Аппарат для подводной съемки Советский патент 1988 года по МПК G03B17/08 

|iib

СО

w

D 09 tsd

матики 10, 13, U, 18, 17 и срабатывание указанных устройств для обеспечения оптимальных режимов съемки. При уменьшении глубины погружения все устройства автоматики 10, 13,

14, 18, 17 под действием сигналов от электродов 25-31 датчика 24 сра- батьшают в обратном порядке. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к специальным видам фото- и киносъемок и позволяет повысить качество формируемого изображения объекта. Аппарат содержит размещенный на корпусе 1 датчик-глубиномер 24, электроды которого 26-31,электрически соединены с устройствами и узлами автоматики аппарата :уйстройством коммутации 1 блока батарейного питания 9, устройством блокировки и сигнализа1щи 10, устройством управления 13 приводом све- тофильтра 8, устройством упр)аления 14 источника освещения 20. В корпусе размещены также устройство визуального отображения условий съемки в виде дешифратора 17 и дисплея 18, размещенного в плоскости кадрового окна 19. С увеличением глубины погружения аппарата при подводной съемке последовательно замыкаются электроды 25-26, 32, 28-29, 30, 27-3J, что вызывает включение соответствуняцкх электрических цепей устройств авто€ (Л с

1

Изобретение относится к кинофототехнике, в частности к аппаратуре для подводной съемки.

Цель изобретения - повышение качества съемки.

На фиг. I показано устройство, общий вид; на фиг. 2 и 3 - схема соединения устройств автоматики с датчиком-глубиномером; на фиг. 4 - схема управления механизмом автоматического введения цветокорригирующего светофильтра; на фиг. 5 - схема управления источником искусственного освещения; на фиг. 6 - принципиальная схема преобразователя-дещифра- тора и устройства коммутации блока- батарейного питания..

Аппарат содержит размещенные внутри герметичного корпуса 1 объектив 2 сквозной оптический визир 3, кассету 4 с цветной пленкой, механизм 5 протягивания пленки с затвором 6 и приводным электродвигателем 7, цвето- корригирующий светофильтр 8, блок 9 батарейного питания, устройство 10 блокировки при неблагоприятных условиях съемки, устройство 11 коммутации блока батарейного питания , автоматический приводвведения цветокорригирующего светофильтра, состоящий из исполнительного привода 12, связанного с устройством I3 управления, а также устройство управления источником искусственного освещения, состоящее из электронного блока 14, управляющего электромагнита 15, и блока 16 магнитоупр авляемых контактов, размещенного на наружной поверхности корпуса 1 аппарата.

Кроме того, внутри герметичного корпуса 1 размещено устройство визуального отображения условий съемки, состоящее из преобразователя- дешифратора 17 и дйсплея-транспаран0

5

0

5

0

5

0

5

та 18, размещенного в плоскости ограничительного кадрового окна 19.

Снаружи корпуса 1 аппарата размещен источник 20 искусственного освещения с блоком 21 автономного питания, блок 22 управления уровнем освещенности, электрически соединенный посредством кабеля 23 с блоком 16 магнитоуправляемых контактов.

На наружной поверхности герметичного корпуса аппарата установлен датчик-глубиномер 24, вьтолненный на основе открытого с одного конца капилляра , заполняемого водой при погружении аппарата.

В станках датчика-,глубиномера 24 выполнены сквозные поперечные каналы, через которые в полость цилиндра герметично введены пять основных зле- тродов 25-29. При Этом первый, считая от открытого конца капилляра, электрод 25 J второй 26 и порледний 27 включены во входную цепь управления устройством 11 коммутации блока батарейного питания, третий 28, четвертый 29 и любой предшествующий электроды (например, электрод 26) включены во входную цепь устройства 13 управления исполнительным приводом 12 цветокорригирующего светофильтра, а последний электрод 27 и любой предшествующий электроды (например, электрод 29) включены во входную цепь управления устройством 10 аварийной блокировки и сигнализации и неблагоприятных условиях съемки или достижения предельной для аппарата глубины.

Кроме пяти основных электродов в полость капилляра введены еще два дополнительных электрода 30 и 31, расположенные между третьим 28 и пятым 27 электродами. Дополнит ельные электроды 30 и 31 включены во входную

цепь электронного блока 14 устройства управления источником искусственного освещения.

С целью обеспечения работы устройства визуального отображения условий съемки все электроды датчика-глубиномера 24 электрически соединены с входными цепями преобразователя-дешифратора 17, при этом в полость капилляра могут бБ1ть введены дополнительные электроды, например электрод 32, размещенные между первым 25 и третьим 28 электродами.

Выходные,цепи преобразователя- дешифратора 17 электрически соединены с индикаторными элементами дисплея-транспаранта 18.

С целью максимального использования функциональных возможностей электронной схемы преобразователя-дешифратора I7 и минимизации электронных усушительных элементов в блоках устройства автоматики 10, 11, 13 и 14 целесообразно соединить входные цепи указанных устройств с выходными цепями преобразователя-дешифратора 17, при этом уменьшается число разветвлений от электродов датчйка-глубиномера 24, а число электродов, эле- зо электродами 30 и 31 датчика-глуби- ктpичfecки соединяемых с входными це- номера 24 через схему преобразователя- пями преобразователя-дешифратора 17, дешифратора 17.

не ограничивается, а зависит лишь от количества выполняемых блоками и устройствами автоматики функций и ступеней регулирования режимов съемки.

Исполнительный привод цветокорри- гирующего. светофильтра 12 выполнен на основе дифференциального электромагнитного механизма с магнитной фик- Q потока, создаваемого П-обраэным я р- сацией двух стабильных положений и састоит из двух электромагнитов 33 и 34, имеющих неподвижные подпятники 35 и 36 из магнитомягкого материала и подвижные сердечники 37 и , 38 из постоянных магнитов, связанных жесткой тягой 39 с пальцем 40, входящим в паз коромысла 41, качающегося на оси 42. На противоположном конце коромысла 41 закреплен цветокорригирующий светофильтр 8. Обмотки магнитов 33 и 34 соединены электрически с выходами 43 и 44 устройства 13 управления исполнительным приводом. Входы 45-47 устройства 1 3 управления электрически соединены с электродами 26, 28 и 29 датчика-глубиномера 24 через схему преобразователя-дешифратора 1 7.

мом управляющего электромагнита 15.

Блок 16 магнитоуправляемых конта тов состоит из одного или нескольких герметизированных магнитоуправляемых g контактов (герконов) 55 конструктивн заключенных в. герметичньй корпус 56, при этом контакты герконов электрически соединена с блоком 22 управления уровнем освещенности через соединительные проводники кабеля 23,

Блок 22 управления уровнем искусственного освещения представляет собой электронную схему, управляющую уровнем электрической энергии, подаваемой от блока 21 автономного питания к источнику 20 искусственного освещения в зависимости от глубины погружения и выполненную, например, на основе мощного многостабильного

50

55

Устройство 13 управления исполнительным приводом представляет собой триггерную ячейку, например триггера Шмитта, формирующую короткий импульс тока, подаваемого в обмотки электромагнитов 33 и 34, при этом полярность импульсов тока зависит от направления движения столба жидQ кости в капилляре датчика-глубиномера 24.

Электронный блок 14 устройства управления источником освещения (фиг. 5) представляет собой цифро5 аналоговый преобразователь, формирующий постояшю г напряжение на выходах 48 и 49, ступенчато изменяющееся по величине в зависимости от подаваемых на входы 50-52 комбина0 Ций электрических сигналов, причем числов входов определяется числом уровней освещенности, создаваемы: источником 20 искусственного освещения .

5 Выходы 48 и 49 электронного блока 14 электрически связаны с обмоткой 53 управляющего электромагнита 15, 12-1еющего П-образное ярмо 54, а входы 50 и 51 электрически соединены с

Блок 16 магнитоуправляемых контактов отделен от управляющего магнита 15 стенкой герметичного корпуса 1, выполненного из немагнитного материала, и закреплен на наружной поверхности корпуса 1. Блок 16 .строго ориентирован относительно магнитного

потока, создаваемого П-обраэным я р-

мом управляющего электромагнита 15.

Блок 16 магнитоуправляемых контактов состоит из одного или нескольких герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов) 55 конструктивно заключенных в. герметичньй корпус 56, при этом контакты герконов электрически соединена с блоком 22 управления- уровнем освещенности через соединительные проводники кабеля 23,

Блок 22 управления уровнем искусственного освещения представляет собой электронную схему, управляющую уровнем электрической энергии, подаваемой от блока 21 автономного питания к источнику 20 искусственного освещения в зависимости от глубины погружения и выполненную, например, на основе мощного многостабильного

ключевого элемента, число стабильных состояний которого зависит от числа герконов в блоке 16 и количества комбинаций их замкнутых и разомкнутых состояний.

Преобразователь-дешифратор 17 состоит из генератора 57, например, на основе автоколебательного мультивибратора, двух инвертирующих усилителей 58 и 59, входы которых соединены с противофазными выходами генертора посредством резистивных делителей 60-62 и 63-65 и ограничивающих резисторов 66 и 67, при этом ре- зистивные делители соединены с электродами 27, 30 и 38, 32 датчика- глубиномера 24. Входы инвертирующих усилителей 58 и 59 соединены через разделительные конденсаторы 68 и 69 с входами логической схемы, содержащей два одновходовых инвертора 70 и 71, один двухвходовый инвертор 72 и оДин трехвходовый инвертор 73 с диодами 74 и 75, ограничивающими порог чувствительности.

Выходы 76-79 инверторов 70-73 электрически соединены с индикаторными элементами дисплея-транспаранта 18, выполненными, например, на основе дискретных светоизлучающих диодов, световидных матриц или многосегментных светоизлучающих индикаторов,при этом выход 76 инвертора 70 соединен

с входом устройства 10 блокировки при 35 лишь при посредстве экспонометриче- неблагоприятных условиях съемки, вы- ского устройства (не показано). ходы 77 и 78 инверторов 71 и 72 - с При съемке в атмосфере питание на входами 50 и 51 электронного блока 14, блоки и устройства автоматики 10,

управляющего уровнем искусственного

освещения, выходы 78 и 79 инверторов 40 дещифратор 17 и дисплей-транспарант

72 и 73 - соответственно с входами 45 и 46 устройства 13 управления исполнительным приводом, цветокорриги- рующего светофил-ьтра 8.

Подача питания от батарейного бло- 45 верхнее положение. При погружении ка 9 на привод 7 механизма 5 протя- аппарата вода поступает в капилляр

18 не подается, что экономит энерго ресурс батарей 9.

Для съемки под водой перед погру жением переключатель 90 переводится

гивания пленки и устройства автома- т-ики 13, 10, 14, 18, 17 осуществляется силовым транзистором 80, управ - ляемым по базовой цепи двухкаскад- ным усилителем тока на транзисторах 81 и 82 с разными типами проводимости, при этом резисторы 83-85 являются ограничителями базовых токов, а резисторы 86 и 87 шунтируют базо- эмиттерные переходы транзисто{зов 82 и 81 соответственно. База транзисто-г ра 81 через ограничительный резистор 85 подключена к первому, считая от.

открытого конца капилляра электроду 25 датчика-глубиномера 24. Второй, считая от открытого конца капилляра,

электрод 26 соединен с отрицательным полюсом источника 9 батарейного питания .

Выход 88 устрой;-;тва коммутации подключен к положительньм вводам цепей питания устройства автоматики

10, .13, 14, 18, 17 и к приводу механизма 5 протягивания пленки, причем подача питания к приводу - механизма 5 осуществляется непосредственно от

коллектора транзисторов 80 через кнопку 89 пуска механизма аппарата, а к цепям питания устройства автоматики 10, 13, 14, 18, 17- через переключатель 90.

Аппарат работает в двух режимах, соответствующих съемке в атмосфере и под водой.

При съемке в атмосфере переключатель 90 (фиг. 6) переводится в нижнее положение, при этом питание от блока 9 батарейного питания подается на кнопку 89 пуска механизма 5, минуя силовой транзистор 80.

При нажатии кнопки 89 питание подается только на приводной электродвигатель 7 механизма 5 протягивания пленки. Ре жим экспонирования светочувствительного материала при съемке в атомсфере обеспечивается

13, 14, а также на преобразователь18 не подается, что экономит энергоресурс батарей 9.

Для съемки под водой перед погружением переключатель 90 переводится

до уровня электродов 25 и 26, что приводит к замьжанию электрической цепи между ними через объемное сопротивление жидкости и вызывает появление базовых токов транзисторов 81 и 82, что, в свою очередь, вызывает открывание транзистора 80 до состояния насыщения.

В результате напряжение питания от батарейного источника 9 через открытый коллекторный переход силового транзистора 80 поступает на привод механизма 5 п|Ьотягивания плен7

ки через кнопку 89 пуска механизма, а на устройства автоматики 13, 10, 14, 18, 17 через замыкание контакты переключателя 90,

Сигнальный генератор 57 начинает вырабатывать однополярные, например положительные, прямоугольные импульсы с частотой, например, в диапазоне 10-100 кГц.

Электрические сигналы с парафаз- -ных выходов генератора поступают через суммирующие резистивные цепочки 60, 62, 66 и 63, 65, 67 соответственно на входы инвертирующих 58 и 59.

Параметры резистивных цепочек выбраны таким образом, чтобы соблюдались равенства: R60 + R62 R66, R63 + R65 R67, R66 R67,

Благодаря указанному выбору параметров резистивных цепочек и при уг30

ловйи соблюдения симметричности выхо-25 нию электрической цепи между эле- дов мультивибратора величины входных токов на входах инвертирующих усилителей 58 и 59 противофазных выходов генератора а и б равны по величине и, действуя раздельно по ветвям 60, 62 и 66 на вход инвертора 58, а по ветвям 63, 65 и 67 на вход инвертора 59 в течение всего периода пульсаций генератора 57, они поддверживают низкий уровень потенциала на выходах ин- 35 верторов 58, 59.

Дальнейшее увеличение глубины погружения аппарата приводит к последовательному смачиванию электродов датчика-глубиномера 24, что приводит к 40 замыканию электрических цепей между об1цими электродами 26, 29, 3 и электродами 32, 28 30, 27.

При достижении уровня электрода 32 столбом жидкости в капилляре происходит замкнутые электрической цепи между электродами 28 и 32. Это приводит к частичному шунтированию ре- зистивного делителя 63, 65 через ограничивающее сопротивление резистора 64 и электроды 26-32. В результате на входе инвертора 59 появляются отрицательные перепады напряжения, пульсирующие с частотой генератора 57 и совпадающие по фазе с сигналом на 55 инвертирующем входе б генератора 57, а на выходе усилителя 59 и импульсы положительной полярности с амплитудой на 1-1,5 В меньше максимальной.

45

50

ктродами 28 и 29.

При этом делитель из резисторов 6 и 65 оказывается шунтированным объ емным сопротивлением жидкости межд электродами 28 и 29, минуя добавоч резистор 64, что приводит к во растанию отрицательного перепада н входе усилителя 59 и увеличению ам плитуды положительного импульса на его выходе до максимального значен Этот положительнй сигнал, пройдя р делительный конденсатор 69, облада ет амплитудой, достаточной для сра батывания инвертора 72 по входу г и на его выходе 78 вызывает высвеч вание индикаторного элемента диспл транспаранта 18 - 5 соответст вующего достигнутой глубине. Однов менно ; -)оисходит блокирование рабо инвертора 73 по цепи его входа д электрически -соединенного с выходо 78, что приводит к прекращению све ния индикаторного элемента 3 м.

Электрический сигнал с выхода 7 поступает также на вход 45 устройс ва 13 управления исполнительным пр водом цветокорригирующего светофил ра 8. Указанное устройство 13 форм рует короткий импульс тока, поступ щий в обмотки электромагнитов 33 и 34. Полярность импульса такова, чт сердечник 38 выталкивается из элек тромагнита 34, а сердечник 37 втяг вается в электромагнит 33. В резул

309328

. В результате уровень сигнала с выхода усилителя 59, пронля разделительный конденсатор 69, поступает на вход в инвертора 73 и оказьшается достаточным для пер1юдического срабатывания инвертора 73 с частотой генератора 57, но недостаточным для срабатывания инвертора 72, на входе 1Q г которого включен ограничительный диод 75.

Появление пульсирующего напряжения на выходе 79 инвертора 73 обеспечивает свечение индикаторного элемента, дисплея-транспаранта , соответствующего отметке глубины погружения, например 3 м, что облегчает оператору контроль за условиями съемки.

Дальнейшее погружение, например, до глубины 5 м, а значит увеличения давления воды и проникновение жидкости в капилляре 24 к щиы электродам, приводит к замыка

нию электрической цепи между эле-

ктродами 28 и 29.

При этом делитель из резисторов 63 и 65 оказывается шунтированным объемным сопротивлением жидкости между электродами 28 и 29, минуя добавоч- резистор 64, что приводит к возрастанию отрицательного перепада на входе усилителя 59 и увеличению амплитуды положительного импульса на его выходе до максимального значения. Этот положительнй сигнал, пройдя разделительный конденсатор 69, обладает амплитудой, достаточной для срабатывания инвертора 72 по входу г и на его выходе 78 вызывает высвечивание индикаторного элемента дисплея- транспаранта 18 - 5 соответствующего достигнутой глубине. Одновременно ; -)оисходит блокирование работы инвертора 73 по цепи его входа д, электрически -соединенного с выходом 78, что приводит к прекращению свечения индикаторного элемента 3 м.

Электрический сигнал с выхода 78 поступает также на вход 45 устройства 13 управления исполнительным приводом цветокорригирующего светофильтра 8. Указанное устройство 13 формирует короткий импульс тока, поступающий в обмотки электромагнитов 33 и 34. Полярность импульса такова, что сердечник 38 выталкивается из электромагнита 34, а сердечник 37 втягивается в электромагнит 33. В резуль-

9 :1

тате перемещения сердечников 37 и 38 коромысло 41 поворачивается по часовой стрелке и вводит цветокорригирую щий светофильтр 8 в оптический канал объектива 2. После окончания действия импульса тока сердечник 37 остается- зафиксированным в верхнем положении за счет сил магнитного сцепле- ния с подпятником 35, коромысло 41 с закрепленным на нем цветокорригиру ющим светофильтром 8 удерживается в заданном положении пальцем 4, установленным на тяге 39.

Таким образом обеспечивается съем- ig фильтра 8,

ка на цветную пленку с правильной цветопередачей, т.е. с высоким качеством без дополнительного освещения на глубине от 5 до 8-9 м.

Потружение на глубине 9 м сопровождается дальнейшим пронт1кновением столба жидкости в капилляр 24 до уровня электрода 30, что приводит к частичному шунтированию резистивного делителя 60, 62 через резистор 61 и объемное сопротивление жидкости между электродами 29 и 30. В результате на входе инвертирующего усилителя 58 формируются отрицательные перепады напряжения, совпадающие по фазе с сиг-

налом на неинвертирующем входе а генератора 57, а на выходе усилителя 58 - противофазные импульсы положительной полярности с амплитудой на 1-1,5 Б меньше максимальной.

Это привО|Цит К тому, что уровень сигнала с выхода усилителя 58, прошедшего через разделительный дифференцирующий конденсатор 68, оказывается достаточным для срабатывания ин- вертора 71. Пульсирующее напряжение с выхода 77 инвертора 71 подается на индикаторный элемент дисплея-транспаранта 18 - 9 м, сигнализирующего своим свечением о необходимости применения источника искусственного освещения. .

Высвечивание индикатора глубины 45 м при этом блокируется благодаря подаче сигнала с выхода 77 инвертора 71 на запрещающий вход е инвертора 72. Возможность свечения индикатора глубины 3 м также блокируется подачей сигнала с выхода 77 на запре

щающий вход ж инвертора 73..

Сигнал с выхода 77 инвертора 77 также поступает на вход 51 устройства 14 управления источником искусственного освещения 20, которое формирует

10

постоянное напряжение, подаваемое на обмотку электромагнита 15. Часть магнитного потока, создаваемого обмоткой 53, концентрируется ярмом 54 и замыкается через магнитопроводящие контакты герконов 55, в результате чего геркон 55 замыкает цепь управления уровнем освещения источника искусственного освещения 20.

Кроме того, сигнал с выхода 77 инвертора 71 поступает на вход 46 устройства 13 управления исполнительным приводом цветокорригирующего свето0

50

5

0

0

Таким образом, при появлении сигнала на выходе 77 устройство 13 вырабатывает короткий импульс тока с полярностью, обеспечивающей вьшод цветокорригирующего светофильтра 8 из оптического канала объектива 2. При этом сердечник 38 втягивается в электромагнит 34, а сердечник 37 выталкивается из электромагнита 33.

После окончания действия импульса сердечник 38 остается зафиксирован- ным в нижнем (фиг. 4) положении за счет сил магнитного сцепления с подпятником 36.

Цветокоррегирующий светофильтр 8. удерживается в выведенном из оптической схемы положении коромыслом 41, входящим в зацепление с пальцем 40 тяги 39, жестко связанной с сердечниками 37 и 38.

Дальнейшее погружение до глубины 25 м приводит к замыканию электрической цепи в капилляре 24 между электродами 27 и 31 .

Делитель из резистора 60, 62 ока- зьшается шунтированным, минуя доба- вочнное сопротивление 61, что приводит к возрастанию отрицательного перепада на входе инвертирующего уси- 5 лителя 58 и увеличеник положительного импульса на его выходе до максимального значения.

В связи с этим амплитуда сигнала, прошедшего разделительный конденсатор 68, возрастает до величины, достаточной для срабатьшания инвертора 70, и на его выходе 76 появляется пульсирующее с частотой генератора 57 напряжение.

Сигнал с выхода 76 поступает на индикаторный элемент дисплея-транспаранта и вызьшает высвечивание символа А (аварийность). Кроме того, / выход 76 электрически связан с уст-

5

ройством 10 блокировки привода ме- ханизма 5 протягиБпния пленки аппа- рата и аварийной,например звуковой, сигнализации.

Устройство 10 производит блокировку механизма 5 посредством отключения электродвигателя 7 от цепи питания и применения электродинамического торможения двигателя 7. При этом момент времени полной остановки двигателя 7 привода механизма 5 строго совпадает с закрытым положе-нием затвора 6 (обтюратора), что обеспечивает отсутствие засвеченных кадров на пленке в соответствии со стандартными требованиями, предъявляемыми к съемочной аппаратуре.

При всплытии оператора с камерой на поверхность все автоматические устройства аппарата под действием сигналов от электродов датчика-глубиномера 24 срабатывают в обратном порядке, а при извлечении аппарата из воды в атмосферу вследствие размьша- ния электродов 25 и 26 источник 9 батарейного питания отключается от потребителей.

:При этом механизм 5 протягивания пленки может быть включен вновь посредством перевода переключателя 90 в нижнее положение, что обеспечивает возможность продолжения съемки над водой при обесточенных цепях питания устройств автоматики, обеспечивающих съемку под водой.

При непроизвольном отпускании аппарата из рук оператора при под- водн(й съемке аппарат благодаря-положительной плавучести вспльшает на поверхность, причем на глубине 0,5-1 м происходит выключение цепей питания устройством коммутации блока 9 батарейного питания, что обеспечивает отсутствие расхода ресурса батарей.

Формула изобретения

I. Аппарат для подводной съемки, содержащий герметичный корпус, уста новленные в нем объектив, оптический визир, цветокорригирующий светофильтр, механизм протягивания пленки и кассету, а также устройство блокировки и сигнализации с электрической цепью управления и блок батарейного питания с устройством коммутацин и электрической управления, отличающийся тем, что, с целью повышения качества, он снабжен датчиком-глубиномером, установленным на корпусе и выполненным

в виде капилляра, в полость которого через стенку перпендикулярно к его оси герметично введены пять электродов, причем первьпТ и второй электроды, расположенные у открытого конца капилляра против друг друга, и пять5 { электрод связаны с электрической цепью управления устройством коммута1ши блока батарейного питания, л третий н четвертый электроды

расположены против друг друга за первыми электродами, причем третий и четвертый электроды и один из первых двух электродов связаны с электрической цепью управления введенным дополнительньм. приводом цве- токоррегируюиего светофильтра, при этом пятый электрод и один из первых четырех электродов связаны с электрической цепью управления устройством

блокировки и сигнализации.

а другой - против пятого электрода, причем дополнительные электроды подключены к устройству управления источником освещения.

0

ю щ и и с я тем, что с целью повышения, удобства эксплуатации, он снабжен электронным устройством визуального отображения условий съемки, управляющие входы которого подключены к соответствующим электродам датчика-глубиномера, при этом датчик-глубиномер выполнен с дополнительным электродом, расположенным между первым и третьим электродами.

41

. lF

s

77