DE3111104A1

DE3111104A1 - Fernglas mit selbsttaetiger fokussierung

Info

Publication number: DE3111104A1
Application number: DE19813111104
Authority: DE
Inventors: Isao Machida Tokyo Ishibai
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1980-03-21
Filing date: 1981-03-20
Publication date: 1982-01-14
Also published as: FR2478829B1; US4650297A; GB2073904B; FR2478829A1; DE3111104C2; GB2073904A; JPS56132309A

Description

PATENTANWALTSBÜRO

8000 MÜNCHEN 40 DR. PETER BARZ --· -- -jiegfriedstrasse 8

ZUGÖSSEN AUCH ΒΕ,Μ Γ_ΘΙ. CO₈₉) 39106,. 391062

europaischen Patentamt Telex 5 213 229 paba d

HOYA CORPORATION
Tokyo, Japan

Fernglas mit selbsttätiger Fokussierung

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31111OA

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft Ferngläser mit einer Einrichtung zum selbsttätigen Fokussieren, bei denen nahe dem linken und rechten Objektiv und unabhängig von demselben je ein Fenster für Lichteinfall vorgesehen ist. Durch jedes der Fenster eintretendes Licht wird einem Brennpunktdetektormodul zugeführt, und zwar über eine feste oder bewegbare Reflektoreinrichtung und eine Linse von langer Brennweite oder ein brennpunktloses bzw. afokales optisches System.

Bei üblichen Ferngläsern ist es lästig, das Fokussieren durch Drehen eines Einstellringes für die Okulare von Hand vorzunehmen. Außerdem ist diese Handbetätigung ungenau. Um diese Nachteile zu beheben, sind selbsttätig fokussierende Ferngläser vorgeschlagen worden, bei denen von einer festen und einer bewegbaren Reflektoreinrichtung reflektiertes Licht in einen Brennpunktdetektormodul eingeführt wird und die Okular in Übereinstimmung mit einem Steuersignal des Moduls bewegt werden, um dadurch eine automatische Fokussierung zu erreichen. Bei solchen Ferngläsern wird jedoch durch die Objektive eintretendes Licht auf die Okulare und den Modul aufgeteilt. Infolgedessen ist die Intensität des von den Okularen aufgenommenen Bildes vermindert, und gleichzeitig 1st das dem Modul zugeführte Licht ungenügend, weshalb die gewünschte Genauigkeit der Fokussierung bei weniger guten Lichtverhältnissen nicht erreicht wird.

Zur Überwindung der Schwierigkeiten hat die Anmelderin bereits in einer früheren Anmeldung (Patentanmeldung P 30 02 507.1) Ferngläser mit einer automatischen Fokussiereinrichtung vorgeschlagen, bei der zur Versorgung einer festen und einer bewegbaren Reflektoreinrichtung mit einer ausreichenden Lichtmenge rechte und linke Fenster zum Messen

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der Objektentfernung unabhängig von rechten bzw. linken Objektiven ausgebildet sind. Bei solchen Ferngläsern wird jedoch von den beiden Reflektoreinrichtungen reflektiertes Licht unmittelbar dem Brennpunktdetektormodul zugeführt. Weil der Sichtwinkel eines Fernglases verglichen mit dem einer Kamera- relativ eng ist, wird Licht vom größten Teil (70 % oder mehr) des Gesichtsfeldes dem Modul zugeführt, wodurch sich insgesamt eine ungenaue Fokussierung ergibt. Es ist deshalb nicht möglich, ein gewünschtes Objekt in der Bildebene zu fokussieren. Wenn nämlich ein ausgedehntes Objekt, auf das nicht fokussiert werden soll, sich im gleichen Feld befindet wie ein relativ kleines Objekt in bezug auf das fokussiert werden soll, nimmt das ausgedehnte Objekt den größten Teil des Feldes ein. Selbst wenn das gewünschte Objekt sich in der Mitte des Gesichtsfeldes befindet, ist es schwierig, in einem solchen Falle die gewünschte Fokussierung zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gewünschte genaue automatische Fokussierung auch in solchen Fällen zu erreichen. Die Erfindung verwendet Ferngläser, bei denen dem rechten und dem linken Objektiv je ein Fenster für Lichtzutritt nahebei aber unabhängig von dem betreffenden Objektiv zugeordnet ist. Durch jedes der Fenster eintretendes Licht wird einem Brennpunktdetektormodul zum Erzeugen eines Steuersignals zugeleitet. Die Okulare werden durch ein Steuersignal bewegt. Optische Mittel mit langer Brennweite oder afokale optische Einrichtungen werden zwischen dem Modul einerseits und der festen sowie der bewegbaren Reflektoreinrichtung andererseits angeordnet, wodurch bei Änderung der Entfernung zu dem zu betrachtenden Objekt nur Licht vom Zentrum des Blickfeldes des Fernglases dem Modul zugeführt wird, um solchermaßen eine Fokussierung mit hoher Genauigkeit zu erreichen.

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Die Erfindung ist nachstehend in einem AusfUhrungsbeispiel an Hand der einzigen Zeichnung näher beschrieben, die einen horizontalen Schnitt durch ein Fernglas mit selbsttätiger Fokussierung nach der Erfindung zeigt.

Die Zeichnung zeigt mit 1 und 1· bezeichnete linke und rechte Objektive, in Linsenfassungen angeordnete Prismensysteme 2 und 2·, und als optische Systeme ausgebildete Okulare 3 und 3'. Im Gehäuse H des Fernglases weist jedes Okularsystem eine äußere, fest angebrachte Okularlinse 3a bzw. 3a¹ auf und eine innere, relativ zum Gehäuse H bewegbar angebrachte Okularlinse 3b bzw. 3b'. Die bewegbaren Linsen 3b und 3b¹ sind mit der Ausgangswelle eines Antriebsmotors über Stangen 4 bzw. 4' und ein geeignetes Getriebe verbunden, wobei sie durch die Drehung des Motors 5 bewegt werden und dadurch die Lage des vorderen Brennpunkts der gesamten Okulare 3 bzw. 3¹ verändern.

Licht einlassende Fenster 6 und 6" für die Messung des Objektabstandes vom Fernglas befinden sich neben den linken und rechten Objektiven 1 und 1' im Gehäuse H. Es ist bevorzugt , daß - wie in der Zeichnung gezeigt - die Fenster 6 und 6' symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie des Fernglases angeordnet sind. Im gezeigten Ausführungsbeisplel befinden sich die Fenster außenseitig von den Objektiven. Es 1st jedoch auch möglich, die Fenster oder- oder unterhalb von den Objektiven oder innerhalb der Objektive vorzusehen.

Reflektoren 7 und 7' sind hinter den Fenstern 6 und 6^f vorgesehen. Einer der Reflektoren ist als fester Reflektor 7 angebracht und der andere als bewegbarer Reflektor 7'. Für den bewegbaren Reflektor 7' ist ein Antriebsmotor 9 am Endteil eines Übertragungshebels 8 vorgesehen. An einer Aus-

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gangswelle des Motors 9 ist ein Exzenternocken 10 "befestigt, der in Berührung mit dem Endteil des Übertragungshebels steht. Dieser Endteil des Hebels 8 wird normalerweise in Anlage gegen den Exzenternocken 10 gehalten durch eine Feder oder dergleichen.

Ein Brennpunktdetektormodul 11, der Licht von beiden Reflektoren 7 und 7' erhält, ist zwischen dem festen Reflektor 7 und dem bewegbaren Reflektor 7^f angeordnet. Der Brennpunktdetektormodul ist an sich bekannt und kann beispielsweise eine Einrichtung sein wie sie in Kameras mit automatischer Brennweiteneinstellung Verwendung findet. Wenn auf dem Modul 11 ein fokussiertes Bild durch das von den linken und rechten Reflektoren 7 und 7¹ zugeführte Licht erhalten worden ist, wird ein Steuersignal erzeugt, welches den mit dem bewegbaren Reflektor 7' gekoppelten Motor 9 und gleichzeitig auch den mit dem Motor 9 zusammenwirkenden Motor 5 für die Okulare anhält. Vor den Lichteintrittsstellen des Moduls 11 sind Linsen großer Brennweite oder afokale optische Systeme 13 und 13 * angebracht zur Einengung des Blickfelds auf einen vorbestimmten Bereich. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Behälter zur Aufnahme einer Batterie für die Stromzufuhr zu den Motoren 5 und 9, der innerhalb verfügbaren Raumes im Gehäuse H ausgebildet ist.

Nachstehend ist die Arbeitsweise des so ausgebildeten Fernglases beschrieben. Das durch die Objektive 1 und 1' eintretende Licht geht durch die Prismensysteme 2 und 2¹ und wird durch die optischen Systeme der Okulare 3 und 3¹ fokussiert. Anfänglich ist im allgemeinen die Brennpunktlage der Objektive und die Lage des vorderen Brennpunkts der Okulare nicht die gleiche. Mit Anwendung der Erfindung wird Jedoch infolge der von den Objektiven unabhängigen

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Anordnung der Fenster 6 und 6¹ das durch diese Fenster in das Gehäuse H eintretende Licht über den festen und den beweglichen Reflektor 7 bzw. 7' und die Linsen großer Brennweite bzw. afokalen optischen Systeme 13 bzw. 13' geleitet. In diesem Falle wird wegen der ständig hinundherschwingenden Bewegung des bewegbaren Reflektors 7'» hervorgerufen durch einen Mechanismus wie den Motor 9 und den Übertragungshebel 8 oder dergleichen, das Bild des bewegbaren Reflektors 7¹ zur Überlappung mit dem Bild des festen Reflektors 7 gebracht. Der bewegbare Reflektor schwingt also,bis Überlappung der Bilder erreicht ist. In dem Augenblick wo der bewegbare Reflektor 7' um einen Winkel gedreht ist, der in einem vorbestimmten Verhältnis zur Entfernung des Fernglases zum Objekt steht, nehmen die genannten Bilder die gleiche Stellung ein. In diesem Augenblick wird von dem Modul 11 ein Brennpunktsignal bzw. Steuersignal abgegeben.

Es 1st zu beachten, daß bei einem Fernglas nach der Erfindung das Blickfeld des Moduls 11 nach Wunsch eingestellt werden kann, etwa auf einen engen Bereich, mittels der Linsensysteme langer Brennweite oder afokaler optischer Systeme 13 und 13'.

Die Okularlinsen 3b und 3b¹ werden entsprechend dem elektronischen Steuerkreis bewegt, welcher in Abhängigkeit zur Objektentfernung arbeitet, nämlich der Stellung, die dem Winkel des bewegbaren Reflektors 7¹ entspricht zu dem Zeitpunkt wenn die beiden Bilder sich decken, also die gleichen Relativstellungen zum Modul 11 einnehmen. Der Aufbau der Okulare ist derart, daß die Lage ihres vorderen Brennpunkts die gleiche ist wie die des von den Objektiven geformten Bildes. Da die Bewegungen der Okulare durch den elektronischen Schaltkreis gesteuert werden, können ihre Bewegungen bereits unmittelbar nach dem Ausrichten des Fernglases auf das gewünschte Objekt gestartet werden, oder es

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ist auch möglich etwas später zu starten, wobei dann eine Speicherschaltung verwendet wird.

Auf diese Weise sind die von den Okularen fokussierten Bilder und die von den Objektiven eingeführten vollkommen fokussiert. Durch wiederholte Betätigung gemäß obigem wird der fokussierte Zustand aufrechterhalten auch wenn die Objektentfernung verändert wird.

Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß wegen der Verwendung optischer Systeme bzw. Linsen von langer Brennweite oder afokaler optischer Systeme mit nach der Erfindung ausgebildeten Ferngläsern ein enger Bereich im Zentrum des Gesichtsfeldes dem Modul zugeführt wird. Mit dieser Konstruktion ist es möglich - selbst wenn das zu betrachtende Objekt innerhalb des Zentrums des Gesichtsfeldes verlagert wird und auch im Falle kleiner Objekte die exakte Fokussierung beizubehalten. Obwohl die Erfindung im Bezug auf Ferngläser beschrieben wurde, kann natürlich das hier offenbarte Blickfeld-Steuersystem auch für 8 mm-Kameras sowie andere optische Systeme Anwendung finden.

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Claims

Patentansprüche:

./ Fernglas mit selbsttätiger Fokussierung, gekennzeichnet durch ein optisches Betrachtungssystem mit einem ersten Sichtwinkel;einen Brennpunktdetektormodul (11); und ein zweites optisches System (7, 13, 7¹, 13') zum Einführen eines ersten und eines zweiten Bildes in den Modul (11), wobei dieses zweite System einen zweiten, wesentlich kleineren Sichtwinkel aufweist als der erste Sichtwinkel und wobei in das zweite System eintretendes Licht verschieden von dem in das optische Betrachtungssystem eintretenden Licht ist,

2. Fernglas nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (8, 9, 10) vorgesehen ist, über welche die Lage eines der Bilder in dem Modul (11) in Abhängigkeit von einem Ausgangssteuersignal des Moduls veränderbar ist.

3. Fernglas nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische System erste und zweite Linsen (13, 13') großer Brennweite aufweist.

4. Fernglas nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische System afokale optische Einrichtungen (13, 13') aufweist.

5. Fernglas nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Betrachtungssystem linke und rechte Objektive (1, 1¹) aufweist, ur.d daß das zweite optische

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System den linken und rechten Objektiven zugeordnete Fenster (6, 6') für den Lichteintritt aufweist, wobei diese Fenster symmetrisch zur Mittellinie des Fernglases angeordnet sind.

Fernglas nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß das zweite optische System außerdem, linke und rechte Reflektoren (7, 7¹) zur Aufnahme von Licht von den linken und rechten Fenstern (6, 6¹) aufweist, wobei einer der Reflektoren (7¹) bewegbar gelagert ist und in Wirkverbindung mit der Einrichtung (8, 9, 10) steht, über.welche die Lage eines der Bilder auf dem Modul (11) veränderbar ist.

Fernglas mit selbsttätiger Fokussierung,gekennzeichnet durch linke und rechte Objektive (1,Ί'); linke und rechte Okulare (3, 3^f), von denen jedes ein bewegbares Linsenelement (3b, 3b¹) aufweist, mittels dessen das durch die Okulare sichtbare Bild fokussierbar ist; einen Antrieb (5) zum Verstellen der bewegbaren Linsenelemente; linke und rechte Prismensysteme (2, 2')» welche zwischen den linken und rechten Objektiven einerseits und den linken und rechten Okularen andererseits angeordnet sind; einen Brennpunktdetektormodul (.11); im Bereich der linken und rechten Objektive linke und rechte Fenster (6, 6¹) für Lichteintritt, die symmetrisch zu den Objektiven angeordnet sind; erste und zweite Linsenanordnungen (13,13') großer Brennweite, die zum Fokussieren des durch die linken und rechten Fenster (6, 6') eintretenden Lichts auf den Modul (11) angeordnet sind; einen fest angeordneten Reflektor (7) zum Reflektieren von Licht des einen (6) der Fenster durch die eine (13) der Linsenanordnungen großer Brennweite auf den Modul(11); einen

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bewegbaren Reflektor (7^!) zum Reflektieren von Licht von dem anderen (6¹) der beiden Fenster durch die andere Linsenanordnung (13·) großer Brennweite auf den Modul (11); und einen Antrieb (9) zum Einstellen des bewegbaren Reflektors (7) in Abhängigkeit von einem Ausgangssteuersignal des Moduls (11), wodurch durch die linken und rechten Linsenanordnungen großer Brennweite auf den Modul (11) fokussierte Bilder sich in vorbestimmter Überlappung befinden, wenn das durch die Okulare betrachtete Bild fokussiert ist, und wobei der Antrieb (5) für die bewegbaren Linsenelemente (3b, 3b¹) der Okulare in Abhängigkeit von dem Steuersignal des Moduls (11) arbeitet.

8. Fernglas nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster (6, 6') außenseitig bezüglich der linken und rechten Objektive (1, 1¹) angeordnet sind.

9. Fernglas nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster (6, 6¹) innerhalb des linken bzw. rechten Objektivs (1, 1') angeordnet sind.

10. Optisches System mit selbsttätiger Fokussierung durch einen Fernglassucher,

gekennzeichnet durch die Verwendung eines Fernglases nach einem der vorstehenden Anspiü ehe.

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