DE3542078A1

DE3542078A1 - Image field stabilisation

Info

Publication number: DE3542078A1
Application number: DE19853542078
Authority: DE
Inventors: Albrecht Dipl.-Ing. DDR 6900 Jena Köhler; Jürgen Dipl.-Ing. DDR 6901 Jena-Ammerbach Köhler
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1985-02-04
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1986-08-07
Also published as: DD234522A1

Abstract

The invention relates to image field stabilisation in optical instruments, in particular telescopes. The aim of the invention is to realise image field stabilisation without expensive additional components and external energy. The object is for tilting movements in the horizontal and vertical directions to be compensated independently of the relative position of the optical instrument. According to the invention, the deviation of the image centre produced by tilting is compensated by the effect of an optical system in such a way that the image centre according to the system remains unchanged.

Description

Bildfeldstabilisierung Die Erfindung kann zur Bildfeldstabilisierung in optischen Geräten, insbesondere Pernrohren, verwendet werden. Image field stabilization The invention can be used for image field stabilization be used in optical devices, especially Pernrohren.

Bekannte technische Lösungen benutzen einerseits Elemente, die das Kassenträgheitsmoment in einer Ebene erhöhen bzw.On the one hand, known technical solutions use elements that Increase or decrease the moment of inertia in one plane.

durch diese Elemente auf optische Bauteile einwirken oder andererseits optische Baugruppen, die infolge freibeweglicber Lagerung eine Stabilisierung der Abbildung bewirken.act through these elements on optical components or on the other hand optical assemblies that stabilize the Effect illustration.

Mit wachsender Vergrößerung eines Kernrohres werden die durch den Muskeltonus hersorgerufenen Störungen bei der Objektbeobachtung größer. Die Folge ist, daß Fernrohre mit Vergrößerungen von etwa 12-fach an, ohne Stativ nicht mehr sinnvoll benutt werden können, da die höhere Auflösung durch das Verwackeln infolge der Handunruhe wieder aufgehoben wird.With increasing enlargement of a core tube, the through the Muscle tone-induced disturbances during object observation are greater. The consequence is that telescopes with magnifications of about 12 times, no longer without a tripod can be used sensibly, as the higher resolution due to the shaking as a result the hand restlessness is lifted again.

Die zuerst genannten Lösungen weisen einen hoben Aufwand an zusätzlichen Bauteilen auf und benötigen Fremdenergie, die anderen haben zum Nachteil, daß große zusätæliche Massen als Gegenwichte erforderliche sind, was für die Handlichkeit von Nachteil ist. Wenn Beobachtungen son einem bewegten Punkt aus durchgerührt werden, ist der Beobachter meist nicht in der Lage, die auStretenden Bildschwingungen vollständig auszugleichen.The first-mentioned solutions show a great deal of additional effort Components and require external energy, the other have the disadvantage that large Additional masses required as counterweights are what is necessary for handiness is disadvantageous. If observations are made from a moving point, the observer is usually not able to fully understand the image oscillations balance.

Die beschrieDenen Ausführungsformen sind z B. in DOS 2834158 und DOS 1797012 aufgeführt und weisen oben gennante Nachteile auf.The described embodiments are for example in DOS 2834158 and DOS 1797012 listed and have the disadvantages mentioned above.

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Bildfeldstabilisierung ohne aufwendige zusätzliche Bauteile ud Fremdenergie zu realisierens Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur BildSeld-Rtabilisierung Kippbewegungen in horizontaler und vertikaler Richtung unabhängig von der Relativlage des optischen Gerätes auszugleichen.The aim of the invention is to provide image field stabilization without expensive to implement additional components and external energy. The object of the invention is based on horizontal and vertical tilting movements for the stabilization of the BildSeld Compensate direction regardless of the relative position of the optical device.

Diese Aufgabe löst eine Bildfeldstabilisierung erfindungsgemäß dadurch, daß die in der Brennebene eines Objektives durch die Kippung um einen beliebigen Winkel entstehende Bildmittelpunktablage durch die Wirkung eines abbildenden Systems so ausgeglichen wird, daß der Bildmittelpunkt nach dem SYstem unverändert bleibt. Der objektseitige Brennpunkt des Okulars ist der Punkt, um welchen stabilisiert wird.This object is achieved by an image field stabilization according to the invention in that that the in the focal plane of a lens by tilting around any Image center point offset resulting from an angle through the effect of an imaging system is balanced so that the image center point remains unchanged after the SYstem. The object-side focal point of the eyepiece is the point around which it is stabilized will.

Das wird durch die definierte Lage des Drehpunktes eines besonderen optischen Systems erreicht.This is due to the defined position of the fulcrum of a special one optical system achieved.

Dieses optische System ist ständig oder zeitweise um zwei senkrecht zueinander stehende Normalen zur optischen Achse mehr oder weniger frei drehbar gelagert, befindet sich im Gleichgewichtssustand und sein Drehpunkt liegt auf der optischen Achse des Gesamtsystems und der Ort des Drehpunktes ist eine Punktion der Objektivbrennweite, der geometrischen Baulänge und des Abbildungsmaßstabes des drehbar gelagerten optischen Systems.This optical system is always or intermittently perpendicular by two normal to each other to the optical axis can be rotated more or less freely stored, is in a state of equilibrium and its fulcrum is on the optical axis of the overall system and the location of the pivot point is a puncture the focal length of the lens, the overall geometric length and the image scale of the rotatable optical system.

Die Erfindung soll anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen Pig. 1 schematisch das Wirkprinzip der Bildfeldstabilisierung und Fig. 2 eine Erläuterung der optischen Verhältnisse in einem Kernrohr mit aufrechtem Bild.The invention will be explained in more detail with reference to drawings. Show it Pig. 1 schematically the operating principle of the image field stabilization and Fig. 2 an explanation of the optical conditions in a core tube with an upright image.

In einem Gehäuse 1 befindet sich ein Objektiv 2, das optische System 3 zur Bildfeldstabilisierung, welches gleichzeitig zur Bildumkehr dient, und das OkuLar 4. Das Okular 4 ist zur Realisierung des Fehlsichtigkeitsausgleiches verscheibbar angeordnet. Sinnvollerweise wird eine erforderliche Anpassung auS die Beobachtungsentfernung durch Verschieben des Objektives 2 entlang der optischen Achse O - O' im Gehäuse 1 erzielt. Das optische System 3 weist eine optische Baulänge 1 und einen Abbildungsmaßstab ß' auf. Seine Brennpunkte fallen mit Fob' und Fok zusammen. Es ist über den Kardan 5 mit dem Drehpunkt DP im Gehäuse 1 befestigt.A lens 2, the optical system, is located in a housing 1 3 for image field stabilization, which also serves to invert the image, and the OkuLar 4. The eyepiece 4 can be shifted to achieve the ametropia compensation arranged. It makes sense to make a necessary adjustment to the observation distance by moving the objective 2 along the optical axis O - O 'in the housing 1 scored. The optical system 3 has an overall optical length 1 and an imaging scale ß 'on. Its focal points coincide with Fob 'and Fok. It's about the gimbal 5 attached to the pivot point DP in the housing 1.

Das optische System 3 ist so gestaltet, daß Rein Massenschwerpunkt mit dem Drehpunkt DP identisch ist. Dadurch wird gewährleiatet, daß bei Verachiebebewegungen in jeder beliebigen Richtung stets die optische Achse O - O' erhalten bleibt. Die Lage dea Drehpunktes DP ergibt sich aus den im Gerät realisierten optischen Parametern Obåektivbrennweite f'ob, optischer Baulänge l des optischen Systemes 3 sowie dessen Abbildungsmaßstab nach Durch diese Wahl des Drehpunktes DP ist gewährleistet, daß trotz einer Verkippung des Gehäuses 1 mit dem Objektiv 2 und dem Okular 4 das dem Auge dargebotene Bild die gleiche Lage auSweist, Diese ruhige Bildlage kommt zustande, da eine in der Brennebene des Objektives 2 entstehende 3ildablage durch die auf der Massenträgheit beruhende Verkippung des optischen Systems 3 gegenüber dem Gehause 1 eine solche Bildverschiebung bild -seitig erzeugt, welche diesen Betrag ausgleicht.The optical system 3 is designed in such a way that the pure center of gravity is identical to the pivot point DP. This ensures that the optical axis O - O 'is always maintained when moving in any direction. The position of the pivot point DP results from the optical parameters implemented in the device, the objective focal length f'ob, the overall optical length l of the optical system 3 and its imaging scale This choice of the pivot point DP ensures that, despite a tilting of the housing 1 with the objective 2 and the eyepiece 4, the image presented to the eye has the same position Due to the tilting of the optical system 3 relative to the housing 1 based on the inertia, such an image shift is generated on the image side, which compensates for this amount.

Um eine Nachführung bei bewegten Objekten, deren Winkelbewegung dber den Kippbereich des genannten optischen Systems hinausgeht zu gewährleisten und um das Schwingen des optischen Systems 3 zu verhindern, ist die Halterung 6 über die Dämpfungseinrichtung 7 an das Gehäuse 1 gekoppelt.In order to track moving objects whose angular movement over to ensure the tilting range of the optical system mentioned and to prevent the optical system 3 from vibrating, the bracket 6 is over the damping device 7 is coupled to the housing 1.

- L e e r s e i t e -- L e r s e i t e -

Claims

Image field stabilization in which a freely movable optical system is used for compensation, characterized in that there is an optical system arranged after the objective, which is rotatably mounted about two normals perpendicular to the optical axis of an overall optical system The axis of the overall system is that the location of the fulcrum is a puncture of the focal length of the lens, the overall length of the geomeQrischerz and the scale of the optical system, whereby the following condition applies: