Anordnung zur Erzielung eines stehenden Bildes von einem Objekt, das
von einem ihm gegenüber Schwenkbewegungen durchführenden Körper aus mittels einer
Bildaufnahme- und Beobachtungseinrichtung aufgenommen wird Die Erfindung bezieht
sich auf eine Anordnung zur Erzielung eines stehenden Bildes von einem Objekt, das
von einem ihm gegenüber Schwenkbewegungen durchführenden Körper aus, z. B. von einem
rollenden und stampfenden Schiff oder einem Pendelbewegungen durchführenden Flugkörper
aus, mittels einer Bildaufnahme- und Beobachtungseinrichtung aufgenommen wird.Arrangement for obtaining a still image of an object that
from a body performing pivoting movements with respect to it by means of a
Image recording and observation device is recorded. The invention relates
relate to an arrangement for obtaining a still image of an object that
from a body performing pivoting movements with respect to it, e.g. B. from one
rolling and pounding ship or a missile performing pendulum movements
from, is recorded by means of an image recording and observation device.
Es ist bekannt, daß man von einem sich mit konstanter Geschwindigkeit
bewegenden Filmband auf einer Projektionswand dadurch ein stehendes Projektionsbild
erhalten kann, daß man zwei Spiegel zwischen Projektionswand und Objektiv einschaltet,
von denen der eine fest steht und der andere bezüglich des Objektivs um eine Achse
schwingt, die zur Bewegungsrichtung des Filmbandes senkrecht steht und zu dessen
Ebene parallel verläuft. Der schwingende Spiegel wirft das aus dem Objektiv austretende
Lichtbündel auf den feststehenden Spiegel, der das Bündel wiederum zur Projektionswand
reflektiert, wobei die Schwingbewegung des schwingenden Spiegels derart auf die
Bewegungsgeschwindigkeit des Filmbandes abgestimmt ist, daß das Projektionsbild
auf der Projektionswand eine bestimmte Zeit stehenbleibt.It is well known that one moves at a constant speed
moving film tape on a projection screen thereby creating a stationary projection image
can be obtained by switching on two mirrors between the projection screen and the lens,
one of which is fixed and the other around an axis with respect to the lens
oscillates, which is perpendicular to the direction of movement of the film tape and to its
Plane runs parallel. The swinging mirror throws the one emerging from the lens
Light bundle on the fixed mirror, which in turn turns the bundle into the projection screen
reflected, the oscillating movement of the oscillating mirror in such a way on the
Movement speed of the film tape is matched that the projection image
stops for a certain time on the projection screen.
Stehende Bilder unter den eingangs genannten Bedingungen hat man aber
bisher nur dadurch erzielt, daß man die Bildaufnahme- und Beobachtungseinrichtung
auf dem Körper kardanisch gelagert und durch Kreisel im Raume stabilisiert hat.
Das bisherige Vorgehen ist wegen der verhältnismäßig großen kardanisch zu lagernden
und räumlich zu stabilisierenden Masse der gesamten Bildaufnahme-und Beobachtungseinrichtung
technisch sehr aufwendig und dementsprechend kostspielig. Die Erfindung schlägt
eine andere Lösung des vorstehenden Problems vor, die mit einem weitaus geringeren
Aufwand und wesentlich kleineren Kosten verbunden ist und zu einem gleich guten,
wenn nicht gar besseren Ergebnis führt.But you have standing pictures under the conditions mentioned at the beginning
so far only achieved by the fact that the image recording and observation device
gimbaled on the body and stabilized in space by gyroscopes.
The previous procedure is because of the relatively large gimbals to be stored
and the mass of the entire image recording and observation device to be spatially stabilized
technically very complex and accordingly expensive. The invention suggests
proposes another solution to the above problem, with a far lesser one
Effort and significantly lower costs and at an equally good,
if not even better results.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Bildaufnahme- und
Beobachtungseinrichtung fest mit dem Körper verbunden wird und ihr ein leleskopisches
System mit der Wirkung eines holländischen Fernrohres und einem Verhältnis von Eintrittspupille
zur Austrittspupille von zwei sowie ein dem System nachgeschalteter kardanisch aufgehängter,
im Raume stabilisierter Spiegel vorgeschaltet wird, und der Spiegel die aus dem
System austretenden Lichtstrahlen direkt oder über weitere nicht stabilisierte Spiegel
in das Objektiv der Bildaufnahme-und Beobachtungseinrichtung reflektiert. Wenn bei
der erfindungsgemäßen Anordnung der Körper eine Schwenkbewegung bezüglich des aufzunehmenden
Objektes durchführt, wird die mit ihm fest verbundene Bildaufnahme- und Beobachtungseinrichtung
um eine Normale zur optischen Achse ihres Objektivs gedreht. Würde das Objekt in
diesem Falle direkt mittels der Bildaufnahme- und Beobachtungseinrichtung aufgenommen
werden, so würde die Abbildung des Objektes entsprechend dem Drehwinkel und der
Objektivbrennweite auf der Bildebene auswandern. Ein solches Auswandern, das während
eines Belichtungsvorganges eine Unschärfe oder Verwischung des Bildes zur Folge
hätte, wird aber bei der erfindungsgemäßen Anordnung durch das vorgeschaltete teleskopische
System und den zwischen diesem System und der Bildaufnahme- und Beobachtungseinrichtung
angeordneten, im Raume stabilisierten Spiegel verhindert. Das teleskopische System
hat die Eigenschaft, daß bei seiner Drehung um eine Normale zu seiner optischen
Achse der Winkel zwischen dieser optischen Achse und den von dem Objekt ausgehenden
Lichtstrahlen beim holländischen Fernrohr ausgangsseitig doppelt so groß ist wie
eingangsseitig, also eine Winkelverdoppelung, und zwar in entgegengesetzter Richtung
stattfindet. Demzufolge treten die an dem raumfesten Spiegel reflektierten Lichtstrahlen
in ihrer Richtung unverändert in .das Objektiv der Bildaufnahme- und Beobachtungseinrichtung
ein.The solution according to the invention is that the image recording and
Observation device is firmly connected to the body and you have a telescopic
System with the effect of a Dutch telescope and an entrance pupil ratio
to the exit pupil of two as well as a gimbal mounted downstream of the system,
In the room stabilized mirror is connected upstream, and the mirror from the
Light rays exiting the system directly or via other non-stabilized mirrors
reflected in the lens of the image recording and observation device. If at
the inventive arrangement of the body a pivoting movement with respect to the to be recorded
Performs the object, the image recording and observation device permanently connected to it
rotated around a normal to the optical axis of your lens. Would the object be in
in this case recorded directly by means of the image recording and observation device
the image of the object would be according to the angle of rotation and the
Lens focal length migrate to the image plane. Such emigration that during
an exposure process results in blurring or blurring of the image
would have, but is in the arrangement according to the invention by the upstream telescopic
System and those between this system and the image recording and observation device
arranged, in the room stabilized mirror prevents. The telescopic system
has the property that when it is rotated about a normal it becomes its optical
Axis is the angle between this optical axis and that emanating from the object
Light rays with the Dutch telescope on the output side is twice as large as
on the input side, i.e. an angle doubling, in the opposite direction
takes place. As a result, the light rays reflected on the spatially fixed mirror occur
unchanged in their direction in the lens of the image recording and observation device
a.
Die erfindungsgemäße Anordnung hat somit die gleiche Wirkung wie die
kardanische Lagerung und Kreiselstabilisierung der gesamten Bildaufnahme-und Beobachtungseinrichtung,
erbringt aber den Vorteil, daß nur der Spiegel, der eine wesentlich kleinere
Masse
aufweist als die letztere, kardanisch gelagert und räumlich stabilisiert zu werden
braucht.The arrangement according to the invention thus has the same effect as that
cardanic bearing and gyro stabilization of the entire image recording and observation device,
but has the advantage that only the mirror, which is a much smaller one
Dimensions
has to be gimbaled and spatially stabilized than the latter
needs.
Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. In der Zeichnung sind: F i g. 1 die Darstellung einer erfindungsgemäßen
Anordnung mit dem Strahlengang bei senkrechtem Einfall des von dem aufzunehmenden
Objekt ausgehenden Lichtes in das teleskopische System und F i g. 2 die Darstellung
der erfindungsgemäßen Anordnung in einer gegenüber F i g.1 verschwenkten Stellung,
in der das von dem Objekt ausgehende Licht infolge der Drehung der gesamten Anordnung
um eine zu der optischen Achse des Systems senkrechte Achse unter dem Einfallswinkel
a in das teleskopische System einfällt.The invention is based on the embodiment shown in the drawing
explained in more detail. In the drawing are: F i g. 1 shows the representation of an inventive
Arrangement with the beam path at normal incidence of the to be recorded
Outgoing light from the object into the telescopic system and F i g. 2 the representation
the arrangement according to the invention in a position pivoted with respect to FIG. 1,
in which the light emanating from the object as a result of the rotation of the entire arrangement
about an axis perpendicular to the optical axis of the system at the angle of incidence
a falls into the telescopic system.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anordnung wird als teleskopisches System ein holländisches Fernrohr T mit einem
Brennweitenverhältnis von 2 benutzt. Die von einem Punkt eines sehr weit entfernt
abzubildenden Gegenstandes ausgehenden Strahlen treten als Parallelstrahlenbündel
P durch das Objektiv des Fernrohres ein und als Parallelstrahlenbündel P' mit dem
halben Durchmesser des eintretenden wieder aus. Das austretende Parallelstrahlenbündel
fällt auf den nachgeschalteten kreiselstabilisierten raumfesten Spiegel S, der es
entweder direkt oder, wie in der Zeichnung dargestellt, über einen weiteren mit
der Anordnung fest verbundenen Spiegel U in das Objektiv O der Bildaufnahme- und
Beobachtungseinrichtung B reflektiert. Für den Drehpunkt des Spiegels gibt es eine
für den Fachmann leicht auffindbare günstigste Lage, in der das reflektierte Parallelstrahlenbündel
keine Parallelversetzung erfährt.In the embodiment of the invention shown in the drawing
Arrangement is a Dutch telescope T with a telescopic system
Focal length ratio of 2 used. Which from a point of a very far away
The outgoing rays from the object to be imaged occur as parallel bundles of rays
P through the objective of the telescope and as a parallel beam P 'with the
half the diameter of the entering again. The emerging parallel beam
falls on the downstream gyro-stabilized spatially fixed mirror S, which it
either directly or, as shown in the drawing, via another with
the arrangement firmly connected mirror U in the lens O of the image recording and
Observation device B reflects. There is one for the pivot point of the mirror
the most favorable position, which is easily found by the person skilled in the art, in which the reflected parallel beam
does not experience parallel dislocation.
Das aus dem holländischen Fernrohr T austretende Bündel hat die Eigenschaft,
daß es sich bei Drehung des Fernrohres gemäß F i g. 2 um den Winkel a im entgegengesetzten
Sinne um den Winkel 2 dreht. Das von dem Spiegel S reflektierte Strahlenbündel behält
dadurch unabhängig von kleinen Drehungen der Anordnung stets die gleiche Richtung
bezüglich des gesamten optischen Systems. Es wird deshalb durch das Objektiv O der
eigentlichen Bildaufnahme- und Beobachtungseinrichtung B immer im selben Punkt der
Bildebene abgebildet. Sämtliche anderen Punkte des aufgenommenen Gegenstandes werden
ähnlich abgebildet, so daß das ganze Bild auf diese Art und Weise stabilisiert ist.
Mit hoher Genauigkeit gilt dies zwar nur für kleine Drehwinkel, da bei dem holländischen
Fernrohr, strenggenommen, nicht der Austrittswinkel das Doppelte des Eintrittswinkels,
sondern der Tangens des Austrittswinkels das Doppelte des Tangens des Eintrittswinkels
beträgt. Für die in den meisten Fällen in Betracht kommenden kleinen Schwenkbewegungen
des Körpers und damit der Anordnung hat dies jedoch keine Bedeutung. Selbst bei
größeren Schwenkbewegungen erhält man immer noch eine sehr gute Stabilisierung.The bundle emerging from the Dutch telescope T has the property
that when the telescope is rotated according to FIG. 2 by the angle a in the opposite
Meaning rotates by angle 2. The beam reflected by the mirror S retains
thus always the same direction regardless of small rotations of the arrangement
regarding the entire optical system. It is therefore through the lens O the
actual image recording and observation device B always in the same point of
Image plane shown. All other points of the recorded object become
mapped similarly so that the whole picture is stabilized in this way.
With a high degree of accuracy, this only applies to small angles of rotation, as it is the case with the Dutch
Telescope, strictly speaking, the exit angle is not twice the entry angle,
but the tangent of the exit angle is twice the tangent of the entry angle
amounts to. For the small swivel movements that are considered in most cases
of the body and thus the arrangement, this is of no importance. Even at
With larger swivel movements, you still get a very good stabilization.