Устройство для компенсации эффекта дрожания рук в видеокамере

 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для компенсации эффекта дрожания рук и стабилизации изображения, применяемым в видеокамерах. Устройство для компенсации эффекта дрожания рук в видеокамере содержит корпус с окном в его переднем торце, блок оптико-электронных устройств камеры, зеркало для отражения оптического излучения от снимаемого объекта, приводы поворота зеркала относительно продольной и поперечной осей, стакан, стержень, платформу, поддерживающую зеркало, средство фиксации зеркала от поворота в собственной плоскости, удерживающее платформу от поворота в плоскости зеркала за счет использования магнитной силы. У стакана имеется втулочный элемент с опорным торцом, во втулочный элемент вставлен стержень. Платформа, поддерживающая зеркало, установлена на втулочном элементе с возможностью скольжения. Средство фиксации зеркала от поворота в собственной плоскости расположено в пазу контактной части и на торце стержня. Достигаемым техническим результатом является возможность легкого перемещения платформы, благодаря чему действенность компенсации эффекта дрожания рук повышается. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.

Настоящее изобретение относится к устройствам для компенсации эффекта дрожания рук, использующим магниты и предназначенным для применения в видеокамерах. В частности, объектом изобретения является предназначенное для применения в видеокамере устройство для компенсации эффекта дрожания рук, в котором зеркало устройства для компенсации эффекта дрожания рук фиксируется магнитной силой таким образом, что при перемещении платформы зеркало удерживается от поворота в собственной плоскости, что обеспечивает действенность компенсации эффекта дрожания рук.

Видеокамеры используют для съемки, записи и воспроизведения изображений. Для того, чтобы облегчить пользователю обращение с видеокамерой, видеокамеры производятся в компактном исполнении.

Поскольку пользователь снимает видеокамерой, держа ее в руках, при съемке имеет место эффект дрожания рук, приводящий к тому, что воспроизводимое изображение становится размытым. Эффект дрожания рук можно частично устранить, используя различные технологии, относящиеся к области изготовления видеокамер. Однако эффект дрожания рук все же нарушает резкость воспроизводимых изображений. В частности, при увеличении и проецировании воспроизводимого изображения на большой экран из-за эффекта дрожания рук при съемке четкое изображение получить невозможно.

Для разрешения этой проблемы ранее было предложено устройство для компенсации эффекта дрожания рук типа представленного на фиг. 1 и 2. Таким образом, обычные видеокамеры включают в себя блок оптико-электронных устройств камеры и устройство для компенсации эффекта дрожания рук.

В блок оптико-электронных устройств камеры входят: корпус 2, в переднем торце которого выполнено окно 1, линзодержатель 3, установленный в корпусе 2, тубус 4, присоединенный к тыльной части линзодержателя 3, а также твердотельный фотоэлектрический преобразователь изображения, жестко закрепленный в тыльной стенке тубуса 4, воспринимающий оптическое изображение снимаемого объекта и преобразующий его в видеосигнал.

В линзодержателе 3 и тубусе 4 расположен объектив, включающий в себя фокусирующую линзу 7, предназначенную для фокусирования проходящих в объектив световых лучей, и масштабирующую линзу 6, предназначенную для увеличения или уменьшения изображения путем изменения фокусного расстояния объектива. Между линзодержателем 3 и тубусом 4 расположена ирисовая диафрагма, предназначенная для регулирования количества оптического излучения, падающего на фокусирующую линзу.

Прибор 5 с зарядовой связью преобразует оптическое изображение в электрический сигнал, формируя таким образом видеосигнал.

Как показано на фиг. 2, устройство для компенсации эффекта дрожания рук содержит зеркало 8, расположенное между снимаемым объектом и объективом, платформу 9, имеющую контактную часть 9a полусферической формы и предназначенную для защиты и поддержки зеркала 8, стакан 10, расположенный по периферии платформы 9, и узел приводов платформы.

Контактная часть 9a выступает из центра нижней поверхности платформы 9 и на своей периферии имеет узел 9b крепления пружины.

По центральной оси стакана 10 проходит втулочный элемент 11. Втулочный элемент 11 имеет полость 11a, в которую ввернут стержень 12. Один конец пружины 13 крепится к стержню 12, а другой конец пружины 13 - к узлу 9b крепления пружины. Соответственно, при повороте платформы 9 относительно продольной и поперечной осей, проходящих в плоскости зеркала перпендикулярно друг другу, пружина 13 обеспечивает постоянное центрирование платформы относительно втулочного элемента 11. Натяжение пружины 13 регулируется изменением положения стержня 12 в полости 11a втулочного элемента 11.

На одной боковой поверхности платформы 9 неподвижно закреплен светоизлучающий диод 14. На одной линии со светоизлучающим диодом 14 в верхней части боковой поверхности стакана 10 закреплен полупроводниковый фотоэлемент 15. Светоизлучающий диод 14 и полупроводниковый фотоэлемент 15 определяют частоту поворота зеркала 8 и угол его установки при компенсации эффекта дрожания рук.

Узел приводов платформы включает в себя привод поворота зеркала относительно продольной оси и привод 16 поворота зеркала относительно поперечной оси, которые создают силу, поворачивающую платформу 9 относительно продольной и поперечной осей, проходящих в плоскости зеркала перпендикулярно друг другу. Привод 16 поворота зеркала относительно поперечной оси имеет такую же конструкцию, как и привод поворота зеркала относительно продольной оси, и расположен относительно него с угловым смещением 90^o. На чертежах показан только привод 16 поворота зеркала относительно поперечной оси.

Привод 16 поворота зеркала относительно поперечной оси содержит опору 17, жестко прикрепленную к нижней части платформы 9, обмотку 18, намотанную вокруг одного конца опоры 17, магнит 19, взаимодействующий с магнитным полем, создаваемым обмоткой 18, а также линейный электропривод, имеющий U-образную скобу 20. На внутренней боковой поверхности U-образной скобы 20 закреплен магнит 19.

Описанное выше устройство работает следующим образом. Оптическое излучение от снимаемого объекта проходит через окно 1 и отражается зеркалом 8. Оптическое излучение, отраженное под прямым углом, проходит через объектив, например, состоящий из масштабирующей линзы 6 и фокусирующей линзы 7, и падает на прибор 5 с зарядовой связью.

В этот момент, если имеет место дрожание рук, датчик угловой скорости обнаруживает его и выдает сигнал на приводы 16 поворота зеркала относительно продольной и поперечной осей.

При поступлении сигналов от датчика угловой скорости приводы 16 поворота зеркала относительно продольной и поперечной осей вступают в действие. При этом, когда на обмотку 18 подается электрическое напряжение, опора 17 за счет магнитного взаимодействия между обмоткой 18 и магнитом 19 перемещается вверх и вниз.

Таким образом, при перемещении опоры 17 вверх-вниз платформа 9 вместе с зеркалом 8 поворачивается на точно заданный угол относительно продольной и поперечной осей, проходящих в плоскости зеркала.

В это же время светоизлучающий диод 14 и полупроводниковый фотоэлемент 15 определяют частоту поворота зеркала 8 и угол его установки и таким образом участвуют в регулировании углового положения зеркала 8 относительно продольной и поперечной осей с компенсацией эффекта дрожания рук.

Кроме того, при повороте платформы 9 сила упругости пружины 13 препятствует отходу платформы 9 от втулочного элемента 11, в результате чего контактная часть 9a платформы постоянно находится в контакте с верхней поверхностью втулочного элемента 11. Соответственно, зазор между платформой 9 и втулочным элементом 11 является фиксированным. Кроме того, пружина препятствует повороту платформы 9 в плоскости зеркала.

Ввиду того, что пружина 13 должна все время поддерживать постоянный зазор между платформой и втулочным элементом, а также обеспечивать постоянное центрирование платформы относительно втулочного элемента, точная регулировка глубины входа стержня 12 в полость втулочного элемента с целью регулировки натяжения и длины пружины 13 затруднена. Также затруднительной является установка пружины в устройство для компенсации эффекта дрожания рук.

Кроме того, в случае изменения упругости пружины 13 зазор между платформой 9 и втулочным элементом 11 невозможно постоянно поддерживать одним и тем же. По этой же причине невозможно постоянное центрирование платформы 9 относительно втулочного элемента.

И наконец, поскольку при компенсации эффекта дрожания рук путем включения приводов поворота зеркала относительно продольной и поперечной осей колебания возникают в самой пружине, компенсация эффекта дрожания рук оказывается недостаточно полной.

Описанные выше недостатки уровня техники устраняются настоящим изобретением. Поэтому целью настоящего изобретения является создание устройства для компенсации эффекта дрожания рук, предназначенного для применения в видеокамере, в котором на платформе и стержне установлены магниты, расположенные таким образом, чтобы создавать между собой силу притяжения и таким образом поддерживать постоянный зазор между платформой и втулочным элементом. Кроме того, сила магнитного притяжения обеспечивает постоянное центрирование платформы и втулочного элемента относительно друг друга.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства для компенсации эффекта дрожания рук, предназначенного для применения в видеокамере, в котором платформа способна легко перемещаться, благодаря чему действенность компенсации эффекта дрожания рук повышается.

Предложенное устройство для компенсации эффекта дрожания рук предназначено для применения в видеокамере, имеющей корпус с окном в его переднем торце, блок оптико-электронных устройств камеры, установленный в корпусе, зеркало, установленное между окном корпуса и блоком оптико-электронных устройств камеры для отражения оптического излучения от снимаемого объекта, приводы поворота зеркала относительно продольной и поперечной осей, обеспечивающие поворот зеркала относительно продольной и поперечной осей, проходящих в плоскости зеркала перпендикулярно друг другу. Предложенное устройство для компенсации эффекта дрожания рук содержит платформу, поддерживающую и защищающую зеркало. Эта платформа имеет контактную часть, в которой выполнен паз. По периферии платформы расположен стакан, установленный в камере под определенным углом к линии распространения оптического излучения. Стакан имеет втулочный элемент, выступающий из его нижней поверхности. В этот втулочный элемент вставлен стержень. В паз платформы и на стержень установлен узел фиксации зеркала от поворота в собственной плоскости, удерживающий платформу от поворота в плоскости зеркала за счет использования магнитной силы.

В узел фиксации зеркала от поворота в собственной плоскости входят первый магнит, закрепленный в пазу платформы, и второй магнит, закрепленный на верхней торцевой поверхности стержня. Вместо магнитов в узле фиксации зеркала от поворота в собственной плоскости может быть использован обладающий магнитными свойствами металл, помещенный в платформу и/или в стержень.

Эти магниты закреплены, соответственно, на платформе и стержне таким образом, чтобы создавать между собой силу магнитного притяжения. Эта сила притяжения поддерживает фиксированный зазор между платформой и втулочным элементом и обеспечивает постоянное центрирование платформы и втулочного элемента относительно друг друга. Кроме того, платформа способна легко перемещаться, благодаря чему действенность компенсации эффекта дрожания рук повышается.

Указанные выше цели и другие технические достоинства настоящего изобретения более наглядно раскрыты в подробном описании его предпочтительного варианта, поясняемом следующими приложенными чертежами.

На фиг. 1 представлен вид сбоку в разрезе видеокамеры, снабженной известным устройством для компенсации эффекта дрожания рук.

На фиг. 2 представлен вид в разрезе устройства для компенсации эффекта дрожания рук, показанного на фиг. 1.

На фиг. 3 представлен вид сбоку в разрезе видеокамеры, имеющей предложенное в изобретении устройство для компенсации эффекта дрожания рук, использующее магниты.

На фиг. 4 представлено объемное изображение видеокамеры, имеющей предложенное в изобретении устройство для компенсации эффекта дрожания рук, использующее магниты.

На фиг. 5 представлен вид в разрезе устройства для компенсации эффекта дрожания рук, показанного на фиг. 4.

Предложенное в изобретении устройство для компенсации эффекта дрожания рук, использующее магниты, представлено на фиг. 3 - 5. Устройство для компенсации эффекта дрожания рук содержит зеркало 8, отражающее световое излучение от снимаемого объекта, платформу 9, защищающую и поддерживающую зеркало 8 и имеющую отогнутую часть 9c, приводы 16 поворота зеркала относительно продольной и поперечной осей, обеспечивающие поворот платформы 9 относительно продольной и поперечной осей, проходящих в плоскости зеркала перпендикулярно друг другу, а также узел фиксации зеркала от поворота в собственной плоскости, удерживающий платформу 9 от поворота в плоскости зеркала при ее повороте относительно продольной и поперечной осей приводами 16.

Зеркало 8 установлено между снимаемым объектом и линзодержателем 3 таким образом, что оно наклонено под заданным углом к линии распространения оптического излучения. Платформа 9 расположена со стороны нижней поверхности зеркала 8 и выполнена с ним как одно целое. Платформа 9 имеет контактную часть 9a, в которой выполнен паз 9b. Для определения частоты поворота зеркала 8 и угла его установки светоизлучающий диод 14 оптически взаимодействует с полупроводниковым фотоэлементом 15. Светоизлучающий диод 14 закреплен в нижней части боковой поверхности стакана 10, а полупроводниковый фотоэлемент 15 закреплен в нижней части отогнутой части 9c платформы, располагаясь на одной линии со светоизлучающим диодом 14.

Из нижней стенки стакана 10 выступает втулочный элемент 25. Втулочный элемент 25 имеет полость 25a, в которую ввернут стержень 12.

В узел фиксации зеркала от поворота в собственной плоскости входят первый магнит 27, закрепленный в пазу 9b, и второй магнит 28, закрепленный на верхней торцевой поверхности стержня 12. Первый и второй магниты соответственно 27 и 28 расположены так, чтобы противоположные полюса находились напротив друг друга и между магнитами действовала сила магнитного притяжения.

Вместо первого и второго магнитов 27 и 28 в узле фиксации зеркала от поворота в собственной плоскости может быть использован обладающий магнитными свойствами металл, находящийся в платформе 9 и/или стержне 12.

В видеокамере, снабженной предложенным в изобретении устройством для компенсации эффекта дрожания рук, оптическое излучение от снимаемого объекта проходит через окно 1 и отражается зеркалом 8. Оптическое излучение, отраженное под прямым углом, падает на прибор 5 с зарядовой связью. В этот момент, если имеет место дрожание рук, датчик угловой скорости обнаруживает его и выдает сигнал на приводы 16 поворота зеркала относительно продольной и поперечной осей.

Приводы 16 поворота зеркала относительно продольной и поперечной осей вступают в действие при поступлении сигналов от датчика угловой скорости. При этом, когда на обмотку 18 подается электрическое напряжение, она создает магнитное поле, которое заставляет платформу 9 повернуться относительно продольной и/или поперечной осей, проходящих в плоскости зеркала перпендикулярно друг другу. Таким образом, магнитное взаимодействие обмотки 18 и магнита 19 компенсирует эффект дрожания рук.

В этот же момент светоизлучающий диод 14 и полупроводниковый фотоэлемент 15 определяют частоту поворота платформы 9 и угол ее установки, тем самым участвуя в регулировании углового положения зеркала 8 относительно продольной и поперечной осей.

Кроме того, сила магнитного притяжения между первым и вторым магнитами соответственно 27 и 28 препятствует отходу платформы 9 от втулочного элемента 25. Поэтому платформа 9 и втулочный элемент 25 расположены на заданном постоянном расстоянии друг от друга. Более того, эта сила магнитного притяжения обеспечивает центрирование платформы 9 относительно втулочного элемента 25. И, наконец, сила магнитного притяжения предотвращает поворот платформы 9 в плоскости зеркала.

Несмотря на то, что настоящее изобретение описано и представлено графически в виде предпочтительного варианта его осуществления, для специалиста должна быть очевидной возможность внесения изменений в форму и технические детали изобретения при условии, что такие изменения не нарушают изобретательского замысла и не выходят за границы испрашиваемого для изобретения объема правовой охраны, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Устройство для компенсации эффекта дрожания рук в видеокамере, содержащей корпус с окном в его переднем торце, блок оптико-электронных устройств камеры, установленный в корпусе, зеркало, установленное между окном корпуса и блоком оптико-электронных устройств камеры для отражения оптического излучения от снимаемого объекта, приводы поворота зеркала относительно продольной и поперечной осей, обеспечивающие поворот зеркала относительно продольной и/или поперечной осей, проходящих в плоскости зеркала перпендикулярно друг другу, отличающееся тем, что в него дополнительно введены стакан, имеющий втулочный элемент, который выступает параллельно внутренней боковой поверхности стакана, причем этот втулочный элемент имеет опорный торец, стержень, вставленный во втулочный элемент таким образом, что торец этого стержня находится вблизи опорного торца втулочного элемента, платформу, поддерживающую зеркало и имеющую контактную часть, которая упирается в опорный торец втулочного элемента с возможностью скольжения, причем в этой контактной части выполнен паз, средство фиксации зеркала от поворота в собственной плоскости, удерживающее платформу от поворота в плоскости зеркала за счет использования магнитной силы, причем это средство фиксации зеркала от поворота в собственной плоскости расположено в пазу контактной части и на торце стержня, находящегося вблизи опорного торца втулочного элемента.

2. Устройство для компенсации эффекта дрожания рук по п.1, отличающееся тем, что средство фиксации зеркала от поворота в собственной плоскости содержит первый магнит, неподвижно закрепленный в пазу контактной части платформы, и второй магнит, неподвижно закрепленный на конце стержня, находящегося вблизи опорного торца втулочного элемента, при этом первый и второй магниты ориентированы своими полюсами так, чтобы между ними действовала сила магнитного притяжения.

3. Устройство для компенсации эффекта дрожания рук по п.1, отличающееся тем, что средство фиксации зеркала от поворота в собственной плоскости содержит обладающий магнитными свойствами металл, находящийся в платформе и/или стержне.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5