DE19855668A1 - Optisches Betrachtungssystem mit Zitterkompensation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Betrachtungssystem wie z. B. ein Doppelfern­ rohr oder ein Teleskop o. ä., das ein Zitterkompensationssystem (Bildstabilisator) enthält.

Es wurden bereits optische Betrachtungssysteme mit Zitterkompensationssyste­ men entwickelt, die ein Zittern des zu betrachtenden Bildes kompensieren, wel­ ches durch Zittern der Hand des Benutzers erzeugt wird. Beispielsweise ist ein Kompensationssystem für ein Doppelfernrohr so konstruiert, daß ein optisches System mit Kompensationslinsen im Strahlengang eines jeden Teleskopsystems des Doppelfernrohrs angeordnet ist. Solche Kompensationslinsen werden ortho­ gonal zur optischen Achse eines jeden Teleskopsystems bewegt. Es sind dann im allgemeinen zwei Kompensationsmechanismen vorgesehen, nämlich

• 1. ein Mechanismus zum Bewegen von Kompensationslinsen in vertikaler Richtung,
• 2. ein Mechanismus zum Bewegen von Kompensationslinsen, die gleich­ falls im Strahlengang der Teleskopsysteme angeordnet sind, in hori­ zontaler Richtung.

Bei den Mechanismen zum vertikalen Bewegen der Kompensationslinsen muß die Ansprechgeschwindigkeit und/oder die Spannung des Speisestroms für einen Betätiger abhängig davon geändert werden, ob die Kompensationslinsen in Richtung der Schwerkraft oder entgegengesetzt dazu bewegt werden. Eine Steuerung des Mechanismus zum Bewegen der Kompensationslinsen sollte ent­ sprechend geändert werden können, jedoch wird sie dadurch relativ kompliziert. Ferner ist ein Mechanismus erforderlich, dessen Antrieb ein relativ großes Drehmoment hat, um die der Schwerkraft ausgesetzte Konstruktion zu bewegen, wozu man eine relativ große Batterie ausreichender Leistung benötigt. Deshalb sind die bisher üblichen Kompensationsmechanismen relativ groß.

Es ist bereits eine Vorrichtung bekannt, die verwackelte Bilder auf einem Film vermeidet und bei der das optische Kompensationssystem längs zweier unter­ schiedlicher Achsen bewegt wird, die jeweils nicht mit der Richtung der Schwer­ kraft zusammenfallen. Das optische System einer solchen Kamera ist allgemein unter Berücksichtigung der Seiten eines Bildfeldes aufgebaut, d. h. der vertikalen und der horizontalen Richtung, so daß es ungünstig ist, die Kompensationslinsen in solchen Richtungen zu bewegen, die nicht mit den beiden Seitenrichtungen eines Bildfeldes zusammenfallen. Dies gilt besonders dann, wenn die Kompensa­ tionseigenschaften abhängig von einem Neigen und/oder Schwenken der Kamera zu verändern sind, und eine entsprechende Steuerung ist gleichfalls kompliziert. Bei Anwendung eines Prismas mit variablem Winkel kann der Einfluß der Schwerkraft vermieden werden. Eine Herstellung geeigneter variabler Prismen ist aber sehr schwierig und teuer, und ferner ist das Steuern eines solchen Kom­ pensationsmechanismus relativ schwierig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein optisches Betrachtungssystem mit Zitterkom­ pensationssystem anzugeben, das frei von Einflüssen der Schwerkraft ist und ei­ ne Zitterbewegung in vertikaler und horizontaler Richtung mit einer relativ einfa­ chen Konstruktion und Steuerung kompensiert.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, 3, 5 oder 14. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Darstellung der Anordnung optischer Elemente eines Doppelfernrohrs bei einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2A schematisch den Aufbau eines Kompensationsmechanismus mit Blickrichtung orthogonal zur optischen Achse des in Fig. 1 gezeigten Doppelfernrohrs,

Fig. 2B schematisch den Aufbau des Kompensationsmechanismus mit Blickrichtung parallel zur optischen Achse,

Fig. 3 das Blockdiagramm eines Steuersystems für den Kompensations­ mechanismus,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der optischen Elemente eines Doppelfernrohrs bei einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 schematisch den Aufbau eines Rechts/Links-Kompensationsme­ chanismus in dem Doppelfernrohr nach Fig. 4 mit Blickrichtung or­ thogonal zur optischen Achse,

Fig. 6 schematisch den Aufbau des Kompensationsmechanismus in dem Doppelfernrohr nach Fig. 4 mit Blickrichtung parallel zur optischen Achse,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der optischen Elemente eines Doppelfernrohrs bei einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 schematisch den Aufbau eines Rechts/Links-Kompensationsme­ chanismus in dem Doppelfernrohr nach Fig. 7 mit Blickrichtung parallel zur optischen Achse,

Fig. 9 perspektivisch den Aufbau eines Rechts/Links-Kompensationsme­ chanismus als alternative Ausführungsform des Kompensationsme­ chanismus nach Fig. 8,

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung der Anordnung optischer Elemente eines Doppelfernrohrs bei einem vierten Ausführungsbeispiel,

Fig. 11 schematisch den Aufbau eines Rechts/Links-Kompensationsme­ chanismus in dem optischen System nach Fig. 10 mit Blickrichtung parallel zur optischen Achse,

Fig. 12 schematisch den Aufbau eines Aufwärts/Abwärts-Kompensations­ mechanismus in dem optischen System nach Fig. 11 mit Blickrich­ tung orthogonal zur optischen,

Fig. 13 schematisch den Aufbau des Aufwärts/Abwärts-Kompensationsme­ chanismus nach Fig. 12 mit Blickrichtung parallel zur optischen Achse,

Fig. 14 eine perspektivische Darstellung der Anordnung optischer Elemente eines Doppelfernrohrs bei einem fünften Ausführungsbeispiel,

Fig. 15 schematisch den Aufbau eines Kompensationsmechanismus in dem optischen System nach Fig. 14 mit Blickrichtung parallel zur opti­ schen Achse,

Fig. 16 die Ausrichtung der Bilder zwischen einer Objektivlinse und einem Bildumkehrsystem,

Fig. 17 die Ausrichtung der Bilder zwischen einem ersten und einem zweiten Teilprisma und

Fig. 18 ein weiteres Beispiel der Ausrichtung der Bilder zwischen einem er­ sten und einem zweiten Teilprisma.

In der folgenden Beschreibung ist ein optisches Betrachtungssystem mit einer Objektivlinse, einem Bildumkehrsystem und einem Okular zum Betrachten eines Bildes dargestellt. Das Betrachtungssystem kann ein Teleskop mit einem Bild­ umkehrsystem, ein Doppelfernrohr o. ä. sein. Dazu gehört auch ein System, das einen ähnlichen Aufbau hat, wobei aber das Okularsystem durch eine Bildauf­ nahmevorrichtung ersetzt ist, die z. B. ein CCD-Element und eine Abbildungslinse enthält.

In Fig. 1 ist das optische System eines Doppelfernrohrs 1000 für ein erstes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Doppelfernrohr 1000 hat zwei optische Teleskopsysteme für das rechte und das linke Auge eines Benutzers. In den Figuren ist zur Definition von Richtungen ein X-Y-Koordinatensystem dar­ gestellt. Die Y-Achse entspricht der Aufwärts/Abwärtsrichtung des Benutzers, die X-Achse entspricht der Rechts/Linksrichtung des Benutzers jeweils bei horizon­ talem Halten des Doppelfernrohrs.

Am vorderen Ende des optischen Teleskopsystems für das rechte Auge (auf der linken Seite in Fig. 1) befindet sich eine rechte Objektivlinse 11, am vorderen Ende des optischen Teleskopsystems für das linke Auge (auf der rechten Seite in Fig. 1) befindet sich eine linke Objektivlinse 12. Hinter der rechten und der lin­ ken Objektivlinse 11 und 12 sind optische Bildumkehrsysteme 13 und 14 jeweils mit vier Reflexionsflächen angeordnet. Wie Fig. 16 beispielsweise zeigt, erzeugen die Objektivlinsen 11 und 12 jeweils ein umgekehrtes Bild Ia und Ib.

Das optische Bildumkehrsystem 13 in dem rechten Teleskopsystem hat ein erstes und ein zweites Teilprisma 13a und 13b, die senkrecht zur Ebene der optischen Achsen OT der Teleskopsysteme, d. h. in Richtung Y, übereinander angeordnet sind. Die Teilprismen 13a und 13b sind durch Teilen eines Porroprismas vom Typ II entstanden. Jedes Teilprisma 13a und 13b hat zwei Reflexionsflächen.

Das erste Teilprisma 13a erzeugt ein gedrehtes Bild Ic (Fig. 17), das gegenüber dem umgekehrten Bild Ia um 90° im Uhrzeigersinn, von der Okularlinse her ge­ sehen, gedreht ist. Das in dem ersten Teilprisma 13a reflektierte Licht fällt auf das zweite Teilprisma 13b, mit dem das Licht so reflektiert wird, daß das aufgerichtete Bild mit der rechten Okularlinse 15 betrachtet werden kann.

Ähnlich dem rechten Bildumkehrsystem 13 enthält das linke Bildumkehrsystem 14 ein erstes und ein zweites Teilprisma 14a und 14b, die durch Teilen eines Por­ roprismas vom Typ II entstanden sind. Es sei bemerkt, daß die Orientierung der Teilprismen 13a und 13b und der Teilprismen 14a und 14b übereinstimmt. Wür­ den die Teilprismen 13a und 13b zu den Teilprismen 14a und 14b hingeschoben, so würden sie aneinanderpassen.

Das zweite Teilprisma 14a dreht das umgekehrte Bild Ib so, daß ein gedrehtes Bild Id (Fig. 17) entsteht, wobei die Drehung gegenüber dem umgekehrten Bild Ia um 90° im Uhrzeigersinn erfolgt. Das in dem ersten Teilprisma 14a reflektierte Licht fällt dann auf das zweite Teilprisma 14b, indem es an dessen beiden Refle­ xionsflächen so reflektiert wird, daß das aufgerichtete Bild durch die linke Okular­ linse 16 betrachtet werden kann.

Die Objektivlinsen und die Okularlinsen sind jeweils als Einzellinse beschrieben. Sie können jedoch auch aus Gruppen mit mehreren Linsen bestehen.

Die optische Achse des rechten (oder linken) Teleskopsystems enthält die opti­ sche Achse OT, die von der Objektivlinse 11 (oder 12) zu dem Bildumkehrsystem 13 (oder 14) verläuft, eine optische Achse OP zwischen dem ersten und dem zweiten Teilprisma 13a und 13b (oder 14a und 14b) und eine optische Achse OE zwischen dem Bildumkehrsystem 13 (oder 14) und der Okularlinse 15 (oder 16). Die Achsen OT und OE sind parallel, die Achse OP ist senkrecht zu den Achsen OT und OE.

In dem Doppelfernrohr 1000 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel be­ findet sich zwischen der Objektivlinse 11 (oder 12) und dem zweiten Teilprisma 13a (oder 14a) ein Kompensationsmechanismus 17 zur Kompensation von Auf­ wärts/Abwärtszitterbewegungen des zu betrachtenden Bildes. Dieser Kompensa­ tionsmechanismus 17 enthält einen Dreharm 18, welcher ein rechtes und ein lin­ kes Kompensationssystem 19 und 20 hält. Seine Drehachse liegt in der Mitte der beiden optischen Achsen OT der Teleskopsysteme und parallel zu diesen. Quer und beiderseits der Rotationsachse 18a (X-Richtung in Fig. 1) liegen eine rechte Kompensationslinsenfassung 18b und eine linke Kompensationslinsenfassung 18c. Die Kompensationssysteme 19, 20 sind so angeordnet, daß die optischen Achsen OT sie schneiden. Wie in Fig. 2A und 2B gezeigt, enthält das rechte Kompensationssystem 19 eine Negativlinse 19a und eine Positivlinse 19b, die auf der optischen Achse OT des rechten Teleskopsystems liegen, das linke Kompen­ sationssystem 20 enthält eine Negativlinse 20a und eine Positivlinse 20b, die auf der optischen Achse OT des linken Teleskopsystems liegen.

Die rechte Kompensationslinsenfassung 18b hält die Negativlinse 19a, die linke Kompensationslinsenfassung 18c hält die Positivlinse 20b. Daher haben die rechte Kompensationslinsenfassung 18b und die linke Kompensationslinsenfas­ sung 18c einen vorbestimmten gegenseitigen Abstand längs der jeweiligen optischen Achse OT.

Die Negativlinsen 19a und 20a und die Positivlinsen 19b und 20b sind jeweils gleiche Linsen. Werden die Linsen 19a und 20b senkrecht zu den optischen Ach­ sen OT bewegt, so wird ihr Strahlengang um übereinstimmende Beträge, jedoch in entgegengesetzten Richtungen verlagert. Die Positivlinse 19b und die Nega­ tivlinse 20a, die nicht mit dem Dreharm 18 gehalten werden, sind so angeordnet, daß ihre optischen Achsen mit den optischen Achsen OT zusammenfallen.

Am vorderen objektseitigen Ende der Drehachse 18a ist ein Antriebsritzel 21 befestigt, das mit einem Ritzel 22a eines Motors 22 in Eingriff steht. Der Motor kann das Ritzel 22a in beiden Richtungen drehen. Wie Fig. 2B zeigt, wird bei Drehung des Ritzels 22a im Uhrzeigersinn der Dreharm 18 im Gegenuhrzeiger­ sinn um die Drehachse 18a mit dem Antriebsritzel 21 gedreht. Wird das Ritzel 22a im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so wird der Dreharm 18 im Uhrzeigersinn gedreht.

Wie vorstehend beschrieben, können die Negativlinse 19a und die Positivlinse 20b, die an der Drehachse 18a einander gegenüberstehen, in einer Ebene senk­ recht zu den optischen Achsen OT zueinander entgegengesetzt verstellt werden. Da sich die beiden Linsen 19a und 20b sich auf einem Kreis um die Drehachse 18a bewegen, werden sie nach rechts und nach links (in X-Richtung) sowie auch aufwärts und abwärts (in Y-Richtung) verstellt. Der Verstellbetrag nach rechts und nach links ist klein und kann vernachlässigt werden. Somit werden die Nega­ tivlinse 19a und die Positivlinse 20b hauptsächlich aufwärts und abwärts bewegt, wenn der Dreharm 18 gedreht wird.

Wird der Dreharm 18 gedreht, so bewegen sich die Negativlinse 19a und die Positivlinse 20b gegenüber den umgekehrten Bildern Ia und Ib in entgegenge­ setzter Richtung. Die Positionen der umgekehrten Bilder Ia und Ib werden jedoch in übereinstimmender Richtung verschoben.

Wie Fig. 2A zeigt, dient zum Erfassen der Drehposition des Dreharms 18 ein Positionssensor 221. In der Ausgangsstellung fallen die optischen Achsen der Linsen 19a und 20b mit den optischen Achsen OT zusammen.

Wie Fig. 3 zeigt, enthält der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus einen Zittersensor 250V zum Erfassen einer Handbewegungs-Zitterkomponente in Aufwärts/Abwärtsrichtung (Y-Richtung). Seine Ausgangssignale sowie diejenigen des Positionssensors 221 werden einer Steuerung 233 zugeführt. Diese steuert den Betrag der Aufwärts/Abwärtsbewegung infolge des Handzitterns und steuert den Treiber 222 eines Motors 22 zu dessen Antrieb um einen entsprechenden Betrag. Die Steuerung 233 bestimmt eine Zielposition für den Dreharm 18 zum Kompensieren der Bildpositionsänderung abhängig von dem mit dem Zittersensor 250V erfaßten Bewegungsbetrag. Dann veranlaßt die Steuerung 233 über den Treiber 222 ein Drehen des Dreharms 18 in die berechnete Zielposition, wobei sie die mit dem Positionssensor 221 erfaßte Position überwacht. Bei derartiger kontinuierlicher Steuerung wird die Zielposition laufend aktualisiert und das Zittern des Bildes infolge Aufwärts/Abwärts-Handbewegung kompensiert.

Der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 23 befindet sich zwischen den ersten Teilprismen 13a und 14a und den zweiten Teilprismen 13b und 14b. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Kompensationsmechanismus 23 in die optischen Achsen OP zwischen den ersten und den zweiten Teilprismen eingesetzt. Wie Fig. 2A und 2B zeigen, hat der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 23 denselben Aufbau wie der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 17. Der Rechts/Links- Kompensationsmechanismus 23 hat einen Dreharm 24 zwischen der rechten und der linken optischen Achse OP und erstreckt sich parallel zu diesen. Der Dreharm 24 kann um eine Drehachse 24a drehen. Er hat eine rechte Kompensationslinsenfassung 24b und eine linke Kompensationslinsenfassung 24c.

Der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 23 enthält ein rechtes und ein lin­ kes Kompensationssystem 25 und 26 mit jeweils einer Negativlinse 25a (26a) und einer Positivlinse 25b (26b), die auf der optischen Achse OP angeordnet sind. Die Negativlinse 25a und die Positivlinse 26b werden jeweils mit der rechten Kompensationslinsenfassung 24b und der linken Kompensationslinsenfassung 24c gehalten. Die Positivlinse 25b und die Negativlinse 26a, die nicht mit den Lin­ senfassungen 24b und 24c gehalten sind, sind in dem Doppelfernrohr so fixiert, daß ihre optischen Achsen mit den optischen Achsen OP zusammenfallen.

Am vorderen Ende der Drehachse 24a ist ein Antriebsritzel 27 befestigt, das mit dem Ritzel 28a eines Motors 28 in Eingriff steht. Dieser dreht das Ritzel 28a vor­ wärts oder rückwärts. Dadurch wird der Dreharm 24 entsprechend gedreht.

Die optische Achse OP zwischen dem ersten Teilprisma 13a (14a) und dem zweiten Teilprisma 13b (14b) liegt senkrecht zu der Ebene der optischen Achse OT der Objektivlinse (Y-Richtung). Daher ist der Dreharm 24 so angeordnet, daß seine Drehachse 24a senkrecht zur Drehachse 18a des Dreharms 18 liegt. Da­ durch können die Negativlinse 25a und die Positivlinse 26b in dem Kompensati­ onsmechanismus 23 in einer Ebene senkrecht zu den optischen Achsen OT ge­ dreht werden. Ein und derselbe Mechanismus wird also als Rechts/Links-Kom­ pensationsmechanismus 23 und als Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmecha­ nismus 17 nur durch Ändern der Richtung der Drehachse verwendet.

An der Position des Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 23 sind die Bilder Ic und Id um 90° gegenüber den Bildern Ia und Ib mit den ersten Teilprismen 13 und 14 um 90° gedreht. Durch Drehen des Dreharms 24 kann daher das Zittern der Bilder Ic und Id in Rechts/Links-Richtung kompensiert werden. Die Negativ­ linse 25a und die Positivlinse 26b bewegen sich zueinander entgegengesetzt. Da die beiden Linsen 25a und 26b eine negative bzw. eine positive Linse sind, erfolgt die Kompensation aber in übereinstimmender Richtung. Durch Drehen des Dreharms 24 wird also das Zittern des betrachteten Bildes in Rechts/Links-Rich­ tung kompensiert.

Gemäß Fig. 2A dient ein Positionssensor 227 zum Erfassen der Drehstellung des Dreharms 24 gegenüber einer Ausgangsposition.

Wie Fig. 3 zeigt, enthält der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 23 einen Zittersensor 250H zum Erfassen des Handzitterns in Rechts/Links-Richtung (X-Richtung). Seine Ausgangssignale und diejenigen des Positionssensors 227 werden einer Steuerung 235 zugeführt. Diese berechnet den Bewegungsbetrag in Rechts/Links-Richtung infolge Handzitterns und steuert den Treiber 228 des Motors 28 entsprechend. Die Steuerung bestimmt die Zielposition des Dreharms 24 zum Ausgleich der Positionsänderung des Bildes abhängig von dem mit dem Zittersensor 250H erfaßten Bewegungsbetrags. Dann steuert die Steuerung den Treiber 228 zum Drehen des Dreharms 24 in die berechnete Zielposition, wobei die Position überwacht wird, die der Positionssensor 227 erfaßt. Bei kontinuierli­ cher derartiger Steuerung wird die Zielposition des Bildes in Rechts/Links-Rich­ tung kompensiert.

Mit dieser Konstruktion werden die folgenden Vorteile erzielt.

Zunächst ist der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 23 so angeordnet, daß die Linsen 25a und 26b in einer Ebene orthogonal zu der Schwerkraftrichtung bewegt werden, wenn das Doppelfernrohr vom Benutzer horizontal gehalten wird. In diesem Zustand wird der Antrieb des Dreharms 24 (d. h. die Bewegung der Linsen 25a und 26b) durch die Schwerkraft nicht beeinträchtigt. Andererseits ist der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 17 so angeordnet, daß die Linsen 19a und 20b um die Achse 18a gedreht werden. Stimmt das Gewicht der Linsen 19a und 20b etwa überein, so daß der Dreharm 18 an der Achse 18a im Gleichgewicht ist, so wird die Bewegung der Linsen 19a und 20b, d. h. die Dre­ hung des Dreharms 18 durch die Schwerkraft nicht beeinträchtigt, auch wenn das Fernglas vom Benutzer horizontal gehalten wird. Da ferner der Dreharm 24 gleichfalls an der Achse 24a im Gleichgewicht ist, wird die Bewegung der Linsen 25a und 26b durch die Schwerkraft nicht beeinträchtigt, auch wenn das Doppel­ fernrohr nicht horizontal gehalten wird.

Somit erfordern der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 17 und der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 23 keinen Antrieb mit relativ großem Drehmoment zum Ausgleich der Schwerkraft. Da das Moment der Antriebsvorrich­ tung klein sein kann, ist ihr Leistungsbedarf relativ gering, so daß eine kleine Batterie verwendet werden kann. Ferner haben in dem ersten Ausführungsbei­ spiel der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 17 und der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 23 übereinstimmenden Aufbau, so daß die Anzahl der Teilearten gering ist. Die Herstellkosten können daher im Vergleich zu zwei Kompensationsmechanismen unterschiedlicher Konstruktion geringer sein.

Da bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Durchmesser eines von dem ersten Teilprisma 13a (14a) zu dem zweiten Teilprisma 13b (14b) verlaufenden Strah­ lenbündels kleiner als bei der Linse 19 (20) des Aufwärts/Abwärts-Kompensati­ onsmechanismus 17 ist, kann der Durchmesser der Linsen 25 und 26 des Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 23 kleiner sein, so daß Größe und Gewicht des Kompensationsmechanismus geringer sind.

Die Erfindung betrifft einen Teil eines Doppelfernrohrs, der Zittersensoren und Positionssensoren für die Kompensationslinsen enthält. Diese Elemente sind in Fig. 3 allgemein dargestellt. Ihre Einzelheiten gehören nicht unmittelbar zu der Erfindung. Jeder geeignete Zittersensor und/oder Positionssensor kann daher zum Steuern des Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus und/oder des Rechts/Links-Kompensationsmechanismus eingesetzt werden.

Fig. 4 zeigt perspektivisch eine Anordnung der optischen Elemente in einem Doppelfernrohr 2000 für ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht eines Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 41 in dem Doppelfernrohr 2000.

Wie Fig. 4 zeigt, enthält das Doppelfernrohr 2000 eine rechte und eine linke Ob­ jektivlinse 31 und 32, ein rechtes und ein linkes Bildumkehrsystem 33 und 34 und ein rechtes und ein linkes Okularsystem 35 und 36.

Das rechte Umkehrsystem 33 ist ein Porroprisma vom Typ II und in ein erstes und ein zweites Teilprisma 33a und 33b unterteilt. Das linke Umkehrsystem 34, das gleichfalls ein Porroprisma vom Typ II ist, ist in ein erstes und ein zweites Teil­ prisma 34a und 34b unterteilt.

Ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel enthält die optische Achse des rechten (oder linken) Teleskopsystems eine optische Achse OT von der Objektiv­ linse 31 (oder 32) zu dem Bildumkehrsystem 33 (oder 34), und eine optische Achse OP zwischen dem ersten und dem zweiten Teilprisma 33a und 33b (oder 34a und 34b) sowie eine optische Achse OE von dem Umkehrsystem 33 (oder 34) zu der Okularlinse 35 (oder 36). Die Achsen OT und OE sind parallel zueinander, die Achse OP ist senkrecht zur den Achsen OT und OE.

Auf der optischen Achse OT zwischen der Objektivlinse 31 (oder 32) und dem Umkehrsystem 33 (oder 34) ist ein Objektbild Ia (oder Ib) in der in Fig. 16 gezeig­ ten Weise umgekehrt.

Das Umkehrsystem 33 ist ähnlich dem Umkehrsystem 13 des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels. Auf der optischen Achse OP, d. h. zwischen dem ersten und dem zweiten Teilprisma 33a und 33b, wird ein Bild Ie, das um 90° gegenüber dem Bild Ia gedreht ist, mit dem ersten Teilprisma 33a in der in Fig. 18 gezeigten Weise erzeugt. Das Bild wird mit dem zweiten Teilprisma 33b aufgerichtet und durch die Okularlinse 35 betrachtet.

Die Umkehrsysteme 33 und 34 sind symmetrisch zu einer Ebene angeordnet, die mittig zwischen den optischen Achsen OT und OP sowie parallel zu diesen Ach­ sen liegt. Deshalb wird auf der optischen Achse OP, d. h. zwischen dem ersten und dem zweiten Teilprisma 34a und 34b, ein um 90° gegenüber dem Bild Ib ge­ drehtes Bild mit dem ersten Teilprisma 34a in der in Fig. 18 gezeigten Weise er­ zeugt. Mit dem zweiten Teilprisma 34b wird das Bild aufgerichtet und dann durch die Okularlinse 36 betrachtet.

Zwischen den Objektivlinsen 31 und 32 und den ersten Teilprismen 33a und 34a befindet sich ein Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 37. Dieser ist ähnlich dem Kompensationsmechanismus 17 des ersten Ausführungsbeispiels aufgebaut.

Der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 37 hat einen Dreharm 38, der eine rechte und eine linke Kompensationslinse 39a und 40b hält. Die Achse 38a des Dreharms 38 liegt in der Mitte zwischen den beiden optischen Achsen OT und des rechten und des linken Teleskopsystems und parallel zu diesen. In Richtung rechtwinklig und beiderseits der Achse 38a (d. h. in X-Richtung in Fig. 4) liegen eine rechte Kompensationslinsenfassung 38b und eine linke Kompensati­ onslinsenfassung 38c. Die beiden Kompensationssysteme 39 und 40 sind so an­ geordnet, daß die optischen Achsen OT sie schneiden. Ähnlich wie bei dem er­ sten Ausführungsbeispiel hält die rechte Kompensationslinsenfassung 38b eine Negativlinse 39a und eine linke Kompensationslinsenfassung 38c eine Positiv­ linse 40b.

Die Negativlinsen 39a und 40a sind gleichartige Linsen, die Positivlinsen 39b und 40b sind gleichartige Linsen. Ferner sind die Linsen 39a und 40b so ausgebildet, daß bei einer Verlagerung ihrer optischen Achsen rechtwinklig zu den optischen Achsen OT ihre Strahlengänge um gleiche Beträge, jedoch entgegengesetzt zu­ einander verlagert werden. Die Positivlinse 39b und die Negativlinse 40a, die nicht mit dem Dreharm 38 gehalten sind, sind so angeordnet, daß ihre optischen Achsen mit den optischen Achsen OT zusammenfallen.

Ähnlich wie bei dem Kompensationsmechanismus 17 des ersten Ausführungsbei­ spiels werden die Negativlinse 39a und die Positivlinse 40b durch Drehen des Dreharms 38 in einer Ebene senkrecht zu den optischen Achsen OT der Tele­ skopsysteme entgegengesetzt zueinander verlagert.

Zwischen den ersten Teilprismen 33a und 40a und den zweiten Teilprismen 33b und 40b befindet sich ein Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 41. Dieser enthält einen Dreharm 45, der eine rechte und eine linke Kompensationslinse 46 und 47 hält. Der Dreharm 45 kann um eine Achse 42 (Fig. 5 und 6) gedreht wer­ den. Die Achse 42 liegt mittig zwischen den optischen Achsen OP der Tele­ skopsysteme und parallel zu diesen. In Richtung rechtwinklig über einer Ebene, die die optischen Achsen OT enthält, d. h. in Fig. 4 in Y-Richtung, sind eine rechte Kompensationslinsenfassung 43 und eine linke Kompensationslinsenfassung 44 längs der X-Richtung zueinander entgegengesetzt angeordnet. Die rechte und die linke Kompensationslinse 46 und 47 sind in den Linsenfassungen 43 und 44 gehalten. Wie Fig. 5 und 6 zeigen, sind die Kompensationslinsen 46 und 47 Ne­ gativlinsen mit gleicher Brechkraft. Werden sie zueinander entgegengesetzt be­ wegt, so werden ihre Strahlengänge zueinander entgegengesetzt, jedoch um glei­ che Beträge verlagert.

Auf der Achse 42 ist ein Antriebsritzel 42a befestigt, das mit einem Ritzel 48a ei­ nes Motors 48 in Eingriff steht. Der Motor 48 wird in beiden Richtungen derart ge­ dreht, daß das Ritzel 48a sich vorwärts und rückwärts dreht. Wie Fig. 6 zeigt, wird der Dreharm 45 bei Drehung des Ritzels 48a im Uhrzeigersinn um die Drehachse 42 über das Antriebsritzel 42a im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Wird das Ritzel 48a im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so wird der Dreharm 45 im Uhrzeigersinn gedreht.

Wie vorstehend beschrieben, werden die Negativlinsen 46 und 47 durch Drehen des Dreharms 45 mit dem Motor 48 zueinander entgegengesetzt in einer Ebene senkrecht zu den optischen Achsen OP und parallel zu einer Ebene bewegt, die die optischen Achsen OT der Teleskopsysteme enthält. Da die Negativlinsen 46 und 47 auf einem Kreis bewegt werden, dessen Mitte auf der Rotationsachse der Achse 42 liegt, werden sie in Fig. 4 in X-Richtung und auch in Richtung senkrecht zu den Achsen X und Y bewegt. Der Betrag der Verlagerung in X-Richtung ist klein und kann vernachlässigt werden. Die Negativlinsen 46 und 47 werden also hauptsächlich in Y-Richtung bewegt, wenn der Dreharm 45 gedreht wird.

Wird der Dreharm 45 gedreht, so werden die Negativlinsen 46 und 47 bezüglich der umgekehrten Bilder Ia und Ib in entgegengesetzten Richtungen bewegt. Da die Bilder Ie und If zwischen den ersten Teilprismen 33a und 34a und den zweiten Teilprismen 33b und 34b gegenüber den umgekehrten Bildern Ia und Ib um 90° in entgegengesetzten Richtungen gedreht sind, werden sie durch Drehen des Dreharms 45, d. h. durch Bewegen der Negativlinsen 46 und 47, zueinander ent­ gegengesetzt in übereinstimmender Richtung verschoben, wenn sie durch die Okularlinsen 35 und 36 betrachtet werden. Durch Drehen des Dreharms 45 wird also ein Zittern der Bilder infolge Handzitterns in Rechts/Links-Richtung kompen­ siert.

Die Linsen 46 und 47 können auch Positivlinsen mit übereinstimmender Brech­ kraft sein.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Steuersystem ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten oder jedes andere geeignete Steuersystem mit Zittersensor und Positi­ onssensor zum Erfassen der Position der Linsenfassung 38 verwendet. Da das Steuersystem oben an Hand der Fig. 3 erläutert wurde, kann auf eine nochmalige Beschreibung für das zweite Ausführungsbeispiel verzichtet werden.

Der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 37 und der Rechts/Links- Kompensationsmechanismus 41 erfordern keinen Motor mit relativ großem Drehmoment zum Ausgleich der Schwerkraft. Da das Drehmoment des Motors klein sein kann, ist auch sein Leistungsbedarf relativ klein, und deshalb kann auch die als Stromquelle verwendete Batterie klein sein. Da die optischen Um­ kehrsysteme 33 und 34 symmetrisch angeordnet sind, so daß die Bilder Ie und If zueinander entgegengesetzt gedreht werden, können gleichartige Kompensati­ onslinsen 46 und 47 verwendet werden. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau des Rechts/Links-Kompensationsmechanismus.

Da der Durchmesser des Querschnitts eines Strahlenbündels von dem ersten Teilprisma 33a (34a) zu dem zweiten Teilprisma 33b (34b) kleiner als an der Linse 39 (40) des Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus ist, kann der Durchmesser der Linse 46 (47) des Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 41 kleiner sein, wodurch Größe und Gewicht des Rechts/Links-Kompensationsme­ chanismus 41 verringert werden.

Fig. 7 zeigt perspektivisch die Anordnung der optischen Elemente eines Doppel­ fernrohrs 3000 für ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 8 zeigt schematisch einen Rechts/Links-Kompensationsmechanismus in diesem Doppel­ fernrohr.

Wie Fig. 7 zeigt, ist das optische System des Doppelfernrohrs 3000 ähnlich dem­ jenigen des ersten Ausführungsbeispiels mit Ausnahme des Rechts/Links-Kom­ pensationsmechanismus. Das optische System enthält eine rechte und eine linke Objektivlinse 51, 52, ein rechtes und ein linkes Bildumkehrsystem 53, 54 und ein rechtes und ein linkes Okularsystem 55, 56.

Das rechte Umkehrsystem 53 ist ein Porroprisma vom Typ II und in ein erstes und ein zweites Teilprisma 53a und 53b geteilt. Das linke Umkehrsystem 54 ist gleichfalls ein Porroprisma vom Typ II und in ein erstes und ein zweites Teil­ prisma 54a und 54b geteilt.

Die optische Achse des rechten (oder linken) Teleskopsystems enthält eine opti­ sche Achse OT von der Objektivlinse 51 (oder 52) zu dem Bildumkehrsystem 53 (oder 54) und eine optische Achse OP zwischen den beiden Teilprismen 53a und 53b (oder 54a und 54b) sowie eine optische Achse OE von dem Bildumkehrsy­ stem 53 (oder 54) zu der Okularlinse 55 (oder 56). Die Achsen OT und OE sind parallel zueinander, die Achse OP ist zu diesen Achsen orthogonal.

Auf der optischen Achse OT, d. h. zwischen der Objektivlinse 51 (oder 52) und dem Bildumkehrsystem 53 (oder 54) wird ein Objektbild Ia (oder Ib) in die in Fig. 16 gezeigte Lage umgekehrt. Auf der optischen Achse OP, d. h. zwischen dem ersten und dem zweiten Teilprisma 53a und 53b (oder 54a und 54b) entsteht ein Bild Ic (oder Id), das um 90° gegenüber dem Bild Ia (oder Ib) mit dem ersten Teil­ prisma 53a (oder 54a) gedreht ist, wie Fig. 17 zeigt. Mit dem zweiten Teilprisma 53b (oder 54b) wird das Bild aufgerichtet und durch das Okular 55 (oder 56) be­ trachtet.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Aufwärts/Abwärts-Kompensations­ mechanismus 57 verwendet, der ähnlich dem Kompensationsmechanismus 17 des ersten Ausführungsbeispiels ist.

Der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 57 ist zwischen den Objektiv­ linsen 51 und 52 und den ersten Teilprismen 53a und 54a angeordnet. Er ist ähn­ lich dem Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 17 des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels.

Der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 57 enthält einen Dreharm 58, der ein rechtes und ein linkes Kompensationssystem 59 und 60 trägt. Die Drehachse 58a des Dreharms 58 befindet sich mittig zwischen den optischen Achsen OT der Teleskopsysteme und liegt parallel zu diesen. In Richtung recht­ winklig zu der Achse 58a und parallel zu einer die optischen Achsen OT enthal­ tende Ebene (d. h. in Fig. 7 in X-Richtung) sind eine rechte und eine linke Kom­ pensationslinsenfassung 58b und 58c zueinander entgegengesetzt gerichtet an­ geordnet. Kompensationslinsen 59a und 60b sind in den Linsenfassungen 58b und 58c gehalten, während Kompensationslinsen 59b und 60a an dem Doppel­ fernrohr befestigt sind. Die Linsen 59a, 59b, 60a und 60b sind so angeordnet, daß die optischen Achsen OT sie schneiden, wenn der Dreharm 58 in seiner Neutralstellung ist, die in Fig. 7 gezeigt ist.

Die Linsen 59a und 60a sind gleichartige Linsen, die Linsen 59b und 60b sind gleichartige Linsen. Ferner sind die Linsen 59a und 60b so ausgebildet, daß bei einer Verlagerung ihrer optischen Achsen rechtwinklig zu den optischen Achsen OT die Strahlengänge um gleiche Beträge, jedoch entgegengesetzt zueinander verlagert werden. Die Positivlinse 59b und die Negativlinse 60a, die nicht an dem Dreharm 58 gehalten sind, sind so angeordnet, daß ihre optischen Achsen mit den optischen Achsen OT zusammenfallen.

Bei dieser Konstruktion werden die Negativlinse 59a und die Positivlinse 60b durch Drehen des Dreharms 58 ähnlich wie bei dem Kompensationsmechanismus 17 des ersten Ausführungsbeispiels zueinander entgegengesetzt in einer Ebene orthogonal zu den optischen Achsen OT der Teleskopsysteme bewegt. Dadurch wird ein mit der Hand des Benutzers eingeführtes Zittern der Bilder Ia und Ib in Aufwärts/Abwärts-Richtung (Y-Richtung) kompensiert.

Zwischen den ersten Teilprismen 53a und 54a und den zweiten Teilprismen 53b und 54b liegt ein Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 61. Dieser hat, wie Fig. 8 zeigt, eine rechteckige Linsenfassung 62 mit zwei Kompensationslinsen 63 und 64. Diese schneiden die optischen Achsen OP der beiden Teleskopsysteme und sind gleichartig. Wie Fig. 8 zeigt, sind an den seitlichen Enden der Linsen­ fassung 62 zwei Führungen 65 vorgesehen. Gerade Führungsstäbe 65a sind in Bohrungen zweier Arme 66 verschiebbar, die an der Innenseite des Fernrohrge­ häuses vorgesehen sind. Mit der Konstruktion kann die Linsenfassung 62 parallel zu den optischen Achsen OT und orthogonal zu den optischen Achsen OP be­ wegt werden.

An der zu den optischen Achsen OP orthogonal liegenden Fläche der Linsenfas­ sung 62 ist ein Vorsprung 67 zwischen den beiden Kompensationslinsen 63 und 64 ausgebildet. An dem Gehäuse des Doppelfernrohrs 3000 befindet sich ein Betätiger 68, dessen Kolben 69 an der Seite des Vorsprungs 67 anliegt. Der Be­ tätiger 68 schiebt den Kolben 69 bei Einschalten seines Speisestroms aufwärts bzw. abwärts. Durch das Ausschieben des Kolbens 69 wird der Vorsprung 67 be­ aufschlagt, und die Linsenfassung 62 bewegt sich bezüglich der Darstellung in Fig. 8 abwärts.

Wie Fig. 8 zeigt, sind Schraubenfedern 70 an den Führungsstäben 65a vorgese­ hen, um die Linsenfassung 62 in Fig. 8 aufwärts zu drücken. Wenn der Betätiger 68 so eingeschaltet wird, daß der Kolben 9 ausgeschoben wird, bewegt sich die Linsenfassung 62 abwärts, während beim Antrieb des Betätigers 68 zum Ein­ schieben des Kolbens 69 die Schraubenfedern 70 den Vorsprung 67 beaufschla­ gen und die Linsenfassung 62 aufwärts bewegen. Durch Steuern des Betätigers 68 wird die Linsenfassung 62 also orthogonal zu einer Ebene bewegt, die die optischen Achsen OP der Teleskopsysteme enthält, d. h. in Fig. 8 in Auf­ wärts/Abwärts-Richtung.

An der Position des Kompensationsmechanismus 57 stimmt die Bewegungsrich­ tung der Linsen 59a und 60b mit der Aufwärts/Abwärts-Richtung der umgekehrten Bilder Ia und Ib überein. Durch Drehen des Dreharms 58 entsprechend einem die Zitterbewegung der Hand in Aufwärts/Abwärts-Richtung angebenden Signal kann also das Zittern der Bilder in Aufwärts/Abwärts-Richtung (Y-Richtung) kompensiert werden.

An der Stelle des Kompensationsmechanismus 61 sind die Bilder Ic und Id in übereinstimmender Richtung um 90° gegenüber den Bildern Ia und Ib gedreht. Daher stimmt die Bewegungsrichtung der Linsen 63 und 64 mit der Rechts/Links- Bewegungsrichtung der Bilder Ic und Id überein. Durch Steuern des Betätigers 68 entsprechend einem Signal, das der Zitterbewegung der Hand in Rechts/Links- Richtung entspricht, kann also das Zittern der Bilder in dieser Richtung kompen­ siert werden.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist ein Steuersystem ähnlich demjenigen nach Fig. 3 oder ein geeignetes anderes Steuersystem mit einem Zittersensor und einem Positionssensor zum Erfassen der Position der Kompensationslinsen vorgesehen. Da das Steuersystem in Verbindung mit Fig. 3 bereits beschrieben wurde und es leicht auf das dritte Ausführungsbeispiel abgeändert werden kann, ist eine nochmalige Beschreibung dieses Steuersystems hier nicht erforderlich.

Fig. 9 zeigt einen Kompensationsmechanismus 120 als Alternative zu dem in Fig. 8 gezeigten Mechanismus. Der Kompensationsmechanismus 120 kann anstelle des Kompensationsmechanismus 61 nach Fig. 7 eingesetzt werden.

Der Kompensationsmechanismus 120 hat eine Linsenfassung 121, die an ihren Längsenden zwei Führungsstäbe 122 hat. Diese sind in Bohrungen von Haltear­ men 123 verschiebbar. Die Linsenfassung 121 hält Kompensationslinsen 163 und 164, die senkrecht zu einer Ebene bewegbar sind, welche die optischen Achsen OT der beiden Teleskopsysteme enthält.

Auf einer Seite der Linsenfassung 121 ist eine Jochplatte 124 vorgesehen, und zwischen ihr und der Linsenfassung 121 befinden sich zwei längliche Perma­ nentmagnete 126, die quer zur Bewegungsrichtung der Linsenfassung 121 paral­ lel zueinander angeordnet sind. Im mittleren Teil der Linsenfassung 121 ist eine weitere Jochplatte 128 befestigt. Mit dieser Konstruktion wird ein Magnetfeld er­ zeugt, das durch eine Linie α dargestellt ist. In dem Magnetfeld ist eine rahmen­ artige Treiberspule 129 an der Linsenfassung 121 befestigt.

Entsprechend dem elektrischen Strom in der Treiberspule 129 wird eine Antriebs­ kraft zum Bewegen der Linsenfassung 121 senkrecht zu einer Ebene der opti­ schen Achsen O der Linsen 163 und 164 erzeugt. Durch Steuern des elektrischen Stroms kann die Linsenfassung 121 also senkrecht zu der Ebene der optischen Achsen O bewegt werden.

Wie Fig. 9 zeigt, ist ein Schlitz in der Linsenfassung 121 vorgesehen, und ein Lichtsender 132 sowie ein länglicher Positionssensor 133 sind beiderseits des Schlitzes 130 angeordnet. Der Positionssensor 133 ist in Bewegungsrichtung der Linsenfassung 121 angeordnet. Sein Ausgangssignal gibt die Position der Lin­ senfassung 121 an.

Wird der Kompensationsmechanismus 120 anstelle des Kompensationsmecha­ nismus 61 in Fig. 7 eingesetzt und sind die Linsen 163 und 164 so positioniert, daß sie von den optischen Achsen OT geschnitten werden, so werden sie senk­ recht zu der Ebene der optischen Achsen OP bewegt. Somit arbeitet der Kom­ pensationsmechanismus 120 dann als Rechts/Links-Kompensationsmechanis­ mus.

Im folgenden werden an Hand der Fig. 10 bis 13 Kompensationsmechanismen eines Doppelfernrohrs 4000 als viertes Ausführungsbeispiel beschrieben.

Wie Fig. 10 zeigt, stimmt das optische System des Doppelfernrohrs 4000 weitge­ hend mit demjenigen für das erste Ausführungsbeispiels überein, mit Ausnahme der Kompensationsmechanismen.

Wie Fig. 10 außerdem zeigt, enthält das Doppelfernrohr 4000 eine rechte und ei­ ne linke Objektivlinse 71 und 72, ein rechtes und ein linkes optisches Umkehr­ system 73, 74 und ein rechtes und ein linkes Okularsystem 75, 76.

Das rechte Umkehrsystem 73, das ein Porroprisma vom Typ II ist, ist in ein erstes und ein zweites Teilprisma 73a und 73b geteilt. Das linke Umkehrsystem 74, das ein Porroprisma vom Typ II ist, ist in ein erstes und ein zweites Teilprisma 74a und 74b geteilt.

Die optische Achse des rechten (oder linken) Teleskopsystems enthält eine opti­ sche Achse OT von der Objektivlinse 71 (oder 72) zu dem Umkehrsystem 73 (oder 74) und eine optische Achse OP zwischen dem ersten und dem zweiten Teilprisma 73a und 73b (oder 74a und 74b), sowie eine optische Achse OE von dem Umkehrsystem 73 (oder 74) zu der Okularlinse 75 (oder 76). Die Achsen OT und OE sind parallel zueinander, sie werden von den Achsen OP rechtwinklig geschnitten.

Auf der optischen Achse OT, d. h. zwischen der Objektivlinse 71 (oder 72) und dem Umkehrsystem 73 (oder 74) wird ein Objektbild Ia (oder Ib) in die in Fig. 16 gezeigte Lage gedreht. Auf der optischen Achse OP, d. h. zwischen dem ersten und dem zweiten Teilprisma 73a und 73b (oder 74a und 74b) wird ein Bild Ic (oder Id), das um 90° gegenüber dem Bild Ia (oder Ib) gedreht ist, mit dem ersten Teilprisma 73a (oder 74a) in der Fig. 17 gezeigten Lage erzeugt. Mit dem zweiten Teilprisma 73b (oder 74b) wird das Bild aufgerichtet und dann mit der Okularlinse 75 (oder 76) betrachtet.

Zwischen Objektivlinsen 71 und 72 und den ersten Teilprismen 73a und 74a be­ findet sich ein Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 77. Dieser hat gemäß Fig. 11 eine rechteckige Linsenfassung 78, die zwei Kompensationslinsen 79 und 80 enthält. Diese schneiden die optischen Achsen OT des rechten und des linken Teleskopsystems. Sie sind gleichartig. An den übereinanderliegenden Längskan­ ten der Linsenfassung 78 sind zwei Führungen 81 vorgesehen. Ihre Führungs­ stäbe 81a sind in Bohrungen zweier Arme 82 geführt, die an der Innenseite des Gehäuses des Doppelfernrohrs 4000 ausgebildet sind. Mit dieser Konstruktion ist die Linsenfassung 78 in Fig. 10 in X-Richtung bewegbar.

An einer Längskante der Linsenfassung 78 ist ein Vorsprung 83 ausgebildet. An dem Gehäuse des Doppelfernrohrs ist ein Betätiger 84 befestigt, dessen Kolben 85 an der Seite des Vorsprungs 83 anliegt. Der Betätiger 84 arbeitet derart, daß beim Einschalten seines Speisestroms der Kolben 85 in Rechts/Links-Richtung ausgeschoben/eingeschoben wird (Fig. 11). Wird der Speisestrom eingeschaltet, so wird der Vorsprung 83 mit dem Kolben 85 beaufschlagt und die Linsenfassung 78 bezüglich der Darstellung in Fig. 11 nach links bewegt.

Wie Fig. 11 zeigt, sind Schraubenfedern 86 an den Führungsstäben 81a vorge­ sehen, um die Linsenfassung 78 in Fig. 11 nach rechts zu drücken. Wenn der Betätiger 84 den Kolben 85 ausschiebt, bewegt sich die Linsenfassung 78 nach links, während bei einer Einschiebebewegung des Kolbens 85 durch die Kraft der Schraubenfedern 86 der Vorsprung 83 in Berührung mit dem Kolben 85 bleibt und die Linsenfassung 78 nach rechts bewegt wird. Durch Speisen des Betätigers 84 bewegt sich die Linsenfassung 78 also in Rechts/Links-Richtung, d. h. orthogonal zu den optischen Achsen OT und zu einer Ebene, die zu den optischen Achsen OT und OP parallel ist.

An der Stelle des Kompensationsmechanismus 77 stimmt die Bewegungsrichtung der Linsen 79 und 80 mit der Rechts/Links-Richtung der umgekehrten Bilder Ia und Ib überein. Durch Antrieb der Linsenfassung 78 entsprechend einem Signal, das das Handzittern in Rechts/Links-Richtung angibt, wird also das Zittern der Bilder in dieser Richtung (X-Richtung) kompensiert.

Zwischen den ersten Teilprismen 73a und 74a und den zweiten Teilprismen 73b und 74b befindet sich ein Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 87.

Dieser hat gemäß Fig. 12 und 13 einen Motor 89, auf dessen Welle ein Ritzel 88 befestigt ist, und ein rechtes und ein linkes optisches System 90 und 91. Das op­ tische System 90 hat eine Negativlinse 90a und eine Positivlinse 90b, die Nega­ tivlinse 90a sitzt in einer Fassung 92. Das linke optische System 91 hat eine Ne­ gativlinse 91a und eine Positivlinse 91b, die Positivlinse 91b sitzt in einer Fas­ sung 93. Werden die Negativlinse 90a und die Positivlinse 91b in übereinstim­ mender Richtung und um gleiche Beträge verlagert, so werden die Strahlengänge dieser Linsen um denselben Betrag, jedoch zueinander entgegengesetzt verla­ gert. Die Positivlinse 90b und die Negativlinse 91a sind unbeweglich in dem Doppelfernrohr so befestigt, daß ihre optischen Achsen mit den optischen Achsen OP zusammenfallen.

Wie Fig. 12 und 13 zeigen, steht von der Linsenfassung 92 eine rechte Zahn­ stange 94 ab, die in das Ritzel 88 eingreift. Von der Linsenfassung 93 steht eine linke Zahnstange 95 ab, die gleichfalls in das Ritzel 88 eingreift. Wie Fig. 12 zeigt, liegen die Zahnstangen 94 und 95 parallel zueinander und kämmen mit dem Ritzel 88 an gegenüberliegenden Seiten. Dreht sich das Ritzel 88, so bewe­ gen sich die Linsenfassungen 92 und 93 in X-Richtung. Dreht sich das Ritzel 88 im Uhrzeigersinn, so nähern sich die Linsenfassungen 92 und 93, wie es in Fig. 13 durch Pfeile dargestellt ist.

Da die Negativlinse 90a in der Linsenfassung 92 und die Positivlinse 91b in der Linsenfassung 93 sitzt, erfolgt eine Kompensation der Zitterbewegung in über­ einstimmenden Richtungen, obwohl die Linsenfassungen 92 und 93 einander entgegengesetzt bewegt werden, und diese Kompensation erfolgt in Richtung parallel zu der die optischen Achsen der Linden 90a und 91b enthaltenden Ebene sowie senkrecht zu den optischen Achsen. Ferner stimmen die Kompensationsbe­ träge durch die Linsen 90a und 91b bei Bewegung um gleiche Beträge überein.

Zwischen den Objektivlinsen 71 und 72 und den Umkehrsystemen 73 und 74 werden umgekehrte Bilder Ia und Ib erzeugt. Durch den Kompensationsmecha­ nismus 77 kann also das durch die Handbewegung eingeführte Zittern des Bildes in Rechts/Links-Richtung kompensiert werden.

An der Stelle des Kompensationsmechanismus 87 sind die Bilder Ic und Id in übereinstimmender Richtung um 90° gegenüber den Bildern Ia und Ib gedreht. Daher stimmt die Bewegungsrichtung der Linsen 91a und 92b mit der Auf­ wärts/Abwärts-Richtung der Bilder Ic und Id überein. Durch Steuern des Motors 89 entsprechend dem das Handzittern angebenden Signal in Aufwärts/Abwärts- Richtung kann das Zittern der Bilder in dieser Richtung kompensiert werden.

Der in Fig. 9 gezeigte Kompensationsmechanismus kann anstelle des Kompen­ sationsmechanismus 77 nach entsprechender Abänderung eingesetzt werden.

Fig. 14 zeigt perspektivisch das optische System eines Doppelfernrohrs 5000 für ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Das in Fig. 14 gezeigte optische System stimmt weitgehend mit dem des vierten Ausführungsbeispiels überein, jedoch ist der Rechts/Links-Kompensationsme­ chanismus anders aufgebaut.

Wie Fig. 14 zeigt, enthält das Doppelfernrohr eine rechte und eine linke Objektiv­ linse 101 und 102, ein rechtes und ein linkes Umkehrsystem 103 und 104 und ein rechtes und ein linkes Okularsystem 105 und 106.

Das rechte Umkehrsystem 103, das ein Porroprisma des Typs II ist, ist in ein er­ stes und ein zweites Teilprisma 103a und 103b geteilt, das linke Bildumkehrsy­ stem 104, das ein Porroprisma des Typs II ist, ist in ein erstes und ein zweites Teilprisma 104a und 104b geteilt.

Die optische Achse des rechten (oder linken) Teleskopsystems enthält eine opti­ sche Achse OT von der Objektivlinse 101 (oder 102) zu dem Bildumkehrsystem 103 (oder 104), eine optische Achse OP zwischen dem ersten und dem zweiten Teilprisma 103a und 103b (oder 104a und 104b) und eine optische Achse OE von dem Bildumkehrsystem 103 (oder 104) zu der Okularlinse 105 (oder 106). Die Achsen OT und OE sind parallel zueinander und orthogonal zu der Achse OP.

Auf der optischen Achse OT, d. h. zwischen der Objektivlinse 101 (oder 102) und dem Bildumkehrsystem 103 (oder 104) wird ein Objektbild Ia (oder Ib) in die in Fig. 16 gezeigte Lage umgekehrt. Auf der optischen Achse OP, d. h. zwischen dem ersten und dem zweiten Teilprisma 103a und 103b (oder 104a und 104b) wird ein Bild Ic (oder Id), das um 90° gegenüber dem Bild Ia (oder Ib) gedreht ist, mit dem ersten Teilprisma 103a (oder 104a) mit der in Fig. 17 gezeigten Lage er­ zeugt. Mit dem zweiten Teilprisma 103b (oder 104b) wird das Bild aufgerichtet und dann mit der Okularlinse 105 (oder 106) betrachtet.

Bei dem fünften Ausführungsbeispiel befindet sich ein Rechts/Links-Kompensati­ onsmechanismus 107 zwischen den Objektivlinsen 101 und 102 und den Bildum­ kehrsystemen 103 und 104. Zwischen den ersten Teilprismen 103a und 104a und den zweiten Teilprismen 103b und 104b befindet sich ein Aufwärts/Abwärts-Kom­ pensationsmechanismus 108. Der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 107 und der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 108 haben denselben Aufbau wie der Kompensationsmechanismus 87 des vierten Ausführungs­ beispiels.

Wie Fig. 15 zeigt, hat der Kompensationsmechanismus 107 (oder 108) einen Motor, auf dessen Welle ein Ritzel 110 befestigt ist. Ferner hat der Kompensati­ onsmechanismus 107 (oder 108) ein rechtes und ein linkes Kompensationssy­ stem. Das rechte Kompensationssystem enthält eine Negativlinse 115a und eine Positivlinse 115b, die Negativlinse 115a sitzt in einer Linsenfassung 113. Das linke Kompensationssystem hat eine Negativlinse 116a und eine Positivlinse 116b, die Positivlinse 116b sitzt in einer Linsenfassung 114. Werden die Negativ­ linse 115a und die Positivlinse 116b in übereinstimmender Richtung um gleiche Beträge verlagert, so wird ihr Strahlengang um denselben Betrag, jedoch in ent­ gegengesetzten Richtungen verlagert. Die Positivlinse 115b und die Negativlinse 116a sind unbeweglich in dem Doppelfernrohr so befestigt, daß ihre optischen Achsen mit den optischen Achsen OT zusammenfallen.

Wie Fig. 15 zeigt, steht von der Linsenfassung 113 eine rechte Zahnstange 111 ab, die in das Ritzel 110 eingreift. Ähnlich steht von der Linsenfassung 114 eine linke Zahnstange 112 ab, die in das Ritzel 110 eingreift. Gemäß Fig. 15 liegen die Zahnstangen 111 und 112 parallel zueinander und kämmen mit dem Ritzel 110 an gegenüberliegenden Seiten. Dreht sich das Ritzel 110, so bewegen sich die Lin­ senfassungen 113 und 114 auseinander oder aufeinander zu. Wird das Ritzel 110 im Uhrzeigersinn gedreht, so nähern sich die Linsenfassungen 113 und 114, wie es in Fig. 15 durch Pfeile gezeigt ist.

Da die Negativlinse 115a mit der Linsenfassung 113 und die Positivlinse 116b mit der Linsenfassung 114 gehalten wird, erfolgt eine Kompensation in übereinstim­ menden Richtungen, obwohl sich die Linsenfassungen 113 und 114 zueinander entgegengesetzt bewegen. Diese Kompensationsrichtung liegt parallel zu der die optischen Achsen der Linsen 115a und 116b enthaltenden Ebene und senkrecht zu diesen optischen Achsen. Ferner stimmen die Kompensationsbeträge der Linsen 115a und 116b bei Bewegung um gleiche Beträge überein.

Zwischen den Objektivlinsen 101 und 102 und den Umkehrsystemen 103 und 104 entstehen umgekehrte Bilder Ia und Ib. Durch den Kompensationsmechanismus 107 kann also das durch die Handbewegung eingeführte Zittern der Bilder in Rechts/Links-Richtung kompensiert werden.

Zwischen den ersten Teilprismen 103a und 104a und den zweiten Teilprismen 103b und 104b sind die Bilder Ic und Id um 90° in übereinstimmender Richtung gegenüber den Bildern Ia und Ib gedreht. Deshalb kann der Kompensationsme­ chanismus 108 die Zitterbewegung der Bilder in Aufwärts/Abwärts-Richtung kom­ pensieren.

Ein Steuersystem ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten oder jedes andere geeignete Steuersystem kann leicht so abgeändert werden, daß es bei dem fünften Ausfüh­ rungsbeispiel eingesetzt werden kann. Da das Steuersystem an Hand der Fig. 3 bereits beschrieben wurde, wird es hier nicht nochmals erläutert.

Einige der vorstehend beschriebenen Kompensationsmechanismen können auch auf ein optisches Betrachtungssystem wie ein Teleskop mit Objektivlinse, Bild­ umkehrsystem und Okularlinse angewendet werden.

Claims (20)

1. Optisches Betrachtungssystem mit mindestens einem Teleskopsystem und mehreren optischen Elementen, das bei horizontaler Anordnung des opti­ schen Systems eine erste, horizontale optische Achse und eine zweite, ver­ tikale optische Achse hat,
mit einem ersten optischen Kompensationssystem, dessen Bewegung den Strahlengang zur Kompensation einer Zitterbewegung des Bildes in hori­ zontaler Richtung verschiebt, und
mit einem zweiten optischen Kompensationssystem, dessen Bewegung den Strahlengang zur Kompensation einer Zitterbewegung des Bildes in vertika­ ler Richtung verschiebt,
wobei das erste optische Kompensationssystem von der ersten optischen Achse geschnitten wird,
das zweite optische Kompensationssystem von der zweiten optischen Achse geschnitten wird, und
das zweite optische Kompensationssystem um eine Drehachse parallel zu der zweiten optischen Achse drehbar und an der Drehachse ausbalanciert ist.

2. Betrachtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente zwei ein Bildumkehrsystem bildende Prismen mit jeweils zwei Reflexionsflächen enthalten, die längs der ersten optischen Achse mit Abstand zueinander angeordnet sind, und daß das zweite optische Kompen­ sationssystem zwischen diesen Prismen angeordnet ist.

3. Optisches Betrachtungssystem mit mindestens einem Teleskopsystem und mehreren optischen Elementen, das bei horizontaler Anordnung des opti­ schen Systems eine erste, horizontale optische Achse und eine zweite, ver­ tikale optische Achse hat,
mit einem ersten optischen Kompensationssystem, dessen Bewegung den Strahlengang zur Kompensation einer Zitterbewegung des Bildes in horizon­ taler Richtung verschiebt, und
mit einem zweiten optischen Kompensationssystem, dessen Bewegung den Strahlengang zur Kompensation einer Zitterbewegung des Bildes in vertika­ ler Richtung verschiebt,
wobei das zweite optische Kompensationssystem von der ersten optischen Achse geschnitten wird,
das erste optische Kompensationssystem von der zweiten optischen Achse geschnitten wird und
das erste optische Kompensationssystem in Richtung orthogonal zu beiden optischen Achsen bewegbar ist.

4. Betrachtungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente zwei ein Bildumkehrsystem bildende Prismen mit jeweils zwei Reflexionsflächen enthalten, die längs der ersten optischen Achse mit Abstand zueinander angeordnet sind, und daß das erste optische Kompen­ sationssystem zwischen diesen Prismen angeordnet ist.

5. Doppelfernrohr mit zwei Teleskopsystemen, deren jedes enthält:
mehrere optische Elemente mit einer ersten, horizontalen optischen Achse und einer zweiten, vertikalen optischen Achse bei horizontaler Anordnung des Doppelfernrohrs,
ein erstes optisches Kompensationssystem zum Verschieben des Strahlen­ ganges mit der zweiten optischen Achse zur Kompensation einer Zitterbe­ wegung des Bildes in horizontaler Richtung, und
ein zweites optisches Kompensationssystem zum Verschieben des Strah­ lenganges der ersten optischen Achse zur Kompensation einer Zitterbewe­ gung des Bildes in vertikaler Richtung,
wobei das zweite optische Kompensationssystem um eine Drehachse paral­ lel zu der zweiten optischen Achse drehbar ist und an der Drehachse aus­ balanciert ist.

6. Doppelfernrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische Kompensationssystem enthält:
einen um die Drehachse mittig zwischen den ersten optischen Achsen der Teleskopsysteme drehbaren Dreharm,
zwei an beiden Enden des Dreharms gehaltene Kompensationssysteme mit einander entgegengesetzter Brechkraft, die von den ersten optischen Ach­ sen der Teleskopsysteme geschnitten werden, und
einen Betätiger zum Drehen des Dreharms entsprechend einer Zitterbewe­ gung des Doppelfernrohrs in vertikaler Richtung.

7. Doppelfernrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die opti­ schen Elemente ein Bildumkehrsystem mit einem ersten und einem zweiten Prisma mit jeweils zwei Reflexionsflächen enthalten, die längs der zweiten optischen Achse mit Abstand zueinander angeordnet sind, und daß das er­ ste optische Kompensationssystem zwischen diesen Prismen angeordnet ist.

8. Doppelfernrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Kompensationssystem ein weiteres um eine weitere Drehachse parallel zu der zweiten optischen Achse drehbares Drehelement enthält, das an der Drehachse ausbalanciert ist.

9. Doppelfernrohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Prismen der Teleskopsysteme so angeordnet sind, daß sie ihre Bilder über­ einstimmend um 90° drehen.

10. Doppelfernrohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Prismen der Teleskopsysteme so angeordnet sind, daß sie ihre Bilder in zueinander entgegengesetzten Richtungen um 90° drehen.

11. Doppelfernrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Kompensationssystem orthogonal zu beiden optischen Achsen be­ wegbar ist.

12. Doppelfernrohr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Kompensationssystem enthält:
eine parallel zu den ersten optischen Achsen der Teleskopsysteme beweg­ bare Linsenfassung,
zwei an der Linsenfassung gehaltene Kompensationslinsen, die jeweils von der ersten optischen Achse geschnitten werden, und
einen die Linsenfassung entsprechend einer Zitterbewegung des Doppel­ fernrohrs in horizontaler Richtung bewegenden Betätiger.

13. Doppelfernrohr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Kompensationssystem enthält:
eine parallel zu den ersten optischen Achsen der Teleskopsysteme beweg­ liche Linsenfassung,
zwei an der Linsenfassung gehaltene Kompensationslinsen, die jeweils von der zweiten optischen Achse geschnitten werden,
eine Magnetfeldanordnung zum Erzeugen eines Magnetfeldes im Bereich der Linsenfassung, und
eine an der Linsenfassung befestigte Treiberspule, die bei elektrischem Stromfluß die Linsenfassung parallel zu den ersten optischen Achsen be­ wegt.

14. Doppelfernrohr mit zwei Teleskopsystemen, deren jedes enthält:
mehrere optische Elemente mit einer ersten, horizontalen optischen Achse und einer zweiten, vertikalen optischen Achse bei horizontaler Anordnung des Doppelfernrohrs,
ein erstes optisches Kompensationssystem, zum Verschieben des Strahlen­ ganges der ersten optischen Achse zur Kompensation einer Zitterbewegung des Bildes in horizontaler Richtung, wobei dieses Kompensationssystem orthogonal zur ersten und zur zweiten optischen Achse bewegbar ist, und
ein zweites optisches Kompensationssystem zum Verschieben des Strah­ lenganges der zweiten optischen Achse zur Kompensation einer Zitterbewe­ gung des Bildes in vertikaler Richtung.

15. Doppelfernrohr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß erste op­ tische Kompensationssystem enthält:
eine orthogonal zur ersten und zur zweiten optischen Achse bewegliche Lin­ senfassung,
zwei an der beweglichen Linsenfassung gehaltene Kompensationslinsen, die jeweils von der ersten optischen Achse geschnitten werden, und
einen die Linsenfassung entsprechend einer Zitterbewegung des Doppel­ fernrohrs in horizontaler Richtung bewegenden Betätiger.

16. Doppelfernrohr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Kompensationssystem enthält:
zwei Fassungselemente für jeweils eine Kompensationslinse, welche jeweils von der ersten optischen Achse geschnitten werden, wobei die Fas­ sungselemente orthogonal zu der ersten und der zweiten optischen Achse bewegbar sind, und
einen die Fassungselemente gleichzeitig abhängig von einer horizontalen Zitterbewegung des Doppelfernrohrs in zueinander entgegengesetzten Richtungen bewegenden Betätiger.

17. Doppelfernrohr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die opti­ schen Elemente ein Bildumkehrsystem ein erstes und ein zweites Prisma mit jeweils zwei Reflexionsflächen enthalten, die längs der ersten optischen Achse mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind, und daß die zweiten optischen Kompensationssysteme zwischen den ersten und den zweiten Prismen angeordnet sind.

18. Doppelfernrohr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische Kompensationssystem orthogonal zu der ersten und der zweiten optischen Achse bewegbar ist.

19. Doppelfernrohr nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische Kompensationssystem enthält:
zwei Fassungselemente für jeweils eine Kompensationslinse, welche jeweils von der zweiten optischen Achse geschnitten werden, wobei Fas­ sungselemente orthogonal zu der ersten und der zweiten optischen Achse bewegbar sind, und
einen die Fassungselemente gleichzeitig abhängig von einer vertikalen Zit­ terbewegung des Doppelfernrohrs in zueinander entgegengesetzten Rich­ tungen bewegenden Betätiger.

20. Doppelfernrohr nach Anspruch 5 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite optische Kompensationssystem übereinstimmen­ den Aufbau haben.