CS254464B1 - Optický kompenzátor úhlového chvění optických přístrojů - Google Patents

Abstract

Optický kompenzátor úhlového chvění optických přístrojů je určen zejména pro kompenzaci u objektivů dalekohledů, fotografických, filmových a televizních, který je umístěný jako předoádka objektivu a sestává ze dvou optických čoček, přičemž jedna část z čoček je umístěna na otočném spojovacím nosníku, otočně uloženém s výhodou v kardanovém závěsu kolem bodu, který je středem křivosti kulových ploch těchto čoček, které se s vůlí přimykají k optickým čočkám, upevněným na části pevně spojené s obrubou objektivu optického přístroje. Střed otáčení otočného spojovacího nosníku s čočkami splývá s těžištěm otočné části a je spojen s pevnou částí prostřednictvím pružícího elementu a tlumicího elementu. Podstatné je to, že sestává z dvou optických čoček, z nichž jedna je plankonvexní a druhá plankonkávní, zhotovených z optického skla o indexu lomu n = 2. Je-li střed otáčení kardanova závěsu bud umístěn před optickými čočkami dále od objektivu, tak pevná optická čočka je čočka plankonvexní a otočná optická čočka je plankonkávní. Je-li střed otáčení kardanova závěsu umístěn za optickými čočkami směrem k objektivu, tak pevná optická čočka je čočka plankonkávní a otočná optická čočka je čočka plankonvexní.

Description

Vynález se týká optického kompenzátoru úhlového chvění optických přístrojů, například kamer, fotoaparátů, dalekohledů a podobně.

V současnosti se jako kompenzátoru úhlového chvění optických přístrojů užívá systému založeného na odrazu paprsků od zrcadlového systému, přičemž jedno zrcadlo je uloženo pohyblivě a jeho pohyb je řízen gyroskopem. Jsou známy i systémy používající představeného kapalinového hranolu, kdy systému, kde lomlvá kapalina je umístěna mezi skleněné destičky, jejichž sklon je mechanicky ovládán opět pomocí gyroskppu. Další známé systémy používají předřadné čočkové soustavy, tvořené dvojicí nebo dvojicemi čoček přimykajícími se kulovými plochami, přičemž jedna čočka z každé dvojice je otočná kolem středu křivosti a její pohyb je řízen gyroskopem. Nevýhodou systémů s gyroskopem je, že kompenzují kromě rušivého chvění veškerý úhlový pohyb a neumožňují sledování objektu. Další nevýhodou je značná složitost a cena i nutnost užití energetického zdroje pro pohon gyroskopu.

Dalším známým zařízením je kompenzátor používající předřadného systému dvou až čtyř přilehlých čoček, přičemž¹ jedna čočka z dvojice je pevně spojena s objektivem optického přístroje, druhá s rámem otočně uloženým kolem středu křivosti čoček. Rám je spojen s konstrukcí objektivu přes pružící a tlumící elementy. Nevýhodou tohoto systému je složitost daná vyšším počtem čoček, tedy špatné centrování a větší počet reflexních ploch.

Uvedené nedostatky odstraňuje optický kompenzátor úhlového chvění optických přístrojů, zejména objektivů dalekohledů, fotografických, filmových a televizních, umístěný jako předr sádka objektivu, sestávající z optických čoček, přičemž část čoček je umístěna na otočném spojovacím nosníku, otočně uloženém s výhodou v kardanovém závěsu kolem bodu, jež je středem křivosti kulových ploch těchto čoček, které se s vůli přimykají k optickým čočkám upevněným na části pevně spojené s obrubou objektivu optického přístroje a střed otočného spojovacího nosníku s čočkami splývá s těžištěm otočné části a je spojen s pevnou částí prostřednictvím pružícího a tlumícího elementu, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z dvou optických čoček, z nichž jedna je plankonvexní a druhá plankonkávní, zhotovených z optického skla o indexu lomu n = 2 a střed otáčení kardanova závěsu je bud umístěn před optickými čočkami dále od objektivu a pevná optická čočka je čočka plankonvexní a otočná optická čočka je čočka plankonkávní a/nebo je střed otáčení kardanova závěsu umístěn za optickými čočkami směrem k objektivu a pevná optická čočka je čočka plankonkávní a otočná optická čočka je čočka plankonvexní.

Optický kompenzátor podle vynálezu má ve srovnání se známými typy jednodušší konstrukci, je tedy lehčí, menší i lacinější. Ve srovnání s přístroji s gyroskopem kompenzuje jen malé chvění a umožňuje větší plynulé pohyby za sledovaným objektém.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popise příkladů jeho provedení podle přiložených výkresů, kde obr. 1 schematicky znázorňuje optický kompenzátor úhlového chvěni optických přístrojů podle vynálezu v provedení se středem otáčení kardanového závěsu před optickou soustavou, obr. 2 schematicky znázorňuje optický kompenzátor úhlového chvění optických přístrojů podle vynálezu pro variantu se středem otáčení kardanového závěsu za optickou soustavou. Na obr. 3 je schematicky znázorněna situace u optického kompenzátoru úhlového chvění optických přístrojů podle vynálezu při vychýleni otočného spojovacího nosníku o úhel alfa kolem osy kolmé k nákresně a na Obr. 4 je schematicky znázorněn průchod několika význačných paprsků přes optický kompenzátor úhlového chvění podle vynálezu.

Na obr. 1 je znázorněno základní uspořádání kompenzátoru úhlového chvění optických přístrojů podle vynálezu. Sestává z pevné optické čočky Jl,a otočné optické čočky 2» které jsou vyrobeny ze skla o indexu lomu n₂ = 2. Kolem vypuklé plochy otočné optické čočky 2 je umístěna s vůlí vydutá plocha pevné optické čočky 1^. Pevná optická čočka J. je umístěna na pevné části (>, která je připevněna k tělesu objektivu. Otočná optická čočka 2 je umístěna na jednom konci otočného spojovacího nosníku 8, na jehož druhém konci je umístěno protizávaží 7.

Otočný sp8|^vací nosník 2 je uložen na čepech 9 kardanova závěsu 2 a jeho těžiště je umístěno ve strMp otáčení kardanova závěsu 2· Střed otáčení kardanova závěsu 2 je umístěn ve středu křivosti kulových ploch pevné optické čočky JL a otočné optické čočky 2, který se v tomto nalézá před pevnou optickou čočkou _1 a otočnou optickou čočkou 2 dále od objektivu. Pevná optická čočka 2 3^e čočka plankonvexní a otočná optická čočka 2 je čočka plankonkávní. Mezi otočný spojovací nosník 8 a pevnou část jS můžou být s výhodou u této i dalších variant umístěny jednak pružící element 2* tvořený například pružinou či magnetem a jednak tlumicí element 4, tvořený například hydraulickým či pneumatickým válcem.

Na obr. 2 je obdobné uspořádání kompenzátoru úhlového chvění optických přístrojů podle vynálezu se dvěma optickými čočkami jako na obr. 1, ale střed otáčení kardanova závěsu 2 je umístěn za pevnou optickou čočkou 2 ^a otočnou optickou čočkou 2. V tomto uspořádání je pevná optická čočka 2 plankonkávní a otočná optická čočka 2 j^e plankonvexní.

Funkce kompenzátoru spočívá v tom, že při malém a rychlém natočení optické osy přístroje, vlivem chvění, rozumí se natočení vzhledem ke vztažné soustavě bez úhlového zrychlení, ve které je většinou sledovaný objekt v klidu, se natočí i pevná optická čočka 2 pevně spojena s objektivem, zatímco otočná optická čočka 2 zachovává původní směr, opět vzhledem k uvedené vztažné soustavě. Prostřednictvím přimykajících se čoček 2/ 2 ^ta^ vzniknou optické hranoly, které lámou světelné paprsky tak, že kompenzují natočení optické osy.

Pružící element 2 nastavuje základní klidovou polohu otočného spojovacího nosníku 8·

Torzní moment musí být v závislosti na momentu setrvačnosti soustavy volen tak, aby doba kmitu T^ byla podstatně větší než obrácená frekvence nejrušivější části kmitů chvění.

Na druhé straně musí umožnit pomalé pohyby osy při sledování objektu. Tlumící element 2 má zabránit překmitávání této soustavy přes klidovou polohu, s výhodou je seřízen tak, aby kmity soustavy měly mezní a periodický charakter. Dorazy vymezují otočení do úhlu, ve kterém leží amplituda podstatné složky kmitů chvění, tedy maximálně několik stupňů.

Z mechanických úvah plyne, Že mechanické úhlové chvění optické osy se přetransformuje v optické chvění tak, že se odfiltruje složka o vyšší frekvenci, než je frekvence vlastních kmitů otočné části soustavy.

Pro bližší vysvětlení funkce kompenzátoru úhlového chvění optických přístrojů podle vynálezu je na obr. 3 znázorněna situace při vychýlení otočné části o úhel alfa kolem osy kolmé na rovinu obrázku a na obr. 4 je schéma průchodu paprsků přes kompenzátor podle vynálezu. Osa 0^ je původní optická osa před vychýlením, osa 0₂ je osa po vychýlení o úhel alfa. Pevná optická čočka 2 je pevná vzhledem k objektivu a otočná optická čočka 2 zachovává směr v prostoru vzhledem k objektivu. Paprsky až p₄ rovnoběžné s původní osou 0^ se nyní lámou a opouštějí optickou soustavu jako paprsky až p^, které jsou rovnoběžné s s osou skloněnou O₂. Označíme-li poloměr křivosti čoček r, jejich vzdálenost z, pak platí, že £ je mnohonásobně menší než r a pak lze vliv mezery zanedbat.

Optický kompenzátor úhlového chvění optických přístrojů podle vynálezu má možnosti využití jako vestavěný nebo přídavný doplněk objektivů dalekohledů o vyšším zvětšení, objektivů fotografických, filmových a televizních. Zejména je vhodný pro objektivy dlouhoohniskové, které jsou na chvění velmi citlivé. Rozšiřuje jejich použitelnost a pohotovost, zejména při použitích v reportáži, při leteckém pozorování a snímkování.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Optický kompenzátor úhlového chvění optických přístrojů, zejména objektivů dalekohledů, fotografických, filmových a televizních, umístěný jako předsádka objektivu, sestávající z optických čoček, přičemž část čoček je umístěna na otočném spojovacím nosníku, otočně uloženém například v kardanovém závěsu kolem bodu, jež je středem křivosti kulových ploch těchto čoček, které se s vůlí přimykají k optickým čočkám upevněným na části pevně spojené s obrubou objektivu optického přístroje a střed otáčení otočného spojovacího nosníku s čočka254464 mi splývá s těžištěm otočné části a je spojen s pevnou částí prostřednictvím pružícího aí tlumicího elementu, vyznačující se tim,že sestává ze dvou optických čoček (1, 2), z z nichž jedna je plankonvexní a druhá plankonkávní, zhotovených z optického skla o indexu lomu n = 2 a střed otáčení kardanova závěsu (5) je bud umístěn před optickými čočkami (1,
2. 2) dále od objektivu a pevná optická čočka (1) je čočka plankonvexní a otočná optická čočka (2) je čočka plankonkávní a/nebo je střed otáčení kardanova závěsu (5) umístěn za optickými čočkami (1, 2) směrem k objektivu a pevná optická čočka (1) je čočka plankonkávní a otočná optická čočka (2) je čočka plankonvexní.