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Die Erfindung betrifft ein optisches Instrument mit einem selbstaufrichtenden
Linsenstabilisierungssystem, bei dem ein gegenüber dem Instrument bewegbares und
durch Kreiselwirkung stabilisiertes Linsenteil durch eine Präzessionsbewegung, die
durch eine auf das Teil ausgeübte präzessive Kraft bewirkt wird, aufgerichtet und
seine optische Achse in Fluchtung mit der optischen Achse des Instruments gebracht
wird.
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Es ist bekannt, optische Instrumente oder Teile derselben gegen unerwünschte
Schwingungen oder Bewegungen durch Kreiselwirkung zu stabilisieren, damit die von
diesen Instrumenten erzeugten Abbildungen nicht beeinträchtigt werden. Eine solche
Stabilisierung ist insbesondere für Instrumente von Vorteil, die von Hand gehalten
werden, z. B. Ferngläser oder Filmkameras, oder die mit Geräten, die starken Erschütterungen
oder Bewegungen ausgesetzt sind, fest verbunden sind, also z. B. optische Richtgeräte
für Geschütze oder Teleskope auf Schiffen.
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Gemäß bisher noch nicht bekanntgemachten Vorschlägen werden zur Stabilisation
des Strahlenganges optischer Instrumente und somit auch der in diesen erzeugten
Abbildungen lediglich bestimmte optische Glieder oder Linsen der im übrigen gerätefesten
Objektive der Instrumente durch Kreiselwirkung stabilisiert. Die stabilisierten
Glieder oder Linsenteile bilden dabei mit weiteren gerätefesten Linsen des Objektivs
einen an sich bekannten, sogenannten optischen oder Boskowich-Keil, was bewirkt,
daß eine bestimmte Abbildung ihre Lage auf der Bildebene des Instruments beibehält,
obwohl das Instrument und damit die Bildebene und die gerätefesten Linsen des Objektivs
bewegt werden, solange nur das stabilisierte Linsenteil des Objektivs seine Lage
im Raum beibehält.
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Die geschilderte Stabilisation ist immer dann vorteilhaft, wenn unerwünschte,
in der Regel höherfrequente Schwingungen auf das optische Instrument einwirken.
Bei beabsichtigten, in der Regel größeren Bewegungen des Instruments soll jedoch
die erzeugte Abbildung dieser Bewegung folgen, es soll also z. B. möglich sein,
mit einem in der beschriebenen Weise stabilisierten Fernglas den Horizont abzusuchen
oder mit einer Filmkamera durch Ausführen eines sogenannten Schwenks eine Panoramaaufnahme
herzustellen. In diesen Fällen muß das stabilisierte Linsenteil der Bewegung des
ganzen Instruments folgen. Dies wird bei den vorgeschlagenen Instrumenten durch
eine sehr langsame Präzessionsbewegung erreicht, die durch ein Drehmoment bzw. eine
Kraft hervorgerufen wird, welche auf das stabilisierte Linsenteil wirkt und auftritt,
wenn die optische Achse des stabilisierten Linsenteils nicht mit der optischen Achse
des Instruments in Fluchtung ist. Die entsprechend in den Instrumenten vorgesehenen
Präzessionsvorrichtungen bringen entweder Reibungs- oder Wirbelstromkräfte auf eine
dem stabilisierten Linsenteil zugeordnete, schnell rotierende Kugelfläche auf. Durch
geeignete Ausgestaltung des Stabilisierungssystems und der Präzessionsvorrichtung
ist dafür gesorgt, daß die Präzessions- bzw. Aufrichtbewegung in der Richtung vor
sich geht, in der das Instrument verschwenkt wurde. In diesem Zusammenhang ist zu
bemerken, daß es bekannt ist, Gyroskope bei bestimmten Fluchtungsfedem mittels einer
auf Grund der Fluchtungsfeder entstehenden Wirbelstromkraft bis zur Wiederherstellung
der Fluchtung präzedieren zu lassen. Die vorgeschlagenen selbstaufrichtenden Linsenstabilisierungssysteme
haben nun den Nachteil, daß die Präzessions- bzw. Aufrichtbewegung nur mit einer
festen, relativ niedrigen Geschwindigkeit erfolgt. Werden die optischen Instrumente
absichtlich schneller bewegt, kann das stabilisierte Linsenteil dieser Bewegung
häufig nicht folgen, und das Instrument liefert nicht die gewünschten Abbildungen.
Eine solche Situation tritt z. B. auf, wenn ein Photograph eine Filmkamera einem
sich schnell bewegenden Objekt, z. B. einem Flugzeug, nachführen will. Eine Erhöhung
der Aufrichtgeschwindigkeit wäre bei den vorgeschlagenen Linsenstabilisierungssystemen
zwar grundsätzlich durch Vergrößerung der präzessiven Kraft möglich, die Stabilisierung
wäre dann aber auch bei höherfrequenten Störschwingungen unempfindlicher, da dann
das stabilisierte Linsenteil in einem bestimmten Maße auch diese Störschwingungen
mitmachen würde.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein optisches Instrument
mit einem durch Kreiselwirkung stabilisierten, sich selbst aufrichtenden Linsenteil
zu schaffen, bei dem durch die Stabilisation der die Abbildungsgüte beeinträchtigende
Einfluß von Störschwingungen wirkungsvoll beseitigt ist, das aber auch bei einer
gewollten schnelleren und größeren Bewegung die dieser beabsichtigten Bewegung entsprechenden
Abbildungen liefert.
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Ein optisches Instrument der eingangs genannten Art, das dieses Problem
löst, kennzeichnet sich erfindungsgemäß durch eine Fühlvorrichtung zum Feststellen
der Bewegungsgeschwindigkeit des Instruments und zum Erzeugen eines die Bewegungsgeschwindigkeit
darstellenden Signals sowie durch eine Präzisionsvorrichtung, bei der die von ihr
ausgeübte präzessive Kraft in Abhängigkeit von dem Bewegungssignal so veränderbar
ist, daß die Aufrichtgeschwindigkeit des stabilisierten Linsenteils bei größer werdender
Bewegungsgeschwindigkeit des Instruments zunimmt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Instrument erhöht sich die auf das durch
Kreiselwirkung stabilisierte Linsenteil ausgeübte präzessive Kraft selbsttätig,
wenn das Instrument schnelleren bzw. länger anhaltenden Bewegungen unterworfen wird.
Durch die Erhöhung der präzessiven Kraft nimmt auch die Aufrichtgeschwindigkeit
des stabilisierten Linsenteils zu, d. h. die Geschwindigkeit, mit der die optische
Achse des stabilisierten Linsenteils in Fluchtung mit der optischen Achse des Instruments
gebracht wird. Macht das Instrument dagegen nur Störschwingungen oder kleine hin-
und hergehende Bewegungen mit, liefert die Fühlvorrichtung kein Signal, und die
präzessive Kraft bleibt klein, so daß das stabilisierte Linsenteil seine Lage im
Raum beibehält und die Bewegungen des restlichen Instruments nicht mitmacht.
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Als Fühlvorrichtung eignet sich z. B. eine Meßeinrichtung, die die
Relativbewegung zwischen dem stabilisierten Linsenteil und dem restlichen Instrument
feststellt und ein Bewegungssignal liefert, welches vom Ausmaß, in dem das stabilisierte
Linsenteil der Bewegung des Instruments um einen Betrag nicht nachkommen kann, abhängt.
Zweckmäßig ist es, als Bewegungssignal ein elektrisches Signal zu benutzen. Ein
elektrisches Bewegungssignal erhält man in einfacher Weise, wenn die Bewegungsfühlvorrichtung
einen verstellbaren elektrischen Widerstand aufweist, dessen Wert die Bewegungsgeschwindigkeit
darstellt.
In einer einfachen Ausbildung umfaßt der verstellbare
Widerstand mehrere mittels Zungenschalter anschaltbare Festwiderstände. Die zur
Verstellung des Widerstandes erforderlichen Kräfte sind dann sehr gering, da die
Zungenschalter durch einen kleinen Permanentmagneten betätigt werden können, der
in ihre Nähe gebracht wird.
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Wenn eine Präzessionsvorrichtung verwendet ist, die Wirbelströme im
stabilisierten Linsenteil erzeugt, kann die präzessive Kraft in einfacher Weise
durch Veränderung der Stromstärke in einem Elektromagneten variiert werden, mittels
dessen die Wirbelströme erzeugt werden.
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Um einen relativ einfachen und störunanfälligen Aufbau des optischen
Instruments zu erreichen, wird eine Präzessionsvorrichtung verwendet, die Reibungskräfte
auf eine rotierende Kugelfläche des stabilisierten Linsenteils ausübt.
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Dann umfaßt die Präzessionsvorrichtung zweckmäßigerweise mehrere,
in Längsrichtung verschiebbare und mit Schneiden an ihren Enden die Kugelfläche
des stabilisierten Linsenteils berührende Stangen, an deren anderen Enden gerätefest
abgestützte Spulen angeordnet sind, die mit dem verstellbaren Widerstand und einer
Stromquelle in Reihe geschaltet sind und sich in Abhängigkeit von der Stromstärke
ausdehnend die Stangen gegen die Wirkung einer Feder an die Kugelfläche andrücken.
Ohne daß übermäßig große Energie gebraucht wird, läßt sich bei dieser Ausbildung
der Präzessionsvorrichtung die präzessive Kraft, also die auf die Kugelfläche aufgebrachte
Reibungskraft, verändern.
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Mit besonders gutem Wirkungsgrad arbeiten Spulen in Form einer archimedischen
Spirale oder in Form eines flachen, in sich geschlossenen Bandes.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an
mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Erläuterungen beziehen sich
dabei auf eine Filmkamera, als einem typischen optischen Instrument, das häufig
störenden Vibrationen und Erschütterungen ausgesetzt ist, das andererseits aber
auch gewollt bewegt werden soll, um z. B. sich bewegende Objekte oder eine Panoramaansicht
aufzunehmen. Es zeigt F i g. 1 eine gemäß der Erfindung ausgestaltete Filmkamera,
wobei ein Teil des Objektivs mit dem drehstabilisierten Linsenteil und der Präzessionsvorrichtung
im Schnitt gezeichnet ist, F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung des geschnitten
gezeichneten Teils der F i g. 1, F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung des mit der
Linie 3-3 abgegrenzten Teils der F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie
4-4 in F i g. 3, F i g. 5 in isometrischer und teilweise weggebrochener Ansicht
eine bandförmige elektrische Spule, F i g. 6 einen waagerechten Schnitt durch eine
Bewegungsfühlvorrichtung, F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in F i g. 6,
F i g. 8 ein Schaltbild zu der Vorrichtung gemäß den F i g. 6 und 7, F i g. 9 einen
waagerechten Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform einer Bewegungsfühlvorrichtung,
F i g. 10 ein Schaltbild zur Vorrichtung gemäß F i g. 9, F i g. 11 und 12 eine anstatt
der bandförmigen Spule gemäß F i g. 5 verwendbare Spule in Form einer archimedischen
Spirale, F i g. 13 eine abgewandelte Ausführungsform der unter anderem in F i g.
2 gezeigten Konstruktion.
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F i g. 1 zeigt als optisches Instrument eine Filmkamera
20, welche ein Linsenstabilisierungssystem 22
umfaßt, das in einem
Tubus 24 am vorderen Ende der Kamera befestigt ist. Der Tubus 24 weist vorn
eine Verlängerung 28 von kleinerem Durchmesser auf, in dem eine Linse 26
als Teil des Kameraobjektivs befestigt ist. Hinter der Linse 26 ist eine sphärische
Linse 30 angeordnet, welche mit einem kugelförmigen Körper 32 verbunden ist. Der
Krümmungsmittelpunkt der Linse 30 und des Körpers 32 liegen in einem
Punkt 34, welcher den Schnittpunkt einer Horizontalachse 36 mit einer Vertikalachse
38 darstellt. Der kugelförmige Körper 32 besitzt hinter der Linse 30 eine zylindrische
Bohrung 40, deren Längsachse der Achse 36 entspricht. Hinter dem Körper
32
sind weitere, zusammen mit den Linsen 26 und 30 das Kameraobjektiv bildende
Linsen 44 angeordnet. In die Kamera einfallendes Licht gelangt durch die
Linsen und die zylindrische Bohrung in dem Körper 32 auf einen Film
46, der in einer Brennebene 48
hinter dem Kameraobjektiv geführt ist.
Ein Aufnahmegegenstand 50 ergibt eine Abbildung 52 in der Brennebene 48 auf
dem Film 46.
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Der kugelförmige Körper 32 besitzt eine zur Bohrung 40 konzentrische
und aus der Ebene der Vertikalachse 38 versetzte Nut 54, die einen Ausgleichsring
58 aufnimmt, welcher mittels eines Gewindes 56 durch Drehung in Längsrichtung der
Bohrung 40 verschiebbar ist. Durch geeignete Einstellung des Ringes 58 kann das
Gewicht der Linse 30 am vorderen Ende des kugelförmigen Körpers 32 ausgeglichen
werden. Die Linse 30, der kugelförmige Körper 32 und der Ring 58 bilden insgesamt
ein mit 62 bezeichnetes Linsenteil in Form eines Rotors, welcher statisch
und dynamisch um den Punkt 34 ausgewuchtet ist.
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Die Linsen 44 umgibt eine zu diesen konzentrische und mit der
Kamera fest verbundene Antriebsunterstützung 64. Auf dieser und innerhalb des Tubus
24 ist mittels Kugellagern 66,76 und 78 ein rohrförmiges Antriebsteil
80 um die Achse 36 drehbar gelagert, das mit einem nach innen abgewinkelten,
kreisringförmigen Fortsatz 72 am rechten Ende an einem kugelförmigen Flächenabschnitt
74 des Linsenteils bzw. Rotors 62 angreift. Mittels eines Reibrades 82 auf
einer angetriebenen Welle 84, welches am äußeren Umfang des Antriebsteils
80 an dessen linkem Ende bei 70 reibungsschlüssig angreift, ist das
Antriebsteil 80 in Drehung versetzbar.
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Auf Grund der Reibungskräfte zwischen dem Fortsatz 72 und der kugelförmigen
Fläche 74 des Linsenteils 62 teilt sich diese Bewegung auch dem Linsenteil 62 mit,
das daraufhin ebenfalls um die Achse 36 rotiert. Ist seine Drehgeschwindigkeit genügend
groß, wirkt es wie der Rotor eines Gyroskops und versucht, eine stabile Lage im
Raum beizubehalten.
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Die Unterstützung 64 weist an ihrem Umfang gleichmäßig verteilt
mehrere zur Achse 36 parallele Bohrungen auf. In jeder Bohrung ist eine Stange 88
in Längsrichtung der Bohrung verschiebbar gelagert, mit deren einem Ende ein Reibungsteil
90 verbunden ist, das mit einer Schneide 92 an einem kugelförmigen Flächenabschnitt
94 des Linsenteils 62 angreift. Die Bohrung 86 besitzt einen Abschnitt
96 von kleinem Durchmesser, in dem die Stange 88 gelagert ist und einen Abschnitt
98 von größerem Durchmesser, welcher an seinem offenen, dem Abschnitt 96 gegenüberliegenden
Ende
mit einer mittels Schrauben 102 befestigten Platte 100 verschlossen ist.
Die Platte 100 weist wiederum eine kleinere Bohrung auf, durch die die Stange 88
hindurchreicht. Innerhalb des Bohrungsabschnitts 98 neben der Platte 100 ist auf
die Stange 88 bei 104 eine Scheibe 106 aufgeschraubt. Eine Feder 110 umgibt die
Stange 88 zwischen der Scheibe 106 und dem rechten Ende des Bohrungsabschnitts 98,
wo die Stange 88 in den Abschnitt 96 der Bohrung eintritt. Die Feder 110
übt auf die Stange 88 eine solche Vorspannung aus, daß sich das Reibungsteil
90 von der kugelförmigen Fläche 94 abzuheben sucht.
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Auf das freie, durch die Platte 100 hindurchragende Ende 114 der Stange
88 ist ein Kopf 112 aufgepreßt, der an einer Spule 116, die die Form eines flachen,
in sich geschlossenen Bandes hat, anliegt. Die Spule 116 liegt ihrerseits wieder
an einer Platte 124 an, die mittels Schrauben 126 an der Unterstützung 64 befestigt
ist. Die in F i g. 4 und 5 genauer gezeigte Spule 116 hat die Form zweier mit den
Schenkeln gegeneinander gestellter U, wobei die Schenkel ebene Abschnitte 120 und
122 bilden, mit denen die Spule an dem Kopf 112 bzw. an der Platte 124 bündig anliegt.
Durchfließt die Spule ein Strom, drückt das dadurch aufgebaute Magnetfeld die beiden
Abschnitte 120 und 122 auseinander, so daß sich die Stange 88 gegen die Wirkung
der Feder in Richtung auf das Linsenteil 62 bewegt und das Reibungsteil mit
der Schneide 92 an die kugelförmige Fläche 94 mehr oder weniger stark andrückt.
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Der durch die Spule 116 fließende Strom wird durch eine Bewegungsfühlvorrichtung
150 gesteuert, die (vgl. F i g. 1) am Boden der Kamera vorgesehen ist. Die Fühlvorrichtung
150 umfaßt zwei nach dem Kreiselprinzip arbeitende Panometer oder Schwenkmesser
150 a und 150 b, die die Schwenkgeschwindigkeit der Kamera in vertikaler
bzw. horizontaler Richtung feststellen und ein entsprechendes elektrisches Signal
erzeugen. Beide Schwenkmesser sind bis auf ihre Lage in bezug auf die Kamera
20 identisch, weshalb nur das die horizontale Schwenkgeschwindigkeit ermittelnde
Gerät 150 b im folgenden beschrieben ist.
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Der Schwenkmesser 150 b umfaßt (vgl. F i g. 6) ein Gehäuse 156 aus
einem nichtleitenden Material mit einander gegenüberliegenden Wänden 157 und 158,
zwischen denen mittels Zapfen 160 und 162 und entsprechenden Lagern 164 und 166
in den Wänden ein Kardanring 154 gelagert ist. Mit dem Kardanring
154
ist eine Achse 170 bei 174 verbunden, die sich senkrecht zu der Verbindungslinie
zwischen den Zapfen 160 und 162 erstreckt. Die Achse 170 ist von einem einen Permanentmagneten
umfassenden Stator 172 umgeben und trägt außerdem ein Lager 176, für einen topfförmigen,
den Stator 172 umgebenden und innerhalb des Kardanringes 154 drehbaren Rotor 152.
Der Rotor weist Spulen 178 auf, denen Strom über zwei Bürsten 180 und 182, die an
einem das Lager 176 umgebenden Kommutator anliegen, und über Zuleitungen 184 und
186 zuführbar ist. Ist Strom angelegt, dreht sich der Rotor 152 um die Achse 170
und wirkt als Gyroskop, so daß er seine Lage im Raum beizubehalten sucht.
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Außen am Kardanring 154 gegenüber dem Lager 176 ist ein Dauermagnet
188 angebracht, der mit einem zweiten Dauermagneten 192, der innen an der Wand 157
befestigt ist, zusammenwirkt. Beide Magneten bilden eine magnetische Feder, die
ein. Verschwenken des Kardanringes um die Zapfen 160 und 162 aus einer
Mittelstellung heraus zu verhindern sucht.
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Ein weiterer Magnet 190 ist außen am Kardanring 154 dem Magneten 188
gegenüberliegend befestigt. Dieser wirkt auf eine Reihe von Zungenschaltern 194,
die an einer dem Magneten 190 gegenüberliegenden Wandung 156a des Gehäuses
156 nebeneinander und jeweils parallel zum Magneten 190 befestigt sind (vgl. F i
g. 7). Befindet sich der Kardanring 154 in seiner Mittelstellung, liegt der
Magnet 190 zwischen den innersten Zungenschaltern 194a und 194b. Schwenkt
der Kardanring um die Zapfen 160 und 162, überstreicht der Magnet 19G nacheinander
die Zungenschalter 194 und bewirkt durch sein Magnetfeld nacheinander ein Schließen
der Kontakte 198 und 200 der Zungenschalter.
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Jeder Zungenschalter ist mit einem Widerstand 202 in Reihe geschaltet,
und sämtliche Reihenschaltungen liegen parallel zueinander. Diese so gebildete Kombination
liegt über einer Batterie 204 mit den parallelgeschalteten Spulen 116 in Reihe (vgl.
F i g. 8). In F i g. 8 sind zwei Spulen 116 dargestellt, jedoch hängt die genaue
Anzahl von der Anzahl der Stangen 88 ab. Sämtliche Widerstände
202 haben gleiche Größe, so daß der durch die Spulen fließende Strom von
der Anzahl der jeweils geschlossenen Zungenschalter abhängt. Schließt der Magnet
190 jeweils immer nur einen Zungenschalter 194, müssen die Widerstände 202 unterschiedliche
Werte haben, damit der Strom in den Spulen 116 mit zunehmender Verschwenkung des
Kardanringes 154 aus dessen Mittelstellung zunimmt.
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Der soeben beschriebene Schwenkmesser 150 b ist in der Kamera
20 so angeordnet, daß die Achse 170 in einer horizontalen Ebene liegt. Wird die
Kamera nun in einem geringeren als einem vorbestimmten Maß in horizontaler Richtung
verschwenkt, bleibt der Kardanring auf Grund der federnden Wirkung der Magneten
188 und 192 in seiner Mittelstellung, so daß keine Zungenschalter geschlossen sind
und kein Strom durch die Spulen fließt. Sobald aber das vorbestimmte Bewegungsmaß
überschritten wird, verursacht die gyroskopische Wirkung des Rotors unter Überwindung
der Magnetfederkraft ein Verschwenken des Kardanringes, so daß ein oder mehrere
Zungenschalter geschlossen werden und der Strom durch die Spulen entsprechend ansteigt.
Die Anzahl der geschlossenen Schalter und damit die Größe des Stroms in den Spulen
hängt also von dem Betrag ab, um den sich der Kardanring verschwenkt, der wiederum
von der Geschwindigkeit abhängig ist, mit der die Kamera verschwenkt wird und mit
zunehmender Schwenkgeschwindigkeit der Kamera ebenfalls zunimmt.
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Bei einer Verschwenkung der Kamera behält das rotierende Linsenteil
62 seine Lage im Raum bei. Wird die Kamera beispielsweise um eine horizontale
Achse geschwenkt, so dreht sich der Rotor relativ zur Kamera um eine Horizontalachse
durch den Punkt 34. Die Drehachse 36 des Linsenteils 62, die gleichzeitig die optische
Achse seiner Linse 30 ist, fällt dann nicht mehr mit der Drehachse des Antriebsteils
80, die gleichzeitig die eigentliche optische Achse der Kamera ist, zusammen. Dies
ist in F i g. 2 durch die Achse 36' angedeutet. Da die Linsen 26 und 30 zusammen
einen optischen oder Boskowich-Keil bilden, bleibt trotz der Verschwenkung der Kamera
die
Lage der Abbildung 52 eines ruhenden Aufnahmegegenstandes 50 relativ zur
Bildebene 48 unverändert, solange das Linsenteil 62 seine stabile
Lage im Raum beibehält.
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Bei größerer Verlagerung der Drehachse des Antriebsteils
80 gegenüber der Drehachse des Linsenteils 62 erzeugen jedoch die auf die
kugelförmigen Flächenabschnitte 74 und 94 des Linsenteils 62 ausgeübten Reibungskräfte
wegen der Verlagerung der Kontaktkreise zwischen der Fläche 74 und dem Fortsatz
72 bzw. der Fläche 94 und den Reibungsteilen 90 ein Drehmoment, dessen Vektor
bei der in F i g. 2 angedeuteten Verlagerung mit der Vertikalachse 38 zusammenfällt.
Dieses Drehmoment um die Achse 38 bewirkt eine Präzession des Linsenteils 62 um
die Horizontalachse durch den Punkt 34 und damit eine Aufrichtbewegung, durch die
die Drehachse des Linsenteils 62 wieder in Fluchtung mit der Drehachse des Antriebsteils
80 gebracht wird. Je größer nun die auf die Flächenabschnitte 74 und 94 ausgeübten
Reibungskräfte sind, desto größer ist auch das entstehende Drehmoment, und desto
schneller präzediert das Linsenteil bis zur Fluchtung der beiden Drehachsen. Die
Reibungskräfte und damit das Drehmoment hängen jedoch von der Kraft ab, mit der
die Spulen 116 die Stangen 88 und die Reibungsteile 90 unter Überwindung
der Wirkung der Feder 110
gegen die kugelförmige Fläche 94 des Linsenteils
62
drücken. Da die von den Spulen 116 ausgeübte Kraft mit zunehmender Stromstärke
zunimmt und diese wiederum mit zunehmender Schwenkgeschwindigkeit der Kamera zunimmt,
richtet sich das Linsenteil 62
bei schneller Verschwenkung der Kamera schneller
auf.
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Die Abhängigkeit der Aufrichtgeschwindigkeit des Linsenteils 62 von
der Verschwenkgeschwindigkeit der Kamera 20 kann über die Ansprechempfindlichkeit
der Schalter, die Größe der Widerstände, über die elektrischen Eigenschaften der
Spulen und über die Vorspannkraft der Feder 110 beeinflußt werden. Insbesondere
läßt sich festlegen, bei welcher Größe und Geschwindigkeit der Kamerabewegung die
Erhöhung der Aufrichtgeschwindigkeit einsetzen soll. Natürlich läßt sich nicht vermeiden,
daß niederfrequentere Schwingungen nicht mehr ausgefiltert werden, wenn auf Grund
einer schnelleren Bewegung der Kamera die Aufrichtgeschwindigkeit gerade erhöht
ist.
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Die Einstellmöglichkeit der Aufrichtgeschwindigkeit wird noch verbessert,
wenn das Reibungsteil 90
mit der Stange 88 nicht starr verbunden ist, sondern
wenn zwischen beiden eine Feder vorgesehen ist, die schwächer als die Feder 110
ist und das Reibungsteil 90 von der Stange 88 weg gegen den kugelförmigen
Flächenabschnitt 94 zu drücken sucht.
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Die F i g. 11 und 12 zeigen eine Spule 206, die an Stelle der
Spule 116 verwendbar ist. Diese Spule hat die Form einer archimedischen Spirale
mit einem inneren Ende 208 und einem äußeren Ende 210. Im stromlosen Zustand liegen
sämtliche Windungen der Spule in einer Ebene. Ein Strom bewirkt jedoch, daß sich
die einzelnen Windungen der Spule voneinander abstoßen und die Spule die Form einer
konischen Spirale (vgl. F i g. 12) annimmt. Befestigt man diese Spule mit den Enden
210 und 208 zwischen dem Kopf 112 und der Platte 124, hat sie die
gleiche Wirkung wie die Spule 116.
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Eine abgewandelte Ausführungsform eines Schwenkmessers oder Panometers
zeigt die F i g. 9. Bei diesem Schwenkmesser ist an Stelle der Zungenschalter
194 und des Magneten 190 ein Widerstand 212 vorgesehen, dessen Wert
mittels eines an dem Kardanring befestigten Schleifkontakts 214 veränderbar ist.
Bei dieser Ausführungsform entfallen auch die einzelnen Festwiderstände
202, der Widerstand 212 ist über den Schleifkontakt 214 direkt in Reihe mit
den Spulen 116 und einer Batterie 216 geschaltet (vgl. F i g. 10). Der Schwenkmesser
nach F i g. 9 ist unempfindlicher als derjenige nach F i g. 6, dafür aber auch einfacher
aufgebaut.
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Die in F i g. 3 genauer gezeigte Konstruktion, durch die variable,
eine Präzessionsbewegung erzeugende Reibungskräfte auf das Linsenteil 62 aufbringbar
sind, läßt sich als Präzessionsvorrichtung bezeichnen. F i g. 13 zeigt eine Ausführungsform
der Erfindung, bei der eine Präzessionsvorrichtung verwendet ist, die Wirbelstromkräfte
in dem rotierenden Linsenteil 62 erzeugt. Bei dieser Ausführungsform weist die Unterstützung
64 eine vorspringende Lippe 22 auf, auf die eine Spule 220
aufgewickelt ist. Die Lippe 221
umgibt einen kugelförmigen Flächenabschnitt
222, der dem Abschnitt 94 in F i g. 3 entspricht. Im Bereich des Abschnitts
222 ist in den Körper 32 ein paramagnetisches Einsatzstück 224 eingelassen.
Ein durch Spule 220 fließender Strom erzeugt im Einsatzstück 224 Wirbelströme,
wenn das Linsenteil 62
rotiert. Die auf Grund der Wirbelströme auftretenden
magnetischen Kräfte wirken wie die Reibungskräfte der zuvor beschriebenen Ausführungsform
und erzeugen ein zur Präzession des Linsenteils 62 führendes Drehmoment. Die Größe
der magnetischen Kräfte hängt von der Stromstärke in der Spule 220
ab. Wird
die Stromstärke erhöht, präzediert das Linsenteil 62 also schneller. Bis
auf die Ausbildung der Präzessionsvorrichtung gleicht die Ausführungsform nach F
i g. 13 derjenigen nach F i g. 2.
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Das Aufrichten des Linsenteils 62 wurde nur für eine Verschwenkung
der Kamera in einer vertikalen Ebene und das Verhalten eines der Schwenkmesser nur
für das Verschwenken der Kamera in einer horizontalen Ebene beschrieben. Dies soll
keine Einschränkung bedeuten, natürlich arbeitet die erläuterte Kamera bei einer
Verschwenkung in andere Ebenen in entsprechender Weise, wobei die beiden Schwenkmesser
15 a und 150 b auf die vertikale und horizontale Komponente der Kamerabewegung
ansprechen.
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Anstatt als Bewegungsfühlvorrichtung zwei Schwenkmesser zu verwenden,
können auch eine Reihe von Fühlspulen vorgesehen sein, um die Relativbewegung zwischen
dem stabilisierten Linsenteil und der übrigen Kamera festzustellen. Eine Fühlvorrichtung
dieser Art ist an sich bekannt. Auch andere Fühlvorrichtungen für die Bewegungsgeschwindigkeit,
die ein von der Bewegungsgeschwindigkeit abhängiges Signal abgeben, können natürlich
verwendet werden. Schließlich ist es möglich, die Aufrichtgeschwindigkeit von anderen
Parametern, z. B. der Brennweite eines Vario-Objektivs, zusätzlich abhängig zu machen,
wobei geeignete, bekannte Wandler benutzt werden.