DE1208175B

DE1208175B - Stabilizing device for optical devices

Info

Publication number: DE1208175B
Application number: DEF40961A
Authority: DE
Inventors: Powley Mallinson
Original assignee: Ferranti PLC
Current assignee: Ferranti International PLC
Priority date: 1962-10-12
Filing date: 1963-10-10
Publication date: 1965-12-30

Description

Stabilisiervorrichtung für optische Geräte Die vorliegende Erfindung betrifft optische Vorrichtungen, die dazu dienen, in einem Bildrahmenbereich der Vorrichtung die Abbildung eines äußeren Objekts gegen kleine Bewegungen der Vorrichtung gegenüber diesem Objekt zu stabilisieren. Das stabilisierte Bild kann dabei entweder innerhalb des Bildrahmens feststehend gehalten werden oder so, daß es die Tendenz aufweist, sich quer zum Rahmen zu versetzen, z. B. um hiermit die Vorrichtung zu einer entsprechenden Bewegung in der entgegengesetzten Richtung zu zwingen, so daß das Bild feststehend im Rahmen gehalten wird.Optical Equipment Stabilizer The present invention relates to optical devices used in a picture frame area of the Device the mapping of an external object against small movements of the device to stabilize against this object. The stabilized image can either be kept fixed within the picture frame or so that it tends has to move across the frame, e.g. B. to hereby the device to force a corresponding movement in the opposite direction, so that the picture is held firmly in the frame.

Die Erfindung ist insbesondere für Zwecke gedacht, bei denen in der Spitze eines Geschosses eine Fernsehkamera eingebaut ist, um zu einer entfernten Station ein Bild des verfolgten Zieles zu übertragen, an Hand dessen das Geschoß von einem Piloten in dieser Station genau gesteuert werden kann. Die Bewegung bestimmter Geschosse ist durch kleine regellose Schwingungen um die Längsneigungsachse und die I-Tochachse gekennzeichnet, wodurch das im Empfänger dargestellte Bild durch starkes Zittern gestört wird und nicht mehr in befriedigender Weise für Geschoßsteuerzwecke verwertet werden kann, wenn nicht ein System zum Stabilisieren des Bildes an der Kamera vorgesehen würde. Außerdem kann ein Geschoß mit ausreichender Genauigkeit gestartet werden, um einen Empfangspunkt zu erreichen, worunter eine Stellung verstanden wird, von der aus das Ziel sichtbar sein sollte, in dem zwar die Blickrichtung im Raum auf das Ziel bekannt ist, aber die Orientierung des Geschosses (die nicht genau bestimmbar ist) nicht richtig sein kann, so daß das Ziel nicht in die Sichtlinie der starr eingebauten Kamera fällt. The invention is particularly intended for purposes in which a television camera is built into the tip of a projectile for transmitting to a remote station an image of the target being pursued, by means of which the projectile can be precisely controlled by a pilot in that station. The movement of certain projectiles is characterized by small random oscillations around the pitch axis and the I-pitch axis, whereby the image displayed in the receiver is disturbed by strong tremors and can no longer be used in a satisfactory manner for projectile control purposes, unless a system for stabilizing the image is used would be provided on the camera. In addition, a projectile can be launched with sufficient accuracy to reach a receiving point, which is understood to mean a position from which the target should be visible, in which the direction of view in space on the target is known, but the orientation of the projectile ( which cannot be precisely determined) cannot be correct, so that the target does not fall into the line of sight of the rigidly built-in camera.

Es ist bekannt, ein Bild, das von einem sich bewegenden Film erhalten wird, durch einen Spiegel zu stabilisieren, welcher sich um eine einzige Achse entgegengesetzt und entsprechend der Filmbewegung innerhalb eines begrenzten Winkelbereiches dreht. Solch eine Anordnung ist jedoch nur anwendbar, wenn die Bewegung nicht willkürlich, #d. h. in verschie,denen Richtungen erfolgt, sondern regelmäßig und vorbestimmt ist, anderfalls der Spiegel nicht mit der entsprechenden Geschwindigkeit zur Bildstabillsation gedreht werden kann.It is known to obtain an image from a moving film is stabilized by a mirror, which is opposed around a single axis and rotates within a limited angular range according to the motion of the film. However, such an arrangement is only applicable if the movement is not arbitrary, #d. H. in different directions, but regular and predetermined otherwise the mirror will not be able to stabilize the image at the appropriate speed can be rotated.

Beide Aufgaben der vorliegenden Erfindung nämlich das Stabilisieren des Bildes gegen Zitterbewegungen und das Ausrichten der Sichtlinie in eine vorbestimmte Richtung - könnten durch ein Stabilisieren der Kamerastellung mit Hilfe eines Servosystems gelöst werden, das mit einem Kreisel betrieben wird. Das Gewicht der Kamera würde jedoch ein Hilfsgerät erfordern, das sehr teuer und kompliziert wäre.Both objects of the present invention, namely stabilizing the image against tremors and aligning the line of sight in a predetermined direction , could be achieved by stabilizing the camera position with the aid of a servo system operated by a gyroscope. However, the weight of the camera would require an auxiliary device that would be very expensive and complicated.

Der Gegenstand der Erfindung kann auch in Fällen Anwendung finden, in denen ein billiges und nicht überladenes Stabilisierungssystem für Fernsch-oder Fotokameras, für ein Teleskop oder andere optische Geräte auf der Erde erwünscht ist, beispielsweise zum Stabilisieren gegen kleine Bewegungen des Stützrahmens oder der Bedienungsperson, die die Vorrichtung hält.The subject matter of the invention can also be used in cases in which a cheap and not overloaded stabilization system for telex or Photo cameras, desirable for a telescope or other optical device on earth is, for example, to stabilize against small movements of the support frame or the operator holding the device.

Diese Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Vorrichtung erreicht, die keine schwierige oder teure Ausstattung benötigt. Die optische Vorrichtung zum Stabilisieren des Bildes eines äußeren Objektes gegen kleinere Drehbewegungen des Instruments gegenüber dem Objekt um senkrecht zueinander verlaufende Achsen in einem Bildrahmenbereich der Vorrichtung mittels eines Spiegels, welcher so befestigt ist, daß er sich um jene Achsen drehen kann und die ein Linsensystem, das diesen Spiegel enthält, aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel erfindungsgemäß bezüglich der beiden senkrecht zueinander verlaufenden Achsen durch einen Kreisel gesteuert wird, welcher so eingebaut ist, daß er die Freiheitsgrade dieser Achsen besitzt.These objects are achieved according to the present invention with an apparatus that does not require any difficult or expensive equipment. The optical device to stabilize the image of an external object against minor rotational movements of the instrument relative to the object about mutually perpendicular axes in a picture frame area of the device by means of a mirror which is so attached is that it can turn around those axes and that a lens system that this Contains mirror, is characterized in that the mirror according to the invention with respect to the two mutually perpendicular axes by a gyro is controlled, which is installed so that he the degrees of freedom of these axes owns.

Alles Nähere über die Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Im einzelnen zeigt F i g. 1 eine schematische, teils geschnittene und teils perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes, F i g. 2 bis 5 schematische Darstellungen weiterer Ausführungsbeispiele des Erfindungsgeggenstandes. Die Erfindung wird zunächst an Hand eines Ausführungsbeispieles in der Verwendung zur Stabilisierung eines auf die Aufnahmeröhre einer Fernsehkamera gelangenden Bildes gegen Längsneigungen und Gierbewegungen beschrieben, wobei die Kamera im Kopf eines Geschosses so angeordnet ist, daß sie zu einer entfernten Station, beispielsweise zu einer Bodenstation oder zu einem Steuerflugzeug, ein Bild des verfolgten Zieles zum Zwecke der Steuerung des Geschosses übertragen kann, wie bereits vorstehend erwähnt worden ist.All details about the invention emerge from the following description in conjunction with the drawings. In detail, FIG. 1 shows a schematic, partly sectioned and partly perspective view of an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, FIG. 2 to 5 are schematic representations of further exemplary embodiments of the subject matter of the invention. The invention will first be described on the basis of an exemplary embodiment in the use for stabilizing an image arriving on the receiving tube of a television camera against longitudinal inclinations and yaw movements, the camera being arranged in the head of a projectile so that it can be sent to a remote station, for example to a ground station or to a control aircraft, an image of the tracked target for the purpose of controlling the projectile can be transmitted, as has already been mentioned above.

Die optische Vorrichtung gemäß der Erfindung hat ein lichtdichtes Gehäuse 10, in welchem ein Kreisel 11 mit einem in einem inneren Aufhängebügel 13 und einem äußeren Aufhängebügel 14 gelagerten Rotor 12 angeordnet ist. Das Gehäuse ist im Geschoß so gelagert, daß:die Achsen 13' und 14' der Bügel parallel zu den senkrecht aufeinander stehenden Längsneigungs- und Hochachsen des Flug-.körpers verlaufen. Der Rotor wird von einem nicht dargestellten Motor angetrieben, der auch innerhalb des Rotors angeordnet sein kann. Auf dem überden Aufhängebügel 13 vorstehenden Teil der Welle des Rotors ist ein gesteuerter Spiegel 15 befestigt, dessen Spiegelebene senkrecht zu der Drehachse 12' verläuft. Der Spiegel könnte auch an dem Aufhängebügel 13 so befestigt sein, daß er senkrecht zu der Drehachse liegt.The optical device according to the invention has a light-tight housing 10 in which a gyro 11 with a rotor 12 mounted in an inner suspension bracket 13 and an outer suspension bracket 14 is arranged. The housing is mounted in the projectile in such a way that: the axes 13 ' and 14' of the bracket run parallel to the longitudinal inclination and vertical axes of the missile, which are perpendicular to one another. The rotor is driven by a motor, not shown, which can also be arranged inside the rotor. A controlled mirror 15 , the mirror plane of which runs perpendicular to the axis of rotation 12 ', is fastened to the part of the shaft of the rotor protruding above the suspension bracket 13. The mirror could also be attached to the suspension bracket 13 so that it is perpendicular to the axis of rotation.

Auf der dem Spiegel gegenüberliegenden Seitedes Gehäuses sind ein Linsensystem in Form einer Linse 17, die aus Einzellinsen zusammengesetzt sein kann, und ein Bildrahmenbereich 20 angeordnet, innerhalb dessen das Schinnende einer Femseh-Aufnahmekamera 21 liegt. Brauchbare Werte für die Länge des optischen Weges 22 vom ersten Hauptpunkt der Linse 17 zum Spiegel und für die Länge des optischen Weges 23 vom Spiegel bis zum Bildbereich 20 werden nachstehend erörtert.On the side of the housing opposite the mirror, a lens system in the form of a lens 17, which can be composed of individual lenses, and a picture frame area 20, within which the window end of a television camera 21 is located, are arranged. Useful values for the length of the optical path 22 from the first principal point of the lens 17 to the mirror and for the length of the optical path 23 from the mirror to the image area 20 are discussed below.

Die optische Anordnung weist auch eine Einrichtung auf, die gewährleistet, daß die SichtEnie 24 vom ZielzurVorrichtungbeinormalemBetrieb annähernd parallel zu der Drehachse 12' des Kreisels verläuft. Diese Vorrichtung kann gewöhnlich die Form eines Spiegelpaares25 zum Erzielen einer konstanten Ab- lenkung haben.The optical arrangement also includes means to ensure that the line of sight 24 from the target to the device in normal operation is approximately parallel to the axis of rotation 12 'of the gyro. This device can usually in the form of a Spiegelpaares25 for achieving a constant pre- sent steering.

Um das Gehäuse gegen das Eindringen von Staub zu schützen, gelangt das Licht in das Gehäuse durch ein Fenster 26, das auch eine Linse sein könnte, die einen Teil des optischen Systems bildet.In order to protect the housing against the ingress of dust, the light enters the housing through a window 26, which could also be a lens that forms part of the optical system.

Das Instrument ist im Kopf eines Geschosses so angeordnet, daß der Blick vor dem Fenster 26 frei ist. Die durch die optischen Wege 22 und 23 bestimmte Ebene ist so angeordnet, daß sie senkrecht zu der Längsneigungsachse verläuft, wobei die Achse 14' des äußeren Aufhängebügels parallel zu der Hochachse verläuft. Durch diese beiden Merkmale wird gewährleistet, daß die Sichtlinie 24 parallel zu der Längsachse des Geschosses verläuft. Der Kreisel wird so hochgefahren, daß seine Drehachse parallel zu der Längsneigungsachse und damit zu der Sichtlinie liegt. Der Kreisel und der Spiegel haben so zwei Freiheitsgrade gegenüber den senkrecht zueinander verlaufenden Längsneigungs- und Hochachsen. Die vorstehend beschriebene optische Anordnung ist so ausgebildet, daß bei einem normalen Flug, bei dem die Längsachse des Geschosses auf das Ziel gerichtet ist, eine Abbildung dieses Zieles durch das Fenster 26 hindurch über die Spiegel 25, die Linse 17 und den gesteuerten Spiegel 15 in den Bildrahmenbereich 20 projiziert wird und somit auf den Schirm der Kamera 21, von wo aus sie zu der entfernten Empfangsstation durch irgendein bekanntes Fernsehübertragungsverfahren gelangt.The instrument is arranged in the head of a projectile so that the view in front of the window 26 is free. The plane defined by the optical paths 22 and 23 is arranged to be perpendicular to the pitch axis, with the axis 14 'of the outer suspension bracket being parallel to the vertical axis. These two features ensure that line of sight 24 is parallel to the longitudinal axis of the projectile. The gyro is raised so that its axis of rotation is parallel to the pitch axis and thus to the line of sight. The top and the mirror thus have two degrees of freedom with respect to the longitudinal inclination and vertical axes that run perpendicular to one another. The optical arrangement described above is designed so that in a normal flight, in which the longitudinal axis of the projectile is directed at the target, an image of this target through the window 26 through the mirror 25, the lens 17 and the controlled mirror 15 in the image frame area 20 is projected and thus onto the screen of the camera 21, from where it is passed to the remote receiving station by any known television broadcasting method.

Mit Hilfe der Gesetze der Optik kann gezeigt werden, daß bei einer Länge des optischen Weges 22 gleich der Hälfte der Brennweite des Linsensystems 17 eine kleine Drehbewegung in irgendeiner Richtung um die Längsneigungsachse - d. h. die senkrecht zu der Zeichnungsebene verlaufende Achse - die Lage des Bildes nicht wesentlich stört, das gegenüber dem Rahmenbereich 20 (und damit gegenüber der Kamera) feststehend bleibt. Die Länge des Weges 23 wird durch das Erfordernis bestimmt, den Rahmenbereich 20 in der Brennebene des Linsensystems, anzuordnen.With the help of the laws of optics it can be shown that if the length of the optical path 22 is equal to half the focal length of the lens system 17, a small rotational movement in any direction about the longitudinal axis of inclination - i. H. do not substantially interfere with the position of the image relative to the frame portion 20 (and thus relative to the camera) remains stationary - the direction perpendicular to the drawing plane. The length of the path 23 is determined by the need to place the frame area 20 in the focal plane of the lens system.

Das Bild wird in ähnlicher Weise gegen kleine Drehbewegungen um die, Hochachse stabilisiert, obwohl der Stabilisationsgrad hier etwas weniger genau ist. Für solche Bewegungen arbeiten auch:die Spiegel 25 für eine konstante Ablenkung weniger wirkurigsvoll, so daß einige nachstehend angeführte Abwandlungen dieses Teiles der Vorrichtung erforderlich sind, wenn die Forderung, daß die Drehachse bei normaler Betriebsweise parallel zu der Sichtlinic verlaufen soll, genauer erfüllt werden muß. Wo dies nicht erforderlich ist, kann die Vorrichtung so bebetrieben werden, daß der optische Weg 22 auf das Ziel ausgerichtet ist und die Spiegel 25 weggelassen werden.The image is similarly stabilized against small rotational movements around the vertical axis, although the degree of stabilization is somewhat less precise here. For such movements also work: the mirrors 25 for a constant deflection less effective, so that some modifications of this part of the device listed below are required if the requirement that the axis of rotation should run parallel to the line of sight in normal operation must be met more precisely . Where this is not required, the apparatus can be operated so that the optical path 22 is aligned with the target and the mirrors 25 are omitted.

Anderseits bewirkt eine Winkelabweichung der Zielrichtung von der Sichtlinie des Instrumentes, die nicht von einer Drehung des Flugkörperrahmens begleitet ist, keine Kompensationsbewegung des kreiselgesteuerten Spiegels, und entsprechend bewegt sich das Bild relativ zu dem Schirm der Fernsehkamera. Diese Bewegung wird von dem entfernten Beobachter dahingehend ausgewertet, daß der Geschoßbahn eine Korrektur erteilt werden muß.On the other hand, causes an angular deviation of the target direction from the Line of sight of the instrument not accompanied by rotation of the missile frame is, no compensation movement of the gyro-controlled mirror, and accordingly the image moves relative to the screen of the television camera. This movement will evaluated by the distant observer to the effect that the projectile trajectory has a Correction must be given.

So kann die Steuerung des Geschoßfluges von einem entfernten Beobachter ausgeführt werden, ohne daß die Beobachtung des Bildes auf dem Schirm der Fernsehempfängerröhre durch ein Zittern des Bildes infolge kleiner Winkelabweichungen der vorstehend beschriebenen, Art gestört wird.So the control of the projectile flight from a distant observer can be carried out without observing the picture on the screen of the television receiver tube due to a trembling of the image as a result of small angular deviations from the above Kind of disturbed.

Da beim Gegenstand der Erfindung das einzige vom Kreisel zu steuernde Objekt der Spiegel 15 ist, kann die Vorrichtung bedeutend einfacher und billiger werden, als wenn die Kreiselsteuerung auf die ganze FernsehkamQra ausgeübt werden müßte.Since, in the subject matter of the invention, the only object to be controlled by the gyro is the mirror 15 , the device can be considerably simpler and cheaper than if the gyro control had to be exercised on the entire television camera.

Falls es im Einzelfall günstiger sein sollte, könnte der ebene Spiegel 15 durch einen nicht dargestellten sphärischen Spiegel, der entweder konkav oder konvex sein könnte, ersetzt werden. Für die Stabilisierung des Bildes sollte die Länge des optischen Weges 22 etwa gleich der Hälfte der Brennweite der Linse 17 sein wie zuvor auch. Ebenfalls wie beim vorstehenden Ausführunggsbeispiel wird die Länge des Weges 23 von der passenden Spiegelgleichung bestimmt. Diese Länge ist kleiner, wenn ein Konkavspiegel verwendet wird, aber immer noch größer, als wenn der Spiegel wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 eben ist. Durch eine Änderung der Weglänge 22 in geringem Umfange vondem angegebenen Wert wird die Drehung des Flugkörpers von einer kleinen Bewegung des Bildes quer zum Bildschirm begleitet. Eine solche Bewegung könnte für spezielle Steuerzwecke erwünscht sein.If it should be more favorable in the individual case, the flat mirror 15 could be replaced by a spherical mirror, not shown, which could be either concave or convex. For the stabilization of the image, the length of the optical path 22 should be approximately equal to half the focal length of the lens 17 , as before. As in the previous embodiment, the length of the path 23 is determined by the appropriate mirror equation. This length is smaller when a concave mirror is used, but still greater than when the mirror is used as in the embodiment according to FIG. 1 is even. By changing the path length 22 to a small extent from the specified value, the rotation of the missile is accompanied by a small movement of the image across the screen. Such movement might be desirable for special control purposes.

Wenn die Winkelbewegung der Kamera wahrscheinlich klein bleibt, können die Spiegel 25 durch ein in F i g. 2 dargestelltes optisches Brechungsprisma ersetzt werden, das so angeordnet ist, daß es in seinem Bereich mit der geringsten Ablenkung arbeitet. Eine etwas wirkungsvollere Anordnung zum Einhalten einer annähernden Parallelität zwischen der Sichtli#nie und der Drehachse unter Verwendung eines optischen Systems zur gleichbleibenden Ab- lenkung des Lichtstrahls in jedem der optischeaWege von und zu dem Kreisspiegel ist in F i g. 3 dargestellt. Hier wird das in der Sichtlinie 24 empfangene Bild auf den Kreisspiegel 15 über ein erstes Paar von eine konstante Ablenkung bewirkenden Spiegeln 31 und 32, die ein Linsensysteni 33 zwischen sich haben, projiziert. Das reflektierte Bild gelangt wieder über den Spiegel 32 und einen dritten feststehenden Spiegel 34 zur Kamera 21, wobei diese beiden Spiegel das zweite Spiegelpaar für eine konstante Ablenkung bilden. Es könnten auch andere Anordnungen für eine gleichbleibende Ablenkung verwendet werden.If the angular movement of the camera is likely to remain small, the mirrors 25 can be replaced by a device shown in FIG. 2 shown optical refraction prism can be replaced, which is arranged so that it works in its area with the least deflection. A somewhat more effective arrangement for maintaining an approximate parallelism between the Sichtli # never and the rotation axis by using an optical system for constant exhaust steering of the light beam in each of the optischeaWege from and to the circular mirror is in F i g. 3 shown. Here, the image received in the line of sight 24 is projected onto the circular mirror 15 via a first pair of mirrors 31 and 32 which cause a constant deflection and which have a lens system 33 between them. The reflected image reaches the camera 21 again via the mirror 32 and a third fixed mirror 34, these two mirrors forming the second mirror pair for constant deflection. Other arrangements for constant deflection could also be used.

Bei einem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 kann die Vorrichtung so angeordnet sein, daß der Weg 22 (F i g. 1) mit der Drehachse 12' und der Sichtlinie 24 fluchtet und der Spiegel 15 nun mit seiner reflektierenden Fläche gegen die Rotationsachse geneigt ist und nicht mehr senkrecht zu ihr verläuft, so daß er das Bild auf den Weg 23 zur Kamera 21 ablenkt.In one embodiment according to FIG. 4, the device can be arranged such that the path 22 ( FIG. 1) is aligned with the axis of rotation 12 'and the line of sight 24 and the reflective surface of the mirror 15 is now inclined towards the axis of rotation and no longer runs perpendicular to it so that it deflects the image onto the path 23 to the camera 21.

In einer Abwandlung,der Anordnung nach F i g. 3 ist der Spiegel 32 durch einen halbreflektierenden Spiegel 35 (s. F i g. 5) ersetzt, durch den hindurch die vom Spiegel 15 reflektierten Strahlen zur Kamera 21 gelangen. Bei dieser Anordnung können die am Spiegel 15 einfallenden Strahlen senkrecht zu ihm verlaufen.In a modification, the arrangement according to FIG. 3 , the mirror 32 is replaced by a semi-reflecting mirror 35 (see FIG. 5) through which the rays reflected by the mirror 15 reach the camera 21. With this arrangement, the rays incident on the mirror 15 can run perpendicular to it.

Bei jeder der obengenannten Ausführ-ungsformen könnten in dem Lichtweg 23 weitere Spiegel- oder Linsensysteme zum Ändern der Bildgröße usw. vorgesehen sein, ohne die Stabilisation des Systems zu beeinflussen. Wenn die Anordnung der Kamera an einer anderen Stelle zweckmäßiger wäre, beispielsweise außerhalb des Gehäuses 10, kann der Bildrahmenbereich 20 (F i g. 1) wieder innerhalb des Gehäuscs angeordnet sein wie bei den vorstehend beschriebenen optischen Anordnungen, und der Bereich 20 und der Schirm der Kamera könnten durch ein weiteres optisches System miteinander verbunden sein, beispielsweise durch ein Bündel optischer Fasern.In each of the above-mentioned embodiments, further mirror or lens systems for changing the image size etc. could be provided in the light path 23 without influencing the stabilization of the system. If it would be more convenient to locate the camera elsewhere, such as outside of the housing 10, the picture frame area 20 ( Fig. 1) can again be disposed inside the housing, as in the optical arrangements described above, and the area 20 and the screen the camera could be interconnected by another optical system, for example by a bundle of optical fibers.

In den aufgeführten Ausführungsbeispielen könnte der Kreiselrotor an Stelle in Aufhängebügeln auch in einem Hookeschen Gelenk gelagert und mit einer Glocke aus elektrisch leitfähigem Material starr verbunden sein, in der Wirbelstromkräfte durch Bereichsspulen - d. h. Empfindlichkeitsspulen - so wirksam gemacht werden, daß der Kreisel in einer gewünschten Richtung präzessiert wird oder bewirkt, daß die Vorrichtung auf die Drehgeschwindigkeit anspricht. Ein besonderes Anwendungsgebiet für solch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt sich bei Fernsehkameras, die auf Karren, Laufkatzen od. dgl. angeordnet sind. Hier ist der Kreisel nicht vollständig frei, sondern Zwangskräften ausgesetzt, indem Ströme durch die Bereichspulen geschickt werden, um dem Kreisel eine gewünschte Stellung relativ zum Gehäuse zu geben. Eine ungedämpfte Winkelbewegung des Gehäuses aus einer Ausrichtung mit der Kreiseldrehachse heraus bewirkt einen Rückstelldrall auf den Kreisel, der dadurch gezwungen wird, der Bewegung mit einer Zeitkonstanten zu folgen, die durch die Ströme in den Breichsspulen bestimmt wird. Die Sichtlinie folgt so ebenfalls der sich ändernden Richtung der Kamera mit solch einer Zeitkonstanten, daß sie gegen-über durch ungeregeIte Bewegungen der Kamera in der Vorrichtung wie vorstehend beschrieben verursachten Zitterbewegungen gedämpft ist.In the exemplary embodiments listed, the gyro rotor could also be mounted in a Hooke's joint instead of in suspension brackets and rigidly connected to a bell made of electrically conductive material, in which eddy current forces are generated by area coils - i. H. Sensitivity Coils - made effective to precess the gyro in a desired direction or cause the device to be responsive to rotational speed. A particular field of application for such an exemplary embodiment of the invention arises in television cameras which are arranged on carts, trolleys or the like. Here the top is not completely free, but rather subjected to constraining forces in that currents are sent through the range coils in order to give the top a desired position relative to the housing. An undamped angular movement of the housing out of alignment with the axis of rotation of the gyro causes a return twist on the gyro, which is forced to follow the movement with a time constant that is determined by the currents in the range coils. The line of sight thus also follows the changing direction of the camera with such a time constant that it is attenuated in relation to trembling movements caused by unregulated movements of the camera in the device as described above.

Claims

Claims: 1. Optical device for stabilizing the image of an external object in a picture frame area of the device against small rotational movements of this device relative to the object about mutually perpendicular axes with a mirror which is attached so that it can rotate about those axes, and an optical device which consists of a lens system and this mirror and is arranged so that the image is projected into an image frame area, the length of the optical path between the main point of the lens system and the mirror being chosen so that the desired degree of stabilization is achieved thereby characterized in that the mirror (15) is controlled with respect to the two mutually perpendicular axes (13 ', 14') by a wheel (11) which is installed in such a way that it has the degrees of freedom of these axes.

2. Device according to spoke 1, characterized in that the length of the optical path (22) is approximately half the focal length of the lens system (17) . 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the mirror (15) is a flat mirror and, the length of the optical path (22) approximately equal to the length of the optical path (23) from the mirror (15) to the Picture frame area (20) is. 4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the mirror (15) is a spherical mirror and the length of the optical path is greater than the length of the optical path from your mirror (15) to the picture frame area (20) when the Mirror is concave but is less than the last mentioned length when, the mirror is convex. 5. Device according to at least one of Claims 1 to 4, characterized in that the optical device has a device which enables the line of sight (24) from the object to the device to run approximately parallel to the axis of rotation (12 ') of the gyro during normal operation . 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that this device has a pair of mirrors (25) for a constant deflection. 7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the lens system is arranged between the mirrors of this pair (F i g. 3) and that one of these mirrors (31, 32) between the lens system (33) and the controlled mirror (15) is also located in the optical path from the controlled mirror (15) to the picture frame area (20). 8. Apparatus according to claim 7, characterized in that this one mirror (32) is part of another pair of mirrors (32, 34) for constant deflection and that this pair is in the optical path from the controlled mirror (15) to the picture frame area ( 20) lies. 9. Apparatus according to claim 7, characterized in that this one mirror is semi-reflective (F i g. 5) and that the optical path from the controlled mirror (15) to the picture frame area (20) passes through this one mirror (35) . 10. The device according to claim 5, characterized in that the device for aligning the line of sight has a prism (27, F i g. 2) which is arranged so that it operates in the region of its minimum deflection. 11. The device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the optical devices are chosen so that the line of sight (24) from the object to the device is aligned with the axis of rotation (12 ') of the gyro during normal operation ( Fig. 4). 12. The device according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the gyro (11) is connected to a rotatable together with the gyro rotor (12) part made of electrically conductive material and organs are provided for precessing the gyro by means of eddy currents, which are generated in the rotatable part made of conductive material in such a way that constraining forces are exerted on the top which bring it into a desired position relative to the device. References considered: British Patent No. 578,958; Joachim, "Die Kinematographische Projektion", 7, 8th edition, Verlag Kneppe, Halle, 1928, p. 235.