Изобретение относится к видеокамере, имеющей устройство для закрепления зеркала. В частности, это изобретение предназначено для использования в видеокамере, имеющей устройство для закрепления зеркала, которое предотвращает свободное перемещение зеркала при переносе видеокамеры, блокируя зеркало при неработающем компенсаторе дрожания рук.
В данном случае видеокамера представляет собой портативную звукозаписывающую и видеозаписывающую камеру, которая производит съемку, запись и воспроизведение желательного изображение.
Так как такая видеокамера обычно переносится оператором, при съемке неизбежно имеет место дрожание руки оператора. При наличии дрожания рук зеркало, установленное в видеокамере, испытывает толчки и, как результат, изображение объекта, проектируемого в оптическом преобразователе, также дрожит. Следовательно, оператору трудно получить четкое изображение. Степень дрожания руки оператора зависит от его умения или индивидуальной характеристики, однако, в любом случае из-за дрожания руки фокусировка изображения размыта и невозможно получить резкое изображение, особенно, когда это изображение проектируется на экране с большим увеличением.
Чтобы устранить этот недостаток, был предложен компенсатор дрожания рук. Такой компенсатор дрожания рук представляет собой устройство гашения сотрясений, вызванных дрожанием руки оператора при перемещении свободно закрепленного на камере зеркала.
Фиг. 9 представляет собой принципиальную схему видеокамеры, имеющей стандартный компенсатор дрожания рук, а фиг. 10 - перспективный вид компенсатора дрожания рук, показанного на фиг. 9.
Во внешнем корпусе 112 видеокамеры, имеющей окно 110 в своей передней стенке, предусмотрен набор линз 115 для фокусировки поступающих от объекта лучей. Набор линз 115 установлен в трубчатом корпусе корпуса 116 так, чтобы спроектировать луч на устройство оптического преобразования 114. На задней стороне набора линз 115 смонтированы соединенные между собой диафрагма (не показана) и цилиндрический обтюратор 118. Зеркало 122 для отражения падающего луча установлено между объектом и набором линз 115.
Зеркало 122, которое поддерживается держателем зеркала 120 и средней опорой 124, установлено на внешней стороне держателя зеркала 120. Средняя опора 124 размещена в корпусе 126 зеркала. В верхней поверхности средней опоры 124 и зеркальном корпусе 126 предусмотрены шарниры 124а и 126а соответственно. Вертикальный вал 124b вращается вместе с шарниром 126а корпуса зеркала 126 и вращает среднюю опору 124 в направлении бокового качания или поворота камеры, а горизонтальный вал 120а вращается вместе с шарниром 124а средней опоры 124 для поворота держатель зеркала 120 в направлении продольного углового перемещения.
Устройство привода зеркала для гашения колебаний зеркала 122, вызванных дрожанием руки оператора, установлено под держателем зеркала 120. Устройство привода зеркала состоит из исполнительного механизма поворота 130 и исполнительного механизма наклона 140. Исполнительный механизм поворота 130 представляет собой двигатель с обмоткой линейного электропривода, содержащий ярмо 134 с магнитом 132, закрепленным на внутренней стороне указанного ярма, и подвижный элемент 138, размещенный в ярме 134 и снабженный обмоткой 136. Исполнительный механизм наклона 140 имеет такую же самую конструкцию, что и исполнительный механизм наклона 130. Исполнительные механизмы поворота и наклона 130 и 140 расположены ортогонально друг другу.
Угол и направление, по которым перемещается зеркало из-за дрожания руки оператора, определяется датчиком поворота и датчиком наклона (не показаны). Датчики поворота и наклона передают сигнал на блок управления (не показан). По этому сигналу блок управления вычисляет угол и направление, в котором зеркало происходит перемещение зеркала, и управляет исполнительными механизмами поворота и наклона 130 и 140 для изменения угла зеркала 122 в направлении поворота и наклона относительно оси камеры, уравновешивая таким образом дрожание рук оператора.
Однако в обычной видеокамере, имеющей такой компенсатор дрожания руки оператора, зеркало 122 все еще движется при переносе видеокамеры в нерабочем положении, так как исполнительные механизмы поворота и наклона 130 и 140 в неработающей камере также не работают и вследствие этого зеркало 122 может свободно перемещаться. Следовательно, может иметь место помеха, вызванная дрожанием зеркала 122, и точность изображения может понижаться, если процесс съемки выполняется без первоначального запуска компенсатора дрожания рук. Кроме того, видеокамера может колебаться из-за дрожания зеркала 122.
Примером обычной видеокамеры, которой присущи вышеуказанные недостатки, является линзовая система видеокамеры по патенту США N 4615590, G 02 В 27/64.
Для того чтобы устранить вышеупомянутый недостаток обычной видеокамеры, основной целью настоящего изобретения является разработка видеокамеры, в которой зеркало блокируется, когда компенсатор дрожания рук находится в нерабочем положении, благодаря чему устраняются помехи из-за дрожания зеркала, и точность изображения не снижается, даже если съемка выполняется без работающего компенсатора дрожания рук.
Указанная цель и другие цели настоящего изобретения достигаются тем, что видеокамера содержит объектив для фокусировки света от объекта, зеркало для отражения света, установленное между объективом и объектом и с возможностью свободно перемещаться в пределах определенного диапазона, оптический преобразователь для записи света, отраженного зеркалом, в виде видеоинформации, средство, реагирующее на дрожание камеры, вызванное дрожанием руки оператора при съемке объекта, средство для дрожания камеры, привода зеркала в движение в соответствии с результатом действия средства, реагирующего на дрожание камеры для компенсации дрожания камеры, и средство для закрепления зеркала, когда средство для привода зеркала не функционирует, причем средство для закрепления зеркала содержит корпус, два магнита, закрепленные на зеркале и на корпусе соответственно, элемент блокировки, установленный между двумя магнитами в корпусе, причем элемент блокировки может перемещаться между указанными двумя магнитами, и устройство, создающее магнитное поле и установленное на элементе блокировки, создающее магнитные силовые линии для избирательного контакта элемента блокировки с двумя магнитами.
Видеокамера дополнительно содержит датчик для обнаружения положения элемента блокировки.
Устройство, создающее магнитное поле, содержит сердечник, прикрепленный к элементу блокировки, и обмотку, выполненную на сердечнике, а между элементом блокировки и двумя магнитами размещены пружины.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом настоящего изобретения видеокамера содержит объектив для фокусировки света от объекта, зеркало для отражения света, установленное между объективом и объектом и с возможностью свободно перемещаться в пределах определенного диапазона, оптический преобразователь для записи света, отраженного зеркалом, в виде видеоинформации, средство, реагирующее на дрожание камеры, вызванное дрожанием руки оператора при съемке объекта, средство для привода зеркала в движение в соответствии с результатом действия средства, реагирующего на дрожание камеры для компенсации дрожания камеры, средство для закрепления зеркала, причем средство для закрепления зеркала содержит светоизлучающий элемент и светоприемный элемент, которые при дрожании указанного зеркала перемещаются относительно друг друга, и узел фиксации зеркала для фиксации зеркала по сигналам светоизлучающего и светоприемного элементов.
В данном случае средством привода зеркала является узел фиксации зеркала. При этом средство привода зеркала используется для фиксации зеркала без дополнительного устройства крепления зеркала.
Таким образом, цели настоящего изобретения могут быть достигнуты с помощью более простой конструкции, чем конструкция стандартных устройств.
Вышеупомянутые цели и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из подробного описания предпочтительного варианта изобретения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
фиг. 1 - схематический вид сбоку видеокамеры, снабженной устройством для закрепления зеркала в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 2 - перспективный вид компенсатора дрожания рук, в котором установлено устройство для закрепления зеркала в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 3 - частичный разрез устройства фиг. 2, выполненный по линии А-А;
фиг. 4 - увеличенное изображение в перспективе устройства закрепления зеркала, показанного на фиг. 2;
фиг. 5A - вид сбоку с частичным разрезом компенсатора дрожания рук, на котором показано положение зеркала, блокированного устройством закрепления зеркала в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 5B - вид сбоку с частичным разрезом компенсатора дрожания рук, на котором показано положение зеркала, освобожденного устройством закрепления зеркала в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 6 - перспективный вид компенсатора дрожания рук, в котором установлено устройство для закрепления зеркала согласно другому варианту настоящего изобретения;
фиг. 7 и 8 - виды в разрезе устройства, показанного на фиг. 6, выполненные по линии B-B, на котором показано зеркало в блокированном и освобожденном положении соответственно;
фиг. 9 - схематический вид сбоку видеокамеры, имеющей стандартный компенсатор дрожания рук;
фиг. 10 - перспективный вид компенсатора дрожания рук, показанного на фиг. 9.
Фиг. 1 показывает схематический вид сбоку видеокамеры, имеющей устройство для закрепления зеркала в соответствии с настоящим изобретением, а фиг. 2 и 3 показывают общий вид устройства для закрепления зеркала в соответствии с настоящим изобретением.
Во внешнем корпусе 12 видеокамеры, имеющей окно 10 в своей передней стенке, предусмотрен набор линз 15 для фокусировки лучей, поступающих от объекта. Набор линз 15 смонтирован в трубчатом корпусе 16 так, чтобы спроектировать луч на оптический преобразователь 14. На задней стороне набора линз 15 расположены связанные между собой диафрагма (не показана) для регулирования количества падающего света, поступающего от объекта, и цилиндрический обтюратор 18.
Набор линз 15 состоит из множества линз типа объектива с переменным фокусным расстоянием, фокусирующей линзы и оптического преобразователя 14, который обрабатывает изображение, сформированное набором линз 15, таким образом, чтобы оно могло быть записано в виде информации об оптическом изображении.
Зеркало 22 установлено между объектом и набором линз 15 для отражения падающего на него луча. Зеркало 22 наклонено таким образом, чтобы отразить луч под прямым углом. Зеркало 22 фиксируется в нужном положении держателем зеркала 20 и средней опорой 24, установленной на внешней поверхности держателя зеркала 20. Средняя опора 24 расположена в корпусе 26 зеркала. На верхней поверхности средней опоры 24 и на корпусе зеркала 26 смонтированы шарниры 24а и 26а. Вертикальный вал 24b соединен с шарниром 26а корпуса зеркала 26 с возможностью вращения средней опоры 24 относительно поворота камеры продольной оси, а горизонтальный вал 20а соединен с шарниром 24а средней опоры 24 с возможностью поворота держателя зеркала 20 относительно поперечной оси.
Устройство привода зеркала для компенсации перемещений зеркала 22, вызванных дрожанием руки оператора, установлено под держателем зеркала 20. Кроме того, в центральной нижней стороне корпуса зеркала 26 предусмотрено устройство для закрепления зеркала 22 и предотвращения его свободного перемещения.
Устройство привода зеркала состоит из исполнительного механизма поворота 30 и исполнительного механизма наклона 40. Механизм поворота 30 представляет собой двигатель с обмоткой линейного электропривода, состоящий из ярма 34b, имеющего магнит 32, укрепленный на внутренней поверхности магнита, и подвижный элемент 38, размещенный в ярме 34 и снабженный обмоткой 36. Исполнительный механизм наклона 40 имеет в основном такую же конструкцию, что и механизм поворота 30. Исполнительный механизм поворота 30 и исполнительный механизм наклона 40 расположены ортогонально друг другу.
Как показано на фиг. 4b, устройство для закрепления зеркала содержит корпус 50, смонтированный на центральной нижней поверхности корпуса зеркала 26, верхний и нижний магниты 52 и 54, соответственно закрепленные на нижней поверхности держателя зеркала 20 и на дне корпуса 50, элемент блокировки 58, способный вертикально перемещаться в корпусе 50, и устройство для создания магнитного поля, создающее магнитные силовые линии в элементе блокировки 58.
Элемент блокировки 58 предпочтительно выполнен из железа, а устройство, создающее магнитное поле, состоит из сердечника 62, установленного на элементе блокировки 58, и обмотки 60, выполненной на сердечнике 62. Элемент блокировки 58 и устройство, создающее магнитное поле, составляют электромагнит. Таким образом, при подаче электрического тока в обмотку 60 элемент блокировки 58 взаимодействует с верхними и нижними магнитами 52 и 54, создавая между ними собственный магнитный поток. При этом верхний и нижний магниты 52 и 54 размещены так, что их нижние и верхние части, обращенные соответственно к элементу блокировки 58, имеют одинаковые полюса по отношению друг к другу. Следовательно, элемент блокировки 58 входит в избирательный контакт с верхними и нижними магнитами 52 и 54 в зависимости от направления протекающего через обмотку тока.
Верхние пружины 64 расположены между элементом блокировки 58 и верхним магнитом 52, а нижние пружины 66 расположены между элементом блокировки 58 и нижним магнитом 54. Верхние и нижние пружины 64 и 66 смягчают удар, когда элемент блокировки 58 ударяется о верхний магнит 52 или нижний магнит 54, и минимизируют помехи, вызванные таким ударом.
На одной из поверхностей корпуса 50 установлены датчики 56 для обнаружения позиции элемента блокировки 58.
Работа устройства закрепления зеркала согласно первому варианту настоящего изобретения, имеющего описанную выше конструкцию, описывается ниже более подробно со ссылками на фиг. 5A и 5B.
Если устройство привода зеркала для компенсации дрожания руки оператора не работает, включается в работу устройство для закрепления зеркала для предотвращения свободного перемещения зеркала 22. Конкретно, когда основной источник питания видеокамеры включен, по обмотке 60 начинает протекать электрический ток и под воздействием создаваемых магнитных сил полюс нижней части элемента блокировки 58 становится одноименным полюсу нижнего магнита 54, а полюс верхней части элемента блокировки 58 приобретает противоположную полярность по отношению к полюсу верхнего магнита 52. Соответственно, элемент блокировки 58 движется вверх и входит в контакт с верхним магнитом 52, как показано на фиг. 5A.
Затем датчики 56 определяют позицию элемента блокировки 58 и ток, подаваемый в обмотку 60, отключается, причем элемент блокировки 58 поднимается в соответствующее положение. Следовательно, верхний магнит 52 и элемент блокировки 58 удерживаются в контакте друг с другом, после чего зеркало 22, расположенное на держателе 20, фиксируется усилием контакта. Удар, возникающий при столкновении элемента блокировки 58 с верхним магнитом 52 или нижним магнитом 54, смягчатся верхними и нижними пружинами 64 и 66, благодаря чему ударные нагрузки на верхние и нижние магниты 52 и 54 и вызванные ими помехи сводятся к минимуму.
В течение съемки объекта видеокамерой работа устройства закрепления зеркала блокирована и в действие включается устройство привода зеркала, противодействующее дрожанию руки оператора. Когда видеокамера переведена в режим работы с компенсацией дрожания руки, обмотка 60 элемента блокировки 58 питается электрическим током обратного направления. Благодаря магнитной силе, генерируемой в данной ситуации, полюс верхней части элемента блокировки 58 становится одноименным с полюсом верхнего магнита 52, а полюс нижней части элемента блокировки 58 становится отличным от полюса нижнего магнита 54. Соответственно, элемент блокировки 58 перемещается вниз и входит в контакт с нижним магнитом 54, как показано на фиг. 5В.
Затем датчики 56 определяют положение элемента блокировки 58 и ток, подаваемый на обмотку 60, отключается, когда элемент блокировки 58 полностью переместится вниз. Следовательно, нижний магнит 54 и элемент блокировки 58 удерживаются в состоянии контакта друг с другом; затем держатель зеркала 20 освобождается.
После этого гироскопический датчик определяет степень дрожания видеокамеры и выдает сигнал о результатах этого определения на управляющий узел (не показан). Управляющий узел управляет поворотом и наклоном механизмов 30 и 40 в соответствии с поданными на их входы сигналами. Иными словами, управляющий узел регулирует напряженность магнитного поля между перемещающимся элементом 38 и магнитом 32, регулируя ток, поступающий в обмотку 36, установленную в исполнительных механизмах поворота и наклона 30 и 40. Подвижный элемент 38 перемещается вверх и вниз относительно ярма 34 в соответствии с напряженностью регулируемого магнитного поля и, следовательно, средняя опора 24 и держатель зеркала 20 вращаются относительно вертикального вала 24b и горизонтального вала 20а. Следовательно, зеркало 22 перемещается в направлениях поворота и наклона для компенсации дрожания зеркала 22, вызванного толчком руки оператора, что позволяет получить неискаженное изображение объекта.
На фиг. 6-8 показано устройство для закрепления зеркала согласно другому варианту настоящего изобретения.
В этом варианте изобретения, за исключением устройства для закрепления зеркала, все элементы те же самые, что и упомянутые в описании указанного первого варианта изобретения. Таким образом, конструкции держателя зеркала 70 для поддержки зеркала 72, средняя опора 74, корпус зеркала 76, шарниры 74а и 70а средней опоры 74 и корпус зеркала 76, вертикальные и горизонтальные валы 74b и 74а в сборе с шарнирами 74а и 76а, а также привод зеркала, включающий механизмы наклона и поворота 80 и 90, по своему устройству аналогичны всем этим узлам первого варианта.
В этом варианте устройства закрепления зеркала используются первый приемный элемент 94, светоизлучающие элементы 96 для регулирования исполнительных механизмов поворота и наклона 80 и 90 электрическим способом и устройство закрепления зеркала 74 для фиксации зеркала 74 на основе сигнала, полученного от элементов 94 и 96. Светоприемник 94 исполнительного механизма поворота 80 установлен на внутренней поверхности корпуса зеркала 76, а светоизлучающий элемент 96 исполнительного механизма поворота 80 установлен на наружной поверхности средней опоры 74. Кроме того, светоприемник 94 исполнительного механизма наклона 90 установлен на внутренней стороне средней опоры 74, а светоизлучающий элемент 94 исполнительного механизма наклона 90 установлен на наружной поверхности держателя зеркала 70. Привод зеркала, включающий механизмы поворота и наклона 80 и 90, используется в качестве фиксатора зеркала.
Ниже описывается работа устройства закрепления зеркала в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения.
Если устройство закрепления зеркала для компенсации дрожания руки оператора находится в нерабочем положении, срабатывает устройство для предотвращения свободного перемещения зеркала 72. При включении основного источника питания видеокамеры ток питания подается в механизмы поворота и наклона 80 и 90 соответственно, а именно, в обмотки 86, выполненные на подвижных элементах 88. В результате подвижные элементы 88 двигаются вверх и вниз.
Когда центральные положения светоприемников 94 и светоизлучающие элементы 94 соответствуют друг другу при перемещении движущихся элементов 88, светоприемные элементы 94 принимают световой поток, испускаемый светоизлучающими элементами 96, и посылают электрические сигналы на управляющий узел, который на чертеже не показан. Получая электрические сигналы, управляющий узел регулирует работу механизмов поворота и наклона 80 и 90 таким образом, чтобы соответствующие светоизлучающие элементы 96 удерживались в положении, идентичном положению светоприемным элементам 94. Иными словами, положения соответствующих подвижных элементов 88 в исполнительных механизмах поворота и наклона 80 и 90 фиксированы относительно магнитов 82 в результате подачи тока в обмотки 86 из узла управления, в результате чего фиксируется и зеркало 72.
Тем временем при съемке объекта видеокамерой работа устройства закрепления зеркала прекращается, и срабатывает устройство для компенсации дрожания руки оператора. Как только видеокамера переведена в режим компенсации дрожания рук, прекращается подача электропитания на механизмы поворота и наклона, и средняя опора 74 и держатель зеркала 70 перемещаются свободно.
При этом работа привода зеркала аналогична работе привода в первом варианте изобретения. Иными словами, механизмы поворота и наклона 80 и 90 управляются на основе величины дрожания видеокамеры, обнаруженного гироскопическим датчиком и, как результат, сотрясение зеркала 22, вызванное дрожанием руки оператора, уравновешивается противодействием устройства компенсации.
В соответствии с описанным выше вторым вариантом изобретения, поскольку зеркало 72 фиксируется приводом зеркала, используемым для компенсации дрожания руки, устройство для закрепления зеркала может быть простым и компактным.
Как описано выше, в соответствии с настоящим изобретением, сотрясение зеркала 72 устранено, если приводное устройство зеркала, служащее для компенсации дрожания руки оператора, не функционирует. Следовательно, помехи и другие проблемы видеокамеры, вызванные с дрожанием зеркала 72, не возникают. Кроме того, даже если съемка производится без включенного компенсатора дрожания руки оператора, не происходит снижения четкости изображения, вызванного дрожанием зеркала 72.
Хотя настоящее изобретение описано и показано на чертежах со ссылкой на предпочтительный вариант изобретения, специалистам в данной области ясно, что могут иметь место различные изменения в форме и деталях не выходя из объема изобретения, определенного прилагаемыми пунктами формулы изобретения.
Видеокамера содержит объектив для фокусировки света от объекта, зеркало, оптический преобразователь для записи света, отраженного зеркалом, в виде видеоинформации, средство, реагирующее на дрожание камеры, вызванное дрожанием руки оператора при съемке объекта, средство для привода зеркала в движение в соответствии с результатом действия средства, реагирующего на дрожание камеры для компенсации дрожания камеры, и средство для закрепления зеркала, когда средство привода зеркала не функционирует. В первом варианте выполнения средство для закрепления зеркала содержит корпус, два магнита, закрепленные на зеркале и на корпусе, и элемент блокировки, установленный между двумя магнитами в корпусе. Элемент блокировки может перемещаться между указанными двумя магнитами. Устройство, создающее магнитное поле, установлено на элементе блокировки для избирательного контакта элемента блокировки с двумя магнитами. Во втором варианте средство для закрепления зеркала содержит светоизлучающий элемент и светоприемный элемент, которые при дрожании указанного зеркала перемещаются относительно друг друга, и узел фиксации зеркала для фиксации зеркала по сигналам светоизлучающего и светоприемного элементов. Обеспечиваются устранение помех из-за дрожания зеркала и сохранение точности изображения, даже если съемка выполняется без работающего компенсатора дрожания рук. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 10 ил.
Приоритет по пунктам:
20.10.1997 - по пп.1 и 2;
24.07.1998 - по пп.3 - 6.
| US 4615590 A, 07.10.1986 | |||
| US 5020890 A, 04.06.1991 | |||
| RU 95105620 Al, 27.09.1996 | |||
| Способ обработки на токарном станке, имеющем узел с вращающимся валом, и устройство для его реализации | 2019 |
|
RU2739461C1 |
