DE69733515T2

DE69733515T2 - Prisma mit variablem Spitzenwinkel und Videokamera

Info

Publication number: DE69733515T2
Application number: DE69733515T
Authority: DE
Inventors: Nobuchika Shinagawa-ku Momochi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-07-22
Filing date: 1997-07-21
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: CN1175158A; KR980013279A; TW361040B; EP0821259A2; US6157405A; EP0821259B1; JPH1039358A; EP0821259A3; CN1178466C; DE69733515D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prisma mit variablem Spitzenwinkel, das am besten zur Verwendung z.B. bei einer Bildzittern-Korrekturvorrichtung wegen unstabilen Haltens einer Videokamera geeignet ist, und eine Videokamera, die diese benutzt.
Allgemein tritt, wenn eine Videokamera aufgrund unstabilen Haltens der Videokamera oder ähnlichem während eines Videoaufnahmevorgangs der Videokamera erschüttert wird, ein Zittern (Verwackeln) des aufgenommenen Bilds auf. Deshalb wurde kürzlich eine Bildzittern-Korrekturvorrichtung für eine Videokamera öffentlich bekannt, bei der ein Prisma mit variablem Spitzenwinkel auf dem Ende (Spitze) des Objektivtubus einer Videokamera befestigt ist, wobei das Zittern des aufzunehmenden Bildes oder ähnlichem durch einen eingebauten Sensor erfasst wird und der Spitzenwinkel des Prismas mit variablem Spitzenwinkel entsprechend dem Ausgabewert des Sensors variiert wird, um die optischen Achse um den Winkel abzulenken, um den die Videokamera erschüttert wird, und dadurch das Verwackeln des aufzunehmenden Bildes zu unterdrücken.
Beispielsweise wird laut einem Prisma mit variablen Spitzenwinkel, das in der offen gelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. Sho-6-1269572 beschrieben wird, ein spezielles Liquid zwischen zwei flachen Glaselementen eingeschlossen, die mit Bälgen umhüllt sind, und der Spitzenwinkel des Prismas mit variablem Spitzenwinkel wird durch Einstellen des Spitzenwinkels eines flachen Glasselements eingestellt, um die optische Achse in einer Richtung so zu neigen, dass das Zittern der Videokamera eliminiert wird. Weiter legen die japanischen offen gelegten Patentanmeldungen Nr. Hei-6-70220 oder Nr. Hei-6-281889 ein Prisma mit variablem Spitzenwinkel offen, bei dem eine plankonkave Linse und eine plankonvexe Linse, die dieselbe Brechkraft und Oberflächen vom selben Krümmungsradius haben, so einander gegenüberstehen, dass zwischen deren Kugelflächen ein geringer Spalt verbleibt und der Spitzenwinkel zwischen den zwei ebenen Flächen der zwei Linsen durch Drehen einer Linse entlang deren Kugeloberfläche variiert wird. Weiter beschreibt die japanische offen gelegte Patentanmeldung Nr. Hei-6-281889 einen zweiachsigen Drehantriebsmechanismus, bei dem eine plankonkave Linse fixiert ist und eine plankonvexe Linse um zwei sich senkrecht schneidende Achsen durch einen zweiachsigen Aktuator gedreht wird, um die plankonvexe Linse in die zwei axialen Richtungen entlang der Kugeloberfläche der plankonkaven Linse zu drehen.
Jedoch wirkt bei dem Prisma mit variablem Spitzenwinkel, wie es in der japanischen, offengelegten Patentanmeldung Nr. Sho-62-26957 beschrieben wird, da die Spezialflüssigkeit zwischen den zwei ebenen Glaselementen eingeschlossen ist, die mit Bälgen umhüllt sind, der Viskositätswiderstand der Flüssigkeit als Widerstand, wenn der Winkel eines flachen Glaselements variiert wird. Daher hat die Variationsgeschwindigkeit des Winkels des ebenen Glaselements eine Obergrenze und dadurch besteht das Problem, dass es schwierig ist, einer schnellen Zitterbewegung zu folgen. Weiter ist es bei einem Prisma mit variablen Spitzenwinkel, wie es in der japanischen offen gelegten Patentanmeldung Nr. Hei-6-70220 oder der japanischen offen gelegten Patentanmeldung Nr. Hei-6-281889 offen gelegt ist, aufgrund des Krümmungsradius der Kugelflächen der plankonkaven Linse und der plankonvexen Linse schwierig, da es nicht möglich ist, einen kleinen Wert einzustellen, diese Linsen um die Mitte des Krümmungsradius der Kugelflächen in einem engen Raum drehbar anzuordnen.
Bei dem zweiachsigen Drehantriebsmechanismus zur Drehung der plankonvexen Linse in den zwei Achsenrichtungen entlang der Kugeloberfläche der plankonkaven Linse, wie beschrieben in der japanischen offen gelegten Patentanmeldung Nr. Hei-6-281889, muss ein horizontales Drehelement einen Gyroskopaufbau zur Stützung eines horizontalen Drehelements über eine erste vertikale Tragwelle auf einem Linsentragelement so nutzen, dass es in horizontaler Richtung drehbar ist und auch ein vertikales Drehelement trägt, das den äußeren Rand der plankonvexen Linse an einem horizontalen Drehelement über zwei horizontale zweite Tragwellen so trägt, dass es in vertikaler Richtung drehbar ist. Dadurch ist der gesamte zweiachsige Drehantriebsmechanismus groß und mit massiven, schweren Strukturen aufgebaut. Dementsprechend ist die Trägheit groß, wenn die plankonvexe Linse in den zwei Achsenrichtungen gedreht wird, und ein Aktuator von großer Leistungsfähigkeit muss eingesetzt werden, so dass es das Problem gibt, dass die Kosten merklich wachsen und die Reaktion auf schnelle Zitterbewegungen vermindert ist.
Die US 5,424,872 betrifft eine Stabilisierungsvorrichtung und ein Verfahren zur Stabilisierung eines optischen Systems ohne Verwendung von kardanischen Aufhängungen. Die Vorrichtung weist ein festes plankonkaves Linsenelement und ein bewegliches plankonvexes Linsenelement mit den Kugelflächen der jeweiligen Linsenelemente aneinander liegen angeordnet auf. Das plankonkave Linsenelements ist fest in einem Montagerahmen angeordnet, der die Vorrichtung an dem optischen Systems anbringt. Die plankonvexe Linse ist in einem Schlitten montiert, der eine Drehbewegung des plankonvexen Elements relativ zu der plankonkaven Linse entlang zweier orthogonaler Achsen als Reaktion auf kleine Störausschläge ermöglicht, die auf das optische System übertragen werden. Eine Motorantriebseinheit fährt die plankonvexe Linse rückwärts und vorwärts entlang einer jeden der Achsen, wodurch sie die Drehbewegung der plankonvexen Linse bewirkt. Der Schlitten, in dem die plankonvexe Linse montiert ist, ist an dem Montagerahmen der plankonkaven Linse durch drei Lagerungsanordnungen montiert. Die Lagerungsanordnungen halten einen im wesentlichen einheitlichen Abstand zwischen der plankonkaven und plankonvexen Linse ein, während sie eine Bewegung der durch die Motorantriebseinheit angetriebenen plankonvexen Linse erlauben.
Unter einem Gesichtspunkt der vorliegende Erfindung ist ein Prisma mit variablem Spitzenwinkel vorgesehen mit: einer plankonkaven Linse und einer plankonvexen Linse, deren Kugelflächen (sphärische Flächen) denselben Krümmungsradius haben und einander gegenüber liegen, und Spitzenwinkel-Veränderungsmitteln zum Drehen zumindest einer von plankonkaver Linse und plankonvexer Linse um eine Drehmittenlinie relativ zu der anderen Linse entlang der sphärischen Flächen, um den Spitzenwinkel zu verändern, der zwischen den ebenen Flächen der plankonkaven Linse und plankonvexen Linse gebildet wird, wenn die Drehung der zumindest einen von plankonkaver Linse und plankonvexer Linse die ebene Fläche der einen Linse relativ zur anderen Linse neigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzenwinkel-Veränderungsmittel einen festen Drehabstützungsabschnitt umfassen, der an einer Seite der einen Linse angeordnet ist, und einen Drehantriebsabschnitt, der an der anderen Seite der einen Linse angeordnet ist, wobei die Spitzenwinkel-Veränderungsmittel, dazu eingerichtet sind, die eine Linse drehend um die Drehmittenlinie mit dem festen Drehabstützungsabschnitt in der Mitte anzutreiben, wobei die Drehmittenlinie um einen festgelegten Winkel zur Normalen der ebenen Fläche geneigt ist und durch die Mitte des Krümmungsradius der Kugelfläche der einen Linse läuft.
Gemäß dem Prisma mit variablem Spitzenwinkel der vorliegenden Erfindung, ist dieses so konstruiert, dass wenn zumindest eine der plankonkaven Linse und der plankonvexe Linse, deren Kugelflächen aneinander liegen, drehend entlang der Kugelflächen relativ zur zu anderen Linse bewegt wird, die andere Endseite der eine Linse um die Drehpunktachse an deren einer Endseite durch den Drehantriebsabschnitt so gedreht wird, dass die eine Linse stabil gedreht werden kann ohne Totgang (Spiel).
Dadurch kann die Erfindung ein Prisma mit variablem Spitzenwinkel vorsehen, das eine Kombination aus einer plankonkaven Linse und einer plankonvexen Linse aufweist, bei der zumindest eine Linse drehend einfach und stabil entlang der Kugelflächen dieser Linsen unter Verwendung eines kompakten Aktuator bewegt werden kann, und ebenso kann eine Platzersparnis erreicht werden.
Die Erfindung wird zeichnerisch mittels der Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, bei denen:
1A und 1B Zeichnungen, die ein Prisma mit variablem Spitzenwinkel zeigen, das eine Kombination eines Keiltypprisma, einer plankonkaven Linse und einer plankonvexen Linse zeigt,
2A und 2B Zeichnungen sind, die eine Bildzittern-Korrekturvorrichtung der Videokamera zeigen,
3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die einen Linsendrehmechanismus zum Antrieb einer plankonvexen Linse entsprechend einem Ausführungsbeispiel eines Prismas mit variablem Spitzenwinkel zeigt, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird,
4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die einen Drehmechanismus für den Antrieb einer plankonkaven Linse des Ausführungsbeispiels zeigt,
5 eine perspektivische Ansicht, die einen Linsendrehmechanismus der 3 zeigt,
6 eine perspektivische Ansicht, die den Drehvorgang der plankonvexen Linse in dem Linsendrehmechanismus der 5 zeigt,
7 eine perspektivische Ansicht, die einen Drehpunktachsenabschnitt des Linsendrehmechanismus zeigt,
8 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die einen Drehantriebsabschnitt des Linsendrehmechanismus zeigt,
9 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die einen Drehantriebsvorgang in dem Drehantriebsabschnitt der 8 zeigt,
10 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die den Drehantriebsabschnitt und eine Drehführung des Linsendrehmechanismus zeigt,
11 eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Motor, eine Riemenscheibe und einen Stahlriemen in dem Drehantriebsabschnitt zeigt,
12 eine perspektivische Ansicht, die die α-Umschlingung des Stahlriemens zeigt,
13 eine perspektivische Explosionsansicht, die den Drehantriebsabschnitt und die Drehführung zeigt,
14 eine perspektivische Ansicht, die die Gesamtansicht der Bildzittern-Korrekturvorrichtung zeigt,
15 eine perspektivische Ansicht, die einen Linsenhalter der Bildzittern-Korrekturvorrichtung zeigt,
16 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die ein Befestigungsverfahren der Bildzittern-Korrekturvorrichtung an dem Ende des Objektivtubus der Videokamera zeigt,
17 eine schematische, perspektivische Explosivansicht, die die Videokamera und die Bildzittern-Korrekturvorrichtung zeigt,
18 eine Zeichnung, die das Prinzip des Linsendrehmechanismus der vorliegenden Erfindung zeigt,
19 eine Zeichnung, die eine Analyse der Wirkung einer ebenen Zitterbewegung zeigt, wenn die plankonvexe Linse in dem Linsendrehmechanismus der vorliegenden Erfindung gedreht wird, und
20 eine Grafik ist, die die ebene Zittersituation zeigt, wenn die plankonvexe Linse gedreht wird.
Ein Ausführungsbeispiel eines Prismas mit variablem Spitzenwinkel, bei dem die vorliegende Erfindung für eine Bildzittern-Korrekturvorrichtung für eine Videokamera genutzt wird, wird nachfolgend beschrieben.
(Beschreibung des Prinzips eines Prismas mit variablem Spitzenwinkel)
Zunächst wird das Prinzip eines Prismas mit variablem Spitzenwinkel mit Bezug auf die 1A und 1B beschrieben. D. h., ein Keiltypprisma 1 dargestellt in 1A hat eine Brechkraft von n und einen Spitzenwinkel von α und bei diesem Keiltypprisma 1 weist die optischen Achse F1 des ausgesandten Lichts einen Brechungswinkel von θ zu der optischen Achse F des einfallenden Lichts auf. Das Verhältnis zwischen dem Brechungswinkel θ und dem Spitzenwinkel α wird dargestellt in (Gleichung 1). θ = (n – 1)α (1)
Wie in 1B dargestellt, weist das Prisma mit variablem Spitzenwinkel 2 der vorliegenden Erfindung eine plankonkave Linse 3 und eine plankonvexe Linse 4 auf und diese plankonkave Linse 3 und plankonvexe Linse 4 liegen einander jeweils so gegenüber, dass sie einen geringfügigen Spalt 5 zwischen deren Kugelflächen 3a und 4a einhalten. Die plankonkave Linse 3 und die plankonvexe Linse 4 sind so entworfen, dass sie dieselbe Brechkraft n haben, und so, dass deren Kugelflächen denselben Krümmungsradius haben. Wie durch eine gestrichelten Linie in 1B dargestellt, bricht das Prisma mit variablem Spitzenwinkel 2 das Licht nicht, wenn die ebenen Flächen 3b und 4b der plankonkaven Linse 3 und der plankonvexen Linse 4 senkrecht zu der optischen Achse F sind. Wenn jedoch die plankonkave Linse 3 und die plankonvexe Linse 4 zu einander in Richtung eines Pfeils x entlang deren Kugelflächen 3b und 4b relativ zueinander verdreht sind, um einen Spitzenwinkel α zwischen den ebenen Flächen 3b und 4b wie durch eine durchgehende Linie in 1B dargestellt zu bilden, bildet sich die optischen Achse F1 des ausgesandten Lichtes gegenüber der optischen Achse F des einfallenden Lichts entsprechend (Gleichung 1) wie zu dem Keiltypprisma 1.
Deshalb können durch Einstellung der relativen Drehrichtung der plankonkaven Linse 3 und der plankonvexen Linse 4 entlang der Kugelflächen 3a und 4b in zwei zueinander senkrechte axiale Richtungen und freies Steuern des Drehwinkels dazwischen die Werte der Brechungsrichtung und der Brechungswinkel θ der optischen Achse F1 des ausgesandten Lichts in Auf- und Abwärtsrichtung und in Recht- und Linksrichtung frei variiert werden. Dieses Prinzip wird bei einer Bildzittern-Korrekturvorrichtung für eine Videokamera angewandt, die als nächstes beschrieben wird.
(Zusammenfassung einer Bildzittern-Korrekturvorrichtung für eine Videokamera)
Als Nächstes wird die Zusammenfassung der Bildzittern-Korrekturvorrichtung für eine Videokamera mit Bezug auf die 2A und 2B beschrieben. D. h., die Bildzittern-Korrekturvorrichtung 6 enthält das Prisma mit variablem Spitzenwinkel, das in 1B dargestellt ist, und dieses ist an der optischen Achse F einer Abbildungslinse 18 an dieser an der Spitze eines Objektivtubus 9 befestigt, der in diesem die Abbildungslinse 8 einer Videokamera 7 enthält. Die Bildzittern-Korrekturvorrichtung 6 enthält einen Bildzitterstärke-Erfassungssensor (nicht dargestellt) zur Erfassung der Zitterrichtung und der Zitterstärke der Zitterbewegungen, der Vibrationen oder ähnlichem der Videokamera 7 in den zwei senkrechten Achsenrichtungen. Als Erstes zeigt die 2A einen stationären Zustand der Videokamera 7 während eines Videoaufnahmenvorgangs. Zu diesem Zeitpunkt wird ein einfallendes Licht F1 zu einem Gegenstand H auf der optischen Achse F der Abbildungslinse durch das Prisma mit variablem Spitzenwinkel 2 projiziert und das Bild des Gegenstands wird genau auf den zentralen Abschnitt eines Bildaufnahmeelements 10 wie etwa einer CCD oder ähnliches fokussiert.
Als nächstes zeigt 2B eine Zitterbewegung wie etwa ein Kamerazittern oder ähnliches während des Videoaufnahmenvorgangs. Wenn die Videokamera 7 zittert, wird die Zitterrichtungen und die Zitterstärke der Videokamera durch den Zitterstärke-Erfassungssensor erfasst und die Kamerazitter-Korrekturvorrichtung 6 variiert den Spitzenwinkel α des Prismas mit variablem Spitzenwinkel 2 so, dass die Zitterstärke auf der Basis des Ausgabewerts des Zitterstärke-Erfassungssensors eliminiert wird. D. h. wenn die Videokamera 6 in der Richtungen eines Pfeils X₁ zittert, werden die plankonkave Linse 3 und die plankonvexe Linse 4 relativ in Richtung eines Pfeils X₂ so bewegt, dass sie die Zitterstärke auslöschen, um den Spitzenwinkel α so zu variieren, dass sie die Zitterstärke der Videokamera auslöschen. Zu diesem Zeitpunkt wird das von dem Gegenstand H einfallende Licht F₁ um einen Winkel θ in der Richtung wie ein Pfeil X₁ zu der optischen Achse F der Abbildungslinse 7 gebrochen, um das Zittermaß auszulöschen und das Gegenstandsbild H wird auf den zentralen Abschnitt des Abbildungselements 10 fokussiert. D. h., unabhängig von den Zittern der Videokamera in Richtung des Pfeils X₁ wird die Zitterstärke durch Variieren des Spitzenwinkels α des Prismas mit variablem Spitzenwinkel 2 ausgelöscht, um eine solche optischen Korrektur durchzuführen, dass die Ablenkung des Gegenstandsbilds H ausgelöscht wird, das auf dem Abbildungselement 10 fokussiert werden soll.
(Beschreibung des Prinzips des Linsendrehmechanismus des Prismas mit variablem Spitzenwinkel)
Als nächstes wird das Prinzip eines Linsendrehmechanismus des Prismas mit variablem Spitzenwinkel mit Bezug auf die 3, 14, 18 bis 20 beschrieben. D. h., wenn die in 1B dargestellte plankonkave Linse 3 und die plankonvexe Linse 4 des Prismas mit variablem Spitzenwinkel 2 relativ zu deren Kugelflächen 3a und 4a gedreht werden, kann der Linsendrehmechanismus 11 diese Linsen unter Verwendung eines kompakten Aktuators leicht drehen und diese Linsen können stabil ohne verlust- und spielfrei gedreht werden, da deren Kugelflächen nicht miteinander in Kontakt sind und ein geringfügigen Spalt 5 zwischen den Kugelflächen diese Linsen bestehen bleibt. Zusätzlich kann Platz gespart werden und die Reaktion kann auf Grund des kompakten Aufbaus der gesamten Linsendrehvorrichtung 11 verbessert werden.
Daher wird das Drehantriebsprinzip der plankonvexen Linse 4 mit Bezug auf die 3, 4 und 18 beschrieben. D. h., wenn der Krümmungsradius R der Kugelfläche 4a der plankonvexen Linse 4 gleich zu dem Krümmungsradius der virtuellen Kugel B mit einem großen Durchmesser ist, so läuft die Senkrechte X₁, die durch die Mitte O₁ der Kugelfläche 4a der plankonvexen Linse 4 läuft und senkrecht zu der ebenen Fläche 4b der plankonvexen Linse 4b ist, durch die Mitte O₂ der virtuellen Kugel B.
Hier ist, wenn die plankonvexe Linse 4 in Richtung eines Pfeils x um die Drehmittenlinie X₂ gedreht wird, die eine Bezugslinie in einer radialen Richtung ist, die zu der Normallinie X₁ um einen festgelegten Winkel θ₁ geneigt ist und durch die Mitte O₂ der virtuellen Kugel B läuft, die Kugelfläche 4a der plankonvexen Linse 4 niemals außerhalb der Kugelfläche der virtuellen Kugel, wenn der Krümmungsradius R konstant ist. D. h., die Kugelfläche 4a der plankonvexen Linse 4 wird in Richtung des Pfeils x genau entlang der Kugelfläche der virtuellen Kugel B gedreht. Ferner ist es überflüssig zu erwähnen, dass sogar, wenn die Drehbezugsfläche Z, die senkrecht zu der Drehmittenlinie X₂ in der Richtung des Pfeils x um die Drehmittenlinie X₂ gedreht wird, die Drehbezugsfläche Z nie variiert.
Eine Endseite 4c der plankonvexen Linse 4c wird auf der Drehmittenlinie X₂ durch den Drehabstützungsabschnitt 12 gehalten und der Drehantriebsabschnitt 13 ist an der anderen Endseite 4d der plankonvexen Linse 4 angeordnet. Die plankonvexe Linse 4 wird in Richtung des Pfeils x um die Drehmittenlinie X₂ mit dem Drehpunktachsenabschnitt in der Mitte durch den Drehantriebsabschnitt 13 gedreht, während die anderen Endseite 4d entlang der Drehbezugsfläche Z durch eine Drehführung 14, die als Führungsmittel dient, geführt wird, wodurch der Krümmungsradius R konstant gehalten werden kann und die plankonvexe Linse 4 in Richtung des Pfeils x gedreht werden kann, während die Kugelfläche 4a der plankonvexen Linse 4 genau entlang der Kugelfläche der virtuellen Kugel B gehalten wird. Dies erlaubt der plankonkaven Linse 3 und der plankonvexen Linse 4 relativ und stabil in Richtung des Pfeils gedreht zu werden, während der kleine Spalt 5 zwischen den Kugelflächen 3a und 4a dieser Linsen, wie in 1B dargestellt, aufrechterhalten wird.
Bei dem Linsendrehmechanismus 11 wird, wenn die senkrechte X₁ der plankonvexen Linse 4 auf der optischen Achse angeordnet wird, dargestellt in 1A und 1B und 2A und 2B, die plankonvexe Linse 4 um die Drehmittenlinie X₂ gedreht, die zu der optischen Achse F um einen festgelegten Winkel θ₁ geneigt ist, und so ist der Ort der Drehbewegung der plankonvexen Linse 4 nicht geradlinig, sondern gekrümmt. Daher neigt die Drehung der plankonvexen Linse 4 die ebene Fläche 4b der plankonvexen Linse 4 zu der ebenen Fläche 3b der plankonkaven Linse 3. Entsprechend wird der Grad der Neigung der ebenen Fläche 4b der plankonvexen Linse 4 mit Bezug auf 19 betrachtet.
Die orthogonalen Raumkoordinaten werden wie folgend gesetzt: die z-Achse wird auf die optischen Achsenrichtung der plankonvexen Linse 4 gesetzt, die y-Achse wird auf die Richtungen gesetzt, die die Drehachse der plankonvexen Linse 4 innerhalb der Fläche senkrecht zu der z-Achse enthält und die x-Achse wird senkrecht zu der z-Achse gesetzt. Das Bezugszeichen 101 bezeichnet einen Normalenvektor (Länge L) der einen anfängliche Neigung der ebenen Linsenfläche darstellt, und sein Anfangspunkt wird auf den Ursprung dieses Koordinatensystems gesetzt. Bezugszeichen 103 bezeichnet einen Linie, die durch den Ursprung läuft und parallel zu der Drehachse ist, und ein Schnittwinkel zwischen der Linie und der z-Achse ist gleich zu α. Bezugszeichen 101 wird um die Linie 103 gedreht.
Bezugszeichen 102 bezeichnet einen Normalenvektor, nachdem der Normalenvektor gedreht wurde, weil die Linse gedreht wurde. Der Endpunkt dieses Vektors zieht einen Kreis 104 mit einem Radius r auf der Fläche, die den Endpunkt P des Normalenvektors 101 enthält und senkrecht zu der Linie 103 ist. Hier wird r dargestellt durch (Gleichung 2). r = Lsinα (2)
Bezugszeichen 105 bezeichnet einen Ebene, die senkrecht zu der y-Achse ist, und Bezugszeichen 106 bezeichnet einen Ebene, die senkrecht zu der x-Achse ist. Die Bewegung des auf diese zwei Ebenen projizierten Vektors wird hier unten beschrieben. Zunächst wird, wenn der Bogenwinkel, den man erhält, wenn der Normalenvektor auf dem Kreis 104 gedreht wird, durch θ dargestellt wird, die Länge des Radiusvektors des Kreises 104, der auf die xy-Ebene 105 projiziert ist, durch rsin θ und diese projiziert auf die yz-Ebene 106 durch rcos θ dargestellt.
Entsprechend, die Koordinaten des Endpunkts P des gedrehten Normalvektors durch (x, y, z) darstellend, (Gleichung 3) → (Gleichung 4) → (Gleichung 5) x = rsinθ = Lsinαsinθ (3) y = r(1 – cosθ)cosα = sinαcosα(1 – cosθ) (4) z = L – r(1 – cosθ)sinα = L – Lsin2α(1 – cosθ) (5)
Entsprechend wird der Drehwinkel ϕ des auf die xz-Ebene projizierten Normalenvektors durch (Gleichung 6) und der Drehwinkel ψ des auf die xz-Ebene projizierten Normalenvektors durch (Gleichung 7) dargestellt.
Von diesen stellt ϕ den Drehwinkel in eine gewünschte Richtung und ψ eine Fehlerkomponente dar. Hier werden ϕ und ψ berechnet, wenn der Schnittwinkel α zwischen der optischen Achse und der Drehachse auf 30° eingestellt ist und das Berechnungsergebnis wird in der Grafik der 20 dargestellt. Wie aus 20 offensichtlich ist, erfüllt, wenn ϕ klein ist, z. B. ϕ gleich 1°, der Drehwinkel ψ, der senkrecht zu ϕ ist, ψ = 0, 0326° und ist so kleiner als 0,33%. Wenn jedoch der Wert von ϕ kleiner ist als der obige Wert, wird dieser Betrag auf einen vernachlässigbar kleinen Wert als Korrekturbewegung der optischen Achse reduziert.
Wie oben beschrieben, wird die Positionen der gegenüberliegenden Kugelflächen 3a und 4a sogar durch drehen der plankonvexen Linse 4 relativ zu der plankonkaven Linse 3, die der plankonvexen Linse 4 gegenüberliegend angeordnet ist, während sie einen geringen Abstand dazwischen einhält, nicht verändert und lediglich deren ebene Flächenseite wird geneigt. Daher wird lediglich der Schnittwinkel zwischen den zwei gegenüberliegenden ebenen Fläche der plankonkaven Linse und der plankonvexen Linse und somit das Prisma mit variabler Spitzenwinkel 2 gebildet. Der obige Mechanismus kann in selber Weise für die plankonkave Linse 3 ausgebildet werden. Durch betätigen dieser Linsen in den zwei senkrechten Achsenrichtungen kann die Bildzittern-Korrektur der Videokamera wie oben beschriebenen durchgeführt werden.
(Beschreibung der Bildzittern-Korrekturvorrichtung)
Als Nächstes wird die Bildzittern-Korrekturvorrichtung mit Bezug auf die 3 bis 17 beschrieben. Zunächst sind, wie dargestellt in 14 bis 17, bei der Bildzittern-Korrekturvorrichtung 6, das Prisma mit variablem Spitzenwinkel 2 mit der plankonkaven Linse 3 und der plankonvexen Linse 4 in einem zylindrischen Linsenhalter 16 installiert und ein Paar von Linsendrehmechanismen 11 zum drehen der plankonkaven Linse 3 und der plankonvexen Linse 4 in den zwei senkrechten Achsenrichtungen sind jeweils an der Außenseite des Linsenhalter 16 befestigt. Die Bildzittern-Korrekturvorrichtung 6 ist entfernbar durch den Linsenhalter 16 an dem äußeren Ende der Spitze des Objektivtubus 9, in dem die Abbildungslinse der Videokamera 7 enthalten ist, befestigt. D. h. der zylindrische Abschnitt 16a des Linsenhalters 16 ist in den Außenumfang der Spitze des Objektivtubus 9 eingesetzt und der Linsenhalter 16 ist koaxial entfernbar im Objektivtubus 9 so befestigt, dass ein Klemmring 18, der aus Gummi oder ähnlichem gebildet ist und durch mehrere Klemmschrauben klemmt, gegen den Außenumfang der Spitze des Objektivtubus 9 gepresst wird. Der Klemmring 18 wird in einer Ringform 16c gehalten, die an dem Innenumfang des Endabschnitts an der gegenüber liegenden Seite zu einem Flanschabschnitt 16 des zylindrischen Abschnitt 16a ausgebildet ist, und ist gestaltet, um in die enge Kreisrille 9a einzugreifen, die an dem Außenumfang der Spitze des Objektivtubus 9 ausgeformt ist. Weiter sind in dem Flanschabschnitt 16b, der integriert an dem Außenumfang der Spitze des zylindrischen Linsenhalterabschnitts 16a ausgebildet ist, ein Paar von drehbaren Drehpunktachsenabschnitt-Befestigungsnuten 19 und eine Drehabstützungsabschnitt-Befestigungsnut 20 an jeder der zwei Stellen, die einander gegenüber liegen an den zwei senkrechten Achsen ausgebildet, der x-Achse und der y-Achse.
Das Prisma mit variablem Spitzenwinkel, das die Kombination der plankonkaven Linse 3 und der plankonvexen Linse 4 aufweist, ist in dem Linsenhalter 16 in der Richtung senkrecht zu der optischen Achse F installiert. In diesem Fall ist die plankonkaven Linse 3 außen angeordnet, die plankonvexe Linse 4 innen angeordnet und die plankonvexe Linse 4 ist so angeordnet, dass sie näher zu der Abbildungslinse 8 an der Spitze des Objektivtubus liegt, bis zu dem Punkt, dass sie nicht in Kontakt mit der Abbildungslinse 8 kommt, wodurch sie einen kompakten Aufbau der gesamten Bildzittern-Korrekturvorrichtung 6 anstrebt. Die plankonkave Linse 3 und die plankonvexe Linse 4 sind konstruiert, um in zwei Richtungen x und y durch die entsprechenden Linsendrehmechanismen 11 auf der x-Achse und der y-Achse gedreht zu werden, die die zwei zueinander senkrechten Achsen sind.
D. h. die Ebene, die die Normale X₁ und die Drehmittenlinie X₂ der plankonvexen Linse 4 wie dargestellt in 3 enthält, ist auf der x-Achse, dargestellt in 14, angeordnet und mit Bezug auf die plankonkave Linse 3, dargestellt in 4, ist ebenso wie bei der plankonvexen Linse 4 die Ebene, die die Normale Y₁ und die Drehmittenlinie Y₂ enthält, auf der y-Achse angeordnet, dargestellt in 14. Die plankonvexe Linse 4 und die plankonkave Linse 3 werden in Pfeilrichtung x und Pfeilrichtung y durch Linsendrehmechanismen 11 mit demselben Aufbau gedreht. In der folgenden Beschreibung wird lediglich der Linsendrehmechanismus 11 der plankonvexen Linse 4 beschrieben und die Beschreibung des Linsendrehmechanismus 11 der plankonkaven Linse 3 wird ausgelassen.
D. h. zunächst wird der Drehabstützungsabschnitt 12 zum Halten eines Endes 4c der plankonvexen Linse mit Bezug auf die 3, 7, 14 und 16 beschrieben. Ein Halteelement 21 ist an einem Ende 4c der plankonvexen Linse 4 durch ein Paar von Positionierungsstiften 22 und eine Schraube 23 befestigt und eine Stahlkugel 25 ist am Außenrand der Spitze der Tragwelle 24 mit Pressung eingepasst, die in der Mitte eines Linsentragelement 21 mit Pressung eingepasst ist. An der Außenseite der Nut 19 des Flanschabschnitts 16b in dem Linsenhalter 16 ist ein im wesentlichen U-förmiges Lagerungselement 26, das so angeordnet ist, dass es sich über die Nut 19 erstreckt, an der Außenseite des Flanschabschnitt 16 durch ein paar von Positionierungsstiften 27, 28 befestigt, das Linsentragelement 21 ist in die Nut 19 von der Innenseite eingesetzt und die Stahlkugel 25 ist drehbar an der Außenseite des Lagerungselements 26 gesichert. In diesem Fall ist die Tragwelle 24 der Stahlkugel 25 drehbar durch eine Einsetzbohrung 29 eingesetzt, die in der Mitte des Lagerungselement 26 ausgebildet ist, und die Stahlkugel 25 wird so getragen, dass sie um deren Mitte ohne Spiel zwischen dem Lagerungselement 26 und einer Lagerungsabdeckung 31, die an der Außenseite des Mittelabschnitts des Lagerungselements 26 durch ein Paar von Schrauben 30 befestigt ist, bewegbar ist. Ein paar von konischen Stahlkugelaufnahmeflächen 23, die in dem Lagerungselement 26 ausgeformt sind, die Lagerungsabdeckung 31 und die Stahlkugel 25 bilden eine Drehlagerung 33. Wie dargestellt in 3 ist die Mitte der Stahlkugel 25 der Drehlagerung 33 auf der Drehmittenlinie X₂ angeordnet.
Als Nächstes wird der Drehantriebsabschnitt 13 und die Drehführung 14 der plankonvexen Linse 4 mit Bezug auf 3, 5, 6, 8 bis 14 beschrieben. In Hinsicht auf den Drehantriebsabschnitt 13 ist ein Linsentragelement 35 an dem anderen Ende 4d der plankonvexen Linse 4 durch ein Paar von Positionierungsstiften 36 und Schrauben 37 befestigt und ein Führungselement 38, das in einer bogenförmigen Form mit der Drehlagerung 33 in der Mitte konstruiert ist, ist integriert an der Spitze des Linsentragelements 35 ausgebildet. An der Außenseite der Nut 20 des Flanschabschnitts 16b in dem Linsenhalter 16 ist ein im wesentlichen bogenförmiger Motor-Befestigungstisch 39 durch ein Paar von Positionierungsstiften 40 und Schrauben 41 befestigt, der so angeordnet ist, dass er sich über die Nut 20 erstreckt. Ein kompakter Gleichstrommotor 42, der als kompakter Aktuator dient, ist vertikal an der Außenseite des Mittelabschnitts des Motor-Befestigungstisches 39 durch ein Paar von Schrauben 43 befestigt und ein Treibrad 44 das am äußeren Umfang der Spitze der Motorwelle 42a befestigt ist, ist in die Nut 20 von der Außenseite eingesetzt. Das Linsentragelement 35 und das Führungselement 38 sind in die Nut 20 von der Innenseite eingesetzt und ein Stahlriemen 45, der ein Riemen ist, ist zwischen dem Außenumfang des Treibrads 44 und dem Führungselement 38 α-umschlungen. Dies ist, wie dargestellt in 12, der Mittelabschnitt 45a in der Längsrichtung des Stahlriemens 45, wobei dieser kreisförmig um den Außenumfang des Treibrad 44 in Kreisform um 360° umschlungen ist und dann beide Endabschnitte 45 um den Außenumfang des Führungselements 38 um 360° gebogen sind. Der Mittelabschnitt 45a und beide Endabschnitt 4b sind an dem Außenumfang des Treibrads 42 und dem Fügungselement 38 befestigt, jeweils durch Schrauben 46a, 46b, die durch Schraubeneinsetzöffnungen 45c, 45d eingesetzt sind, die in dem Mittelabschnitt 45a und den beiden Endabschnitten 45 des Stahlriemens ausgebildet sind. Wie in 6 dargestellt, ist an beiden Enden in der Längsrichtung des Fügungselements 38 ein Riemenspanner 50 installiert, mit einem Spannelement 49, das gespannt wird durch Drücken des Stahlriemens 45 von der Innenseite zu beiden Seiten über einen Stift 48 mit einer Kompressionsspiralfeder 47.
In Hinblick auf die Drehführung 14 sind das Führungselement 38 und der Motor-Befestigungstisch 39 parallel zu der Drehbezugsebene Z, dargestellt in 3, konstruiert und ein Paar von Lagern 52, die als Führungsrollen dienen, sind an zwei Stellen entlang der Pfeilrichtung x an beiden Seiten der Motorwelle 42a des Motor-Befestigungstisches 39 angebracht. Zugleich sind entsprechende Lager 52 drehbar über eine Tragwelle 54 in einem Paar von Aussparungsabschnitten 53, die in dem Motor-Befestigungstisch 39 ausgebildet sind, angebracht und Lagerabdeckungen 55 sind an der Außenseite der Aussparungsabschnitte 52 durch ein Schraubenpaar 56 befestigt. Die Seitenfläche 38a an der Motor-Befestigungstischseite 39 des Führungselements 38 wird in Kontakt mit beiden Lagern 52 gebracht. Ein Druckabschnitt 57 für das Drücken der Seitenflächen 38 gegen beide Lager 52 ist mit einem Paar von Führungsstiften 58 ausgebildet, die parallel an der zu der Motorseite 42 des Motor-Befestigungstisches 39 gegenüberliegenden Seite angebracht sind, mit einer Rollentragplatte 59, die verschiebbar entlang dieser Führungsstifte 58 angebracht ist, mit einer Führungsrolle 62, die drehbar an dem Mittelabschnitt der Rollentragplatte 59 durch eine Tragwelle 60 und ein Lager 61 befestigt ist, und mit einem Paar von Kompressionsspiralfedern 63, die in den Umfang des Paars von Führungsstiften 58 gesetzt sind, um die Rollentragplatte 59 zu der Motor-Befestigungstischseite 39 parallel zu drücken und die Führungsrolle 62 an die Seitenfläche 38b an der gegenüberliegenden Seite zu dem Motor-Befestigungstisch 39 des Fügungselements 38 zu drücken.
Der Linsendrehmechanismus der plankonvexen Linse 11 ist aufgebaut wie oben beschrieben. Wenn das Treibrad 44 nach vorne in Richtung eines Pfeils x_a durch den Motor 42 gedreht wird, wie dargestellt in 6 und 9, wird das Führungselement 38 verlust- und spielfrei in Richtung eines Pfeils x_b zugleich mit dem Linsentragelement 35 durch den α-umschlungenen Stahlriemen 45 nach vorne gedreht. Weiter wird umgekehrt, wenn das Treibrad 44 rückwärts in Richtung eines Pfeils x_a' durch den Motor 42 gedreht wird, das Führungselement 38 ebenso rückwärts in Richtung eines Pfeils x_b', zusammen mit dem Linsentragelement 35 durch den Stahlriemen 45 gedreht. Zugleich wird, da die Führungsrolle 62 die andere Seitenfläche 38b des Führungselements 38 jederzeit durch das Paar von Kompressionsspiralfedern des Druckabschnitts 57 andrückt, jederzeit eine Seitenfläche 38a des Führungselements 38 gegen das Lagerpaar 52 gedrückt und das Führungselements 38 wird sanft in Richtung der Pfeile x_b und x_b' verlust- und spielfrei bewegt, während es zusammen mit dem Linsentragelement 35 durch das Lagerpaar 52 geführt wird.
Wenn das andere Ende 4d der plankonvexen Linse 4 sanft in Richtung des Pfeils x_b und der Richtung des Pfeils x_b' verlust- und spielfrei durch das Linsentragelement 35 gedreht wird, wird die plankonvexe Linse 4 in Richtungen der Pfeile x_b und x_b' entlang der Drehbezugsebene Z um die Drehmittenlinie X₂ mit dem Drehlager 33 auf der Drehmittenlinie X₂, dargestellt in 3, an der Drehmitte gedreht. Entsprechend wird, wie mit Bezug auf 1b beschrieben, die plankonvexe Linse 4 relativ in Richtung des Pfeils x entlang der Oberfläche 3a der plankonkaven Linse 3 gedreht, während sie genau einen geringfügigen Spalt 5 zwischen den Oberflächen 3a und 4a der plankonkaven Linse 3 und der plankonvexen Linse 4 beibehält, um den Spitzenwinkel α zwischen den ebenen Flächen 3b und 4b der plankonkaven Linse 3 und der plankonvexen Linse 4 zu variieren, wobei die optische Korrektur der optischen Achse F aufgrund der Zitterbewegung der Videokamera 7 wie beschrieben mit Bezug auf die 2a und 2b mit hoher Präzision durchgeführt werden kann.
Bei dem in 3 und 4 dargestellten Linsendrehmechanismus 11 ist es ausreichend, dass die Drehlagerung 33 an dem Linsenhalter 16 montiert ist, der als Rahmen an einem Punkt auf den Drehmittenlinien X₂ und Y₂ dient, und es ist nicht notwendig, dass die Tragwelle, usw. über die Mitte O₂ der Kugel mit einem großen Durchmesser, die Kugelflächen 3a und 4a der plankonkaven Linse 3 und der plankonvexen Linse 4 entsprechend einem Teil der Kugelfläche der Kugel, um die plankonkaven Linse 3 und die plankonvex Linse 4 drehbar zu tragen, herausragen. Entsprechend bewirkt die Raumersparnis des Linsendrehmechanismus eine starke Reduzierung in Größe und Gewicht der Bildzittern-Korrekturvorrichtung 6.
Verschiedene Veränderungen können vorgenommen werden, z. B. ist der Linsendrehmechanismus der beschriebene Linsendrehmechanismus 11 nicht beschränkt auf den Linseantrieb des Prismas mit variablem Spitzenwinkel 2 und dieser ist beispielsweise verwendbar bei einem Mechanismus zum Schwenken einer gesamten Videokamera oder anderen Arten von drehbaren Bewegungsmechanismen. Weiter können verschiedene Strukturen für den Drehabstützungsabschnitt 12, den Drehantriebsabschnitt 13 und die Drehführung 14 in dem Linsendrehmechanismus 11 eingesetzt werden.
Das Prisma mit variablem Spitzenwinkel und die so konstruierte Videokamera haben die folgenden Auswirkungen.
Wenn zumindest eine der plankonkaven Linse und plankonvexen Linse, deren Kugelflächen einander gegenüberstehen entlang dieser Kugelflächen relativ zu der anderen Linse gedreht wird, mit dem Drehabstützungsabschnitt des einen Endes der eine Linse in der Mitte, wird deren anderes Ende durch den Drehantriebsabschnitt gedreht, wobei die eine Linse stabil spielfrei gedreht wird. Daher kann anders als bei herkömmlichen gyroskopischen Aufbauten, die eine Linse innerhalb eines beschränkten Raumes gedreht werden, und der kompakte und leichte Aufbau des Prismas mit variablen Spitzenwinkel kann erreicht werden. Weiter können sowohl das eine wie auch das andere Ende der einen Linse gehalten werden, so dass die eine Linse mit hoher Präzision ohne Auftreten eines Linsenfallens oder ähnlichem gedreht werden kann und dadurch die Bildziffer-Korrektur, etc. der Videokamera mit hoher Präzision durchgeführt werden.
Wenn zumindest eine der plankonkaven Linse und plankonvexen Linse, deren Kugelflächen einander gegenüberstehen, entlang dieser Kugelflächen relativ zu der anderen Linse gedreht wird, wird die eine Linse um die Drehmittenlinie gedreht, die zu der Normalen der ebenen Fläche der einen Linse um einen festgelegten Winkel geneigt ist. Daher kann die eine Linse einfach entlang der Kugelfläche der anderen Linse gedreht werden.
Wenn zumindest eine der plankonkaven Linse und plankonvexen Linse, deren Kugelflächen einander gegenüberstehen, entlang dieser Kugelflächen relativ zu der anderen Linse gedreht wird, wird die eine Linse um die Drehmittenlinie gedreht, die zu der Normalen der ebenen Fläche der einen Linse um einen festgelegten Winkel geneigt ist und durch die Mitte des Krümmungsradius der Kugelfläche der anderen Linse läuft. Daher kann die eine Linse genau entlang der Kugelfläche der anderen Linse gedreht werden, während ein Spalt zwischen den Kugelflächen der plankonkaven Linse und der plankonvexen Linse besteht.
Der Drehabstützungsabschnitt der einen Linse wird durch ein Drehlager gebildet. Daher kann das Drehlager einfach an einem Punkt auf der Drehmittenlinie, die zu der Normalen der ebenen Fläche der einen Linse um einen festgelegten Winkel geneigt ist und durch die Mitte des Krümmungsradius der Kugelfläche der anderen Linse läuft, gelegt werden, so dass der Aufbau und der Herstellungsprozess einfach sind.
Es sind Führungsmittel zur Führung der einen Linse entlang der Drehbezugsfläche vorgesehen, die senkrecht zu der Drehmittenlinie der einen Linse ist. Daher ist im Vergleich mit einem Prisma, bei dem eine Linse durch die Kugelfläche oder Zylinderfläche der Linse geführt wird, der Drehwiderstand der einen Linse kleiner und die andere Linse kann sanft unter Verwendung eines kompakten Aktuators gedreht werden. Daher kann eine Platzersparnis und Leistungsersparnis sowie die Verbesserung der Spitzenwinkelvariierungsgeschwindigkeit verwirklicht werden. Daher wird die Reaktionen auf eine Bildziffer-Korrektur, wenn die Bildziter-Vorrichtung für eine Videokamera verwendet wird, dramatisch verbessert.
Die eine Linse wird durch den Riemen gedreht, der α-umschlungen um den äußeren Umfang des durch den Motor gedrehten Treibrads ist. Daher kann die Linse mit einem einfachen Aufbau und verlust- und spielfrei gedreht werden, sodass der Spitzenwinkel mit hoher Präzision variiert werden kann.
Der Spalt ist zwischen den Kugelflächen der plankonkaven Linse und der plankonvexen Linse ausgebildet. Daher können die Kugelflächen der plankonkaven Linse und der plankonvexen Linse von vorne herein vor einem aufeinander gleiten und beschädigt werden bewahrt werden, wenn der Spitzenwinkel verändert wird.
Ein Prisma mit variablem Spitzenwinkel, das kompakt und leicht ist und eine hohe Reaktion hat, ist an der Spitze des Objektivtubus befestigt. Daher kann die Videokamera vor einer Vergrößerung und einem höheren Gewicht wegen der Installation des Prismas mit variablen Spitzenwinkel bewahrt werden und daher kann die Benutzbarkeit bei Videoaufnahmevorgängen dramatisch verbessert werden.

Claims

Prisma mit variablem Spitzenwinkel mit: einer plankonkaven Linse (3) und einer plankonvexen Linse (4), deren sphärische Flächen (3a, 4a) denselben Krümmungsradius (R) haben und einander gegenüber liegen, und Spitzenwinkel-Veränderungsmitteln (6) zum Drehen zumindest einer von plankonkaver Linse (3) und plankonvexer Linse (4) um eine Drehmittenlinie (X₂, Y₂) relativ zu der anderen Linse entlang der sphärischen Flächen (3a, 4a), um den Spitzenwinkel (α) zu verändern, der zwischen den ebenen Flächen (3b, 4b) der plankonkaven Linse (3) und plankonvexen Linse (4) gebildet wird, wenn die Drehung der zumindest einen von plankonkaver Linse (3) und plankonvexer Linse (4) die ebene Fläche (36, 46) der einen Linse (3, 4) relativ zur anderen Linse (3, 4) neigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzenwinkel-Veränderungsmittel (6) einen festen Drehabstützungsabschnitt (12) umfassen, der an einer Seite (3c, 4c) der einen Linse angeordnet ist, und einen Drehantriebsabschnitt (13), der an der anderen Seite (3d, 4d) der einen Linse angeordnet ist, wobei die Spitzenwinkel-Veränderungsmittel (6), dazu eingerichtet sind, die eine Linse (3, 4) drehend um die Drehmittenlinie (X₂, Y₂) mit dem festen Drehabstützungsabschnitt (12) in der Mitte anzutreiben, wobei die Drehmittenlinie (X₂, Y₂) um einen festgelegten Winkel (θ₁) zur Normalen der ebenen Fläche (3b, 4b) geneigt ist und durch die Mitte des Krümmungsradius (R) der sphärischen Fläche (3a, 4a) der einen Linse (3, 4) läuft.
Prisma mit variablem Spitzenwinkel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehabstützungsabschnitt (12) der einen Linse (3, 4) mit einem Drehlager (32) aufgebaut ist.
Prisma mit variablem Spitzenwinkel nach Anspruch 2, weiter mit Mitteln (14) zur Führung der einen Linse (3, 4) entlang einer Drehbezugsfläche (Z), die senkrecht zu der Drehmittenlinie (X₂, Y₂) der einen Linse (3, 4) ist.
Prisma mit variablem Spitzenwinkel nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, wobei ein Spalt (5) zwischen der plankonkaven Linse (3) und der plankonvexen Linse (4) ausgebildet ist.
Videokamera mit einem Objektivtubus (9) und einem Prisma mit variablem Spitzenwinkel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das am Ende des Objektivtubus (9) befestigt ist.