DE2024518C3

DE2024518C3 - Objektiv mit Kreiselstabilisierung der BUder

Info

Publication number: DE2024518C3
Application number: DE2024518A
Authority: DE
Inventors: Jean Grandson Vaud Thevenaz (Schweiz)
Original assignee: Bolex International Sa Ste-Croix (schweiz)
Current assignee: Bolex International Sa Ste-Croix (schweiz)
Priority date: 1969-06-06
Filing date: 1970-05-12
Publication date: 1979-05-23
Also published as: US3650596A; DE2024518B2; AT297363B; NL7008256A; CH493065A; DE2024518A1; FR2052413A5

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Objektiv für Kameras mit Kreiselstabilisierung der Bilder mittels eines unter Wirkung eines Kreisels stehenden optischen Gliedes, wobei dieses Objektiv auch auf anderen Gebieteil, insbesondere bei Feldstechern und Fernrohren, Verwendung finden kann.

Es ist bei Aufnahmen mit »freier Hand«, d.h. ohne Zuhilfenahme eines guten Statives schwierig, eine Kinokamera vollkommen stillzuhalten. Die aufgenommenen Bilder nehmen in bezug auf das Bildfenster veränderliche Stellungen ein, und die Wiedergabe dieser Bilder bei der Projektion ist für den Zuschauer störend.

Man kennt bereits Stabilisiervorriehtiingen, die aus einer in einem Objektiv »schwebend« angeordneten linse bestehen und deren Lage durch einen Kreisel

gesteuert wird.

Diese Vorrichtungen beruhen auf den Eigenschaften eines mit einem Kreuzgelenk gelagerten Kreisels, der die Orientierung seiner Rotationsachse unabhängig von den Bewegungen seines Trägers beibehält Jedoch ist die Stabilisierung auf Grund der Präzessionswirkung des Kreisels schwierig zu erreichen. Deshalb wird, wenn die Kreiselachse federelastisch in eine bestimmte Stellung zurückgeführt wird, die Rückstellkraft ein

ίο Drehmoment in einer zu seiner Wirkungsebene senkrechten Ebene erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schwierigkeit bezüglich der Präzessionswirkung aufzuheben. Dieser Zweck wird dadurch erzielt daß der

is Kreisel auf einem um eine einzige Achse schwenkbaren Rahmen gelagert ist wobei diese Achse senkrecht zur Rotationsachse des Kreisels liegt und der mit dem optischen Glied verbundene Rahmen durch eine Feder in eine bestimmte Stellung zurückgezogen wird, so daß die von der Präzessionswirkung des Kreisels hervorgerufenen Winkelverschiebungen des Rahmens dem optischen Glied in bezug auf das Objektiv zum Ausgleich der plötzlichen Richtungsveränderungen der optischen Achse des Objektivs übertragen werden.

Somit wird einzig die Präzessionswirkung des Kreisels benutzt, während die Eigenschaft, die Richtung seiner Rotationsachse beizubehalten, nicht unmittelbar ausgenutzt wird, sondern eben nur die ihm anhaftende Präzessionswirkung.

Die Zeichnung zeigt schematisch und als Beispiele zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes. Darin zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht im Schnitt eines kinematographischen Objektivs gemäß der ersten Ausführungsform,

F i g. 2 eine Teildraufsicht im Schnitt dieses Objektivs, Fig.3 eine Vorderansicht mit Teilschnitt nach der Linie Ill-Ill der Fig.! und die
F i g. 4 und 5 einen Längsschnitt bzw. eine Vorderansieht eines Objektivs nach der zweiten Ausführungsform.

In bezug auf die F i g. 1 bis 3 umfaßt das Objektiv mit veränderbarer Brennweite eine Frontlinse 1, zwei verschiebbare Linsengruppen 2 und 3, eine hintere, feste Gruppe mit den Linsen 4, ein Dachkantprisma 5 und die Linsen 6. Die in das Objektiv parallel zur optischen Achse 7 einfallenden Lichtstrahlen werden durch das Prisma 5 um 90° abgelenkt und von den Linsen 6 zur Erzeugung eines Bildes im Bildfensters, hinter welchem der Film Fdurchläuft, aufgefangen. Dabei wird der Film F schrittweise in Richtung des Pfeiles 9 auf bekannte, nicht dargestellte Weise angetrieben.

Das Dachkantprisma 5 ist an dem Träger 10 befestigt, der um eine aus zwei Schrauben 12 bestehende Achse 11

« schwenkbar ist. Auf dem Träger 10 sitzt ein Arm 1} fest, der unter Wirkung einer Feder 14 steht, welche in den Fig. 2 und 3 sichtbar ist und in Fig. I zur besseren Übersichtlichkeit der Zeichnung nicht dargestellt wurde.

Dieser Ann I\ wird an einen Arm 15 angedrückt, der auf dem Rahmen 16 eines Kreisels 21 festsitzt und unter Wirkung einer Feder 17 steht. Der Rahmen 16 ist um die Achse 18 des Trägers 19 schwenkbar angeordnet, tier an der Fassung 20 des Objektivs befestigt ist.

Das Objektiv ist von der Bauart mit Reflexsucher und enthalt ein halbreflektierendes Prisma 22 zur Ablenkung eines Teiles der Lichtstrahlen zum Sucher. Letzterer

nesieiH aus einem

Λ1 _η'.~_ηψ.

.iu

Linsengruppe 24 und einem Okular, das zwei Sammellinsen 25 und 26 enthält

Bei dieser ersten Ausführungsform ist das Dachkantprisma um eine einzige waagerechte Achse 11 schwenkbar angeordnet, so daß bei ungewollten Bewegungen des Objektivs eine Bildstabilisierung in Richtung einer vertikalen Ebene erzielt wird. Beim Filmen unterliegt die Kamera unwillkürlichen Schwingungen, so daß die optische Achse in bezug auf eine vertikale Eb?ne einen nicht absolut konstanten Winkel bildet. Jede Bewegung oder Erschütterung des Objektivs bewirkt eine entsprechende Bewegung des Rahmens 16, der das Schwungrad 21 des Kreisels enthält, und dies auf Grund der Präzessionswirkung des Kreisels. Diese Bewegung des Rahmens 16 wird über die Arme 15 und 13 dem Dachkantprisma 5 übertragen, und letzteres verursacht eine Verschiebung der reflektierten Lichtstrahlen, welche die Bewegung der optischen Achse 7 des Objektivs ausgleicht Dabei wi.-d trotz der unwillkürlichen Bewegungen kleiner Amplitude dieser Achse in der vertikalen Ebene das durch den Operateur anvisierte Bild sich im Bildfenster 8 nicht bewegen.

Es ist zu bemerken, daß bei dieser Ausführungsform durch die Stabilisierwirkung des Dachkantprismas 5 nur die zur Belichtung des Filmes F bestimmten Strahlen beeinflußt werden. Hingegen werden die zum Sucher geführten Strahlen nicht stabilisiert, so daß der Operateur die Gesamtstabilisierung seiner Kamera während der Bildaufnahme überprüfen kann.

Bei d;r in den Fig.4 und 5 dargestellten Ausfnhrungsform umfaßt das Objektiv ein Frontglied 41, das in einer Hülse 42 sitzt, die über ein Kreuzgelenk mit der Fassung 43 verbunden ist. Das Frontglied 41 ist also in allen Richtungen um einen scheinbaren Drehpunkt schwenkbar, dies selbstverständlich in den von der Fassung 43 zugelassenen Grenzen. Die anderen optischen Glieder 45, 46, 47 und 48 des Objektivs sind derart befestigt, daß sie stets nach der optischen Achse 49 ausgerichtet sind.

Das zwischen der Hülse 42 und der Fassung 43 angeordnete Kreuzgelenk besteht aus einem Ring 50, der um die Zapfen 51 und 52, die eine horizontale Achse bilden, drehbar ist Die Hülse 42 kann sich ihrerseits im Ring 50 um eine durch die Zapfen 53 und 54 gebildete, vertikale Achse drehen.

An der Hülse 42 sind zwei Finger 55 bzw. 56 befestigt, die mit zwei Fingern 57 bzw. 58 zweier Kreisel 59 und 60 zusammenwirkea Der Kreisel 59 ist zwischen einem Befestigungsstück 61 und der Fassung 43 mittels zweier Spitzen gelagert, die eine vertikale Drehachse bilden. Auf gleiche Weise kann der Kreisel 60 sich um eine horizontale Achse 63 zwischen der Fassung 43 und einer Befestigungslasche 64 drehen.

Die Finger 55 und 58 bzw. 56 und 57 werden mittels nicht dargestellter Federn gemäß der in F i g. 3 für die Finger 13 und 15 und die Federn 14 und 17 veranschaulichten Anordnung aneinandergedrückt.

Wenn die Visierachse des Objektivs unwillkürlich verstellt wird und eine leichte Drehung um eine horizontale, zur Visierachse senkrechte Achse ausführt, so wird der Kreisel 59 durch die Präzessionswirkung um die Achse 62 geschwenkt, und sein Finger 57 wirkt auf den Finger 56 ein, um das Frontglied um den Drehpunkt 44 in einer die Visierachse enthaltenden, vertikalen Ebene zu schwenken.

Es ist prinzipiell vorteilhaft nur die sehr raschen Bewegungen des Objektivs und nicht die langsamen kompensieren zu können, z. B. diejenigen, die notwendigerweise bei Kinoaufnahmen, wie Panoramaaufnahmen, auftreten. Zur Erreichung dieses Ergebnisses muß die Zeitkonstante zum federnden Rückzug des Kreiselrahmens so eingestellt werden, daß sie die Stabilisierung der Bewegungen oder Schwingungen des Objektivs gestattet, deren Frequenz mindestens 2 Hz beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Objektiv mit Bildstabilisierung mittels eines unter Wirkung eines Kreisels stehenden optischen Gliedes, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisel (21) in einem Rahmen (16) gelagert und um eine einzige Achse (18) schwenkbar ist, die zur Rotationsachse des Kreisels (21) senkrecht liegt, wobei dieser mit dem optischen Glied (5) verbundene Rahmen (16) durch eine Feder (17) in eine bestimmte Lage zurückgezogen wird, so dbß die von der Präzessionswirkung des Kreisels (21) hervorgerufene Winkelverschiebung des Rahmens (16) dem optischen Glied (5) in bezug auf das Objektiv zum Ausgleich der plötzlichen Richtungsveränderung der optischen Achse (7) des Objektives übertragen wird.

2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei Kreisel (59,60) aufweist, die je in einem schwenkbaren Rahmen gelagert sind, wobei die Schwenkachse (62) des einen Rahmens in einer zur Achse (63) des anderen Rahmens senkrechten Ebene liegt

3. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Glied (5) aus mindestens einer im Strahlengang der durch das Objektiv aufgefangenen Lichtbündel angeordneten, reflektierenden Fläche besteht, die auf einem um eine Achse (11) schwenkbaren Träger (10) sitzt, der (10) unter Wirkung des Kreisels (21) steht.

4. Objektiv nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Fläche zwischen seiner Frontlinse (1) und seiner hinteren Linse (6) angeordnet ist.

5. Objektiv nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Fläche aus einem Dachkantprisma (5) besteht.

6. Objektiv nach Anspruch I, das bei Kinogeräten mit Reflexsucher benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Glied (5) zur Bildstabilisierung hinter der Lichtausspiegelung (Prisma 22) für den Reflexsucher angeordnet ist, damit diese nicht beeinflußt wird.

7. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante zum Rückzug des Rahmens (16) durch die Feder (17) so bemessen ist, daß sie zum Ausgleich der Schwingungen des Objektives, deren Frequenz mindestens 2 Hz beträgt, ausreicht.