at this moment the film 1 of the latch 16ab.Nach deniAbheben the film 1 of the latch 16, the locking window 13 closes immediately. Meanwhile, the transport window 14dender the transport nozzle 17 escaping sharp air jet on the film 1 in the direction of action on the transport recess 20 free, so that the film 1 is applied by the action of the air jet corresponding to the contour of the transport recess 20 to the wall of the housing 18. This jerky carrying the film 1, which is limited by the exact dimensioning of the transport recess 20 to a single image length, pulls the formed in the Zuführungsausnehmung 19 free loop on the guideway 5, whereby the perforation of the film 1 inserts into the latch 16 , During the subsequent exposure process, the tension roller 7 promotes the film 1 located in the transport recess 20 in the direction of the film spool 2 b.

Während also die Zuführungsrolle 3 und die Zugrolle 7 kontinuierlich fördern, wird im Bereich der Filmbühne 6 vermittels des ruckweisen Nachziehens des Filmes 1 aufgrund des gesteuerten Luftstrahles der Transportdüse 17 sowie der damit korrespondierenden Ein- und Ausrastbewegung des Filmes 1 auf der Rastklinke 16 eine schrittweise Filmbewegung ohne diskontinuierliche Bewegungen mechanischer Bauteile realisiert.Thus, while the feed roller 3 and the pull roller 7 convey continuously, in the region of the film drum 6 by means of the jerky retraction of the film 1 due to the controlled air jet of the transport nozzle 17 and the corresponding engagement and disengagement of the film 1 on the latch 16 a gradual motion film realized without discontinuous movements of mechanical components.

Claims

-1- 273 328 Claims:

1. A film transport system for high speed cameras with stepwise film transport for single image exposure comprising means for continuously feeding the unexposed film and means for continuously discharging the exposed film, and a film stage, are exposed in the temporarily stationary film frames, one synchronously with the frame frequency rotating and exposure segment shutter provided with at least one cover web determines the exposure time, characterized in that a transport nozzle (17) arranged in the area downstream of the film stage (6) from which a directed air jet continuously exits is directed onto the film (1) and correspondingly the dependent of the individual image length Transportschrittläiige dimensioned transport recess (20) in the housing (18) of the camera in the direction of action of the transport nozzle (17) is arranged, and further comprising a locking nozzle (15), from the also kontinuierli a directional jet of air emerges, in the region of the film stage (6) on the film (1) is directed, so that this by means of the effect of Lufttsirahles the Rastdüss (15) of at least one in the perforation of the film (1) engaging rigid pawl ( 16), and in that a segment aperture (12) rotating between the film (1) and the transporting or latching nozzle (17), rotating synchronously with the exposure-segment diaphragm (10) and provided with at least one transport window (14) and at least one latching window (13). 15) is arranged, by means of which according to the arrangement of the / the transport and latching window (14,13), the effect of the transport and locking nozzle (17, Ϊ5) exiting air jet on the film (1) is releasable or lockable.

2. Film transport system for high-speed cameras according to claim 1, characterized in that the exposure segment diaphragm (10) and the segment diaphragm (12) on a parallel to the optical axis of the camera arranged shaft (8) are mounted.

3. A film transport system for high-speed cameras according to claim 1, characterized in that in the area in front of the rigid pawl (16) a supply recess (19) in the housing (20) of the camera is arranged, in which the continuously supplied film (1) during the period of the exposure process is receivable.

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Field of application of the invention

The transport system according to the invention is for the discontinuous film transport in high-speed cameras for slow motion fast-running, technical processes applicable.

Characteristic of the known state of the art

The speed of conventional high-speed mechanical cameras with stepwise film transport for frame exposure is limited by the mechanical load capacity of the components of the film transport system and in particular the perforation of the film material to about 10C frames / second. Beyond that higher film speeds are at the expense of Zeitantciles per frame, which is available for the actual exposure process, since the time required for the mechanical film transport can not be further or only with great effort minimized.

The mechanical stress on the film transport system and the film material is largely avoided in high-speed cameras with continuously running film. By means of a rotating polygonal prism, the moving individual images generated by each prism side and exactly matched to the film transport speed are transferred to the film to be exposed quasi-stationary. The advantage of this camera system is very high. Recording speeds of up to about 5,000 to 6,000 images / pikunde. The disadvantage, however, is that in practice the synchronization of the various movements (film transport and Bewi young of the polygonal prism) is insufficiently feasible and there are therefore image shifts, blurred or verwschschonen images esp. Image margins and similar disturbing phenomena. Furthermore, it is disadvantageous that these cameras allow only large focal lengths due to the arranged between the lens and film stage polygonal prism, making this type of camera for many applications is not or only partially usable.