DE2005396A1

DE2005396A1 - Focusing device for optical equipment, in particular telescopes

Info

Publication number: DE2005396A1
Application number: DE19702005396
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing χ 6900 Jena Riedel Christian Weigold Wilfried Dipl Phys χ 9200 Freiberg Huther
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1969-04-28
Filing date: 1970-02-06
Publication date: 1971-01-07
Also published as: CH499119A

Description

Fokussiervorrichtung für optische Geräte, insbesondere Fernrohre Die Erfindung betrifft eine Fokussiervorrichtung für optische Geräte, insbesondere Fernrohre, bei denen ein drehbarer Fokussiertrieb auf ein verschiebbares Fokussierglied wirkt. Focusing device for optical devices, in particular telescopes The invention relates to a focusing device for optical devices, in particular Telescopes with a rotatable focusing drive on a movable focusing element works.

Es ist bekannt, bei Fokussiervorrichtungen die kinematische Verbindung zwischen dem Fokussiertrieb und dem Fokussierglied entweder mit Hilfe von Ritzeln und Zahnstangen oder von Kurvenscheiben vorzunehmen. Dabei wird durch Drehen des Fokussiertriebes das Fokussierglied zwischen zwei den Fokussierbereich festlegenden Anschlägen bewegt. It is known that the kinematic connection in focusing devices between the focusing drive and the focusing member either with the help of pinions and racks or cams. By turning the Focusing drive the focusing element between two defining the focusing area Moves attacks.

Zum Durchlaufen eines groBen Fokussierbereichs muß der Fokussiertrieb mehrmals gedreht werden. Auch ist einer Stellung des Fokussiertriebs nioht entnehmbar, ob er zur Herstellung der richtigen Fokussierung In der einen oder anderen Richtung zu drehen ist. Es kommt also des öfteren vor, daß zum Erreichen der Scharfabbildung der Fokussiertrieb zunächst in der falschen Richtung bis zum Anschlag gedreht wird, bevor er mit Sicherheit in der richtigen Richtung gedreht wird, Ferner bergen die harten Fokussieranschläge de Gefahr von Dejustierungen oder Baschädigungen in sich. Man hat zwar schon versucht, die Anzahl dor au einer Fokussierung erforderlichen Umrehungen des Fokussierknopfes durch Schaffung der kombinierten Grob-Fein-Fokussiervorrichtung zu begegnen; Jedoch ist eine derartige Fokussiervorrichtung insbesondere tXr kleine Geräte zu aufwendig und voluminös.To run through a large focusing area, the focusing drive must be rotated several times. One position of the focusing drive cannot be taken either, whether to make the right focus in one direction or another is to turn. So it often happens that to achieve the sharp image the focusing drive is initially turned in the wrong direction as far as it will go, before it is turned in the right direction with certainty, the hard focus stops de risk of misalignment or damage to the base. Attempts have already been made to determine the number required for a focus Rotations of the focus knob by creating the combined Counter coarse-fine focusing device; However, there is such a focusing device especially tXr small devices too expensive and voluminous.

Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der aufgezeigten Mängel und eine Vereinfachung der Fokussiervorrichtung. The purpose of the invention is to eliminate the deficiencies and a simplification of the focusing device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pokussiervorrichtung zu schaffen, die mit einer Umdrehung oder weniger des Fokussiertriebs den gesamten Fokussierbereich zu erfassen gestattet, unabhängig von der Drehrichtung wirksam ist und keine mechanischen Anschläge zur Begrenzung des Fokussierbereichs besitzt. The invention is based on the object of a focusing device to create the entire with one turn or less of the focusing drive It is possible to capture the focus area effectively regardless of the direction of rotation and has no mechanical stops to limit the focus range.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die kinematische Verbindung zwischen dem Fokussiertrieb und dem Fokussierglied ein exzentrisch wirkendes mechanischen Mittel mit einer in sich geschlossenen Gleitfläche enthält. According to the invention, this object is achieved in that the kinematic Connection between the focusing drive and the focusing element is an eccentric one contains mechanical means with a self-contained sliding surface.

Vorteilhaft ist die Gleitfläche stetig. Die Erfindung ermög licht bei gleichbleibender Drehrichtung des Fokussiertriebs den gesamten Fokussierbereich eines optischen Gerätes mit einer halben bis einer ganzen Umdrehung des Fokussiertriebs zu erfassen. Die Wirkunsweise der erfindungsgemäßen Vor richtung ist von der Drehrichtung des Fokussiertriebs unabhängig. Mechenische Anachläge zur Begrenzung des Pokussierbereichs sind vermieden. Ein Suchen der richtigen Drehrichtung des Fokussiertriebs ist nicht erforderlich. Durch die Erfindung ist ein unendlich oft drehbarer Fokussiertrieb entstanden, dessin Wirkungen sich mit einer Periode von maximal 360° wiederholen. zur Übersetzung oder Untersetzung des durch das exzentrisch wirkende Mittet erzielten Verschiebungsbetrages ist vorteilhaft zwischen dem Mittel und dem Fokussierglied ein Übersetzungsgetriebe angeordnet.The sliding surface is advantageously continuous. The invention made light the entire focusing range if the direction of rotation of the focusing drive remains the same an optical device with a half to a full turn of the focusing drive capture. The mode of action of the device according to the invention is dependent on the direction of rotation independent of the focusing drive. Mechanical appendices to limit the focusing area are avoided. Searching for the correct direction of rotation of the focusing drive is not necessary. The invention provides a focusing drive that can be rotated infinitely often originated, dessin effects each other with a period of maximum Repeat 360 °. for the translation or reduction of the eccentric acting The mid shift amount is advantageous between the average and the Focusing member arranged a transmission gear.

Eine konstruktiv einfach verwirklichbare Auafuh"rungs form des Gegenstandes der Erfindung ergibt sich, wenn die Gleitfläche die im Gerät befindliche, zur Drehachae des Pokussiertriebs geneigte Stirnfläche dieses Pokussierriebs ist. Eine reibungsfreie und exakte Parallelverschiebungen gewährleistende Lagerung des vorteilhafterweise als ebener Reflektor ausgebildeten Fokussiergliedes ergibt sich, wenn das Fokussierglied mit Hilfe eines Gelenkparallelogramis mit dem Gerät verbunden ist. Unter einem ebenen Reflektor aoll selbstverständlich sowohl ein Spiegel als auch ein rechtwinkliges Priama oder eine diesem Errichwirkende Priamen-oder Spiegelkombination verstanden werden, Das exzentrisch wirkende mechanische Mittel kann auch so ausgebildet sein, daß bei einer vollen Umdrehung des Fokussiertriebs das Fokussierglied zwei Maxima und zwei Minima der Verschiebung durchläuft. A design form of the object that is easy to implement in terms of construction of the invention arises when the sliding surface is located in the device, to the Drehachae of the focusing drive is inclined end face of this focusing drive. A smooth one and storage of the advantageously ensuring exact parallel displacements designed as a flat reflector focusing member results when the focusing member is connected to the device with the help of a joint parallelogram. Under a flat The reflector is of course both a mirror and a right-angled one Priama or a combination of priams or mirrors that builds it up The eccentric mechanical means can also be designed in such a way that that with a full revolution of the focusing drive the focusing member has two maxima and passes through two minima of the displacement.

Die Erfindung wird an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Bs zeigen: 1 ein Fernrohr im Schnitt mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt durch das Fernrohr entlang der Linie A-A in Fig. 1, Fig. 3 den Längsschnitt eines Fernrohrs mit einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 4 einen Teil eines Querschnittes des Fernrohrs nach Fig. 3, Fig. 5 und 6 ein drittes Ausführungsbeispiel der Brfindung in Ansicht und Draufsicht, Fig. 7 eine Ausbildungamdgliçhkeit des exzentrisch wirkenden mechanischen Mittels, Pig, 8 ein Element zur Lagerung des Fokussiergliedes. The invention is explained in more detail with reference to the schematic drawing. Fig. 1 shows a telescope in section with an embodiment of the invention, Fig. 2 shows a section through the telescope along the line A-A in Fig. 1, Fig. 3 shows the longitudinal section of a telescope with another embodiment of the invention, 4 shows a part of a cross section of the telescope according to FIGS. 3, 5 and 6 third embodiment of the invention in view and plan view, Fig. 7 a Training for the eccentric mechanical means, Pig, 8 a Element for mounting the focusing element.

In Fig. 1 und 2 besitzt ein Kernrohr 1 mit einer optischen Achse O1 - O1 ein Objektiv 2, eine Fokussierlinse 3, eine Strichplatte 4 mit einer Zielmarke 5 und ein Okular 6, Die Fokussierlinse 3 befindet sich in einer Passung 7, die mit Gleitstücken 8 in Führungen 9 am Fernrohrgehäuse 1 parallel zur optischen Achee O1 - O1 verschiebbar gelagert ist. Die Fassung 7 ist mit einem Mitnehmer 10 verstehen, der in eine kreisförmige Nut (Gleitfläche) 11 einer Scheibe 12 eingreift, die an einem Ende eines am Fernrohrgehäuae 1 gelagerten Achszapfens 13 befestigt ist, an dessen anderem Ende ein Fokussiertrieb 14 vorgesehen iat. Die geometrische Achse der Scheibe 12 ist die Drehachse des Achszapfens 13 und damit des Fokussiertriebs 14 und der Scheibe 12 ist Y1 - Y1. In Figs. 1 and 2, a core tube 1 has an optical axis O1 - O1 an objective 2, a focusing lens 3, a reticle 4 with a target mark 5 and an eyepiece 6, the focusing lens 3 is in a fit 7, which with Sliders 8 in guides 9 on the telescope housing 1 parallel to the optical axis O1 - O1 is slidably mounted. The socket 7 is to be understood with a driver 10, which engages in a circular groove (sliding surface) 11 of a disc 12, which on is attached to one end of a journal 13 mounted on the telescope housing 1 the other end of which a focusing drive 14 is provided. The geometric axis the disk 12 is the axis of rotation of the journal 13 and thus of the focusing drive 14 and the disk 12 is Y1 - Y1.

Damit in der Ebene der Zielmarke 5 durch das Objektiv 2 ein scharfer Bild eines nicht dargestellten entfernten Gegenstandes erzeugt wird, muß das Fokussierglied, die Fokussierlinse 3, parallel zur optischen Acse O1 - O1 verschoben werden. Hierzu wird der Fokussiertrieb 14 und damit die Scheibe 12 um die Achse Y1 - Y1 gedreht und die Fassung 7 mit der Fokussierlinse 3 über den Stift 10 in den Fd':hrungen 9 parallel zur optischen Achse O1 - O1 verschoben. So that in the plane of the target 5 through the lens 2 a sharp one Image of a distant object (not shown) is generated, the focusing element, the focusing lens 3, displaced parallel to the optical axis O1-O1 will. For this purpose, the focusing drive 14 and thus the disk 12 are rotated about the axis Y1-Y1 rotated and the mount 7 with the focusing lens 3 over the pin 10 in the Fd ': hrungen 9 shifted parallel to the optical axis O1 - O1.

Diese Verschiebung kommt zustande, weil die Achsen X1 - X1 und Y1 - Y1 nicht zusammenfallen. Jeweils nach einer vollen Umdrehung des Fokussiertriebes 14 nimmt die Fokussierlinse 3 wieder ihre Ausgangslage ein. Befindet sich der Stift 10 im kleinsten oder größten Abstand von der Achse Y1 - Y1, so genügt eine halbe Umdrehung (180°) des Fokussierknopfes 14 und damit der Scheibe 12, um den gesamten möglichen Fokussierbereich zu durchfahren. Die Ablage der Achse X1 - X1 von der AchÇe Y1-Y1 ist so bemeasen, daß bei einer vollen Umdrehung des Fokussiertriebs 14 der gesamte notwendige Fokussierbereich zweimal durchfahren wird.This shift occurs because the axes X1 - X1 and Y1 - Y1 do not coincide. Each time after a full turn of the focusing drive 14 the focusing lens 3 resumes its starting position. Is the pen 10 at the smallest or largest distance from the axis Y1 - Y1, half a distance is sufficient Rotation (180 °) of the focusing knob 14 and thus the disc 12 to the entire possible focusing range to drive through. The storage of the axis X1 - X1 from the AchÇe Y1-Y1 is dimensioned so that with one full turn of the focusing drive 14 the entire necessary focusing area is traversed twice.

In den Fig. 3 und 4 befinden sich in einem Pernrohrgehäuse 15 ein Objektiv ie, drei rechtwinklige Prismen 17; 18i 19, eine Strichplatte 20 und ein Okular 21. Objektiv 16 und Okular 21 haben eine gemeinsame geknickte optische Achse O2O2. Die Prismen 17 und 19 sind auf einem gemeinsamen Stuhl 22 befeatigt und mit diesem Stuhl über eine Blattfeder 23 am Fernrohrgehäuse 15 pendelnd aufgehängt. Das Prisma 18 ist mit Hilfe vorh mit ihm starr verbundenen Gleitstücken 24; 25 in am Fernrohrgehäuse 15 befestigten Führungen 26; derart verschiebbar gelagert, daß die optische Weglänge zwischen Objektiv 16 und Okular 21 verändert werden kann, Die Dachkante des Prismas 18 ist gebrochen und mit einer Gleitebene 28 versehen. Im Gehause 15 ist eine Welle 29 mit der geometrischen Achse Y2.Y2 gelagert, auf der eine kreisförmige Scheibe 30 mit der Gleitfläche 30 ' und der geometrischen Achse X2-X2 exzentrisch angeordnet ist, und die an dem aus dem Fernrohrgehäuse 15 herausragenden Ende, mit einem Drehknopf (Fokussiertrieb) 31 versehen ist. 3 and 4 are located in a core tube housing 15 a Objective ie, three right-angled prisms 17; 18i 19, a reticle 20 and a Eyepiece 21. Objective 16 and eyepiece 21 have a common bent optical axis O2O2. The prisms 17 and 19 are attached to a common chair 22 and with this chair is suspended on the telescope housing 15 in a pendulous manner via a leaf spring 23. The prism 18 is provided with the help of sliders 24 rigidly connected to it; 25 in guides 26 attached to the telescope housing 15; so displaceable stored that the optical path length between lens 16 and eyepiece 21 changed can be, The roof edge of the prism 18 is broken and with a slip plane 28 provided. A shaft 29 with the geometric axis Y2.Y2 is mounted in the housing 15, on which a circular disc 30 with the sliding surface 30 'and the geometric Axis X2-X2 is arranged eccentrically, and the one from the telescope housing 15 protruding end, with a rotary knob (focusing drive) 31 is provided.

Die geometrischen Achsen X2 und X2~I2 sind zueinander parallel. Schraubenfedern 32; 33 drücken auf die Gleitstücke 24; 25 und wirken so der mit der Gleitebene 28 ständig in Beruhrung atehenden Scheibe 30 entgegen.The geometric axes X2 and X2 ~ I2 are parallel to each other. Coil springs 32; 33 press on the sliders 24; 25 and thus act with the sliding plane 28 disc 30 that is constantly in contact.

Zur Fokussierung des Pernrohrs 15 werden der Fokussiertrieb 31 und mit diesem die Welle 29 sowie die Scheibe 30 um die Achse Y2-Y2 gedreht. Da die geometrische Achse X2-x2 der Scheibe 30 wohl zur Drehachse Y2-Y2 parallel ist, je deih nicht mit ihr zusammenfällt, erfährt das Prisma 18 mit den Gleitstücken 24; 25 in den Führungen 26; 27 eine periodische, hinsichtlich ihrer Richtung wechselnde Verschiebung nach Maßgabe der Exzentrizität der Lagerung der Scheibe 30 auf der WeUe 29. Die Periode der Verschiebung des Prismas 18 betrugt 360o, fm übrigen iat die Wirkungsweise ähnlich wie au Fig. 1 und 2 beschrieben. To focus the core tube 15, the focusing drive 31 and with this, the shaft 29 and the disk 30 are rotated about the axis Y2-Y2. Since the geometric axis X2-x2 of the disk 30 is probably parallel to the axis of rotation Y2-Y2, depending deih does not coincide with it, experiences the prism 18 with the sliders 24; 25 in guides 26; 27 a periodic one that changes in direction Displacement in accordance with the eccentricity of the mounting of the disc 30 on the WeUe 29. The period of displacement of the prism 18 was 360o, the rest of the time the mode of operation is similar to that described in FIGS. 1 and 2.

Die Fig, 5 und 6 lassen einen Teil eines Fernrehrgehäuses 35 erkennen, in dem ein Achszapfen 36 um eine Achse Y3-Y3 drehbar gelagert ist, mit dem einerseits ein Fokussiertrieb 37 und andererseits ein Zylinder 38 koaxial zur Achse T3-Y3 starr verbunden ist. An seinem dem Achszapfen 36 abgewandten Ende weist der Zylinder 38 eine chrägfläche (Gleitfläche) 39 auf, die mit der Achse Y3-Y3 einen von 90° verschieden Winkel einschließt und auf der ein an einem Doppelwinkeihebel 40 befestigter Taster 41 exzentrisch zur Achse Y3-Y3 gleitet. Der Doppelwinkelhebel - 40 ist ah einer gehäusefesten Basis 42 auf einem Lager 43 in einer zur Achse Y3-Y3 parallelen ebene schwenkbar gelagert und besitzt einen zweiten Taguter 44, der mit einer ein Prisma 45 enthaltenden Fassung 46 in Berührung steht, die mittels Blattfedern 47i 48; 49 an der Basis 42 schwingend befestigt ist. FIGS. 5 and 6 show part of a remote control housing 35, in which a journal 36 to a Axis Y3-Y3 is rotatably mounted, with which on the one hand a focusing drive 37 and on the other hand a cylinder 38 coaxially is rigidly connected to the axis T3-Y3. At its end facing away from the journal 36 the cylinder 38 has an inclined surface (sliding surface) 39 with the axis Y3-Y3 includes an angle different from 90 ° and on the one on a double angle lever 40 attached button 41 slides eccentrically to the axis Y3-Y3. The double angle lever 40 is ah a base 42 fixed to the housing on a bearing 43 in one to the axis Y3-Y3 parallel plane pivotally mounted and has a second Taguter 44, which with a socket 46 containing a prism 45 is in contact by means of leaf springs 47i 48; 49 is swingably attached to the base 42.

Die Anordnung der Blattfedern 47; 48: 49 ist so getroffen, daß das Prisma 45 beim Schwingen keine Kippungen erfährt.The arrangement of the leaf springs 47; 48: 49 is so hit that that Prism 45 does not tilt when swinging.

Eine sich einerseits gegen das Pernrohrgehäuse' 35 und andererseits gegen die Passung 46 abstützende Schraubenfeder 50 hält die Passung 46 in ständiger Berührung mit dem Taster 41.One on the one hand against the Pernrohrgehäuse '35 and on the other hand The helical spring 50 supporting against the fit 46 keeps the fit 46 in a constant state Touching the button 41.

Das Prisma 45 ist zu Fokussierzwecken in Fig. 5 parallel und in Fig. 6 rechtwinklig zur Zeichenebene bewegbar. Diese Bewegung wird durch Drehen des Fokussiertriebs, 37 um die Achse Y3-Y3 hervorgerufen. Mit dem Fokussiertrieb 37 dreht sich auch der Zylinder 38 mit der Schrägfläche 39 um diese Achse. Da der Tester 41 die Fläche 39 nicht im Durchstoßpunkt der Achse Y3-Y3 berührt, vollführt der Doppelwinkelhebel 40 mit einer Periode von 3600 Schwenkungen auf dem Lager 43, die der Taster 44 in Linearbewegungen des Prisma 45 umwandelt. Infolge der parallelogrammartigen Anordnung der Blattfedern 47; 48;. 49 vollzieht das Prisma 45 die Linearbewegungen ohne Kippungen. For focusing purposes, the prism 45 is parallel in FIG. 5 and in FIG. 6 movable at right angles to the plane of the drawing. This movement is made by turning the focusing drive, 37 caused about the axis Y3-Y3. The also rotates with the focusing drive 37 Cylinder 38 with the inclined surface 39 about this axis. Since the tester 41 the area 39 does not touch the intersection point of the axis Y3-Y3, the Double angle lever 40 with a period of 3600 rotations on the bearing 43, which the button 44 in Converts linear movements of the prism 45. As a result of the parallelogram-like arrangement the leaf springs 47; 48 ;. 49 makes the prism 45 the linear movements without tilting.

Die Erfindung erschöpft sich nicht in den dargestellten Ausfü'hrungsbeispielen. Beispielsweise kann auch in den Fig. 1 bis 4 der Verschiebungsbereich des Fokussiergliedes durch Zwischenschaltung eines Hebels zwischen die Scheibe 12 bz. 30 und das Fokussierglied 3 bzw. 18 vergrößert werden. Es ist auch möglieh, die Scheibe 12 bzw. 30, wie in Fig. 7 als Scheibe 51 dargestellt, auszubilden, die mit einer Nut 52 versehen ist und Aber einen Achszapfen 53 gedreht wird. Auch können zur schwingenden Lagerung des Fokussiergliedes 18 bzw. 45 vier Blattfedern vorgesehen sein, von denen je zwei eine zur Schwingungsebene des Fokussiergliedes rechtwinklige Ebene bestimmen und mit einander starr verbunden sind0 Bei einer in Fig. 8 argestellten Ausführungsform dieser Federn 54 können sie euch an der der Basis 42 abgewandten Seite des Fokussiergliedes 18 bzw, 45 befestigt sein. In Fig. 8 sind zwei Federn zu einer einzigen 54 verschmolzen, die eine Öffnung 55 zum Durchtritt der Abbildungsstrahlen besitzt. Es ist auch möglich, das Fokussierglied als ebenen oder gekrümmten Spiegel auszubilden0 Schließlich kann der Zylinder 38 so ausgebildet oder auf dem Achszapfan 36 angeordnet sein, daß die Schrägfläche in axialer Richtung zu Justierzwecken verschiebbar ist. Hierzu könnte der Zylinder ein Innengewinde besitzen, das mit einem Außengewinde des Achazapfens in Eingriff steht. Zur Vermeidung ungewollter Verdrehungen des Zylinders gegen£iber dem Achszapfen mdßte in diesem Fall auf dem Achszapfen eine Kontermutter vorgesehen sein. The invention is not limited to the exemplary embodiments shown. For example, the displacement range of the focusing element can also be shown in FIGS. 1 to 4 by interposing a lever between the disk 12 or 30 and the focusing element 3 or 18 can be enlarged. It is also possible, the disk 12 or 30, as in 7, shown as a disk 51, which is provided with a groove 52 and But an axle journal 53 is rotated. Can also be used for vibrating storage the focusing member 18 and 45 four leaf springs may be provided, of which two each determine a plane at right angles to the plane of oscillation of the focusing element and are rigidly connected to one another in an embodiment shown in FIG These springs 54 can be attached to the side of the focusing member facing away from the base 42 18 or 45 be attached. In Fig. 8 two springs are fused into a single 54, which has an opening 55 for the imaging rays to pass through. It is also possible, to design the focusing element as a flat or curved mirror0 Finally, you can the cylinder 38 can be designed or arranged on the axle journal 36, that the inclined surface is displaceable in the axial direction for adjustment purposes. For this the cylinder could have an internal thread that coincides with an external thread of the Acha pin is engaged. To avoid unwanted twisting of the cylinder in relation to each other In this case, a lock nut would have to be provided on the axle journal be.

Claims

Focusing device for optical devices, in particular telescopes, in which a rotatable focusing drive acts on a displaceable Fckuasier member, characterized in that the kinematic connection between the focusing drive and the focusing member an eccentrically acting mechanical means with an in contains closed sliding surface.

2. Focusing device according to claim 1, characterized in that that the lead surface is continuous,

3. Focusing device according to claim 2, characterized characterized in that between the mechanical means and the focusing member a Transmission gear provided eats.

4. Focusing device according to claim 3, characterized in that that the sliding surface in the device is inclined to the axis of rotation of the focusing drive The end face of the focusing drive is.

5. Focusing device according to claim 4, characterized in that that the focusing element is a plane reflector, which with the help of a Ge1parallelograuiiß connected to the device.

L e r s e i t e