單層往復式簾幕以及單層往復式焦平面多快門裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及照相機、航空攝影、遙感等【技術領域】，具體涉及一種單層往復式簾幕以及應用該單層往復式簾幕的單層往復式焦平面多快門裝置。該單層往復式簾幕包括單層簾幕，所述單層簾幕上開設有多個狹縫；該單層往復式焦平面多快門裝置包括多個探測器以及上述單層往復式簾幕，每個所述狹縫對應一個所述探測器。本發明實施例所提供的單層往復式焦平面多快門裝置，利用上述開設有多個狹縫的單層往復式簾幕，從而可以通過多個快門狹縫進行多個探測器同步曝光并保證較高的同步精度；同時，該單層往復式焦平面多快門裝置具有結構簡單、易于實現等優點。
【專利說明】單層往復式簾幕以及單層往復式焦平面多快門裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及照相機、航空攝影、遙感等【技術領域】，具體涉及一種單層往復式簾幕以及應用該單層往復式簾幕的單層往復式焦平面多快門裝置。
【背景技術】
[0002]快門是一種用于控制感光元件或膠片曝光時間的裝置。快門的類型有多種，例如，根據快門設置的位置，快門一般分為中心快門(即鏡間快門)和焦平面快門(即簾幕快門)。焦平面快門有縱向行走的(縱走式)快門和橫向行走的(橫走式)快門。一般情況下縱走式焦平面快門采用鋼片式結構，而橫走式焦平面快門采用簾幕結構。
[0003]在數碼單反相機中基本上都用電子控制縱走式平面簾幕快門，縱走式焦平面快門由多片平行的鋼片構成。由于縱走式焦平面快門對于鋼片材料要求高，且控制結構復雜，易出現鋼片錯位、運行壽命短等問題。因此，縱走式焦平面快門一般只適用于單個快門情況，無法在同一結構中設置多個快門。
[0004]現有技術中的很多橫走式焦平面快門，多是采用周向雙層簾幕結構，在下層簾幕上有一個窄狹縫，在上層簾幕上有一個寬狹縫，運行時，快門簾幕連續繞著驅動輪轉動，當窄狹縫通過焦平面時，寬的狹縫也正好通過(但方向與狹縫相反)光學系統的后面，于是光線就沒有阻礙地投射到焦平面上。周向雙層簾幕快門多用于連續周期曝光，窄狹縫和寬狹縫的位置以及簾幕的長度需要根據需求精確設置，否則易出現曝光位置錯誤、遮光等問題。周向雙層簾幕快門一般也只適用于單個快門，若用于多個快門，其窄狹縫、寬狹縫的位置極易沖突，易造成多重曝光問題。
【發明內容】
[0005](一)要解決的技術問題
[0006]本發明的目的在于針對現有焦平面快門技術中不適用于多個快門、結構復雜以及控制難度大等缺點，提供一種結構簡單、易于實現的單層往復式焦平面多快門裝置。
[0007](二)技術方案
[0008]本發明技術方案如下:
[0009]一種單層往復式簾幕，包括單層簾幕，所述單層簾幕上開設有多個狹縫。
[0010]優選的，所述多個狹縫橫向排布、縱向排布或者陣列排布。
[0011]優選的,所述狹縫的數量為2個、3個或者4個。
[0012]本發明還提供了一種應用上述任意一種單層往復式簾幕的單層往復式焦平面多快門裝置:
[0013]一種單層往復式焦平面多快門裝置，包括多個探測器以及上述任意一種單層往復式簾幕，每個所述狹縫對應一個所述探測器。
[0014]優選的，任意兩個狹縫中心之間的距離與這兩個狹縫對應的兩個探測器的探測區域中心之間的距離之差小于0.5_。[0015]優選的，還包括快門框架以及分別固定在所述快門框架兩端的第一驅動單元和第二驅動單元，所述單層往復式簾幕的兩端分別連接至所述第一驅動單元和第二驅動單元。
[0016]優選的，所述第一驅動單元包括依次連接的第一驅動器、第一電機、第一齒輪組以及第一轉軸，所述第一轉軸與單層往復式簾幕的一端連接；
[0017]所述第二驅動單元包括依次連接的第二驅動器、第二電機、第二齒輪組以及第二轉軸，所述第二轉軸與單層往復式簾幕的另一端連接。
[0018]優選的，還包括用于控制所述第一電機以及第二電機工作狀態的控制板。
[0019]優選的，還包括固定在所述快門框架上、對應所述檢測器位置設置的軸輥，所述軸輥用于保持所述探測器探測區域對應的單層往復式簾幕平面張緊。
[0020]優選的，用于調整所述單層往復式簾幕平面張緊程度的張緊輪。
[0021](三)有益效果
[0022]本發明實施例所提供的單層往復式簾幕，開設有多個狹縫；本發明實施例所提供的單層往復式焦平面多快門裝置，利用上述開設有多個狹縫的單層往復式簾幕，從而可以通過多個快門狹縫進行多個探測器同步曝光并保證較高的同步精度；同時，該單層往復式焦平面多快門裝置具有結構簡單、易于實現等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明實施例一中單層往復式簾幕的結構示意圖；
[0024]圖2是本發明實施例二中單層往復式簾幕的結構示意圖；
[0025]圖3是本發明實施例三中單層往復式簾幕的結構示意圖；
[0026]圖4是本發明實施例四中單層往復式簾幕的結構示意圖；
[0027]圖5是本發明實施例五中單層往復式焦平面多快門裝置的結構示意圖；
[0028]圖6是圖五中所示單層往復式焦平面多快門裝置的工作流程示意圖。
[0029]圖中，1:第一電機；2:第一齒輪組；3:第一轉軸；4:第二電機；5:第二齒輪；6:第二齒輪組；7:快門框架；8:軸輥；9:張緊輪；10:光電開關。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】做進一步描述。以下實施例僅用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0031]本發明所提供的單層往復式焦平面多快門裝置采用單層往復式簾幕，在單層簾幕的不同位置設置狹縫，從而實現多個探測器同時曝光，且曝光時間可靈活調節，同時，可以精確控制多探測器曝光的同步精度。該單層往復式焦平面多快門裝置可以用于視場拼接相機或多光譜相機中，由于同時使多個探測器同步曝光，從而可以獲取不同視場或不同光譜波段的圖像。根據拼接或波段數的不同，單層往復式焦平面多快門裝置可實現多種快門組合設計，比如橫向雙快門、縱向雙快門、縱橫三快門、縱橫四快門等多種形式。由于多個快門的實現只是在單層簾幕的不同位置設置快門狹縫，與快門整體機械及控制結構的關系不大，因此，下面首先通過實施例一至實施例四對本發明所提供的單層往復式簾幕加以詳細說明，最后通過實施例五對本發明所提供的單層往復式焦平面多快門裝置加以詳細說明。
[0032]實施例一[0033]本實施例中提供了一種橫向雙快門單層往復式簾幕，如圖1中所示，該單層往復式簾幕的運動方向為橫向方向，其包括單層簾幕，并且在簾幕運動方向上的不同位置設置兩個快門狹縫，相應的，應用該單層往復式簾幕的單層往復式焦平面多快門裝置的兩個探測器也需要沿著簾幕運動方向布置，且對應于狹縫位置。
[0034]實施例二
[0035]本實施例中提供了一種縱向雙快門單層往復式簾幕，如圖2中所示，該單層往復式簾幕的運動方向為橫向方向，其包括單層簾幕，并且在與簾幕運動方向垂直的方向上的不同位置設置兩個快門狹縫，相應的，應用該單層往復式簾幕的單層往復式焦平面多快門裝置的兩個探測器也需要沿著與簾幕運動方向垂直的方向布置，且對應于狹縫位置。
[0036]實施實例一和實施實例二之間的區別主要是由探測器在相機結構中的位置不同造成的，并無本質上的不同。這兩種類型的單層往復式簾幕多用于雙鏡頭相機視場拼接，分別實現橫向和縱向的視場擴展。
[0037]實施例三
[0038]本實施例中提供了一種縱橫三快門單層往復式簾幕，如圖3中所示，該單層往復式簾幕的運動方向為橫向方向，其包括單層簾幕，在單層簾幕的不同位置設置有三個快門狹縫，其中第一狹縫和第二狹縫縱向排列，第三狹縫處于橫向方向上并且縱向位置處于上述兩個縱向排列的狹縫之間；相應的，應用該單層往復式簾幕的單層往復式焦平面多快門裝置的三個探測器需要對應于狹縫位置設置。此外，若三個狹縫在縱向方向上縱向排布即位于縱向方向的同一直線上，對應地，應用該單層往復式簾幕的單層往復式焦平面多快門裝置的三個探測器在縱向方向上也是縱向排布即位于縱向方向的同一直線上，則本實施例可用于縱向視場的多重擴展；若三個狹縫均不在縱向方向上縱向排布即不在縱向方向的同一直線上，則本實施例可用于三波段多光譜相機。
[0039]實施例四
[0040]本實施例中提供了一種縱橫四快門單層往復式簾幕，如圖4所示，該單層往復式簾幕的運動方向為橫向方向，其包括單層簾幕，在單層簾幕的不同位置設置有四個快門狹縫，其中第一狹縫和第二狹縫縱向排列，第三狹縫和第四狹縫也是縱向排列，但與第一狹縫和第二狹縫在橫向方向上處于不同位置，第一狹縫和第三狹縫橫向排列，第二狹縫和第四狹縫橫向排列；由于四個狹縫在縱向方向上有縱向排布，在橫向方向上有橫向排布，對應地，應用該單層往復式簾幕的單層往復式焦平面多快門裝置的四個探測器在縱向方向上有縱向排布，在橫向方向上有橫向排布，則本實施例可用于縱橫視場的多重擴展。此外，若四個狹縫既無縱向排布，也無橫向排布，則本實施例可用于四波段多光譜相機。
[0041]除上述實施例外，單層往復式簾幕狹縫的數量還可以為其他數量，例如5個、6個、9個等等，多個狹縫可以為橫向排布、縱向排布、陣列排布或者不規則排布等等，本領域技術人員在不付出創造性勞動的前提下，可將本發明技術方案用于上述情形，這都屬于本發明保護的范圍。
[0042]實施例五
[0043]本實施例中提供了一種單層往復式焦平面多快門裝置，該單層往復式焦平面多快門裝置包括多個探測器以及實施例一至實施例四中提供的任意一種單層往復式簾幕，單層往復式簾幕上的每個狹縫對應一個探測器。除此在外，本實施例中的單層往復式焦平面多快門裝置還可以包括快門框架以及分別固定在快門框架兩端的第一驅動單元和第二驅動單元，單層往復式簾幕的兩端分別固定連接至第一驅動單元和第二驅動單元，其中，快門框架作為快門的主體結構，第一驅動單元以及第二驅動單元用于驅動單層往復式簾幕往復運動。
[0044]進一步的，本實施例中還提供了一種上述第一驅動單元以及第二驅動單元的具體實現方式。如圖5中所不,本實施例中的第一驅動單兀包括第一驅動器、第一電機1、第一齒輪組2以及第一轉軸3,第一驅動器與第一電機I連接,第一電機I通過第一齒輪組2與第一轉軸3連接，并與第一轉軸3 —同固定在快門框架7上，第一轉軸3與單層往復式簾幕的一端固定連接；第二驅動單元包括第二驅動器、第二電機4、第二齒輪組5以及第二轉軸6，第二驅動器與第二電機4連接，第二電機4通過第二齒輪組5與第二轉軸6連接，第二轉軸6與單層往復式簾幕的另一端固定連接；第一電機I以及第二電機4還與控制板連接，控制板用于控制第一電機I以及第二電機4工作狀態。除此之外，在快門框架7上還安裝有若干個軸輥8、張緊輪9以及光電開光等；例如，本實施例中三個軸輥8對應檢測器的位置設置，用于保持探測器探測區域對應的單層往復式簾幕平面張緊，而通過調節四個張緊輪9的位置，則可以調節單層往復式簾幕的平面張緊程度。光電開關10處于第一轉軸3和張緊輪9以及第二轉軸6和張緊輪9之間，而第一驅動器、第二驅動器以及控制板則安裝于快門框架7之外的空間。
[0045]下面結合工作原理及工作流程對本實施例中所提供的單層往復式焦平面多快門裝置進行更詳細的說明。
[0046]單層往復式焦平面多快門裝置的基本工作原理是通過第一電機的旋轉帶動單層往復式簾幕以及單層往復式簾幕上的多個狹縫，在焦平面的探測器的表面上方勻速運動，從一端移動到另一端，運動過程中外部光線分別依次通過位于不同位置的狹縫照射到對應的探測器上進行曝光，完成曝光后，單層往復式簾幕通過第二電機的旋轉帶動返回到初始位置，等待下一次曝光。
[0047]整個工作流程分為5個過程，如圖6中所示，示意圖中以單層往復式焦平面雙快門裝置為例。
[0048]( I)初始狀態
[0049]如圖6中a部分所示，單層往復式簾幕位于初始位置，在接收到控制板的快門啟動脈沖后，由第一電機旋轉帶動單層往復式簾幕和兩個狹縫向右運動；此過程為狹縫運動加速過程。
[0050](2)開始曝光
[0051]如圖6中b部分所示，兩個狹縫均運動至開始曝光位置，并發送曝光脈沖給探測器，接著兩個狹縫持續從探測器左端向右端運動。此過程為狹縫勻速運動過程。
[0052](3)停止曝光
[0053]如圖6中c部分所示，狹縫運動至停止曝光位置，并發送停止曝光脈沖給探測器。
[0054](4)停止狀態
[0055]如圖6中d部分所示，狹縫從探測器右端運動至停止位置，此過程為狹縫減速運動過程。
[0056](5)回復初始狀態[0057]如圖6中e部分所示，狹縫在停止位置等待所設定的時間后，由第二電機旋轉帶動單層往復式簾幕和狹縫返回至初始位置。此過程中不發送曝光脈沖給探測器。
[0058]關于本實施例所提供的單層往復式焦平面多快門裝置的相關技術參數計算如下:
[0059]曝光時間計算
[0060]若狹縫寬度為d，簾幕運動速度為V，曝光時間為t，則三者關系為:
[0061]t=d/v
[0062]若與電機轉速η相關聯，則:
[0063]
【權利要求】
1.一種單層往復式簾幕，包括單層簾幕，其特征在于，所述單層簾幕上開設有多個狹縫。
2.根據權利要求1所述的單層往復式簾幕，其特征在于，所述多個狹縫橫向排布、縱向排布或者陣列排布。
3.根據權利要求1或2所述的單層往復式簾幕，其特征在于，所述狹縫的數量為2個、3個或者4個。
4.一種單層往復式焦平面多快門裝置，其特征在于，包括多個探測器以及根據權利要求1-3任意一項所述的單層往復式簾幕，每個所述狹縫對應一個所述探測器。
5.根據權利要求4所述的單層往復式簾幕，其特征在于，任意兩個狹縫中心之間的距離與這兩個狹縫對應的兩個探測器的探測區域中心之間的距離之差小于0.5_。
6.根據權利要求4或5所述的單層往復式簾幕，其特征在于，還包括快門框架以及分別固定在所述快門框架兩端的第一驅動單元和第二驅動單元，所述單層往復式簾幕的兩端分別連接至所述第一驅動單元和第二驅動單元。
7.根據權利要求6所述的單層往復式簾幕，其特征在于，所述第一驅動單元包括依次連接的第一驅動器、第一電機、第一齒輪組以及第一轉軸，所述第一轉軸與單層往復式簾幕的一端連接； 所述第二驅動單元包括依次連接的第二驅動器、第二電機、第二齒輪組以及第二轉軸，所述第二轉軸與單層往復式簾幕的另一端連接。
8.根據權利要求7所述的單層往復式簾幕，其特征在于，還包括用于控制所述第一電機以及第二電機工作狀態的控制板。
9.根據權利要求7或8所述的單層往復式簾幕，其特征在于，還包括固定在所述快門框架上、對應所述檢測器位置設置的軸輥，所述軸輥用于保持所述探測器探測區域對應的單層往復式簾幕平面張緊。
10.根據權利要求9所述的單層往復式簾幕，其特征在于，用于調整所述單層往復式簾幕平面張緊程度的張緊輪。
【文檔編號】G03B9/30GK103454832SQ201310385032
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月29日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】方俊永, 劉學, 趙冬, 張曉紅, 王瀟, 劉強, 張聲榮 申請人:中國科學院遙感與數字地球研究所