一種高速攝影閃光增強裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種高速攝影閃光增強裝置，包括閃光燈燈頭組件、外殼與功能控制面板、一種同步觸發設備、一種時間控制設備與一種大功率電容充放電控制設備。所述功能控制面板固定于所述外殼外側，所述同步觸發設備、時間控制設備與電容充放電控制設備依次連接并固定于外殼內側，所述閃光燈燈頭組件直接連接或通過中間電纜連接于外殼上。本發明使高速攝影的單幀圖片曝光時間減小到0.1μs以下，使超高速攝像機拍攝幅率達到每秒1000萬張且清晰度滿足人眼觀看，使拍攝運動速度大于5000m/s的物體影像不產生虛影，使總拍攝時長可達到0.1s，使高速運動的物體與光照的同步時間保證在100ns以內，適應爆炸與沖擊燈惡劣的試驗環境，解決了超高速運動的攝影中光線不足的難題。
【專利說明】
一種高速攝影閃光増強裝置
技術領域
[0001]本發明涉及電子產品設計制造領域。尤其涉及一種高速攝影閃光增強裝置。技術背景
[0002]隨著科學技術的進步，人們已經能夠制造出超高速攝像機(幀率達到lOOOOOfps/ s)用于記錄極短時間內的自然現象與物質運動。超高速攝像機所拍攝影像實際為拍攝時間間隔極短的一組照片。如此短的時間限制了每張照片的最長曝光時間，利用普通的照明甚至太陽光照明，都會因光照強度不足導致無法拍攝清晰明亮的照片。為了在超高速攝影中保持良好的曝光效果，需要一種更有效的照明方式。
[0003]現有的超高速攝影照明方式有:太陽光照明，大功率鹵素燈照明，LED照明燈照明。 這三種照明手段在曝光時間小于l〇ys的高速攝影中仍然會造成圖像的昏暗，使得超高速攝像機曝光時間不能減小，受到限制。而對于速度大于2000m/s的超高速運動物體，超高速攝像機需滿足曝光時間小于3yS才能得到不帶虛影的清晰照片。如此短的曝光時間所需要的光照強度是太陽光照明、大功率鹵素燈與LED照明燈與均無法滿足的。
[0004]現有的超高速攝像機雖然可以拍攝時間間隔極短的照片，但總拍攝時間有限，通常在0.1秒以下。而普通閃光燈閃光時間只能持續lms，對拍攝單張清晰照片是足夠的，但對于拍攝時長大于100ms的高速運動物體的影像，閃光時間是不夠的。同時，在短時間內攝像機拍攝物體的運動與閃光燈閃光時刻的同步問題也需要解決。
【發明內容】
[0005]鑒于現有技術存在的不足，本發明提供了一種高速攝影閃光增強裝置，該裝置產生的強光可使相機的曝光時間減小到〇.1 y s以下，使超尚速攝像機的拍攝幅率達到每秒 1000萬張，且曝光充足;使拍攝速度大于5000m/s的運動物體的影像不會產生虛影;使總的拍攝時長可達到〇.1 s;使高速運動的物體與光照的同步時間保證在100ns以內。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案:
[0007]—種高速攝影閃光增強裝置，包含外殼，功能控制面板、同步觸發設備、時間控制設備、電容充放電控制設備、4個閃光燈燈頭組件接口及閃光燈燈頭組件。
[0008]其中，所述同步觸發控制設備，時間控制設備，電容充放電控制設備，功能控制面板，閃光燈燈頭組件接口和閃光燈燈頭組件可以固定在外殼上，保護內部電路不受外界電磁干擾，使其穩定工作。
[0009]其中，所述控制面板有:提供斷路信號、閉合信號、脈沖信號觸發接口；為其他設備輸出觸發信號輸出接口；設定工作模式按鈕:設定連續工作模式按鈕，設定多臺閃光燈燈頭組件同時閃光模式按鈕，設定每個閃光燈燈頭組件獨立工作按鈕;提供每個閃光燈燈頭組件獨立觸發接口；設定閃光燈燈頭組件連續工作的時間間隔旋鈕并在屏幕上顯示設定的間隔時間；
[0010]—種同步觸發控制設備。
[0011]其中，所述設備接收到觸發接口的斷路信號、閉合信號、脈沖信號后控制電容充放電控制設備開始開始工作，觸發信號與閃光燈開始工作的延遲時間小于10ns，通過觸發輸出接口為其他設備輸出脈沖觸發信號輸出。[0〇12] —種時間控制控制設備。
[0013]其中，時間控制設備根據控制面板設定的時間間隔控制多個電容充放電控制設備以一定的時間間隔順序工作或同時工作。
[0014]其中，時間控制設備每個閃光燈燈頭組件連續工作的最小間隔為0.1ms。[0015 ] —種電容充放電控制設備。包含大功率電容，充放電電路，充放電控制電路。
[0016]其中，作用于單個閃光燈組件的電容大于lOOOOyF，使用交流電進行電容的充電，
[0017]其中，工作之后自動充電等待下次觸發，電容充滿電充電時間小于10s，
[0018]其中，控制電路利用溫度傳感器監測電容的溫度信號以保證電容安全使用，
[0019]其中，單個閃光燈的閃光持續時間大于25ms，所提供光照強度使超高速相機的曝光時間小于ins。
[0020]其中，多個閃光燈連續工作，提供0.1s以上的閃光時間。
[0021] 一種閃光燈燈頭組件。
[0022]其中閃光燈燈頭組件可以直接連接在設備上，也可以通過中間電纜連接，適應爆炸與沖擊等惡劣的試驗環境。【附圖說明】
[0023]圖1為本發明實施例的電子設備剖視結構示意圖 [〇〇24]圖2為本發明實施例的外形正面示意圖
[0025]圖3為本發明實施例的背面控制面板示意圖
[0026]圖4為本發明實施例的同步觸發控制設備示意圖
[0027]圖5為本發明實施例的時間控制控制設備示意圖
[0028]圖6為本發明實施例的電容充放電控制控制設備件示意圖【具體實施方式】[〇〇29]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進一步詳細說明，應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0030]如圖1所示，本發明的電子設備包括，外殼(101)固定其他組件，功能控制面板 (102)用于設定設備的工作方式以及外部觸發的輸入輸出，閃光燈燈頭組件接口(106)用于外接閃光燈燈頭組件(107 )，閃光燈燈頭組件(107)可利用中間電纜連接到閃光燈燈頭組件接口(106)，拓展了燈的使用環境，同步觸發控制設備(103)用于接收控制面板(102)輸入的觸發信號并提供輸出觸發信號，時間控制設備(104)控制多個閃光燈的工作時間間隔，電容充放電控制設備(105)用于控制大電容的充電放電和電容的安全使用。
[0031]如圖2所示，本發明共有4個可拆裝閃光燈組件(01，02,03,04)，每個閃光燈組件都可通過閃光燈燈頭組件接口(05)直接安裝使用，也可以通過中間延長電纜連接使用。
[0032]如圖3所示本發明的觸發接口:短路觸發接口(41)，閉合觸發接口(42)，脈沖觸發接口(43)，脈沖觸發信號輸出接口(44)。每個閃光燈組件獨立控制接口(51，52，53，54)，可獨立控制每個閃光燈組件的工作。功能選擇按鈕:連續工作按鈕(31)，同時工作按鈕(32)， 獨立工作按鈕(33)。閃光燈連續工作間隔時間調節旋鈕(21)及間隔時間顯示屏(22)。電源接口(11)及電源工作指示燈(12)。[〇〇33]如圖4所示，同步觸發控制設備(103)用于接收處理斷路觸發信號(41)，閉合觸發信號(42)，脈沖觸發信號(43)，并產生觸發電容充放電控制設備的觸發信號(301)，還可以為外界設備提供同步觸發信號(44)。
[0034]如圖5所示，時間控制電子設備(104)根據閃光燈連續工作時間調節旋鈕(21)設置的時間，通過電容充放電控制設備(105)控制多個閃光燈燈頭組件(107)，使閃光燈燈頭同時工作或按照設定的時間間隔(22)順序工作，順序工作最小間隔時間為0.1ms。[〇〇35]如圖6所示，電容充放電控制設備(105 )，電容的控制電路(501)通過充放電電路(502)控制電容的充電和放電工作，并處理電容的溫度反饋信號(504)，防止電容過熱爆炸， 保證安全，充放電電路(502)用于將交流電轉化為電容的充電電流。電容模塊(503)采用多個并聯電容，為閃光燈燈頭組件提供能量。
【主權項】
1.一種高速攝影閃光增強裝置，其特征在于，包括外殼(101)與功能控制面板(102)、同 步觸發控制設備(103 )、時間控制設備(104 )、電容充放電控制設備(105 )、閃光燈燈頭組件 接口( 106)及閃光燈燈頭組件(107)。2.根據權利要求1所述的增強裝置，其特征在于，根據功能控制面板(102)輸入的觸發 信號和設定的間隔時間(22)，同步觸發控制設備(103)經過處理之后，向時間控制設備 (104)發出觸發信號(301)從而控制電容充放電設備(105)的工作開始，進而實現多個閃光 燈燈頭組件(107)同時工作、依次連續工作和獨立工作的閃光模式。3.根據權利要求1所述的同步觸發控制設備(103)，其特征在于，接收斷路觸發接口 (41)的斷路信號、閉合觸發接口(42)的閉合信號、脈沖觸發接口(43)的脈沖信號，通過觸發 輸出接口(44)為其他設備輸出脈沖觸發信號，產生觸發信號(301)控制時間控制設備(104) 的工作，所述同步觸發控制裝置(103)接收觸發信號與閃光燈燈頭組件(107)開始工作的延 遲時間小于10ns。4.根據權利要求1所述的時間控制設備(104)，其特征在于，根據閃光燈連續工作時間 調節旋鈕(21)設置的間隔時間(22)，控制多個閃光燈燈頭組件(107)同時工作或按照設定 的間隔時間(22)順序工作，最小間隔時間為0.lms。5.根據權利要求1所述的電容充放電控制設備(105)，其特征在于，作用于單個閃光燈 燈頭組件(107)的電容(503)大于lOOOOyF，工作之后通過控制電路(501)和充放電電路 (502)自動充電等待下次觸發，電容充滿電充電時間小于3s，控制設備(501)接受電容反饋 的溫度信號(504)以保證電容安全，單個閃光燈燈頭組件(107)的閃光持續時間大于25ms， 所提供光照強度使超高速相機的曝光時間小于lys，多個閃光燈燈頭組(107)連續工作持續 時間大于〇.1s。6.根據權利要求1所述的閃光燈燈頭組件接口(106)，其特征在于，可以使閃光燈燈頭 組件(107)直接連接到設備，也可卸下用中間電纜連接，通過電纜連接的工作方式適用于爆 炸、沖擊等惡劣環境的閃光燈燈頭組件(107)的一次性使用。
【文檔編號】H04N5/232GK105959586SQ201610351383
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】黃廣炎, 王博, 馮順山, 董永香, 魏家熙, 李旭, 賀佳男, 崔欣雨
【申請人】北京理工大學