DE2143938C3

DE2143938C3 - Optical system with stabilized finish line

Info

Publication number: DE2143938C3
Application number: DE19712143938
Authority: DE
Inventors: Peter John Glasgow Berry (Grossbritannien)
Original assignee: Thales Optronics Ltd
Current assignee: Thales Optronics Ltd
Priority date: 1970-11-18
Filing date: 1971-09-02
Publication date: 1976-05-20

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches System mit stabilisierter Ziellinie für auf Fahrzeuge montierte Film- oder Fernsehkameras mit kardanisch aufgehängter, mittels Servomotoren stabilisierter Plattform, auf der ein Objektiv und ein Spiegel befestigt sind.The invention relates to a stabilized line of sight optical system for vehicles mounted Film or television cameras with a gimbal-mounted platform stabilized by means of servomotors which has a lens and a mirror attached.

Bei den bekannten Systemen dieser Art ist die Anordnung der Einzelteile derart daß nur sehr geringe Bewegungen gegenüber der Ziellinie ausgeglichen werden, auch können die bekannten Systeme nur auf das in der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs gelegene Gesichtsfeld eingestellt werden.In the known systems of this type, the arrangement of the individual parts is such that only very small Movements towards the finish line are compensated, the known systems can also only apply to the field of view located in the direction of movement of the vehicle can be set.

Der Erfindung liegt die Aufgabt zugrunde die Ziellinie eines auf einem Fahrzeug montierten optischen Systems unabhängig von der Lage des Gesichtsfelds auch ,gegenüber relativ großen Abweichungen zu stabilisieren. The invention is based on the task of the finish line an optical system mounted on a vehicle regardless of the position of the field of view to stabilize against relatively large deviations.

Diese Aufgabe ist bei dem System der Erfindung dadurch gelöst, daß der mit dem Schnittpunkt der kardanischen Achsen der Plattform übereinstimmende !Brennpunkt des Objektivs auf der Reflexionsfläche des Spiegels liegt, der über ein Getriebe gegenüber der Plattform um die innere kardanische Achse zur Bildung einer gegenüber dem Fahrzeug festen optischen Achse schwenkbar istThis object is achieved in the system of the invention in that the with the intersection of the cardanic Axes of the platform coinciding! Focal point of the lens on the reflective surface of the Mirror is located opposite the via a gear Platform around the inner cardanic axis to form an optical axis that is fixed in relation to the vehicle is pivotable

Das Objektiv des Systems der Erfindung ist zweckmäßig ein Cassegrain-Objektiv-Spiegel-System.The lens of the system of the invention is suitably a Cassegrain lens-mirror system.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise schematisch und teilweise im Schnitt ein bevorzugtes Ausführungsbeitpiel eines optischen Systems mit stabilisierter Ziellinie tur Erläuterung der Erfindung. In dieser Zeichnung fceigtThe drawing shows, for example, a preferred exemplary embodiment schematically and partially in section of a stabilized target line optical system explaining the invention. In this drawing fceigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Strahlenveriaufs F i g. 1 shows a schematic representation of the course of the rays

F i g. 2 und 3 sind verschiedene Ansichten eines Geräts mit einem optischen System gemäß der Erfindung.F i g. Figures 2 and 3 are different views of an apparatus having an optical system according to the invention.

In der Zeichnung ist die äußere kardanische Achse Y- Y im Fahrzeug 17 drehba,- gelagert. Das Objektiv, ein Cassegrain-Objektiv-Spiegel-System. hat zwei gewölbte Spiegel 10 und 11. Es kann sich um die innere kardanische Achse X-X drehen und ist so ausgelegt daß der Objektiv-Brennpunkt im wesentlichen mit dem Schnittpunkt der beiden kardanischen Achsen zusammenfällt Um die innere kardanische Achse X-X'xsx weiter auch der Planspiegel 12 drehbar. Dietse liegt in der reflektierenden Räche des Spiegels 12 Der Spiegel 12 ist über ein Übersetzungsgetriebe 30 (Übersetzung 2:1) mit dem Objektiv so verbunden, daß die vom Objekt kommenden Lichtstrahlen stets unabhängig von der Winkelstellung des Spiegels zum Objektiv in die äußere kardanische Achse Y- Y reflektiert werden. In dieser Achse sind die Linsen 13 und 14 angeordnet Ein am Fahrzeug befestigter Spiegel 15 reflektiert die BUdstrahlen schließlich in die Kamera 16, die in der Bildebene auf dem Fahrzeug 17 angeordnet ist.In the drawing, the outer cardanic axis Y-Y is rotatably mounted in the vehicle 17. The lens, a Cassegrain lens-mirror system. has two curved mirrors 10 and 11. It can rotate around the inner gimbal axis XX and is designed so that the lens focal point substantially coincides with the intersection of the two gimbal axes around the inner gimbal axis X-X'xsx further also the Plane mirror 12 rotatable. Dietse lies in the reflecting area of the mirror 12. The mirror 12 is connected to the lens via a transmission gear 30 (ratio 2: 1) so that the light rays coming from the object always travel in the outer cardanic axis Y regardless of the angle of the mirror to the lens - Y are reflected. The lenses 13 and 14 are arranged in this axis. A mirror 15 fastened to the vehicle reflects the BUd rays finally into the camera 16, which is arranged in the image plane on the vehicle 17.

Bei der Aufnahme wird das Objektiv auf die Ziellinie eingerichtet Das Bild des Objekts wird vom Spiegelobjektiv 10, 11 auf den Drehspiegel 12 geworfen und gelangt über die Linsen 13 und 14 und den Spiegel 15 in die Kamen» 16. Erschütterungen des Fahrzeugs werden über Scrvo-Motoren z.B. 22 kompensiert die die kardanischen Achsen drehen, d. h., die ursprüngliche Ziellinie wird beibehalten. Die Trägheit des kardanischen Bügels und des Objektivs sind groß genug um bei hochfrequenten Erschütterungen des Fahrzeugs ihre Lage nicht zu ändern. Da der Brennpunkt des Objektivs in der Spiegelfläche 12 liegt ist der Einfluß der kleinen Erschütterungsamplituden sowieso äußerst gering.When taking the picture, the lens is set up on the target line. The image of the object is thrown from the mirror lens 10, 11 onto the rotating mirror 12 and gets into the chambers via the lenses 13 and 14 and the mirror 15. Motors such as 22 compensate for the gimbal turning, ie the original target line is retained. The inertia of the cardanic bracket and the lens are large enough not to change their position in the event of high-frequency vibrations of the vehicle. Since the focal point of the objective lies in the mirror surface 12, the influence of the small vibration amplitudes is extremely small anyway.

Eine Bilddrehung infolge einer Drehung um die äußere Achse Y- Kkann durch Drehung der Kamera oder durch ein Drehprisma kompensiert werden, das — wenn die Platzverhältnisse es erlauben — zwischen dem Spiegel 12 und der Kamera 16 angeordnet istAn image rotation as a result of a rotation about the outer axis Y- K can be compensated for by rotating the camera or by a rotating prism which - if space permits - is arranged between the mirror 12 and the camera 16

Das Fenster 18 des Fahrzeugs 17 durch welches das Lichtbündel eintritt ist eine Kugelkalotte. Der Mittelpunkt der Kugel liegt auf dem Schnittpunkt der kardanischen Achsen. Hierdurch ist der Einfallswinkel der Lichtstrahlen unabhängig von der Winkelstellung des Objektivs.The window 18 of the vehicle 17 through which the The light beam entering is a spherical cap. The center of the sphere lies on the intersection of the gimbal Axes. As a result, the angle of incidence of the light rays is independent of the angular position of the Lens.

Das beschriebene optische System läßt sich viel enger zusammenbauen als die bekannten, ist also weniger sperrig und leichter. Es können auch Änderungen vorgenommen werden. Zum Beispiel kann das Objektiv nur eine Linse oder eine Kombination solcher Linsen enthalten.The optical system described can be assembled much more closely than the known ones, so it is less bulky and lighter. Changes can also be made. For example, the lens can contain only one lens or a combination of such lenses.

For this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Claims: ^ * "'

1. Optical system with a stabilized finish line for film or television cameras mounted on vehicles with a gimbal-mounted platform, stabilized by means of servomotors, on which a lens and a mirror are attached, characterized in that the focal point of the coinciding with the intersection of the gimbal axes of the platform Objective (10, 11) on the reflective surface of the mirror (12) is located via a gear (30) relative to the platform around the inner cardanic axis (XX) to form an optical axis fixed relative to the vehicle.

2. Optical system according to claim 1, characterized in that the lens is a Cassefrain lens-mirror system (10,11) is.