【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及相機(jī)機(jī)械快門曝光延時(shí)測(cè)定裝置及方法。
背景技術(shù)：
數(shù)碼相機(jī)隨著技術(shù)的不斷提升，與我們的生活越來越近。無論是愛好攝影的業(yè)余愛好者朋友，還是專業(yè)從事攝影工作的從業(yè)人員，以及近年新起的采用攝影技術(shù)的測(cè)量應(yīng)用，要想獲得理想的照片，都會(huì)對(duì)數(shù)碼相機(jī)本身的狀態(tài)與參數(shù)非常關(guān)心，比如相機(jī)的快門時(shí)滯和曝光延時(shí)(快門速度)。相機(jī)使用者幾乎無法通過自己來完成這些參數(shù)的測(cè)定，相機(jī)生產(chǎn)廠商也很少會(huì)提供這些參數(shù)。部分相機(jī)生產(chǎn)廠商也會(huì)對(duì)快門時(shí)滯和曝光延時(shí)進(jìn)行測(cè)定，但其測(cè)定裝置復(fù)雜，測(cè)試設(shè)備技術(shù)要求高，且大多都是在相機(jī)組裝前針對(duì)相機(jī)快門這一組件進(jìn)行，測(cè)定結(jié)果精度也較差。因此，其測(cè)試方法、測(cè)試裝置都無法適用于不愿對(duì)相機(jī)進(jìn)行拆解的相機(jī)使用者，其測(cè)試精度也無法滿足專業(yè)人員的需求，尤其對(duì)于攝影測(cè)量工作而言。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供相機(jī)機(jī)械快門曝光延時(shí)測(cè)定裝置及方法，該測(cè)定裝置在不對(duì)相機(jī)進(jìn)行拆解的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)相機(jī)曝光延時(shí)進(jìn)行精確測(cè)定。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
相機(jī)機(jī)械快門曝光延時(shí)測(cè)定裝置，包括設(shè)置在待測(cè)相機(jī)拍攝鏡頭前端的不透光殼體，不透光殼體內(nèi)設(shè)置有分劃板和可控光源，分劃板和可控光源設(shè)置在待測(cè)相機(jī)鏡頭的正前方且分劃板處于可控光源與待測(cè)相機(jī)鏡頭之間，可控光源與待測(cè)相機(jī)鏡頭之間封閉，以使可控光源發(fā)出的光僅經(jīng)分劃板分化后進(jìn)入待測(cè)相機(jī)中成像，可控光源上連接有觸發(fā)控制裝置，觸發(fā)控制裝置與待測(cè)相機(jī)的相機(jī)拍照控制端口連接，觸發(fā)控制裝置用于控制待測(cè)相機(jī)進(jìn)行快門開啟或關(guān)閉以及可控光源在快門開啟或關(guān)閉時(shí)進(jìn)行延時(shí)關(guān)閉或開啟。
所述不透光殼體為光源和調(diào)焦組件，可控光源和分劃板設(shè)置在光源和調(diào)焦組件中，光源和調(diào)焦組件的材質(zhì)為不透光材質(zhì)，光源和調(diào)焦組件設(shè)置在待測(cè)相機(jī)鏡頭前端，光源和調(diào)焦組件能夠調(diào)整可控光源和分劃板同步上下移動(dòng)，以調(diào)整分劃板在待測(cè)相機(jī)中能夠清晰成像。
所述光源和調(diào)焦組件與待測(cè)相機(jī)鏡頭前端之間設(shè)置有定焦鏡頭，分劃板設(shè)置在定焦鏡頭的焦點(diǎn)位置。
所述待測(cè)相機(jī)為ccd相機(jī)，控制裝置為控制及守時(shí)裝置，控制及守時(shí)裝置上連接有計(jì)算機(jī)和為控制及守時(shí)裝置供電的供電裝置，控制及守時(shí)裝置與待測(cè)相機(jī)和觸發(fā)控制裝置連接。
所述觸發(fā)控制裝置包括單片機(jī)，單片機(jī)上連接有相機(jī)觸發(fā)信號(hào)接口、數(shù)碼管顯示調(diào)節(jié)模塊、光源及指示燈信號(hào)接口、晶振和電源供電模塊，電源供電模塊上連接有電池，觸發(fā)控制裝置通過相機(jī)觸發(fā)信號(hào)接口與待測(cè)相機(jī)連接，通過光源及指示燈信號(hào)接口與可控光源連接。
所述分劃板為不透光板，分劃板上開設(shè)有用于透光的分劃線。
所述分劃板的上表面設(shè)有鍍鉻層，分劃線刻制在鍍鉻層上，分劃線包括沿分劃板的徑向間隔對(duì)稱設(shè)置的若干條透光條和若干個(gè)透光孔，透光條所處直徑與透光孔所處直徑相互垂直。
相機(jī)機(jī)械快門曝光延時(shí)測(cè)定方法，包括如下步驟：
步驟一，設(shè)置可控光源開啟以及關(guān)閉的延時(shí)時(shí)間；
步驟二，控制可控光源進(jìn)行狀態(tài)切換以及待測(cè)相機(jī)拍攝圖像來測(cè)量待測(cè)相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2以及快門關(guān)閉時(shí)刻值t6；
步驟三，通過待測(cè)相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2和快門關(guān)閉時(shí)刻值t6來計(jì)算待測(cè)相機(jī)曝光延時(shí)值t，
所述步驟二中，控制可控光源進(jìn)行狀態(tài)切換以及待測(cè)相機(jī)拍攝圖像來測(cè)量待測(cè)相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2的具體過程如下：
首先，將可控光源設(shè)置為開啟狀態(tài)，調(diào)整可控光源發(fā)出的光經(jīng)分劃板分化后在待測(cè)相機(jī)拍攝的圖像中具有清晰可辨的圖案；
然后，同時(shí)控制待測(cè)相機(jī)進(jìn)行拍照以及可控光源進(jìn)行狀態(tài)切換，可控光源進(jìn)行狀態(tài)切換時(shí)，可控光源經(jīng)過延時(shí)后由開啟切換為關(guān)閉狀態(tài)；
然后，觀察圖像中可控光源發(fā)出的光經(jīng)分劃板分化后在圖像中的圖案，當(dāng)圖像中出現(xiàn)有、無圖案現(xiàn)象時(shí)，預(yù)估計(jì)延時(shí)值，該延時(shí)值即為相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2。
所述步驟二中，控制可控光源進(jìn)行狀態(tài)切換以及待測(cè)相機(jī)拍攝圖像來測(cè)量待測(cè)相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t6的具體過程如下：
首先，將可控光源設(shè)置為開啟狀態(tài)，調(diào)整可控光源發(fā)出的光經(jīng)分劃板分化后在待測(cè)相機(jī)拍攝的圖像中具有清晰可辨的圖案，再將可控光源設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)；
然后，同時(shí)控制待測(cè)相機(jī)進(jìn)行拍照以及可控光源進(jìn)行狀態(tài)切換，可控光源進(jìn)行狀態(tài)切換時(shí)，可控光源經(jīng)過延時(shí)后由關(guān)閉切換為開啟狀態(tài)；
然后，觀察圖像中可控光源發(fā)出的光經(jīng)分劃板分化后在圖像中的圖案，當(dāng)圖像中出現(xiàn)無、有圖案現(xiàn)象時(shí)，預(yù)估計(jì)延時(shí)值，該延時(shí)值即為相機(jī)快門關(guān)閉時(shí)刻值t6。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明的相機(jī)機(jī)械快門曝光延時(shí)測(cè)定裝置，適用于對(duì)于具有線控功能、采用機(jī)械快門的相機(jī)，通過在待測(cè)相機(jī)拍攝鏡頭前端的不透光殼體，不透光殼體內(nèi)設(shè)置有分劃板，不透光殼體的外部設(shè)有用于相機(jī)曝光的可控光源，不透光殼體能夠?qū)⒖煽毓庠窗l(fā)出的未經(jīng)過分劃板的光全部隔擋掉，只讓穿過分劃板的光進(jìn)入待測(cè)相機(jī)進(jìn)行成像，還在可控光源上連接用于控制可控光源進(jìn)行延時(shí)開啟或關(guān)閉的觸發(fā)控制裝置，觸發(fā)控制裝置與待測(cè)相機(jī)連接，觸發(fā)控制裝置能夠控制待測(cè)相機(jī)進(jìn)行快門開啟或關(guān)閉以及可控光源在快門開啟或關(guān)閉時(shí)進(jìn)行延時(shí)關(guān)閉或開啟；
在測(cè)定待測(cè)相機(jī)機(jī)械快門曝光延時(shí)時(shí)，通過觸發(fā)控制裝置設(shè)置可控光源開啟以及關(guān)閉的延時(shí)時(shí)間；然后通過觸發(fā)控制裝置來控制可控光源進(jìn)行狀態(tài)切換以及待測(cè)相機(jī)拍攝圖像來測(cè)量待測(cè)相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2以及快門關(guān)閉時(shí)刻值t6，在待測(cè)相機(jī)進(jìn)行快門開啟或關(guān)閉時(shí)可控光源在經(jīng)過設(shè)定的延時(shí)時(shí)間之后進(jìn)行延時(shí)關(guān)閉或開啟；最后通過待測(cè)相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2和快門關(guān)閉時(shí)刻值t6來計(jì)算待測(cè)相機(jī)曝光延時(shí)值t，
進(jìn)一步的，將可控光源和分劃板設(shè)置在光源和調(diào)焦組件中，調(diào)焦組件的材質(zhì)為不透光材質(zhì)，通過光源和調(diào)焦組件能夠調(diào)整可控光源和分劃板同步上下移動(dòng)，以調(diào)整分劃板在待測(cè)相機(jī)中能夠清晰成像，因此能夠解決分劃板安裝位置不佳帶來的成像不清的問題，使得分劃板的安裝更加簡(jiǎn)便，能夠彌補(bǔ)分劃板一次位置安裝精度不高的問題，節(jié)約裝配時(shí)間和成本。
進(jìn)一步的，光源和調(diào)焦組件與待測(cè)相機(jī)鏡頭前端之間設(shè)置有定焦鏡頭，分劃板設(shè)置在定焦鏡頭的焦點(diǎn)位置，定焦鏡頭能夠?qū)⒋┻^分劃板的光線轉(zhuǎn)為平行光，因此在測(cè)量待測(cè)相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2以及快門關(guān)閉時(shí)刻值t6，便于確定曝光時(shí)間點(diǎn)，能夠提高曝光延時(shí)的精度。
進(jìn)一步的，分劃板的上表面設(shè)有鍍鉻層，分劃線刻制在鍍鉻層上，分劃線包括沿分劃板的徑向間隔對(duì)稱設(shè)置的若干條透光條和若干個(gè)透光孔，透光條所處直徑與透光孔所處直徑相互垂直，通過垂直設(shè)置的透光條和透光孔，在觀察圖像時(shí)能夠根據(jù)圖像上透光條和透光孔的成像來檢測(cè)分劃板是否裝正，而且還能夠根據(jù)它們的成像來對(duì)應(yīng)調(diào)整分劃板，因此能夠進(jìn)一步保證曝光延時(shí)的精度。
進(jìn)一步的，在測(cè)量待測(cè)相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2時(shí)，可控光源進(jìn)行狀態(tài)切換時(shí)是由開啟轉(zhuǎn)為關(guān)閉，因此在檢查圖像時(shí)便于找出圖像中出現(xiàn)有、無圖案現(xiàn)象時(shí)的臨界點(diǎn)，使得曝光延時(shí)時(shí)間點(diǎn)便于找出，便于操作，使得預(yù)估的延時(shí)值更加接近真實(shí)值。
進(jìn)一步的，在測(cè)量待測(cè)相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t6時(shí)，可控光源進(jìn)行狀態(tài)切換時(shí)是由關(guān)閉轉(zhuǎn)為開啟，因此在檢查圖像時(shí)便于找出圖像中出現(xiàn)有、無圖案現(xiàn)象時(shí)的臨界點(diǎn)，使得曝光延時(shí)時(shí)間點(diǎn)便于找出，便于操作，使得預(yù)估的延時(shí)值更加接近真實(shí)值。
【附圖說明】
圖1是本發(fā)明的測(cè)定裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖；
圖2是圖1中a部即本發(fā)明的測(cè)定裝置的光源和調(diào)焦組件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖2中d-d截面示意圖；
圖4為圖2中e-e截面示意圖；
圖5為圖2中f-f截面示意圖；
圖6為本發(fā)明的測(cè)定裝置的光源板示意圖；
圖7為本發(fā)明的測(cè)定裝置的分劃板示意圖；
圖8為圖1中b部即本發(fā)明的測(cè)定裝置的超遠(yuǎn)距定焦鏡頭和數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)連接部的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是本發(fā)明的觸發(fā)控制裝置示意圖；
圖10是本發(fā)明測(cè)定裝置實(shí)施例的光學(xué)原理示意圖；
圖11是本發(fā)明的測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12是本發(fā)明測(cè)定裝置的控制信號(hào)示意圖。
圖中，1.光源和調(diào)焦組件，2.超遠(yuǎn)距定焦鏡頭，3.連接組件，4.數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)，5.供電裝置，6.控制及守時(shí)裝置，7.相機(jī)電源電纜，8.相機(jī)數(shù)據(jù)電纜，9.專用圖像傳輸電纜，10.計(jì)算機(jī)，11.觸發(fā)控制裝置，12.相機(jī)觸發(fā)電纜，13.光源控制電纜；14.固定座，15.分劃板，15-1.鍍鉻層，16.分劃板座，17.調(diào)焦筒，18.導(dǎo)向柱，19.光源板，19-1.可控光源，20.插座，21.安裝座，22.壓圈，23.鎖緊手輪，24.聯(lián)結(jié)座，25.手柄喉箍，26.不透光殼體，27.待測(cè)相機(jī)鏡頭，28待測(cè)相機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
下面結(jié)合附圖來對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖1、圖9-圖11所示，結(jié)合圖2至圖8，本發(fā)明的相機(jī)機(jī)械快門曝光延時(shí)測(cè)定裝置的整體技術(shù)方案如下：
包括設(shè)置在待測(cè)相機(jī)拍攝鏡頭前端的不透光殼體26，不透光殼體26內(nèi)設(shè)置有分劃板15和可控光源19-1，分劃板15和可控光源19-1設(shè)置在待測(cè)相機(jī)鏡頭27的正前方且分劃板15處于可控光源19-1與待測(cè)相機(jī)鏡頭27之間，可控光源19-1與待測(cè)相機(jī)鏡頭之間封閉，以使可控光源19-1發(fā)出的光僅經(jīng)分劃板15分化后在待測(cè)相機(jī)28中成像，可控光源19-1上連接有觸發(fā)控制裝置11，觸發(fā)控制裝置11上連接有與待測(cè)相機(jī)的相機(jī)拍照控制端口連接，觸發(fā)控制裝置11用于控制待測(cè)相機(jī)進(jìn)行快門開啟或關(guān)閉以及可控光源19-1在快門開啟或關(guān)閉時(shí)進(jìn)行延時(shí)關(guān)閉或開啟；
對(duì)于具有線控功能的相機(jī)而言，觸發(fā)控制裝置11直接與相機(jī)連接，對(duì)于如數(shù)字天頂攝影儀這種相機(jī)而言，ccd相機(jī)與相機(jī)控制電路是分開的，圖片需經(jīng)過控制裝置(如控制及守時(shí)裝置6)處理才能傳到電腦，此時(shí)觸發(fā)控制裝置11需要通過控制及守時(shí)裝置6與相機(jī)連接。
不透光殼體為光源和調(diào)焦組件，結(jié)合圖2，可控光源19-1和分劃板15設(shè)置在光源和調(diào)焦組件1中，調(diào)焦組件1的材質(zhì)為不透光材質(zhì)，光源和調(diào)焦組件1設(shè)置在待測(cè)相機(jī)鏡頭前端，光源和調(diào)焦組件1能夠調(diào)整可控光源19-1和分劃板15同步上下移動(dòng)，以調(diào)整分劃板15在待測(cè)相機(jī)中能夠清晰成像。
結(jié)合圖1和圖10，光源和調(diào)焦組件1與待測(cè)相機(jī)鏡頭前端之間設(shè)置有定焦鏡頭，分劃板15設(shè)置在定焦鏡頭的焦點(diǎn)位置，定焦鏡頭能夠?qū)⒋┻^分劃板的光線轉(zhuǎn)為平行光并在相機(jī)中成像。
如圖9所示，觸發(fā)控制裝置11包括單片機(jī)，單片機(jī)上連接有相機(jī)觸發(fā)信號(hào)接口、數(shù)碼管顯示調(diào)節(jié)模塊、光源及指示燈信號(hào)接口、晶振和電源供電模塊，電源供電模塊上連接有電池，觸發(fā)控制裝置11通過相機(jī)觸發(fā)信號(hào)接口與待測(cè)相機(jī)連接，通過光源及指示燈信號(hào)接口與可控光源19-1連接。所述分劃板15為不透光板，分劃板15上開設(shè)有用于透光的分劃線，晶振選用高精度晶振，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度延時(shí)，并發(fā)出控制信號(hào)控制可控光源切換狀態(tài)。
如圖7所示，分劃板15的上表面設(shè)有鍍鉻層15-3，分劃線刻制在鍍鉻層上，分劃線包括沿分劃板的徑向間隔對(duì)稱設(shè)置的若干條透光條15-1和若干個(gè)透光孔15-2，透光條15-1所處直徑與透光孔15-2所處直徑相互垂直。
通過本發(fā)明的裝置進(jìn)行相機(jī)機(jī)械快門曝光延的過程包括如下步驟：
步驟一，設(shè)置控制可控光源19-1開啟以及關(guān)閉的延時(shí)時(shí)間；
步驟二，控制可控光源19-1進(jìn)行狀態(tài)切換以及待測(cè)相機(jī)拍攝圖像來測(cè)量待測(cè)相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2以及快門關(guān)閉時(shí)刻值t6；
控制可控光源19-1進(jìn)行狀態(tài)切換以及待測(cè)相機(jī)拍攝圖像來測(cè)量待測(cè)相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2的具體過程如下：
首先，將控制可控光源19-1設(shè)置為開啟狀態(tài)，調(diào)整可控光源19-1發(fā)出的光經(jīng)分劃板15分化后在待測(cè)相機(jī)拍攝的圖像中具有清晰可辨的圖案；
然后，同時(shí)控制待測(cè)相機(jī)進(jìn)行拍照以及制控制可控光源19-1進(jìn)行狀態(tài)切換，控制可控光源19-1進(jìn)行狀態(tài)切換時(shí)，控制可控光源19-1經(jīng)過延時(shí)后由開啟切換為關(guān)閉狀態(tài)；
然后，查看待測(cè)相機(jī)拍攝的圖像，觀察圖像中可控光源19-1發(fā)出的光經(jīng)分劃板15分化后在圖像中的圖案，當(dāng)圖像中出現(xiàn)有、無圖案現(xiàn)象時(shí)，預(yù)估計(jì)延時(shí)值，該延時(shí)值即為相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2；
控制可控光源19-1進(jìn)行狀態(tài)切換以及待測(cè)相機(jī)拍攝圖像來測(cè)量待測(cè)相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t6的具體過程如下：
首先，將控制可控光源19-1設(shè)置為開啟狀態(tài)，調(diào)整可控光源19-1發(fā)出的光經(jīng)分劃板15分化后在待測(cè)相機(jī)拍攝的圖像中具有清晰可辨的圖案，再將控制可控光源19-1設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)；
然后，同時(shí)控制待測(cè)相機(jī)進(jìn)行拍照以及制控制可控光源19-1進(jìn)行狀態(tài)切換，控制可控光源19-1進(jìn)行狀態(tài)切換時(shí)，控制可控光源19-1經(jīng)過延時(shí)后由關(guān)閉切換為開啟狀態(tài)；
然后，查看待測(cè)相機(jī)拍攝的圖像，觀察圖像中可控光源19-1發(fā)出的光經(jīng)分劃板15分化后在圖像中的圖案，當(dāng)圖像中出現(xiàn)無、有圖案現(xiàn)象時(shí)，預(yù)估計(jì)延時(shí)值，該延時(shí)值即為相機(jī)快門關(guān)閉時(shí)刻值t6；
步驟三，通過待測(cè)相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2和快門關(guān)閉時(shí)刻值t6來計(jì)算待測(cè)相機(jī)曝光延時(shí)值t，
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例：
以數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)為例進(jìn)行說明，數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)是攝影測(cè)量在大地天文定位測(cè)量中的典型應(yīng)用，主要用于地面點(diǎn)精密天文定位的數(shù)字式測(cè)量。數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)具有消除人儀差限制、測(cè)量精度高、觀測(cè)時(shí)間短、可及時(shí)提供天文測(cè)量結(jié)果等優(yōu)點(diǎn)，創(chuàng)造性的實(shí)現(xiàn)了大地天文高精度快速測(cè)量。數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)將地面測(cè)站點(diǎn)極小視場(chǎng)內(nèi)拍攝的天頂恒星影像與星表對(duì)應(yīng)時(shí)刻測(cè)站點(diǎn)天頂恒星位置關(guān)系匹配，從而精確計(jì)算出數(shù)字天頂攝影儀旋轉(zhuǎn)軸方向的天文經(jīng)緯度。要獲得天文經(jīng)度的高精度測(cè)定結(jié)果，測(cè)站點(diǎn)天頂恒星影像的拍攝時(shí)刻值就必須非常準(zhǔn)確。因此，能否精確測(cè)定數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)中的ccd相機(jī)的曝光延時(shí)(ccd相機(jī)自收到拍照指令到曝光中間時(shí)刻之間的延遲時(shí)間)，就直接決定了測(cè)站天文經(jīng)度的測(cè)定精度。
如圖1-圖10所示，測(cè)定數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)中的ccd相機(jī)的曝光延時(shí)的相機(jī)機(jī)械快門曝光延時(shí)裝置，包括供電裝置5、控制及守時(shí)裝置6、計(jì)算機(jī)10、觸發(fā)控制裝置11和數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)4，數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)4的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡4-3的頂端同軸定位連接有超遠(yuǎn)距定焦鏡頭2，超遠(yuǎn)距定焦鏡頭2的頂端同軸連接有光源和調(diào)焦組件1，光源和調(diào)焦組件1的材質(zhì)為不透光材質(zhì)，光源和調(diào)焦組件1內(nèi)設(shè)有分劃板15和從上向下照射分劃板15的可控光源19-1，可控光源19-1為發(fā)光二極管，分劃板15上設(shè)有透光的分劃線，光源和調(diào)焦組件1能夠調(diào)整可控光源19-1和分劃板15同步上下移動(dòng)，供電裝置5與控制及守時(shí)裝置6連接，觸發(fā)控制裝置11與可控光源19-1及控制及守時(shí)裝置6均連接，計(jì)算機(jī)與控制及守時(shí)裝置6連接，控制及守時(shí)裝置6還與數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)4連接，計(jì)算機(jī)10選用加固計(jì)算機(jī)。
如圖2-圖7所示，光源和調(diào)焦組件1包括用于將光源和調(diào)焦組件1固定定位安裝在超遠(yuǎn)距定焦鏡頭2頂端的固定座14，固定座14上定位連接有調(diào)焦組件，可控光源19-1和分劃板15設(shè)置在調(diào)焦組件內(nèi)；
固定座14上與超遠(yuǎn)距定焦鏡頭2的頂端連接的部分套設(shè)有用于將固定座14與超遠(yuǎn)距定焦鏡頭2緊箍的手柄喉箍25，固定座14上在套設(shè)手柄喉箍25的位置沿周向均勻開設(shè)有若干條縱向的伸縮槽14-2；
調(diào)焦組件包括聯(lián)結(jié)座24，聯(lián)結(jié)座24與固定座14的上端固定連接，聯(lián)結(jié)座24上連接有能夠相對(duì)聯(lián)結(jié)座24轉(zhuǎn)動(dòng)且能夠鎖止的調(diào)焦筒17，調(diào)焦筒17的內(nèi)腔螺紋連接有安裝座21，安裝座21與調(diào)焦筒17同軸，聯(lián)結(jié)座24的上端設(shè)置有為安裝座21導(dǎo)向的導(dǎo)向柱18，可控光源19-1和分劃板15固定安裝在安裝座21內(nèi)；
安裝座21的底部連接有用于安裝分劃板的分劃板座16，分劃板座16上螺紋連接有用于壓緊分劃板15的壓圈22，壓圈22的上端連接有光源板19，可控光源19-1設(shè)置在光源板19下表面的中心位置。
如圖7所示，分劃板15的上表面設(shè)有鍍鉻層15-3，分劃線刻制在鍍鉻層上，分劃線包括沿分劃板的徑向間隔對(duì)稱設(shè)置的若干條透光條15-1和若干個(gè)透光孔15-2，透光條15-1所處直徑與透光孔15-2所處直徑相互垂直；透光條15-1設(shè)置24條，和透光孔15-2設(shè)置25個(gè)。
如圖8所示，數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)4的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡4-3的頂端與超遠(yuǎn)距定焦鏡頭2通過連接組件3同軸定位連接，連接組件3包括用于分別與光學(xué)望遠(yuǎn)鏡4-3的頂端配合定位以及與超遠(yuǎn)距定焦鏡頭2的底端配合定位的連接件3-1和用于將連接件3-1與超遠(yuǎn)距定焦鏡頭2進(jìn)行鎖緊的鎖緊手輪3-2。
如圖12所示，觸發(fā)控制裝置發(fā)出拍照觸發(fā)信號(hào)(上升沿有效)，設(shè)定t1時(shí)刻值為0。可控光源接收到觸發(fā)信號(hào)后，經(jīng)過t1(快門開啟延時(shí))或t2(快門關(guān)閉延時(shí))后光源狀態(tài)改變。ccd相機(jī)收到觸發(fā)信號(hào)在t2時(shí)刻快門開始開啟，在t3時(shí)刻快門完全打開，在t4時(shí)刻快門曝光一半，在t5時(shí)刻快門開始關(guān)閉，在t6時(shí)刻快門完全關(guān)閉。
本實(shí)施例測(cè)定數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)中的ccd相機(jī)的曝光延時(shí)的相機(jī)機(jī)械快門曝光延時(shí)的過程包括如下步驟：
步驟一，打開可控光源19-1；
步驟二，調(diào)整光源和調(diào)焦組件1，使分劃板15上的分劃線平正，且在數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)4拍攝的圖像中分劃線清晰無陰影；
步驟三，測(cè)定數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)4中ccd相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2和ccd相機(jī)快門關(guān)閉時(shí)刻值t6；
測(cè)定數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)4中ccd相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2的具體過程如下：
通過計(jì)算機(jī)將ccd相機(jī)設(shè)置為低電平觸發(fā)拍照模式并進(jìn)行拍照，設(shè)置觸發(fā)控制裝置控制可控光源19-1狀態(tài)為長(zhǎng)亮，設(shè)定觸發(fā)控制裝置的延時(shí)初始毫秒數(shù)為15至25ms，按下觸發(fā)控制裝置的觸發(fā)拍照按鍵，光源和調(diào)焦組件可控光源19-1由長(zhǎng)亮經(jīng)過延時(shí)轉(zhuǎn)為熄滅，ccd相機(jī)拍照后可控光源19-1又轉(zhuǎn)為長(zhǎng)亮；
查看ccd相機(jī)拍攝的圖像，觀察圖像中分劃線，調(diào)整延時(shí)毫秒數(shù)，再次進(jìn)行拍照，直至相鄰毫秒數(shù)所拍攝圖像中出現(xiàn)有、無分劃線現(xiàn)象時(shí)，預(yù)估計(jì)延時(shí)值微秒數(shù)并記錄此時(shí)毫秒數(shù)，即該延時(shí)值就是ccd相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2；
測(cè)定數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)4中ccd相機(jī)快門關(guān)閉時(shí)刻值t6的具體過程如下：
通過計(jì)算機(jī)設(shè)置ccd相機(jī)為低電平觸發(fā)拍照模式并進(jìn)行拍照，設(shè)置觸發(fā)控制裝置控制可控光源19-1狀態(tài)為長(zhǎng)滅，設(shè)定觸發(fā)控制裝置延時(shí)初始毫秒數(shù)為520至620ms，按下所述觸發(fā)拍照按鍵，按下觸發(fā)控制裝置的觸發(fā)拍照按鍵，光源和調(diào)焦組件可控光源19-1由長(zhǎng)滅經(jīng)過延時(shí)轉(zhuǎn)為點(diǎn)亮，ccd相機(jī)拍照后可控光源19-1又轉(zhuǎn)為長(zhǎng)滅；
查看ccd相機(jī)拍攝的圖像，觀察圖像中分劃線，調(diào)整延時(shí)毫秒數(shù)，再次進(jìn)行拍照，直至相鄰毫秒數(shù)所拍攝圖像中出現(xiàn)有、無分劃線現(xiàn)象時(shí)，預(yù)估計(jì)延時(shí)值微秒數(shù)并記錄此時(shí)毫秒數(shù)，即該延時(shí)值就是所述ccd相機(jī)快門關(guān)閉時(shí)刻值t6；
步驟四，通過步驟三得到的ccd相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2和ccd相機(jī)快門關(guān)閉時(shí)刻值t6計(jì)算ccd相機(jī)曝光延時(shí)值t，
如圖1所示，結(jié)合圖10，本實(shí)施例中，數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)4包括儀器架設(shè)裝置4-1、轉(zhuǎn)臺(tái)及調(diào)平裝置4-2、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡4-3、ccd相機(jī)調(diào)焦裝置4-4四部分；
儀器架設(shè)裝置4-1用于儀器架設(shè)和概略調(diào)平、對(duì)中等，包括架頭、伸縮支腿組件、連接組件、圓水準(zhǔn)器組件、鎖緊手輪組件；
轉(zhuǎn)臺(tái)及調(diào)平裝置用于數(shù)字天頂攝影定位測(cè)量時(shí)精確調(diào)平、旋轉(zhuǎn)等，包括腳螺旋組件、調(diào)平組件、傳動(dòng)組件、回轉(zhuǎn)組件等；
光學(xué)望遠(yuǎn)鏡包括光學(xué)系統(tǒng)組件、管狀水準(zhǔn)器組件、傾角儀組件；
ccd相機(jī)調(diào)焦裝置4-4安裝于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡4-3的末端，光學(xué)望遠(yuǎn)鏡4-3的光軸與ccd相機(jī)成像面垂直，用于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡后截面與ccd相機(jī)成像面之間位置調(diào)節(jié)。
控制及守時(shí)裝置6用于數(shù)字天頂攝影定位測(cè)量過程硬件控制及時(shí)間、圖像信息處理，供電裝置5為數(shù)字天頂攝影定位測(cè)量過程提供電源，計(jì)算機(jī)10用于數(shù)字天頂攝影測(cè)量過程控制及數(shù)據(jù)處理。
如圖10所示，超遠(yuǎn)距定焦鏡頭2用于將光源和調(diào)焦組件1發(fā)出的雜散光轉(zhuǎn)換為平行光射入數(shù)字天頂攝影儀光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，進(jìn)而呈現(xiàn)在ccd相機(jī)成像面上。
如圖8所示，結(jié)合圖1和圖10，本發(fā)明的連接組件3包括連接件3-1和鎖緊手輪3-2，連接件一端與數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)4的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡鏡頭前端配合，另一端與超遠(yuǎn)距定焦鏡頭2前端配合，用于數(shù)字天頂攝影儀光學(xué)望遠(yuǎn)鏡光軸與超遠(yuǎn)距定焦鏡頭光軸強(qiáng)制重合；鎖緊手輪用于超遠(yuǎn)距定焦鏡頭的鎖緊。
如圖2-圖7所示，結(jié)合圖1和圖10，本發(fā)明的光源和調(diào)焦組件1包括可控光源19-1，可控光源19-1為1個(gè)高亮度發(fā)光二極管，焊接在光源板19的中心位置，通過線纜與設(shè)置在安裝座21上的插座20聯(lián)通，所述光源板19由螺釘安裝在壓圈22的外端面上，壓圈22為一環(huán)形零件，中間有一通孔可使光源透過，所述壓圈22外有一圈第一螺紋22-1，所述壓圈22通過第一螺紋將分劃板15壓緊在分劃板座16的第一臺(tái)階孔16-1內(nèi)，所述分劃板15與分劃板座16中臺(tái)階孔定位配合，所述分劃板15與分劃板座16的軸線重合，所述分劃板座16的中心有一孔，可使透過分劃板15的光線穿過，所述分劃板座16與所述安裝座21臺(tái)階孔定位配合，所述分劃板座16由螺釘與安裝座21連接，所述安裝座21有一臺(tái)階軸21-1，臺(tái)階軸的小端沿著軸向刻有刻度，大端有一圈第二螺紋21-3和兩處缺口21-2，所述2個(gè)導(dǎo)向柱分別與兩處缺口滑動(dòng)配合，所述安裝座螺紋與所述調(diào)焦筒17內(nèi)螺紋配合，所述導(dǎo)向柱18垂直安裝在所述聯(lián)結(jié)座24端面，使得所述安裝座21僅能實(shí)現(xiàn)軸向移動(dòng)不能旋轉(zhuǎn)，所述調(diào)焦筒17圓柱孔與所述聯(lián)結(jié)座24臺(tái)階軸配合，所述聯(lián)結(jié)座24一端圓柱面上有一圈環(huán)形凹槽24-1，所述調(diào)焦筒17大端圓柱面上有3個(gè)螺紋孔，其中2個(gè)分別由圓柱端定位螺釘24-2頂在環(huán)形槽內(nèi)，使得所述調(diào)焦筒僅能旋轉(zhuǎn)不能沿軸向移動(dòng)，所述聯(lián)結(jié)座外圓柱面有一圈環(huán)形刻度，所述調(diào)焦筒圓柱面有一刻線標(biāo)記與環(huán)形刻度對(duì)齊，所述調(diào)焦筒的最后一個(gè)螺紋孔內(nèi)安裝有一鎖緊手輪，鎖緊手輪23前端圓柱也卡在所述聯(lián)結(jié)座環(huán)形槽內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)鎖緊手輪可使調(diào)焦筒17鎖死在任意位置，所述固定座14與所述聯(lián)結(jié)座24通過定位配合并由螺釘連接固定，所述固定座14一端有1個(gè)環(huán)形槽14-1和4個(gè)伸縮槽14-2，所述手柄喉箍25安裝于固定座14環(huán)形槽14-1內(nèi)，旋轉(zhuǎn)手柄不斷收緊喉箍使得固定座14緊固在超遠(yuǎn)距定焦鏡頭2卡口一端。所述觸發(fā)控制裝置包括4位用于顯示延時(shí)毫秒值的數(shù)碼管、8個(gè)延時(shí)調(diào)節(jié)按鍵、1個(gè)光源轉(zhuǎn)換按鍵、1個(gè)觸發(fā)拍照按鍵等，用于同時(shí)觸發(fā)ccd相機(jī)拍照和光源狀態(tài)延時(shí)控制。
測(cè)定所述ccd相機(jī)曝光延時(shí)的準(zhǔn)備工作：將所述數(shù)字?jǐn)z影儀主機(jī)按圖1所示架設(shè)，將所述光源和調(diào)焦組件連接在所述超遠(yuǎn)距定焦鏡頭卡口端，用連接組件將所述超遠(yuǎn)距定焦鏡頭另一端架設(shè)在所述數(shù)字天頂攝影儀光學(xué)望遠(yuǎn)鏡鏡頭上，聯(lián)接所述供電裝置與控制及守時(shí)裝置，聯(lián)接相機(jī)電源電纜、相機(jī)數(shù)據(jù)電纜分別至所述數(shù)字天頂攝影儀ccd相機(jī)調(diào)焦裝置底部和所述控制及守時(shí)裝置面板，聯(lián)接所述專用圖像數(shù)據(jù)傳輸電纜兩端分別至所述控制及守時(shí)裝置側(cè)面、加固計(jì)算機(jī)，聯(lián)接相機(jī)控制電纜兩端分別至所述數(shù)字天頂攝影儀ccd相機(jī)調(diào)焦裝置底部、所述觸發(fā)控制裝置前端，聯(lián)接光源控制電纜兩端分別至所述光源和調(diào)焦裝置、所述觸發(fā)控制裝置前端。打開所述控制及守時(shí)裝置電源開關(guān)，切換所述觸發(fā)控制裝置的光源轉(zhuǎn)換按鍵使得光源處于亮的狀態(tài)。在所述加固計(jì)算機(jī)中打開所述ccd相機(jī)拍照軟件進(jìn)行拍照，并用raw格式圖片查看軟件打開拍攝圖像，觀察圖像中分劃線；松開所述光源和調(diào)焦裝置手柄喉箍，旋轉(zhuǎn)所述光源和調(diào)焦裝置至分化線平正后鎖緊手柄喉箍；調(diào)節(jié)所述光源和調(diào)焦裝置的調(diào)焦筒，使得圖像中分化線清晰無陰影。
測(cè)定所述ccd相機(jī)快門開啟時(shí)刻值：所述加固計(jì)算機(jī)ccd拍照軟件設(shè)置為低電平觸發(fā)拍照模式并點(diǎn)擊拍照，設(shè)置所述觸發(fā)控制裝置光源狀態(tài)為長(zhǎng)亮，設(shè)定所述觸發(fā)控制裝置延時(shí)初始毫秒數(shù)(所述ccd相機(jī)一般為15至25ms)，按下所述觸發(fā)拍照按鍵，所述光源和調(diào)焦裝置光源由長(zhǎng)亮經(jīng)過延時(shí)轉(zhuǎn)為熄滅，ccd相機(jī)拍照后所述光源又轉(zhuǎn)為長(zhǎng)亮。圖片查看軟件打開拍攝圖像，觀察圖像中分劃線，適當(dāng)調(diào)整延時(shí)毫秒數(shù)，再次點(diǎn)擊拍照軟件觸發(fā)拍照并按下所述觸發(fā)拍照按鍵，直至相鄰毫秒數(shù)所拍攝圖像中出現(xiàn)有、無分劃線現(xiàn)象時(shí)，預(yù)估計(jì)延時(shí)值微秒數(shù)并記錄此時(shí)毫秒數(shù)，即該延時(shí)值就是所述ccd相機(jī)快門開啟時(shí)刻值t2。
測(cè)定所述ccd相機(jī)快門關(guān)閉時(shí)刻值：所述加固計(jì)算機(jī)ccd拍照軟件設(shè)置為低電平觸發(fā)拍照模式并點(diǎn)擊拍照，設(shè)置所述觸發(fā)控制裝置光源狀態(tài)為長(zhǎng)滅，設(shè)定所述觸發(fā)控制裝置延時(shí)初始毫秒數(shù)(所述ccd相機(jī)一般為520至620ms)，按下所述觸發(fā)拍照按鍵，所述光源和調(diào)焦裝置光源由長(zhǎng)滅經(jīng)過延時(shí)轉(zhuǎn)為點(diǎn)亮，ccd相機(jī)拍照后所述光源又轉(zhuǎn)為長(zhǎng)滅。圖片查看軟件打開拍攝圖像，觀察圖像中分劃線，適當(dāng)調(diào)整延時(shí)毫秒數(shù)，再次點(diǎn)擊拍照軟件觸發(fā)拍照并按下所述觸發(fā)拍照按鍵，直至相鄰毫秒數(shù)所拍攝圖像中出現(xiàn)有、無分劃線現(xiàn)象時(shí)，預(yù)估計(jì)延時(shí)值微秒數(shù)并記錄此時(shí)毫秒數(shù)，即該延時(shí)值就是所述ccd相機(jī)快門關(guān)閉時(shí)刻值t6。
ccd相機(jī)曝光延時(shí)值計(jì)算：如圖12所示，所述ccd相機(jī)曝光延時(shí)值t應(yīng)為所述ccd相機(jī)快門開啟與關(guān)閉時(shí)刻差值的一半和ccd相機(jī)快門開啟時(shí)刻值之和，即：
通過本發(fā)明的相機(jī)機(jī)械快門曝光延時(shí)測(cè)定裝置來測(cè)定數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)中的ccd相機(jī)的曝光延時(shí)的有益效果是：
大大提高了數(shù)字天頂攝影定位測(cè)量測(cè)站經(jīng)度的精度，提高測(cè)量效率。由于受ccd相機(jī)快門磨損等的影響，在相機(jī)快門壽命期間內(nèi)，曝光延時(shí)必然會(huì)發(fā)生變化，因此有必要定期對(duì)其進(jìn)行測(cè)定，以保證數(shù)字天頂攝影定位測(cè)量精度。
不采用本發(fā)明，數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)要想獲得足夠高的精度，就必須在已知天文點(diǎn)上進(jìn)行多次儀器狀態(tài)參數(shù)標(biāo)定。通過反推得出系統(tǒng)對(duì)應(yīng)曝光延時(shí)，再進(jìn)行天文測(cè)量。如此，效率極低，且反推得出的曝光延時(shí)誤差較大，天文測(cè)量誤差大。
采用本發(fā)明所述裝置，對(duì)單臺(tái)數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)進(jìn)行多次曝光延時(shí)的測(cè)定試驗(yàn)并與反推計(jì)算值對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，表1為單臺(tái)相機(jī)曝光延時(shí)測(cè)定值。
表1
對(duì)多臺(tái)數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)分別進(jìn)行曝光延時(shí)的測(cè)定試驗(yàn)并與反推計(jì)算值對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，表2為多臺(tái)相機(jī)曝光延時(shí)測(cè)定值。
表2
通過試驗(yàn)對(duì)比可知，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)高精度曝光延時(shí)的測(cè)定。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明的裝置應(yīng)用于數(shù)字天頂攝影定位系統(tǒng)中時(shí)，能夠在不對(duì)數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)中ccd相機(jī)進(jìn)行拆解的基礎(chǔ)上，將光源、超遠(yuǎn)距定焦鏡頭形成的高精度平行光管、數(shù)字天頂攝影儀主機(jī)上的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和ccd成像裝置光軸重合，控制及守時(shí)裝置和觸發(fā)控制裝置同時(shí)控制可控光源狀態(tài)變化與觸發(fā)ccd相機(jī)拍照，通過對(duì)比不同延時(shí)所拍攝的影像，分析得出ccd相機(jī)快門開啟、關(guān)閉的時(shí)刻值，進(jìn)而計(jì)算出ccd相機(jī)的曝光延時(shí)，因此本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)ccd相機(jī)曝光延時(shí)進(jìn)行毫秒級(jí)精確測(cè)定，為數(shù)字天頂攝影定位測(cè)量提供準(zhǔn)確可靠的相機(jī)曝光延時(shí)。
進(jìn)一步的，固定座上與超遠(yuǎn)距定焦鏡頭的頂端連接的部分套設(shè)有用于將固定座與超遠(yuǎn)距定焦鏡頭緊箍的手柄喉箍，固定座上在套設(shè)手柄喉箍的位置沿周向均勻開設(shè)有若干條縱向的伸縮槽，當(dāng)手柄喉箍緊固時(shí)，固定座上開設(shè)伸縮槽的位置的外徑能夠縮小并緊貼超遠(yuǎn)距定焦鏡頭的頂端，使得固定座與超遠(yuǎn)距定焦鏡頭緊固可靠且拆裝及調(diào)整方便，而且能夠保證安裝的同軸度。