DE19855669A1 - Doppelfernrohr mit Zitterkompensation - Google Patents

Description

Es wurden bereits Doppelfernrohre entwickelt, die ein System enthalten, das ein durch das Zittern der Hand verursachtes Bewegen des Bildes verhindert. Bei ei­ nem solchen System wird eine Kompensationslinse im Strahlengang eines jeden optischen Systems des Doppelfernrohrs verwendet. Dabei können ein Mecha­ nismus zum Bewegen der jeweiligen Kompensationslinse in vertikaler und ein Mechanismus zum Bewegen in horizontaler Richtung miteinander vereinigt oder separat nebeneinander angeordnet sein. Bei einem solchen Kompensationsme­ chanismus gibt es also zwei Antriebsrichtungen und damit für jede Richtung einen Teilmechanismus. Im Hinblick auf die Herstellkosten sollte jedoch ein ge­ meinsamer Mechanismus für die vertikale und die horizontale Kompensation verwendet werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein System zur Zitterkompensation anzugeben, das mit gleichartigen Mechanismen für zwei unterschiedliche Richtungen realisiert wird und somit den Aufbau vereinfacht und die Zahl erforderlicher Teile verringert.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der Erfindung enthält ein optisches System zur Bildaufrichtung ein Porro­ prisma das aus zwei separaten Teilprismen besteht. Damit ist es möglich, zwi­ schen diesen Teilprismen einen Kompensationsmechanismus vorzusehen, der für die vertikale und die horizontale Kompensationsbewegung verwendet werden kann.

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 den schematischen Aufbau eines Kompensationsmechanismus mit Blickrichtung senkrecht zur optischen Achse des in Fig. 1 gezeigten Doppelfernrohrs,

Fig. 2B den schematischen 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 den schematischen Aufbau eines Kompensationsmechanismus mit Blickrichtung parallel zur optischen Achse nach Fig. 4,

Fig. 6 eine andere Ausführungsform eines Kompensationsmechanismus,

Fig. 7 die perspektivische Darstellung der Anordnung optischer Elemente eines Doppelfernrohrs bei einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 den schematischen Aufbau eines Kompensationsmechanismus mit Blickrichtung senkrecht zur optischen Achse nach Fig. 7,

Fig. 9 den schematischen Aufbau des Kompensationsmechanismus mit Blickrichtung parallel zur optischen Achse nach Fig. 7,

Fig. 10 die perspektivische Darstellung der Anordnung optischer Elemente eines Doppelfernrohrs bei einem viertes Ausführungsbeispiel,

Fig. 11 die Vorderansicht einer Anordnung von Bildumkehrprismen des in Fig. 10 gezeigten Doppelfernrohrs,

Fig. 12 die Ausrichtung der Bilder zwischen einer Objektivlinse und einem Bildumkehrsystem, und

Fig. 13 die Ausrichtung der Bilder zwischen einem ersten und einem zweiten Teilprisma.

In Fig. 1 ist das optische System 100 eines Doppelfernrohrs für ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Doppelfernrohr hat zwei optische Teleskopsysteme für das rechte und das linke Auge eines Benutzers. In den Fi­ guren ist zur Definition von Richtungen ein X-Y-Koordinatensystem dargestellt. Die Y-Achse entspricht der Aufwärts/Abwärtsrichtung des Benutzers, die X-Achse entspricht der Rechts/Linksrichtung des Benutzers jeweils bei horizontalem 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. 12 beispielsweise zeigt, erzeugen die Objektivlinsen 11 und 12 jeweils ein umgekehrtes Bild Ia und Ib.

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

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, angeordnet sind. Die Teil­ prismen 13a und 13b sind durch Teilen eines Porroprismas vom Typ II ent­ standen. Jedes Teilprisma 13a und 13b hat zwei Reflexionsflächen.

Das erste Teilprisma 13a erzeugt ein gedrehtes Bild Ic (Fig. 13), 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. Wer­ den die Teilprismen 13a und 13b zu den Teilprismen 14a und 14b hingeschoben, so überlappen sie einander.

Das zweite Teilprisma 14a dreht das umgekehrte Bild Ib so, daß ein gedrehtes Bild Id (Fig. 13) 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 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 befindet sich zwischen der Objektivlinse 11 (oder 12) und dem zweiten Teilprisma 13a (oder 14a) ein Kompensationsmechanismus 17 zur Kompensation von Aufwärts/Abwärtszitterbewegungen des zu betrachtenden Bil­ des. Dieser Kompensationsmechanismus 17 enthält einen Dreharm 18, welcher ein rechtes und ein linkes Kompensationssystem 19 und 20 hält. Seine Dreh­ achse liegt in der Mitte der beiden optischen Achsen OT der Teleskopsysteme und parallel zu diesen. Senkrecht zur Rotationsachse 18a (X-Richtung in Fig. 1) liegen eine rechte Kompensationslinsenfassung 18b und eine linke Kompensa­ tionslinsenfassung 18c zueinander entgegengesetzt. Die Kompensationssysteme 19 und 20 sind so angeordnet, daß die optischen Achsen OT sie schneiden. Wie in Fig. 2A und 2B gezeigt, enthält das rechte Kompensationssystem 19 eine Ne­ gativlinse 19a und eine Positivlinse 19b, die auf der optischen Achse OT liegen, das linke Kompensationssystem 20 enthält eine Negativlinse 20a und eine Posi­ tivlinse 20b, die gleichfalls auf der optischen Achse OT liegen. Die rechte Kom­ pensationslinsenfassung 18b hält die Negativlinse 19a, die linke Kompensations­ linsenfassung 18c hält die Positivlinse 20b. Daher haben die rechte Kompensa­ tionslinsenfassung 18b und die linke Kompensationslinsenfassung 18c einen vorbestimmten gegenseitigen Abstand längs der 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 Mo­ tors 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.

Da das Bildumkehrsystem in Teilprismen mit jeweils zwei Reflexionsflächen un­ terteilt ist, ergibt sich ein Raum zum Drehen eines Bildes um 90° gegenüber dem zwischen der Objektivlinse und dem Bildumkehrprisma erzeugten Bild. Es können also Kompensationsmechanismen mit demselben Aufbau zum Kompensieren der Zitterbewegung in Aufwärts/Abwärts-Richtung und in Rechts/Links-Richtung verwendet werden. Der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 17 und der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 23 haben also übereinstimmenden Aufbau. Die Anzahl der für beide Mechanismen 17 und 23 erforderlichen Arten von Teilen kann deshalb gegenüber dem Fall verringert werden, daß beide Kompensationsmechanismen unterschiedlichen Aufbau haben.

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 zur Er­ findung. 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 als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 5 zeigt sche­ matisch einen Kompensationsmechanismus in diesem Doppelfernrohr.

Wie Fig. 4 zeigt, enthält das Doppelfernrohr eine rechte und eine linke Objektiv­ linse 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.

Die optische Achse des rechten (oder linken) Teleskopsystems enthält eine opti­ sche Achse OT von der Objektivlinse 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 zu den Achsen OT und OE.

Auf der optischen Achse OT zwischen der Objektivlinse 31 (oder 32) und dem Umkehrsystem 33 (oder 34) wird ein Objektbild Ia (oder Ib) in der in Fig. 12 ge­ zeigten Weise umgekehrt. Auf der optischen Achse OP zwischen dem ersten und dem zweiten Teilprisma 33a und 33b (oder 34a und 34b) wird ein Bild Ic (oder Id), das um 90° gegenüber dem Bild Ia (oder Ib) gedreht ist, mit dem ersten Teil­ prisma 33a (oder 34a) in der in Fig. 13 gezeigten Weise gedreht. Mit dem zweiten Teilprisma 33b (oder 34b) wird das Bild aufgerichtet und durch die Okularlinse 35 (oder 36) betrachtet.

Zwischen den Objektivlinsen 31 und 32 und den ersten Teilprismen 33a und 34a befindet sich ein Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 37. Dieser hat, wie Fig. 5 zeigt, eine rechteckige Linsenfassung 38, die zwei Kompensationslin­ sen 39 und 40 hält. Die Kompensationslinsen 39 und 40 schneiden die optischen Achsen OT des rechten und des linken Teleskopsystems. Sie sind gleichartige Linsen. An den Längsseiten der Linsenfassung 38 sind Führungsschienen 41 vorgesehen. Geradlinige Gleitstäbe 41a sind in Öffnungen zweier Arme 42 ge­ führt, die innen am Gehäuse des Doppelfernrohrs ausgebildet sind. Mit dieser Konstruktion kann die Linsenfassung 38 aufwärts und abwärts (Fig. 5; Pfeilrich­ tung in Fig. 4) senkrecht zu den optischen Achsen OT der beiden Teleskopsyste­ me bewegt werden.

An einer Seite der Linsenfassung 38, die senkrecht zu den optischen Achsen OT liegt, ist zwischen den Kompensationslinsen 39 und 40 ein Vorsprung 43 ausge­ bildet. Am Körper des Doppelfernrohrs befindet sich ein Betätiger 44, der mit ei­ nem Kolben 45 an der Innenseite des Vorsprungs 43 anliegt. Der Betätiger 44 ist so ausgebildet, daß er bei elektrischer Speisung den Kolben 45 in Auf­ wärts/Abwärts-Richtung (Fig. 5) ausschiebt bzw. einzieht (Y-Richtung). Wird der elektrische Strom eingeschaltet, um den Kolben 45 auszuschieben, so wird da­ durch der Vorsprung 43 beaufschlagt, und die Linsenfassung 38 bewegt sich in Fig. 5 aufwärts.

Wie Fig. 5 zeigt, sind Schraubenfedern 46 an den Führungsstäben 41a vorgese­ hen und drücken die Linsenfassung 38 relativ zum Körper des Doppelfernrohrs in Fig. 5 abwärts. Wird der Betätiger 44 zum Ausschieben des Kolbens 45 einge­ schaltet, so bewegt sich die Linsenfassung 48 aufwärts, während beim Einziehen des Kolbens 45 durch die Schraubenfedern 46 der Vorsprung 43 an dem Kolben 45 angedrückt bleibt und die Linsenfassung 38 abwärts bewegt wird. Durch Ein­ schalten des Betätigers 44 kann also die Linsenfassung 38 senkrecht zu einer Ebene bewegt werden, die die optischen Achsen OT enthält, d. h. in Fig. 5 auf­ wärts und abwärts (Y-Richtung).

Am Ort des Kompensationsmechanismus 37 stimmt die Bewegungsrichtung der Linsen 39 und 40 mit der Aufwärts/Abwärts-Richtung des umgekehrten Bildes überein. Daher erfolgt eine Kompensation der Zitterbewegung des Bildes durch Steuern des Betätigers 44 entsprechend dem Signal, das das Handzittern in Aufwärts/Abwärts-Richtung angibt.

Zwischen den ersten Teilprismen 33a und 34a und den zweiten Teilprismen 33b und 34b befindet sich ein Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 47. Dieser hat denselben Aufbau wie der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 37, und die für ihn geltenden Bezugszeichen sind in Fig. 5 eingeklammert.

Der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 47 hat eine rechteckige Linsen­ fassung 48, die zwei Kompensationslinsen 49 und 50 hält. Die Kompensationslin­ sen 49 und 50 schneiden die optischen Achsen OT des linken und des rechten Teleskopsystems. Sie sind gleichartige Linsen. An den Längsseiten der Linsen­ fassung 48 sind Führungsschienen 51 vorgesehen. Gerade Führungsstäbe 51a sind in Öffnungen zweier Arme 52 geführt, die an der Innenseite des Gehäuses des Doppelfernrohrs ausgebildet sind. Mit dieser Konstruktion kann die Linsen­ fassung 48 nach rechts und nach links (X-Richtung) senkrecht zu einer Ebene bewegt werden, die die optischen Achsen OT enthält, sowie auch senkrecht zur X-Richtung, d. h. parallel zur Y-Richtung.

An einer Seite der Linsenfassung 48 befindet sich ein Vorsprung 53. Am Gehäuse des Doppelfernrohrs ist ein Betätiger 54 vorgesehen, der mit einem Kolben 55 an der Seitenfläche des Vorsprungs 53 anliegt. Wie Fig. 5 zeigt, sind Schrauben­ federn 56 an den Führungsstäben 51a vorgesehen. Durch Einschalten des Betätigers 54 drückt der Kolben 55 den Vorsprung 53 in Y-Richtung und bewegt sich die Linsenfassung 48 senkrecht zu einer Ebene, die die optischen Achsen OP enthält, d. h. parallel zu den optischen Achsen OT.

Am Ort des Kompensationsmechanismus 47 sind die Bilder Ic und Id in überein­ stimmender Richtung um 90° gegenüber den Bildern Ia und Ib gedreht. Daher stimmt die Bewegungsrichtung der Linsen 49 und 50 mit der Rechts/Links-Rich­ tung der Bilder Ic und Id überein. Durch Steuern des Betätigers 54 entsprechend dem das Handzittern in Rechts/Links-Richtung angebenden Signal wird also die Kompensation der Bildbewegung in dieser Richtung ausgeführt.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann ein Steuersystem der in Fig. 3 gezeig­ ten Art oder jedes andere geeignete Steuersystem mit Zittersensor und Positi­ onssensor zum Erfassen der Position der Linsenfassung 38 eingesetzt werden. Eine Erläuterung dieses Steuersystems ist hier nicht erforderlich.

Fig. 6 zeigt einen Kompensationsmechanismus 120 als Alternative zu dem in Fig. 5 gezeigten Mechanismus. Der Kompensationsmechanismus 120 kann anstelle der Kompensationsmechanismen 37 und 47 (Fig. 4) eingesetzt werden.

Der Mechanismus 120 hat eine Linsenfassung 121 mit zwei Führungsschienen 122 an ihren Längsseiten. Diese sind in Öffnungen von Haltearmen 123 geführt. Die Linsenfassung 121 hält Kompensationslinsen 110 und 111 und ist senkrecht zu einer Ebene bewegbar, die die optischen Achsen OT der beiden Teleskopsy­ steme enthält.

An einer Seite der Linsenfassung 121 ist eine Jochplatte 124 vorgesehen, und zwischen dieser und der Linsenfassung 121 befinden sich zwei längliche Perma­ nentmagnete 126. Jeder Permanentmagnet 126 liegt senkrecht zu der Bewe­ gungsrichtung der Linsenfassung 121, und sie sind parallel zueinander angeord­ net. In der Mitte der Linsenfassung 121 ist eine weitere Jochplatte 128 befestigt. Mit dieser Konstruktion wird ein Magnetfeld erzeugt, das durch eine Linie α dar­ gestellt ist. In diesem Magnetfeld befindet sich eine rahmenartige Treiberspule 129, die an der Linsenfassung 121 befestigt ist.

Entsprechend dem in der Spule 129 fließenden Strom wird eine Antriebskraft zum Bewegen der Linsenfassung senkrecht zu der Ebene der optischen Achsen O der Linsen 110 und 111 erzeugt. Durch Steuern des Stroms in der Spule 129 kann die Linsenfassung 121 also senkrecht zu dieser Ebene bewegt werden.

Wie Fig. 6 zeigt, hat die Linsenfassung 121 einen Schlitz 130, und ein Lichtsen­ der 132 sowie ein Positionssensor 133 sind beiderseits des Schlitzes 130 ange­ ordnet. Der Positionssensor 133 ist in Bewegungsrichtung der Linsenfassung 121 länglich. Sein Ausgangssignal gibt also die Position der Linsenfassung 121 an.

Wird der Kompensationsmechanismus 120 anstelle des Kompensationsmecha­ nismus 37 (Fig. 4) eingesetzt und sind die Linsen 110 und 111 auf den optischen Achsen OT angeordnet, so können sie senkrecht zu der Ebene der optischen Achsen OT bewegt werden. Der Kompensationsmechanismus 120 arbeitet dann als Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus. Der Kompensationsmecha­ nismus 120 kann auch anstelle des Kompensationsmechanismus 47 (Fig. 4) ein­ gesetzt werden. Dann sind die Linsen 110 und 111 auf den optischen Achsen OP angeordnet. Sie können dann senkrecht zu der Ebene der optischen Achsen OP bewegt werden. Somit arbeitet der Kompensationsmechanismus 120 dann als Rechts/Links-Kompensationsmechanismus.

Bei dem in Fig. 4 bis 6 gezeigten Kompensationsmechanismus ist das Bildum­ kehrprisma in zwei Teilprismen geteilt, und dadurch wird Raum für ein Bild ge­ schaffen, das um 90° gegenüber dem zwischen der Objektivlinse und dem Um­ kehrprisma erzeugten Bild gedreht ist. Daher kann ein Kompensationsmechanis­ mus gleichartiger Konstruktion zur Kompensation in Aufwärts/Abwärts-Richtung und in Rechts/Links-Richtung verwendet werden. Der Aufwärts/Abwärts-Kompen­ sationsmechanismus 37 und der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 47 haben dann übereinstimmenden Aufbau. Dadurch kann die Anzahl erforderlicher Teilearten für beide Mechanismen 37 und 47 gegenüber dem Fall verringert wer­ den, daß beide Mechanismen unterschiedlich aufgebaut sind.

Ein drittes Ausführungsbeispiel eines Kompensationsmechanismus wird im fol­ genden an Hand der Fig. 7 bis 9 erläutert.

Das in Fig. 7 gezeigte optische System des Doppelfernrohrs stimmt weitgehend mit dem in Fig. 1 oder 4 gezeigten überein.

Wie Fig. 7 zeigt, hat das Doppelfernrohr bei diesem Ausführungsbeispiel eine rechte und eine linke Objektivlinse 61 und 62, ein rechtes und ein linkes Bildum­ kehrsystem 63 und 64 und ein rechtes und ein linkes Okularsystem 65 und 66.

Das rechte Bildumkehrsystem 63, das ein Porroprisma des Typs II ist, ist in Teil­ prismen 63 und 63b unterteilt. Das linke Bildumkehrsystem 64, das gleichfalls ein Porroprisma des Typs II ist, ist gleichfalls in ein erstes und ein zweites Teilprisma 64a und 64b unterteilt.

Das rechte (oder linke) Teleskopsystem hat eine optische Achse OT, die von der Objektivlinse 61 (oder 62) zu dem Bildumkehrsystem 63 (oder 64) verläuft, und eine optische Achse OP zwischen dem ersten und dem zweiten Teilprisma 63a und 63b (oder 64a und 64b), sowie eine optische Achse OT, die von dem Bildum­ kehrsystem 63 (oder 64) zu der Okularlinse 65 (oder 66) verläuft. Die Achsen OT und OE sind parallel, und die Achse OP liegt zu ihnen senkrecht.

Auf der optischen Achse OT, d. h. zwischen der Objektivlinse 61 (oder 62) und dem Bildumkehrsystem 63 (oder 64) wird ein Objektbild Ia (oder Ib) umgekehrt, wie es Fig. 12 zeigt. Auf der optischen Achse OP, d. h. zwischen dem ersten und dem zweiten Teilprisma 63a und 63b (der 64a und 64b) wird ein Bild Ic (oder Id), das um 90° gegenüber dem Bild Ia (oder Ib) gedreht ist, mit dem ersten Teil­ prisma 63a (oder 64a) erzeugt, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. Mit dem zweiten Teil­ prisma 63b (oder 64b) wird das Bild umgekehrt und dann durch die Okularlinse 65 (oder 66) betrachtet.

In dem dritten Ausführungsbeispiel befindet sich ein Rechts/Links-Kompensati­ onsmechanismus 67 zwischen den Objektivlinsen 61 und 62 und den Bildum­ kehrsystemen 63 und 64.

Der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 67 hat einen Motor 69 mit einem Ritzel 68. Ferner hat er ein rechtes und ein linkes optisches Kompensationssy­ stem 70 und 71. Das rechte Kompensationssystem 70 enthält eine Negativlinse 70a und eine Positivlinse 70b, die Negativlinse 70a hat eine Fassung 72. Das linke Kompensationssystem 71 enthält eine Negativlinse 71a und eine Positivlinse 71b sowie für diese eine Linsenfassung 73. Werden die Negativlinse 70a und der Positivlinse 71b in gleicher Richtung um gleiche Beträge bewegt, so werden ihre Strahlengänge um gleiche Beträge, jedoch entgegengesetzt zueinander verschoben. Die Positivlinse 70b und die Negativlinse 71a sind in dem Doppel­ fernrohr unbeweglich so angeordnet, daß ihre optischen Achsen mit den optischen Achsen OT zusammenfallen.

Wie Fig. 8 und 9 zeigen, hat die Linsenfassung 72 eine rechte Zahnstange, die mit dem Ritzel 68 in Eingriff steht. Ähnlich hat die Linsenfassung 73 eine linke Zahnstange 75, die mit dem Ritzel 68 in Eingriff steht. Wie Fig. 9 zeigt sind die Zahnstangen 74 und 75 parallel und greifen in das Ritzel 68 auf gegenüberlie­ genden Seiten ein. Dreht sich das Ritzel 68, so bewegen sich die Linsenfassun­ gen 72 und 73 parallel zu der Ebene der optischen Achsen OT und senkrecht zu diesen in zueinander entgegengesetzten Richtungen. Dreht sich beispielsweise das Ritzel 68 in Fig. 9 im Uhrzeigersinn, so bewegen sich die Linsenfassungen 72 und 73 aufeinander zu, wie es durch Pfeile gezeigt ist.

Da die Negativlinse 70a in der Linsenfassung 72 und die Positivlinse 71b in der Linsenfassung 73 sitzt, wird eine Kompensation trotz der Bewegung der Linsen­ fassungen 72 und 73 in entgegengesetzten Richtungen in übereinstimmender Richtung erzeugt, und diese Kompensationsrichtung ist parallel zu der die opti­ schen Achsen der Linsen 70a und 71b enthaltenden Ebene und senkrecht zu die­ sen optischen Achsen. Ferner stimmen die Kompensationsbeträge der Linsen 70a und 71b bei gleicher Bewegung überein.

Zwischen den Objektivlinsen 61 und 62 und den Bildumkehrsystemen 63 und 64 werden umgekehrte Bilder Ia und Ib erzeugt. Durch den Kompensationsmecha­ nismus 67 wird die durch die Hand eingeführte Zitterbewegung der Bilder in Rechts/Links-Richtung kompensiert.

Zwischen den ersten Teilprismen 80a und 81a und den zweiten Teilprismen 80b und 81b ist ein Kompensationsmechanismus 77 angeordnet.

Der Kompensationsmechanismus 77 hat denselben Aufbau wie der Kompensati­ onsmechanismus 67. Wie Fig. 8 und 9 zeigen, steht eine rechte Zahnstange 84 der Linsenfassung 82 mit einem Ritzel 78 in Eingriff. Ferner steht eine linke Zahnstange 85 der Linsenfassung 83 mit dem Ritzel 78 in Eingriff. Der Kompen­ sationsmechanismus 77 hat einen Motor 79 mit dem Ritzel 78. Ferner enthält er ein rechtes und ein linkes optisches Kompensationssystem 80 und 81. Das rechte Kompensationssystem 80 enthält eine Negativlinse 80a und eine Positivlinse 80b, die Negativlinse 80a sitzt in der Linsenfassung 82. Das linke Kompen­ sationssystem 81 enthält eine Negativlinse 81a und eine Positivlinse 81b, die in der Linsenfassung 83 sitzt. Werden die Negativlinse 80a und die Positivlinse 81b in übereinstimmender Richtung um gleiche Beträge verlagert, so werden ihre Strahlengänge im dieselben Beträge zueinander entgegengesetzt verlagert. Die Positivlinse 80b und die Negativlinse 81a, die in dem Doppelfernrohr unbeweglich angeordnet sind, haben mit den optischen Achsen OP zusammenfallende op­ tische Achsen.

Zwischen den ersten Teilprismen 63a und 64a und den zweiten Teilprismen 63b und 64b werden die Bilder Ic und Id um 90° in übereinstimmender Richtung ge­ genüber den Bildern Ia und Ib gedreht. Damit kann mit dem Kompensationsme­ chanismus 77 das durch die Hand eingeführte Zittern der Bilder in Auf­ wärts/Abwärts-Richtung kompensiert werden.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel kann ein Steuersystem nach Fig. 3 oder je­ des andere geeignete Steuersystem eingesetzt werden. Ein solches Steuersy­ stem muß hier nicht weiter erläutert werden.

Bei dem in Fig. 7 bis 9 gezeigten Kompensationsmechanismus ist das Bildum­ kehrprisma in zwei Teilprismen unterteilt, so daß ein Raum entsteht, in dem ein um 90° gegenüber dem zwischen der Objektivlinse und dem Bildumkehrprisma erzeugten Bild gedrehtes Bild entstehen kann. Gleiche Kompensationsmecha­ nismen können also zur Kompensation der durch die Hand eingeführten Zitterbe­ wegung der Bilder in Aufwärts/Abwärts-Richtung und der Bewegung in Rechts/Links-Richtung eingesetzt werden. Der Rechts/Links-Kompensationsme­ chanismus 67 und der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 77 haben also übereinstimmende Konstruktion. Deshalb kann die Zahl der für beide Me­ chanismen 67 und 77 verwendeten Teilearten gegenüber dem Fall verringert werden, daß beide Kompensationsmechanismen unterschiedlich konstruiert sind.

Fig. 10 und 11 zeigen ein optisches System für ein viertes Ausführungsbeispiel, bei dem ein Porroprisma des Typs I als Bildumkehrsystem vorgesehen ist. Hier sind dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 bis 3 für gleichartige Elemente ver­ wendet. Diese Elemente müssen nicht nochmals erläutert werden.

Das optische System des vierten Ausführungsbeispiels besteht aus einem rechten und einem linken Teil. Das rechte optische System hat ein Bildumkehrsystem 90. Dieses ist ein Porroprisma vom Typ I und besteht aus einem ersten und einem zweiten Teilprisma (rechtwinklige Prismen) 90a und 90b. Jedes Teilprisma 90a und 90b hat zwei Reflexionsflächen, diese sind parallel zu den optischen Achsen OT der Objektivlinsen 11 und 12 angeordnet. Die Teilprismen 90a und 90b sind so angeordnet, daß Kanten an rechtwinkligen Ecken senkrecht zueinander liegen und unter einem Winkel von 45° gegenüber der Ebene der optischen Achsen OT geneigt sind (Fig. 11). Ähnlich enthält das linke optische System ein Bildumkehr­ system 91. Dieses ist ein Porroprisma vom Typ I und besteht aus einem ersten und einem zweiten Teilprisma (rechtwinklige Prismen) 91a und 91b. Jedes Teil­ prisma 91a und 91b hat zwei Reflexionsflächen, die parallel zu den optischen Achsen OT der Objektivlinsen 11 und 12 liegen. Die Teilprismen 91a und 91b sind so angeordnet, daß ihre Kanten an rechtwinkligen Ecken senkrecht zueinan­ der liegen und unter einem Winkel von 45° gegenüber der Ebene der optischen Achsen OT geneigt sind.

Da das erste und das zweite Teilprisma 90a und 91a unter einem Winkel von 45° gegenüber der Ebene der optischen Achsen OT geneigt sind, werden Bilder Ic und Id (Fig. 13) durch zweimalige Reflexion in jedem Teilprisma erzeugt. Diese Bilder sind um 90° gegenüber den Bildern Ia und Ib (Fig. 12) im Uhrzeigersinn gedreht. Die Bilder Ic und Id werden ferner um 90° mit den zweiten Teilprismen 90b und 91b gedreht und als aufrecht stehende Bilder betrachtet.

Ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel befindet sich zwischen den Ob­ jektivlinsen 11 und 12 und den Umkehrsystemen 90 und 91 ein Aufwärts/Abwärts- Kompensationsmechanismus 17. Sein Aufbau ist ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel und wird daher nicht nochmals erläutert.

Ein Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 23' liegt zwischen den ersten Teil­ prismen 90a und 91a und den zweiten Teilprismen 90b und 91b.

Der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 23' hat denselben Aufbau wie der Aufwärts/Abwärts-Kompensationsmechanismus 17. Er hat einen Dreharm 24' zwi­ schen der rechten und der linken optischen Achse OP, die zwischen den ersten Teilprismen 90a und 91a und den zweiten Teilprismen 90b und 91b liegen, und ist parallel zur optischen Achse OP. Der Dreharm 24' dreht um eine Drehachse 24a'.

Der Rechts/Links-Kompensationsmechanismus 23' enthält ein rechtes und ein lin­ kes Kompensationssystem 25' und 26', die jeweils eine Negativlinse 25a' (26a') und eine Positivlinse 25b' (26b') auf der optische Achse OP enthalten. Die Nega­ tivlinse 25a und die Positivlinse 26b werden in einer rechten Kompensationslin­ senfassung (nicht dargestellt) und einer linken Kompensationslinsenfassung (nicht dargestellt) gehalten. Die Positivlinse 25b' und die Negativlinse 26a' sind in dem Doppelfernrohr so festgelegt, daß ihre optischen Achsen mit den optischen Achsen OP zusammenfallen.

Da die Bilder Ic und Id um 90° gegenüber den Bildern Ia und Ib gedreht sind, wird ihre durch die Hand eingeführte Zitterbewegung in Rechts/Links-Richtung kom­ pensiert. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel läuft der Lichtstrahl längs der opti­ schen Achsen OP' von der Okularseite zur Objektlinsenseite. Der Kompensati­ onsmechanismus 23' ist entgegengesetzt zur Richtung des Kompensationsme­ chanismus 17 ausgerichtet. Wie vorstehend beschrieben, haben die Kompensati­ onsmechanismen 17 und 23' aber denselben Aufbau, und die Anzahl der für beide Mechanismen 23' und 17 erforderlichen Teilearten ist gegenüber dem Fall verringert, daß zwei Kompensationsmechanismen unterschiedlicher Konstruktion vorgesehen sind.

Die Kompensationsmechanismen 17 und 23' können auch durch die zuvor be­ schriebenen Ausführungsbeispiele von Kompensationsmechanismen ersetzt sein.

Ein Steuersystem nach Fig. 3 kann dem vierten Ausführungsbeispiel angepaßt werden. Es wird hier nicht weiter erläutert.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die mit den Objektivlinsen erzeugten umgekehrten Bilder mit den ersten Teilprismen im Uhrzeigersinn ge­ dreht. Diese können aber auch eine Bilddrehung im Gegenuhrzeigersinn erzeu­ gen.

Die aufgerichteten Bilder werden durch die Okularlinsen betrachtet. Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Konstruktion beschränkt und kann auch auf ein Doppelfernrohr angewendet werden, bei dem Abbildungsvorrichtungen (z. B. CCD-Elemente) und Abbildungslinsen anstelle oder zusätzlich zu Okularlinsen vorgesehen sind.

Claims (9)

1. Doppelfernrohr mit zwei Teleskopsystemen mit jeweils einem Objektivlin­ sensystem, einem Bildumkehrsystem und einem Betrachtungssystem, bei dem das Bildumkehrsystem des jeweiligen Teleskopsystems ein erstes Prisma und ein zweites Prisma jeweils mit zwei Reflexionsflächen enthält,
mit einem ersten Kompensationsmechanismus für die durch die Hand einge­ führte Zitterbewegung des betrachteten Bildes senkrecht zu der Ebene der beiden optischen Achsen der Teleskopsysteme,
und mit einem zweiten Kompensationsmechanismus für die durch die Hand eingeführte Zitterbewegung des betrachteten Bildes senkrecht zu den opti­ schen Achsen der beiden Teleskopsysteme und senkrecht zur ersten Kom­ pensationseinrichtung,
wobei einer der beiden Kompensationsmechanismen zwischen der Objektiv­ linse und dem Bildumkehrsystem und der andere Kompensationsmechanis­ mus zwischen dem ersten Teilprisma und dem zweiten Teilprisma angeord­ net ist.

2. Doppelfernrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Prisma eines jeden Teleskopsystems ein mit der Objektivlinse erzeugtes Bild in vorgegebener Richtung um 90° dreht.

3. Doppelfernrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kompensationsmechanismus und der zweite Kompensationsmechanismus übereinstimmenden Aufbau haben.

4. Doppelfernrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der jewei­ lige Kompensationsmechanismus einen Dreharm mit einer Drehachse mittig zwischen den optischen Achsen beider Teleskopsysteme und zwei Kom­ pensationslinsen an den beiden Enden des Dreharms enthält, die in den op­ tischen Weg der Teleskopsysteme eingesetzt sind und durch einen den Dreharm drehenden Betätiger bewegt werden.

5. Doppelfernrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der jewei­ lige Kompensationsmechanismus eine senkrecht zu einer die optischen Achsen beider Teleskopsysteme enthaltenden Ebene bewegbare Linsen­ fassung für zwei Kompensationslinsen auf den optischen Achsen der Tele­ skopsysteme und einen Betätiger zum Bewegen der Linsenfassung enthält.

6. Doppelfernrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der jewei­ lige Kompensationsmechanismus eine senkrecht zu einer die optischen Achsen beider Teleskopsysteme enthaltenden Ebene bewegbare Linsen­ fassung, zwei in der Linsenfassung gehaltene Kompensationslinsen auf den optischen Achsen beider Teleskopsysteme, einen Magnetfeldgenerator zum Erzeugen eines Magnetfeldes im Bereich der beweglichen Linsenfassung und eine an der beweglichen Linsenfassung befestigte Wicklung enthält, wobei die Linsenfassung bei Stromfluß durch die Wicklung senkrecht zu der die optischen Achsen beider Teleskopsysteme enthaltenden Ebene bewegt wird.

7. Doppelfernrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der jewei­ lige Kompensationsmechanismus zwei Linsenfassungen jeweils für eine Kompensationslinse auf der optischen Achse eines Teleskopsystems ent­ hält, die senkrecht zu den optischen Achsen der Teleskopsysteme bewegbar sind und gleichzeitig in zueinander entgegengesetzten Richtungen mit einem Betätiger bewegt werden.

8. Doppelfernrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste und das zweite Prisma ein Porroprisma des Typs II bilden.

9. Doppelfernrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Prisma ein Porroprisma des Typs I bilden.