DE2416478C3

DE2416478C3 - System for stabilizing an optical image

Info

Publication number: DE2416478C3
Application number: DE19742416478
Authority: DE
Inventors: Warabi; Saito Takemi Kawagoe; Ando.Kunio (Japan)
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1973-05-18
Filing date: 1974-04-04
Publication date: 1977-01-13

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Stabilisierung einer optischen Abbildung„nit einem Gehäuse mit einer das Licht durchlassenden Öffnung, mit einem an dem Gehäuse befestigten ersten optischen Bauteil, das die die öffnung des Gehäuses passierenden Lichtstrahlen durchläßt, mit in dem Gehäuse vorgesehenen kardanischen Bügeln mit einem inneren Ring, mit einem trägheitsstabilisierten zweiten optischen Bauteil, das sich auf der optischen Achse des ersten optischen Bauteils befindet und an den kardanischen Bügeln befestigt ist, und mit einem Elektromotor, der einen mit den kardanischen Bügeln gekoppelten ringförmigen Rotor und einen ringfö» migen Stator enthält.The invention relates to a system for stabilizing an optical image with a housing with an opening that allows the light to pass through, with a first optical device attached to the housing Component that passes through the opening of the housing Lets light rays through, with provided in the housing gimbal brackets with a inner ring, with an inertia-stabilized second optical component, which is located on the optical axis of the first optical component is located and attached to the gimbal bracket, and with an electric motor, one ring-shaped rotor coupled with the cardanic yokes and one ring-shaped one Includes stator.

Bei einer solchen aus der US-PS 3409350 bekannten Anordnung befindet sich eine Bikonkavlinse im Tubus einer Filmkamera, in dem hinter der Bikonkavlinse eine Bikonvexlinse als Sammellinse angeordnet ist. Die Bikonvexlinse ist an der Stirnseite eines im Tubus angeordneten und zu ihm konzentrischen Zylinders befestigt, der kardanisch an einem im Zylinder und konzentrisch zu diesem angeordneten inneren Ring gelagert ist, der seinerseits wiederum kardanisch an einem weiteren Zylinder gelagert ist, der sich innerhalb des inneren Rings konzentrisch zum Tubus um ein weiteres Linsensystem der Filmkamera herum erstreckt. Dieser weitere Zylinder ist dabei über Kugellager um seine Längsachse drehbar auf einem Stützzylinder, der die weitere Kameraoptik enthält, gelagert. Der weitere Zylinder wird durch ein an seiner Außenmantelfläche angreifendes Reibrad von einem Elektromotor angetrieben, so daß er sich mit hoher Drehzahl um seine Längsachse herum dreht. Der sich drehende Zylinder nimmt über den kardanisch gelagerten inneren Ring auch den kardanisch gelagerten äußeren Zylinder mit, so daß sich auch dieser zusammen mit der an ihm befestigten Bikonvexlinse um seine Längsachse dreht, die mit der optischen Achse der Filmkamera zusammenfällt. Diese sich schnell drehenden Zylinder bilden auf Grund der kardanischen Aufhängung eine Trägheitsanordnung, die die Bikonvexlinse unabhängig von Erschütterungen oder kleinen Auslenkungen der Filmkamera ortsfest hält, so daß also auch die optische Achse bei einer unerwünschten Auslenkung der Filmkamera ortsfest bleibt, d.h. also das von der Optik der Filmkamera abgebildete Objekt auf der Abbildungsebene die Auslenkungen bzw. Vibrationen der Filmkamera nicht mitmacht. Da bei dieser bekannten Anordnung die trägheitsstabilisierte Linse sich sehr schnell um ihre optische Achse dreht, kann die Bildqualität bei Auswanderungen der optischen Achse der trägheitsstabilisierten Linse nachteilig beeinträchtigt werden.In one known from US-PS 3409350 Arrangement is a biconcave lens in the tube of a film camera, in the one behind the biconcave lens a biconvex lens is arranged as a converging lens. The biconvex lens is on the face of an im Tube arranged and attached to it concentric cylinder, the cardanic to one in the cylinder and is mounted concentrically to this arranged inner ring, which in turn is cardanic is mounted on another cylinder which is concentric to the tube within the inner ring extends around another lens system of the film camera. This further cylinder is thereby on ball bearings rotatable around its longitudinal axis on a support cylinder that contains the further camera optics, stored. The other cylinder is driven by a friction wheel that acts on its outer surface Electric motor driven so that it rotates at high speed around its longitudinal axis. the The rotating cylinder also takes the gimbal-mounted inner ring via the gimbal-mounted inner ring outer cylinder with, so that this also turns around together with the biconvex lens attached to it rotates its longitudinal axis, which coincides with the optical axis of the film camera. This up quickly rotating cylinders form an inertial arrangement due to the cardanic suspension, which the Holds the biconvex lens in place regardless of vibrations or small deflections of the film camera, so that the optical axis is also stationary in the event of an undesired deflection of the film camera remains, i.e. the object imaged by the optics of the film camera on the imaging plane Deflections or vibrations of the film camera does not participate. As in this known arrangement the inertia-stabilized lens rotates very quickly around its optical axis, which can improve the image quality Migrations of the optical axis of the inertia stabilized lens are adversely affected.

Darüber hinaus ist der konstruktive Aufbau dieser bekannten Anordnung und auch der Antrieb der Trägheitsanordnung durch den Motor relativ aufwendig. Auf gäbe der Erfindung ist es, ein neues System der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen möglichst einfachen konstruktiven Aufbau hat und bei dem das trägheitsstabilisierte optische Element keine Drehung um seine optische Achse ausführt.In addition, the structural design of this known arrangement and also the drive of the inertial arrangement relatively expensive due to the engine. The invention is based on a new system of to create the type mentioned above, which has the simplest possible construction and at which the inertia-stabilized optical element does not rotate about its optical axis.

Bei einem System der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Rotor drehbar an dem inneren Ring der kardanischen Bügel gelagert ist und als Trägheitsanordnung zum Stabilisieren des inneren Rings dient, daß der Stator an dem inneren Ring befestigt ist und daßIn a system of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention by that the rotor is rotatably mounted on the inner ring of the cardanic bracket and as an inertia arrangement serves to stabilize the inner ring that the stator is attached to the inner ring and that

¹S der Rotor so angeordnet ist, daß er die optische A.chse des ersten optischen Bauteils umschließt, so daß die Lichtstrahlen von dem ersten optischen Bauteil durch den Raum im Inneren des Rotors hindurchgehen können. ¹ S the rotor is arranged so that it encloses the optical axis of the first optical component, so that the light rays from the first optical component can pass through the space inside the rotor.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der innere Ring der kardanischen Bügel so ausgebildet, daß er zwei konzentrische Zylindermäntel bildet. An der Stirnseite des inneren Zylindermantelteils des inneren Rings ist das zu stabilisierende optische Element, alsoIn the arrangement according to the invention, the inner ring of the cardanic bracket is designed so that it forms two concentric cylinder jackets. On the face of the inner cylinder jacket part of the inner Rings is the optical element to be stabilized, that is

^a5 z. B. die Bikonvexlinse einer Kamera befestigt. An der Außenmantelfläche des inneren Zylindermantels ist über Kugellager ein den inneren Zylindermantel umfassender Rotor drehbar gelagert. An der Innenmantelfläche des äußeren Zylindermantels des inneren Rings ist der Wicklungen tragende Stator des Elektromotors befestigt. Damit ist der den Antrieb für die Trägheitsanordnung bildende Elektromotor praktisch in den inneren Ring der kardanischen Bügel einintegriert. Der Rotor des Elektromotors bildet dabei selbst den eigentlichen Kreisel der Trägheitsanordnung und dreht sich mit hoher Geschwindigkeit um die optische Achse und damit um den keine solche Drehbewegungen ausführenden inneren Zylindermantel des inneren Rings der kardanischen Bügel. ^a 5 z. B. attached the biconvex lens of a camera. A rotor encompassing the inner cylinder jacket is rotatably mounted on the outer jacket surface of the inner cylinder jacket via ball bearings. The stator of the electric motor, which carries windings, is attached to the inner surface of the outer cylinder jacket of the inner ring. The electric motor which forms the drive for the inertia arrangement is thus practically integrated into the inner ring of the cardanic bracket. The rotor of the electric motor itself forms the actual gyro of the inertia arrangement and rotates at high speed around the optical axis and thus around the inner cylinder jacket of the inner ring of the cardanic bracket, which does not perform any such rotational movements.

Durch diese Konstruktion ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des gesamten Systems mit kleinen Abmessungen, das ohne Schwierigkeiten als Zusatzgerät an optischen Geräten angebracht werden kann, ohne daß an diesen nennenswerte Eingriffe vorzunehmen sind. Da bei dem neuen System lediglich der Rotor gedreht wird, verbraucht der für die Trägheitsanordnung erforderliche Elektromotor nur eine sehr geringe Leistung. Da außerdem auch das zu stabilisiererde optische Element nicht um seine optische Achse gedreht wird, kann auch eine geringfügige Auswanderung der optischen Achse dieses optischen Elements nicht zu einer Beeinträchtigung der optischen Abbildung führen.This construction results in a very simple structure of the entire system with small dimensions, which can be attached to optical devices as an additional device without difficulty, without that noteworthy interventions are to be carried out on these. Since in the new system only the rotor is rotated, the electric motor required for the inertia arrangement consumes only a very small amount Power. Since, in addition, the optical element to be stabilized is not rotated about its optical axis there can also be a slight migration of the optical axis of this optical element do not lead to an impairment of the optical image.

Weiterhin kann das Stabilisierungssystem für die optische Abbildung nach der vorliegenden Erfindung so ausgebildet werden, daß es in einem Teleskop oder Fernrohr eingesetzt werden kann, wobei die durch das Okular des Teleskops betrachtete Abbildung gegen zufällige Abweichungen des Teleskops stabilisiert ist.Furthermore, the optical imaging stabilization system according to the present invention be designed so that it can be used in a telescope or telescope, the The image viewed from the telescope's eyepiece is stabilized against random deviations of the telescope.

Das zweite optische Bauteil kann auch ein Bildumkehrprisma sein, das an dem kardanischen Bügel angebracht ist. Bei dem für den obenerwähnten Zweck eingesetzten Bildumkehrprisma liegen die optische Achse das einfallenden Lichts und die optische Achse des austretenden Lichts auf einer gemeinsamen geraden Linie.The second optical component can also be an image erecting prism which is attached to the cardanic bracket is. In the image erecting prism used for the above-mentioned purpose, the optical Axis of incident light and the optical axis of exiting light on a common straight line Line.

Weitere, die besondere Ausbildung des neuen Systems betreffende Ausgestaltungen der ErfindungFurther embodiments of the invention relating to the special design of the new system

sind in den Unteransprüchen angegeben.are specified in the subclaims.

Die Erfindung wird an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing. It shows

Fig. 1 eine longitudinal Schnittansicht einer Ausfühnmgsform des Stabilisierungssystems für eine optische Abbildung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein afokales Linsensystem verwendet wird, das bei einer fotografischen Kamera oder einem ähnlichen Instrument eingesetzt werden kann,Fig. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment the stabilization system for optical imaging according to the present invention, using an afocal lens system used in a photographic camera or the like Instrument can be used,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie U-II des in Fig. 1 gezeigten Stabilisierungssystems für eine optische Abbildung,FIG. 2 shows a cross-sectional view along the line U-II of the stabilization system shown in FIG. 1 for a optical imaging,

Fig. 3 eine longitudinale Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Stabilisierungssystems für »5 eine optische Abbildung gemäß der vorliegenden Erfindung, das bei einer Kamera eingesetzt wird,3 shows a longitudinal sectional view of a further embodiment of the stabilization system for »5 an optical imaging according to the present invention, which is used in a camera,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht längs der Linie IV-IV des in Fig. 3 gezeigten Stabilisierungssystems für eine optische Abbildung,FIG. 4 shows a cross-sectional view along the line IV-IV of the stabilization system shown in FIG. 3 for an optical image,

Fig. 5 eine lingitudinale Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Stabilisierungssystems für eine optische Abbildung gemäß der vorliegenden Erfindung, die bei einem Teleskop oder Fernrohr eingesetzt wird, «55 shows a longitudinal sectional view of a further embodiment of the stabilization system for an optical image according to the present invention, which is used with a telescope or telescope, «5

Fig. 6 eine longitudinale Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die in einem Teleskop oder Fernrohr eingesetzt wird, wobei der Rotor des Motors von einem transparenten, an einer Welle befestigten Teil gehalten wird,Fig. 6 is a longitudinal sectional view of a further embodiment of the invention, which in a Telescope or telescope is used, the rotor of the motor from a transparent, attached to a Shaft attached part is held,

Fig. 7 eine Querschnittsansicht längs der Linie VII-VII des in Fig. 6 gezeigten Stabilisierungssystems für eine optische Abbildung,Figure 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of the stabilization system shown in FIG. 6 for an optical image,

Fig. 8 eine Teilansicht längs der Linie VIII-VIII des in Fig. 6 gezeigten Stabilisierungssystems für eine optische Abbildung, gesehen aus der Richtung der Pfeile,Fig. 8 is a partial view along the line VIII-VIII of the stabilization system shown in Fig. 6 for a optical imaging, seen from the direction of the arrows,

Fig. 9 eine longitudinale Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die bei einem Teleskop eingesetzt ist, wobei der als *o Trägheitsanordnung dienende magnetische Rotor von Armen gehaltert wird, die an einer Welle angebracht sind, die sich längs der optischen Achse des optischen Instruments erstreckt, und9 is a longitudinal sectional view of a further embodiment of the present invention; which is used in a telescope, where the * o Inertia arrangement serving magnetic rotor is supported by arms attached to a shaft extending along the optical axis of the optical instrument, and

Fig. 10 eine Querschnittsansicht längs der Linie X-X des in Fig. 9 gezeigten Stabilisierungssystems für eine optische Abbildung.Fig. 10 is a cross-sectional view along the line X-X of the stabilization system shown in Fig. 9 for an optical image.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt, in denen eine fotografische Kamera mit gestrichelten Linien und das System zur Stabilisierung der Abbildung, das zur Verwendung in der Kamera ausgebildet ist, in durchgezogenen Linien gezeigt ist Das System zur Stabilisierung der Abbildung enthält zwei optische Elemente und einen kardanischen Bügel oder Rahmen, die in einem lichtdichten Gehäuse 11 angeordnet sind. Das lichtdichte Gehäuse 11 hat einen vorderen Objektivrahmen lla, an dem eine Zerstreuungslinie 12 angebracht ist. Eine Sammellinse 13 befindet sich sofort hinter der Zerstreuungslinse 12, so daß die beiden Linsen zusammen ein afokales Linsensystem bilden. Die Sammellinse 13 ist an einem inneren Ring 14 eines kardanischen Rahmens oder Bügels 15 befestigt. Der kardanische Bügel 15 weist einen äußeren Ring 16 und den inneren Ring 14 auf. Der innere Ring 14 ist drehbar mittels eines Paars von Drehzapfen 17 und Lagern 18 an dem äußeren Ring 16 befestigt. Der innere Ring 14 hat einen äußeren zylindrischen Bereich 14a und einen inneren zylindrischer Bereich 14b, die sich um die optische Achse 10 des afokalen optischen Systems 12 und 13 und koaxial zueinander erstrecken. Das vordere Ende des inneren, zylindrischen Bereich» 14b ist mit der SammellinseA preferred embodiment of the present invention is illustrated in Figures 1 and 2, in which a photographic camera is shown in dashed lines and the image stabilization system adapted for use in the camera is shown in solid lines. The stabilization system The figure contains two optical elements and a cardanic bracket or frame which are arranged in a light-tight housing 11. The light-tight housing 11 has a front lens frame 11a on which a line of confusion 12 is attached. A converging lens 13 is located immediately behind the diverging lens 12, so that the two lenses together form an afocal lens system. The converging lens 13 is attached to an inner ring 14 of a cardanic frame or bracket 15. The cardanic bracket 15 has an outer ring 16 and the inner ring 14. The inner ring 14 is rotatably attached to the outer ring 16 by means of a pair of pivot pins 17 and bearings 18. The inner ring 14 has an outer cylindrical area 14a and an inner cylindrical area 14b, which extend around the optical axis 10 of the afocal optical system 12 and 13 and coaxially with one another. The front end of the inner, cylindrical area 14b is with the converging lens

13 versehen, während die äußere Oberfläche des inneren zylindrischen Bereichs 146 mit einem Paar vor parallelen, ringförmig angeordneten Kugellagern 19 versehen ist. Ein als Trägheitsrotor dienender ringförmiger, magnetischer Kern 2© ist drehbar auf den Lagern 19 angebracht, so daß er um den inneren zylindrischen Bereich 14i> des inneren Rings 14 des kardanischen Bügels 15 gedreht werden kann. Dei äußere zylindrische Bereich 14a des inneren Rings13, while the outer surface of the inner cylindrical portion 146 is provided with a pair parallel, annularly arranged ball bearings 19 is provided. A ring-shaped, inertial rotor magnetic core 2 © is rotatably mounted on the bearings 19 so that it is around the inner cylindrical Area 14i> of the inner ring 14 of the cardanic bracket 15 can be rotated. Dei outer cylindrical portion 14a of the inner ring

14 des kardanischen Bügels 15 ist auf seiner inneren Oberfläche mit einem ringförmigen, stationären Kern 21 versehen, der als Ständer oder Stator dient und zusammen mit dem Rotor 20 einen Elektromotor bildet. Der Ständer 21 ist mit Spulen 22 versehen. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist der äußere Ring 16 des kardanischen Bügels 15 drehbar mittels eines Paars von Drehzapfen 23 und Lagern 24 an dem Gehäuse 11 befestigt.14 of the gimbal bracket 15 is on its inner surface with an annular, stationary core 21, which serves as a stator or stator and together with the rotor 20 forms an electric motor. The stand 21 is provided with coils 22. As shown in Fig. 2, the outer ring 16 of the gimbal bracket 15 rotatable by means of a pair of pivot pins 23 and bearings 24 on the housing 11 attached.

Die Zerstreuungslinse 12 ist eine bikonkave Linse: die in der Nähe der Zerstreuungslinse 12 angeordnete Sammellinse 13 ist eine bikonvexe Linse, wie in Fig. 1 gezeigt ist; die zweite Oberfläche 12a der Zerstreuungslinse 12 und die erste Oberfläche 13a dei Sammellinse 13 haben praktisch die gleiche Krümmung. Der Mittelpunkt der Krümmung der Oberflächen 12a und 13a liegt in dem Drehzentrum des kardanischen Bügels 15, das in Fig. 1 bei 25 eingezeichnet ist.The diverging lens 12 is a biconcave lens: the one placed near the diverging lens 12 Converging lens 13 is a biconvex lens as shown in Fig. 1; the second surface 12a of the diverging lens 12 and the first surface 13a of the converging lens 13 have practically the same curvature. The center of curvature of the surfaces 12a and 13a lies in the center of rotation of the gimbal The bracket 15, which is shown in FIG. 1 at 25.

Die Zerstreuungslinse 12 ist an dem lichtdichten Gehäuse 11 angebracht, während die Sammellinse 13 an dem kardanischen Bügel 15 befestigt ist. Deshalb wird die Zerstreuungslinse 12 zusammen mit dem Gehäuse 11 geneigt, während die Sammellinse 13 aul Grund ihrer Trägheit ihre Position auch bei einer Neigung oder einer Abweichung des Gehäuses 11 beibehält. Als Ergebnis hiervon ist die optische Achse des austretenden Lichts des afokalen optischen Systems in bezug auf die optische Achse eines zugehörigen optischen Instruments stabilisiert, und zwar auch bei einer Neigung oder Abweichung des Gehäuses 11 des Systems zur Stabilisierung einer optischen Abbildung. Dieses System kann deshalb als Vorrichtung zur Stabilisierung der optischen Achse für einen Laserstrahl verwendet werden. Wie weiterhin in Fig. 1 gezeigi ist, kann dieses System auch einer fotografischen Kamera 26 mit einer Objektivlinse 26a und einem fotografischen FUm 26f> auf ihrer Brennpunktsebene angepaßt werden, um die Vibrationen des auf dem Film 26fc scharf eingestellten Bildes sogar dann zu verhindern, wenn die Kamera mechanischen Schwingungen unterworfen wird.The diverging lens 12 is attached to the light-tight housing 11, while the converging lens 13 is attached to the gimbal bracket 15. Therefore, the diverging lens 12 is made together with the housing 11 inclined, while the converging lens 13 owing to its inertia its position even when it is inclined or a deviation of the housing 11 maintains. As a result, the optical axis is the emerging light of the afocal optical system with respect to the optical axis of an associated optical Instrument stabilized, even if the housing 11 of the housing 11 is inclined or deviated System for stabilizing an optical image. This system can therefore be used as a device for stabilization of the optical axis can be used for a laser beam. As also shown in Fig. 1 is, this system can also include a photographic camera 26 having an objective lens 26a and a photographic FUm 26f> on their focal plane can be adapted to the vibrations of the on the film 26fc to prevent in-focus image even when the camera has mechanical vibration is subjected.

Der innere Ring 14 ist mit einem Ausgleichsgewicht 27 versehen, um das Gewicht des Motors und dei Sammellinse 13 auszugleichen. Der Objektivrahmen lla ist rund um die Zerstreuungslinse 12 mit einem Magneten 28 versehen, während der aa dem inneren Ring 14 befestigte Magnetkern 20 mit einem ringförmigen Alumimumteil 29 versehen ist, das sich in die Nähe des Magneten 28 erstreckt, so daß die in des Nähe des Magneten 28 erfolgende Drehung des Magnetkerns 20 und dementsprechend des ringförmigen AluminiumteiL 29 dazwischen einen Wirbelstromwidcrstand verursachen und zu einem PräzessionseffektThe inner ring 14 is provided with a counterweight 27 to counterbalance the weight of the motor and the converging lens 13. The objective frame 11a is provided around the diverging lens 12 with a magnet 28, while the aa the inner ring 14 attached magnetic core 20 is provided with an annular aluminum part 29 which extends in the vicinity of the magnet 28 so that the in the vicinity of the Magnets 28 caused rotation of the magnetic core 20 and accordingly of the annular aluminum part 29 therebetween an eddy current resistance and a precession effect

führen kann, damit die kardanischen Bügel 15 auch der Stabilisierung des optischen Bildes durch das oben einer großen Bewegung des Gehäuses 11 folgen kön- beschriebene optische System wird im Details in einer nen. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist der äußere Ring schwebenden japanischen Patentanmeldung der glei-16 weiterhin ein Paar Dämpfer 16a auf, um uner- chen Anmelderin, amtliches Aktenzeichen 453440 wünschte Vibrationen des kardanischen Bügels 15 zu S beschrieben. Der Vorteil des Aufbaus eines Systems verhindern. zur Stabilisierung der Abbildung gemäß dieser Aus-Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform f ührungsform liegt darin, daß das an dem inneren Ring der vorliegenden Erfindung, bei der ein Rotor eines des kardanischen Bügels angebrachte Bildumkehr· Elektromotors mit einem hohlen Bereich, der die op- prisma die Magnetkerne des an dem kardanischen tische Achse des optischen Systems einschließt, an ^l0 Bügel befestigten Motors ausgleicht und kompensiert, dem kardanische Bügel angebracht und mit hoher Ge- Im folgenden soll der Aufbau dieser Ausführungsform schwindigkeit gedreht wird, ist das an dem kardani- im Detail unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 ersehen Bügel befestigte optische Element auf Grund läutert werden.can lead so that the cardanic bracket 15 can also follow the stabilization of the optical image by the above-described optical system, a large movement of the housing 11 is described in detail in a NEN. As shown in Fig. 2, the outer ring of pending Japanese patent application Ser. Prevent the benefit of building a system. According to the above-described embodiment, the guide form to stabilize the image is that the inner ring of the present invention, in which a rotor of an image reversing electric motor attached to the cardanic bracket, has a hollow area that forms the op- prism includes the magnetic cores of the gimbal table axis of the optical system, the ^motor attached to the 10 bracket and compensates, the gimbal bracket is attached and rotated at high speed, the structure of this embodiment is rotated in detail Referring to Figs. 3 and 4, bracket attached optical element can be refined.

der Trägheitswirkung gegen eine zufällige Bewegung Der kardanische Bügel 33 ist an dem Kamerage -des Gehäuses mit einem weiteren optischen Element ¹S häuse 31 befestigt. Der kardanische Bügel 33 weist stabilisiert. Deshalb ist es auf Grund der vorliegenden einen äußeren Ring 36 und einen inneren Ring 37 Erfindung möglich, ein optisches Instrument mit ein- auf, die drehbar miteinander mittels eines Paars von fächern Aufbau und geringer Größe herzustellen, das Drehzapfen 36a und Lagern 36b verbunden sind. Der ein optisches System enthält, das optische Elemente äußere Ring 36 wird drehbar von Tragarmen 38 mitaufweist, die optisch in einer Linie angeordnet sind, ^ao tels eines Paars von Achsen 38a und Lagern 38b gewobei eine optische Abbildung oder eine optische halten. Der innere Ring 37 hat einen sich nach vorne Achse des Instruments stabilisiert sind. erstreckenden, äußeren zylindrischen Bereich 37a Bei der oben beschriebenen Ausfiiihrungsform der und einen sich nach vorne erstreckenden inneren zy-Erfindung kann selbstverständlich die Sammellinse lindrischen Bereich 37 b. Der äußere und der innere 13, die gemäß der Erläuterung an dem inneren Ring ^a5 zylindrische Bereich 37a bzw. 37b verlaufen parallel 14 des kardanischen Bügels 15 befestigt ist, auch an zueinander. Die äußere Oberfläche oder der Umfang dem Rotoi 20 des Motors angebracht werden. Wei- des inneren zylindrischen Bereichs 37 b ist mit einem terhin kann der Rotor 20 des Motors um den Stator Paar von parallelen, ringförmigen Lagern 39 verse-21 gedreht werden. Schließlich ist es natürlich mög- hen. Ein als Rotor oder Läufer dienender ringförmiger lieh, die Position der Sammellinse 13 und der Zer- 3° magnetischer Kern 40 ist drehbar auf den Lagern 39 Streuungslinse 12 auszutauschen, indem das Drehzen- angebracht, während der äußere zylindrische Bereich trum 25 des kardanischen Bügels 15 zu einem Punkt 37a des inneren Rings 37 mit einem ringförmigen, vor dem Linsensystem gebracht wird. stationären, als Stator oder Ständer dienenden Kern Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden 41 versehen ist. Der stationäre Kern 41 weist Spulen Erfindung, die bei einer fotografischen Kamera einge- 35 42 auf. Der Stator 41 bildet mit den Spulen 42 und setzt ist, wird in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Eine dem Rotor 40 einen Elektromotor. Der Rotor 40 Objektivlinse 32 ist an einem Linsen- oder Objektiv- dient als Trägheitselement, um auf Grund der Tragrahmen 31a eines lichtdichten Gehäuses 31 befestigt. heitswirkung den inneren Ring 37 des kardanischen Im Inneren des lichtdichten Kameragehäuses 31 ist Bügels 33 zu stabilisieren. Der sich nach hinten crein kardanischer Rahmen oder Bügel 33 vorgesehen, 4° streckende Bereich 37c des inneren Rings 37 ist mit an dem ein Bildumkehrprisma 34 angebracht ist. Hin- dem Bildumkehrprisma 34 wie z. B. einem Pechanter dem Bildumkehrprisma 34 befindet sich auf der Prisma versehen, das einen ersten Prismenblock 34e Brennpunktebene der Objektivlinse 32 ein fotografi- und einen zweiten Prismenblock 34b aufweist, die so scher Film 35, der zwischen einer Zuführspule 35a zusammengebaut sind, daß sie einen schmalen, paral- und einer Aufwickelspule 35b gespannt ist. Das Bild- 45 lelen Luftraum 34c enthalten. Die optische Achse des Umkehrprisma 34 und der Film 35 sind längs der opti- einfallenden Lichts des Bildumkehrprismas 34 ist mit sehen Achse 30 der Objektivlmse 32 der Kamera an- der optischen Achse des austretenden Lichts des Bildgeordnet. Die optische Achse des einfallenden Lichts Umkehrprismas 34 ausgerichtet. Das Drehzentrum des Bildumkehrprismas 34 ist mit der optischen Achse 330 des kardanischen Bügeis 33 befindet sieb in dem des austretenden Lichts des Bilduinkehrprisnias 34 5° Mittelpunkt des Weges von dem zweiten Hauptpunkt ausgerichtet. Das Bildumkehrprismades in Fig. 3 ge- der Objektivlinse 32 zu dem Brennpunkt der Linse zeigten Typs ist als Pechan-Prisnia bekannt. Das 32. Das in das Kameragehäuse 31 durch die Objektiv· Drehzentnnn 330 des kardanischen Bügels 33 befuv linse 32 eintretende Licht verläuft weiter durch der det sich in dem Mittelpunkt des Weges von der Objek- inneren zylindrischen Bereich 37 b des inneren Ring; tiviinse 32 zu dem Film 35. Genauer gesagt, wird das 55 37 des kardanischen Bügels 33 in dem Rotor 46 de Drehzentrura des kardaniichen Bügels 33 so festge- Motors. Da das Bildumkehrprisma 34 dazu verwende legt, daß e» sich in dem Mittelpunkt des Weges von wird, zufällige Abweichungen der optischen Achse M dem zweiten Hauptpunkt der Objekttvtinse zu dem auszugleichen oder m kompensieren, ist es im ailge Brennpunkt befindet. Der kardamscbc Bügel 33 ist meinen nicht symmetrisch in bezog auf die optisch an dem Kameragehäuse 31 angebracht, so daB er auf &· Achse; unter dem Gesichtspunkt des dynaenscbei Grund der Trägheitswirkung da Bitdumkpria Gleichgewichts ist es deshalb nicht erstrebensweri 34 gegen rofämgc Bcga ***· Sssssragefaätse» daß sich das Bildumkehrprisma jrah hoher Geschwin 3Ϊ ssd dassstfarechead gc&m die Bewegung der digkctt dreht. Deshalb wird das »ädumkchtprisraa 3. Objcktrvtinse 32*und de» Film» 35 halten. Bei einem nichi an dem Rotor, sondern as dea Stator dciMotot optischen System der oben beschriebenen Art wird H the inertia effect against random movement of the gimbal bracket 33 is fixed to the housing Kamerage -des with another optical element ¹ S housing attached 31st The cardanic bracket 33 has stabilized. Therefore, by virtue of the present outer ring 36 and inner ring 37 invention, it is possible to manufacture an optical instrument with one-on-one, rotatable with each other by means of a pair of fan-shaped and small-sized, pivot pins 36a and bearings 36b connected. Which contains an optical system, the optical elements outer ring 36 is rotatably mitaufmiert support arms 38 which are optically arranged in a line, ^{ao by means of} a pair of axes 38a and bearings 38b which hold an optical image or an optical. The inner ring 37 has a stabilized forward axis of the instrument. extending, outer cylindrical area 37a. In the above-described embodiment of the invention and a forwardly extending inner zy invention, the converging lens can of course be cylindrical area 37b. The outer and inner 13, which according to the explanation on the inner ring ^a 5 cylindrical area 37a and 37b run parallel 14 of the cardanic bracket 15 is attached, also to one another. The outer surface or perimeter to be attached to the Rotoi 20 of the engine. Because the inner cylindrical portion 37b is connected to a terhin, the rotor 20 of the motor can be rotated around the stator pair of parallel, annular bearings 39 verse-21. Finally, of course, it is possible. An annular ring that serves as a rotor or runner, the position of the converging lens 13 and the magnetic core 40 is rotatably exchangeable on the bearings 39, the diffusing lens 12 is attached by the rotating pin, while the outer cylindrical area is centered 25 of the cardanic bracket 15 is brought to a point 37a of the inner ring 37 with an annular, in front of the lens system. stationary core serving as a stator or stator A further embodiment of the present 41 is provided. The stationary core 41 has coils of the invention which are used in a photographic camera. The stator 41 forms with the coils 42 and sets is shown in Figs. One of the rotor 40 is an electric motor. The rotor 40, objective lens 32, is attached to a lens or objective which serves as an inertia element to a light-tight housing 31 on the basis of the support frame 31a. effect the inner ring 37 of the gimbal In the interior of the light-tight camera housing 31, bracket 33 is to be stabilized. The rearward crein cardanic frame or bracket 33 is provided, 4 ° stretching area 37c of the inner ring 37, to which an image inverting prism 34 is attached. In addition image inverting prism 34 such. B. a Pechanter the image inversion prism 34 is provided on the prism, which has a first prism block 34e focal plane of the objective lens 32 a photographic and a second prism block 34b, the film 35 that is assembled between a supply spool 35a, that they are a narrow, parallel and a take-up reel 35b is stretched. The image contains 45 lelen air space 34c. The optical axis of the erecting prism 34 and the film 35 are arranged along the optically incident light of the image erecting prism 34 is arranged with the axis 30 of the objective lens 32 of the camera on the optical axis of the exiting light of the image. The optical axis of the incident light is aligned with erecting prism 34. The center of rotation of the image inverting prism 34 is aligned with the optical axis 330 of the cardanic bracket 33 located in that of the exiting light of the image inverting prism 34 5 ° center of the path from the second main point. The image erecting prism in Fig. 3 of the type pointed to the objective lens 32 at the focal point of the lens is known as the Pechan-Prisnia. The 32. The light entering the camera housing 31 through the lens · rotating parts 330 of the cardanic bracket 33 and the lens 32 continues through which it is in the center of the path from the object's inner cylindrical area 37b of the inner ring; tiviinse 32 to the film 35. More precisely, the 55 37 of the cardanic bracket 33 in the rotor 46 de rotary center of the cardanic bracket 33 is so fixed. As the erecting prism sets to use 34 that e »will in the center of the path from compensate random deviations of the optical axis M of the second principal point of the Objekttvtinse to or compensate m, it is located in the focal point Ailge. The kardamscbc bracket 33 is not symmetrical with respect to the optically attached to the camera housing 31, so that it is on & · axis; From the point of view of the dynamic due to the inertia effect because Bitdumkpria equilibrium, it is therefore not desirable that the image inverting prism rotates at a high speed, so that the movement of the digkctt rotates. That is why the "ädumkchtprisraa 3. Objcktrvtinse 32 *" and the "Film" 35 will hold. In the case of one not on the rotor, but on the stator, the optical system of the type described above will H angebracht.appropriate.

das auf dem fotografischen Film tcharfctngcttcUtc up- Der innere Ring 37 ist mit einem Ausgkichtgcwictthat on the photographic film tcharfctngcttcUtc up- The inner ring 37 is with an Ausgkichtgcwict

tische Bild gegen eine Abweichung oder cmc Bcwc- 43 vcncncn. das dem in Fig. I gezeigten AusgU-ictatables picture against a deviation or cmc Bcwc- 43 vcncncn. that of the AusgU-icta shown in Fig

gungdet Kasnctagehaaicft 3t stebUtMert Ds* Prinzip gewicht 27 ähnelt. Dat ßczugfczcichcn 44 hczcictintgungdet Kasnctagehaicft 3t stebUtMert Ds * principle weight 27 is similar. Dat ßczugfczcichcn 44 hczcictint

1647816478

ίοίο

einen Dämpfer, der dem in Fig. 2 gezeigten Dämpfer 16a ähnelt. Ein an dem Linsenrahmen 31a befestigter Magnet 45 und ein an dem Rotor 40 angebrachtes Aluminiumteil 46 dienen dazu, einen Präzessionseffekt zu verursachen, indem ein Wirbelstromwiderstand zwischen ihnen erzeugt wird, wie er in ähnlicher Weise zwischen dem Magnet 28 und dem Aluminiumteil 29, die in Fig. 1 gezeigt sind, entsteht.a damper similar to the damper 16a shown in FIG. One attached to the lens frame 31a Magnet 45 and an aluminum part 46 attached to rotor 40 serve to create a precession effect by creating an eddy current resistance between them, as in similar Way between the magnet 28 and the aluminum part 29, which are shown in Fig. 1, arises.

Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine sehr kleine Kamera mit einer Vorrichtung zur Stabilisierung einer optischen Abbildung herzustellen. Weiterhin kann selbstverständlich das System zur Stabilisierung der Abbildung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung bei einer Fernsehkamera eingesetzt werden, indem eine Bildaufnahmeröhre auf der Brennpunktebene der Objektivlinse 32 angeordnet wird. Weiterhin kann auch das System zur Stabilisierung der Abbildung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform als System zur Stabilisierung der optischen Achse für einen Lasersender gebraucht werden, indem ein Laser-Oszillator in das Gehäuse 31 eingebaut wird. Schließlich wird noch darauf hingewiesen, daß die verschiedenen, bei einer fotografischen Kamera erforderlichen Mechanismen, wie z. B. der Verschluß, die Blende und ähnliche Elemente, in der Beschreibung und der Darstellung der Ausführungsform der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Kamera nicht dargestellt bzw. erwähnt sind, da diese Mechanismen keine wesentliche Beziehung zu dem Erfindungsgedanken der darin eingesetzten vorliegenden Erfindung haben.According to the embodiment of the present invention described above, it is possible to have a very to produce a small camera with a device for stabilizing an optical image. Farther can of course use the image stabilization system as described above Embodiment of the invention can be used in a television camera by an image pickup tube is placed on the focal plane of the objective lens 32. Furthermore, the system for Stabilization of the image according to the embodiment described above as a system for stabilization of the optical axis can be used for a laser transmitter by inserting a laser oscillator into the Housing 31 is installed. Finally, it should be noted that the various, with one photographic camera necessary mechanisms, such as. B. the shutter, the aperture and similar elements, in the description and illustration of the embodiment of that shown in Figs Are not shown or mentioned, as these mechanisms have no essential relationship to the camera Inventive concepts of the present invention employed therein.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in ein Teleskop oder Fernrohr eingesetzt ist, wird in Fig. 5 dargestellt, wobei ein Okular 53 an einem lichtdichten Gehäuse 51 angebracht ist, das eine Vorrichtung zur Stabilisierung einer optischen Abbildung 54 enthält und an seinem vorderen Ende eine Objektivlinse 52 aufweist. Das Okular 53 befindet sich auf der optischen Achse 50 der Objektivlinse 52. Die Vorrichtung 54 zur Stabilisierung der Abbildung weist ein Bildumkehrprisma 55 wie z.B. ein Pechan-Prisma auf. Die bei dieser, in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform verwendeten Elemente, die den in der oben beschriebenen, in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform verwendeten entsprechen, sind alle auf die gleiche Weise wie in Fig. 3 dargestellt. Da also der Aufbau der Vorrichtung zur Stabilisierung der Abbildung genau Jem der oben beschriebenen Ausführungsform gleicht, wird auf eine ins Detail gehende Wiederholung dieser Beschreibung verzichtet. Das heißt also, daß diese Elemente wie z.B. der kardanische Bügel und der Motor nicht detailliert erläutert werden. Das Drehzentrum 56 des kardanischen Bügels bei dieser Ausführungsform wird so ausgewählt, daß es sich in dem Mittelpunkt des Weges von dem zweiten Hauptpunkt der Objektivlinse 52 zu dem ersten Hauptpunkt des Okulars 53 befindet. Das Prinzip der Wirkung der Stabilisierung der durch das Okular betrachteten optischen Abbildung gegen eine zufällige Winkelabweichung des Teleskops durch die Verwendung eines Büdumkehrprismas, das an einem kardanischen Bügel befestigt ist, dessen Drehzentrum in dem Mittelpunkt des Weges von dem zweiten Hauptpunkt zu dem ersten Hauptpunkt des Okuiars liegt, wird im Detail in der obenerwähnten schwebenden japanischen Patentanmeldung, amtliches Aktenzeichen 453440 der gleichen Anmelderin beschrieben. Another embodiment of the present Invention inserted into a telescope or telescope is shown in Fig. 5, wherein an eyepiece 53 is attached to a light-tight housing 51, which is a device for stabilizing an optical Figure 54 contains and has an objective lens 52 at its front end. The eyepiece 53 is located on the optical axis 50 of the objective lens 52. The device 54 for stabilizing the Figure has an image inverting prism 55 such as a Pechan prism. The one shown in FIG Embodiment used elements similar to those shown in FIG. 3 described above Embodiment used are all shown in the same manner as in FIG. 3. There So the structure of the device for stabilizing the image exactly Jem that described above Embodiment is the same, a detailed repetition of this description is dispensed with. This means that these elements such as the gimbal bracket and the motor are not explained in detail will. The center of rotation 56 of the cardanic bracket in this embodiment is selected so that it is in the midpoint of the path from the second principal point of the objective lens 52 to the first main point of the eyepiece 53 is located. The principle the effect of stabilizing the optical image viewed through the eyepiece against an accidental one Angular deviation of the telescope due to the use of a reversing prism attached to a gimbal bracket is attached, the center of rotation in the center of the path of the second Main point to which the first main point of the ocular lies, is floating in detail in the above mentioned Japanese Patent Application, commonly assigned number 453440.

Insbesondere gilt für die oben erläuterte, in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform der Erfindung, daß sich ein großer Vorteil dadurch ergibt, daß die GesamtgrößeIn particular, for the embodiment of the invention shown in FIG. 5, explained above, that a great advantage results from the fact that the overall size

des Teleskops relativ kompakt sein kann, obwohl die Vorrichtung zur Stabilisierung der Abbildung verwendet wird, da ein Bildumkehrprisma 55 in das optische System des Teleskops zwischen die Objektivlinse 52 und das Okular 53 eingesetzt ist.of the telescope can be relatively compact, although the device is used to stabilize the image there is an image erecting prism 55 in the optical system of the telescope between the objective lens 52 and the eyepiece 53 is inserted.

Bei den obigen, unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind die Rotoren 20 und 40 des Motors, die an dem kardanischen Bügel befestigt sind, um auf Grund der Trägheitswirkung das optische Element zu stabili-In the above, with reference to FIGS. 1 to 5 described embodiments of the invention the rotors 20 and 40 of the motor, which are attached to the gimbal bracket, are due to the effect of inertia to stabilize the optical element

>5 sieren, von ringförmigem Aufbau, wobei sie um einen zylindrischen Bereich 14b und 37b des inneren Rings 14 bzw. 37 des kardanischen Bügels gedreht werden. Die Rotoren 20 bzw. 40 sind drehbar um den zylindrischen Bereich 146 bzw. 37b mit Hilfe von Kugellagern 19 bzw. 39 angebracht. Deshalb müssen die Lager, die den ringförmigen Rotor bei den oben erläuterten Ausführungsformen drehbar haltern sollen, einen relativ großen Durchmesser haben. Die Lager mit großem Durchmesser werden üblicherweise> 5, of annular construction, rotating around a cylindrical portion 14b and 37b of the inner ring 14 and 37, respectively, of the cardanic bracket. The rotors 20 and 40 are rotatably mounted around the cylindrical region 146 and 37 b with the aid of ball bearings 19 and 39, respectively. Therefore, the bearings which are intended to rotatably support the annular rotor in the above embodiments must have a relatively large diameter. The large diameter bearings are commonly

^a5 für eine große Last ausgelegt, wobei auch ihr Gewicht groß ist. Deshalb muß der bei dem Stabilisierungssystem gemäß den obigen Ausführungsformen eingesetzte Motor eine große Leistung aufbringen, die dazu ausreicht, die große Last der Lager zu überwinden. ^a 5 designed for a large load, and its weight is also large. Therefore, the motor used in the stabilization system according to the above embodiments must have a large power sufficient to overcome the large load of the bearings.

Weiterhin wird das Gesamtgewicht des optischen Instruments durch das große Gewicht der Lager mit großem Durchmesser beträchtlich erhöht.Furthermore, the total weight of the optical instrument is due to the great weight of the bearings with great Significantly increased in diameter.

Bei den folgenden, in den Fig. 6 bis 10 gezeigten Ausführungsformen wird das Gewicht der Lager merklich verringert, indem der ringförmige Rotor auf einer Welle gedreht wird, die drehbar von kleinen Lagern gehaltert wird. Der ringförmige Rotor ist an einem Tragteil befestigt, das an einer von kleinen Lagern gehalterten Welle angebracht ist. Das Tragteil besteht aus einem transparenten Material oder aus Armen mit einer kleinen Querschnittsfläche, so daß Licht durch das Tragteil dringen kann. Unter Verwendung eines solchen Tragteils wird die Größe der Lager beträchtlich verringert, so daß auch ihr Gewicht wesentlich reduziert werden kann. Da der größte Teil der Lichtstrahlen, die die Objektivlinse passieren, durch das Tragteil geführt wird, das sich im Abstand von der Brennpunktebene der Objektivlinse befindet, wird der Wirkungsgrad des optischen Instruments bei der Bilderzeugung durch die Anwesenheit der Welle und der Lager nicht wesentlich beeinträchtigt. Die Lager sind an einem Paar von transparenten Endplatten angebracht, die das Licht durchlassen.In the following embodiments shown in FIGS. 6 to 10, the weight of the bearings noticeably reduced by rotating the annular rotor on a shaft rotatable by small bearings is held. The ring-shaped rotor is attached to a support that is attached to one of small bearings mounted shaft is attached. The support part consists of a transparent material or Arms with a small cross-sectional area so that light can penetrate through the support member. Under use such a support member, the size of the bearings is considerably reduced, so that their weight is also substantial can be reduced. Since most of the light rays that pass through the objective lens, is passed through the supporting part, which is located at a distance from the focal plane of the objective lens, the efficiency of the optical instrument in imaging is determined by the presence of the wave and the bearing is not significantly affected. The bearings are on a pair of transparent end plates attached that let the light through.

Eine bevorzugte Ausführungsform der ErfindungA preferred embodiment of the invention

des gerade beschriebenen Typs ist in den Fig. 6 bis 8 dargestellt. Die in den Fig. 6 bis 8 dargestellte Ausführungsform betrifft ein Teleskop, in dem eine Objektivlinse 62 und ein Okular 63 an einem lichtdichter Gehäuse 61 angebracht sind, wobei die optischeof the type just described is shown in Figures 6-8. The embodiment shown in Figs relates to a telescope in which an objective lens 62 and an eyepiece 63 are attached to a light-tight Housing 61 are attached, the optical

Achse 60 der Objektivlinse 62 mit der optischen Achse des Okulars 63 ausgerichtet ist. Im Inneren des Gehäuses 61 ist ein kardanischer Rahmen oder Bügel 64 angeordnet, der einen äußeren Ring 65 und einen inneren Ring 66 aufweist. Der äußere Ring 66 istThe axis 60 of the objective lens 62 is aligned with the optical axis of the eyepiece 63. Inside the Housing 61 is a gimbal frame or bracket 64 is arranged, which has an outer ring 65 and one has inner ring 66. The outer ring 66 is

drehbar an einem Paar von Tragarmen 67 angebracht, die mit Hilfe von Wellen 67e und Lagern 676 an dem Gehäuse 61 befestigt sind. Der innere Ring 66 isi drehbar mittels eines Paars von Drehzapfen 65o undrotatably mounted on a pair of support arms 67, which by means of shafts 67e and bearings 676 on the Housing 61 are attached. The inner ring 66 is rotatable by means of a pair of pivot pins 65o and 65

Lagern 656 an dem äußeren Ring 65 angeordnet. Das Drehzentrum 640 des kardanischen Bügels 64 ist so eingestellt, daß es in dem Mittelpunkt des Weges von dem zweiten Hauptpunkt der Objektivlinse 62 zu dem ersten Hauptpunkt des Okulars 63 liegt. Der hintere Abschnitt 66a des inneren Rings 66 ist mit einem Bildumkehrprisma 68 wie z.B. einem Pechan-Prisma versehen, bei dem die optische Achse des einfallenden Lichts und die optische Achse des austretenden Lichts auf einer gemeinsamen geraden Linie liegen, die mit der optischen Achse 60 der Objektivlinse 62 ausgerichtet ist. Der vordere Abschnitt 66h des inneren Rings 66 ist mit einem ringförmigen Kern 69 mit magnetischen Spulen 70 versehen, der als Ständer oder Stator eines Elektromotors dient. Der innere Ring 66 ist weiterhin mit zwei Endplatten 71 und 72 versehen, die senkrecht zu der optischen Achse 60 verlaufen. Die Endplatten 71 und 72 bestehen aus einem transparenten Material und haben parallele Oberflächen. Eine drehbare Welle 73 wird durch die Endplatten 71 und 72 mit Hilfe eines Paars von Lagern 74 (von denen nur eins in der Figur dargestellt ist) gehalten. Die Drehachse der Welle 73 ist so angeordnet, daß sie mit der optischen Achse 60 des Teleskops ausgerichtet ist.Bearings 656 are arranged on the outer ring 65. The center of rotation 640 of the gimbal bracket 64 is set so that it lies in the center of the path from the second main point of the objective lens 62 to the first main point of the eyepiece 63. The rear portion 66a of the inner ring 66 is provided with an image inverting prism 68 such as a Pechan prism, in which the optical axis of the incident light and the optical axis of the exiting light lie on a common straight line which coincides with the optical axis 60 of FIG Objective lens 62 is aligned. The front portion 66 h of the inner ring 66 is provided with an annular core 69 with magnetic coils 70, which serves as a stand or stator of an electric motor. The inner ring 66 is furthermore provided with two end plates 71 and 72 which run perpendicular to the optical axis 60. The end plates 71 and 72 are made of a transparent material and have parallel surfaces. A rotatable shaft 73 is supported by the end plates 71 and 72 by means of a pair of bearings 74 (only one of which is shown in the figure). The axis of rotation of the shaft 73 is arranged to align with the optical axis 60 of the telescope.

Die drehbare Welle 73 ist mit einem transparenten Tragteil 75 versehen, das parallele, flache Oberflächen 75a und 756 hat. Um den Umfang des transparenten Tragteils 75 ist ein ringförmiger, magnetischer Kern 76 angebracht, der als Rotor oder Läufer eines Elektromotors dient, der von dem Kern 76 zusammen mit dem ringförmigen Kern 69 mit den Spulen 70 gebildet wird, die als Stator oder Ständer dienen. Der Stator 69 und der Rotor 76 sind koaxial angeordnet, wie inFig. 7 gezeigt ist, wobei der Rotor 76 mit hoher Geschwindigkeit gemeinsam mit der Welle 73 um die optische Achse 60 gedreht wird. An ihrem vorderen Ende weist die drehbare Welle 73 einen verlängerten Abschnitt 73a auf, der sich nach vorne längs der Achse erstreckt. Der verlängerte Abschnitt 73a ist mit einem Rad 77 versehen, das einen ringförmigen Aluminiumbereich 77a und sich radial erstreckende Tragarme 77 b aufweist, die den Aluminiumbereich 77 a mit dem verlängerten Bereich 73a der Welle 73 verbinden, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Das Rad 77 wird deshalb mit hoher Geschwindigkeit gemeinsam mit dem Rotor 76 gedreht. Ein ringförmiger Magnet 78 ist an dem Gehäuse 61 in einer solchen Position angebracht, daß er sich nahe bei dem Aluminiumbereich 77a des Rades 77 befindet. Das Rad 77 und der Magnet 78 bilden eine Präzessionsanordnung, um den kardanischen Bügel oder seinen inneren Ring 66 zu bewegen, um einer großen oder starken Bewegung des Gehäuses mittels des Wirbelstromwiderstands zu folgen, der zwischen dem Aluminiumabschnitt 77a des Rades 77 und dem Magneten 78 erzeugt wird, wenn sich das Rad 77 in der Nähe des Magneten 78 dreht.The rotatable shaft 73 is provided with a transparent support member 75 which has parallel flat surfaces 75a and 756. An annular, magnetic core 76 is attached around the circumference of the transparent support part 75 and serves as a rotor or rotor of an electric motor, which is formed by the core 76 together with the annular core 69 with the coils 70, which serve as a stator or stator. The stator 69 and the rotor 76 are arranged coaxially, as inFig. 7, the rotor 76 is rotated at high speed together with the shaft 73 about the optical axis 60. At its front end, the rotatable shaft 73 has an extended portion 73a which extends forward along the axis. The extended portion 73a is provided with a wheel 77 which has an annular aluminum area 77a and radially extending support arms 77 b which, as shown in Fig. 8 the aluminum portion 77 a connected to the extended portion 73a of the shaft 73. The wheel 77 is therefore rotated together with the rotor 76 at high speed. An annular magnet 78 is attached to the housing 61 in such a position that it is close to the aluminum portion 77 a of the wheel 77. The wheel 77 and magnet 78 form a precession arrangement to move the gimbal or its inner ring 66 to follow large or large movement of the housing by means of the eddy current resistance created between the aluminum portion 77a of the wheel 77 and the magnet 78 when the wheel 77 rotates near the magnet 78.

Gemäß der oben unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 8 erläuterten Ausführungsform wird der Rotor 76 durch eine drehbare Welle gehalten, die drehbar in einem Paar von kleinen Lagern mit geringem Gewicht und kleiner Last gelagert ist. Deshalb können die Gesamtgröße und das Gesamtgewicht des optischen Instruments klein gehalten werden.According to the embodiment explained above with reference to FIGS. 6 to 8, the rotor 76 is supported by a rotatable shaft that rotates in a pair of small, lightweight bearings and small load is stored. Therefore, the overall size and weight of the optical instrument can be kept small.

Bei der eben unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 8 beschriebenen Ausführungsform wird ein transparentes Tragteil 75 dazu verwendet, um den als Rotor dienenden ringförmigen Magneten 76 zu haltern. Das transparente Tragteil 75 hat parallele, flache oder ebene Oberflächen 75a und ISb. Da sich das Teil 75 mit hoher Geschwindigkeit um die optische Achse 60 dreht, müssen die Oberflächen 75a und 75i> sehr genau bearbeitet sein, damit sie feingeschlichtete glatte Oberflächen haben, die sich genau senkrecht zu der optischen Achse 60 erstrecken. Sind die Oberflächen 75 a und 75 b nicht vollkommen glatt oder eben bzw. nicht genau senkrecht, so wird die optische Achse des optischen Instruments in Schwingungen geraten, was dazu füh^t, daß die Qualität des mit dem Instrument erreichten Bildes, d.h. des durch das Okular 63 betrachteten Bildes, sinkt.In the embodiment just described with reference to FIGS. 6 to 8, a transparent support part 75 is used to hold the annular magnet 76 serving as a rotor. The transparent support member 75 has parallel, flat or planar surfaces 75a and ISb. Since the part 75 rotates at high speed about the optical axis 60, the surfaces 75a and 75i> must be machined very precisely so that they have finely finished smooth surfaces that extend exactly perpendicular to the optical axis 60. If the surfaces 75 a and 75 b are not completely smooth or even or not exactly perpendicular, the optical axis of the optical instrument will start to vibrate, which leads to a deterioration in the quality of the image achieved with the instrument, ie the image the eyepiece 63 viewed image decreases.

Eine weitere Ausführungsform des Systems zur Stabilisierung der Abbildung gemäß der vorliegendenAnother embodiment of the system for stabilizing the image according to the present invention

^ao Erfindung, bei der die gleichen Probleme auftreten wie bei der obigen, in den Fig. 6 bis 8 gezeigten Ausführungsform der Erfindung, ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Die Fig. 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, die bei einem Teleskop oder ^The invention, which has the same problems as the above embodiment of the invention shown in Figs. 6 to 8, is illustrated in Figs. 9 and 10 show an embodiment of the invention, which in a telescope or

^a5 Fernrohr eingesetzt wird, wobei diese Ausführungsform der obigen, in den Fig. 6 bis 8 dargestellten ähnelt; die Elemente. die den in den Fig. 6 bis 8 gezeigten entsprechen, sind nicht mit Bezugszeichen versehen und werden auch in der Beschreibung nicht erwähnt. Die Unterschiede zwischen der in den Fig. 6 bis 8 gezeigten Ausführungsform und dieser in den Fig. 9 und 10 gezeigten Ausführungsform liegen in der Konstruktion des Tragteils für den Rotor, das in der vorherigen Ausführungsform das Sezugszeichen 75 hatte. ^a 5 telescope is used, this embodiment being similar to the above shown in FIGS. 6 to 8; the Elements. which correspond to those shown in FIGS. 6 to 8 are not provided with reference numerals and are also not mentioned in the description. The differences between the embodiment shown in FIGS. 6 to 8 and this embodiment shown in FIGS. 9 and 10 lie in the construction of the support part for the rotor, which in the previous embodiment had the reference symbol 75.

Bei dieser Ausführungsform ist ein Rotor 90 in dei Form eines ringförmigen Magnetkerns an einem mil Speichen versehenen Rad 100 angebracht, wobei das Rad drei Speichen 101 und einen Rand oder eine Felge 102 aufweist. Das mit Speichen versehene Rac 100 ist an einer drehbaren Welle 103 angebracht, die von einem Paar von Lagern 104 gehaltert wird, wöbe diese Welle der drehbaren Welle 73 ähnelt, die be der obigen, in den Fig. 6 bis 8 gezeigten Ausführungs form verwendet wird. Da die Speichen 101 eine klein« Querschnittsfläche haben und in großem Abstand voi ;.' . Brennpunktebene des Objektivlinsensystems an geordnet sind, wird der Wirkungsgrad des optischei Instruments bei der Erzeugung einer optischen AbIn this embodiment, a rotor 90 is in the form of an annular magnetic core on a mil Spoked wheel 100 attached, the wheel having three spokes 101 and a rim or one Has rim 102. The spoked Rac 100 is attached to a rotatable shaft 103 which supported by a pair of bearings 104, wöbe this shaft of the rotatable shaft 73 is similar to that of the above embodiment shown in FIGS shape is used. Since the spokes 101 have a small cross-sectional area and a large distance from one another ;. ' . Focal plane of the objective lens system are ordered, the efficiency of the optical instrument in generating an optical Ab

so bildung nicht dadurch beeinträchtigt, daß die Spei chen 101 in dem Weg der Lichtstrahlen von dem Ob jektivlinsensystem zu dem Okular-Linsensystem lie gen.so education is not impaired by the fact that the food Chen 101 lie in the path of the light rays from the objective lens system to the ocular lens system gene.

Bei dieser in den Fig. 9 und 10 gezeigten Ausfüh rungsform besteht nicht die Gefahr, daß die durch da Okular betrachtete optische Abbildung in Schwin gungen geraten könnte, da keine vibrierende ode schwingende Oberfläche in dem Weg der Lichtstrah len von dem Objektiv zu dem OLular liegt. Weiterhii ist bei dieser Ausführungsform das Gewicht des ge samten Instruments sehr viel geringer als das des In struments nach der oben beschriebenen Ausführungs form, da das transparente Tragteil 75 durch das mi Speichen versehene Rad 100 ersetzt wird.In this Ausfüh shown in Figs. 9 and 10 approximately form there is no risk that the through there The optical image viewed in the eyepiece could start to oscillate because there is no vibrating ode vibrating surface in the path of the light rays from the lens to the OLular. Go on is in this embodiment the weight of the ge entire instrument much less than that of the instrument according to the execution described above shape, since the transparent support part 75 is replaced by the wheel 100 provided with spokes.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

i Patentansprüche:i Claims:

I 1. ,System zur Stabilisierung einer optischen Abbildung mit einem Gehäuse mit einer das Licht durchlassenden Öffnung, mit einem an dem Ge- ' häuse befestigten ersten optischen Bauteil, das die die öffnung des Gehäuses passierenden Lichtstrahlen durchlaßt, mit in dem Gehäuse vorgesehenen kardanischen Bügeln mit einem inneren Ring, mit einem trägheitsstabilisierten zweiten optischen Bauteil, das sichauf der optischen Achse des ersteh optischen Bauteils befindet und an den ' kardanischen Bügeln befestigt ist, jand Jnit einem Elektromotor, der einen nut den karrtanischen ¹S Bügeln gekoppelten ringförmigen Rotor und ei- .■■.·. nen ringförmigen Stator enthält, datLurch gekennzeichnet, daß der Rotor (20,40,76) dreh- bar an dem inneren Ring (14, 37, 66) der kardanischen Bügel (15, 33, 64) gelagert ist und »° als Trägheitsanordnung zum Stabilisieren des inneren Rings dient, daß der Stator (21, 41, 69) an dem inneren Ring befestigt ist und daß der Rotor so angeordnet ist, daß er die optische Achse (10, 30,50,60) des ersten optischen Bauteils (12, 32, »5 52, 62) umschließt, so daß die Lichtstrahlen von dem ersten optischen Bauteil durch den Raum im Inneren des Rotors hindurchgehen können.I 1. System for stabilizing an optical image with a housing having a light transmitting aperture with a 'housing on the overall fixed first optical component, which by initiates the opening of the housing passing light rays gimbal having provided in the housing ironing with an inner ring, with an inertia-stabilized second optical component which sichauf the optical axis of ersteh optical component is located and is attached to the 'gimbals, Jnit Jand an electric motor, of a nut the karrtanischen ¹ S ironing coupled annular rotor and egg . ■■. ·. NEN ring-shaped stator, characterized by the fact that the rotor (20,40,76) is rotatably mounted on the inner ring (14, 37, 66) of the cardanic bracket (15, 33, 64) and »° as an inertial arrangement for The purpose of stabilizing the inner ring is that the stator (21, 41, 69) is attached to the inner ring and that the rotor is arranged in such a way that it encounters the optical axis (10, 30, 50, 60) of the first optical component (12 , 32, »5 52, 62) so that the light rays from the first optical component can pass through the space inside the rotor.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische Bauteil ein Bild- 3<> Umkehrprisma (34) ist. bei dem die optische Achse des einfallenden Lichts und die optische Achse des austretenden Lichts miteinander ausgerichtet sind.2. System according to claim 1, characterized in that the second optical component is an image 3 <> Erecting prism (34) is. where the optical axis of the incident light and the optical axis of the emerging light are aligned with each other.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Bauteil eine Zerstreuungslinse (12) ist und daß das zweite trägheitsstabilisierte optische Bauteil sine Sammellinse (13) ist, die zusammen mit der Zerstreuungslinse (12) ein afokales Linsensystem bildet.3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the first optical component is a Is a diverging lens (12) and that the second inertia-stabilized optical component is a converging lens (13) which, together with the diverging lens (12), forms an afocal lens system.

4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Bauteil eine Objektivlinse (32) ist, und daß das zweite optische Bauteil ein Bildumkehrprisma (34) ist, bei dem die optische Achse des einfallenden Lichts und die optische Achse des austretenden Lichts auf der optischen Achse (30) der Objektivlinse (32) liegen.4. System according to claim 1 or 2, characterized in that the first optical component is a Objective lens (32), and that the second optical component is an image erecting prism (34), at that of the optical axis of the incident light and the optical axis of the exiting light lie on the optical axis (30) of the objective lens (32).

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein fotografischer Film auf der Brennpunktsebene der Objektivlinse so (32) angeordnet ist.5. System according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a photographic Film is arranged on the focal plane of the objective lens as (32).

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Okular (53, 63) an dem Gehäuse (51,61) auf der optischen Achse (50,60) der Objektivlinse (52,62) angebracht ist, wobei das Okular (53,63) zusammen mit der Objektivlinse (52, 62) ein optisches Teleskopsystem bildet.6. System according to one of claims 1 to 4, characterized in that an eyepiece (53, 63) is attached to the housing (51,61) on the optical axis (50,60) of the objective lens (52,62), wherein the eyepiece (53, 63) together with the objective lens (52, 62) form an optical telescope system forms.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Rotor (20, 40) drehbar auf Lagern angebracht ist, die in dem kardanischen Bügel (33) vorgesehen sind, wobei die Lager ringförmig sind und sich im Inneren des ringförmigen Rotors (20,40) koaxial damit befinden.7. System according to one of claims 1 to 6, characterized in that the annular rotor (20, 40) is rotatably mounted on bearings, which are provided in the cardanic bracket (33), the bearings are annular and in the Inside the annular rotor (20,40) are coaxial therewith.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Rotor (76) an einem Tragteil (75) befestigt ist, das8. System according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the annular rotor (76) is attached to a support part (75) which an einer längs der optischen Achse (60) der Objektivlinse (62) verlaufenden drehbaren Welle (73) aiigebracht ist, wobei das Tragteil (75) einen transparenten Bereich zwischen dem ringförmigen Rotor(76) undder Welle (73) aufweist, und wobei die Welle (73) drehbar durch transparente, an dem kardanischen Bügel (*64) vorgesehene Endplatten (71, 72) gehaltert ist.on a rotatable shaft extending along the optical axis (60) of the objective lens (62) (73) is attached, the support part (75) having a transparent area between the annular Rotor (76) and the shaft (73), and wherein the shaft (73) rotatable through transparent end plates provided on the cardanic bracket (* 64) (71, 72) is supported.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (75) aus transparentem Material besteht und parallele Endflachen hat, die senkrecht zu der optischen Achse (60) des ersten optischen Bauteils (62) verlaufen.9. System according to claim 8, characterized in that the supporting part (75) made of transparent Material is made and has parallel end faces that are perpendicular to the optical axis (60) of the first optical component (62) run.

10. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil ein mit Speichen (101) versehenes Rad (100) ist, um das der ringförmige Rotor (90) angebracht ist.10. System according to claim 8, characterized in that the support part has a spokes (101) provided wheel (100) around which the annular rotor (90) is mounted.

11. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Welle (73) von an den Endplatten (71, 72) befestigten Lagern drehbar gehaltert wird.11. System according to claim 8, characterized in that the rotatable shaft (73) of to the End plates (71, 72) attached bearings is rotatably supported.

12. System zur Stabilisierung einer optischen Abbildung mit einem lichtdichten Gehäuse mit zwei das Licht durchlassenden öffnungen, mit einer an einer öffnung des Gehäuses angebrachten Objektivünse, mit in dem Gehäuse vorgesehenen, einen inneren Ring aufweisenden kardanischen Bügeln, mit einem trägheitsstabilisierten Bildumkehrprisma, das sich auf der optischen Achse der Objektivlinse befindet und an den kardanischen Bügeln befestigt ist, mit einem an der anderen Öffnung des Gehäuses angebrachten Okular, das sich auf der optischen Achse der Objektivlinse befindet und mit einem Elektromotor, der einen ringförmigen Rotor, der mit den kardanischen Bügeln gekoppelt ist, und einen ringförmigen Stator enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (76) drehbar an dem inneren Ring (66) der kardanischen Bügel (64) gelagert ist und als Trägheitsanordnung zur Stabilisierung des inneren Rings der kardanischen Bügel dient, daß der Stator (69) an dem inneren Ring befestigt ist und daß der Rotor so angeordnet ist, daß er die optische Achse (50, 60) der Objektivlinse (52, 62) umschließt, so daß die von der Objektivlinse (52,62) zu dem Okular (53, 63) durchgelassenen Lichtstrahlen durch den Raum im Inneren des Rotors hindurchgehen können.12. System for stabilizing an optical image with a light-tight housing two openings allowing the light to pass through, with one attached to an opening in the housing Objective lens with provided in the housing, an inner ring having gimbal brackets, with an inertia-stabilized image inversion prism, which is located on the optical axis of the Objective lens is located and attached to the gimbals, one on top of the other Opening of the housing attached eyepiece, which is located on the optical axis of the objective lens and with an electric motor, the one annular rotor coupled to the gimbals and containing an annular stator, characterized in that the rotor (76) is rotatable on the inner ring (66) of the cardanic bracket (64) is mounted and as an inertia arrangement to stabilize the inner Ring of the cardanic bracket serves that the stator (69) is attached to the inner ring and that the rotor is arranged so that it encloses the optical axis (50, 60) of the objective lens (52, 62) so that the from the objective lens (52,62) light rays transmitted to the eyepiece (53, 63) through the space inside the rotor can go through.

13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Rotor (76) an einem transparenten Tragteil (75) befestigt ist, das an einerdrehbaren, längs der optischen Achse (60) der Objektivlinse (62) verlaufenden Welle (73) angebracht ist.13. System according to claim 12, characterized in that the annular rotor (76) on one transparent support part (75) is attached to a rotatable, along the optical axis (60) of the Objective lens (62) extending shaft (73) is attached.

14. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Rotor (90) an einem mit Speichen (101) versehenen Rad (100) befestigt ist, das an einer drehbaren Welle (73) angebracht ist, die längs der optischen Achse (60) der Objektivlinse (62) verläuft.14. System according to claim 12, characterized in that the annular rotor (90) on one spoked wheel (101) attached to a rotatable shaft (73) extending along the optical axis (60) of the Objective lens (62) runs.

15. System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der kardanische Bügel (64) einen äußeren Ring (65), der drehbar von dem Gehäuse (61) gehaltert wird, und einen inneren Ring (66) aufweist, der mit Hilfe von Drehzapfen mit einer Achse, die senkrecht zu der Drehachse des äußeren Rings (65) verläuft, an dem äußeren Ring (65) befestigt ist, und daß der15. System according to one of claims 12 to 14, characterized in that the cardanic Bracket (64) an outer ring (65) which is rotatably supported by the housing (61), and a inner ring (66), which by means of pivot pins with an axis perpendicular to the The axis of rotation of the outer ring (65) is attached to the outer ring (65), and that the

inner JRing (66) with the inverted image prism (68) and the electric motor provided fet; .; - ..

16. System nachÄnspruch 15, characterized in that the image inversion prism (68) in the rear area and the electric motor is provided in the front area of the inner ring (66) shkL

17. System according to the _{J of} claims 4 to 16, characterized in that the image erecting prism (34, 55, 68) is a Pechan prism.