Оптический прибор
Патент 750417
Авторы
Классы МПК
Оптический прибор
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСЛНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц750417 (6 I ) Допол н и тел ь нос к а вт. с вид- ву (53 ) М. Кл. (22) Заявлено 14. 12.76 (2I ) 2429804/18-10
6 03 В 41/04 с присоединением заявки М
Пкударстеекный комитет
СССР (23) Прноритет—
Опубликовано 23.07в80 Бюллетень J% 27
Дата опубликования описания 25.07.80 ао делан кеебретеннй и открытий (53) УДК 778.35 (088.8) (72) Авторы изобретения
Д. Н. Еськов, )О. А. Степин и В. А. Торопин (7I) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИЙ ПРИБОР
Изобретение относится к оптикомеханической промышленности и может быть использовано в оптических приборах (в фото-, кино-, телевизионной и др. аппаратуре), устанавливаемых на основаниях, подверженных случайным колебаниям.
Известно ус т1ройство, обеспечивающее стабилизацию изображения путем стабилизации части аэрофотоаппарата, а именно прижимного стола с пленкой, что в совокупности с объективом, имеющим особые оптические свойства, позволяет компенсировать случайные колебвиия ивобрвивиия (11.
Однако область применения этого устройства ограничена необходимостью, использования специальных объективов и сложностью кинематики лентопротяжного тракта.
Устройства, обеспечивающие стабилизацию изображения с помощью дополнительных оптических элементов, получили в настоящее время значительно
2 большее распространение в связи с меньшими весами, габаритами и относительной простотой конструкпни, что имеет решающее значение при установке оптических приборов на основаниях, наиболее
5 остро воспринимающих нагрузку (самолеты, вертолеты, автомашины и т.д.).
В качестве таких компенсаторов используют, например специальные оптичес. кие клинья, устанавливаемые перед
1О объективом и способные в зависимости от. случайных угловых колебаний основания, измеряемых датчиком угловых скоростей, посредством механизма обработки изменять величину своего преломляющего угла и ориентацию в пространстве 21.
Наиболее близким к изобретиппо является оптический прибор со стабилизирующим устройством, содержащий объектив в оправе, регистратор изображения, датчик угловой скорости случайных колебаний и механизм отработки вызванных ими перемещений изображения относи—
750417
10 тановлены на общем основании, испытывающем случайные колебания. Механизм отработки включает в себя поворотный рычаг 5, который соединен шарнирными тягами 6 и 7 с оправой 8 линзы 9 объектива и оправой 10 линзы 11. Оправы 8 и 10 сочленены с оправой цилиндрическими направляюшими, оси которых проходят соответственно через точку
0 -центр кривизны второй поверхности ,линзы 9 и точку 07 -центр кривизны первой поверхности 11.
Объектив строит изображение наблюдаемых объектов в плоскости, совмещен25 ной с регистратором изображения 2.
При случайных колебаниях основания, все элементы оптического прибора, же:тко связанные с этим основанием, испытывают те же самые колебания, т. е. при позо вороте основания вокруг оси, перпендикулярной к плоскости чертежа, на некоторый угол, все связанные с ним элементы оптического прибора так же поворачиваются на этот угол. В результате
35 поворота оптическои оси прибора изображение с той же угловой скоростью перемещается относительно первоначального положения. Но одновременно с поворотом основания, т.е. появлением скоро40 сти перемещения изображения, датчик 3 .угловой скорости случайных колебаний выдает сигнал механизму отработки Ф перемещений изображения. При этом рычаг 5 посредством шарнирных тяг 6 и 7 пово45 рачивает оправы 8 и 10 вокруг осей, проходяших соответственно через центры кривизны 0, и Оу . В результате этих поворотов вторая поверхность линзы 8 и первая поверхность линзы 11 остаются центрированными, а соответственно первая и вторая поверхности этих линз депентрируются, вызывая перемещение изображения, обеспечивающее компенсацию скорости перемещения изображения, 55. вызванную случайными колебаниями основания.
Следует отметить, что конструкции кинематических связей между децентригде ф Ь У„ (и д дУ вЂ” абсолютные значения приращения аберрации в 1 " расчетной точке поля изображения из ряда
" 1," расчетных точек при одинаковой децентри- = роеке указанных элементов объектива;
P — разрешающая способность оптического прибора, мм .
3 тельно регистратора 3 1,. Стабилизация изображения в устройстве осуществляется путем установки перед объективом дополнительной оптической афокальной насадки, состоящей из двух линз, образующих клин с переменным преломляющим углом. При этом одна из линз жестко закреплена на оправе объектива, а другая, подвижная, связана с датчиком угловой скорости случайных колебаний посредством механизма обработки, выполненного в виде карданового подвеса с гироскопическим приводом. С помощью механизма отработки подвижная линза при колебаниях всего устройства
1 стабилизируется в пространстве, в реI зультате чего линзы получают перемсщеМие друг относительно друга, тем самым изменяя угол клина и компенсируя перемещение изображения относительно регистратора.
Однако и этому устройству присущи такие недостатки, как большой вес и сложность конструкции, обусловленные наличием дополнительной оптической системы, и ухудшение качества изображения, в сравнении с качеством изображения, создаваемого одним объективом в стандартных условиях.
Цель изобретения — упрощение конструкции, уменьшение веса оптического прибора и улучшение качества регистрируемого изображения.
Это достигается тем, что датчик угловой скорости случайных колебаний соединен через механизм отработки с оптическими элементами объектива, для которых
На чертеже представлена принципиальная схема оптического прибора с объективом "Октон-5 для реализации изобретения.
Оправа объектива 1, регистратор изображения 2, датчик 3 угловой скорости случайных колебаний прибора вокруг оси перпендикулярной плоскости чертежа и механизм отработки 4 перемещений изображения относительно регистратора ус750417 )däó ).,«-fd» у ) к (,ь loam . Г с ау в каждой "л " -ой из A " расчетных точек поля изображения. Условие возможности компенсации скорости движения изображения можно представить выражением -т . Рву 1 к
СОК COP I n ъ (d ьу „, в где аУ о„и в1с, — смешение изображения при одинаковой децентрировке К -ro и "P"-го элемен тов объектива.
Из условия вытекает, что величины децентрировки " Ьк К -го и Ьр
P -го элементов объектива должны быть связаны соотношением
i A, „) б а у к, в, = в,t, 50 . Г d аур Л
Таким образом, децентрировка определенных элементов объектива, позво30 руемыми элементами и механизмом отработки так же, как и конструкция самого механизма отработки, могут быть всевозможными.
Однако децентрировка двух произвольно-выбранных элементов объетива, обеспечивая компенсашпо скорости случайного перемещения иэображения, не позволяет сохранить качество изображения, потенциально заложенного в оптический io прибор, а позволяет лишь упростить конструкцию прибора и уменьшить его вес.
Поэтому рассматриваемое изобретение и предлагает осуществление компенсации скорости случайного перемещения изображения при сохранении качества изображения, которое обеспечивает прибор в статическом состоянии.
Таким образом, "К"-ый и P -ый оптические элементы объектива (поверх- 20 ности линз, отдельные линзы или их сочетание), децентрировка " Ьк, " и
"Sp" которых позволяет осушествитькомпенсацию перемещения изображения, определяют иэ условия сохранения ка 2$ чества изображения ляет осуществлять компенсацию скорости случайного движения изображения не ухудшая качества изображения, заложенного в оптический прибор при его расчете.
Формула изобретения
Оптический прибор, содержащий объектив, регистратор изображения, датчик угловой скорости случайных колебаний прибора и механизм отработки, вызванных ими случайных перемещений изображения относительно регистратора, о т л и ч а ю ш и Й с я тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения веса и улучшения качества регистрируемого изображения датчик угловой скорости случайных кслебаний соединен через механизм отработки с оптически- ми элементами объектива, для которых
i=n ,:„1О"ЬУЛ l;
2 "= 2 где с АУ I u I® у — абсолютные эначе-! 1
НИЯ IIPHPBIIIOHHII аберрации в " 4 ой расчетной точке поля изображения из ряда расчетных точек при одинаковой депентрнровке указанных элементов объектива;
Й вЂ” раэрешающ ая способность оптического прибора в статике в мм
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
И 380951, кл».в 01 С 11/02, 1972.
2. Патент США № 32122420) кл. 95-12.5 опублик. 1963.
3. Патент Англии, N 1168261, кл.б 2 ) „опублик. 1967 (прототип).
750417
СоставительВ. Ванторин
Редактор Л. Лашкова Техред Я. Келемещ Корректор В. Бутяга
Заказ 4647/36 Тираж 526 Подписное
11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/Q
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4