SE426883B - Bildstabiliserat optiskt instrument - Google Patents
Bildstabiliserat optiskt instrumentInfo
- Publication number
- SE426883B SE426883B SE8103984A SE8103984A SE426883B SE 426883 B SE426883 B SE 426883B SE 8103984 A SE8103984 A SE 8103984A SE 8103984 A SE8103984 A SE 8103984A SE 426883 B SE426883 B SE 426883B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- stabilized
- optical
- instrument according
- lens
- optical element
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
- G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Telescopes (AREA)
Description
10
15
20
25
30
35
40
8105984-4_
2
mycket komplicerade. Detta har att göra med att det är mycket
svårt att finna någon lösning som ger exakt lika stor stabiliserings-
grad för de två delkikarna, så att dubblering av bilderna'eller
oskärpa ej uppstår. Rent allmänt kan alla monokulära lösningar.-
konverteras till binokulära, om de två stabíliserade optiska I
elementen för vänster och höger delkikare förbinds med mekaniska
överbryggningar. Detta är gjort enligt US-PS 2 829 557, vilket
kräver mycket stor precision rent mekaniskt och detta; tillsammans
med den allmänna mekaniska komplexiteten med många pivotaxlar gör
denna typ av lösning opraktisk. Följaktligen finns det behov av
en lösning där en enda del stabilíserar bilden i båda de1kikarna.;
Sådana lösningar är kända, men dessa har hittills varit mycket
komplicerade rent optiskt. I US-PS 3 460 881 visas en sådan lös-
ning, där en mångfald speglar finns, men där bildvändníngen till
slut sker med linser. En annan liknande lösning visas i US-PS
3 915 550, där för övrigt en del nämns rent allmänt om stabilísering
av binokulära intrument och om problem i samband med detta. Lös-
ningar har även tagits fram där "beam splitting" sker efter det
stabiliserade elementet. Detta arrangemang tillåter visserligen
användande av båda ögonen, men ljusstyrkan blir med nödvändighet
reducerad och inget stereoskopiskt seende erhålls.
Av ovanstående framgår att ingen enkel och samtidigt väl fungerande
lösning hittills varit känd, varken för monokulära eller binokulära
instrument.
Syftet med föreliggande uppfinning är bland annat att möjlig-
göra monokulära och binokulära instrument med bildstabilisering
utan någon av de nackdelar nämnda ovan.
Detta är möjligt genom att uppfinningen erhållit de i patent-
kraven angivna kännetecknen. .
En fördel med uppfinningen är att objektívet är stabiliserat,
vilket medför att införande av bildstabilisering ej ställer ytter-
ligare krav på detta, jämfört med ett ostabiliserat instrument;
således kan standardobjektiv med fördel användas. Bland andra för-
delar märks:
Optiken kan varieras på en mängd olika sätt.
Endast de fyra reflekterande ytor, som behövs för bildvändning,
är nödvändiga i det enklaste utförandet av kikare.
Den stabiliserade delen har ett i förhållande till instrumentlängden
högt tröghetsmoment. '
Pivotpunkten kan placeras både inne i och utanför strålknippet
10
15
20
30
40
3 8103984-4
från objektiva, vnke: medför att största frihet vid val av
lager erhålls.
En enkel stabíliserad dubbelkikare utan de nackdelar andra sådana
konstruktioner hittills varit behäftade med möjliggöres.
Övriga fördelar och särdrag med denna uppfinning framgår av
följande beskrivning. Fastän denna lägger tonvikten på stabiliseríng
av kikarbild, är det uppenbart att optik utförd enligt uppfinningen
utan hinder kan användas i alla sammanhang där en fokuserad bild
skall stabiliseras omkring åtminstone en axel. Ett annat tänkbart
användningsområde är stabiliseríng av laserljus.
För bästa förståelse av uppfinningen bör några senare, ofta“
förekommande begrepp här närmare förklaras. )
Den vinkel som kikarhöljet för tillfället är vridet relativt
den stabiliserade delen, benämns här vinkelavvikelse. När vinkel-
avvikelsen är lika med noll, är den stabiliserade delen i sitt
centrala läge. Med "optiska axeln" menas hädanefter den linje som
definieras av objektivlinssystemets optiska axel då vinkelav-
vikelsen är lika med noll. Slutligen mäste skillnaden mellan dimen-
sionering för kikarstabilisering och kamerastabilisering klargöras.
Vid bildstabilisering av en kamera skall de fokuserade strålarna
från objektivet vara stabila relativt filmplanet, oavsett kamerans
rörelser. Vid bildstabilisering av en kikare skall bilden ses stabil
relativt omgivningen, vilket kräver en liten modifiering av stabili-
seringsgraden, jämfört med dimensionering för 100% kamerastabilisering.
Hur detta uppnås för olika utföringsformer av denna uppfinning visas
senare, men rent allmänt kan optik dimensionerad för kamerastabílisering
konverteras till kikarstabilisering, genom att stabiliseringsgraden
modifieras med en faktor (111/F), där F är kíkarens förstoring och
där minustecknet gäller för instrument där bilden ses rättvänd.
För att en bildstabiliserad kikare skall vara användbar måste
flera krav med avseende på mekaniken vara tillgodosedda. Den
stabíliserade delens tyngdpunkt måste befinna sig i pivotpunkten,
en svag fjäderkraft mäste sträva att driva den stabíliserade delen
till ett centralläge, och en viskös dämpning måste finnas så att
resmumsafingüngarcümpas. Mer utförligt än så beskrivs här ej detta
stabiliseringsförfarande, som förut är väl känt. Det kan dock på-
pekas att stabilísering även kan ske med hjälp av gyro. Detta ger
mycket goda stabiliseringsegenskaper, men kräver mer komplicerad
mekanik, samtidigt som kravet på driveffekt är en nackdel.
stabiliserade delen i optik utförd enligt denna
Eftersom den
,. r. ~- .--.-
10
15
20
25
30
35
40
8103984-4 4
uppfinning har ett i förhållande till instrumentlängden högt trög-
hetsmoment, är den först nämnda, enklare stabiliseringsmetoden utan
1
gyro här mycket lämplig.
Rent allmänt är beskrivningen av mekanik i efterföljande be-
skrivning mycket summarisk, dels därför att det är oväsentligt för
uppfinningen hur mekaniken i detalj utformas, dels är utformning
av sådan i samband med bildstabilisering väl känd. Det bör dock
noteras att eftersom den stabiliserade delen i vissa utförings-
former av denna uppfinning har oregelbunden form, måste särskild
uppmärksamhet ägnas åt att minimera tröghetsprodukten omkring alla
axlar ortogonala mot siktlinjen. ' _
Uppfinningen kommer i det följande närmare att beskrivas i
form av exempel under hänvisning till ritningen, vari fig. 1-5
visar uppfinningens princip tillämpad vid en kikare, fig. 4 visar
schematiskt användandet av en viss typ av optiska element vid en
kikare, fig. 5 visar ett element ingående däri, fig. 6 visar
schematiskt användandet av en andra typ optiska element och
fig. 7 ytterligare en typ av optiska element i samband med upp-
finningen och fig. 8 och 9 visar schematiskt uppfinningen till-
lämpad vid en dubbelkikare, fig. 10 visar ett alternativ till denna
och fig. 11 visar ännu ett alternativ av uppfinningens tillämpning
vid en dubbelkíkare. Den allmänna principen för föreliggande upp-
finning förklaras i samband med fig. 1, 2 ochså schematiskt visande
uppfinningen i samband med en kikare.
Den stabiliserade delen består av objektivlinsen 1 till-
sammans med det optiska elementet 2, vilket kan bestå av varje
tänkbar kombination av linser, prismor, speglar och dylikt, men
ett krav är att elementet innehåller minst en reflekterande yta.
Det bör noteras att denna stabiliserade del är mest viktig för
uppfinningen. Dess form kan varieras på en mängd olika sätt och
andra optiska element kan tillsättas, men denna del återfinns i
en eller annan form i alla varianter. _
Objektivet 1 och det optiska elementet 2 är stelt fästade
till varandra med en arm eller överbryggning 3, på vilken två
lämpligt dimensionerade motvikter 4 och 5 med fördel kan fästas.
Ett andra optískt element 6 är, liksom okularet.9, stelt fäst
till kikarens hölje 7, och är följaktligen ostabiliserat. Ljus-
strålar från ett betraktat föremål passerar först det skyddande
plana fönstret 8 och sedan objektivet 1, passerar_därefter
elementen 2 och 6 och slutligen okularet 9. Den stabiliserade
10
15
20
ZS
30
35
40
8103984-4
delen är vridbart lagrad väsentligen utan friktion i en pivot-
punkt 30 (ej visad i fig. 1), vars exakta läge senare diskuteras.
1 det fa11 kikarbiia skaii stabiliseras, finns rotatíonsffiher
omkring alla axlar vinkelräta mot siktlinjen, men ej runt denna:
Funktionen rent allmänt inses bäst om fíg. 2 betraktas, vilken
visar samma kikare som fig. 1, men en vinkelavvíkelse u har nu
uppstått; således har höljet 7 oavsiktligt vridits vinkeln u runt
pivotpunkten 30. Den stabiliserade delens läge förblir detsamma
som visas i fig. 1. Av detta följer att ljusstrålarnas läge efter
reflektion i element 2 är oberoende av den ostabiliserade optikens
läge. Om pivotpunkten är korrekt placerad, riktar det ostabiliserade
elementet 6 ljuset mot okularet 9 på så sätt att en stabil bild
erhålls, oavsett vinkelavvikelsen.
Under förutsättning att ljuset från det betraktade avlägsna
föremålet först endast passerar fullständigt stabiliserad optik
och sedan endast passerar ostabiliserad optik, kan följande visas:
Om pivotpunkten befinner sig exakt där objektivets brännpunkt A
(fíg. 1) skulle ha varit lokaliserad om inte det ostabiliserade
elementet 6 skulle ha funnits, erhålles alltid dimensionering för
kamerastabilisering oavsett hur de optiska elementen 2 och 6 är
utförda. Således kan dessa utföras som porroprismor, planspeglar,
kubhörnselement eller dylikt, och de kan ocksâ, så länge minst en
reflekterande yta också ingår, innehålla linser. Ovanstående regel,
med ovan nämnda förutsättning, är allmängiltig.
Kíkaren visad i fig. 1, 2 och 3 uppfyller ej helt ovanstående
krav; täckskivan 8 är uppenbarligen ostabiliserad, men detta
fönsters optiska effekt kan försummas om dess ytor är plana och
parallella.
Vid dimensionering för kikarstabilisering måste pivotpunkten
förskjutas något från den punkt som ger kamerastabilisering (punkt A)
längs den linje som definieras av optiska axeln, där denna skulle
ha varit belägen om det ostabiliserade elementet 6 tänkes borttaget.
För att uppnå största klarhet i framställningen, benämns denna
linje hädanefter linje L, och visas streckad i alla figurer; Hur
långt och åt vilket håll pivotpunkten ska förskjutas från punkt A
längs linjen L, beror på okulnrets foknllängd fok och hur det
ostabiliserade optiska elementet är utfört, förutsatt att detta ej
innehåller några linser. Det kan noteras att om det ostabiliserade
elementet 6 innehåller en eller flera linser, skall längden fok
ersättas med längden D, där D är lika med objektivets fokallängd
10
15
20
25
30
40
8105984-4
dividerat med instrumentets förstoring. Finns inga linser mellan
iobjektiv och okular, gäller självfallet D=fok. Några specialfall'
beskrivas nedan, där för enkelhets skull inga linser ingår mellan
objektiv och okular. 1
I fig. 4 visas de väsentliga delarna av en kikare, där ett
trefaldigt reflekterande prisma 10 ingår, närmare visat i fig. 5.
Detta element har den egenskapen att det återkastar ljuset oroterat
runt optiska axeln 11 i likhet med en plan spegel, men translaterat
sträckan E, under förutsättning att de reflekterande planen 12, 13
och 14 är så orienterade, att vart och ett av dem innehåller en a
linje som är parallell med en linje i de andra planen. För_närmare\
beskrivning hänvisas till US-PS 3 475 073, där även andra alternativa
element med likvärdiga optiska egenskaper visas. Vidare ingår i
denna kikare en planspegel 15 och ett takprisma 16, vilka är orienterade
så, att de tre ingående reflekterande ytorna är inbördes vinkel-
räta. Dessa ytor bildar väsentligen ett kubhörn, och hädanefter
betraktas således planspegel 15 och takprisma 16 tillsammans som
ett kubhörnselement 17.
Ljus från det betraktade föremålet passerar fönstret 18 och
objektivet 1, reflekteras sedan i det tillsammans med objektivet
stabiliserade kubhörnselementet 17 innan det efter trefaldig reflek-
tion i det ostabiliserade prismat 10, passerar okularet 9: Den i
fig. 4 visade kikaren har som synes exakt samma principiella upp-
byggnad som den i samband med fig. 1 och 2 beskrivna; det tre-
faldigt reflekterande elementet 10 i fig. 4 motsvarar således
elementet 6 i fig. 1, och kubhörnselementet 17 i fig. 4 motsvarar
elementet 2 i fig. 1. Vid dimensionering för kamerastabilisering
skall pivotpunkten följaktligen placeras där objektivets bränn-
punkt skulle ha varit i det ostabiliserade prismats 10 frånvaro,
punkt A. Vid dimensionering för kikarstabilisering kräver de
optiska egenskaperna hos det ostabíliserade elementet 10 att
pivotpunkten här placeras i punkt C; således är pivotpunkten för-
skjuten från punkt A längs linjen L längden fok mg: betraktaren.
Det bör noteras att bildvändning även erhålles om de båda elementen
10 och 17 byter plats; således är ännu en variant möjlig som inne-
fattar dessa element, som kan bildstabiliseras enligt uppfinningen
och som samtidigt ger bildvändning, självfallet den där kubhörns-
elementet 17 är ostabiliserat och prismat enligt fig. 5 är stabiliserat
tillsammans med objektivet. Alla väsentliga egenskaper utmärkande
för kikaren visad i fig. 4 återfinns också i denna nya variant,
10
15
20
25
30
35
40
8103984-4
utom pivotpunktens placering vid dimensionering för kikarstabili-
sering. Denna skall här förskjutas längden fok längs linjen L
från punkten A, men i detta fall från betraktaren, så att'den i
denna variant blir belägen i punkt B. Denna punkt B återfinns,"
liksom punkt A och C, också i fig. 1 och 6.
Om ovan beskrivna optiska element används, reflekteras ljuset
sex gånger mellan objektiv och okular. Detta kan tyckas vara en
onödig komplexitet jämfört med t.ex. ett porrosystem, där endast
fyra reflektioner äger rum. Emellertid kan också ett sådant med
fördel användas i samband med bildstabilisering enligt denna upp-
finning, vilket beskrivs i samband med fig. 6. Här visas de väsent-
liga delarna av en kikare, innehållande fyra speglar, arrangerade
på välkänt sätt för bildvändning. De två inbördes vinkelräta
speglarna Z1 och 22 är stelt förbundna med objektívet 1, vilken
kombination är stabiliserad. De inbördes vinkelräta speglarna 24
och 25 är fästade till höljet (ej visat), och är således ostabíliserade.
Den principiella uppbyggnaden är som synes exakt densamma som i
fig. 1, och följaktligen skall pivotpunkten för kamerastabilisering
befinna sig där objektivets brännpunkt skulle ha varit lokaliserad
om de ostabíliserade speglarna 24 och 25 tänkes borttagna, punkt A.
Vid dimensionering för kikarstabílisering måste pivotpunkten i detta
fall delas upp i två inbördes vinkelräta axlar 26 och 27, vilka
måste placeras åtskilda, men fortfarande gäller kravet att dessa
skall skära linjen L. Det måste noteras att balans här måste finnas
omkring båda axlarna, var för sig.
Den stabiliserade delen ensam måste således vara balanserad runt
en axel, och den stabiliserade delen, tillsammans med den del av
lagret som är stabiliserad omkring endast en axel, motsvarande
"mellandelen" i en kardanring, måste balanseras omkring den andra
axeln. Pivotaxel 26, som är parallell med de ostabíliserade
speglarnas skärningslinje 28, skall placeras så att axeln 26 skär
punkt B, och pivotaxel 27, som är parallell med de stabíliserade
speglarnas skärningslínje 29, skall placeras i punkt C. De båda
pivotaxlarna 26 och 27 skall således placeras på avståndet fok
från objektivets 1 brännpunkt A, där denna skulle ha varit
lokaliserad utan de ostabíliserade speglarna 24 och 25, men på
var sin sida om denna punkt. Således blir avståndet mellan de
båda pivotaxlarna här lika med Zfok, vilket kan ge en viss komplika-
tion vid balanseringcn. Därför torde det i praktiken vara ett bra
alternativ att i detta fall dimensionera för kamorastabilísering
,......-...._ -.._-w _ --......._...._-
wu
15
20
25
30
35
40
8103984-4
och acceptera den lilla försämring som fås, vilken yttrar sig på
så sätt, att bilden ses stabil relativt synfältsbländaren och ej
relativt omgivningen. I praktiken har detta betydelse endast när
höljet beskriver extremt snabba rörelser, som t.eX. kan vara fallet
när instrumentet är fäst till ett vibrerande underlag.
Om dimensionering för kamerastabilisering på grund härav ej
är lämplig, kan andra metoder användas där nackdelen med skilda
pivotaxlar undviks. Dimensionering för kikarstabilisering behöver
här inte åstadkommas genom att pivotpunkten eller båda pivotaxlarna
flyttas från den punkt som ger dimensionering för kamerastabilisering,
utan t.ex. genom att en lins (eller flera] placeras så att kravet
att ljus från ett betraktat föremål först passerar endast full-
ständigt stabiliserad optik och sedan endast passerar ostabiliserad
optik ej är uppfyllt (den flata täckskivan framför objektivet för-
summas). Således kan t.ex..en runt en eller två axlar stabiliserad
negativ lins placeras så att ljuset passerar denna innan det passerar
okularet, eller den flata täckskivan framför objektivet kan er-
sättas av en positiv lins, vilken eventuellt kan ingå som en del
av objektivlinssystemet. Det bör noteras att om ovan exemplifierade
metoder används, kan pivotpunkten i allmänhet inte placeras exakt
på linje L. Dessa små modifikationer, som lämpligen påverkar stabili-
seringsgraden i endast relativt liten omfattning, är avsedda att
ingå i uppfinningen, men vinsten torde oftast vara liten jämfört
med komplexitetsökningen. De "extra" linserna kan också introducera
aberrationer.
Ännu en metod att ge dimensionering för kikarstabilisering
”för konstruktioner där pivotpunkten är placerad för kamerastabilisering
bör nämnas. Denna metod går ut på att med servomekanismer eller
andra medel låta den stabiliserade delen röra sig med en viss bråk-
del av höljets vridande rörelser, för att på så sätt modifiera
stabiliseringsgraden med en viss faktor. Ovan nämndes att denna
faktor skall vara lika med (1¿1/F), där F är kikarens förstoring
och där minustecknet gäller för instrument där bilden ses rättvänd.
Gm så är fallet, måste följande samband då gä1la:p=% där a är den
vinkel höljet vrider sig och d är den stabiliserade delens propor-
tíonella rörelse åt samma håll.
Nedan beskrivs i samband med fig. 7 ett utförande som medger
mycket stor vinkelavvikelse, samtidigt som ingående speglar förblir
relativt små, vilket beror på det extramt lilla avståndet mellan
pívotaxlarna och den ostabiliserade spegeln¿ Kikaren antages
10
15
20
25
30
35
40
8103984-4
här hånas horisontalt och vinkelavvikelsen är lika med noll.
Optiska axeln befinner sig då helt i horisontalplanet. Spegeln
35 är ostabiliserad och den stabiliserade delen består således av
objektivet 1 tillsammans med ett takspegelpar 37 och en spegel
38. Takspegelparet 37, vilket kan ersättas av motsvarande prisma,
består av två inbördes vinkelräta speglar 39 och 40, vilkas skär-
ningslinje 41 befinner sig i horisontalplanet.
Detta slags optik beskrivs utförligt i US-PS 3 298 770. För
kamerastabilisering skall pivotpunkten enligt den förut beskrivna
allmänna regeln befinna sig i punkt A, där objektivets brännpunkt
skulle ha varit lokaliserad om ej spegeln 35 skulle ha funnits. ,
Vid dimensionering för kikarstabilisering måste pivotpunkten här
delas upp i två inbördes vínkelräta axlar, 42 och 43, där axeln
43 ger rotationsfrihet i horisontalplanet och axel 42 i vertikal-
planet. Som synes i fig. 7 är pivotaxel 43 förskjuten från punkt
A sträckan fok mot spegel 35 längs linje L och pivotaxel 42 är
likaså förskjuten sträckan fok från punkten A, men i detta fall
parallellt med siktlinjen längs linje L. Ovan givna relationer
gäller oavsett vinkel B (se fig. 7).
Om användning av skilda pivotaxlar enligt ovan ej önskas,
finns naturligtvis möjligheten att placera pivotpunkten för kamera-
stabilisering och införa proportionell påverkning som förut be-
skrivits. En annan möjlighet är att placera pivotpunkten där axel
43 och linje L har sin skärning. Eftersom då pivotaxel 43 är
placerad för kikarstabilisering i horisontalplanet, behövs bara
en mycket liten proportionell påverkning endast i vertikalplanet,
för att ge exakt kikarstabilisering även i detta plan.
Det skulle föra alltför långt att här beskriva varje tänkbart
utförande av optik med stabilisering enligt denna uppfinning, då
ett nästan obegränsat antal variationer är tänkbara. Om inte ovan
beskrivna dimensioneringsexempel direkt kan tillämpas, får analys
ske i varje enskilt fall av vilka egenskaper optiken har, vid
dimensionering för kikarstabilisering. Vid kamerastabilisering
skall pivotpunkten som regel befinna sig där objektivets bränn-
punkt skulle ha varit lokaliserad om inte det ostabiliserade
optiska elementet skulle ha funnits, under förutsättning att ljus
från det betraktade föremålet först endast passerar fullständigt
stabílíserad optik och sedan endast passerar ostabíliserad optik.
Den ostabiliserade flata täckskivan framför objektivet kan här
bortses från.
10
15
20
25
30
40
8103984-4 D 10
Ett exempel på en enkel dubbelkikare med bildstabilisering
enligt föreliggande uppfinning beskrivs nedan i samband med fig. 8
och 9, där kikaren antages hållas horisontalt 0Ch vínkelavvikelsen
är lika med noll. Optiken för bildvåndning i de båda delkikarna'är
här väsentligen av porrotyp. Strålar från ett betraktat föremål
passerar i vänster delkikare först objektivet 1', reflekteras sedan
i de tillsammans med objektivet stabíliserade speglarna 52 och 53,
innan de efter reflektion i de inbördes vinkelräta ostabiliserade
speglarna 55 och 56, når okularet 9'. Motsvarande strålgâng finns
i höger delkikare. Den stabiliserade delen består således av de
båda objektiven 1', 1" och speglarna 46, 47, 52 och 53. Denna enhet
är kardanlagrad i pivotpunkten A, som är placerad för exakt kameral
stabilisering för de båda delkikarna: följaktligen möts de båda
objektivens brännpunkter, där de skulle ha varit utan speglarna 48,
49, 55 och 56, i samma punkt, där pivotpunkten A är belägen. Som
synes i fig. 9 befinner sig här de optiska axlarna helt i samma
plan, horisontalplanet, innan reflektion sker i de ostabiliserade
speglarna.
Om dimensionering för exakt kikarstabilisering är nödvändig,
kan proportíonell påverkning av den stabíliserade delen med fördel
tillämpas, då denna metod av naturliga skäl ej kan ge upphov till
eventuella aberrationer eller dubblering av bilderna.
För att ovan beskrivna konstruktion ska vara praktiskt använd-
bar, krävs liksom för varje annan dubbelkikare en mekanism för att
möjliggöra varierbart okularavstånd.
Ett exempel på en enkel sådan beskrivs nedan, vilken har den
fördelen att inga ytterligare optiska element introduceras och att
bara en rörlig del används. Denna del består av ett okular till-
sammans med motsvarande ostabiliserade spegelpar, och denna kombina-
tion är vridbar runt en vertikal axel, placerad för kikarstabílisering.
Om höger okular 9" väljs att vara justerbart, skall således detta
och speglarna 48 och 49 som en enhet vara vridbara en liten vinkel
runt den vertikala axeln 58 (fig. 8), som skär linje L och vars
avstånd till pívotpunkten A skall vara lika stort som okularets fokal-
längd, fok. _
Fastän ovan beskrivna dubbelkikare är fördelaktig i sin enkel-
het, har den en nackdel, som i vissa fall kan vara besvärande:
Vinkelavvikelse i vertikalplanet ger rotation av bilden åt olika
håll i de båda delkikarna, vilken rotation är beroende av vinkel-
avvikelsen och vinkeln Y, se fig. 8. Ett sätt att komma tillrätta
10
15
Z0
25
30
35
40
8103984-4
11
med detta problem är att minimera denna vinkel, vilket kan uppnås
om ett ostabiliserat rombiskt prisma 59 enligt fíg. 10 införes,
så att nödvändigt avstånd mellan okularen 9' och 9" bibehå11es._
Om vinkeln Y minimeras på ovan beskrivet eller annat sätt,
blir rotationen så liten att den i de flesta fall torde vara
acceptabel. Det måste noteras att när vínkelavvíkelsen i vertikal-
planet är liten i förhållande till det maximala värdet, vilket
oftast är fallet, är också rotationen i motsvarande grad mindre,
för att bli noll då vinkelavvikelsen är lika med noll. I bild-
fältets centrum överensstämmer alltid de båda bilderna helt. 1
Det finns emellertid en metod att helt eliminera ovanstående \
problem, vilken går ut på att kontrollera bildrotationerna på så I
sätt, att dessa sker åt samma håll och är lika stora i de båda del-
kikarna. Ett exempel på detta visas i fig. 11, där optiken i
princip är densamma som för kikaren beskriven i samband med fig. 7.
De båda objektiven 1' och 1", speglarna 64, 65, 66 och takspegel-
paret 67 är stelt fästade till varandra och stabiliserade runt pivot-
punkten A, som är placerad för exakt kamerastabilisering för de båda
delkikarna. Kravet för att lika stor vridning åt samma håll sker
i de båda delkikarna, är dels att vinklarna 5 och B (se figuren)
är lika stora, dels att ett jämnt/ojämnt antal reflektioner sker
i de ostabiliserade spegelsystemen 69 och 70. Som synes är detta krav
här uppfyllt; takspegelparet 69 reflekterar ljuset två gånger,
spegeln 70 är helt plan, följaktligen reflekteras ljuset här bara
en gång. Varíerbart okularavstånd kan här åstadkommas som ovan be-
skrivits; vilken delkikare som väljs för detta är här oväsentligt,
då planspegeln 70 och takspegelparet 69 här ger exakt samma resultat
vid vridning runt en vertikal axel. Eventuell dimensionering för
kikarstabilisering kan också för detta utförande lämpligen uppnås
genom proportíonell påverkning av den stabiliserade delen.
Flera fördelar är gemensamma för lösningar av ovan beskriven
typ: Om pivotpunkten placeras i den stabiliserade delens naturliga
tyngdpunkt, elimineras behovet av motvikt, vilket innebär att ett
praktiskt instrument kan utföras ungefär lika litet och lätt som
motsvarande ostabiliserade dubbelkikare. Den optiska och mekaniska
komplexiteten är som synes drastiskt reducerad i jämförelse med
befintliga bildstabilíserade dubbelkikare. Bidragande till detta
är den stabiliserade delens konstruktion, som medger att objektiv
av standardtyp kan väljas utan att införande av bildstabilisering
försämrar bildkvaliteten.
s1oz9s4-4 É W
Även om uppfinningen har beskrivits och visats med avseende
på vissa utföringsformer, är det uppenbart att uppfinningen ej är
begränsad till dem som anges i beskrivningen och på rítningarna,
och att många modifikationer därav är möjliga för fackmän. ' '
_____.._..___.......-_-...______-_
Claims (10)
1. Bildstabiliserat optiskt instrument, såsom exempelvis kikare eller kameror, innefattande ett hölje (7) med i strålgångens väg sett ett objektiv (1, 1', 1"), ett första optiskt element, innefattande minst en plan reflekterande yta (2; 17; 21, 22; 37, 38; 46, 47, 52, 53; 64, 65, 66,67), och ett andra optiskt element innefattande minst en plan reflekterande yta (6; 10; 24, 25; 35; 48, 49, 55, 56; 69, 70), varvid det andra optiska elementet är ostabiliserat och därmed väsentligen följer höljets rörelser, k ä n n e t e c k- n a t av att objektivet, en del eller delar av detta är stelt - förbundet med det första optiska elementet till en stabiliserad enhet, vilken är svängbar i förhållande till höljet omkring åtminstone en axel (A; B; C).
2. Instrument enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den stabiliserade enheten är svängbar omkring åtminstone två axlar (A;B;C).
3. Instrument enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att var och en av de nämnda axlarna går huvudsakligen genom den tänkta förlängningen (L) av objektivets optiska axel efter det första elementet, om det andra optiska elementet ej skulle befunnit sig i den optiska axelns väg.
4. Instrument enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k- n a t av att nämnda axlar i allt väsentligt möts i samma punkt (A), liggande väsentligen i objektivets brännpunkt på den tänkta förlängningen (L) av den optiska axeln.
5. Instrument enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k~ n a t av att det första och andra optiska elementet är bildat av vardera ett par mot varandra vínkelställda, reflekterande ytor, exempelvis porroprismor (21, 22 resp. 24, 25).
6. Instrument enligt krav 1, i form av exempelvis dubbel- kikare eller stereokameror, k ä n n e t e c k n a t av att den stabiliscrade enheten består av objektiven (1', 1") eller delar av dessa och ett till vart och ett av dessa tillordnat första optiskt element (46, 47, 52, 53; 64, 65, 66, 67), och att ett andra optiskt element (48, 49, 55, 56; 69, 70) är tillordnat resp. objektiv.
7. Instrument enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att de tänkta förlängningarna (L) av resp. objektivs optiska axlar väsentligen möts i en punkt.
8. Instrument enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a t av att var och en av de två axlar omkring vilka den stabiliserade 8103984-4 11% enheten är svängbar, går båda huvudsakligen genom de tänkta för- längningarna (L) av objektivens optiska axlar. _
9. Instrument enligt något av kraven 6-8, k ä n n e t e c k- n a t 'av att det andra ostabiliserade optiska elementet för ett av objektiven innefattar ett jämnt antal reflekterande ytor, och det andrarstabilíserade optiska elementet för det andra objektivet innefattar ett ojämnt antal reflekterande ytor.
10. Instrument enligt något av kraven 1-9, k ä n n e t e c k- n-a t av att den stabiliserade enheten är anordnad att inom ett frekvensområde av höljets vridrörelse vrida sig omkring åtminstone en axel med en acceleration huvudsakligen proportíonell mot men \ skild från accelerationen hos höljets vridrörelse i förhållande till rummet.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8103984A SE426883B (sv) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | Bildstabiliserat optiskt instrument |
AU85853/82A AU8585382A (en) | 1981-06-25 | 1982-06-18 | A stabilized-image optical instrument |
EP82901993A EP0082178B1 (en) | 1981-06-25 | 1982-06-18 | A stabilized-image optical instrument |
PCT/SE1982/000222 WO1983000067A1 (en) | 1981-06-25 | 1982-06-18 | A stabilized-image optical instrument |
DE8282901993T DE3274768D1 (en) | 1981-06-25 | 1982-06-18 | A stabilized-image optical instrument |
JP57502034A JPS58501147A (ja) | 1981-06-25 | 1982-06-18 | 像が安定した光学器具 |
US06/474,583 US4542962A (en) | 1981-06-25 | 1982-06-18 | Image-stabilized optical instrument, such as telescope and cameras |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8103984A SE426883B (sv) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | Bildstabiliserat optiskt instrument |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8103984L SE8103984L (sv) | 1982-12-26 |
SE426883B true SE426883B (sv) | 1983-02-14 |
Family
ID=20344145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8103984A SE426883B (sv) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | Bildstabiliserat optiskt instrument |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4542962A (sv) |
EP (1) | EP0082178B1 (sv) |
JP (1) | JPS58501147A (sv) |
AU (1) | AU8585382A (sv) |
DE (1) | DE3274768D1 (sv) |
SE (1) | SE426883B (sv) |
WO (1) | WO1983000067A1 (sv) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07104543B2 (ja) * | 1988-03-15 | 1995-11-13 | 株式会社ニコン | ケプラー式ファインダー光学系 |
US5122908A (en) * | 1989-04-21 | 1992-06-16 | Tinsley Laboratories, Inc. | Non-linear controller functions for inertial optical stabilizers |
US6067194A (en) * | 1997-09-29 | 2000-05-23 | Leica Camera Ag | Image stabilizing instrument |
US7642741B2 (en) * | 2005-04-27 | 2010-01-05 | Sidman Adam D | Handheld platform stabilization system employing distributed rotation sensors |
US8179078B2 (en) * | 2005-04-27 | 2012-05-15 | Sidman Adam D | Handheld or vehicle-mounted platform stabilization system |
DE102012200519A1 (de) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | Carl Zeiss Sports Optics Gmbh | Optisches System zur Abbildung eines Objekts |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3582180A (en) * | 1968-09-30 | 1971-06-01 | Daniel Gross | Device for stabilizing the images of optical instruments against movement caused by vibration of the instrument |
US3728948A (en) * | 1970-12-28 | 1973-04-24 | Dynasciences Corp | Image motion compensation mechanism |
SU414483A1 (ru) * | 1972-05-11 | 1974-02-05 | , маркшейдерского дела | Нивелир с самоустанавливающейся линиейвизирования |
JPS4977628A (sv) * | 1972-11-29 | 1974-07-26 | ||
US5582190A (en) * | 1994-10-25 | 1996-12-10 | Andrew B. Slavin | Arthroscopic surgical device and method for evaluating and relieving the symptoms of temporomandibular joint disorders |
-
1981
- 1981-06-25 SE SE8103984A patent/SE426883B/sv not_active IP Right Cessation
-
1982
- 1982-06-18 WO PCT/SE1982/000222 patent/WO1983000067A1/en active IP Right Grant
- 1982-06-18 EP EP82901993A patent/EP0082178B1/en not_active Expired
- 1982-06-18 DE DE8282901993T patent/DE3274768D1/de not_active Expired
- 1982-06-18 US US06/474,583 patent/US4542962A/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-06-18 AU AU85853/82A patent/AU8585382A/en not_active Abandoned
- 1982-06-18 JP JP57502034A patent/JPS58501147A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6261926B2 (sv) | 1987-12-24 |
JPS58501147A (ja) | 1983-07-14 |
EP0082178B1 (en) | 1986-12-17 |
US4542962A (en) | 1985-09-24 |
SE8103984L (sv) | 1982-12-26 |
WO1983000067A1 (en) | 1983-01-06 |
DE3274768D1 (en) | 1987-01-29 |
EP0082178A1 (en) | 1983-06-29 |
AU8585382A (en) | 1983-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5331457A (en) | Stereomicroscope wherein the distance between a pair of beams remains unchanged when the magnification is changed | |
US3378326A (en) | Gyroscopically controlled accidental motion compensator for optical instruments | |
CN105659138B (zh) | 光学设备、望远镜和双筒望远镜 | |
US9581828B2 (en) | Optical system for imaging an object | |
US3728948A (en) | Image motion compensation mechanism | |
US1985067A (en) | Stereoscopic rangefinder for photographic purposes | |
SE426883B (sv) | Bildstabiliserat optiskt instrument | |
US3497289A (en) | Prism variable anamorphic optical system | |
US3468595A (en) | Optical stabilization by reflecting means | |
US6384969B1 (en) | Telescope and binoculars | |
US3797915A (en) | Binocular rangefinder-viewfinder with fresnel optics | |
US3556632A (en) | Stabilized direction sighting device | |
US20220107489A1 (en) | Optical system for imaging an object, and method for operating the optical system | |
JP2016095490A (ja) | 光学系、観察光学系および光学装置 | |
US6362918B1 (en) | Compact keplerian telescope | |
US3473861A (en) | Accidental-motion compensation for optical devices | |
JP4847095B2 (ja) | 実体顕微鏡用双眼鏡筒 | |
JP3386813B2 (ja) | コンパクトなケプラー望遠鏡 | |
JP2958096B2 (ja) | 実体顕微鏡 | |
US3476011A (en) | Viewfinder including a porro reflecting system | |
NL7908187A (nl) | Gestabiliseerd optisch stelsel met een buiten de as gelegen stabilisatie-inrichting. | |
JP3454851B2 (ja) | 実体顕微鏡 | |
US3608997A (en) | Focal plane stabilization system | |
US3460881A (en) | Image stabilizer | |
JP2888408B2 (ja) | 実体顕微鏡 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAL | Patent in force |
Ref document number: 8103984-4 Format of ref document f/p: F |
|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8103984-4 Format of ref document f/p: F |