DE10245100A1

DE10245100A1 - Optisches Betrachtungsinstrument mit Aufnahmefunktion

Info

Publication number: DE10245100A1
Application number: DE10245100A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Enomoto; Shuji Yoneyama
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2003-04-17
Also published as: KR20030027854A; TWI230799B; CN1409170A; FR2830337A1; GB2380267A; JP2003172868A; US20030063209A1; GB0222648D0; FR2830337B1; GB2380267B

Abstract

Ein optisches Betrachtungsinstrument mit Aufnahmefunktion arbeitet mit einem Fernrohrlinsensystem zum Betrachten eines Objektes und einer Digitalkamera zum Aufnehmen des Objektes. Die Digitalkamera enthält einen CCD-Bildsensor und ein Aufnahmelinsensystem, die so miteinander gekoppelt sind, dass das Objekt durch das Aufnahmelinsensystem auf dem Sensor abgebildet wird. Ein automatisch betreibbarer Fokussiermechanismus ist so mit dem Aufnahmelinsensystem gekoppelt, dass das Objekt zum einen durch das Fernrohrlinsensystem und zum anderen durch das Aufnahmelinsensystem fokussiert wird. Verschiedene optische Parameter werden so gewählt, dass vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind, wodurch die Fokussierung des Aufnahmelinsensystems automatisch erfolgen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Betrachtungsinstrument mit Aufnahmefunktion.
Ein optisches Betrachtungsinstrument, wie ein Binokularfernrohr, ein Einzelfernrohr oder dergleichen wird eingesetzt, um Sportveranstaltungen, freifliegende Vögel oder dergleichen zu beobachten. Bei Verwendung eines solchen Betrachtungsinstrumentes kommt es häufig vor, dass der Benutzer etwas sieht, was er fotografieren oder aufnehmen will. Typischerweise gelingt es dem Benutzer nicht, das gewünschte Motiv aufzunehmen, da er das Betrachtungsinstrument durch eine Kamera ersetzen muss und während der hierfür benötigten Zeit die Aufnahmemöglichkeit ungenutzt verstreicht. Aus diesem Grund wurde ein optisches Betrachtungsinstrument vorgeschlagen, das eine Kamera enthält. Damit kann mittels der in dem Betrachtungsinstrument enthaltenen Kamera während fortgesetzter Beobachtung durch das Betrachtungsinstrument eine Aufnahme gemacht werden.
Beispielsweise offenbart das offengelegte Japanische Gebrauchsmuster (KOKAI) Nr. 6-2330 eine Kombination aus Binokularfernrohr und Kamera, in der die Kamera einfach auf das Binokularfernrohr montiert ist. Da die Kamera dem Binokularfernrohr einfach hinzugefügt ist, ist das Binokularfernrohr vergleichsweise sperrig.
Das Binokularfernrohr enthält zwei Fernrohrlinsensysteme, und die Kamera enthält ein Aufnahmelinsensystem. Während das Objekt durch die beiden Fernrohrlinsensysteme betrachtet wird, kann es von der Kamera aufgenommen werden. Jedoch beschreibt die Veröffentlichung 6-2330 nicht, wie das durch die beiden Fernrohrlinsensysteme betrachtete Objekt durch das Aufnahmelinsensystem fokussiert wird. Da nämlich die beiden Fernrohrlinsensysteme von dem Aufnahmelinsensystem unabhängig sind, kann selbst dann, wenn das Objekt durch die beiden Fernrohrlinsensysteme als fokussiertes Bild betrachtet wird, nicht davon ausgegangen werden, das dieses betrachtete Bild durch das Aufnahmelinsensystem fokussiert ist. Aus der Offenbarung der Veröffentlichung 6-2330 ist nicht bekannt, ob das mit der Kamera ausgestattete Binokularfernrohr tatsächlich für den praktischen Gebrauch geeignet ist.
Im Allgemeinen enthält ein Fernrohrlinsensystem ein Objektivlinsensystem und ein Okularlinsensystem, die einander zugeordnet sind. Auf ein Objekt im Unendlichen ist dann scharfgestellt, wenn ein hinterer Brennpunkt des Objektivlinsensystems und ein vorderer Brennpunkt des Okularlinsensystems im Wesentlichen miteinander übereinstimmen. Um auf ein nahes Objekt scharfzustellen, müssen das Objektivlinsensystem und das Okularlinsensystem voneinander wegbewegt werden. Deshalb muss ein Fokussiermechanismus in das Fernrohrlinsensystem eingebaut sein, damit auf ein nahes Objekt scharfgestellt werden kann.
Beispielsweise ist in einem Binokularfernrohr der Fokussiermechanismus als Bewegungsumsetzmechanismus mit einem Fokussierdrehrad ausgebildet, der eine Drehbewegung dieses Rades in eine relative Translationsbewegung zwischen dem Objektivlinsensystem und dem Okularlinsensystem umsetzt, die in jedem Fernrohrlinsensystem enthalten sind. In dem Binokularfernrohr wird also auf ein nahes Objekt scharfgestellt, indem das Rad von Hand gedreht wird.
In dem mit der Kamera ausgestatteten Binokularfernrohr, das in dem vorstehend genannten Gebrauchsmuster (KOKAI) Nr. 6-2330 offenbart ist, dienen beide Fernrohrlinsensysteme als optisches Suchersystem für die Kamera. So wird ein Objekt, das durch die beiden Fernrohrlinsensysteme betrachtet wird, mit der eingebauten Kamera aufgenommen. Das vorstehende Gebrauchsmuster (KOKAI) Nr. 6-2330 macht jedoch keine Angaben über die Fokussierung dieser Kamera.
Das US-Patent 4067027 offenbart einen anderen Binokularfernrohrtyp, der eine Kamera enthält, bei der ein Silberhalogenidfilm verwendet wird. In diesem mit einer Kamera ausgestatteten Binokularfernrohr ist ein erster Fokussiermechanismus zum Fokussieren eines Objektes in einem Paar Fernrohrlinsensysteme sowie ein zweiter Fokussiermechanismus zum Scharfstellen auf das Objekt in einem Aufnahmelinsensystem der in dem Instrument enthaltenen Kamera eingebaut. Der erste und der zweite Fokussiermechanismus haben ein gemeinsames Drehrad und sind funktionsmäßig miteinander gekoppelt, so dass sie durch manuelles Drehen des gemeinsamen Rades gemeinsam betätigt werden. Wird durch Betätigen des ersten Fokussiermechanismus das durch die Fernrohrlinsensysteme betrachtete Objekt fokussiert, so wird das Objekt durch die Betätigung des zweiten Fokussiermechanismus durch das Aufnahmeünsensystem auf eine Bildfläche des Silberhalogenidfilms fokussiert.
Im Allgemeinen enthält ein Fernrohrlinsensystem ein Objektivlinsensystem und ein Okularlinsensystem, die einander zugeordnet sind. Auf ein Objekt im Unendlichen ist dann scharfgestellt, wenn ein hinterer Brennpunkt des Objektivlinsensystems und ein vorderer Brennpunkt des Okularlinsensystems im Wesentlichen miteinander übereinstimmen. Um auf ein nahes Objekt scharfzustellen, müssen das Objektivlinsensystem und das Okularlinsensystem voneinander wegbewegt werden. Deshalb muss ein Fokussiermechanismus in das Fernrohrlinsensystem eingebaut sein, damit auf ein nahes Objekt scharfgestellt werden kann.
Beispielsweise ist in einem Binokularfernrohr der Fokussiermechanismus als Bewegungsumsetzmechanismus mit einem Drehrad ausgebildet, der eine Drehbewegung dieses Rades in eine relative Translationsbewegung zwischen dem Objektivlinsensystem und dem Okularlinsensystem umsetzt, die in jedem Fernrohrlinsensystem enthalten sind. In dem Binokularfernrohr wird also auf ein nahes Objekt scharfgestellt, indem das Rad von Hand gedreht wird.
In dem mit der Kamera ausgestatteten Binokularfernrohr, das in dem vorstehend genannten Gebrauchsmuster (KOKAI) Nr. 6-2330 offenbart ist, dienen beide Fernrohrlinsensysteme als optisches Suchersystem für die Kamera. So wird ein Objekt, das durch die beiden Fernrohrlinsensysteme betrachtet wird, mit der eingebauten Kamera aufgenommen. Das vorstehende Gebrauchsmuster (KOKAI) Nr. 6-2330 macht jedoch keine Angaben über die Fokussierung dieser Kamera.
Das US-Patent 4067027 offenbart einen anderen Binokularfernrohrtyp, der eine Kamera enthält, bei der ein Silberhalogenidfilm verwendet wird. In diesem mit einer Kamera ausgestatteten Binokularfernrohr ist ein erster Fokussiermechanismus zum Fokussieren eines Objektes in einem Paar Fernrohrlinsensysteme sowie ein zweiter Fokussiermechanismus zum Scharfstellen auf das Objekt in einem Aufnahmelinsensystem der in dem Instrument enthaltenen Kamera eingebaut. Der erste und der zweite Fokussiermechanismus haben ein gemeinsames Drehrad und sind funktionsmäßig miteinander gekoppelt, so dass sie durch manuelles Drehen des gemeinsamen Rades gemeinsam betätigt werden. Wird durch Betätigen des ersten Fokussiermechanismus das durch die Fernrohrlinsensysteme betrachtete Objekt fokussiert, so wird das Objekt durch die Betätigung des zweiten Fokussiermechanismus durch das Aufnahmeünsensystem auf eine Bildfläche des Silberhalogenidfilms fokussiert.
Wird das Objekt durch die beiden Fernrohrlinsensysteme betrachtet, so muss dieses betrachtete Objekt stets durch das Aufnahmelinsensystem fokussiert werden, bevor die Kamera das gewünschte Motiv aufnehmen kann. Solange jedoch die Fokussierung des Aufnahmelinsensystems manuell erfolgt, ist es nicht möglich, das Objekt jederzeit durch das Aufnahmelinsensystem zu fokussieren.
Bei Kameras, die einen Silberhalogenidfilm verwenden, muss im Allgemeinen ein für ein Aufnahmelinsensystem bestimmter Fokussiermechanismus so ausgestaltet sein, dass der Unschärfegrad eines optischen Bildes, das man durch das Aufnahmelinsensystem erhält, in einen tolerierbaren Streukreis fällt, bevor das optische Bild durch das Aufnahmelinsensystem geeignet scharfgestellt werden kann.
Bekanntlich ist der tolerierbare Streukreis hauptsächlich durch die Eigenschaften des in dem Silberhalogenidfilm verwendeten lichtempfindlichen Materials festgelegt. Beispielsweise nimmt man bei einem 35 mm-Silberhalogenidfilm an, dass der Durchmesser δ des tolerierbaren Streukreises etwa 30 µm oder etwa 1/1000 der diagonalen Länge eines Filmbildes beträgt, wobei das Auflösungsvermögen einer Durchschnittsperson in Betracht gezogen wird.
Die Abbildungstiefe des Aufnahmelinsensystems ist auf Grundlage des Durchmessers δ des tolerierbaren Streukreises wie folgt festgelegt:
ABBILDUNGSTIEFE = 2 × δ × F
Darin bezeichnet F die f-Zahl des Aufnahmelinsensystems.
So muss ein aufzunehmendes Objekt innerhalb eines Bereichs der wie oben festgelegten Abbildungstiefe fokussiert werden, damit das aufgenommene Objekt ein geeignet fokussiertes Bild liefert. Die Abbildungstiefe des Aufnahmelinsensystems variiert in Abhängigkeit der oben angegebenen Parameter δ, F und der Lichtempfindlichkeit des Silberhalogenidfilms. Es ist deshalb erforderlich, die Parameterwerte in Abhängigkeit der gewünschten Fokussiergenauigkeit geeignet zu wählen.
Ist dagegen eine Digitalkamera, die mit einem Festkörperbildsensor, z. B. einem CCD-Bildsensor, arbeitet, in einem optischen Betrachtungsinstrument, z. B. einem Binokularfernrohr, einem Einzelfernrohr oder dergleichen, eingebaut, so sollten verschiedene andere Parameter berücksichtigt werden, um die Fokussierung des Aufnahmelinsensystems mit der gewünschten Fokussiergenauigkeit vornehmen zu können.
So gibt es im Stand der Technik keinen Vorschlag, wie ein optisches Betrachtungsinstrument mit Aufnahmefunktion ausgebildet sein sollte, damit die Fokussierung des Aufnahmelinsensystems automatisch mit der gewünschten Fokussiergenauigkeit vorgenommen werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein optisches Betrachtungsinstrument mit Aufnahmefunktion anzugeben, das ein Fernrohrlinsensystem und ein Aufnahmelinsensystem enthält und zumindest die Fokussierung des Aufnahmelinsensystems schnell und mit der gewünschten Fokussiergenauigkeit nach Art einer automatischen Fokussierung ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein optisches Betrachtungsinstrument mit Aufnahmefunktion anzugeben, das ein Fernrohrlinsensystem und ein Aufnahmelinsensystem enthält, die so ausgebildet sind, dass sowohl die Fokussierung des Fernrohrlinsensystems als auch die Fokussierung des Aufnahmelinsensystems schnell und mit der gewünschten Fokussiergenauigkeit nach Art einer automatischen Fokussierung möglich sind.
Die Erfindung löst diese Aufgaben durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines eine Digitalkamera enthaltenden Binokularfernrohrs nach der Erfindung in der Draufsicht,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1, in dem ein beweglicher Gehäuseteil in einer bezüglich eines Hauptgehäuseteils eingezogenen Stellung gezeigt ist,
Fig. 3 einen Querschnitt ähnlich dem nach Fig. 2, in dem der bewegliche Gehäuseteil in einer bezüglich des Hauptgehäuseteils ausgezogenen Stellung gezeigt ist,
Fig. 4 eine Trägerplattenanordnung, die in einem von dem Hauptgehäuseteil und dem beweglichen Gehäuseteil gebildeten Gehäuse untergebracht ist, in der Draufsicht,
Fig. 5 eine rechte und eine linke Befestigungsplatte, die oberhalb der Trägerplattenanordnung angeordnet sind, in der Draufsicht,
Fig. 6 eine Ansicht entlang der Linie VI-VI der Fig. 5,
Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie VII-VII der Fig. 1, und
Fig. 8 einen Querschnitt ähnlich dem nach Fig. 7, der eine Modifizierung des in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiels zeigt,
Fig. 9 ein Steuerblockdiagramm für das erste Ausführungsbeispiel des in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Binokularfernrohrs,
Fig. 10 ein Flussdiagramm einer in dem in Fig. 9 gezeigten Mikrocomputer durchgeführten AF-Routine,
Fig. 11 einen Querschnitt ähnlich dem nach Fig. 1 mit einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Binokularfernrohrs,
Fig. 12 ein Steuerblockdiagramm für das in Fig. 11 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel des Binokularfernrohrs,
Fig. 13 ein Flussdiagramm einer in dem in Fig. 12 gezeigten Mikrocomputer durchgeführten AF-Routine,
Fig. 14 ein Steuerblockdiagramm ähnlich dem nach Fig. 9, das eine erste Modifizierung des zweiten Ausführungsbeispiels des Binokularfernrohrs zeigt,
Fig. 15 ein Flussdiagramm einer in dem in Fig. 14 gezeigten Mikrocomputer durchgeführten AF-Routine,
Fig. 16 einen Querschnitt ähnlich dem nach Fig. 1, der eine zweite Modifizierung des zweiten Ausführungsbeispiels des Binokularfernrohrs zeigt,
Fig. 17 einen Querschnitt, der ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Binokularfernrohrs zeigt, und
Fig. 18 einen Querschnitt entlang der in Fig. 17 gezeigten Linie XVIII-XVIII.
Die Fig. 1 bis 7 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Betrachtungsinstrumentes mit Aufnahmefunktion, das als Binokularfernrohr mit Digitalkamera ausgebildet ist.
Fig. 1 zeigt den inneren Aufbau eines erfindungsgemäßen Binokularfernrohrs, das eine Digitalkamera enthält. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1. Das mit der Digitalkamera versehene Binokularfernrohr hat ein Gehäuse 10, das einen Hauptgehäuseteil 10A und einen beweglichen Gehäuseteil 10B umfasst, und ein Paar Fernrohrlinsensysteme 12R und 12L, die in dem Gehäuse 10 untergebracht und optisch identisch sind. Die Fernrohrlinsensysteme 12R und 12L sind für das rechte bzw. das linke Auge des Menschen vorgesehen und symmetrisch bezüglich einer zwischen ihnen verlaufenden Mittellinie angeordnet.
Das rechte Fernrohrlinsensystem 12R ist in den Hauptgehäuseteil 10A eingebaut und enthält ein Objektivlinsensystem 14R, ein Aufrichtprismensystem 16R und ein Okularlinsensystem 18R. In einer Vorderwand des Hauptgehäuseteils 10A ist ein Fenster 19R ausgebildet, das an dem Objektivlinsensystem 14R des rechten Fernrohrlinsensystems ausgerichtet ist.
Das linke Fernrohrlinsensystem 12L ist in dem beweglichen Gehäuseteil 10B eingebaut und enthält ein Objektivlinsensystem 14L, ein Aufrichtprismensystem 16L und ein Okularlinsensystem 18L. In einer Vorderwand des beweglichen Gehäuseteils 10B ist ein Fenster 19L ausgebildet, das an dem Objektivlinsensystem 14L des linken Fernrohrlinsensystems ausgerichtet ist.
Der bewegliche Gehäuseteil 10B ist verschiebbar mit dem Hauptgehäuseteil 10A gekoppelt, d. h. die beiden Gehäuseteile 10A, 10B greifen ineinander, so voneinander wegbewegt werden können. Der bewegliche Gehäuseteil 10B kann nämlich bezüglich des Hauptgehäuseteils 10A zwischen einer in Fig. 2 gezeigten eingezogenen Stellung und einer in Fig. 3 gezeigten maximal ausgezogenen Stellung bewegt werden.
Auf die Gleitflächen der beiden Gehäuseteile 10A und 10B wirkt eine geeignete Reibungskraft, so dass eine bestimmte Ausziehkraft auf den beweglichen Gehäuseteil 10B ausgeübt werden muss, um diesen von dem Hauptgehäuseteil 10A zu ziehen. Entsprechend muss eine bestimmte Kraft auf den beweglichen Gehäuseteil 10B ausgeübt werden, um diesen auf den Hauptgehäuseteil 10A zurückzuziehen. Der bewegliche Gehäuseteil 10B kann so infolge der auf die Gleitflächen der beiden Gehäuseteile 10A und 10B wirkenden, geeignet gewählten Kraft in einer gewünschten Stellung zwischen der eingezogenen Stellung (Fig. 2) und der maximal ausgezogenen Stellung (Fig. 3) halten.
Wird der bewegliche Gehäuseteil 10B von dem Hauptgehäuseteil 10A ausgezogen, so wird das linke Fernrohrlinsensystem 12L zusammen mit dem beweglichen Gehäuseteil 10B bewegt, während das rechte Fernrohrlinsensystem 12R in dem Hauptgehäuseteil 10A bleibt, wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht. Durch Ausziehen des beweglichen Gehäuseteils 10B von dem Hauptgehäuseteil 10A ist es möglich, den Abstand zwischen den optischen Achsen der beiden Fernrohrlinsensysteme 121 und 12L so einzustellen, dass dieser mit dem Augenabstand des Benutzers übereinstimmt. Es kann also eine Augenabstandseinstellung vorgenommen werden, indem der bewegliche Gehäuseteil 10B gegenüber dem Hauptgehäuseteil 10A verschoben wird.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Objektivlinsensystem 14R des rechten Fernrohrlinsensystems 12R bezüglich des Hauptgehäuseteils 10A in einer festen Position untergebracht. Sowohl das Aufrichtprismensystem 16R als auch das Okularlinsensystem 18R sind jedoch bezüglich des Objektivlinsensystems 14R vor- und zurückbewegbar, wodurch auf ein durch das rechte Fernrohrlinsensystem 12R zu betrachtendes Objekt scharfgestellt werden kann. Entsprechend ist das Objektivlinsensystem 14L des linken Fernrohrlinsensystems 12L bezüglich des beweglichen Gehäuseteils 10B an einer festen Position untergebracht. Jedoch sind das Aufrichtprismensystem 16L und das Okularlinsensystem 18L bezüglich des Objektivlinsensystems 14L vor- und zurückbewegbar, wodurch auf ein durch das linke Fernrohrlinsensystem 12L zu betrachtendes Objekt scharfgestellt werden kann.
Zum Zwecke sowohl der Augenabstandseinstellung als auch der Fokussierung des rechten und des linken Fernrohrlinsensystems 12R, 12L ist das Gehäuse 10 mit einer in Fig. 4 gezeigten Trägerplattenanordnung versehen, auf der die beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L in unten beschriebener Weise montiert sind. Es ist darauf hinzuweisen, dass in der Darstellung nach Fig. 1 die Trägerplattenanordnung 20 sichtbar sein sollte, jedoch nicht gezeigt ist, um die Darstellung nicht zu kompliziert werden zu lassen.
Wie in Fig. 4 gezeigt, umfasst die Trägerplattenanordnung 20 ein rechteckiges Plattenelement 20A und ein Gleitplattenelement 20B, das verschiebbar auf dem rechteckigen Plattenelement liegt. Das rechteckige Plattenelement 20A hat eine Querabmessung, die kürzer als die Längsabmessung des Plattenelementes 20A ist. Das Gleitplattenelement 20B umfasst einen rechteckigen Abschnitt 22, dessen Breite im Wesentlichen gleich der Querabmessung des rechteckigen Plattenelementes 20A ist, sowie einen einstückig an den Abschnitt 22 anschließenden Abschnitt 24. Beide Abschnitte 22 und 24 haben eine Längsabmessung, die im Wesentlichen gleich der Längsabmessung des rechteckigen Plattenelementes 20A ist.
Das Gleitplattenelement 20B hat ein Paar Führungsschlitze 26, die in dem rechteckigen Abschnitt 22 ausgebildet sind, sowie einen Führungsschlitz 27, der in dem verlängerten Abschnitt 24 ausgebildet ist. Andererseits sind ein Paar Nasenelemente 26' und ein Nasenelement 27' fest an dem rechteckigen Plattenelement 20A so angebracht, dass das Paar Nasenelemente 26' verschiebbar in dem Paar Führungsschlitze 26 und das Nasenelement 27' verschiebbar in dem Führungsschlitz 27 aufgenommen ist. Die Führungsschlitze 26 und 27 erstrecken sich parallel zueinander, und jeder Schlitz hat eine Länge, die der Bewegungsstrecke des beweglichen Gehäuseteils 10B zwischen der eingezogenen Stellung (Fig. 2) und der maximal ausgezogenen Stellung (Fig. 3) entspricht.
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, ist die Trägerplattenanordnung 20 in dem Gehäuse 10 so angeordnet, dass sie von dessen Boden beabstandet ist. Das rechteckige Plattenelement 20A ist in geeigneter Weise fest mit dem Hauptgehäuseteil 10A verbunden. Das Gleitplattenelement 20B hat einen Vorsprung 28, der einstückig von dem rechteckigen Abschnitt 22 absteht. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, ist der Vorsprung 28 fest mit einer Trennwand 29 verbunden, die sich in dem beweglichen Gehäuseteil 10B befindet. Wird der Gehäuseteil 10B gegenüber dem Hauptgehäuseteil 10A bewegt, so kann deshalb das Gleitplattenelement 20B zusammen mit dem Gehäuseteil 10B bewegt werden.
Das Objektivlinsensystem 14R des rechten Fernrohrlinsensystems 12R ist in einem schraffierten Bereich 14R' an dem rechteckigen Plattenelement 20A befestigt. Das Objektivlinsensystem 14L des linken Fernrohrlinsensystems 12L ist in einem schraffierten Bereich 14L' an dem rechteckigen Abschnitt 22 des Gleitplattenelementes 20B befestigt.
Fig. 5 zeigt eine rechte und eine linke Befestigungsplatte 30R, 30L, die oberhalb der Trägerplattenanordnung 20 angeordnet sind. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind die Aufrichtprismensysteme 16R und 16L auf der rechten bzw. der linken Befestigungsplatte 30R, 30L montiert. Wie ferner aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht, haben die Befestigungsplatten 30R und 30L entlang ihren hinteren Seitenkanten aufrechte Platten 32R bzw. 32L. Die Okularlinsensysteme 18R und 18L sind an den aufrechten Platten 32R bzw. 32L angebracht, wie Fig. 1 zeigt.
Die rechte Befestigungsplatte 30R ist bewegbar so an dem rechteckigen Plattenelement 20A gehalten, dass sowohl das Aufrichtprismensystem 16R als auch das Okularlinsensystem 18R gegenüber dem Objektivlinsensystem 14R vor- und zurückbewegbar sind. Entsprechend ist die linke Befestigungsplatte 30L bewegbar an dem Gleitplattenelement 20B so gehalten, dass sowohl das Aufrichtprismensystem 16L als auch das Okularlinsensystem 18L gegenüber dem Objektivlinsensystem 14L vor- und zurückbewegbar sind.
Die rechte Befestigungsplatte 30R ist mit einem Gleitschuh 34R versehen, der an ihrer Unterseite nahe ihrer rechten Seitenkante befestigt ist, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Der Gleitschuh 34R hat eine in Fig. 6 gezeigte Aussparung 36R, die die rechte Seitenkante des rechteckigen Plattenelementes 20A verschiebbar aufnimmt, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Ferner hat die rechte Befestigungsplatte 30R eine Seitenwand 38R entlang ihrer linken Seitenkante. Der untere Teil der Seitenwand 38R ist als verdickter Abschnitt 40R ausgebildet, der eine Durchgangsbohrung hat, um eine Führungsstange 42R verschiebbar aufzunehmen. Die Enden der Führungsstange 42R sind sicher von einem Paar Befestigungsstücke 44R gehalten, die einstückig von dem rechteckigen Plattenelement 20A abstehen (Fig. 1 und 4). Die rechte Befestigungsplatte 30R, die sowohl das Aufrichtprismensystem 16R als auch das Okularlinsensystem 18R trägt, ist so gegenüber dem Objektivlinsensystem 14R translatorisch vor- und zurückbewegbar.
Entsprechend hat die linke Befestigungsplatte 30L einen Gleitschuh 34L, der an ihrer Unterseite nahe ihrer linken Seitenkante befestigt ist, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Der Gleitschuh 34L hat eine Aussparung 36L (Fig. 6), die die linke Seitenkante des Gleitplattenelementes 20B verschiebbar aufnimmt, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Ferner hat die linke Befestigungsplatte 30L eine Seitenwand 38L längs ihrer rechten Seitenkante. Ein unterer Teil der Seitenwand 38L ist als verdickter Abschnitt 40L ausgebildet, der eine Durchgangsbohrung hat, um eine Führungsstange 42L verschiebbar aufzunehmen. Die Enden der Führungstange 42L sind sicher von einem Paar Befestigungsstücke 44L gehalten, die einstückig von dem Gleitplattenelement 20B abstehen (Fig. 1 und 4). Die linke Befestigungsplatte 30L, die sowohl das Aufrichtprismensystem 16L als auch das Okularlinsensystem 18L trägt, ist so gegenüber dem Objektivlinsensystem 14L translatorisch vor- und zurückbewegbar.
Wie oben angegeben, ist in Fig. 1 die Trägerplattenanordnung 20 nicht gezeigt. In Fig. 1 sind nur die Befestigungsstücke 44R und 44L dargestellt.
Mit der oben beschriebenen Anordnung ist es möglich, die Augenabstandseinstellung der beiden Fernrohrlinsensysteme 12R und 12L vorzunehmen, indem der bewegliche Gehäuseteil 10B von dem Hauptgehäuseteil 10A weg und auf diesen zu bewegt wird. Ferner kann die Fokussierung des rechten Fernrohrlinsensystems 12R vorgenommen werden, indem die Befestigungsplatte 30R bezüglich des Objektivlinsensystems 14R vor- und zurückbewegt wird. Die Fokussierung des linken Fernrohrlinsensystems kann vorgenommen werden, indem die Befestigungsplatte 30L bezüglich des Objektivlinsensystems 14L translatorisch vor- und zurückbewegt wird.
Um die beiden Befestigungsplatten 30R und 30L gleichzeitig so zu bewegen, dass der Abstand zwischen ihnen variabel ist, sind die Befestigungsplatten 30R und 30L über ein expandierbares Kopplungselement 46 miteinander verbunden.
Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, umfasst das expandierbare Kopplungselement 46 ein rechteckiges stabartiges Element 46A und ein gabelförmiges Element 46E3, in dem das Element 46A verschiebbar aufgenommen ist. Das stabartige Element 46A ist an der Unterseite des verdickten Abschnittes 40R der Seitenwand 38R an deren vorderem Ende und das gabelförmige Element 46B an der Unterseite des verdickten Abschnittes 40L der Seitenwand 38L an deren vorderem Ende befestigt. Beide Elemente 46A und 46B haben eine Länge, die größer ist als die Bewegungsstrecke des beweglichen Gehäuseteils 10B zwischen dessen eingezogener Stellung (Fig. 2) und dessen maximal ausgezogener Stellung (Fig. 3). Selbst wenn der bewegliche Gehäuseteil 10B aus seiner eingezogenen Stellung (Fig. 2) in seine maximal ausgezogene Stellung (Fig. 3) gebracht wird, greifen so die Elemente 46A und 46B weiterhin ineinander. So kann die gleichzeitige Translationsbewegung beider Befestigungsplatten 30R und 30L und damit des rechten optischen Systems (16R, 18R) und des linken optischen Systems (16L, 18L) stets sichergestellt werden.
Wie am besten aus Fig. 5 hervorgeht, ist in dem stabartigen Element 46A eine rechteckige Bohrung 47 ausgebildet, die dem unten beschriebenen Zweck dient.
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie VII-VII der Fig. 1. Wie aus den Fig. 1 und 7 hervorgeht, ist in der Vorderwand des Hauptgehäuseteils 10A ein kreisförmiges Fenster 48 ausgebildet. Das kreisförmige Fenster 48 befindet sich in einer mittigen Position der Vorderwand des Gehäuses 10, wenn der bewegliche Gehäuseteil 10B in seiner eingezogenen Stellung (Fig. 2) angeordnet ist.
Wie in den Fig. 1 und 7 gezeigt, hat der Hauptgehäuseteil 10A ein inneres, vorderes Buchsenelement 50, das einstückig von der inneren Wandfläche seiner Vorderwand absteht und das kreisförmige Fenster 48 umgibt. Das Buchsenelement 50 ist mit der Deckwand des Hauptgehäuseteils 10A integriert. Ferner hängt ein inneres, hinteres Buchsenelement 52 einstückig von der Deckwand des Hauptgehäuseteils 10A und ist an dem vorderen Buchsenelement 50 ausgerichtet.
Eine Rohrwelle 54 ist drehbar zwischen dem vorderen und dem hinteren Buchsenelement 50 und 52 angeordnet und von diesem gehalten. Die Rohrwelle 54 hat ein einstückig ausgebildetes Drehrad 56. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist in der Deckwand des Hauptgehäuseteils 10A eine rechteckige Öffnung 58 ausgebildet, durch die ein Teil des Drehrades 56 nach außen freiliegt. Indem der Benutzer den freiliegenden Teil des Drehrades 56 mit seinen Fingern betätigt, kann er die Rohrwelle 54 drehen.
Die Rohrwelle 54 hat ein Außengewinde (Schraube) 60, die um die äußere Wandfläche der Rohrwelle 54 zwischen deren vorderem Ende und dem Drehrad 56 ausgebildet ist. Ein Ringelement 62 ist auf das Außengewinde 60 der Rohrwelle 54 geschraubt. Wie in den Fig. 2, 3 und 7 gezeigt, hat das Ringelement 62 eine einstückig ausgebildete radiale Verlängerung 64, von der ein einstückig ausgebildeter rechteckiger Vorsprung 65 absteht. Der rechteckige Vorsprung 65ist in die rechteckige Bohrung 47 eingesetzt, die in dem stabartigen Element 46A des expandierbaren Kopplungselementes 46 ausgebildet ist.
Wird bei der oben beschriebenen Anordnung die Rohrwelle 54 durch manuelles Betätigen des Drehrades 56 gedreht, so wird das Ringelement 62 entlang der Längsmittelachse der Rohrwelle 54 bewegt, was zu einer gleichzeitigen Translationsbewegung der beiden Befestigungsplatten 30A und 30B und damit sowohl des rechten optischen Systems (16R, 18R) als auch des linken optischen Systems (16L, 18L) führt, die an den Befestigungsplatten 30A, 30B montiert sind. Die Rohrwelle 54 und das Ringelement 62, die in Gewindeeingriff miteinander stehen, bilden einen Bewegungsumsetzmechanismus zum Umsetzen der Drehbewegung des Drehrades 56 in die Translationsbewegung des rechten optischen Systems (16R, 18R) und des linken optischen Systems (16L, 18L). Der Bewegungsumsetzmechanismus wird als Fokussiermechanismus sowohl für das rechte als auch für das linke Fernrohrlinsensystem 12R, 12L genutzt.
Das rechte und das linke Fernrohrlinsensystem 12R, 12L sind jeweils optisch so ausgebildet, dass auf ein Objekt im Unendlichen scharfgestellt ist, wenn sich sowohl das Aufrichtlinsensystem (16R, 16L) als auch das Okularlinsensystem (18R, 18L) dem zugehörigen Objektivlinsensystem (14R, 14L) am nächsten befinden. Bevor auf ein nahes Objekt scharfgestellt werden kann, müssen deshalb sowohl das Aufrichtlinsensystem (16R, 16L) als auch das Okularlinsensystem (18R, 18L) von dem zugehörigen Objektivlinsensystem (14R, 14L) wegbewegt werden. Sind das Aufrichtlinsensystem (16R, 16L) und das Okularlinsensystem (18R, 18L) am weitesten von dem zugehörigen Objektivlinsensystem (14R, 14L) entfernt, so kann auf ein Objekt scharfgestellt werden, das sich in der kürzestmöglichen Entfernung befindet.
Wie am besten in den Fig. 1 und 7 gezeigt, ist innerhalb der Rohrwelle 54 ein Linsentubus 66 vorgesehen, in dem ein Aufnahmelinsensystem 67 gehalten ist, das ein erstes Linsensystem 68 und ein zweites Linsensystem 70 enthält. Andererseits ist eine Bildsensor-Steuerplatine (Leiterplatte) 72 an der Innenfläche der Rückwand des Hauptgehäuseteils 10A befestigt und ein CCD-Bildsensor 74 so auf die Steuerplatine 72 montiert, dass seine Lichtempfangsfläche an dem in dem Linsentubus 66 gehaltenen Aufnahmelinsensystem 67 ausgerichtet ist. Das innere hintere Buchsenelement 52 hat an seinem hinteren Ende einen inneren Ringflansch 75, in den ein optisches Tiefpassfilter 76 eingepasst ist. Das Aufnahmelinsensystem 67, der CCD-Bildsensor 74 und das optische Tiefpassfilter 76 bilden eine Digitalkamera. Ein aufzunehmendes Objekt wird durch das Aufnahmelinsensystem 67 und das optische Tiefpassfilter 76 auf die Lichtempfangsfläche des CCD-Bildsensors 74 fokussiert.
Gemäß der Erfindung wird die Fokussierung des Aufnahmelinsensystems automatisch vorgenommen, wie nachfolgend beschrieben wird.
Bevor beispielsweise ein Objekt, das sich in einem kürzestmöglichen Abstand von 1,0 m vor der Digitalkamera befindet, fokussiert aufgenommen werden kann, ist es wie bei einer gewöhnlichen Digitalkamera erforderlich, einen Fokussiermechanismus in dem Aufnahmelinsensystem 67 vorzusehen. Vorzugsweise ist ferner der Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem 67 funktionsmäßig mit dem Fokussiermechanismus für das rechte und das linke Fernrohrlinsensystem 12R, 12L gekoppelt, da die beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L als Sucher- System für die in dem Instrument enthaltene Digitalkamera dienen. Wird nämlich das Objekt durch das Aufnahmelinsensystem automatisch auf die Lichtempfangsfläche des CCD-Bildsensors fokussiert, so sollte das Objekt durch die beiden Fernrohrsysteme fokussiert betrachtet werden.
Zu diesem Zweck ist um die Innenwandfläche der Rohrwelle 54 ein Innengewinde (Schraube) und um die Außenwandfläche des Linsentubus 66 ein Außengewinde (Schraube) ausgebildet, so dass sich der Linsentubus 66 in Gewindeeingriff mit der Rohrwelle 54 befindet. Der vordere Endabschnitt des Linsentubus 66 ist in das vordere Buchsenelement 50 eingesetzt. In dem vorderen Endabschnitt des Linsentubus 66 ist in diametraler Anordnung ein Paar Keilnuten 78 ausgebildet. Jede der Keilnuten 78 erstreckt sich von der vorderen Endkante des Linsentubus 66 aus gemessen über eine vorbestimmte Länge. Andererseits sind in der Innenwand des vorderen Buchsenelementes 50 zwei Bohrungen in diametraler Anordnung ausgebildet, in die zwei Stiftelemente 80 so eingesetzt sind, dass sie in die Keilnuten 78 eingreifen, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Dadurch wird eine Drehbewegung des Linsentubus 66 verhindert.
Wird die Rohrwelle 54 gedreht, so wird der Linsentubus 66 infolge des Gewindeeingriffs zwischen ihm und der Rohrwelle 54 entlang der optischen Achse des Aufnahmelinsensystems 67 translatorisch bewegt. Das um die Innenwandfläche der Rohrwelle 54 ausgebildete Innengewinde und das um die Außenwandfläche des Linsentubus 66 ausgebildete Außengewinde bilden also einen Bewegungsumsetzmechanismus zum Umsetzen der Drehbewegung des Drehrades 56 in die Translationsbewegung des Linsentubus 66. Dieser Bewegungsumsetzmechanismus dient als Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem 67.
Das um die Außenwandfläche der Rohrwelle 54 ausgebildete Außengewinde 60 bildet bezüglich des um die Innenfläche der Rohrwelle 54 ausgebildeten Innengewindes ein gegenläufiges Gewinde. Wenn sowohl das Aufrichtprismensystem (16R, 16L) als auch das Okularlinsensystem (18R, 18L) durch manuelles Betätigen des Drehrades 56 rückwärts, von dem zugeordneten Objektivlinsensystem (14R, 14L) weg bewegt werden, wird folglich der Linsentubus 66 vorwärts, von dem CCD-Bildsensor 74 weg bewegt. Werden also sowohl das Aufrichtprismensystem (16R, 16L) als auch das Okularlinsensystem (18R, 18L) rückwärts bewegt, um in dem Fernrohrlinsensystem (12R, 12L) auf ein nahes Objekt scharfzustellen, so kann infolge der Vorwärtsbewegung des Linsentubus 66 und damit des Aufnahmelinsensystems 67 das betrachtete nahe Objekt auf die Lichtempfangsfläche des CCD-Bildsensors 74 fokussiert werden.
Das um die Außenfläche der Rohrwelle 54 ausgebildete Außengewinde 60 weist eine Gewindesteigung auf, die gemäß den optischen Eigenschaften der beiden Fernrohrlinsensysteme 12R und 12L festgelegt ist. Entsprechend weist das um die Innenfläche der Rohrwelle 54 ausgebildete Innengewinde eine Gewindesteigung auf, die gemäß den optischen Eigenschaften des Aufnahmelinsensystems 67 festgelegt ist.
Wie in den Fig. 2, 3 und 7 gezeigt, ist in der Bodenwand des Hauptgehäuseteils 10A eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung 81 ausgebildet, die der Anbringung des mit der Digitalkamera versehenen Binokularfernrohrs auf einem Dreibeinkopf dient. Wird das mit der Digitalkamera versehene Binokularfernrohr auf dem Dreibeinkopf montiert, so kommt die Bohrung 81 in Gewindeeingriff mit einer Außengewindeschraube des Dreibeinkopfes. Befindet sich der bewegliche Gehäuseteil 10B in seiner eingezogenen Stellung, so ist die Bohrung 81 an einem Mittelpunkt des Gehäuses 10 und unterhalb der optischen Achse des Aufnahmelinsensystems 67 angeordnet, wie Fig. 2 zeigt. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, ist die mit dem Innengewinde versehene Bohrung 81 der vorderen Bodenkante des Hauptgehäuseteils 10A benachbart.
Wie in Fig. 1, 2 und 3 gezeigt, ist eine Stromversorgungsplatine (Leiterplatte) 82 im rechten Ende des Hauptgehäuseteils 10A angeordnet und an einer Rahmenkonstruktion angebracht, die fest in dem Hauptgehäuseteil 10A untergebracht ist. Wie in den Fig. 2, 3 und 7 gezeigt, ist eine Hauptsteuerplatine 84 in dem Hauptgehäuseteil 10A unterhalb der Trägerplattenanordnung 20 angeordnet. Obgleich nicht dargestellt, ist die Hauptsteuerplatine 84 in geeigneter Weise an dem Boden des Hauptgehäuseteils 10A sicher gehalten. Auf der Hauptsteuerplatine 84 sind verschiedene elektronische Elemente, wie z. B. ein Mikrocomputer, Speicherschaltungen und dergleichen montiert.
Wie aus den Fig. 2, 3 und 7 hervorgeht, ist in diesem Ausführungsbeispiel an der Deckwand des Hauptgehäuseteils 10A eine mit einem LCD-Feld versehene Einheit 86 angeordnet. LCD steht hierbei für Flüssigkristallanzeige. Die LCD- Einheit 86 ist an einer Schwenkachse 88, die an der Deckwand des Hauptgehäuseteils 10A geeignet gehalten ist und längs dessen vorderer Oberkante verläuft, schwenkbar montiert. Die LCD-Einheit 86 befindet sich für gewöhnlich in einer in Fig. 7 mit einer durchgezogenen Linie dargestellten eingeklappten Stellung, so dass der Bildschirm der LCD-Einheit 86 auf die Deckwandfläche des Hauptgehäuseteils 10A gerichtet ist. Befindet sich die LCD-Einheit 86 in der eingeklappten Stellung, so ist es deshalb für den Benutzer nicht möglich, auf den Bildschirm der LCD-Einheit 86 zu blicken. Wird die LCD-Einheit 86 von Hand aus der eingeklappten Stellung in eine Anzeigestellung geschwenkt, die in Fig. 7 teilweise durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, so kann der Benutzer auf den Bildschirm der LCD-Einheit 86 blicken.
Wie in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt, ist das linke Ende des beweglichen Gehäuseteils 10B durch die Trennwand 29 abgeteilt, wodurch ein Batteriefach 90 zur Aufnahme von zwei Batterien 92 gebildet ist. Die Stromversorgungsplatine 82 wird über ein nicht gezeigtes flexibles Stromversorgungskabel mit elektrischer Energie aus den Batterien 92 versorgt. Die Bildsensor-Steuerplatine 72, die Hauptsteuerplatine 84, die LCD-Einheit 86 etc. werden dann über nicht gezeigte flexible Stromversorgungskabel mit elektrischer Energie aus der Stromversorgungsplatine 82 versorgt.
Wie am besten in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist, sind auf der Stromversorgungsplatine 82 zwei Anschlüsse (Steckverbinder) 94 und 95 montiert und über zwei Zugangsöffnungen, die in der Vorderwand des Hauptgehäuseteils 10A ausgebildet sind, von außen zugänglich. In Fig. 1 ist von den beiden Zugangsöffnungen nur eine mit 95' bezeichnete Zugangsöffnung gezeigt, die für den Anschluss 95 vorgesehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel dient der Anschluss 94 als Videoanschluss, über den die Digitalkamera an ein Fernsehgerät angeschlossen wird. Der Anschluss 95 dient als USB-Anschluss, mit dem die Digitalkamera an einen Personalcomputer angeschlossen wird. USB steht hierbei für Universal Serial Bus. Wie in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt, ist die Stromversorgungsplatine 82 zusammen mit den Anschlüssen 94 und 95 mit einer elektromagnetischen Abschirmung 96 abgedeckt, die aus einem geeigneten elektrisch leitenden Material wie Kupfer, Stahl oder dergleichen besteht.
Wie in den Fig. 2, 3 und 7 gezeigt, ist auf der Unterseite der Hauptsteuerplatine 84 ein geeigneter Speicherkartentreiber, z. B. ein CF-Kartentreiber 97, montiert und in dem Raum zwischen der Bodenwand des Hauptgehäuseteils 10A und der Hauptsteuerplatine 84 angeordnet. CF steht hierbei für Compact Flash. Eine Speicherkarte oder CF-Karte ist herausnehmbar in den CF-Kartentreiber 97 eingelegt.
Da die Abbildungstiefe des Aufnahmelinsensystems 67 sehr gering ist, ist es erforderlich, automatisch die Fokussierung des Aufnahmelinsensystems 67 vorzunehmen. Der Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem 67 erfordert nämlich wegen der geringen Abbildungstiefe des Aufnahmelinsensystems 67 ein hohes Maß an Fokussiergenauigkeit. Wegen dieses hohen Maßes an Fokussiergenauigkeit ist es nicht möglich, das Aufnahmelinsensystem 67 manuell zu fokussieren. Kurz gesagt, ist also die erforderliche Fokussiergenauigkeit des für das Aufnahmelinsensystem 67 bestimmten Fokussiermechanismus zu hoch, um diesen manuell zu betätigen.
Dagegen ist es möglich, den Fokussiermechanismus für das rechte und das linke Fernrohrsystem 12R, 12L manuell zu betätigen, da die für die Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L erforderliche Fokussiergenauigkeit genügend kleiner als die zum Fokussieren des Aufnahmelinsensystems 67 ist. Insbesondere hängt die Fokussiergenauigkeit des für das rechte und das linke Fernrohrlinsensystem 12R, 12L bestimmten Fokussiermechanismus von dem Eigenfokussiervermögen der menschlichen Augen ab. Wird ein Objekt durch die beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L mit ± 0,5 Dioptrien fokussiert, so kann der Betrachter das Objekt infolge des Eigenfokussiervermögens seiner Augen gut fokussiert betrachten. Demnach ist es möglich, die beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L manuell zu fokussieren.
Wird das mit der Digitalkamera versehene Binokularfernrohr nach der Erfindung lediglich als übliches Binokularfernrohr eingesetzt, so erfolgt die Fokussierung des rechten und des linken Fernrohrlinsensystems 12R, 12L durch manuelles Drehen des Drehrades 56. Kann jedoch mittels der in dem Binokularfernrohr enthaltenen Digitalkamera eine Aufnahme vorgenommen, so werden der Fokussiermechanismus für das rechte und das linke Fernrohrlinsensystem 12R, 12L und der Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem 67 automatisch betätigt, um die Fokussierung der Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L durch die Fokussierung des Aufnahmenlinsensystems 67 auf automatischem Wege vorzunehmen.
Um die Fokussierung der beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L und die Fokussierung des Aufnahmelinsensystems 67 automatisch vorzunehmen, ist ein Teil des Drehrades 56 als Zahnrad 98 ausgebildet, wie Fig. 7 zeigt. Andererseits ist ein elektrischer Motor, z. B. ein Schrittmotor, fest an dem rechteckigen Plattenelement 20A der Trägerplattenanordnung 20 montiert. Eine Ausgangswelle des Schrittmotors 100 ist an eine elektromagnetische Kupplung, kurz E/M-Kupplung gekoppelt. Ein Zahnrad 104 ist fest an einer Ausgangswelle der E/M-Kupplung 102 montiert und greift in das Zahnrad 98 des Drehrades 56 ein.
Wird das mit der Digitalkamera ausgestattete Binokularfernrohr lediglich als gewöhnliches Binokularfernrohr genutzt, so wird die elektromagnetische Kupplung 102 ausgeschaltet, um das Zahnrad 104 von dem Schrittmotor 100 zu lösen. So ist es möglich, das Drehrad 56 manuell anzutreiben, um den Fokussiermechanismus für die beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L so zu betätigen, dass ein Objekt durch die beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L scharfgestellt wird.
Es wird vorausgesetzt, dass während der manuellen Betätigung des Drehrades 56 keine Aufnahmeoperation vorgenommen werden kann, obgleich der Fokussiermechanismus über das Aufnahmelinsensystem 67 betätigt wird.
Andererseits kann mit der eingebauten Digitalkamera eine Aufnahme vorgenommen werden. Zu diesem Zweck wird die elektromagnetische Kupplung 102 eingeschaltet, um das Zahnrad 104 in Eingriff mit dem Schrittmotor 100 zu bringen. Das Drehrad 56 wird so automatisch von dem Schrittmotor 100 angetrieben, wodurch der Fokussiermechanismus für das rechte und das linke Fernrohrlinsensystem 12R, 12L und der Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem 67 im Wege der automatischen Fokussierung betrieben werden.
Die der Fig. 7 entsprechende Fig. 8 zeigt eine Modifizierung des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels des die Digitalkamera enthaltenden Binokularfernrohrs. In Fig. 8 sind diejenigen Komponenten, die denen der Fig. 7 entsprechen, mit deren Bezugszeichen versehen.
In dem modifizierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist der Fokussier- oder Bewegungsumsetzmechanismus für das rechte und das linke Fernrohrlinsensystem 12R, 12L von einer um die Außenwandfläche der Rohrwelle 54 ausgebildeten Nockennut 106 und einem stumpfförmigen Nockenstift 108 gebildet, der von der Innenwandfläche des Ringelementes 62 absteht und in die Nockennut 106 eingreift. In Fig. 8 ist die Nockennut 106 mit einer gestrichelten Linie abgewickelt und über eine Ebene ausgebreitet dargestellt. Entsprechend dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Drehbewegung des Drehrades 56 in eine Translationsbewegung des rechten optischen Systems (16R, 18R) und des linken optischen Systems (16L, 18L) umgesetzt.
In dem modifizierten Ausführungsbeispiel ist der Fokussier- oder Bewegungsumsetzmechanismus für das Aufnahmelinsensystem 67 von einer um die Innenwandfläche der Rohrwelle 54 ausgebildeten Nockennut 110 und einem stumpfförmigen Nockenstift 112 gebildet, der von der Außenwandfläche des Linsentubus 66 absteht und in die Nockennut 110 eingreift. Wie die Nockennut 106 ist die Nockennut 110 mit einer gestrichelten Linie abgewickelt und in einer Ebene ausgebreitet dargestellt. Entsprechend dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Drehbewegung des Drehrades 56 in eine Translationsbewegung des Linsentubus 66 umgesetzt.
Wie aus Fig. 8 hervorgeht, sind die Nockennuten 106 und 110 gegenläufig, d. h. entgegengesetzt zueinander orientiert. Wenn das Aufrichtprismensystem (16R, 16L) und das Okularlinsensystem (18R, 18L) durch manuelles Betätigen des Drehrades 56 rückwärts von den zugehörigen Objektivlinsensystemen (14R, 14L) weg bewegt werden, wird so der Linsentubus 66 vorwärts von dem CCD- Bildsensor 74 weg bewegt. Mit der rückwärtigen Bewegung sowohl des Aufrichtprismensystems (16R, 16L) als auch des Okularlinsensystems (18R, 18L), um in dem Fernrohrlinsensystem (12R, 12L) auf ein nahes Objekt scharfzustellen, ist es so möglich, dieses betrachtete nahe Objekt durch die Vorwärtsbewegung des Linsentubus 66 und damit des Aufnahmelinsensystems 67 auf die Lichtempfangsfläche des CCD-Bildsensors 74 zu fokussieren.
Da in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, wie in den Fig. 1 und 7 gezeigt, der Fokussier- oder Bewegungsumsetzmechanismus für das rechte und das linke Fernrohrlinsensystem (12R, 12L) durch das Außengewinde und das Innengewinde gebildet ist, besteht ein linearer Zusammenhang zwischen der Drehbewegung des Drehrades 56 und der Translationsbewegung des rechten optischen Systems (16R, 18R) und des linken optischen Systems (16L, 18L). Da entsprechend der Fokussiermechanismus oder Bewegungsumsetzmechanismus des Aufnahmelinsensystems durch das Außengewinde und das Innengewinde gebildet ist, besteht ein linearer Zusammenhang zwischen der Drehbewegung des Drehrades 56 und der Translationsbewegung des Aufnahmelinsensystems 67.
In Wirklichkeit besteht jedoch nicht notwendigerweise ein linearer Zusammenhang zwischen der Fokussierposition des rechten und des linken optischen Systems (16R, 18R), (16L, 18L) und dem von der Fokussierposition dieser beiden optischen Systeme aus gemessenen Abstand zu den beiden Objektivlinsensystemen (14R, 14L). Entsprechend besteht nicht notwendigerweise ein linearer Zusammenhang zwischen der Fokussierposition des Aufnahmelinsensystems 67 und dem von der Fokussierposition des Aufnahmelinsensystems 67 ausgemessenen Abstand zu der Lichtempfangsfläche des CCD-Bildsensors 74.
Um so das rechte und das linke optische System (16R, 18R; 16L, 18L) als auch das Aufnahmelinsensystem 67 präzise an ihren jeweiligen Fokussierpositionen anordnen zu können, sollte deshalb jeder Bewegungsumsetzmechanismus von einer Nockennut (106, 110) und einem Nockenstift (108, 112) gebildet sein, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, da es so möglich ist, das rechte und das linke optische System (16R, 18R; 16L, 18L) und das Aufnahmelinsensystem 67 in Bezug auf das jeweilige Objektivlinsensystem (14R, 14L) und den CCD-Bildsensor 74 nichtlinear zu bewegen. Kurz gesagt, ist es also durch die Nockennuten 106, 110 und die Nockenstifte 108, 112 möglich, das rechte und das linke optische System (16R, 18R; 16L, 18L) und das Aufnahmelinsensystem präzise an ihren jeweiligen Fokussierpositionen anzuordnen.
Da die Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L und das Aufnahmelinsensystem 67 natürlich jeweils eine gewisse Abbildungstiefe haben, bereitet es keine Schwierigkeiten, den jeweiligen Bewegungsumsetzmechanismus durch das jeweilige Außen- und Innengewinde (Schraube) auszubilden. Kommt jedoch das zu fokussierende Objekt dem mit der Digitalkamera versehenen Binokularfernrohr näher, so wird es schwieriger, den Zusammenhang zwischen der Fokussierposition des jeweiligen optischen Systems (16R, 18R; 16L, 18L; 67) und der zugehörigen Entfernung linear anzunähern. Sind beispielsweise die Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L und das Aufnahmelinsensystem 67 so ausgebildet, dass auf ein Objekt in kürzester Entfernung, das weniger als 1,0 m vor dem mit der Digitalkamera ausgestatteten Binokularfernrohr befindet, fokussiert werden kann, so ist es unmöglich, den Zusammenhang zwischen der Fokussierposition des optischen Systems (16R, 18R; 16L, 18L; 67) und der zugehörigen Entfernung linear anzunähern. In diesem Fall müssen die Fokussier- oder Bewegungsumsetzmechanismen durch clie jeweiligen Nockennuten 106, 110 und Nockenstifte 108, 112 gebildet werden, wie in Fig. 8 gezeigt ist.
Fig. 9 zeigt ein Steuerblockdiagramm für das mit der Digitalkamera ausgestattete Binokularfernrohr, das oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 8 beschrieben wurde. In Fig. 9 ist der auf der Hauptsteuerplatine 84 montierte Mikrocomputer mit 114 bezeichnet. Der Mikrocomputer 114 steuert den Gesamtbetrieb des mit der Digitalkamera ausgestatteten Binokularfernrohrs. Wie in Fig. 9 gezeigt, enthält der Mikrocomputer 114 eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 114A, einen Nur-Lese- Speicher (ROM) 114B zum Speichern von Programmen und Konstanten, einen Speicher müt wahlfreiem Zugriff (RAM) 114C zum Speichern temporärer Daten und eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltung (I/O) 114D.
Obgleich in den Fig. 1 bis 8 nicht gezeigt, sind verschiedene Schalter in geeigneter Weise an der Deckwand des Hauptgehäuseteils 10A angeordnet. In Fig. 9 sind ein Stromversorgungsschalter 116 (EIN/AUS-Schalter), ein Auslöseschalter 118 und ein Modusauswahlschalter 120 als Schalter gezeigt, die einen besonderen Bezug zu der Erfindung haben.
Der EIN/AUS-Schalter 116 kann als Schiebeschalter ausgebildet sein, der zwischen einer AUS-Stellung und einer EIN-Stellung bewegbar ist. Befindet sich der EIN/AUS-Schalter 116 in der AUS-Stellung, so wird der Mikrocomputer 114 in einen Zustand minimalen Energieverbrauchs (Ruhemodus) versetzt, in dem von dem Mikrocomputer 114 lediglich überprüft wird, ob der EIN/AUS-Schalter 116 betätigt worden ist. In dem Ruhemodus sind nämlich sämtlicher Operationen der anderen Schalter mit Ausnahme des EIN/AUS-Schalters deaktiviert.
Wird der EIN/AUS-Schalter aus der AUS-Stellung in die EIN-Stellung bewegt, so überprüft der Mikrocomputer 114, ob die jeweiligen Schalter betätigt worden sind.
Der Auslöseschalter 118 kann als ein von selbst in seinen Ausgangsschaltzustand zurückkehrender Druckschalter ausgebildet sein und zwei einander zugeordnete Schaltelemente 118A und 118B umfassen. Das Schaltelement 118A dient dabei als Fotometrieschaltelement (P-SW) und das Schaltelement 118B als Auslöseschaltelement (R-SW). Wenn der Auslöseschalter 118 halb niedergedrückt wird, wird das Fotometrieschaltelement (P-SW) 118A eingeschaltet, so dass der Mikrocomputer 114 eine Fotometriemessung durchführt. Wird der Auslöseschalter 118 vollständig gedrückt, so wird das Auslöseschaltelement (R-SW) 118B eingeschaltet, so dass der Mikrocomputer 114 eine Aufnahmeoperation durchführt.
Der Modusauswahlschalter 120 kann als digitaler Drehschalter ausgebildet sein, mit dem aus verschiedenen Modi, z. B. einem Anzeigemodus, einem Wiedergabemodus etc., ein Modus ausgewählt werden kann. Das aufzunehmende Objekt wird als bewegtes Bild auf der LED-Einheit 86 dargestellt, wenn der Anzeigemodus ausgewählt ist. Dagegen wird das aufgenommene Bild als Stand- oder Einzelbild auf der LCD-Einheit 86 dargestellt, wenn der Wiedergabemodus ausgewählt ist, wie weiter unten beschrieben wird.
In Fig. 9 ist mit 122 eine CCD-Treiberschaltung zum Ansteuern des CCD- Bildsensors 74 bezeichnet, die unter Steuerung des Mikrocomputers 114 betrieben wird. Eine zum Ansteuern der LCD-Einheit 86 bestimmte LCD- Treiberschaltung wird unter der Steuerung des Mikrocomputers 114 betrieben.
Eine Motortreiberschaltung 126, die zum Antreiben des Schrittmotors 100 eine Reihe von Antriebsimpulsen ausgibt, wird unter der Steuerung des Mikrocomputers 114 betrieben. Eine Kupplungstreiberschaltung zum Ansteuern der elektromagnetischen Kupplung 102 wird unter der Steuerung des Mikrocomputers 114 betrieben. Auf der Hauptsteuerplatine 84 ist ein Bildspeicher 129 vorgesehen.
Befindet sich der EIN/AUS-Schalter 116 in seiner AUS-Stellung, so ist die elektromagnetische Kupplung ausgeschaltet, so dass der Fokussiermechanismus für das rechte und das linke Fernrohrlinsensystem 12R, 12L durch manuelles Antreiben des Drehrades 56 betätigt werden kann, wie oben beschrieben wurde. Wird der EIN/AUS-Schalter 116 aus seiner AUS-Stellung in die EIN-Stellung gebracht, so wird die elektromagnetische Kupplung 102 eingeschaltet, wodurch es unmöglich wird, dass das Drehrad 56 manuell angetrieben wird.
Während des EIN-Zustandes der elektromagnetischen Kupplung 102 wird, wenn der Auslöseschalter 118 zum Einschalten des Fotometrieschaltelementes 118 halb gedrückt wird, der Schrittmotor 100 so angesteuert, dass der Fokussiermechanismus für das rechte und das linke Fernrohrlinsensystem 12R, 12L und der Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem 67 im automatischen Fokussiermodus, kurz AF-Modus betrieben werden, wie später im Detail erläutert wird. Während des EIN-Zustandes des Fotometrieschaltelementes 118 führt der Mikrocomputer 114 die Fotometriemessung durch.
Wie oben beschrieben, wird durch das Aufnahmelinsensystem 67 und das optische Tiefpassfilter 76 das aufzunehmende Objekt als optisches Bild auf der Lichtempfangsfläche des CCD-Bildsensors 74 abgebildet. Während sich der EIN/AUS-Schalter 116 in seiner EIN-Stellung befindet, wird dieses optische Bild von dem CCD-Bildsensor 74 in ein Einzelbild aus analogen Bildpixelsignalen gewandelt. Ist durch Betätigen des Modusauswahlschalters 120 der Anzeigemodus gewählt, so wird ein Einzelbild aus ausgedünnten analogen Bildpixelsignalen in geeigneten Zeitabständen sukzessive aus dem CCD-Bildsensor 74 ausgelesen, und die ausgedünnten analogen Bildpixelsignale innerhalb jedes Einzelbildes werden geeignet verarbeitet und in ein Einzelbild aus digitalen Bildpixelsignalen gewandelt. Das Einzelbild aus digitalen Bildpixelsignalen wird sukzessive in dem auf der Hauptsteuerplatine 84 vorgesehenen Bildspeicher 129 gespeichert und aus diesem als digitales Videosignal ausgelesen. Das digitale Videosignal wird in ein analoges Videosignal gewandelt, auf dessen Grundlage das Objektbild als bewegtes Bild auf der LCD-Einheit 86 dargestellt wird. So kann der Benutzer das aufzunehmende Objekt auf der LCD-Einheit 86 überwachen.
Wird der Auslöseschalter 118 vollständig gedrückt und damit das Auslöseschaltelement 118B eingeschaltet, so wird ein Einzelbild aus vollständigen analogen Einzelbildpixelsignalen, ohne ausgedünnt zu werden, aus dem CCD-Bildsensor 74 ausgelesen, geeignet verarbeitet und in ein Einzelbild aus vollständigen digitalen Einzelbildpixelsignalen gewandelt. Dann wird das Einzelbild aus vollständigen digitalen Einzelbildpixelsignalen in dem auf der Hauptsteuerplatine 84 angeordneten Bildspeicher 129 gespeichert und geeigneten Bildverarbeitungsoperationen unterzogen. Die auf ein Einzelbild bezogenen verarbeiteten digitalen Einzelbildpixelsignale werden dann in der in dem CF-Speicherkartenantrieb 97 eingelegten CF-Speicherkarten entsprechend einem vorgegebenen Format gespeichert.
Wird durch Betätigen des Modusauswahlschalters 120 der Wiedergabemodus ausgewählt, so werden die digitalen Einzelbildpixelsignale innerhalb jedes Einzelbildes ausgedünnt und aus der in dem CF-Speicherkartenantrieb 97 eingelegten CF-Speicherkarte ausgelesen sowie zu einem Videosignal verarbeitet. Auf Grundlage dieses Videosignals wird dann das aufgenommene Bild als Stand- oder Einzelbild auf der LCD-Einheit 86 wiedergegeben. Das Videosignal kann über einen Videoanschluss 94 einem Fernsehgerät zugeführt werden, um auf diesem das aufgenommene Bild wiederzugeben.
Die digitalen Einzelbildpixelsignale innerhalb jedes Einzelbildes können auch über den USB-Anschluss 95 einem mit einem Drucker versehenen Personalcomputer zugeführt werden, um das aufgenommene Bild mittels des Druckers als Ausdruck wiederzugeben. Ist der Personalcomputer mit einem CF-Speicherkartentreiber versehen, so kann natürlich die dem CF-Speicherkartentreiber 97 entnommene CF-Speicherkarte in diesen Antrieb des Personalcomputers eingelegt werden.
Damit die Fokussierung des Aufnahmelinsensystems 67 in korrekter Weise im Wege der automatischen Fokussierung (AF) vorgenommen werden kann, muss das mit der Digitalkamera ausgestattete Binokularfernrohr so ausgebildet sein, dass es vorbestimmte Bedingungen erfüllt, wie nachfolgend erläutert wird.
In dem in den Fig. 1 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiel sowie dem in Fig. 8 gezeigten modifizierten Ausführungsbeispiel ist das Aufnahmelinsensystem 67 optisch so ausgebildet, dass ein Objekt, das sich 1,0 m vor der Digitalkamera befindet, wie oben erläutert, im Wege der automatischen Fokussierung (AF) fokussiert werden kann. Unter diesen Bedingungen muss, um die gewünschte Fokussiergenauigkeit zu erreichen, die Schärfentiefe des Aufnahmelinsensystems 67, die durch die Brennweite f des Aufnahmelinsensystems 67, die f-Zahl F des Aufnahmelinsensystems 67, den Durchmesser δ des tolerierbaren Streukreises des CCD-Bildsensors 74 etc. definiert ist, optimal festgelegt werden.
Wie oben beschrieben, ist in einer einen 35 mm-Silberhalogenidfilm verwendenden Kamera der Durchmesser δ des tolerierbaren Streukreises auf etwa 1/1000 der diagonalen Länge des Filmbildes festgelegt. Jedoch ist bei einer Digitalkamera, die einen CCD-Bildsensor 74 verwendet, der Durchmesser δ des tolerierbaren Streukreises wie folgt definiert:
δ = aP
Darin ist P der Pixelabstand des CCD-Bildsensors 74 und a eine geeignete Konstante.
Ist der Durchmesser δ des tolerierbaren Streukreises einfach als Pixelabstand des CCD-Bildsensors 74 definiert, so wird natürlich die Konstante a auf den Wert 1 eingestellt. Da in diesem Ausführungsbeispiel das optische Tiefpassfilter 76 in dem CCD-Bildsensor 74 eingebaut ist, wird die Konstante a aus einem Bereich von etwa 1,4 bis etwa 3,0 ausgewählt.
Ist das optische Tiefpassfilter 76 nicht in dem CCD-Bildsensor 74 eingebaut und weist das aufzunehmende Objekt eine mit dem Pixelabstand des CCD- Bildsensors 74 übereinstimmende räumliche Frequenz auf, so werden in dem wiedergegebenen Bild in dem Bereich, der die betreffende räumliche Frequenz aufweist, Moire-Ringe erzeugt. Durch das optische Tiefpassfilter 76 wird eine hohe räumliche Frequenzkomponente, die nahezu gleich dem Pixelabstand des CCD-Bildsensors ist, aus dem von dem Aufnahmelinsensystem 67 eingefangenen Lichtstrahl entfernt, wodurch das Auftreten von Moire-Ringen verhindert wird. Deshalb ist es möglich, der Konstante a einen Wert größer als 1, nämlich von etwa 1,4 bis etwa 3,0, zuzuweisen.
Wird die Abbildungstiefe des Aufnahmelinsensystems 67 mit D_i und die Schärfentiefe des Aufnahmelinsensystems 67 mit D₀ bezeichnet, so ergeben sich folgende Definitionen:
D_i = aPF
D₀ = f²/D_i = f²/aPF
Andererseits ist die Brennweite f des Aufnahmelinsensystems 67 wie folgt festgelegt:
f = y/tan(ω/T)
Hierin bezeichnet y die maximale Bildhöhe (mm) des CCD-Bildsensors 74, die als halbe diagonale Länge der Lichtempfangsfläche des CCD-Bildsensors 74 festgelegt ist.
ω bezeichnet den halben Feldwinkel (rad) des rechten und des linken Fernrohrlinsensystems 12R, 12L.
T bezeichnet das Feldwinkelverhältnis des halben Feldwinkels ω zum halben Feldwinkel θ (rad) des Aufnahmelinsensystems 67 (T = ω/θ).
Die Schärfentiefe D₀ des Aufnahmelinsensystems 67 kann so wie folgt dargestellt werden:
D₀ = y²/[tan²/ω/T) × aPF]
Da das rechte und das linke Fernrohrlinsensystem 12R, 12L der Vergrößerung und der Betrachtung eines fernen Objektes dienen, ist der reale Feldwinkel der Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L sehr klein. Dies bedeutet, dass w/T sehr klein ist, so dass der Parameter tan(ω/T) durch ω/T angenähert werden kann (tan(ω/T) ≍ ω/T). Die Konstante a wird aus dem oben angegebenen Bereich von etwa 1,4 bis etwa 3,0 in geeigneter Weise abhängig davon gewählt, wie ein Bild aus digitalen Einzelbildpixelsignalen verarbeitet wird. So ist beispielsweise der Wert der Konstante a, der für den Fall ausgewählt wird, dass die digitalen Einzelbildpixelsignale innerhalb eines Einzelbildes so verarbeitet werden, dass sie auf der LCD-Einheit 86 oder dem Fernsehgerät wiedergegeben werden, verschieden von dem Wert der Konstante a, der für den Fall ausgewählt wird, dass die digitalen Einzelbildpixelsignale innerhalb eines Einzelbildes so verarbeitet werden, dass das Einzelbild mittels eines einem Personalcomputer zugeordneten Druckers in Form eines Ausdrucks wiedergegeben wird.
Die oben angegebene Gleichung, welche die Schärfentiefe D₀ des Aufnahmelinsensystems 67 darstellt, kann also wie folgt modifiziert werden:
D₀ oc y²/[ω/T)²× PF]
Diese Gleichung stellt ein Kriterium für die Schärfentiefe des Aufnahmelinsensystems 67 dar, wenn auf ein Objekt im Unendlichen scharfgestellt ist. Da die von dem Aufnahmelinsensystem 67 aus gemessene Entfernung zu einem aufzunehmenden Objekt in Metern ausgedrückt wird, wird die Gleichung durch den Wert 1000 dividiert:
D₀/1000 oc y²[1000 × PF(ω/T)²]
Bevor der Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem 67 durch manuelles Drehen des Drehrades 56 geeignet betätigt werden kann, müssen Werte für die Parameter y, ω, P, T und F so gewählt werden, dass folgende Bedingungsgleichung erfüllt ist:
y²/[1000 × PF(ω/T)²] > 80
Je größer der Wert für y²/[1000 × PF(ω/T)²] ist, desto geringer ist die Abbildungstiefe des Aufnahmelinsensystems 67. Ist der Wert für y²/[1000 × PF(ω/T)²] größer als der kritische Wert 80, so wird es schwierig, den Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem 67 manuell zu betätigen, so dass er im Wege der automatischen Fokussierung betrieben werden muss. Der kritische Wert 80 ergibt sich empirisch in Kenntnis des Entwurfs früherer Aufnahmelinsensysteme und ist auf dem Gebiet des Entwurfs von Aufnahmelinsensystemen wohlbekannt. Obgleich der kritische Wert 80 bis zu einem gewissen Grad variabel ist, stellt er ein Kriterium dafür dar, ob der Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem 67 im Wege der manuellen Fokussierung oder der automatischen Fokussierung betrieben werden soll.
Werden die Werte für die Parameter y, ω, P, T und F so gewählt, dass y²/[1000 × PF/ω/T)²] größer als der kritische Wert 80 ist, so sollten die nachfolgend beschriebenen Gesichtspunkte berücksichtigt werden.
Zunächst variiert der Pixelabstand P mit dem verwendeten Typ des CCD- Bildsensors. Dies beeinflusst die Empfindlichkeit des CCD-Bildsensors 74 und die f-Zahl F des Aufnahmelinsensystems 67. Um die Empfindlichkeit des CCD- Bildsensors 74 zu erhöhen, muss der Pixelabstand P des CCD-Bildsensors 74 vergrößert, d. h. die Pixelzahl des CCD-Bildsensors 74 verringert oder die maximale Bildhöhe y des CCD-Bildsensors 74 vergrößert werden.
Wird die Pixelzahl des CCD-Bildsensors 74 unter der Bedingung, dass die maximale Bildhöhe y des CCD-Bildsensors 74 konstant ist, verringert, so verschlechtert sich die Qualität des aufgenommenen Bildes. Wird dagegen die Pixelzahl des CCD-Bildsensors 74 bei konstant gehaltener maximaler Bildhöhe y erhöht, so wird die auf ein jeweiliges Pixel bezogene Pixelfläche kleiner, wodurch die Empfindlichkeit des CCD-Bildsensors 74 herabgesetzt wird.
Um die Empfindlichkeit des CCD-Bildsensors 74 zu erhöhen, muss dessen maximale Bildhöhe y vergrößert werden. Das Vergrößern der maximalen Bildhöhe y führt zu einem groß dimensionierten CCD-Bildsensor. Wird in diesem Fall der Feldwinkel des Aufnahmelinsensystems 67 konstant gehalten, so wird die Brennweite f des Aufnahmelinsensystems 67 beträchtlich größer, was ein sehr groß dimensioniertes Aufnahmelinsensystem erforderlich macht. Darüber hinaus ist im Allgemeinen die Empfindlichkeit eines CCD-Bildsensors geringer als die eines Silberhalogenidfilms.
Berücksichtigt man die vorstehend erläuterten Gesichtspunkte, so sollte die f-Zahl F des Aufnahmelinsensystems 67 auf einen Wert kleiner 6 (F < 6) eingestellt werden.
Wird y²/[1000 × PF(ω/T)²] auf einen Wert kleiner als der kritische Wert 80 eingestellt, so bedeutet dies, dass y/(ω/T) kleiner, der Pixelabstand P größer oder die f- Zahl F größer wird. Das Verkleinern von y/(ω/T) bedeutet, dass die maximale Bildhöhe y oder das Feldwinkelverhältnis T kleiner wird. Wie schon oben erläutert, wird bei einer Verkleinerung der maximalen Bildhöhe y ohne Vergrößerung der Pixelzahl des CCD-Bildsensors 74 dessen Empfindlichkeit herabgesetzt. Wird der Pixelabstand des CCD-Bildsensors 74 vergrößert und damit seine Pixelzahl verringert, um die Empfindlichkeit des CCD-Bildsensors 74 aufrecht zu erhalten, so verschlechtert sich die Qualität des aufgenommenen Bildes. Wird dagegen das Feldwinkelverhältnis T zu stark vergrößert, so wird der Aufnahmebereich des Aufnahmelinsensystems 67 größer als der Sichtbereich der beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L, so dass letztere für das Aufnahmelinsensystem 67 nicht als Sucherlinsensystem dienen können. Ferner führt der Anstieg des Pixelabstandes und der f-Zahl F zu unerwünschten Effekten, wie bereits oben diskutiert wurde.
Berücksichtigt man die oben diskutierten Gesichtspunkte, so müssen in jedem Fall die Werte für die Parameter y, ω, P, T und F so gewählt werden, dass die oben angegebene Bedingungsgleichung erfüllt ist, damit der Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem 67 im Wege der manuellen Fokussierung geeignet betrieben werden kann.
Wird beispielsweise ein CCD-Bildsensor mit einer Größe von 1/3 Zoll verwendet, so können die Parameter y, ω, P, T und F wie folgt gewählt werden:
y = 2,98 mm
ω = 0,06231 rad (3,57°)
P = 0,0047 mm (4,7 µm)
T = 0; 78
F = 2,8
In diesem Fall ist der Wert für y²/[1000 × PF/(ω/T)²] gleich 106.
Wird ein Bildsensor mit der Größe 1/2,7 Zoll verwendet, so können die Parameter y, ω, P, T und F wie folgt gewählt werden:
y = 3,32 mm
ω = 0,06231 rad (3,57°)
P = 0,0042 mm (4,2 µm)
T = 0,70
F = 2,8
In diesem Fall ist der Wert für y²/[1000 × PF/(ω/T)²] gleich 118.
Damit das Aufnahmelinsensystem 67 im Wege der automatischen Fokussierung geeignet und korrekt fokussiert werden kann, muss das mit der Digitalkamera versehene Binokularfernrohr gemäß erstem Ausführungsbeispiel so ausgebildet sein, dass folgende Bedingungen erfüllt sind:
y²/[1000 × PF(ω/T)²] > 80 und F < 6
Fig. 10 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine zur automatischen Fokussierung (AF), die in dem Mikrocomputer 114 durchgeführt wird. Die AF-Routine wird durchgeführt, wenn das Fotometrieschaltelement 118A durch halbes Drücken des Auslöseschalters 118 eingeschaltet wird. Die AF-Routine wird fortgesetzt, so lange sich das Fotometrieschaltelement 118A im EIN-Zustand befindet. Die AF- Routine beruht auf einem sogenannten Kontrastverfahren.
In Schritt 1001 wird der Schrittmotor 100 so angesteuert, dass der Linsentubus 66 in Richtung der am weitesten hinten gelegenen Position bewegt wird, in der er sich dem CCD-Bildsensor 74 am nächsten befindet. Dabei werden das rechte und das linke optische System (16R, 18R; 16L, 18L) in Richtung der am weitesten vorne gelegenen Position bewegt, in der die beiden genannten Systeme den Objektivlinsensystemen 14R und 14L am nächsten sind.
In Schritt 1002 wird überprüft, ob der Linsentubus 66 die am weitesten hinten gelegene Position erreicht hat. Ist dies der Fall, so fährt der Steuerablauf mit Schritt 1003 fort, in dem der Schrittmotor 100 rückwärts angetrieben wird, so dass der Linsentubus 66 aus der am weitesten hinten gelegenen Position vorwärts bewegt wird. Dann wird in Schritt 1004 eine Variable i auf den Wert 1 eingestellt.
In Schritt 1005 wird ein Teil der digitalen Bildpixelsignale, der einem vorbestimmten Bereich eines Bildes entspricht, aus dem Bildspeicher 129 ausgelesen, in dem die digitalen Pixelsignale für ein Bild entsprechend dem sukzessiven Auslesen eines Bildes aus den analogen Bildpixelsignalen aus dem CCD-Bildsensor 74 sukzessive aktualisiert werden. Dann wird in Schritt 1000 eine Kontrastberechnung auf Grundlage der aus dem Bildspeicher 129 ausgelesenen digitalen Bildpixelsignale vorgenommen. In dieser Kontrastberechnung wird sukzessive eine Differenz B_i zwischen Helligkeitspegeln zwei aufeinanderfolgender digitaler Bildpixelsignale berechnet, und alle berechneten Differenzen B_i werden dann zu einem Gesamtwert ΣB_i aufsummiert.
In Schritt 1007 wird ermittelt, ob der Wert der Variable i größer als 1 ist. Da in diesem Anfangsstadium i gleich 1 ist, d. h. die Kontrastberechnung erst einmal durchgeführt wurde, fährt der Steuerablauf mit Schritt 1008 fort, in dem der Wert der Variable i um 1 inkrementiert wird. Anschließend kehrt der Steuerablauf zu Schritt 1005 zurück. So wird die Kontrastberechnung auf Grundlage eines nachfolgend aus dem Bildspeicher 102 ausgelesenen Teils der digitalen Bildpixelsignale erneut vorgenommen, um den Gesamtwert ΣB_i zu ermitteln (Schritte 1005 und 1006).
Da in diesem Stadium i gleich 2 ist, fährt der Steuerablauf ausgehend von Schritt 1007 mit Schritt 1009 fort, in dem ermittelt wird, ob der zuletzt ermittelte Gesamtwert ΣB(_i-1) kleiner als der vorliegende Gesamtwert ΣB_i ist. Ist ΣB(_i-1) < ΣB_i, so fährt der Steuerablauf mit Schritt 1008 fort, in dem der Wert der Variable i um 1 inkrementiert wird. Anschließend kehrt der Steuerablauf zu Schritt 1005 zurück. Dadurch wird clie Kontrastberechnung auf Grundlage eines anschließend aus dem Bildspeicher 129 ausgelesenen Teils der digitalen Bildpixelsignale weiter durchgeführt, um so den Gesamtwert ΣB_i zu erzeugen (Schritt 1005 und 1006), und es wird der vorletzte Gesamtwert ΣB(_i-1) mit dem zuletzt berechneten Gesamtwert ΣB_i verglichen (Schritt 1009). So lange der vorletzte Gesamtwert ΣB(_i-1) kleiner als der zuletzt bereclhnete Gesamtwert ΣB_i ist, wird die Kontrastberechnung wiederholt.
Wird der vorletzte Gesamtwert ΣB(_i-1) größer als der zuletzt berechnete Gesamtwert ΣB_i, so wird in Schritt 1009 davon ausgegangen, dass die Differenz B_i (Kontrast) zwischen den Helligkeitspegeln zweier aufeinanderfolgender digitaler Bildpixelsignale ihr Maximum erreicht hat, d. h. das optische Bild mit größter Schärfe durch das Aufnahmelinsensystem 67 auf die Lichtempfangsfläche des CCD- Bildsensors 74 fokussiert ist. An diesem Punkt fährt der Steuerablauf ausgehend von Schritt 1009 mit Schritt 1010 fort, in dem der Antrieb des Schrittmotors 100 gestoppt wird, so dass die automatische Fokussierung der beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L und des Aufnahmelinsensystems 67 abgeschlossen ist.
Fig. 11 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Betrachtungsinstrumentes mit Aufnahmefunktion. Auch dieses Ausführungsbeispiel bildet ein Binokularfernrohr mit Digitalkamera. Fig. 11 ist eine Querschnittsdarstellung von oben ähnlich wie Fig. 1. Das zweite Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen in gleicher Weise aufgebaut wie das erste Ausführungsbeispiel. In Fig. 11 sind deshalb die Komponenten, die denen nach Fig. 1 entsprechen, mit deren Bezugszeichen versehen.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird nicht das Kontrastverfahren durchgeführt, um die automatische Fokussierung der beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L und des Aufnahmelinsensystems 67 vorzunehmen. Statt dessen ist ein Abstandsmesser 130 an der Stromversorgungsplatine 82 angebracht und einem halbdurchlässigen Spiegel 132 zugeordnet, der in dem rechten Fernrohrlinsensystem 12R eingebaut ist.
Der Abstandsmesser 130 ist ein Zeilenbildsensor, auf dem zwei halbsphärische Linsen nebeneinander angeordnet sind. Der halbdurchlässige Spiegel 132 ist an der Rahmenkonstruktion 83 gehalten (Fig. 2 und 3) und zwischen dem Objektivlinsensystem 14R und dem Aufrichtprismensystem 16R so angeordnet, dass er einen Winkel von 45° mit der optischen Achse des Fernrohrlinsensystems 12R bildet. Fällt ein das Objektbild transportierender Lichtstrahl auf das Objektivlinsensystem 14R, so wird ein Teil dieses Lichtstrahls an dem halbdurchlässigen Spiegel 132 so reflektiert, dass er auf den Abstandsmesser 130 gerichtet wird. Der übrige Teil des Lichtstrahls tritt durch den halbdurchlässigen Spiegel 132 und läuft auf das Aufrichtprismensystem 16R zu.
Wie in Fig. 11 gezeigt, fällt eine Hälfte des reflektierten Lichtstrahls, die durch eine Hälfte des Objektivlinsensystems 12R tritt, auf eine der halbsphärische Linsen, während die andere Hälfte des reflektierten Lichtstrahls, der durch die andere Hälfte des Objektivlinsensystems 12R tritt, auf die andere halbsphärische Linse fällt. Dadurch werden durch die beiden halbsphärischen Linsen zwei Objektbilder auf dem Zeilenbildsensor erzeugt. Der Abstand zwischen den beiden auf dem Zeilenbildsensor erzeugten Objektbildern variiert mit der Entfernung, die von dem mit der Digitalkamera ausgestatteten Binokularfernrohr bis zu dem Objekt gemessen wird, das den auf dem Zeilenbildsensor erzeugten Objektbildern entspricht.
Es ist darauf hinzuweisen, dass in der Darstellung nach Fig. 11 der halbdurchlässige Spiegel 132 ein Hindernis für die Bewegung des optischen Systems (16R, 18R) zu sein scheint. Dies liegt jedoch nur daran, dass der Darstellung nach Fig. 11 die Fig. 1 zugrundegelegt wurde. Tatsächlich sollte das Gehäuse 10 etwas vergrößert sein, so dass die Bewegung des optischen Systems (16R, 18R) möglich ist.
Fig. 12 zeigt ein Steuerblockdiagramm des zweiten Ausführungsbeispiels des mit der Digitalkamera ausgestatteten Binokularfernrohrs nach der Erfindung. Das Blockdiagramm nach Fig. 12 entspricht im Wesentlichen dem nach Fig. 9, abgesehen davon, dass es den Abstandsmesser 130, einen an dem Linsentubus gehaltenen Positionsdetektor 134 sowie eine lineare Skala 135 zeigt, die dem Positionsdetektor 134 zugeordnet und längs der Bewegungsstrecke des Linsentubus 66 angeordnet ist.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird im Vorfeld die Beziehung zwischen dem von dem Abstandsmesser 130 zu erfassenden Bildabstand und der diesem Bildabstand entsprechenden Objektentfernung kalibriert. Die Kalibrierungsdaten werden im ROM 114 als zweidimensionale Bildabstands-/Objektentfernungskarte (Map) gespeichert. Wird der Bildabstand von dem Abstandsmesser 130 erfasst, so ist es dem Mikrocomputer 114 möglich, durch Bezugnahme auf diese zweidimensionale Bildabstands-/Objektentfernungskarte für den erfassten Bildabstand die entsprechende Objektentfernung zu finden.
Der Positionsdetektor 134 liest auf elektronischem Wege Unterteilungen der linearen Skala 135 und erfasst so die Position des Linsentubus 66. Eine von dem Positionsdetektor 134 gelesene Unterteilung der linearen Skala 135 stellt eine Fokussierungsposition des Aufnahmelinsensystems 67 dar. In Fig. 12 ist das Lesen der Unterteilungen der linearen Skala 135 symbolisch mit dem gestrichelten Pfeil dargestellt. Ferner erfolgt im Vorfeld eine Kalibrierung der Beziehung zwischen einer Fokussierungsposition des Aufnahmelinsensystems 67 und einer mit dem Abstandsmesser 130 erhaltenen Objektentfernung. Die Kalibrierungsdaten werden in dem ROM 114 als zweidimensionale Objektentfernungs-/Fokussierungspositionskarte (map) gespeichert. Wird eine Objektentfernung auf Grundlage eines durch den Abstandsmesser 130 erfassten Bildabstands ermittelt, so kann für diese ermittelte Objektentfernung die entsprechende Fokussierungsposition des Aufnahmelinsensystems 67 durch Bezugnahme auf die zweidimensionale Objektentfernungs-/Fokussierungspositionskarte gefunden werden.
Befindet sich der EIN/AUS-Schalter 116 in seiner AUS-Stellung, so ist wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die elektromagnetische Kupplung 102 ausgeschaltet. Wie oben erläutert, ist es so möglich, durch manuelles Antreiben des Drehrades 56 den Fokussiermechanismus für die beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L zu betätigen. Befindet sich der EIN/AUS-Schalter 116 in seiner EIN-Stellung, so ist die elektromagnetische Kupplung 102 eingeschaltet, wodurch es unmöglich ist, das Drehrad 56 manuell anzutreiben.
So werden in dem zweiten Ausführungsbeispiel während des EIN-Zustandes der elektromagnetischen Kupplung 102 der Fokussiermechanismus für die beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L und der Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem 67 durch halbes Drücken des Auslöseschalters 118 durch den Schrittmotor 100 im Modus der automatischen Fokussierung (AF) betrieben.
Fig. 13 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine zur automatischen Fokussierung (AF), die in dem in Fig. 12 gezeigten Mikrocomputer 114 durchgeführt wird. Die AF-Routine wird durchgeführt, wenn das Fotometrieschaltelement 118A durch halbes Drücken des Auslöseschalter 118 eingeschaltet wird. Die AF-Operation wird fortgesetzt, so lange sich das Fotometrieschaltelement 118A im EIN-Zustand befindet.
In Schritt 1301 wird aus dem Abstandsmesser 130 der Bildabstand abgerufen. In Schritt 1302 wird für den erfassten Bildabstand auf die Bildabstands-/Objektentfernungskarte Bezug genommen, um die entsprechende Objektentfernung zu finden, und in Schritt 1303 wird für die gefundene Objektentfernung auf die Objektentfernungs-/Fokussierungspositionskarte Bezug genommen, um die entsprechende Fokussierungsposition des Aufnahmelinsensystems 67 und damit die entsprechende Unterteilung der linearen Skala 135 zu finden.
In Schritt 1304 wird der Schrittmotor 100 so angetrieben, dass der Linsentubus 66 und damit das Aufnahmelinsensystem 67 zu der entsprechenden Fokussierungsposition hin bewegt werden. In Schritt 1305 wird dann überprüft, ob der Linsentubus 66 die Fokussierungsposition erreicht hat. Hat der Linsentubus 66 die Fokussierungsposition erreicht, so fährt der Steuerablauf mit Schritt 1306 fort, in dem der Antrieb des Schrittmotors 100 gestoppt wird, so dass die automatische Fokussierung des Fernrohrlinsensystems 12R, 12L und des Aufnahmelinsensystems 67 abgeschlossen ist.
Fig. 14, die der Fig. 12 entspricht, zeigt eine erste Modifizierung des zweiten Ausführungsbeispiels des die Digitalkamera enthaltenden Binokularfernrohrs. In Fig. 14 sind diejenigen Komponenten, die denen der Fig. 12 entsprechen, mit deren Bezugszeichen versehen.
In der ersten Modifizierung des zweiten Ausführungsbeispiels ist der Positionsdetektor 134 durch einen Impulszähler 134' ersetzt, um die Zahl von Antriebsimpulsen zu erfassen, die von der Motortreiberschaltung 126 an den Schrittmotor 100 ausgegeben werden. Wann immer die automatische Fokussierung der beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L und des Aufnahmelinsensystems 67 vorgenommen wird, wird zunächst der Linsentubus 66 in die am weitesten hinten gelegene Position bewegt, wo er dem CCD-Bildsensor 74 am nächsten ist, und dann aus dieser Position vorwärts bewegt. Während der Vorwärtsbewegung des Linsentubus 66 wird die Zahl der von der Motortreiberschaltung 126 ausgegebenen Antriebsimpulse von dem Impulszähler 134' gezählt. Die gezählte Impulszahl stellt die Bewegungsstrecke des Linsentubus 66 dar. So wird also eine Fokussierungsposition des Aufnahmelinsensystems 67 durch die Zahl der von dem Impulszähler 134' ausgegebenen Antriebsimpulse dargestellt.
Im Vorfeld erfolgt eine Kalibrierung der Beziehung zwischen einer Fokussierungsposition des Aufnahmelinsensystems 67 und einer mit dem Abstandsmesser 130 erhaltenen Objektentfernung. Die Kalibrierungsdaten werden in dem ROM 114 als zweidimensionale Objektentfernungs-/Fokussierungspositionskarte (Map) gespeichert. Erhält man auf Grundlage eines von dem Abstandsmesser 130 erfassten Bildabstands eine Objektentfernung, so kann unter Bezugnahme auf die zweidimensionale Objektentfernungs-/Fokussierungspositionskarte für die erhaltene Objektentfernung die entsprechende Fokussierungsposition gefunden werden.
Fig. 15 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine zur automatischen Fokussierung (AF), die in dem in Fig. 14 gezeigten Mikrocomputer 114 ausgeführt wird. Entsprechend dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel wird die AF-Routine ausgeführt, wenn das Fotometrieschaltelement 118A durch halbes Drücken des Auslöseschalters 118 eingeschaltet wird. Die AF-Routine wird fortgesetzt, so lange sich das Fotometrieschaltelement 118A im EIN-Zustand befindet.
In Schritt 1501 wird der Schrittmotor 100 so angetrieben, dass der Linsentubus 66 zu der am weitesten hinten gelegenen Position hin bewegt wird, wo er dem CCD- Bildsensor 74 am nächsten ist. Dabei werden das rechte und das linke optische System (16R, 18R; 16L, 18L) zu der am weitesten vorne gelegenen Position hin bewegt, wo sie den Objektivlinsensystemen 14R bzw. 14L am nächsten sind.
In Schritt 1502 wird aus dem Abstandsmesser 130 ein Bildabstand abgerufen. Dann wird in Schritt 1503 für den erfassten Bildabstand auf die Bildabstands-/Objektentfernungskarte Bezug genommen, um die entsprechende Objektentfernung zu finden. In Schritt 1504 wird für die gefundene Objektentfernung auf die Objektentfernungs-/Fokussierungspositionskarte Bezug genommen, um die entsprechende Fokussierungsposition des Aufnahmelinsensystems zu finden, die durch die Zahl der von dem Impulszähler 134' ausgegebenen Antriebsimpulse dargestellt wird.
In Schritt 1505 wird überprüft, ob der Linsentubus 66 die am weitesten hinten gelegene Position erreicht hat. Hat der Linsentubus 66 die am weitesten hinten gelegene Position erreicht, so fährt der Steuerablauf mit Schritt 1506 fort, in dem der Schrittmotor 100 rückwärts angetrieben wird, so dass der Linsentubus 66 aus der am weitesten hin gelegenen Position vorwärts bewegt wird.
In Schritt 1507 wird die Zahl der von der Motortreiberschaltung 126 an den Schrittmotor 100 ausgegebenen Antriebsimpulse aus dem Impulszähler 134' abgerufen. Dann wird in Schritt 1508 ermittelt, ob die Bewegungsstrecke des Linsentubus 66 mit der durch die abgerufene Antriebsimpulszahl dargestellten Entfernung übereinstimmt, d. h. ob das Aufnahmelinsensystem 67 die betreffende Fokussierungsposition erreicht hat. Hat das Aufnahmelinsensystem 67 die Fokussierungsposition noch nicht erreicht, so kehrt der Steuerablauf zu Schritt 1507 zurück, und es wird die die Schritte 1507 und 1508 umfassende Routine wiederholt, bis das Aufnahmelinsensystem 67 die Fokussierungsposition erreicht hat.
Wird festgestellt, dass das Aufnahmelinsensystem 67 die Fokussierungsposition erreicht hat, so fährt der Steuerablauf ausgehend von Schritt 1508 mit Schritt 1509 fort, in dem der Antrieb des Schrittmotors 100 gestoppt wird, so dass die automatische Fokussierung der beiden Fernrohrlinsensysteme 12R, 12L und des Aufnahmelinsensystems 67 abgeschlossen ist.
In der in Fig. 14 gezeigten ersten Modifizierung des zweiten Ausführungsbeispiels kann der Impulszähler 134' durch ein Zählprogramm ersetzt werden, das vorher in dem ROM 114B gespeichert worden ist. In diesem Fall können natürlich die Antriebsimpulse aus der Motortreiberschaltung 126 direkt der I/O-Schnittstelle des Mikrocomputers 114 zugeführt werden.
Fig. 16, die der Fig. 1 entspricht, zeigt eine zweite Modifizierung des zweiten Ausführungsbeispiels des die Digitalkamera enthaltenden Binokularfernrohrs. In Fig. 16 sind diejenigen Komponenten, die denen nach Fig. 1 entsprechen, mit deren Bezugszeichen versehen.
In der zweiten Modifizierung des zweiten Ausführungsbeispiels ist die Kombination aus Abstandsmesser 130 und halbdurchlässigem Spiegel 132 durch einen Abstandsmesser ersetzt, der ein Paar Erfassungselemente 136 enthält. Die Erfassungselemente 136 sind so an der Vorderwand des Hauptgehäuseteils 10A befestigt, dass sie bezüglich des in der Vorderwand des Hauptgehäuseteils 10A ausgebildeten kreisförmigen Fensters 48 horizontal diametral angeordnet sind, wie Fig. 16 zeigt.
Die Erfassungselemente 136 sind jeweils als Zeilenbildsensor ausgebildet, auf dem eine halbsphärische Linse angeordnet ist. Durch die jeweilige halbsphärische Linse wird das von dem Aufnahmelinsensystem 67 einzufangende Objekt als Objektbild auf den Zeilenbildsensor des jeweiligen Erfassungselementes 136 fokussiert. Die Position, an der das Objektbild auf dem Zeilenbildsensor fokussiert ist, variiert mit der Objektentfernung, die von dem mit der Digitalkamera versehenen Binokularfernrohr zu dem Objekt gemessen wird. So ist es möglich, die Objektentfernung im Wesentlichen in gleicher Weise wie mit dem in Fig. 11 gezeigten Abstandsmesser 130 auf Grundlage des Bildabstandes zwischen den auf den Zeilenbildsensoren der Erfassungselemente erzeugten Objektbildern zu messen.
Da bei der zweiten Modifizierung des zweiten Ausführungsbeispiels, wie aus Fig. 16 hervorgeht, der Abstand zwischen den Erfassungselementen 136 gegenüber dem Abstand zwischen den halbsphärischen Linsen des in Fig. 11 gezeigten Abstandsmesser beträchtlich vergrößert werden kann, ist es möglich, mit dem die beiden Erfassungselemente 136 umfassenden Abstandsmesser die Objektentfernung genauer zu messen.
Die Fig. 17 und 18 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Betrachtungsinstrumentes mit Aufnahmefunktion, das als Binokularfernrohr mit Digitalkamera ausgebildet ist.
Wie in Fig. 17 gezeigt, umfasst das mit der Digitalkamera ausgestattete Binokularfernrohr ein Paar Linsentuben 138R und 138L zur Aufnahme eines rechten Fernrohrlinsensystems 139R bzw. eines linken Fernrohrlinsensystems 139L, die für das rechte bzw. das linke menschliche Auge vorgesehen sind. Der rechte Linsentubus 138R umfasst einen Haupttubusteil 140R und einen beweglichen Tubusteil 142R, die einander zugeordnet sind. Entsprechend umfasst der linke Linsentubus 138L einen Haupttubusteil 140L und einen beweglichen Tubusteil 142L, die miteinander gekoppelt sind.
Das rechte Fernrohrlinsensystem 139R umfasst ein Objektivlinsensystem 144R, ein Aufrichtprismensystem 146R und ein Okularlinsensystem 148R. Das linke Fernrohrlinsensystem 139L umfasst ein Objektivlinsensystem 144L, ein Aufrichtprismensystem 146L und ein Okularlinsensystem 148L. In Fig. 17 sind die beiden Aufrichtprismensysteme 146R und 146L jeweils als gestrichelter Block dargestellt.
Das Objektivlinsensystem 144R und das Aufrichtprismensystem 146R sind in dem Haupttubusteil 140R untergebracht. Dagegen ist das Okularlinsensystem 148R in einem Buchsenelement 150R untergebracht, das verschiebbar in dem beweglichen Tubusteil 142R aufgenommen ist. Der Haupttubusteil 140R hat ein um die Innenwandfläche seines hinteren Endabschnittes ausgebildetes Helikoidgewinde (Helikoidschraube), und der bewegliche Tubusteil 142R hat ein um die Außenwandfläche seines vorderen Endabschnittes ausgebildetes Helikoidgewinde (Helikoidschraube) 154R. Der bewegliche Tubusteil 142R ist in dem hinteren Endabschnitt des Haupttubusteils 140R so eingebaut, dass die Helikoidgewinde 152R und 154R miteinander in Eingriff stehen. Mit Drehen des beweglichen Tubusteils 142R wird so das Okularlinsensystem 148R bezüglich des Objektivlinsensystems 144R vor- und zurückbewegt, wodurch das durch das rechte Fernrohrlinsensystem zu betrachtende Objekt fokussiert werden kann. Die Helikoidgewinde 152R und 154R bilden also einen Fokussiermechanismus für das rechte Fernrohrlinsensystem 139R.
Das Objektivlinsensystem 144L und das Aufrichtprismensystem 146L sind entsprechend in dem Haupttubusteil 140L untergebracht. Das Okularlinsensystem 148L ist in einem Buchsenelement 150L untergebracht, das verschiebbar in dem beweglichen Tubusteil 152L aufgenommen ist. Der Haupttubusteil 140L hat ein um die Innenwandfläche seines hinteren Endabschnittes ausgebildetes Helikoidgewinde (Helikoidschraube) 152L, und der bewegliche Tubusteil 142L hat ein um die Außenwandfläche seines vorderen Endteils ausgebildetes Helikoidgewinde 154L. Der bewegliche Linsenteil 142L ist in dem hinteren Endabschnitt des Haupttubusteils 140L so eingebaut, dass die Helikoidgewinde 152L und 154L miteinander in Eingriff stehen. Mit Drehen des beweglichen Tubusteils 142L wird so das Okularlinsensystem 148L bezüglich des Objektivlinsensystems 144L vor- und zurückbewegt, wodurch das durch das linke Fernrohrlinsensystem 139L zu betrachtende Objekt fokussiert werden kann. Die Helikoidgewinde 152L und 154L bilden so einen Fokussiermechanismus für das linke Fernrohrlinsensystem 139L.
Obgleich die Buchsenelemente 150R und 150L infolge ihrer verschiebbaren Aufnahme in dem entsprechenden Tubusteil (142R, 142L) relativ zu dem entsprechenden beweglichen Tubusteil (142R, 142L) bewegbar sind, kann das jeweilige Buchsenelement (150R, 150L) nicht unachtsam bewegt werden, da zwischen den Gleitflächen des jeweiligen Buchsenelementes (150R, 150L) und des entsprechenden Tubusteils (142R, 142L) ein Schmierstoff hoher Viskosität vorgesehen ist. Durch Bewegen des jeweiligen Buchsenteils (150R, 150L) bezüglich des entsprechenden Tubusteils (142R, 142L) ist es so möglich, die dioptrische Wirkung entsprechend der Sehstärke des menschlichen Auges einzustellen.
Um die beweglichen Tubusteile 142R und 142L gleichzeitig zu drehen, ist eine Rohrwelle 156 zwischen den Linsentuben 138R und 138L vorgesehen, dessen hinterer Endabschnitt als Zahnrad 158 ausgebildet ist. Auch der hintere Endabschnitt jedes beweglichen Tubusteils 142R, 142L ist als Zahnrad 160R bzw. 160L ausgebildet. Die Zahnräder 160R, 160L sind mit dem Zahnrad 158 der Rohrwelle 156 gekoppelt, und zwar über jeweils zwischen ihnen und dem Zahnrad 158 angeordnete Planetenräder 162R und 162L. Das Planetenrad 162R greift in die Zahnräder 158 und 160R ein, während das Planetenrad 162L in die Zahnräder 158 und 160L eingreift. Mit dieser Konstruktion können die beweglichen Tubusteile 142R und 142L durch Drehen der Rohrwelle 156 gleichzeitig gedreht werden. So ist es möglich, die Fokussierung des rechten Fernrohrlinsensystems 139R und die Fokussierung des linken Fernrohrlinsensystems 139L miteinander zu synchronisieren.
Obgleich der einfacheren Darstellung wegen in Fig. 1 nicht gezeigt, umfasst das mit der Digitalkamera ausgestattete Binokularfernrohr einen rechten Rahmen zum Halten des rechten Linsentubus 138R, einen linken Rahmen zum Halten des linken Linsentubus 138L, eine gemeinsame Achse, mit der der rechte und der linke Rahmen schwenkbar verbunden sind, sowie einen zentralen Rahmen, der zwischen dem rechten und dem linken Rahmen vorgesehen ist, um die gemeinsame Achse drehbar zu halten. Die Planetenräder 162R und 162L sind drehbar an dem rechten bzw. dem linken Rahmen gehalten, und die Rohrwelle 156 ist drehbar an dem zentralen Rahmen gehalten. Mit dieser Konstruktion sind der rechte und der linke Linsentubus 138R und 138L um die gemeinsame Achse schwenkbar, um den Abstand zwischen den optischen Achsen des rechten und des linken Fernrohrlinsensystems 139R, 139L so einzustellen, dass dieser Abstand mit dem Augenabstand des Benutzers übereinstimmt. Die Augenabstandseinstellung kann also durch Schwenken des rechten und des linken Linsentubus 138R, 138L um die gemeinsame Achse vorgenommen werden.
Wie in den Fig. 17 und 18 gezeigt, ist ein mittlerer Teil der Rohrwelle 156 einstückig radial vergrößert und bildet ein Drehrad 164, das der Benutzer mit seinen Fingern drehen kann. Durch manuelles Betätigen des Drehrades 164 ist also eine manuelle Fokussierung des rechten und des linken Fernrohrlinsensystems 139R, 139L möglich.
Wie am besten in Fig. 18 gezeigt, ist ein Buchsenelement 166 in die Rohrwelle 156 eingesetzt und dort geeignet befestigt, um so zusammen mit der Rohrwelle 156 gedreht zu werden. In dem Buchsenelement 166 ist ein Linsentubus 168 verschiebbar aufgenommen. In dem Linsentubus 168 ist ein Aufnahmelinsensystem 169 untergebracht. Das Aufnahmelinsensystem 169 umfasst ein erstes Linsensystem 170 und ein zweites Linsensystem 172, die einander zugeordnet sind. Der Linsentubus 168 hat eine um seine Außenwandfläche ausgebildete Nockennut, und das Buchsenelement 166 hat einen in die Nockennut eingreifenden Nockenstift, wie in Fig. 17 gezeigt ist.
Wie Fig. 18 zeigt, ist in dem vorderen Endabschnitt des Buchsenelementes 166 ein Paar Keilnuten 176 diametral ausgebildet. Jede Keilnut 176 erstreckt sich von der vorderen Endkante des Buchsenelementes 166 aus gemessen über eine vorbestimmte Strecke. Andererseits ist an dem vorderen Ende des Linsentubus 168 ein Paar Stiftelemente 178 diametral angeordnet. Die Stiftelemente 178 stehen radial nach außen ab und greifen so in die beiden Keilnuten 176 ein. Der Linsentubus 168 ist so in dem Buchsenelement 166 axial verschiebbar, kann jedoch nicht bezüglich des Buchsenelementes 166 gedreht werden. Wird die Rohrwelle 156 gedreht, so wird infolge des Eingriffs des Nockenstiftes 177 in die Nockennut der Linsentubus 168 axial in dem Buchsenelement 166 bewegt. Der Nockenstift 177 und die Nockennut bilden so einen Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem 169.
Die Nockennut ist so ausgebildet, dass der Linsentubus 168 entgegengesetzt zu der Bewegung der beiden beweglichen Tubusteile 142R, 142L bewegt werden. Wird beispielsweise die Rohrwelle 156 so gedreht, dass die beiden beweglichen Tubusteile 142R, 142L vorwärts bewegt werden, so bewegt sich der Linsentubus 168 rückwärts.
Wie in Fig. 17 gezeigt, ist in dem Haupttubusteil ein halbdurchlässiger Spiegel 180 zwischen dem Objektivlinsensystem 144R und dem Aufrichtprismensystem 146R angeordnet und bildet mit der optischen Achse des rechten Fernrohrlinsensystems 139R einen Winkel von 45°. In der Seitenwand des Haupttubusteils 140R ist eine Öffnung 182 dem halbdurchlässigen Spiegel 180 gegenüberstehend ausgebildet und außerhalb ein totalreflektierender Spiegel 184 parallel zu dem halbdurchlässigen Spiegel 180 angeordnet. Wie Fig. 17 zeigt, liegt also der totalreflektierende Spiegel 184 dem halbdurchlässigen Spiegel 180 über die Öffnung 192 gegenüber und ist so angeordnet, dass er mit der optischen Achse des Aufnahmelinsensystems 169 einen Winkel von 45° bildet. Der totalreflektierende Spiegel 184 ist an dem oben beschriebenen, nicht gezeigten zentralen Rahmen geeignet gehalten.
Fällt ein das Objektbild transportierender Lichtstrahl auf das Objektivlinsensystem 144R, so tritt ein Teil dieses Lichtstrahls durch den halbdurchlässigen Spiegel 180 und läuft auf das Aufrichtprismensystem 146R zu. So kann das Objekt durch das Okularlinsensystem 148R betrachtet werden. Dagegen wird der übrige Teil an dem halbdurchlässigen Spiegel 180 so reflektiert, dass er über die Öffnung 182 auf den totalreflektierenden Spiegel 184 gerichtet wird und dann auf das Aufnahmelinsensystem 169 fällt. In dem dritten Ausführungsbeispiel bildet nämlich das Objektivlinsensystem 144R des rechten Fernrohrlinsensystems 139R einen Teil des Aufnahmelinsensystems 169.
Wie in den Fig. 17 und 18 gezeigt, ist ein CCD-Bildsensor 186 hinter der Rohrwelle 156 angeordnet und an dem oben genannten zentralen Rahmen so gehalten, dass eine Lichtempfangsfläche des CCD-Bildsensors 186 an dem Aufnahmelinsensystem 169 ausgerichtet ist, das in dem Linsentubus 168 untergebracht ist. Während das Objekt durch das rechte und das linke Fernrohrlinsensystem 139R, 139L betrachtet wird, wird es in Form eines aufzunehmendes Bildes auf der Lichtempfangsfläche des CCD-Bildsensors 186 abgebildet. Das Aufnahmelinsensystem 169 und der CCD-Bildsensor 186 bilden so die Digitalkamera.
Entsprechend dem in den Fig. 1 bis 8 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist es in dem dritten Ausführungsbeispiel bei Verwendung des mit der Digitalkamera ausgestatteten Binokularfernrohrs lediglich als gewöhnliches Binokularfernrohr möglich, die Fokussierung des rechten und des linken Fernrohrlinsensystems 139R, 139L durch manuelles Drehen des Drehrades 164 vorzunehmen. Wenn jedoch eine Aufnahme unter Verwendung der eingebauten Digitalkamera gemacht werden soll, so müssen die Fokussierung der Fernrohrlinsensysteme 139R, 139L und die Fokussierung des Aufnahmelinsensystems 169 automatisch erfolgen, da die Abbildungstiefe des Aufnahmelinsensystems 169 sehr gering ist.
Um die Fokussierung der Fernrohrlinsensysteme 139R, 139L und die Fokussierung des Aufnahmelinsensystems 169 automatisch vorzunehmen, ist ein Teil des Drehrades 164 als Zahnrad 188 ausgebildet, wie am besten aus Fig. 18 hervorgeht. Ferner sind ein Schrittmotor 190 und eine elektromagnetische Kupplung 192 neben der Rohrwelle 156 angeordnet und an dem oben genannten zentralen Rahmen geeignet gehalten. Eine Ausgangswelle des Schrittmotors 190 ist mit der elektromagnetischen Kupplung 192 gekoppelt. Ein Zahnrad 194 ist fest an der Ausgangswelle der elektromagnetischen Kupplung 192 montiert und greift in das Zahnrad 188 des Drehrades 164 ein.
Obgleich in den Fig. 17 und 18 nicht dargestellt, sind verschiedene Schalter beispielsweise an dem oben genannten, nicht gezeigten rechten Rahmen, der zum Halten des rechten Tubusteils 140R bestimmt ist, geeignet angeordnet. Unter diesen verschiedenen Schaltern befindet sich ein Stromversorgungsschalter (EIN/AUS-Schalter), ein Auslöseschalter und ein Modusauswahlschalter, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 14 erläutert wurde. Obgleich ebenfalls nicht in den Fig. 17 und 18 dargestellt, kann eine mit einem LCD-Feld versehene Einheit beispielsweise an dem oben genannten zentralen Rahmen angebracht sein.
Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel muss das mit der Digitalkamera versehene Binokularfernrohr gemäß drittem Ausführungsbeispiel so ausgebildet sein, dass folgende Bedingungen erfüllt sind, damit die Fokussierung des Aufnahmelinsensystems 169 korrekt im Wege der automatischen Fokussierung erfolgen kann:
y²/[1000 × PF(ω/T)²] > 80 und F < 6
In dem dritten Ausführungsbeispiel kann eine automatische Fokussierung im Wesentlichen in der gleichen Weise vorgenommen werden, wie dies unter Bezugnahme auf die in Fig. 10, Fig. 13 oder Fig. 15 gezeigten Flussdiagramme beschrieben wurde.
Obgleich in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Fokussiermechanismus für das rechte und das linke Fernrohrlinsensystem (12R, 139R; 12L, 139L) und der Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem (67, 169) funktionsmäßig miteinander gekoppelt sind, kann nur der Fokussiermechanismus für das Aufnahmelinsensystem nach Art der automatischen Fokussierung betrieben werden. In diesem Fall wird natürlich der Fokussiermechanismus für das rechte und cas linke Fernrohrlinsensystem stets durch manuelles Betätigen des Drehrades (56, 164) betrieben. Jedoch kann der Fokussiermechanismus für das rechte und das linke Fernrohrlinsensystem stets automatisch betrieben werden. In diesem Fall werden kein Drehrad (56, 164) und keine elektromagnetische Kupplung (102, 192) benötigt.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind auf ein Binokularfernrohr gerichtet, das eine Digitalkamera enthält. Die Erfindung kann jedoch auch auf ein anderes eine Digitalkamera enthaltendes optisches Betrachtungsinstrument, z. B. ein Einzelfernrohr, angewendet werden.

Claims

1. Optisches Betrachtungsinstrument mit Aufnahmefunktion, umfassend:
ein optisches Fernrohrsystem mit einem Objektivsystem, einem Aufrichtsystem und einem Okularsystem zum Betrachten eines Objektes, wobei das Aufrichtsystem und das Okularsystem relativ zu dem Objektivsystem längs der optischen Achse des Fernrohrsystems bewegbar sind,
eine neben dem Fernrohrsystem drehbar angeordnete Rohrwelle,
ein in der Rohrwelle untergebrachtes optisches Aufnahmesystem,
einen ersten Fokussiermechanismus zum Umsetzen einer Drehbewegung der Rohrwelle in eine Translationsbewegung des Aufrichtsystems und des Okularsystems relativ zu dem Objektivsystem, um das Objekt durch das Fernrohrsystem zu fokussieren,
einen zweiten Fokussiermechanismus zum Umsetzen der Drehbewegung der Rohrwelle in eine Translationsbewegung des Aufnahmesystems, um das Objekt durch das Aufnahmesystem zu fokussieren,
ein Antriebssystem zum Drehen der Rohrwelle und
ein Fokussiersteuersystem zum Steuern des Antriebssystems derart, dass die Fokussierung des Objektes durch das Aufnahmesystem automatisch erfolgt.

2. Betrachtungsinstrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Festkörperbildsensor, der hinter dem Aufnahmesystem angeordnet und an diesem so ausgerichtet ist, dass das Objekt auf eine Lichtempfangsfläche des Festkörperbildsensors fokussiert wird.

3. Betrachtungsinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Bedingungen erfüllt sind:
y²/[1000 × PF(ω/T)²] > 80 und F < 6
worin F die f-Zahl des Aufnahmesystems bezeichnet,
y die maximale Bildhöhe (mm) des Festkörperbildsensors bezeichnet, die als halbe diagonale Länge der Lichtempfangsfläche des Festkörperbildsensors definiert ist,
ω den halben Feldwinkel (rad) des Fernrohrsystems bezeichnet,
T das Feldwinkelverhältnis des halben Feldwinkels ω zu dem halben Feldwinkel θ (rad) des Aufnahmesystems bezeichnet (T = ω/θ), und
P den Pixelabstand des Festkörperbildsensors bezeichnet.

4. Betrachtungsinstrument nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fokussiersteuersystem umfasst:
ein erstes Berechnungssystem zum sukzessiven Berechnen der Differenz zwischen Helligkeitspegeln zweier aufeinanderfolgender digitaler Bildpixelsignale, die aus einem vorbestimmten Bereich eines durch den Festkörperbildsensor definierten Einzelbildes gewonnen werden,
ein zweites Berechnungssystem zum Berechnen des Gesamtwertes aller durch das erste Berechnungssystem erhaltener Differenzen,
ein Berechnungsbetriebssystem zum wiederholten Betreiben des ersten und des zweiten Berechnungssystems derart, dass der Gesamtwert während der von dem Antriebssystem veranlaßten Translationsbewegung des Aufnahmesystems sukzessive von dem zweiten Berechnungssystem erhalten wird,
ein Vergleichssystem zum Vergleichen eines von dem zweiten Berechnungssystem erhaltenen letzten Gesamtwertes, der zuletzt berechnet worden ist, mit einem von dem zweiten Berechnungssystem erhaltenen vorletzten Gesamtwert, der unmittelbar vor dem letzten Gesamtwert berechnet worden ist, um zu bestimmen, ob der letzte Gesamtwert kleiner als der vorletzte Gesamtwert ist, und
ein System zum Stoppen des Antriebssystems, um die Translationsbewegung des Aufnahmesystems zu beenden, wenn der letzte Gesamtwert kleiner als der vorletzte Gesamtwert ist.

5. Betrachtungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fokussiersteuersystem umfasst:
ein Entfernungserfassungssystem zum Erfassen der Entfernung des Objektes von dem Betrachtungsinstrument,
ein Berechnungssystem zum Berechnen einer der von dem Entfernungserfassungssystem erfassten Objektentfernung entsprechenden Fokussierposition des Aufnahmesystems,
ein Positionserfassungssystem zum Erfassen der Position des Aufnahmesystems längs dessen Translationsweg,
ein Startsystem zum Starten des Antriebssystems, um das Aufnahmesystem zu der von dem Berechnungssystem berechneten Fokussierposition hin zu bewegen, und
ein Stoppsystem zum Stoppen des Antriebssystems, um die Translationsbewegung des Aufnahmesystems zu beenden, wenn das Positionserfassungssystem erfasst, dass das Aufnahmesystem die Fokussierposition erreicht hat.

6. Betrachtungsinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fernrohrsystem ein erstes Fernrohrsystem darstellt und dass ein zweites Fernrohrsystem vorgesehen ist, das ein Objektivsystem, ein Aufrichtsystem und ein Okularsystem zum Betrachten des Objektes umfasst, wobei das Aufrichtsystem und das Okularsystem relativ zu dem Objektivsystem längs der optischen Achse des zweiten Fernrohrsystems bewegbar sind, die Rohrwelle zwischen dem ersten und dem zweiten Fernrohrsystem angeordnet ist, der erste Fokussiermechanismus ferner die Drehbewegung der Rohrwelle in eine Translationsbewegung des Aufrichtsystems und des Okularsystems, die in dem zweiten Fernrohrsystem enthalten sind, relativ zu dem in dem zweiten Fernrohrsystem enthaltenen Objektivsystem umsetzt, um das Objekt durch das zweite Fernrohrsystem zu fokussieren.

7. Betrachtungsinstrument nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, in dem das erste und das zweite Fernrohrsystem untergebracht sind, wobei das Gehäuse zwei beweglich miteinander gekoppelte Gehäuseteile umfasst, in denen jeweils eines der beiden Fernrohrsysteme so montiert ist, dass der Abstand zwischen den optischen Achsen der beiden Fernrohrsysteme durch Bewegen eines Gehäuseteils relativ zu dem anderen Gehäuseteil einstellbar ist.

8. Betrachtungsinstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuseteil verschiebbar so mit dem anderen Gehäuseteil gekoppelt ist, dass die optischen Achsen der beiden Fernrohrsysteme durch Verschieben des einen Gehäuseteils relativ zu dem anderen Gehäuseteil in einer gemeinsamen Ebene bewegbar sind.

9. Betrachtungsinstrument nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch zwei Tubuselemente, in denen jeweils eines der beiden Fernrohrsysteme untergebracht ist und die um die Mittelachse der Rohrwelle schwenkbar sind, um den Abstand zwischen den optischen Achsen der beiden Fernrohrsysteme einzustellen.

10. Betrachtungsinstrument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das in einem der beiden Fernrohrsysteme enthaltene Objektivsystem einen Teil eines Aufnahmesystems bildet und dass das Tubuselement, in dem dieses Objektivsystem untergebracht ist, so ausgebildet ist, dass ein Teil eines Lichtstrahls, der durch dieses Objektivsystem tritt, in das Aufnahmesystem eingekoppelt wird.

11. Optisches Betrachtungsinstrument mit Aufnahmefunktion, umfassend:
ein optisches Fernrohrsystem zum Betrachten eines Objektes,
ein digitales Kamerasystem mit einem Aufnahmesystem und einem Festkörperbildsensor, der hinter dem Aufnahmesystem angeordnet und an diesem ausgerichtet ist,
einen dem Aufnahmesystem zugeordneten Fokussiermechanismus zum translatorischen Bewegen des Aufnahmesystems derart, dass das Objekt durch das Aufnahmesystem auf die Lichtempfangsfläche des Festkörperbildsensors abgebildet wird, und
ein automatisches Steuersystem zum automatischen Betreiben des Fokussiermechanismus derart, dass das Objekt durch das Aufnahmesystem automatisch fokussiert wird,
wobei folgende Bedingungen erfüllt sind:
y²/[1000 × PF(ω/T)²] > 80 und F < 6
worin F die f-Zahl des Aufnahmesystems bezeichnet,
y die maximale Bildhöhe (mm) des Festkörperbildsensors bezeichnet, die als halbe diagonale Länge der Lichtempfangsfläche des Festkörperbildsensors definiert ist,
ω den halben Feldwinkel (rad) des Fernrohrsystems bezeichnet,
T das Feldwinkelverhältnis des halben Feldwinkels ω zu dem halben Feldwinkel θ (rad) des Aufnahmesystems bezeichnet (T = ω/θ), und
P den Pixelabstand des Festkörperbildsensors bezeichnet.

12. Betrachtungsinstrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Steuersystem umfasst:
ein Antriebssystem zum Betätigen des Fokussiermechanismus derart, dass dieser die Translationsbewegung des Aufnahmesystems veranlaßt,
ein erstes Berechnungssystem zum sukzessiven Berechnen der Differenz zwischen Helligkeitspegeln zweier aufeinanderfolgender digitaler Bildpixelsignale, die aus einem vorbestimmten Bereich eines durch den Festkörperbildsensor festgelegten Einzelbildes gewonnen werden,
ein zweites Berechnungssystem zum Berechnen des Gesamtwertes aller von dem ersten Berechnungssystem erhaltenen Differenzen,
ein Berechnungsbetriebssystem zum wiederholten Betreiben des ersten und des zweiten Berechnungssystems derart, dass der Gesamtwert während der von dem Antriebssystem vorgenommenen Translationsbewegung des Aufnahmesystems sukzessive von dem zweiten Berechnungssystem erhalten wird,
ein Vergleichssystem zum Vergleichen eines von dem zweiten Berechnungssystem erhaltenen letzten Gesamtwertes, der zuletzt berechnet worden ist, mit einem von dem zweiten Berechnungssystem erhaltenen vorletzten Gesamtwert, der unmittelbar vor dem letzten Gesamtwert berechnet worden ist, um zu bestimmen, ob der letzte Gesamtwert kleiner als der vorletzte Gesamtwert ist, und
ein Stoppsystem zum Stoppen des Antriebssystems, um die Translationsbewegung des Aufnahmesystems zu beenden, wenn der letzte Gesamtwert kleiner als der vorletzte Gesamtwert ist.

13. Betrachtungsinstrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Steuersystem umfasst:
ein Antriebssystem zum Betreiben des Fokussiermechanismus derart, dass dieser die Translationsbewegung des Aufnahmesystems veranlasst,
ein Entfernungserfassungssystem zum Erfassen der Entfernung des Objektes von dem Betrachtungsinstrument,
ein Berechnungssystem zum Berechnen einer Fokussierposition des Aufnahmeaystems, die der durch das Entfernungserfassungssystem erfassten Objektentfernung entspricht,
ein Positionserfassungssystem zum Erfassen der Position des Aufnahmesystems längs dessen Translationsweges,
ein Startsystem zum Starten des Antriebssystems, um das Aufnahmesystem translatorisch zu der von dem Berechnungssystem berechneten Fokussierposition hin zu bewegen, und
ein Stoppsystem zum Stoppen des Antriebssystems, um die Translationsbewegung des Aufnahmesystems zu beenden, wenn das Positionserfassungssystem erfasst, dass das Aufnahmesystem die Fokussierposition erreicht hat.

14. Betrachtungsinstrument nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Fokussiermechanismus, der so mit dem Fernrohrsystem gekoppelt ist, dass das Objekt durch das Fernrohrsystem fokussiert wird, wobei der Fokussiermechanismus für das Fernrohrsystem mit dem Fokussiermechanismus für das Aufnahmesystem so gekoppelt ist, dass die Fokussierung des Fernrohrsystems automatisch vorgenommen wird.

15. Betrachtungsinstrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Fokussiermechanismus für das Aufnahmesystem als Bewegungsumsetzmechanismus ausgebildet ist, der eine Drehbewegung in die Translationsbewegung des Aufnahmesystems so umsetzt, dass ein linearer Zusammenhang zwischen der Drehbewegung und der Translationsbewegung des Aufnahmesystems gegeben ist.

16. Betrachtungsinstrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Fokussiermechanismus für das Aufnahmesystem als Bewegungsumsetzmechanismus ausgebildet ist, der eine Drehbewegung so in die Translationsbewegung des Aufnahmesystems umsetzt, dass ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen der Drehbewegung und der Translationsbewegung des Aufnahmesystems gegeben ist.

17. Binokularfernrohr mit Aufnahmefunktion, umfassend:
zwei Fernrohrsysteme zum Betrachten eines Objektes, wobei jedes Fernrohrsystem ein Objektivsystem, ein Aufrichtsystem und ein Okularsystem umfasst und das Aufrichtsystem und das Okularsystem relativ zu dem Objektivsystem längs der optischen Achse des jeweiligen Fernrohrsystems bewegbar sind,
eine drehbar zwischen den Fernrohrsystemen angeordnete Rohrwelle,
ein digitales Kamerasystem, das ein in der Rohrwelle untergebrachtes Aufnahmesystem und einen Festkörperbildsensor enthält, der hinter dem Aufnahmesystem angeordnet und an diesem ausgerichtet ist,
einen ersten Fokussiermechanismus, der mit den beiden Fernrohrsystemen und der Rohrwelle derart gekoppelt ist, dass eine Drehbewegung der Rohrwelle in eine Translationsbewegung des Aufrichtsystems und des Okularsystems, die in dem jeweiligen Fernrohrsystem enthalten sind, relativ zu dem in dem jeweiligen Fernrohrsystem enthaltenen Objektivsystem umsetzt, um das Objekt durch die beiden Fernrohrsystem zu fokussieren,
einen zweiten Fokussiermechanismus, der mit dem Aufnahmesystem und der Rohrwelle so gekoppelt ist, dass die Drehbewegung der Rohrwelle in eine Translationsbewegung des Aufnahmesystems relativ zu einer Lichtempfangsfläche des Festkörperbildsensors umgesetzt wird, um das Objekt auf die Lichtempfangsfläche des Festkörperbildsensors zu fokussieren, und
ein automatisches Steuersystem zum automatischen Betreiben des zweiten Fokussiermechanismus derart, dass das Objekt durch das Aufnahmesystem automatisch fokussiert wird,
wobei folgende Bedingungen erfüllt sind:
y²/[1000 × PF(ω/T)²] > 80 und F < 6
worin F die f-Zahl des Aufnahmesystems bezeichnet,
y die maximale Bildhöhe (mm) des Festkörperbildsensors bezeichnet, die als halbe diagonale Länge der Lichtempfangsfläche des Festkörperbildsensors definiert ist,
ω den halben Feldwinkel (rad) des Fernrohrsystems bezeichnet,
T das Feldwinkelverhältnis des halben Feldwinkels ω zu dem halben Feldwinkel θ (rad) des Aufnahmesystems bezeichnet (T = ω/θ), und
P den Pixelabstand des Festkörperbildsensors bezeichnet.

18. Binokularfernrohr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Steuersystem umfasst:
ein Antriebssystem zum Betreiben des Fokussiermechanismus derart, dass dieser die Translationsbewegung des Aufnahmesystems veranlasst,
ein erstes Berechnungssystem zum sukzessiven Berechnen der Differenz zwischen Helligkeitspegeln zweier aufeinanderfolgender digitaler Bildpixelsignale, die aus einem vorbestimmten Bereich eines durch den Festkörperbildsensor festgelegten Einzelbildes gewonnen werden,
ein zweites Berechnungssystem zum Berechnen des Gesamtwertes aller von dem ersten Berechnungssystem berechneten Differenzen,
ein Berechnungsbetriebssystem zum wiederholten Betreiben des ersten und des zweiten Berechnungssystems derart, dass während der von dem Antriebssystem veranlassten Translationsbewegung des Aufnahmesystems der Gesamtwert sukzessive von dem zweiten Berechnungssystem erhalten wird, ein Vergleichssystem zum Vergleichen eines von dem zweiten Berechnungssystem erhaltenen letzten Gesamtwertes, der zuletzt berechnet worden ist, mit einem von dem zweiten Berechnungssystem erhaltenen vorletzten Gesamtwert, der unmittelbar vor dem letzten Gesamtwert berechnet worden ist, um zu bestimmen, ob der letzte Gesamtwert kleiner als der vorletzte Gesamtwert ist, und
ein Stoppsystem zum Stoppen des Antriebssystems, um die Translationsbewegung des Aufnahmesystems zu beenden, wenn der letzte Gesamtwert kleiner als der vorletzte Gesamtwert ist.

19. Binokularfernrohr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Steuersystem umfasst:
ein Antriebssystem zum Betreiben des Fokussiermechanismus derart, dass dieser die Translationsbewegung des Aufnahmesystems veranlasst,
ein Entfernungsmesssystem zum Erfassen der Entfernung des Objektes von dem Betrachtungsinstrument,
ein Berechnungssystem zum Berechnen einer Fokussierposition des Aufnahmeaystems, die der von dem Entfernungserfassungssystem erfassten Objektentfernung entspricht,
ein Positionserfassungssystem zum Erfassen der Position des Aufnahmesystems längs dessen Translationsweges,
ein Startsystem zum Starten des Antriebssystems, um das Aufnahmesystem zu der von dem Berechnungssystem berechneten Fokussierposition hin zu bewegen, und
ein Stoppsystem zum Stoppen des Antriebssystems, um die Translationsbewegung des Aufnahmesystems zu beenden, wenn das Positionserfassungssystem erfasst, dass das Aufnahmesystem die Fokussierposition erreicht hat.

20. Binokularfernrohr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fokussiermechanismus für die beiden Fernrohrsysteme so mit dem zweiten Fokussiermechanismus für das Aufnahmesystem gekoppelt ist, dass die Fokussierung der beiden Fernrohrsysteme automatisch erfolgt.

21. Binokularfernrohr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Fokussiermechanismus für das Aufnahmesystem als Bewegungsumsetzmechanismus ausgebildet ist, der die Drehbewegung der Rohrweile so in die Translationsbewegung des Aufnahmesystems umsetzt, dass ein linearer Zusammenhang zwischen der Drehbewegung der Rohrwelle und der Translationsbewegung des Aufnahmesystems gegeben ist.

22. Binokularfernrohr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Fokussiermechanismus für das Aufnahmesystem als Bewegungsumsetzmechanismus ausgebildet ist, der die Drehbewegung der Rohrwelle so in die Translationsbewegung des Aufnahmesystems umsetzt, dass ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen der Drehbewegung der Rohrwelle und der Translationsbewegung des Aufnahmesystems gegeben ist.

23. Binokularfernrohr nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, in dem die beiden Fernrohrsysteme aufgenommen sind und das zwei beweglich miteinander gekoppelte Gehäuseteil umfasst, in denen jeweils eines der Fernrohrsysteme so montiert ist, dass der Abstand zwischen den optischen Achsen der Fernrohrsysteme durch Bewegen eines Gehäuseteils relativ zu dem anderen Gehäuseteil einstellbar ist.

24. Binokularfernrohr nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuseteil verschiebbar so mit dem anderen Gehäuseteil gekoppelt ist, dass die optischen Achsen der beiden Fernrohrsysteme durch Verschieben des einen Gehäuseteils relativ zu dem anderen Gehäuseteil in einer gemeinsamen Ebene bewegbar sind.

25. Binokularfernrohr nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch zwei Tubuselemente, in denen jeweils eines der Fernrohrsysteme untergebracht ist und die um die Mittelachse der Rohrwelle schwenkbar sind, um den Abstand zwischen den optischen Achsen der Fernrohrsysteme einzustellen.

26. Binokularfernrohr nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das in einem der Fernrohrsysteme enthaltene Objektivsystem ein Teil des Aufnahmesystems bildet und dass das Tubuselement, in dem dieses Objektivsystem untergebracht ist, so ausgebildet ist, dass ein Teil eines durch dieses Objektivsystem tretenden Lichtstrahls in das Aufnahmesystem eingekoppelt wird.