CN1690762A - 双筒望远镜 - Google Patents

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Abstract

一种双筒望远镜，包括一对观测光学系统，各具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统，以及移动部分各个观测光学系统的聚焦机构。会聚值补偿机构关联聚焦机构的操作而操作，其设置成移动可移动光学元件，可移动光学元件至少是该对物镜光学元件之一的部分，以补偿会聚值。该对物镜光学系统的另一个的对应光学元件不移动，不用对改变会聚值而起作用。

Description

双筒望远镜
技术领域
[0002]本发明涉及双筒望远镜。
背景技术
[0003]当用一对双筒望远镜观测无限远的物体时，观测者用左眼观测到的视场和用右眼观测到的视场基本上相互交迭，因此当观测者用两个眼睛观测双筒望远镜时观测到一个视场。而当用双筒望远镜在观测相当短的距离几米或更短物体时，只有部分右眼和左眼的视场相互交迭，因此观测者在观测这物体时感觉到很难受。这是因为既然双筒望远镜一般设计成观测位于几十米到无限远范围内的物体，所以在双筒望远镜中左右物镜的光轴通常是相互平行安装的。如果用这种双筒望远镜观测短距离的物体，在对应物体的聚焦条件(其指的是调整值，即，要被聚焦的物体距离，例如用屈光度单位[dptr]＝[1/米]表示的调整值)和会聚值(其是例如用公制角度[MW]＝[1/米]表示的右视线和左视线相交的距离)之间出现明显的差异。当以高放大率观测物体时，这种差异影响就会很明显。例如，用10倍的双筒望远镜，差异度是裸眼差异度的10倍。调整值和会聚值之间明显的差异对观测者的眼睛来说是负担，造成眼睛疲劳(应该注意术语“会聚”意指当观测短距离物体时，双眼的视轴聚集，在两轴之间形成的角度称为“会聚角”)。
[0004]根据上述问题，为了减轻在观测短距离物体时对眼睛的负担，已经研制出具有会聚值(会聚角)补偿机构的双筒望远镜。在这种望远镜中，根据调整值，通过沿垂直光轴的方向移动两个物镜来调整会聚值(或会聚角)，在观测近距离物体时，使物镜彼此靠近。这种双筒望远镜的示例在日本专利申请No.3090007，No.3196613以及日本专利分案申请No.HEI05-107444中公开。
[0005]但是，在各个专利公开中描述的双筒望远镜会聚值补偿机构的结构相当复杂。即，根据传统的机构，用于沿垂直于其光轴的方向移动物镜的机构应该提供给右物镜和左物镜的每一个。因此，机构复杂，而且，元件的数量增加，其增加双筒望远镜的制造成本。
[0006]另外，当沿垂直于其光轴方向移动时，右物镜和左物镜都应该彼此完全相关地移动。但是，用这种机构难以实现足够的精度，既使制造得精确，它容易随着时间变差。
发明内容
[0007]本发明具有这样的优点，提供在观测短距离物体时，能够用相当简单的结构而根据调整值高精度地补偿会聚值的双筒望远镜。
[0008]根据本发明的一方面，提供一种双筒望远镜，其包括一对观测光学系统，各观测光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统，移动部分各个观测光学系统的聚焦机构，关联聚焦机构的操作而操作的会聚值补偿机构，该会聚值补偿机构移动该对物镜光学系统之一至少部分的可移动光学元件，以补偿会聚值，不移动该对物镜光学系统的另一个的光学元件来改变会聚值。
[0009]可选地，会聚值补偿机构构造成移动可移动光学元件，使得该对物镜光学系统之一的光轴和该对物镜光学系统的另一个的光轴之间的距离、关联用于聚焦的部分各个观测光学系统移动而改变。
[0010]在具体情况下，会聚值补偿机构构造成绕平行于其光轴的线转动可移动光学元件，以改变光学元件的光轴和该对物镜光学系统的另一个的光轴之间的距离。
[0011]可选地，聚焦机构可以移动用于聚焦的该对物镜光学系统每一个的至少部分光学元件，会聚值补偿机构可以设置导向机构，当该对物镜光学系统每一个的至少部分光学元件移动以聚焦时，该导向机构导引可移动光学元件，以绕平行于其光轴的线转动。
[0012]可选地，可移动光学元件可以被框部件保持，导向机构可包括导向轴，该导向轴沿平行于该对物镜光学系统之一的光轴延伸，并可转动和可滑动地支撑保持可移动光学元件的框；导轨，其设置在双筒望远镜的主体上，导轨具有至少一个倾斜部分，该倾斜部分相对该对物镜光学系统之一的光轴倾斜；接合部件，其形成于保持可移动光学元件的框上；接合部件与导轨接合，当接合部件与导轨的倾斜部分接合时，当保持光学元件的框沿用于聚焦的光轴方向移动时，保持可移动光学元件的框绕导向轴旋转。
[0013]可选地，导轨具有平行于该对物镜光学系统之一的光轴的平行部分。
[0014]导轨可以是与主体整体设置的凹槽、凸线和间隙之一。
[0015]可选地，该对物镜光学系统的每一个设置成入射侧光轴和出射侧光轴相对正像光学系统彼此移动预定距离，双筒望远镜还包括：容纳该对物镜光学系统的主体，包括左目镜光学系统和左正像光学系统的左镜筒，左镜筒相对主体绕目镜光学系统的左入射侧光轴可转动，和包括右目镜光学系统和右正像光学系统的右镜筒，右镜筒相对主体绕右入射侧光轴可转动。用上述结构，通过相对主体旋转左镜筒和右镜筒，调整该对目镜光学系统出射侧光轴之间的距离。
[0016]可选地，框部件可以设置遮光件，其用于防止散射光通过间隔进入双筒望远镜的内部，该间隔设置成允许框部件沿垂直于光轴的方向移动。
[0017]可选地，遮光件包括从框部件向外突出的部分外凸缘部件。
[0018]可选地，双筒望远镜还包括设置在该对物镜光学系统之间的分隔壁，分隔壁防止光通过在该对物镜光学系统之间形成的间隙进入双筒望远镜。
[0019]可选地，分隔壁面对框部件的表面相对该对物镜光学系统之一的光轴、对应于用于聚焦的轴向移动和用于会聚值补偿的转动而倾斜。
附图说明
[0020]图1是根据本发明实施例的双筒望远镜在无限远聚焦状态的截面平面图；
[0021]图2是根据本发明实施例的双筒望远镜在无限远聚焦状态的侧截面图；
[0022]图3是根据本发明实施例的双筒望远镜在无限远聚焦状态的前截面图；
[0023]图4是根据本发明实施例的双筒望远镜在最短距离聚焦状态的截面平面图；
[0024]图5是根据本发明实施例的双筒望远镜在最短距离聚焦状态的侧截面图；
[0025]图6是根据本发明实施例的双筒望远镜在最短距离聚焦状态的前截面图。
具体实施方式
[0026]下面参照附图，详细描述根据本发明实施例的双筒望远镜。
[0027]图1、图2和图3是根据本发明第一实施例在双筒望远镜聚焦无限远物体(在下文中，该状态称为“无限远聚焦状态”)时，双筒望远镜的横截面平面图、侧横截面图和前横截面图。图4、图5和图6是当根据本发明实施例的双筒望远镜聚焦最短距离物体(在下文中，该状态称为“最短距离聚焦状态”)时的横截面平面图、侧截面图和前截面图。
[0028]应该指出，在本说明书中，图1的上侧和图2的左手侧称为双筒望远镜的“前”侧，图1的下侧和图2的右手侧称为双筒望远镜1的“后”侧，图2和图3的上侧称为“上或上侧”，在此，双筒望远镜1的下侧称为“下或下侧”。
[0029]如图1所示，双筒望远镜1包括左眼观测光学系统2L、右眼观测光学系统2R、用于容纳上述观测光学系统2L和2R壳体的主体3、左镜筒4L和右镜筒4R、和用于根据物距聚焦的聚焦机构5。
[0030]观测光学系统2L和2R分别具有物镜光学系统21L和21R，正像光学系统22L和22R，和目镜光学系统23L和23R。在观测光学系统2L和2R中的正像光学系统22L和22R分别由普罗(Porro)棱镜组成。在目镜光学系统23L和23R的入射侧光轴O21L和O21R相对正像光学系统22L和22R和其出射侧光轴O22L和O22R之间形成预定间隙(间隔)。在无限远聚焦状态，物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R分别与入射侧光轴O21L和O21R一致。
[0031]两个物镜光学系统21L和21R整体地安装在主体3内。左侧目镜光学系统23L和正像光学系统22L，右侧目镜光学系统23R和正像光学系统22R彼此分开安装在的左镜筒4L和右镜筒4R中。主体3，左镜筒4L和右镜筒4R可以由单个零件组成或由多个组合的零件组成。
[0032]左镜筒4L和右镜筒4R连接主体3，分别围绕入射侧光轴O21L和O21R在预定的角度范围内转动。而且，镜筒4L和4R由于摩擦力可以停在预定角度范围内的任何位置。
[0033]沿相反方向转动左镜筒4L和右镜筒4R，两个目镜光学系统23L和23R的光轴O2L和O2R之间的距离(出射侧光轴O22L和O22R之间的距离)可以调整，以满足观测者眼睛之间的宽度。优选双筒望远镜1具有左镜筒4L和右镜筒4R彼此同时沿相反方向转动的互锁机构(未示出)。
[0034]在图示的组成中，朝主体3开口的窗部分设置盖玻璃12。由于这种结构，防止外部物质或灰尘进入主体3。盖玻璃12也可以省略。
[0035]在镜筒4L和4R的后端部，目镜件13L和13R分别同心地固接目镜光学系统23L和23R。目镜件13L和13R沿光轴O2L和O2R方向位移，即，从适应图1所示的状态可移动到目镜件13L和13R向后拉的状态(未示出)。使用者根据存在/没有玻璃或面部特征调整目镜件13L和13R的位置，然后，在眼球周围或用他/她邻接目镜件13L和13R后端面的眼镜，观测目镜光学系统23L和23R。用这种结构，使用者可以将他/她的眼睛放在稳定状态合适的眼睛点(没有遮挡可以看见全部视场的位置)。
[0036]物镜光学系统21L和21R相对主体3可移动，通过聚焦机构5的驱动来移动。
[0037]透镜框6支撑物镜光学系统21L。透镜框6移动的主体3的空间内表面34具有凹圆柱形，透镜框6L的外表面具有凸圆柱形，透镜框6L的外表面由内表面34可滑动地导向，从而物镜光学系统21L沿光轴O1L的方向线性导向。
[0038]如图2和图3所示，主体3设置导向轴11和导向槽(导轨)31，用于引导物镜光学系统21R的移动。
[0039]导向轴11由直杆组成。导向轴11设置在物镜光学系统21R的上侧，平行于光轴O1L和O1R伸出。如图3所示，在透镜框6R的上侧部分形成用于保持物镜光学系统21R的凸起部分61R具有孔，导向轴11通过该孔插入。用这种结构，物镜光学系统21R沿导向轴11R可移动，并绕导向轴11R可转动。
[0040]导轨(凹槽)31是在主体3下侧的内壁形成的凹槽。插入导向槽31凸起(接合部件)62形成于透镜框6R的下部。当物镜光学系统21R沿导向轴11移动时，凸起62沿导向槽31移动。
[0041]如图3所示，导轨(凹槽)31的横截面形状基本上为具有相互平行并沿双筒望远镜1上下方向延伸的内壁(侧壁)的矩形(U形)。
[0042]如图1所示，聚焦机构5包括作为可操作件的旋转环(聚焦环)51，与聚焦环51和叶片53一起旋转的聚焦环轴52。聚焦环51和聚焦环轴52在平面图中位于观测光学系统2L和2R之间并可旋转地支撑在主体3上。叶片53设置具有阴螺纹的基础部分531，阴螺纹与聚焦环轴52外圆周面上形成的阳螺纹配合。叶片53还分别设置从接近部分531向左和向右突出的臂532L和532R。臂532L和532R的端部插入在镜头框6L和6R的凸起部分61L和61R中形成的槽中。
[0043]如果聚焦环51沿预定方向旋转，接近部分531沿聚焦环轴52伸出的方向前进。然后，力经过臂532L和532R传输到镜头框6L和6R，使物镜光学系统21L和21R向前突出。如果聚焦环51沿预定方向相反的方向旋转，使物镜光学系统21L和21R向后缩进。用这种聚焦机构5的致动，可以进行聚焦。
[0044]在图1和图3所示的无限远聚焦状态，物镜光学系统21L和21R处于向后缩进状态(即，完全向后缩进)。
[0045]相反，在图4-6所示的最短距离聚焦状态，物镜光学系统21L和21R完全向前突出。在这种状态可以获得双筒望远镜1的最短聚焦距离。最短聚焦距离不限于具体的值。但是，如下面所述，因为根据本发明的双筒望远镜1设置会聚值补偿机构并适于短距离观测，优选最短聚焦距离比传统双筒望远镜相对短，例如，其距离是在0.3m-1m范围内。
[0046]双筒望远镜1设置会聚值补偿机构，通过聚焦机构5的相关操作改变物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R之间的距离来补偿会聚值。在该实施例中，会聚值补偿机构包括上述导向轴11、导轨(凹槽)31和凸起62。在下文中，描述了根据第一实施例描述双筒望远镜1中会聚值的补偿。
[0047]如图4所示，导轨(凹槽)31设置沿相对物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R倾斜方向伸出的倾斜部分311，和倾斜部分311向后并平行于光轴O1L和O1R延伸连续形成的平行部分312。倾斜部分311这样倾斜，倾斜部分311靠近双筒望远镜1的中心。表示物镜光学系统21R在无限远聚焦状态位置的标记32沿平行部分312设置在预定位置的侧面。
[0048]当凸起62位于平行部分312时，既使操作聚焦机构5，移动物镜光学系统21L和21R，光轴O1L和O1R之间的距离不变。即，在接近无限远聚焦状态会聚值补偿没有起作用。这是因为当观测相当远距离的物体时，不需要会聚值校正。
[0049]当凸起62位于倾斜部分311时，由于操作聚焦机构5，物镜光学系统21L和21R前进，凸起62沿倾斜部分311靠近中心。因此，物镜光学系统21R绕导向轴11旋转，光轴O1L和O1R之间的距离逐渐减小，从而会聚值被补偿(参见图3和图6)。
[0050]因为如上所述会聚值被补偿，在观测短距离物体时，可以防止左眼观测的图像和右眼观测的图像之间的差，观测变得容易和舒适。
[0051]尽管对会聚值补偿起作用的聚焦距离(调整值)没有具体的限制，优选距离为3m-5m。在导轨31中的倾斜部分311和平行部分312分界点设置在对应会聚值补偿起作用的聚焦距离的位置。
[0052]根据该实施例的双筒望远镜1设置遮光片71和分隔壁33，其防止光(散射光)通过在位移物镜光学系统21R用于会聚补偿时形成的间隙进入双筒望远镜内部。
[0053]如图4所示，遮光片71提供给透镜框6R，它在图4的右手部分朝外突出作为部分凸缘。遮光片71与物镜光学系统21R关联位移。如图6所示，当沿物镜光学系统21R的光轴观测时，遮光片71基本上为新月形。当物镜光学系统21R向前移动聚焦时，在物镜光学系统21R的外侧形成间隙。遮光片71起到防止散射光通过间隙进入的作用。
[0054]如图1所示，分隔壁33设置在主体3内侧，使得允许左光学系统21L(即，透镜框6L)的空间与允许右光学系统21R(即，透镜框6R)分开。分隔壁33的右手侧表面(参见图1)倾斜，使得前部靠近主体3的中心，其后部远离中心。当其缩进后侧时，分隔壁33起到防止散射光通过在物镜光学系统21R的内侧形成的间隙进入的作用。
[0055]根据上述实施例，因为设置遮光片71和分隔壁33，所以能够很好地遮挡散射光并能防止闪光。因此，能够防止散射光的影响(例如，降低观测图像的对比度)，观测图像能保持在良好的状态。
[0056]如上所述，双筒望远镜1构成为右侧物镜光学系统21R绕导向轴11旋转，使它沿垂直于其光轴O1R的方向移动，以便补偿会聚。另一方面，左侧物镜光学系统21L不沿垂直于其光轴O1L的方向移动，用于会聚补偿。
[0057]如上所述，根据本实施例，仅一个物镜光学系统设置仅一个会聚补偿机构(其包括导向轴11、导向槽31和凸起62)，对另一物镜光学系统不设置这种会聚补偿机构。因此，双筒望远镜1的结构能简化，元件的数量能减少，制造成本能降低。
[0058]另外，根据本实施例，仅仅对该对物镜光学系统之一(例如，光学系统21R)设置一个会聚补偿机构。因此，移动部件的数量能减少，能以更高的精度进行会聚补偿。另外，既使双筒望远镜使用多年，也不会频繁出现失调。
[0059]根据传统的双筒望远镜，需要对各个物镜光学系统的会聚补偿机构应该彼此同步准确地位移，对机构来说，它难以保持高精度。根据上述实施例，因为仅移动一个物镜，不出现象传统望远镜这样的问题，能够高精度进行会聚补偿。
[0060]根据本实施例，由于采用旋转一个物镜光学系统以改变物镜光学系统21R和21L的光轴O1R和O1L之间距离的结构，能简化机构的结构，其降低制造成本。
[0061]应该指出，本发明不必限定于上述示例性实施例，能够不脱离本发明的范围以各种方式变型。
[0062]在上述实施例中，通过移动右物镜光学系统进行会聚补偿。也可能移动左物镜光学系统代替右物镜光学系统。
[0063]在上述实施例中，物镜光学系统由包括两个透镜的一个透镜组组成，通过移动一个物镜光学系统的整体进行聚焦和会聚补偿。但是，本发明不必限定于这种物镜光学系统，可以改型。例如，如果物镜光学系统由多于一个的透镜组组成，通过移动构成物镜光学系统的部分透镜组可以进行会聚补偿。还应该指出，通过移动包括在除了物镜光学系统之外的光学系统中的光学元件能进行聚焦。
[0064]在上述实施例中，通过旋转一个物镜光学系统进行会聚补偿。本发明不必限定于这种结构，例如，可能沿垂直于其光轴的方向移动一个物镜光学系统，以改变物镜光轴的光轴之间的距离。
[0065]可替换地，可能倾斜一个物镜光学系统的光轴，以补偿会聚值。
[0066]应该指出，导轨可以是凹槽，在上述实施例中可以用整体设置在主体上的凸线或间隙代替。
[0071]本发明不仅能应用与上述双筒望远镜中，而且可以用于屋脊棱镜双筒望远镜中，其中目镜光学系统的光轴之间的距离等于物镜光学系统的光轴之间的距离。另外，本发明能应用于蔡司(Zeis)型双筒望远镜或保旭(Bausch)和劳普(Lomb)型双筒望远镜，其中目镜光学系统的光轴之间的距离大于物镜光学系统的光轴之间的距离。

Claims (12)

1.一种双筒望远镜，包括：
一对观测光学系统，各具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统；
聚焦机构，其移动各个观测光学系统的一部分；
会聚值补偿机构，其关联于聚焦机构的操作而操作，该会聚值补偿机构移动该对物镜光学系统之一至少部分的可移动光学元件，以补偿会聚值，而不移动该对物镜光学系统的另一个的光学元件来改变会聚值。
2.如权利要求1所述的双筒望远镜，其特征在于：该会聚值补偿机构移动该可移动光学元件，使得该对物镜光学系统之一的光轴和该对物镜光学系统的另一个的光轴之间的距离、关联于各个观测光学系统的部分的移动而改变以进行聚集。
3.如权利要求2所述的双筒望远镜，其特征在于：该会聚值补偿机构绕平行于其光轴的线转动光学元件，以改变该光学元件的光轴和该对物镜光学系统的另一个的光轴之间的距离。
4.如权利要求3所述的双筒望远镜，其特征在于：该聚焦机构移动该对物镜光学系统每一个的至少部分光学元件以用于聚焦；和
其中该会聚值补偿机构设置有导向机构，当该对物镜光学系统每一个的至少部分光学元件移动以聚焦时，该导向机构引导可移动光学元件的移动，以绕平行于其光轴的线转动。
5.如权利要求4所述的双筒望远镜，其特征在于：
可移动光学元件被框部件保持，
其中导向机构包括：
导向轴，其沿平行于该对物镜光学系统之一光轴的方向延伸，并可转动且可滑动地支撑保持可移动光学元件的框；
导轨，其设置在双筒望远镜的主体上，导轨具有至少一个倾斜部分，该倾斜部分相对于该对物镜光学系统之一的光轴倾斜；和
接合部件，其形成于保持可移动光学元件的框上，接合部件与导轨接合，
其中，当接合部件与导轨的倾斜部分接合时，当该保持光学元件的框沿光轴方向移动以进行聚焦时，该保持可移动光学元件的框绕导向轴旋转。
6.如权利要求5所述的双筒望远镜，其特征在于：该导轨具有平行于该对物镜光学系统之一的光轴的平行部分。
7.如权利要求5所述的双筒望远镜，其特征在于：该导轨是与主体整体设置的凹槽、凸线和间隙之一。
8.如权利要求1所述的双筒望远镜，其特征在于：
该对观测光学系统的每一个构造成入射侧光轴和出射侧光轴相对正像光学系统彼此移动预定距离，
其中双筒望远镜还包括：
主体，容纳该对物镜光学系统；
左镜筒包括左目镜光学系统和左正像光学系统，左镜筒可相对主体绕左入射侧光轴转动；和
右镜筒包括右目镜光学系统和右正像光学系统，右镜筒可相对主体绕右入射侧光轴转动，和
其中通过相对主体旋转左镜筒和右镜筒，可调整出射侧光轴之间的距离。
9.如权利要求5所述的双筒望远镜，其特征在于：该框部件设置遮光件，该遮光件用于防止散射光通过间隔进入双筒望远镜的内部，该间隔设置成允许框部件沿垂直于光轴的方向移动。
10.如权利要求9所述的双筒望远镜，其特征在于：该遮光件包括从框部件向外突出的部分外凸缘部件。
11.如权利要求9所述的双筒望远镜，其特征在于：还包括设置在该对物镜光学系统之间的分隔壁，分隔壁防止光通过在该对物镜光学系统之间形成的间隙进入双筒望远镜。
12.如权利要求11所述的双筒望远镜，其特征在于：该分隔壁面对框部件的表面相对该对物镜光学系统之一的光轴、对应于用于聚焦的轴向移动和用于会聚值补偿的转动而倾斜。
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