Устройство для стабилизации оптического изображения киноаппарата

Патент 1048318

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТА-. БИЛИЗАЦИИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ КИНОАППАРАТА, содержащее оптический элемент, шарнирно связанный с внутренней рамкой трехстепенного ги- . роскопа, двигатель и вращающийся фрикционный диск, контактирующий с подпружиненным упором, отличающе е с я тем, что, с целью повыщения точности стабилизации изображения, увеличения циапазона углов панорамирования при упрощении конструкции, в нем двигатель связан с внутренней рамкой гироскопа посрецством фрикционного диска, закрепленного на его валу, и подпружиненного упора, жестко соединенного с внутренней рамкой гироскопа. . - 2, Устройство по п. 1, о т л и ч а - Ю щ е е с я тем, что, с целью исклю- Q чения разномасщтабности передачи изоб ражения в двух плоскостях, оптический (Л элемент щарнирно связан с наружной рамкой гироскопа, при этом длины плеч шарниров находится в соотнощении 1:2,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU„„1048318

З(Я) 6 О С 19 00 G 01 С 21/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

y„,,- (.,"Я;. ) д, д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,""

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ив

СР

4ь, 00

00 (21 5 3411262/40-23 (22) 05.04.82 (46) 15.10.83 . Бюл. № 38 (72) С. А. Соломатин, В. Ю. Торочков и P. Ю. Толгский (71) Московское конструкторское бюро киноаппаратуры (53) 778.53-452 (088.8) (56) 1. Патент США № 3424523, кл. 252-243, -1969, 2, Авторское свидетельство СССР № 458710, кл. 5 01 С 19 ОО, 1973, 3. Новая система стабилизации изоб ражения. Рекламный проспект фирмы

"Арнольц и Рихтер". Межцунароцная выставка Телекинотехника - 80, М., 1980, (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТА

БИЛИЗАЦИИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗОБРА

ЖЯНИЯ КИНОАППАРАТА, соцержашее оптический элемент, шарнирно связанный с внутренней рамкой трехстепенного ги- . роскопа, двигатель и врашаюшийся фрикционный циск, контактируюший с поцпру жиненным упором, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации иэображения, увеличения диапазона углов панорамирования при упрошении конструкции, в нем цвигатель связан с внутренней рамкой гироскопа посрецством фрикционпого циска, закрепленного на его валу, и подпружиненного упора, жестко соединенного с внутренней рамкой гироскопа.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а1о ш е е с я тем, что, с целью исключения. разномасштабности передачи изоб« ражения в цвух плоскостях, оптический элемент шарнирно связан с наружной рамкой гироскопа, при этом цлины плеч шарниров находится в соотношении 1:2.

1 10

Изобретение относится к гироскопии, в частности к применению гиростабизизаторов в киносъемочных аппаратах, и может быть использовано для съемок в космическом, пространстве в целях космической навигации.

Известны устройства для стабилизации оптического иэображения, содержание объектив, установленный на вращающемся элементе со сферической поверхностью, самоустанавливаюшемся в соответствии со скоростью панорамирования поц цействием сил трения (1 ) ..

Недостатком этих систем является невозможность при их использовании в качестве стабилизирующих опор цля киносъемочных аппаратов производить 6blcT» рый перевод киносъемочного аппарата с одного объекта на другой и осушествлять свобоцный панорамный поиск оператором интересуюшей его сцены.

Известно также устройство для стабилизации оптического иэображения, со» держащее входной оптический элемент,. связанный с четырьмя гироскопами 2).

Однако это устройство является сложным по своему конструктивному исполнению.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для стабилизации оптического иэображения, содержащее смонтированные в корпусе оптический элемент, шарнирно связанный с внутренней рамкой трехстепенного .гироскопа, двигатель и вращаю шийся фрикционный диск, контактирующий с поцпружиненным. упором 3 ) .

Оцнако это устройство имеет ограниченные углы поворота (до 5о) вследствие того, что ротор гироскопа приводится во вращение через карцанный валик от постороннего, двигателя, укрепленного на корпусе стабилизатора. Кро ме того, разномасштабная связь гироскопа со стабилиэируемым оптическим элементом привоцит к непропорциональному смешению иэображения.

Бель изобретения - повышение точности стабилизации иэображения, увеличе ние диапазона углов панорамирования при упрощении конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем оптичес

«ий элеМент, шарнирно связанный с .внутренней рамкой трехстепенного гироскопа, двигатель и вращающийся фрикционный диск„контактирующий с подпру жиненным упором, двигатель связан с внутренней рамкой гироскопа посредств

483 18 2 вом фрикционного циска, закрепленного на его валу, и подпружиненного упора, жестко соединенного с внутренней рамкой гироскопа.

Кроме того, с цепью исключения разномасштабности иэображения в двух плоскостях оптический элемент шарнирно

:связан с наружной рамкой гироскопа, при этом длины плеч шарниров, связыва» юших оптический элемент с рамками под» веса находятся в соотношении 1:2.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - оптический элемент в виде жидкостной призмы: на фиг. 3 - схема действия сил трения в месте контакта упора с диском; на фиг. 4 вЂ” схема оптической системы с жидкостной призмой в качестве .оптического элемента; на фиг. 5 - схема оптической системы с зеркалом в каче-! стве оптического элемента, Устройство содержит гироскоп, со стоящий иэ ротора 1, внутренней рамки 2 и наружной рамки 3, рычаг 4, жестко укрепленный на внутренней рамке соосно с осью ротора, пружинный фрикционный упор 5, фрикционный циск 6, установленный на валу двигателя 7, смонтированного на том же основании, что и поцшипник наружной рамки гироскопа.

С осями вращения рамок гироскопа сое динены оси вращения оптического элемен та, выполненного либо в виде зеркала 8, закрепленного в кардановом поцвесе (ось 0„0., связана с осью О. О., и; ось 0 0 связана с осью 0202), либо в вице жидкостной призмы 9, состоящей из цвух плоскопараллельных пластин из прозрачного материала, пространство между которыми заполнено жидкостью и ограничено гофрированной оболочкой.

Устройство размещено в самостоятелт ном корпусе (не показан) и крепится к корпусу 10 киносьемочного аппарата перед обьектйвом.

Устройство работает слецуюшим образом.

Одновременно общим тумблером вклю» чаются гиромотор, привоцящий в цвиже»

50 -ние ротор 1, и цвигатель 7, привоцящий во вращение диск 6. При соприкосновении фрикционного упора 5 с циском 6 в точке их контакта возникает сила тре» ния.

Эта сила трения лежит примерно в плоскости диска и направлена по направ лению вектора линейной скорости точки контакта, но в противоположную сторону.

3 .10

На плече, равном расстоянию or-точки контакта цо точки пересечения осей ги» роскопа, эта сила созцает на осях поц веса гироскопа некоторый момент, вы зываюший преиессию ротора гироскопа, При резких угловых колебаниях корпуса 10 кинокамеры (вследствие колебания рук оператора или колебания транс портных. средств) эти колебания непосредственно не влияют на положение иэображения объекта, формируемого оптической системой кинокамеры на пленке, так как гироскоп в силу своих свойств сохраня - ет свое положение, а слецовательно, .со храняет неизменным свое положение входной оптический элемент - зеркало 8 (или призма 9).

Вместе с тем,колебание корпуса 10 кинокамеры. приводит к колебаниям цви-. тателя 7 относительно гироскопа, в ре зультате гироскоп прецессирует за осью цвигателя 7, что приводит к некоторому смешению изображения. Однако величййа кинетического моменra гироскопа, усилие пружины убора 5, цлина рычага 4 и коэффициента трения упора о циск подобраны таким образом, что для ре . альных условий работы это смешение изображения столь незначительно, что. вполне может компенсироваться оператором ири слежении за объектом съем ки.

При панорамировании корпус 10 кино камеры поворачивается относительно гироскопа, а следовательно, ось цвигателя 7 поворачивается относительно упора 5. Вследствие наступившего рас-согласования на осях поцвеса гироскопа появляются коррекционные моменты, ко торые обеспечивают преиессию (движение) оси гироскопа за корпусом кинока меры. Это цвижение гироскопа через соответствующие связи перецается опти» ческому элементу 8 (9). ТакиМ образом, практически оптический элемент движется с той же скоростью, что и корпус . кинокамеры..

После окончания панорамирования оптический элемент некоторое время еше

48318 4 двигается цо совмещенного упора 5 с центром циска 6.

Предлагаемое устройство конструктивно может выполняться в вице само стоятельной законченной конструкции, .устанавливаемой перец другим оптическим устройством (наблюдательным, фотосъемочным, следящим и np,). или является частью общей оптической системы, 1р в которую в обязательном порядке долж ны вхоцить или зеркало 8, или жидкос вная призма 9. Наличие связей межцу оптическим элементом и гироскопом (0@0 О. и 0 0 - О О„) обеслечива- ет сохранйость положейия оптического элемента стабилизированным относительно корпуса, Б общем случае эти связи могут прецставлять собой некоторый кинематический механизм (шарнирныйпараллелограмм, зубчатую ременную передачу и проч.), который обеспечивает кинематическую связь гироскопа и оптического элемента и разворачивает последний вслед за гироскопом относи тельно корпуса камеры.

Использование новых связей в устройстве цля стабилизации оптического изображения выгодно отличает его от прототипа, так как ослабляется влияние колебания аппарата на положение изображения снимаемого обьекта, увеличивается угол разворота аппарата при панорамировании, исключается разномасштабность изображения, одновременно упрощается

35 конструкция. В результате этого расширяется эксплуатационные возможности аппарата, в частности, обеспечивается свобоцный панорамный поиск оператором нужной сиены и быстрый перевод аппарата с одного объекта на другой при повышении стабильности изображения снимаемого объекта.

Кроме того, использование предлагаемого устройства в условиях космической навигации позволяет компенсировать

45 в вращение космического корабля и момен-. ты, возникающие на осях поцвеса из-за колебаний рук космонавта и других внеш них воздействий.

1048318

Составитель И. Анцрианова

Рецактор А. Долинич Техрец О.Неце Корректор B. Гирняк

Заказ 7916/16 Тираж 602 Поцписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгороц, ул. Проектная, 4