DE102005005922A1

DE102005005922A1 - Fernglas

Info

Publication number: DE102005005922A1
Application number: DE200510005922
Authority: DE
Inventors: Satoru Nemoto; Ken Hirunuma
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2005-08-25
Also published as: GB2410808A; US20050190440A1; GB2410808B; FR2866124A1; US7277225B2; GB0502707D0; TW200532246A; CN1655008A

Abstract

Ein Fernglas (1, 1B, 1C, 1D) hat zwei Betrachtungsoptiken (2L, 2R), die jeweils eine Objektivoptik (21L, 21R), eine Aufrichtoptik (22L, 22R) und eine Okularoptik (23L, 23R) enthalten. Das Fernglas (1, 1B, 1C, 1D) enthält ferner einen Fokussiermechanismus (5), der einen Teil der jeweiligen Betrachtungsoptik (2L, 2R) zum Fokussieren bewegt, und einen Konvergenzkorrekturmechanismus, der einen Konvergenzwert korrigiert, indem er optische Elemente, die zumindest Teil der jeweiligen Objektivoptik (21L, 21R) sind, mit Betätigen des Fokussiermechanismus (5) verschiebt. Bei dieser Konstruktion ist der Abstand zwischen den optischen Achsen (O_2L, O_2R) der Okularoptiken (23L, 23R) entsprechend dem Augenabstand des Benutzers einstellbar. Der Maximalwert des Abstandes zwischen den optischen Achsen (O_1L, O_1R) der verschiebbaren optischen Elemente ist kleiner als der Minimalwert das Abstandes zwischen den optischen Achsen (O_2L, O_2R) der Okularoptiken (23L, 23R).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fernglas.
Wird mit einem Fernglas, d.h. einem binokularen Fernrohr oder Doppelfernrohr, ein Objekt im Unendlichen betrachtet, so überlappen einander weitgehend ein mit dem linken Benutzerauge betrachtetes Gesichts- oder Sichtfeld und ein mit dem rechten Benutzerauge betrachtetes Gesichts- oder Sichtfeld. Blickt der Benutzer mit seinen beiden Augen in das Fernglas, so betrachtet er auf diese Weise ein einziges Gesichtsfeld. Wird dagegen durch das Fernglas ein Objekt in vergleichsweise kurzer Entfernung von z.B. einigen Metern oder weniger betrachtet, so überlappen das auf das rechte Auge bezogene Gesichtsfeld und das auf das linke Auge bezogene Gesichtsfeld einander nur zum Teil, so dass es für den Benutzer schwierig wird, ein solches Objekt zu betrachten. Dies liegt daran, dass bei Ferngläsern die für die linke und die rechte Objektivlinse vorgesehenen optischen Achsen weitgehend parallel zueinander fest eingestellt sind, da Ferngläser im Allgemeinen darauf ausgelegt sind, ein Objekt innerhalb eines Bereichs von einigen 10 Metern bis Unendlich zu betrachten. Wird mit einem solchen Fernglas ein Objekt in kurzer Entfernung betrachtet, so tritt eine beachtliche Abweichung zwischen einem auf das Objekt bezogenen Fokussierzustand (im Folgenden als Einstellwert bezeichnet, gegeben durch die Entfernung eines zu fokussierenden Objektes und beispielsweise dargestellt in der Einheit Dioptrie [dptr] = [1/Meter]) und dem Konvergenzwert (gegeben durch die Entfernung, bei der sich die rechte Sichtlinie und die linke Sichtlinie schneiden, beispielsweise dargestellt durch den metrischen Winkel [MW] = [1/Meter]). Wird ein Objekt mit hoher Vergrößerung betrachtet, so ist der Einfluss einer solchen Abweichung beachtlich. Beispielsweise ist bei einem zehnfach vergrößernden Fernglas die Größe dieser Abweichung zehn mal größer als mit bloßem Auge. Diese beachtliche Abweichung zwischen dem Einstellwert und dem Konvergenzwert stellt eine Belastung für die Augen des Betrachters dar und führt zur Ermüdung der Augen. (Der Begriff "Konvergenz" ist im Folgenden auf die Sichtachsen beider Augen bezogen, die auf das Betrachten eines Objektes in kurzer Entfernung konzentriert sind, während der zwischen diesen beiden Achsen gebildete Winkel als "Konvergenzwinkel" bezeichnet wird).

Unter Berücksichtigung des oben beschriebenen Problems wurde, um die Beanspruchung der Augen beim Betrachten eines Objektes in kurzer Entfernung zu verringern, ein Fernglas vorgeschlagen, das mit einem Mechanismus zum Korrigieren des Konvergenzwertes (Konvergenzwinkel) ausgestattet ist. In einem solchen Fernglas wird entsprechend dem Einstellwert der Konvergenzwert (oder Konvergenzwinkel) eingestellt, indem beide Objektivlinsen senkrecht zu ihren optischen Achsen so bewegt werden, dass sie nahe beieinander angeordnet sind, wenn ein Objekt in kurzer Entfernung betrachtet wird. Beispiele für ein solches Fernglas sind beschrieben in JP 3090007 , JP 3196613 und JP 3189328 .

Beim Entwurf der in den oben genannten Veröffentlichtungen beschriebenen Ferngläser hat sich jedoch herausgestellt, dass der Abstand, der zum Bewegen der Objektivlinse senkrecht zur optischen Achse erforderlich ist, übermäßig groß wird. wodurch die Größe des Fernglases insgesamt zunimmt. Diese Ferngläser haben zudem den Nachteil, dass es zu einer vergleichsweise starken Verschlechterung der Abbildungsleistung infolge der Dezentrierung der optischen Achse kommt. Aus diesem Grunde finden diese Ferngläser keine praktische Anwendung.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass das Fernglas in der Lage ist, mit einem vergleichsweise einfachen Aufbau und raumsparend den Konvergenzwert mit hoher Genauigkeit in Abhängigkeit des Einstellwertes zu korrigieren, wenn ein Objekt in kurzer Entfernung betrachtet wird.

Die Erfindung erreicht dies durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 1 ist es möglich, die Verschiebebeträge der optischen Elemente, die zum Korrigieren des Konvergenzwertes erforderlich sind, zu verringern. Dadurch kann vermieden werden, dass durch den Einbau des Konvergenzkorrekturmechanismus das Fernglas zu groß wird. Zudem kann die Konstruktion des Konvergenzkorrekturmechanismus vereinfacht werden, wodurch wiederum die Fertigungskosten gesenkt werden können.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 19 ist es möglich, den Konvergenzkorrekturmechanismus mit einer einfache Konstruktion basierend auf einem Drehsystem auszubilden. So kann der Konvergenzkorrekturmechanismus in das Fernglas eingebaut werden, ohne dass dadurch die Fertigungskosten wesentlich steigen. Außerdem wird eine angemessene Korrektur des Konvergenzwertes in Abhängigkeit der Entfernung zu einem zu betrachtenden Objekt erzielt. Insbesondere kann eine sichere Korrektur des Konvergenzwertes in Abhängigkeit eines Einstellwertes nach Bedarf vorgenommen werden (wenn ein Objekt in kurzer Entfernung betrachtet wird).

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 20 kann in dem Fernglas, das den auf dem Drehsystem basierenden Konvergenzkorrekturmechanismus enthält, bei Auftreten eines Fehlers oder einer Abweichung in der Fertigung und/oder im Zusammenbau der Fehler oder die Abweichung der jeweiligen Objektivoptik (verschiebbares optisches Element) in vertikaler Richtung nahe der Unendlicheinstellung, die besonders häufig genutzt wird, minimiert werden. Außerdem kann eine hohe optische Genauigkeit erzielt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
1 eine geschnittene Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fernglases in der Unendlicheinstellung,
2 eine geschnittene Seitenansicht des Fernglases gemäß erstem Ausführungsbeispiel in der Unendlicheinstellung,
3 eine geschnittene Vorderansicht des Fernglases gemäß erstem Ausführungsbeispiel in der Unendlicheinstellung,
4 eine geschnittene Draufsicht des Fernglases gemäß erstem Ausführungsbeispiel in der Nahgrenzeinstellung,
5 eine geschnittene Seitenansicht des Fernglases gemäß erstem Ausführungsbeispiel in der Nahgrenzeinstellung,
6 eine geschnittene Vorderansicht des Fernglases gemäß erstem Ausführungsbeispiel in der Nahgrenzeinstellung,
7 eine Darstellung, welche die zur Konvergenzwertkorrektur erforderlichen Verschiebungen der Objektivoptiken veranschaulicht,
8 eine geschnittene Vorderansicht eines Fernglases gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in der Nahgrenzeinstellung zeigt,
9 eine geschnittene Vorderansicht eines Fernglases gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in der Unendlicheinstellung,
10 eine geschnittene Draufsicht auf das Fernglas gemäß drittem Ausführungsbeispiel in der Nahgrenzeinstellung,
11 eine geschnittene Vorderansicht des Fernglases gemäß drittem Ausführungsbeispiel in der Nahgrenzeinstellung,
12 eine geschnittene Vorderansicht eines Fernglases gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel in der Unendlicheinstellung, und
13 eine geschnittene Vorderansicht des Fernglases gemäß fünftem Ausführungsbeispiel in der Nahgrenzeinstellung.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Fernglases unter Bezugnahme auf die Figuren im Detail erläutert.
Erstes Ausführungsbeispiel
Die 1, 2 und 3 zeigen in einer geschnittenen Draufsicht, einer geschnittenen Seitenansicht bzw. einer geschnittenen Vorderansicht ein erfindungsgemäßes Fernglas 1 als erstes Ausführungsbeispiel, wobei das Fernglas 1 auf ein Objekt im Unendlichen fokussiert ist. Dieser Fokussierzustand wird im Folgenden als "Unendlicheinstellung" bezeichnet wird. Die 4, 5 und 6 zeigen in einer geschnittenen Draufsicht, einer geschnittenen Seitenansicht bzw. einer geschnittenen Vorderansicht das Fernglas 1 gemäß erstem Ausführungsbeispiel, wenn dieses auf ein Objekt in kürzestmöglicher Entfernung fokussiert ist. Dieser Fokussierzustand wird im Folgenden als "Nahgrenzeinstellung" bezeichnet. 7 zeigt beispielhaft Verschiebungen von Objektivoptiken, die zum Korrigieren eines Konvergenzwertes erforderlich sind.
In der folgenden Beschreibung wird die in 1 obere Seite und die in 2 linke Seite als vordere Seite des Fernglases 1, die in 1 untere Seite und die in 2 rechte Seite als hintere Seite des Fernglases 1, die in den 2 und 3 obere Seite als untere Seite des Fernglases 1 und die in den 2 und 3 untere Seite als untere Seite des Fernglases 1 bezeichnet.
Wie in 1 gezeigt, enthält das Fernglas eine Betrachtungsoptik 2L für das linke Auge, eine Betrachtungsoptik 2R für das rechte Auge, einen Hauptkörper 3, der ein Gehäuse zur Unterbringung der Betrachtungsoptiken 2L, 2R bildet, einen linken Tubus 4L und einen rechten Tubus 4R sowie einen Fokussiermechanismus 5, mit dem eine Fokussierung in Abhängigkeit der Objektentfernung vorgenommen wird.
Die Betrachtungsoptiken 2L und 2R umfassen jeweils eine Objektivoptik 21L bzw. 21R, eine Aufrichtoptik 22L bzw. 22R und eine Okularoptik 23L bzw. 23R. Die in der jeweiligen Betrachtungsoptik 2L bzw. 2R vorgesehene Aufrichtoptik 22L bzw. 22R besteht aus einem Porroprisma. Zwischen der bezüglich der jeweiligen Aufrichtoptik 22L bzw. 22R eintrittsseitigen optischen Achse O_21L bzw. O_21R der jeweiligen Okularoptik 23L bzw. 23R und deren auf der Austrittsseite liegenden optischen Achse O_22L bzw. O_22R ist ein vorbestimmter Versatz (Abstand) vorhanden. In der Unendlicheinstellung fallen die optischen Achsen O_1L und O_1R der Objektivoptiken 21L und 21R mit den jeweiligen auf der Eintrittsseite liegenden optischen Achsen O_21L bzw. O_21R zusammen.
Beide Objektivoptiken 21L und 21R sind in den Hauptkörper 3 eingebaut. Die linke Okularoptik 23L sowie die Aufrichtoptik 22L sind in dem linken Tubus 4L und die rechte Okularoptik 23R sowie die Aufrichtoptik 22R in dem rechten Tubus 4R eingebaut. Die beiden Tuben 4L und 4R sind getrennt voneinander vorgesehen. Der Hauptkörper 3, der linke Tubus 4L und der rechte Tubus 4R können einstückig ausgebildet sein oder aus mehreren zusammengesetzten Teilen bestehen.
Der linke Tubus 4L und der rechte Tubus 4R sind so an den Hauptkörper 3 gekoppelt, dass sie innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs um die jeweilige auf der Eintrittsseite liegende optische Achse O_21L bzw. O_21R gedreht werden können. Die Tuben 4L und 4R können durch Reibung innerhalb des vorbestimmten Bereichs in beliebigen Positionen gehalten werden.
Indem der linke Tubus 4L und der rechte Tubus 4R in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden, kann der Abstand zwischen den optischen Achsen O_2L und O_2R der beiden Okularoptiken 23L und 23R, d.h. der Abstand zwischen den auf der Austrittsseite liegenden optischen Achsen O_22L und O_22R auf den Augenabstand des Betrachters eingestellt werden. Vorzugsweise hat das Fernglas 1 einen nicht gezeigten Kopplungs- oder Verzahnungsmechanismus, durch den der linke Tubus 4L und der rechte Tubus 4R gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Deckglas 12 in einer Fensteröffnung angeordnet, die vorne am Hauptkörper 3 ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung wird verhindert, dass Fremdsubstanzen oder Staub in den Hauptkörper gelangen. Das Deckglas 12 kann auch weggelassen werden.
An den hinteren Endabschnitten der Tuben 4L und 4R sind konzentrisch zu den Okularoptiken 23L bzw. 23R Okularelemente 13L bzw. 13R befestigt. Die Okularelemente 13L und 13R sind längs der optischen Achsen O_2L bzw. O_2R verschiebbar, d.h. sie sind aus dem in 1 gezeigten zusammengeschobenen Zustand in einen nicht gezeigten Zustand bewegbar, in dem sie nach hinten ausgezogen sind. Der Benutzer stellt die Positionen der Okularelemente 13L und 13R in Abhängigkeit seiner Gesichtsanatomie oder abhängig davon, ob er eine Brille trägt oder nicht, ein und blickt dann zirkumbulbär (periokulär) oder mit an den hinteren Endflächen der Okularelemente 13L und 13R anliegenden Brillengläsern in die Okularoptiken 23L und 23R. Durch diese Konstruktion kann der Benutzer seine Augen stabil an geeigneten Augenpunkten anordnen, d.h. in Positionen, in denen er das gesamte Gesichtsfeld ohne Abschattung sehen kann.
Die Objektivoptiken 21L und 21R sind relativ zum Hauptkörper 3 beweglich angeordnet und werden durch Betätigen des Fokussiermechanismus bewegt. Wie in 2 gezeigt, hat der Hauptkörper 3 ein Paar Führungsstangen (Führungsachsen) 11L und 11R sowie Führungsnuten (Führungsschienen) 31L und 31R, um die Objektivoptiken 21L und 21R geführt zu bewegen.
Die Führungsstangen 11L und 11R bestehen jeweils aus einer geraden Stange. Die Führungsstangen 11L und 11R sind auf der oberen Seite der Objektivoptiken 21L und 21R angeordnet und erstrecken sich parallel zu den optischen Achsen O_1L und O_1R. An den oberen Seiten der Linsenfassungen 6L und 6R, welche die Objektivoptiken 21L bzw. 21R halten, Vorsprünge 61L und 61R ausgebildet, die jeweils ein Loch aufweisen, durch das die jeweilige Führungsstange 11L bzw. 11R eingesetzt ist. Bei dieser Konstruktion sind die Objektivoptiken 21L und 21R längs der Führungsstangen 11L bzw. 11R bewegbar und um diese drehbar.
Die Führungsschienen 31L und 31R umfassen Nuten, die auf der unteren Seite an der Innenwand des Hauptkörpers 3 ausgebildet sind. In den unteren Abschnitten der Linsenfassungen 6L und 6R sind Vorsprünge (Eingriffsteile) 62L bzw. 62R ausgebildet, die in die Führungsnuten 31L bzw. 31R eingesetzt sind. Werden die Objektivoptiken 21L und 21R längs der Führungsstangen 11L bzw. 11R bewegt, so bewegen sich die Vorsprünge 62L und 62R längs der Führungsnuten 31L bzw. 31R.
Wie in den 3 und 6 gezeigt, sind die Führungsschienen (Nuten) 31L und 31R im Querschnitt im Wesentlichen rechteckig (U-förmig) und haben Innenwände (Seitenwände), die parallel zueinander angeordnet sind und sich in vertikaler Richtung erstrecken.
Wie in 1 gezeigt, enthält der Fokussiermechanismus 5 einen Drehring (Fokussierring) 51 als Betätigungselement, eine Fokussierringachse 52, die sich mit dem Fokussierring 51 dreht, sowie einen Flügel 53. Sowohl der Fokussierring 51 als auch die Fokussierringachse 52 sind in der Draufsicht zwischen den Betrachtungsoptiken 2L und 2R angeordnet und drehbar an dem Hauptkörper 3 gelagert. Der Flügel 53 hat einen Körper oder proximalen Teil 531 mit einem Innengewinde, das mit einem Außengewinde in Eingriff steht, das an der Außenumfangsfläche der Fokussierringachse 52 ausgebildet ist. Der Flügel 53 hat ferner Arme 532L und 532R, die von dem proximalen Teil 531 nach links bzw. nach rechts abstehen. Die freien Enden der Arme 532L und 532R sind in Nuten eingesetzt, die in den Vorsprüngen 61L und 61R der Linsenfassungen 6L bzw. 6R ausgebildet sind.
Wird der Fokussierring 51 in einer vorbestimmten Richtung gedreht, so wird der proximale Teil 531 in der Richtung vorgeschoben, in der sich die Fokussierringachse 52 erstreckt. Die Kraft wird dann über die Arme 532L und 532R auf die Linsenfassungen 6L bzw. 6R übertragen, wodurch die Objektivoptiken 21L und 21R nach vorne geschoben werden. Wird der Fokussierring 51 in entgegengesetzte Richtung gedreht, so werden die Objektivoptiken 21L und 21R nach hinten zurückgezogen. Mit einer solchen Betätigung des Fokussiermechanismus 5 kann die Scharfeinstellung vorgenommen werden.
In der in den 1 und 3 gezeigten Unendlicheinstellung sind die Objektivoptiken 21L und 21R vollständig nach hinten zurückgezogen.
Dagegen sind die Objektivoptiken 21L und 21R in der in den 4 bis 6 gezeigten Nahgrenzeinstellung vollständig nach vorne ausgefahren. In diesem Zustand wird die kürzeste Fokussierentfernung des Fernglases 1 erzielt. Diese kürzeste Fokussierentfernung ist nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt. Da jedoch das erfindungsgemäße Fernglas 1 mit einem Mechanismus zur Korrektur des Konvergenzwertes ausgestattet und deshalb für eine Betrachtung bei kurzer Entfernung geeignet ist, ist die kürzeste Fokussierentfernung im Vergleich zu herkömmlichen Ferngläsern relativ kurz, z.B. in einem Bereich von 0,3 m bis 1 m.
Das Fernglas 1 ist mit einem Mechanismus ausgestattet, der eine Kompensation hinsichtlich des Konvergenzwertes, d.h. eine Einstellung oder Korrektur der Achsenkonvergenz, vornimmt, indem er den Abstand zwischen den optischen Achsen O_1L und O_1R der Objektivoptiken 21L und 21R bei Betätigen des Fokussiermechanismus 5 ändert. In dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst dieser Konvergenzkorrekturmechanismus die Führungsstangen 11L und 11R, die Führungsschienen (Nuten) 31L und 31R sowie die Vorsprünge 62L und 62R. Diese Komponenten wurden oben beschrieben. Im Folgenden wird beschrieben, wie in dem Fernglas 1 gemäß erstem Ausführungsbeispiel eine Korrektur des Konvergenzwertes vorgenommen wird.
Wie in 4 gezeigt, haben die Führungsschienen 31L und 31R schräge Abschnitte 311L bzw. 311R, die sich in einer zu den optischen Achsen O_1L bzw. O_1R der Objektivoptiken 21L bzw. 21R geneigten Richtung erstrecken, sowie parallele Abschnitte 312L bzw. 312R, die sich den schrägen Abschnitten 311L bzw. 311R nach hinten anschließen und parallel zu den optischen Achsen O_1L bzw. O_1R verlaufen. Die Abschnitte 311L bzw. 311R sind so geneigt, dass sie sich in Vorwärtsrichtung einander annähern. Markierungen 32L und 32R, welche die Positionen der Objektivoptiken 21L und 21R in der Unendlicheinstellung anzeigen, sind seitlich an einer vorbestimmten Position längs der parallelen Abschnitte 312L bzw. 312R angeordnet.
Sind die Vorsprünge 62L und 62R in den parallelen Abschnitte 312L bzw. 312R angeordnet, so ändert sich der Abstand zwischen den optischen Achsen O_1L und O_1R nicht, wenn der Fokussiermechanismus 5 betätigt wird und sich die Objektivoptiken 21L und 21R bewegen. Dies bedeutet, dass in der Nähe der Unendlicheinstellung keine Korrektur des Konvergenzwertes vorgenommen wird. Der Grund hierfür liegt darin, dass bei Betrachten eines Objektes in vergleichsweise weiter Entfernung eine Korrektur des Konvergenzwertes nicht erforderlich ist.
Sind die Vorsprünge 62L und 62R in den schrägen Abschnitten 311L bzw. 311R angeordnet, so nähern sie sich längs der schrägen Abschnitte 311L bzw. 311R der Mitte an, wenn der Fokussiermechanismus 5 betätigt wird und die Objektivoptiken 21L und 21R vorgeschoben werden. Die Objektivoptiken 21L und 21R werden so um die Führungsstangen 11L bzw. 11R gedreht, so dass der Abstand zwischen den optischen Achsen O_1L und O_1R allmählich abnimmt und so eine Korrektur des Konvergenzwertes vorgenommen wird (vergl. 3 und 6).
Durch die oben beschriebene Konvergenzwertkorrektur kann ein Unterschied zwischen dem mit dem linken Auge betrachteten Bild und dem mit dem rechten Auge betrachteten Bild vermieden werden, wenn ein Objekt in kurzer Entfernung betrachtet wird. Die Betrachtung wird so einfach und bequem.
Hinsichtlich der Fokussierentfernung (Einstellwert), bei der die Konvergenzwertkorrektur bewirkt wird, bestehen keine besonderen Beschränkungen. Vorzugsweise liegt diese Entfernung jedoch bei 3 m bis 5 m. Die an den Führungsschienen 31L und 31R vorgesehenen Übergangspunkte zwischen den jeweiligen schrägen Abschnitten 311L bzw. 311R und den jeweiligen parallelen Abschnitt 312L bzw. 312R sind so positioniert, dass sie der Fokussierentfernung entsprechen, bei der die Konvergenzwertkorrektur bewirkt wird.
Wie in 1 gezeigt, ist das Fernglas 1 gemäß erstem Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass im Betrieb der Abstand zwischen den optischen Achsen O_1L und O_1R der Objektivoptik 21L bzw. 21R stets kürzer ist als der Abstand zwischen den optischen Achsen O_2L und O_2R der Okularoptiken 23L bzw. 23R (Abstand zwischen auf der Austrittsseite liegenden optischen Achsen O_22L und O_22R). Der maximale Abstand zwischen den optischen Achsen O_1L und O_1R der Objektivoptiken 21L bzw. 21R (Einstellung in 1) ist also in einem Betriebszustand, in dem der Augenabstand auf einen Minimalwert eingestellt ist, kleiner als der Abstand zwischen den optischen Achsen O_2L und O_2R der Okularoptiken 23L bzw. 23R (Abstand zwischen den auf der Austrittsseite liegenden optischen Achsen O_22L und O_22R). (Der vorstehend genannte Betriebszustand bezeichnet jedoch einen Zustand, in dem das Fernglas immer noch betriebsbereit ist, also nicht einen vollständig zusammengeklappten Zustand, indem es nicht mehr betriebsbereit ist.)
Durch eine solche Ausgestaltung ist der Verschiebebetrag der jeweiligen Objektivoptik 21L bzw. 21R, der für die Korrektur des Konvergenzwertes erforderlich ist, kleiner als bei einem Dachprisma-Fernglas, in dem der Abstand zwischen den optischen Achsen beider Objektivoptiken gleich dem Abstand zwischen den optischen Achsen beider Okularoptiken ist, und in einem Fernglas (Zeiss-Fernglas und Bausch & Lomb-Fernglas), in dem der Abstand zwischen den optischen Achsen beider Objektivoptiken größer als der Abstand zwischen den optischen Achsen bei der Okularoptiken ist. Der Grund hierfür wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 7 erläutert.
In 7 ist lediglich die rechte Optik dargestellt. Die linke Optik hat den gleichen Aufbau wie die rechte Optik. In 7 ist die Position der rechten Objektivoptik 100R zum Betrachten eines Objektes im Unendlichen mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. Die Objektivoptik 100R wird näher zur Mittellinie des Fernglases hin bewegt, um ein Objekt 200 in endlicher Entfernung a (Einstellwert: a < 0) von der Objektivoptik 100R zu betrachten, wenn eine Korrektur des Konvergenzwertes vorgenommen wird. Es ist erforderlich, die Objektivoptik 100R in eine Position zu bewegen, die in 7 durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Die Bewegungsstrecke y der Objektivoptik 100R erhält man aus 7 und der Abbildungsformel 1/b = 1/a + 1/f nach folgender Beziehung: y =b × tanθ ={f × a/(a + f)} × tanθ ={f × a/(a + f)} × D/(–a + b) =D × [f × a/(a + f)/{–a + f × a/(a + f)}], worin f die Fokussierentfernung der Objektivoptik 100R, 2D den Abstand zwischen den optischen Achsen der beiden Objektivoptiken, 2θ die Konvergenzwinkel und b den Abstand von den Objektivoptiken zur Abbildungsposition des mit der Objektivoptik 100R aufgenommenen Objektes 200 (b > 0) bezeichnet.
Die Bewegungsstrecke y der Objektivoptik 100R, die für die Einstellung des Konvergenzwertes erforderlich ist, nimmt also proportional zu D zu. Dies bedeutet, dass mit kürzer werdendem Abstand zwischen den optischen Achsen der beiden Objektivoptiken der zur Korrektur des Konvergenzwertes benötigte Verschiebewert der Objektivoptiken verringert werden kann.
Da in dem Fernglas 1 gemäß erstem Ausführungsbeispiel der Abstand zwischen den optischen Achsen O_1L und O_1R der Objektivoptiken 21L bzw. 21R, wie oben beschrieben, klein ist, reicht es aus, die Objektivoptiken 21L und 21R nur geringfügig senkrecht zu den optischen Achsen O_1L und O_1R zu bewegen, um den Konvergenzwert einzustellen. Es kann deshalb ein Mechanismus, der eine Korrektur des Konvergenzwertes vornimmt, eingebaut werden, ohne die Abmessungen des Hauptkörpers 3 zu vergrößern. Das gesamte Fernglas 1 kann so kompakt gehalten werden. Da nur eine sehr kleine Bewegungsstrecke für die Objektivoptiken 21L und 21R zum Korrigieren des Konvergenzwertes ausreichend ist, wird dadurch die Genauigkeit verbessert, mit der der Konvergenzwert korrigiert werden kann. So ist also eine hochgenaue Konvergenzwertkorrektur möglich.
Zur Konvergenzwertkorrektur ist nur eine geringfügige Bewegung der Objektivoptiken 21L und 21R erforderlich. Die Korrektur des Konvergenzwertes kann deshalb mit einem System realisiert werden, in dem die Objektivoptiken 21L und 21R gedreht werden, um den Abstand zwischen den optischen Achsen O_1L und O_1R zu verändern. Dieses Drehsystem hat einen einfachen Aufbau, wodurch die Fertigungskosten gering gehalten werden können.
Zweites Ausführungsbeispiel
8 ist eine geschnittene Vorderansicht, die ein Fernglas 1B gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in der Nahgrenzeinstellung zeigt. Im Folgenden wird das zweite Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf diese Figur beschrieben. Da das Fernglas 1B gemäß zweitem Ausführungsbeispiel weitgehend den gleichen Aufbau wie das erste Ausführungsbeispiel hat, werden hauptsächlich diejenigen Merkmale beschrieben, durch die sich das zweite Ausführungsbeispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet. Merkmale des zweiten Ausführungsbeispiels, die denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, werden nicht nochmals beschrieben. Diejenigen Merkmale, die denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, sind mit den schon in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Bezugszeichen versehen.
Die Linsenfassungen 6L' und 6R' der Objektivoptiken 21L' und 21R' des in 8 gezeigten Fernglases 1B sind in den mit 63R und 63L bezeichneten Bereichen D-förmig ausgeschnitten oder eingekerbt. Dies bedeutet, dass diejenigen Bereiche, die beim Verringern des Abstandes zwischen den optischen Achsen O_1L und O_1R zwecks Korrektur des Konvergenzwertes einander angenähert werden, eingekerbt sind, d.h. mit D-förmigen Aussparungen versehen sind. Damit können die Objektivoptiken 21L' und 21R' näher aufeinander zu gezogen werden, als wenn die D-förmig ausgeschnittenen Bereiche 63L und 63R nicht vorhanden sein würden. Somit kann eine Korrektur des Konvergenzwertes bis zu einer kürzeren Entfernung vorgenommen werden, ohne den Durchmesser der jeweiligen Objektivoptik 21L', 21R' verkleinern zu müssen.
In der in 8 gezeigten Konstruktion sind auch die Objektivoptiken 21L' und 21R' so geschnitten, dass sie die D-förmig ausgeschnittenen Bereiche 63L und 63R der Linsenfassungen 6L', 6R' aufweisen. Es ist jedoch ebenso möglich, dass nur die Linsenfassungen 6L' und 6R' geschnitten, d.h. eingekerbt sind.
Vorstehend wurde die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. So können die Komponenten der in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Ferngläser durch Komponenten ersetzt werden, die entsprechende Funktionen aufweisen.
Beispielsweise sind in den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Führungsschienen durch Nuten gebildet. Es ist jedoch auch eine Konstruktion möglich, bei der die Führungsschienen durch abstehende Linienelemente gebildet sind und in den Linsenfassungen Nuten als Eingriffsteile ausgebildet sind, in welche diese abstehenden Linienelemente eingesetzt sind. Ist ferner vorgesehen, dass an den Linsenfassungen vorgesehene Vorsprünge durch Federn auf die Seitenflächen der ihnen zugeordneten Führungsschienen gedrückt werden, so können die Führungsschienen jeweils auch als Stufe ausgebildet sein.
In den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist jeweils eine Konstruktion gezeigt, bei der der Abstand zwischen den optischen Achsen durch Drehen beider Objektivoptiken verändert wird. Es kann jedoch auch eine Konstruktion eingesetzt werden, bei der der Abstand zwischen den optischen Achsen verändert wird, indem beide Objektivoptiken parallel zu einer Richtung bewegt werden, die senkrecht zu den optischen Achsen liegt.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen besteht jede Objektivoptik aus einer Linsengruppe, die zwei Linsen enthält. Diese Linsengruppe wird dabei zur Fokussierung bewegt und dient zugleich als Linsengruppe, die zur Konvergenzwertkorrektur eingestellt wird. Enthalten jedoch die Objektivoptiken jeweils mehrere Linsengruppen, so kann eine Konstruktion eingesetzt werden, in der die Linsengruppen getrennt voneinander zur Fokussierung und zur Konvergenzwerteinstellung genutzt werden, oder in der ein Teil der Linsengruppen gemeinsam zur Fokussierung und zur Konvergenzwerteinstellung genutzt wird. Theoretisch ist es auch möglich, dass die Fokussierung durch optische Elemente bewirkt wird, die nicht in den Objektivoptiken, sondern in anderen Teilen enthalten sind.
Das erfindungsgemäße Fernglas ist nicht auf eine Konstruktion beschränkt, bei der der Konvergenzwert durch Verändern des Abstandes zwischen den optischen Achsen der beiden Objektivoptiken korrigiert wird. Beispielsweise kann eine Konstruktion verwendet werden, bei der der Konvergenzwert dadurch korrigiert wird, dass die optischen Achsen der jeweiligen Objektivoptiken, d.h. der verschiebbaren Elemente, geneigt werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fernglases beschrieben. Da das Fernglas gemäß drittem Ausführungsbeispiel weitgehend den gleichen Aufbau wie das erste Ausführungsbeispiel hat, werden hauptsächlich diejenigen Merkmale beschrieben, durch die sich das dritte Ausführungsbeispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet. Die Merkmale des dritten Ausführungsbeispiels, die denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, werden nicht nochmals beschrieben. Diese Merkmale sind mit den schon im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Bezugszeichen versehen.
9 zeigt in einer geschnittenen Vorderansicht ein Fernglas 1C gemäß drittem Ausführungsbeispiel in der Unendlicheinstellung. Die 10 und 11 sind eine geschnittene Draufsicht bzw. eine geschnittene Vorderansicht, die das Fernglas 1C gemäß drittem Ausführungsbeispiel in der Nahgrenzeinstellung zeigen.
Vorzugsweise werden die Fokussierentfernungen der Betrachtungsoptiken 2L und 2R (im Folgenden als "Korrekturanfangsentfernung" bezeichnet), bei denen mit der Korrektur des Konvergenzwertes begonnen wird (wenn die Vorsprünge 62L und 62R an den auf den Führungsschienen 31L und 31R vorgesehenen Übergangspunkten 313L und 313R (vergl. 10) angeordnet sind), wie folgt festgelegt.
Damit eine weitsichtige Person mit einem Dioptrienwert A durch ein Fernglas mit der Vergrößerung B auf ein Objekt im Unendlichen blicken kann, ist es im Allgemeinen erforderlich, dass sich die Objektposition in der gleichen Position befindet, wie in dem Fall, in dem eine normalsichtige Person mit dem Dioptrienwert 0 auf ein Objekt in einer Entfernung von B²/A(m) blickt.
Blickt deshalb eine weitsichtige Person nach Unendlich bei einer Objektentfernung, bei der der Konvergenzwert etwas korrigiert wird, um ein zu betrachtendes Objekt in der Entfernung B²/A(m) entsprechend normalsichtigen Augen zu sehen, so wird der Konvergenzwert einer Korrektur unterzogen. Da in diesem Zustand das betrachtete Gesichtsfeld nach innen bewegt wird, obgleich die Sehachsen für eine weitsichtige Person parallel zu einander sind, öffnet die weitsichtige Person die visuellen Achsen, um zu versuchen, den ursprünglichen Zustand wieder herzustellen.
Eine normalsichtige Person (Dioptrienwert 0 bis –1) richtet die Sehachsen parallel zueinander aus oder kreuzt sie, um Objekte im Unendlichen und in kurzer Entfernung zu sehen. Jedoch werden die Sehachsen nicht geöffnet. Bei geöffneten Sehachsen werden die Augen erheblich belastet, so dass die Person schnell ermüdet. Deshalb ist die Entfernung wichtig, bei der mit der Korrektur des Konvergenzwertes begonnen wird. Dies ist die oben genannte Korrekturanfangsentfernung.
Statistisch betrachtet beträgt der prozentuale Anteil an weitsichtigen Personen, deren Dioptrienwert +10 oder größer ist, nur 0,7 %. Bezieht man kurzsichtige und normalsichtige Personen mit ein, so nimmt dieser Anteil geringfügig ab. Berücksichtigt man also einen Dioptrienwert von +10 bei der Bestimmung der Korrekturanfangsentfernung, so tritt kein Problem auf, wenn die Mehrheit der Leute (einschließlich weitsichtiger, kurzsichtiger und normalsichtiger Personen) das Fernglas mit bloßen Augen nutzt. (Im Folgenden ist mit "bloßem Auge" nicht nur gemeint, dass keine Brille zur Korrektur des Dioptrienwertes getragen wird, sondern auch, dass keine spezielle Einstellung, wie eine Dioptrienkorrektur entsprechend einer Änderung der Positionen der Okularoptiken vorgesehen ist.) Legt man obige Erläuterung zugrunde, so ist es erforderlich, dass sich die Entfernung, bei der die Konvergenzwertkorrektur beginnt, in 6- bis 8-fach vergrößernden Ferngläsern, die üblicherweise einfach zu benutzen sind, mehr als 6²/10 = 3,6(m), 7²/10 = 4,9(m), 8²/10 = 6,4(m) annähert. Da jedoch mit der Konvergenzwertkorrektur nicht so einfach begonnen werden kann, wenn die Korrekturentfernung übermäßig nahe kommt, kann kein Effekt erzielt werden. Deshalb sieht die Erfindung vor, dass die Korrekturanfangsentfernung vorzugsweise etwa 3 m bis 5 m beträgt und so einer Entfernung entspricht, bei der bei allen Personen ein Effekt erreicht wird und die Augen bei Verwendung eines üblichen Fernglases mit der Vergrößerung 7 oder einem entsprechenden Fernglas nicht ermüden.
Da in dem Fernglas 1C gemäß drittem Ausführungsbeispiel die Übergangspunkte 313L und 313R zwischen den schrägen Abschnitten 311L, 311R und den parallelen Abschnitten 312L, 312R in den Führungsschienen 31L, 31R an Stellen angeordnet sind, die der oben beschriebenen Korrekturanfangsentfernung entsprechen, wird eine geeignete Konvergenzwertkorrektur möglich.
Wie oben beschrieben, wird in dem Fernglas 1C ein Drehsystem eingesetzt, bei dem die Entfernung zwischen den optischen Achsen O_1L und O_1R nicht dadurch verändert wird, dass die Objektivoptiken 21L und 21R parallel in horizontaler Richtung (Links-/Rechtsrichtung) bewegt, d.h. translatiert werden, sondern dadurch, dass die Objektivoptiken 21L und 21R um die Führungsstangen 11L und 11R zentriert gedreht werden, wenn der Konvergenzwert korrigiert wird. So kann der Aufbau des Fernglases vereinfacht, die Zahl an Komponenten verringert und der Zusammenbau erleichtert werden. Entsprechend können die Fertigungskosten für das Fernglas 1C verringert werden.
In 9, die das Fernglas 1C in Richtung der optischen Achsen O_1L und O_1R zeigt, sind gerade Linien 400L und 400R definiert, die parallel zur vertikalen Richtung des Fernglases 1C liegen und durch die Mittelachsen der Führungsstangen 11L und 11R gehen, welche die Drehzentren der Objektivoptiken 21L und 21R bilden. In diesem Fall sind die Mittelachsen (optische Achsen O_1L und O_1R) der Objektivoptiken 21L und 21R in der Unendlicheinstellung jeweils außenseitig bezüglich der geraden Linien 400L und 400R angeordnet. Dagegen sind die Mittelachsen (optische Achsen O_1L und O_1R) der Objektivoptiken 21L und 21R in Blickrichtung der optischen Achsen O_1L und O_1R nach 11 in der Nahgrenzeinstellung innenseitig bezüglich der geraden Linien 400L und 400R angeordnet. Dies bedeutet, dass Liniensegmente 500L und 500R, welche die Mittelachsen (optische Achsen O_1L und O_1R) der Objektivoptiken 21L und 21R mit deren Drehzentren (Mittelachsen der Führungsstangen 11L und 11R) verbinden, in der Unendlicheinstellung und in der Nahgrenzeinstellung bezüglich der vertikalen Richtung in entgegengesetzte Richtungen geneigt sind.
Wird nach und nach die Fokussierung durch Vorschieben der Objektivoptiken 21L und 21R bei Betätigen des Fokussierrings 51 ausgehend von der Unendlicheinstellung in Richtung zur kürzeren Entfernung hin bewirkt, wobei vorausgesetzt wird, dass der Neigungswinkel der Segmente 500L und 500R bezüglich der vertikalen Richtung in der in 9 gezeigten Unendlicheinstellung gleich α ist, so bleibt dieser Neigungswinkel α so lange konstant, bis die oben beschriebene Korrekturanfangsentfernung erreicht wird. Wird die Fokussierung in der gleichen Richtung fortgesetzt, so nimmt der Neigungswinkel α allmählich ab. Da sich der Abstand zwischen den optischen Achsen O_1L und O_1R ausgehend von der Unendlicheinstellung bis zur Korrekturanfangsentfernung nicht ändert, wird in diesem Bereich der Konvergenzwert nicht korrigiert. Unterschreitet die Fokussierentfernung die Korrekturanfangsentfernung, so nimmt der Abstand zwischen den optischen Achsen O_1L und O_1R allmählich ab, wodurch der Konvergenzwert korrigiert wird.
Bezeichnet man in diesem Ausführungsbeispiel die Neigungswinkel der Liniensegmente 500L und 500R bezüglich der vertikalen Richtung in der in 11 gezeigten Nahgrenzeinstellung mit β, so erfüllen die Winkel α und β die Beziehung α < β. Mit einer solchen Konstruktion werden folgende Vorteile erreicht.
Werden die Objektivoptiken 21L und 21R durch die Konvergenzwertkorrektur um die Führungsstangen 11L und 11R gedreht, so bewegen sie sich geringfügig in vertikaler Richtung. Vergleicht man die Verschiebebeträge der optischen Achsen O_1L und O_1R in vertikaler Richtung bei gleichem Drehwinkel der Objektivoptiken 21L und 21R nahe der in 9 gezeigten Unendlicheinstellung und nahe der in 11 gezeigten Nahgrenzeinstellung, so ist der Verschiebebetrag in vertikaler Richtung in dem Fall, in dem die Objektivoptiken 21L und 21R nahe der Unendlicheinstellung gedreht werden, kleiner als in dem anderen Fall. Aus diesem Grund wird die Beziehung α < β eingehalten. Tritt in der Fertigung und/oder im Zusammenbau ein Fehler oder eine Abweichung in den Positionen der Führungsschienen 31L und 31R auf, so sind dadurch die Positionsabweichungen der optischen Achsen O_1L und O_1R in vertikaler Richtung nahe der Unendlicheinstellung verringert, die den am häufigsten eingestellten Betriebszustand darstellt. So kann die optische Genauigkeit verbessert werden.
Wie in 9 gezeigt, ist in diesem Ausführungsbeispiel in Blickrichtung der optischen Achse O_1R der Objektivoptik 21R der Abstand D₁ von der Mittelachse (optische Achse O_1R) der Objektivoptik 21R zur Mittelachse der Führungsstange 11R länger als der Abstand D₂ von der Mittelachse (optische Achse O_1R) der Objektivoptik 21R zum Vorsprung 62R. Gleiches gilt für die andere Objektivoptik 21L. Da bei dieser Konstruktion der vorstehend genannte Abstand D₁ vergleichsweise lang ist, kann die mit der Konvergenzwertkorrektur einhergehende Verschiebung der optischen Achsen O_1L und O_1R in vertikaler Richtung gering gehalten und so die Konvergenzwertkorrektur mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Um den Abstand D₁ von dem Mittelachsen der Objektivoptiken 21L, 21R zu den Mittelachsen der Führungsstangen 11L, 11R weiter zu vergrößern, kann an der oberen Fläche des Hauptkörpers 3 ein Fenster vorgesehen werden, um die Führungsstangen 11L und 11R außerhalb des Kamerakörpers 3 anzuordnen.
Zudem ist in diesem Ausführungsbeispiel in Blickrichtung der optischen Achsen O_1L, O_1R der Objektivoptiken 21L, 21R der Abstand von der Mittelachse des Fokussierrings 51 zu den Mittelachsen der Führungsstangen 11L, 11R kürzer als der Abstand von der Mittelachse des Fokussierrings 51 zu den Vorsprüngen 62L, 62R. Dadurch kann der Flügel 53 nahe den Führungsstangen 11L und 11R angeordnet werden. Beim Drehen des Fokussierrings 51 werden die jeweiligen Elemente, da die Arme 532L und 532R des Flügels 53 in der Nähe der Führungsstangen 11L und 11R in die Linsenfassungen 6L und 6R greifen, nicht verdreht oder einer besonderen Reibung ausgesetzt, so dass die Kraft direkt von dem Flügel 53 auf die Linsenfassungen 6L und 6R übertragen wird und die Objektivoptiken 21L und 21R mit hoher Genauigkeit längs der Führungsstangen 11L und 11R gleichmäßig vorgeschoben und zurückgezogen werden. Die Fokussiergenauigkeit und die Genauigkeit der Konvergenzwertkorrektur können so weiter verbessert werden.
In dem Fernglas 1C gemäß drittem Ausführungsbeispiel sind die Führungsschienen 31L und 31R Nuten, die an der unteren Seite des Hauptkörpers 3 einstückig mit letzterem ausgebildet sind. So kann die Zahl an Komponenten verringert und deren Zusammenbau vereinfacht werden. Damit kann der Konvergenzkorrekturmechanismus vorgesehen werden, ohne zusätzliche Fertigungskosten zu verursachen. Da zudem die Konstruktion einfach ist und die Führungsschienen 31L und 31R in einfacher Weise mit hoher Abmessungsgenauigkeit gefertigt werden können, ist eine Konvergenzwertkorrektur mit höherer Genauigkeit und ohne Abmessungsabweichungen möglich, die aus einer Überlagerung der Komponenten resultieren könnte. Da die Führungsschienen 31L und 31R in einem Formbebungsverfahren, z.B. durch Spritzgießen, hergestellt werden können, ist es möglich, die Neigungswinkel der Führungsschienen 31L und 31R bezüglich der optischen Achsen O_1L und O_1R frei zu wählen. Außerdem können die Neigungswinkel in ihrem Verlauf, z.B. an den Übergangspunkten zwischen den schrägen Abschnitten 311L, 311R und den parallelen Abschnitten 312L, 312R einfach geändert werden. Die Konvergenzwertkorrektur kann so optimal durchgeführt werden.
Es kann ein Andruckelement, z.B. eine Feder, vorgesehen werden, um die Vorsprünge 62L und 62R auf die Seiten der Führungsschienen 31L und 31R zu drücken. In diesem Fall sind die Führungsschienen 31L und 31R keine Nuten, sondern Stufen, die jeweils eine ebene Fläche aufweisen, gegen die der zugehörige Vorsprung 62L, 62R gedrückt wird.
Außerdem kann eine Konstruktion vorgesehen werden, in der die Führungsschienen 31L und 31R in Form von abstehenden Linienelementen ausgebildet sind und in den Linsenfassungen 6L und 6R Nuten als Eingriffsteile vorgesehen sind, in welche die abstehenden Linienelemente eingesetzt sind.
Vorzugsweise sind die Führungsschienen 31L und 31R wie in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Hauptkörper 3 ausgebildet. Es können jedoch auch Schienen als separate Bauteile gefertigt und an dem Kamerakörper 3 befestigt, z.B. auf diesen geklebt oder aufgebracht werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fernglases beschrieben. Da das vierte Ausführungsbeispiel weitgehend den gleichen Aufbau wie das dritte Ausführungsbeispiel hat, werden hauptsächlich nur diejenigen Merkmale des vierten Ausführungsbeispiels beschrieben, durch die sich dieses vom dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet. Diejenigen Merkmale des vierten Ausführungsbeispiels, die denen des dritten Ausführungsbeispiels entsprechen, werden nicht nochmals beschrieben.
Das Fernglas 1C gemäß viertem Ausführungsbeispiel ist so ausgebildet, dass die oben beschriebenen Neigungswinkel α und β nahezu gleich sind (d.h. α ≌ β). Wie in dem dritten Ausführungsbeispiel wird der Neigungswinkel α ausgehend von der Unendlicheinstellung bis zur Korrekturanfangsentfernung konstant gehalten. Auch im Übrigen entspricht das vierte Ausführungsbeispiel dem dritten Ausführungsbeispiel.
Durch die Beziehung α ≌ β werden folgende Vorteile erreicht. Fallen die Liniensegmente 500L und 500R mit den geraden Linien 400L und 400R zusammen (nicht gezeigt), so befinden sich die optischen Achsen O_1L und O_1R in ihren tiefsten Positionen. Sind die Liniensegmente 500L und 500R dagegen bezüglich der geraden Linien 400L und 400R geneigt, so liegen die optischen Achsen O_1L und O_1R höher als in ihren vorstehend genannten tiefsten Positionen. Werden die Objektivoptiken 21L und 21R durch die Konvergenzwertkorrektur um die Führungsstangen 11L und 11R gedreht, so werden ihre optischen Achsen O_1L und O_1R geringfügig in vertikaler Richtung verschoben. Da jedoch in dem Fernglas 1C die Neigungswinkel α und β nahezu gleich sind, können diese Verschiebungen der optischen Achsen O_1L und O_1R in vertikaler Richtung auf ein Minimum unterdrückt werden. Die Konvergenzwertkorrektur kann so mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fernglases beschrieben. Da das fünfte Ausführungsbeispiel weitgehend den gleichen Aufbau wie das dritte Ausführungsbeispiel hat, werden im Folgenden nur diejenigen Merkmale beschrieben, durch die sich das fünfte Ausführungsbeispiel von dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet. Diejenigen Merkmale des fünften Ausführungsbeispiels, die denen des dritten Ausführungsbeispiels entsprechen, werden nicht nochmals beschrieben.
12 ist eine geschnittene Vorderansicht, die ein Fernglas 1D gemäß fünftem Ausführungsbeispiel in der Unendlicheinstellung zeigt. 13 ist eine geschnittene Vorderansicht, die das Fernglas 1D gemäß fünftem Ausführungsbeispiel in der Nahgrenzeinstellung zeigt. Im Folgenden wird das fünfte Ausführungsbeispiel an Hand dieser Figur beschrieben.
Wie in 12 gezeigt, sind in dem Fernglas 1D gemäß fünftem Ausführungsbeispiel in Blickrichtung der optischen Achsen O_1L und O_1R die Liniensegmente 500L und 500R, welche die Mittelachsen (optische Achsen O_1L und O_1R) der Objektivoptiken 21L und 21R mit deren Drehzentren (Mittelachsen der Führungsstangen 11L und 11R) verbinden, in der Unendlicheinstellung nahezu parallel zur vertikalen Richtung des Fernglases 1D. Wie in 13 gezeigt, sind die Mittelachsen der Objektivoptiken 21L und 21R (optische Achsen O_1L und O_1R) in der Nahgrenzeinstellung innenseitig bezüglich der geraden Linien 400L und 400R angeordnet. Das Fernglas 1D gemäß fünftem Ausführungsbeispiel entspricht also einer Ausführungsform, bei der der Neigungswinkel α des Fernglases 1C gemäß drittem Ausführungsbeispiel etwa Null ist. Der Neigungswinkel α wird ausgehend von der Unendlicheinstellung bis zur Korrekturanfangsentfernung konstant gehalten, d.h. in diesem Bereich nicht geändert. Im Übrigen entspricht das fünfte Ausführungsbeispiel dem dritten Ausführungsbeispiel.
Tritt in der Fertigung und/oder im Zusammenbau der Führungsschienen 31L und 31R ein Fehler oder eine Abweichung auf, so ist es durch diese Konstruktion in dem Fernglas 1D möglich, den Fehler oder die Abweichung der optischen Achsen O_1L und O_1R in vertikaler Richtung in der Nähe der Unendlicheinstellung, die den am häufigsten eingestellten Betriebszustand darstellt, minimal zu halten. Dadurch kann die optische Genauigkeit weiter verbessert werden.
Das erfindungsgemäße Fernglas wurde vorstehend an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. So können Teile des Fernglases durch funktionsgleiche oder funktionsähnliche Elemente ersetzt werden sowie zusätzliche Konstruktionsmerkmale vorgesehen werden.

Claims

Fernglas (1, 1B, 1C, 1D) mit zwei Betrachtungsoptiken (2L, 2R), die jeweils eine Objektivoptik (21L, 21R), eine Aufrichtoptik (22L, 22R) und eine Okularoptik (23L, 23R) enthalten, umfassend: einen Fokussiermechanismus (5), der einen Teil der jeweiligen Betrachtungsoptik (2L, 2R) zum Fokussieren bewegt, und einen Konvergenzkorrekturmechanismus, der mit Betätigen des Fokussiermechanismus (5) einen Konvergenzwert korrigiert, indem er verschiebbare optische Elemente, die zumindest Teil der jeweiligen Objektivoptik (21L, 21R) sind, verschiebt, wobei der Abstand zwischen den optischen Achsen (O_2L, O_2R) der Okularoptiken (23L, 23R) entsprechend dem Augenabstand des Benutzers einstellbar ist und der Maximalwert des Abstandes zwischen den optischen Achsen (O_1L, O_1R) der verschiebbaren optischen Elemente kleiner als der Minimalwert des Abstandes zwischen den optischen Achsen (O_2L, O_2R) der Okularoptiken (23L, 23R) ist.
Fernglas (1, 1B, 1C, 1D) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Betrachtungsoptik (2L, 2R) so ausgebildet ist, dass eine bezüglich der Aufrichtoptik (22L, 22R) auf der Eintrittsseite liegende optische Achse (O_21L, O_21R) und eine bezüglich der Aufrichtoptik (22L, 22R) auf der Austrittsseite liegende optische Achse (O_22L; O_22R) um einen vorbestimmten Abstand versetzt zueinander sind, das Fernglas (1) ferner umfasst: einen Hauptkörper (3), der die beiden verschiebbaren optischen Elemente enthält, einen ersten Tubus (4L), der eine der Okularoptiken (23L) und eine der Aufrichtoptiken (22L) enthält und bezüglich des Hauptkörpers (3) um die auf der Eintrittsseite liegende optische Achse (O_21L, O_21R) dieser einen Okularoptik (O_23L) drehbar ist, und einen zweiten Tubus (4R), der die andere Okularoptik (23R) und die andere Aufrichtoptik (22R) enthält und bezüglich des Hauptkörpers (3) um die auf der Eintrittsseite liegende optische Achse (O_21R) dieser anderen Okularoptik (23R) drehbar ist, und dass der Abstand zwischen den auf der Austrittsseite liegenden optischen Achsen (O_22L, O_22R) der beiden Okularoptiken (23L, 23R) durch Drehen der beiden Tuben (4L, 4R) bezüglich des Hauptkörpers (3) einstellbar ist.
Fernglas (1, 1B, 1C, 1D), dadurch gekennzeichnet, dass der Konvergenzkorrekturmechanismus den Konvergenzwert einstellt, indem er den Abstand zwischen den optischen Achsen der verschiebbaren optischen Elemente verändert.
Fernglas (1, 1B, 1C, 1D) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiebbaren optischen Elemente um zu ihren optischen Achsen parallele Achsen drehbar gelagert sind und der Abstand zwischen den optischen Achsen der optischen Elemente entsprechend deren Drehbewegung variiert.
Fernglas (1, 1B, 1C, 1D) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fokussiermechanismus (5) ausgebildet ist, die Fokussierung durch Bewegen der verschiebbaren optischen Elemente vorzunehmen, und der Konvergenzkorrekturmechanismus einen Führungsmechanismus umfasst, der die verschiebbaren Elemente so führt, dass diese in ihrer durch den Fokussiermechanismus (5) bewirkten Bewegung um die ihnen jeweils zugeordneten Achsen gedreht werden.
Fernglas (1, 1B, 1C, 1D), dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsmechanismus umfasst: zwei Führungsstangen (11L, 11R), die jeweils einem der optischen Elemente zugeordnet und parallel zu dessen optischer Achse angeordnet sind, wobei die Führungsstangen (11L, 11R) die ihnen zugeordneten optischen Elemente führen, wenn diese durch Betätigen des Fokussiermechanismus (5) bewegt werden, und dabei ein Drehzentrum für das ihnen jeweils zugeordnete optische Element bilden, zwei Eingriffsteile (62L, 62R), die jeweils an einer von zwei Fassungen (6L, 6R) ausgebildet sind, die jeweils eines der optischen Elemente halten, und zwei Führungsschienen (31L, 31R), die jeweils einem der beiden optischen Elemente zugeordnet sind, wobei die beiden Eingriffsteile (62L, 62R) jeweils mit einer der beiden Führungsschienen (31L, 31R) in gleitendem Eingriff sind und die beiden Führungsschienen (31L, 31R) jeweils einen schrägen Abschnitt (311L, 311R) haben, der bezüglich der optischen Achse des zugehörigen optischen Elementes geneigt ist, wobei die beiden optischen Elemente jeweils um ihre zugehörige Führungsstange gedreht werden, wenn sie zur Fokussierung bewegt werden und dabei die beiden Eingriffsteile (62L, 62R) in Eingriff mit den schrägen Abschnitten der beiden Führungsschienen (31L, 31R) sind.
Fernglas (1B) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch Linsenfassungen (6L', 6R'), die jeweils eines der verschiebbaren Elemente halten, wobei die Linsenfassungen (6L', 6R') so geformt sind, dass Teile von ihnen, die bei Verkürzen des Abstandes zwischen den optischen Achsen der verschiebbaren optischen Elemente, aufeinander zu bewegt werden, so mit Aussparungen versehen sind, dass sich die Linsenfassungen (6L', 6R') einander weiter annähern können als dies ohne die Aussparungen der Fall wäre.
Fernglas (1B) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden verschiebbaren optischen Elemente so geformt sind, dass Teile von ihnen, die bei Verkürzen des Abstandes zwischen den optischen Achsen der verschiebbaren optischen Elemente, aufeinander zu bewegt werden, so mit Aussparungen versehen sind, dass sich diese Teile einander weiter annähern können als dies ohne die Aussparungen der Fall wäre.
Fernglas (1C) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Blickrichtung der optischen Achse der jeweiligen Objektivoptik (21L, 21R) in der Unendlicheinstellung des Fernglases (1C) die Mittelachse des jeweiligen optischen Elementes außenseitig bezüglich einer Linie (400L, 400R) angeordnet ist, die durch das Drehzentrum des optischen Elementes geht und parallel zur vertikalen Achse des Fernglases (1C) liegt, in Blickrichtung der optischen Achse der jeweiligen Objektivoptik (22L, 22R) die Mittelachse des jeweiligen optischen Elementes in der Nahgrenzeinstellung des Fernglases (1C) innenseitig bezüglich der Linie angeordnet ist, die durch das Drehzentrum des optischen Elementes geht und parallel zur vertikalen Richtung des Fernglases (1C) liegt, und ein Neigungswinkel α, der in der Unendlicheinstellung den Neigungswinkel eines Liniensegments (500L, 500R), das die Mittelachse des jeweiligen optischen Elementes mit dessen Drehzentrum verbindet, bezüglich der vertikalen Richtung des Fernglases (1C) darstellt, so lange konstant gehalten wird, bis die Fokussierentfernung gleich einem vorbestimmten Wert wird, wenn die Fokussierung ausgehend von der Unendlicheinstellung zu kürzeren Fokussierentfernungen hin durchgeführt wird.
Fernglas (1C) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Bedingung erfüllt ist: α < β,worin β in der Nahgrenzeinstellung den Neigungswinkel des jeweiligen Liniensegments (500L, 500R) bezüglich der vertikalen Richtung des Fernglases (1C) darstellt.
Fernglas (1C) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Bedingung erfüllt ist: α ≅ β, worin β in der Nahgrenzeinstellung den Neigungswinkel des Liniensegments (500L, 500R) bezüglich der vertikalen Richtung des Fernglases (1C) bezeichnet.
Fernglas (1D) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Blickrichtung der optischen Achse der jeweiligen Objektivoptik (21L, 21R) ein Liniensegment (500L, 500R), das die Mittelachse des optischen Elementes mit dessen Drehzentrum verbindet, in der Unendlicheinstellung des Fernglases (1D) im Wesentlichen parallel zur vertikalen Richtung des Fernglases (1D) liegt und die Mittellinie des optischen Elementes in der Nahgrenzeinstellung des Fernglases (1D) innenseitig bezüglich einer geraden Linie (400L, 400R) liegt, die durch das Drehzentrum des optischen Elementes geht und parallel zur vertikalen Richtung liegt, und beim Fokussieren ausgehend von der Unendlicheinstellung zu kürzeren Fokussierentfernungen hin der Winkel des Liniensegments (500L, 500R) bezüglich der vertikalen Richtung so lange konstant bleibt, bis die Fokussierentfernung einen vorbestimmten Wert erreicht.
Fernglas (1C, 1D) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert so festgelegt ist, dass eine weitsichtige Person, deren Dioptrienwert gleich +10 ist, mit bloßem Auge auf ein Objekt blicken kann.
Fernglas (1C, 1D) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert im Bereich von 3 m bis 5 m liegt.
Fernglas (1C, 1D) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fokussiermechanismus (5) ausgebildet ist, die Fokussierung durch Bewegen der beiden optischen Elemente vorzunehmen, das Fernglas (1A, 1B, 1C, 1D) ferner umfasst: zwei Führungsstangen (11L, 11R), die jeweils einem der optischen Elemente zugeordnet und parallel zu dessen optischer Achse angeordnet sind, wobei die Führungsachsen (11L, 11R) die ihnen zugeordneten optischen Elemente führen, wenn diese durch Betätigen des Fokussierungsmechanismus (5) bewegt werden, und dabei ein Drehzentrum für das ihnen jeweils zugeordnete optische Element bilden, zwei Eingriffsteile (62L, 62R), die jeweils an einer von zwei Fassungen (6L, 6R) ausgebildet sind, die jeweils eines der optischen Elemente halten, und zwei Führungsschienen (31L, 31R), die jeweils einem der beiden optischen Elemente zugeordnet sind, wobei die beiden Eingriffsteile (62L, 62R) jeweils mit einer der beiden Führungsschienen (31L, 31R) in gleitendem Eingriff sind und die beiden Führungsschienen (31L, 31R) jeweils einen schrägen Abschnitt (311L, 311R) haben, der bezüglich der optischen Achse des zugehörigen optischen Elementes geneigt ist, wobei die beiden optischen Elemente jeweils um ihre zugehörige Führungsstange (11L, 11R) gedreht werden und der Abstand zwischen den optischen Achsen der beiden optischen Elemente mit Drehen der optischen Elemente verändert wird, wenn die optischen Elemente zum Fokussieren bewegt werden und dabei die beiden Eingriffsteile (62L, 62R) in Eingriff mit den schrägen Abschnitten (311L, 311R) der beiden Führungsschienen (31L, 31R) sind.
Fernglas (1C, 1D) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in Blickrichtung der optischen Achse der jeweiligen Objektivoptik (21L, 21R) der Abstand von der Mittellinie des jeweiligen optischen Elementes zur Mittellinie der zugehörigen Führungsstange (11L, 11R) länger ist als der Abstand von der Mittellinie des jeweiligen optischen Elementes zu dem zugehörigen Eingriffsteil (62L, 62R).
Fernglas (1C, 1D) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Fokussiermechanismus (5) einen von dem Benutzer betätigbaren Fokussierring (51) enthält und in Blickrichtung der optischen Achse der jeweiligen Objektivoptik (21L, 21R) der Abstand von der Mittelachse des Fokussierrings (51) zur Mittelachse der zugehörigen Führungsstange (11L, 11R) kürzer ist als der Abstand von der Mittellinie des Fokussierrings (51) zu dem zugehörigen Eingriffsteil (61L, 62R).
Fernglas (1C, 1D) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Fokussiermechanismus (5) einen von dem Benutzer betätigbaren Fokussierring (51) enthält und in Blickrichtung der optischen Achse der jeweiligen Objektivoptik (21L, 21R) die jeweilige Führungsstange (11L, 11R) bezogen auf die vertikale Richtung des Fernglases (1C, 1D) im Wesentlichen auf gleicher Höhe wie der Fokussierring (51) angeordnet ist.
Fernglas (1C) mit zwei Betrachtungsoptiken (2L, 2R), die jeweils eine Objektivoptik (21L, 21R), eine Aufrichtoptik (22L, 22R) und eine Okularoptik (23L, 23R) enthalten, umfassend: einen Fokussiermechanismus (5), der einen Teil der jeweiligen Betrachtungsoptik (2L, 2R) zum Fokussieren bewegt, und einen Konvergenzkorrekturmechanismus, der einen Konvergenzwert korrigiert, indem er verschiebbare optische Elemente, die Teil zumindest der jeweiligen Objektivoptik (21L, 21R) sind, mit Betätigen des Fokussiermechanismus (5) um Achsen, die parallel zu den optischen Achsen der optischen Elemente liegen, dreht, um den Abstand zwischen den optischen Achsen der optischen Elemente zu verändern, in Blickrichtung der optischen Achse der jeweiligen Objektivoptik (21L, 21R) die Mittellinie des jeweiligen optischen Elementes in der Unendlicheinstellung des Fernglases (1C) außenseitig bezüglich einer Linie (400L, 400R) angeordnet ist, die durch die Mittellinie des optischen Elementes geht und parallel zur vertikalen Richtung des Fernglases (1C) liegt, in Blickrichtung der optischen Achse der jeweiligen Objektivoptik (21L, 21R) die Mittellinie des jeweiligen optischen Elementes in der Nahgrenzeinstellung des Fernglases (1C) innenseitig bezüglich der Linie (400L, 400R) angeordnet ist, die durch die Drehachse des optischen Elementes geht und parallel zur vertikalen Richtung des Fernglases (1C) liegt, und ein Neigungswinkel α, der in der Unendlicheinstellung des Fernglases (1C) den Neigungswinkel eines Liniensegments (500L, 500R), das die Mittelachse des jeweiligen optischen Elementes mit dessen Drehzentrum verbindet, bezüglich der vertikalen Richtung des Fernglases (1C) darstellt, so lange konstant gehalten wird, bis die Fokussierentfernung gleich einem vorbestimmten Wert wird, wenn die Fokussierung ausgehend von der Unendlicheinstellung zu kürzeren Fokussierentfernungen hin durchgeführt wird.
Fernglas (1D) mit zwei Betrachtungsoptiken (2L, 2R), die jeweils eine Objektivoptik (21L, 21R), eine Aufrichtoptik (22L, 22R) und eine Okularoptik (23L, 23R) enthalten, umfassend: einen Fokussiermechanismus (5), der einen Teil der jeweiligen Betrachtungsoptik (2L, 2R) zum Fokussieren bewegt, und einen Konvergenzkorrekturmechanismus, der einen Konvergenzwert korrigiert, indem er verschiebbare optische Elemente, die Teil zumindest der jeweiligen Objektivoptik (21L, 21R) sind, mit Betätigen des Fokussiermechanismus (5) um Achsen, die parallel zu den optischen Achsen der optischen Elemente liegen, dreht, um den Abstand zwischen den optischen Achsen der optischen Elemente zu verändern, in Blickrichtung der optischen Achse der jeweiligen Objektivoptik (21L, 21R) ein Liniensegment (500L, 500R), das die Mittelachse des jeweiligen optischen Elementes mit dessen Drehzentrum verbindet, in der Unendlicheinstellung des Fernglases (1D) im Wesentlichen parallel zur vertikalen Richtung des Fernglases (1D) liegt und die Mittelachse des jeweiligen optischen Elementes in der Nahgrenzeinstellung des Fernglases (1D) innenseitig bezüglich einer geraden Linie (400L) angeordnet ist, die durch das Drehzentrum des optischen Elementes geht und parallel zur vertikalen Richtung des Fernglases (1D) liegt, und der Winkel des jeweiligen Liniensegments (500L, 500R) bezüglich der vertikalen Richtung so lange konstant bleibt, bis beim Fokussieren ausgehend von der Unendlicheinstellung hin zu kürzeren Entfernungen die Fokussierentfernung einen vorbestimmten Wert erreicht.