EP2745159A1 - Verstelleinrichtung an einem optischen gerät - Google Patents

Verstelleinrichtung an einem optischen gerät

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Publication number
EP2745159A1
EP2745159A1 EP12748405.3A EP12748405A EP2745159A1 EP 2745159 A1 EP2745159 A1 EP 2745159A1 EP 12748405 A EP12748405 A EP 12748405A EP 2745159 A1 EP2745159 A1 EP 2745159A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
external thread
rotation
displacement
drive nut
assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12748405.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Armin Schlierbach
Dirk Luthardt
Sebastian KULESSA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss Sports Optics GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss Sports Optics GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Sports Optics GmbH filed Critical Carl Zeiss Sports Optics GmbH
Publication of EP2745159A1 publication Critical patent/EP2745159A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/24—Base structure
    • G02B21/241—Devices for focusing
    • G02B21/242—Devices for focusing with coarse and fine adjustment mechanism
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/16—Housings; Caps; Mountings; Supports, e.g. with counterweight
    • G02B23/18—Housings; Caps; Mountings; Supports, e.g. with counterweight for binocular arrangements

Definitions

  • the invention relates to an adjusting device with a drivable with a knob in opposite directions of rotation transmission for moving an assembly, in particular for linear displacement of at least one focusing lens along an optical axis of an optical device, wherein upon rotation of the knob in the first direction of rotation via the transmission a fast Displacement of the assembly takes place in a first direction and upon rotation of the knob in the opposite direction of rotation for a defined
  • Angle of rotation occurs a slow displacement of the assembly in an opposite direction.
  • optical devices such as monocular or binocular telescopes, riflescopes,
  • Microscopes or the like usually within a tubular tube, at least one lens and an eyepiece arranged, optionally a reversing group and a further assembly to focus the optical device.
  • a focusing lens which is arranged linearly displaceable along an optical axis of the optical device.
  • knobs which are rotatable in opposite directions of rotation and cause the linear displacement of at least one focusing lens via a gear.
  • the optical device like binoculars, can be focused on different distances for accurately viewing an object.
  • the focusing lenses for both beam paths are displaced together via a gear or a rotary knob.
  • Temperature-dependent energy storage for example in the form of a bimetallic spring necessary and a considerable design effort, so that especially during prolonged use wear or a significant need for maintenance can not be excluded.
  • the object is to improve an adjusting device for optical devices of the type mentioned in such a way that a coarse and fine adjustment is executable via a single knob, wherein a transmission for
  • the knob is rotationally fixed with a
  • Joint axis connected, in turn, for example, in a tubular housing of a optical device is rotatably mounted but stationary.
  • the joint axis can also be referred to as the transmission axis.
  • At the hinge axis is on the outside circumference at least
  • Frictional forces with the hinge axis can rotate. This means that a rotation of the rotary knob or the hinge axis results in a linear displacement of the drive nut along the axial extent of the hinge axis. Depending on the direction of rotation of the
  • Rotary knob or the hinge axis while the nut is displaced in a linear direction towards the knob or in the opposite direction is brought about by the fact that at least one protruding arm is formed on the drive nut, which interacts with a linear guide on an inner side, for example, on the tubular housing of the optical device. If the hinge axis is rotated, an unsupported drive nut would rotate with it, but since the projecting arm is guided in a linear guide which extends parallel to the axial extent of the hinge axis, the drive nut is forcibly displaced along the axial extent of the hinge axis.
  • Sectionally formed on the circumference which has a second smaller slope than the first major slope.
  • This second external thread on the drive nut in turn, cooperates with a drive piece, which is rotatable relative to the drive nut and, for this purpose, has a second internal thread corresponding to the second external thread on the drive nut.
  • the gradients of the different steep threads or the respective static friction values and Gleitreiblace between the components described above are chosen such that in a first direction of rotation, the drive piece always rotates together with the drive nut in a first direction of rotation or relatively does not shift.
  • a Focusing rod cooperates or, for example, surrounds a circumferential shoulder on the stop of the focusing rod.
  • the rotation of the knob in a first rotational direction via the axial displacement of the drive nut and the corresponding axial displacement of the drive piece also causes an axial displacement of the focusing rod, on the focusing rod, in turn, for example, a focus frame for a focusing lens is arranged so that by turning the knob in one of the first direction of rotation via the focusing rod, the focusing lens can be displaced in the linear direction, preferably along the optical axis of the optical device, in order to obtain an optical focusing to a desired distance.
  • the transmission described above is designed such that when turning the knob in the first direction of rotation, a so-called coarse adjustment takes place.
  • a slight rotation of the knob results in a large stroke or a relatively fast or strong axial displacement of the focusing lens, for example, 1mm stroke with a rotation of the knob by 1 °. If the exact focus point of the optical device has just been run over by means of the coarse adjustment, this can be visually perceived by a user and the further rotation in the first direction of rotation can be ended. Subsequently, the knob is in the opposite second
  • Stop segment is formed, now the drive piece is no longer driven directly from the drive nut or taken away.
  • the drive piece in turn is on the above-described double lever in the circumferential direction over the stop of the
  • Focusing rod defined as described above, the drive nut in a linear guide so that it does not rotate with respect to the drive nut, but rotated due to the lower pitch of the second external thread of the drive nut or the second internal thread of the drive piece with a lower pitch relative to the drive nut.
  • Due to the lower thread pitch but here only a lesser stroke or only a relatively slow or weak axial displacement is generated at a same angle of rotation.
  • a rotation around 120 ° only mean a stroke of 1cm, so that a fine adjustment is realized in order to set the focusing lens in the opposite direction of linear movement exactly to the focus point can.
  • the stopper segment is designed such that it is recessed over the defined rotation angle, which means that upon rotation of the rotary knob up to this defined rotation angle, a fine adjustment takes place. Subsequently, the drive piece is again on the stop segment of the drive nut and is taken away by this on the larger pitch of the first external thread in turn with increased stroke.
  • the pitch ratios of the respective threads can be chosen such that a desired ratio for coarse and fine adjustment is obtained relative to each other.
  • the materials of the individual components can be chosen such that, in particular when turning back the Feinversannon in the second direction of rotation, the drive piece rotates relative to the drive nut with relatively little resistance.
  • a desired ratio for coarse and fine adjustment is obtained relative to each other.
  • Material combination can be chosen such that even with different
  • the advantage of the invention is that only a few components are needed to obtain a coarse and fine adjustment with different stroke at the same angle of rotation, so that in particular practically no maintenance is required and mechanical damage due to only rotating or linearly moving components is practically excluded.
  • the optical device is a monocular or binocular telescope, so colloquially to a spotting scope or binoculars.
  • the operability is greatly facilitated by the combination of coarse and fine adjustment in a single knob.
  • a binocular For example, a binocular
  • the focusing lenses in both tubes are driven by a common gear.
  • the optical device may be, for example, a microscope.
  • this angle of rotation is 120 degrees or a third circle. With this angle selection is a sufficient stroke for a
  • Fine adjustment given which is usually carried out relatively slowly and thus exactly adjustable.
  • other arbitrary angles of rotation can be selected, for example 90 degrees, 150 degrees, 180 degrees, or any angle between them.
  • a defined angle of rotation greater than 360 ° can also be realized.
  • different materials for the individual components and / or threads are used.
  • This can for example be designed such that drive nut or drive piece are a plastic component and the respective other component is formed of a metallic material.
  • the drive piece is a metallic component with an external thread made of plastic or vice versa.
  • an O-ring for example made of a silicone material between the knob and drive nut can be arranged on the hinge axis, in addition to act as a driver for the drive nut.
  • Figure 1 a stepped drive in side view
  • Figure 2 a stepped drive in plan view.
  • FIG. 1 shows an adjustment device 100 in a side view or in FIG. 2 along the dot-dash line H-H in FIG. 1 in plan view.
  • An optical device adjusting device 100 such as a monocular or binocular telescope, a microscope, or the like includes a gear composed of a plurality of components.
  • a rotary knob 1 is rotatable as shown by the double arrow D and the direction of rotation arrows D1 and D2 in Figure 2 in opposite directions.
  • the knob 1 is rotationally connected to a hinge axis 4 and / or formed integrally therewith, which in turn is preferably rotatably mounted in a not shown here for simplicity of illustration tube-shaped tube of an optical device, but stationary.
  • a first external thread 8 is formed with a first large pitch.
  • a drive nut 2 is rotatably mounted relative to the hinge axis 4.
  • the drive nut 2 would rotate with the hinge axis 4.
  • the drive nut 2 is designed such that, for example, a projecting arm 15 is provided which is guided in a linear guide preferably parallel to the optical axis A of the optical device, so that the rotational movement D of the rotary knob 1 and the hinge axis 4 in a linear
  • Displacement A1, A2 is implemented as indicated by the arrows. Depending on the direction of rotation D1, D2, an axial displacement takes place in the direction A1, A2 or vice versa.
  • a first internal thread 9 corresponding to the first external thread 8 is formed with the same pitch on the drive nut 2.
  • a second external thread 10 is at least partially formed on the circumference thereof with a second smaller pitch than the first large pitch of the first
  • a drive piece 3 is rotatably mounted relative to the drive nut 2, which for this purpose equipped with a second external thread 10 corresponding second internal thread 11 with the second smaller pitch is.
  • the drive piece 3 has a radially nacn n facing double lever 13 or driver, as shown in Figure 2, which cooperates with a stop 5a described below.
  • a focusing lens 6 which is linearly displaceable along an optical axis A in the direction A1, A2.
  • the focusing lens 6 is held, for example, in a focusing mount 7, which in turn is axially displaceable by means of a focusing rod 5.
  • On the sierstange 5 is a parallel to the optical axis A linearly extending stop 5a is formed.
  • a circumferential shoulder 16 is formed, which cooperates with the double lever 13.
  • the focusing rod 5 is mounted, for example, in a tubular housing of the optical device such that it can be displaced parallel to the optical axis A.
  • the drive nut 2 moves due to the linear guide by the projecting arm 15 in the axial direction, for example, in the direction AI relative to the hinge axis 4.
  • This is the drive unit 3 and accordingly on the double lever 13 and the circumferential shoulder 16 of the stop 5a or the focusing rod 5 taken in the same axial direction AI.
  • the pitch of the first external thread 8 is preferably designed such that a large stroke is achieved, which means a coarse adjustment in which a slight twisting D 1 of the rotary knob 1 results in a large axial displacement, for example A1 of the focusing rod 5 or the focusing lens 6.
  • a stopper segment 12 is formed on the drive nut 2, which is recessed over a defined rotation angle, for example 120 °. This means that the drive nut 2 is not present at the stop 5a of the focusing rod 5 and thus a. About this defined rotation angle
  • the materials of the individual components of the transmission of the adjusting device 100 can be selected by the skilled person in any way, conceivable are, for example, the
  • an O-ring 14 may be provided, for example, of silicone, to act as an additional driver for the drive nut 2.

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Abstract

Bei einer Verstelleinrichtung (100) mit einem mit einem Drehknopf (1) in entgegen gesetzten Drehrichtungen (D1, D2) antreibbaren Getriebe zur Verlagerung einer Baugruppe, insbesondere zur linearen Verlagerung (A1, A2) zumindest einer Fokussierlinse (6) entlang einer optischen Achse (A) eines optischen Geräts, wobei bei Drehung (D) des Drehknopfs (1) in der ersten Drehrichtung (D1) über das Getriebe eine schnelle Verlagerung der Baugruppe in eine erste Richtung (A1) erfolgt und bei der Drehung des Drehknopfs (1) in der entgegengesetzten Drehrichtung (D2) für einen definierten Drehwinkel eine langsame Verlagerung der Baugruppe in eine entgegengesetzte Richtung (A2) erfolgt, ist zur Vereinfachung des Aufbaus vorgesehen, dass der Drehknopf (1) verdrehfest mit einer Gelenkachse (4) verbunden ist, an der außenseitig zumindest abschnittsweise ein erstes Außengewinde (8) mit einer ersten großen Steigung ausgebildet ist, wobei auf dem ersten Außengewinde (8) eine Triebmutter (2) mit zum ersten Außengewinde (8) korrespondierenden ersten Innengewinde (9) drehbar angeordnet ist, an der Triebmutter (2) ein zweites Außengewinde (10) zumindest abschnittsweise ausgebildet ist mit einer zweiten kleineren Steigung als die erste große Steigung, wobei auf dem zweiten Außengewinde (10) ein Triebstück (3) mit zum zweiten Außengewinde (10) korrespondierenden zweiten Innengewinde (11) drehbar angeordnet ist, das Triebstück (3) zur linearen Verlagerung (A1, A2) einer Mitnehmerstange (5) der Baugruppe mit dieser verbunden ist, wobei an der Mitnehmerstange (5) ein sich linear erstreckender Anschlag (5a) ausgebildet ist, sowie an der Triebmutter (2) ein über den definierten Drehwinkel ausgespartes Anschlagsegment (12) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung:
VerStelleinrichtung an einem optischen Gerät
Die Erfindung betrifft eine Versteileinrichtung mit einem mit einem Drehknopf in entgegen gesetzten Drehrichtungen antreibbaren Getriebe zur Verlagerung einer Baugruppe, insbesondere zur linearen Verlagerung zumindest einer Fokussierlinse entlang einer optischen Achse eines optischen Geräts, wobei bei Drehung des Drehknopfes in der ersten Drehrichtung über das Getriebe eine schnelle Verlagerung der Baugruppe in eine erste Richtung erfolgt und bei Drehung des Drehknopfs in der entgegengesetzten Drehrichtung für einen definierten
Drehwinkel eine langsame Verlagerung der Baugruppe in eine entgegengesetzte Richtung erfolgt.
Bei optischen Geräten wie monokularen oder binokularen Fernrohren, Zielfernrohren,
Mikroskopen oder dergleichen ist üblicherweise innerhalb eines tubusförmigen Rohrs zumindest ein Objektiv sowie ein Okular angeordnet, gegebenenfalls eine Umkehrgruppe sowie eine weitere Baugruppe, um das optische Gerät zu fokussieren. Hierzu dient in üblicher Weise eine Fokussierlinse, die entlang einer optischen Achse des optischen Geräts linear verschiebbar angeordnet ist. Beispielsweise bei einem monokularen oder binokularen Fernglas sind von einem Nutzer zu bedienende Drehknöpfe vorgesehen, die in entgegengesetzten Drehrichtungen drehbar sind und über ein Getriebe die lineare Verlagerung zumindest einer Fokussierlinse bewirken. Somit kann das optische Gerät wie ein Fernglas auf unterschiedliche Entfernungen zum genauen Betrachten eines Objekts scharf gestellt werden. Bei einem binokularen Fernglas werden insbesondere die Fokussierlinsen für beide Strahlengänge gemeinsam über ein Getriebe beziehungsweise einen Drehknopf verlagert.
Aus der US 5,689,366 ist eine Verstelleinrichtung zum Fokussieren eines Mikroskops bekannt, bei der zwei Drehknöpfe vorgesehen sind, um eine Grob- und Feinverstellung der Fokussierung zu ermöglichen. Bei der Grobverstellung wird eine Drehbewegung eines ersten Drehknopfs mit einem relativ großen Übersetzungsverhältnis durch das Getriebe auf eine Fokussierlinse übertragen, sodass eine Drehung des ersten Drehknopfs um einen bestimmten Drehwinkel einen relativ großen Hub und damit eine große Veränderung der Scharfeinstellung des Mikroskops bewirkt. Mit einem zweiten Drehknopf kann mit einem kleineren Übersetzungsverhältnis eine präzisere Scharfeinstellung des Mikroskops vorgenommen werden, da eine Drehung des zweiten Drehknopfs um den selben Drehwinkel aufgrund des geringeren Übersetzungsverhältnisses nur eine geringere Verlagerung beispielsweise einer Fokussierlmse entlang der optischen Achse bewirkt.
Aus der DE 35 463 17 A1 ist eine Grob- und Feinverstellung für ein optisches Gerät bekannt, bei der mittels eines einzigen Drehknopfs über ein Getriebe eine Verlagerung einer Baugruppe insbesondere zur linearen Verlagerung zumindest einer Fokussierlmse ausfuhrbar ist. Dabei kann mittels des Drehknopfs bei Betätigung um einen bestimmten Drehwinkel in einer ersten
Drehrichtung eine Grobverstellung mit großer Übersetzung beziehungsweise großem Hub der Baugruppe ausgeführt werden. Ist ein Schärfepunkt des optischen Geräts gerade überfahren, so kann mittels der Feinverstellung durch Drehung des einzigen Drehknopfs in entgegen gesetzter Drehrichtung über den gleichen Drehwinkel eine Verlagerung der Baugruppe, das heißt insbesondere der Fokussierlmse, mit einem geringeren Übersetzungsverhältnis beziehungsweise einem kleineren Hub zum exakten Scharfstellen ausgeführt werden. Hierzu ist ein
temperaturabhängiger Kraftspeicher beispielsweise in Form einer Thermobimetallfeder notwendig sowie ein erheblicher konstruktiver Aufwand, so dass insbesondere bei längerem Gebrauch ein Verschleiß beziehungsweise ein erheblicher Wartungsbedarf nicht auszuschließen ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich daher die Aufgabe, eine Versteileinrichtung für optische Geräte der Eingangs genannten Art dahin gehend zu verbessern, dass eine Grob- und Feinverstellung über einen einzigen Drehknopf ausführbar ist, wobei ein Getriebe zur
Umsetzung einer Drehbewegung des Drehknopfs in eine lineare Verlagerung der Baugruppe einen relativ einfachen konstruktiven Aufwand aufweisen soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Versteileinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen VerStelleinrichtung ist der Drehknopf verdrehfest mit einer
Gelenkachse verbunden, die ihrerseits beispielsweise in einem tubusförmigen Gehäuse eines optischen Geräts drehbar aber ortsfest gelagert ist. Die Gelenkachse kann auch als Getriebeachse bezeichnet werden. An der Gelenkachse ist an ihrem Umfang außenseitig zumindest
abschnittsweise ein erstes Außengewinde ausgebildet, das über eine erste große Steigung verfügt. Dieses Außengewinde wirkt mit einer Triebmutter zusammen, die ihrerseits über ein zum ersten Außengewinde korrespondierendes erstes Innengewinde verfügt. Die Triebmutter ihrerseits ist derart zwangsgeführt, dass sie sich nicht beispielsweise aufgrund von
Reibungskräften mit der Gelenkachse mitdrehen kann. Das bedeutet, dass ein Verdrehen des Drehknopfs beziehungsweise der Gelenkachse in einer linearen Verlagerung der Triebmutter entlang der axialen Erstreckung der Gelenkachse resultiert. Je nach Drehrichtung des
Drehknopfs beziehungsweise der Gelenkachse wird dabei die Triebmutter in linearer Richtung hin zum Drehknopf oder in entgegengesetzter Richtung verlagert. Dies wird dadurch bewirkt, dass an der Triebmutter zumindest ein abragender Arm ausgebildet ist, der mit einer linearen Führung an einer Innenseite beispielsweise am tubusförmigen Gehäuse des optischen Geräts zusammen wirkt. Wird die Gelenkachse verdreht, würde eine nicht abgestützte Triebmutter sich mit dieser mitdrehen, da der abragende Arm aber in einer linearen Führung, die sich parallel zur axialen Erstreckung der Gelenkachse erstreckt, geführt ist, wird die Triebmutter zwangsweise entlang der axialen Erstreckung der Gelenkachse verlagert.
An der Triebmutter wiederum ist außenseitig ein zweites Außengewinde zumindest
abschnittsweise auf deren Umfang ausgebildet, das über eine zweite kleinere Steigung als die erste große Steigung verfügt. Dieses zweite Außengewinde an der Triebmutter wiederum wirkt mit einem Triebstück zusammen, das relativ zur Triebmutter drehbar ist und hierzu über ein zum zweiten Außengewinde an der Triebmutter korrespondierenden zweiten Innengewinde verfugt. Dabei sind die Steigungen der unterschiedlich steilen Gewinde beziehungsweise die jeweiligen Haftreibwerte und Gleitreibwerte zwischen den vorstehend beschriebenen Komponenten derart gewählt, dass in einer ersten Drehrichtung sich das Triebstück gemeinsam mit der Triebmutter in einer ersten Drehrichtung stets mitdreht beziehungsweise relativ dazu sich nicht verlagert.
Außerdem ist an der Triebmutter ein über einen definierten Drehwinkel ausgespartes
Anschlagsegment ausgebildet, welches in der ersten Drehrichtung am Triebstück ansteht und dieses gemeinsam mit der Triebmutter mitnimmt.
An dem Triebstück ist beispielsweise ein radial nach außen weisender Doppelhebel ausgebildet, der mit einem sich parallel zur Längsachse der Gelenkachse erstreckenden Anschlag einer Fokussierstange zusammenwirkt beziehungsweise beispielsweise eine umlaufende Schulter am Anschlag der Fokussierstange umgreift. Somit bewirkt das Verdrehen des Drehknopfs in einer ersten Drehrichtung über die axiale Verlagerung der Triebmutter sowie der korrespondierenden axialen Verlagerung des Triebstücks ebenfalls eine axiale Verlagerung der Fokussierstange, An der Fokussierstange ist wiederum beispielsweise eine Fokussierfassung für eine Fokussierlinse angeordnet, so dass durch das Verdrehen des Drehknopfs in einer der ersten Drehrichtung über die Fokussierstange die Fokussierlinse in linearer Richtung vorzugsweise entlang der optischen Achse des optischen Geräts verlagerbar ist, um eine optische Scharfstellung auf eine gewünschte Entfernung zu erhalten.
Dabei ist das vorstehend beschriebene Getriebe derart ausgebildet, dass beim Verdrehen des Drehknopfs in der ersten Drehrichtung eine so genannte Grobeinstellung erfolgt. Das bedeutet, dass eine geringfügige Verdrehung des Drehknopfs in einem großen Hub beziehungsweise einer relativ schnellen oder starken axialen Verlagerung der Fokussierlinse resultiert, beispielsweise 1mm Hub bei einer Verdrehung des Drehknopfs um 1°. Ist nunmehr mittels der Grobverstellung der exakte Schärfepunkt des optischen Geräts gerade eben überfahren worden, so kann dies von einem Nutzer visuell wahrgenommen und das weitere Verdrehen in der ersten Drehrichtung beendet werden. Nachfolgend wird der Drehknopf in der entgegen gesetzten zweiten
Drehrichtung betätigt. Dies resultiert in einer entgegen gesetzten axialen Verlagerung der Triebmutter.
Da allerdings an der Triebmutter das über einen definierten Drehwinkel ausgesparte
Anschlagsegment ausgebildet ist, wird nunmehr das Triebstück nicht mehr unmittelbar von der Triebmutter angetrieben oder mitgenommen. Das Triebstück seinerseits ist aber über den vorstehend beschriebenen Doppelhebel in Umfangsrichtung über den Anschlag der
Fokussierstange festgelegt entsprechend wie vorstehend beschrieben die Triebmutter in einer linearen Führung, so dass es sich relativ zu der Triebmutter nicht mitdreht, sondern aufgrund der geringeren Steigung des zweiten Außengewindes der Triebmutter beziehungsweise des zweiten Innengewindes des Triebstücks mit geringerer Steigung relativ zur Triebmutter verdreht. Dabei erfolgt eine axiale Verlagerung der Fokussierstange in entgegengesetzter Richtung zur vorstehend beschriebenen Grobverstellung. Aufgrund der geringeren Gewindesteigung wird hier aber bei einem gleichen Drehwinkel nur ein geringerer Hub beziehungsweise nur eine relativ langsame oder schwache axiale Verlagerung erzeugt. Beispielsweise kann eine Drehung um 120° nur einen Hub von 1cm bedeuten, so dass eine Feinverstellung realisiert ist, um die Fokussierlinse in entgegen gesetzter linearer Bewegungsrichtung exakt auf den Schärfepunkt einstellen zu können.
Das Anschlagsegment ist dabei derart ausgebildet, dass es über den definierten Drehwinkel ausgespart ist, das bedeutet, dass beim Verdrehen des Drehknopfs bis zu diesem definierten Drehwinkel eine Feinverstellung erfolgt. Nachfolgend steht das Triebstück wiederum an dem Anschlagsegment der Triebmutter an und wird von dieser über die größere Steigung des ersten Außengewindes wiederum mit vergrößertem Hub mitgenommen.
Dabei können die Steigungsverhältnisse der jeweiligen Gewinde derart gewählt werden, dass ein gewünschtes Verhältnis für Grob- und Feinverstellung relativ zueinander erhalten wird. Ebenso können die Materialien der einzelnen Komponenten derart gewählt werden, dass insbesondere beim Zurückdrehen der Feinversteilung in der zweiten Drehrichtung das Triebstück sich relativ zur Triebmutter mit relativ geringem Widerstand verdreht. Insbesondere kann eine
Materialkombination derart gewählt werden, dass auch bei unterschiedlichen
Umgebungstemperaturen die vorstehend beschriebene Funktionalität gewahrt bleibt.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nur wenige Komponenten benötigt werden, um eine Grob- und Fein Verstellung mit unterschiedlichem Hub bei gleichem Drehwinkel zu erhalten, so dass insbesondere praktisch kein Wartungsaufwand erforderlich ist und eine mechanische Beschädigung aufgrund sich lediglich drehender beziehungsweise linear bewegender Bauteile praktisch ausgeschlossen ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Gegenstand von Unteransprüchen.
Zur Ausgestaltung des optischen Geräts ist vorgeschlagen, dass es sich um ein monokulares oder binokulares Fernrohr handelt, also umgangssprachlich um ein Spektiv beziehungsweise ein Fernglas. Hierbei ist durch die Vereinigung der Grob- und Feinverstellung in einem einzigen Drehknopf die Bedienbarkeit wesentlich erleichtert. Beispielsweise kann ein binokulares
Fernglas mit nur einer Hand gehalten und gleichzeitig die Schärfe eingestellt werden. Dabei werden die Fokussierlinsen in beiden Tuben von einem gemeinsamen Getriebe angetrieben.
Ebenso kann es sich bei dem optischen Gerät beispielsweise um ein Mikroskop handeln. Zur Wahl des definierten Drehwinkels ist vorgeschlagen, dass dieser 120 Grad beziehungsweise einen Drittelkreis beträgt. Mit dieser Winkelauswahl ist ein ausreichender Hub für eine
Feinversteilung gegeben, die üblicherweise relativ langsam und damit exakt einstellbar durchgeführt wird. Prinzipiell können aber auch andere beliebige Drehwinkel ausgewählt werden, beispielsweise 90 Grad, 150 Grad, 180 Grad oder jeder beliebige Winkel dazwischen. Unter Verwendung einer oder mehrerer Schleppscheiben kann auch ein definierter Drehwinkel größer als 360° realisiert werden.
Um das Verdrehen des Triebstücks relativ zur Triebmutter sowie der Triebmutter relativ zur Gelenkachse zu gewährleisten, insbesondere bei der zweiten entgegen gesetzten Drehrichtung zur Femverstellung, können vom Fachmann für die unterschiedlichen Gewinde nicht nur unterschiedliche Materialkombinationen gewählt werden wie vorstehend beschrieben, sondern auch unterschiedliche Schmiermittel eingesetzt werden, um beispielsweise zu erreichen, dass zwischen Triebstück und Triebmutter geringere Haft- und/oder Gleitreibungskräfte bestehen wie zwischen Triebmutter und Gelenkachse.
Vorzugsweise werden unterschiedliche Materialien für die einzelnen Komponenten und/oder Gewinde eingesetzt. Dies kann beispielsweise derart ausgeführt sein, dass Triebmutter oder Triebstück ein Kunststoffbauteil sind und das jeweils andere Bauteil aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist. Prinzipiell ist es mit umfasst, dass auch nur die Gewinde selbst in unterschiedlichen Materialien ausgeführt sind. Beispielsweise ist das Triebstück ein metallisches Bauteil mit einem Außengewinde aus Kunststoff oder umgekehrt.
Zusätzlich kann an der Gelenkachse ein O-Ring beispielsweise aus einem Silikonmaterial zwischen Drehknopf und Triebmutter angeordnet sein, um zusätzlich als Mitnehmer für die Triebmutter zu wirken.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehen noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : einen Stufentrieb in Seitenansicht und
Figur 2: einen Stufentrieb in Draufsicht.
In der Figur 1 ist eine VerStelleinrichtung 100 in Seitenansicht beziehungsweise in Figur 2 entlang der strichpunktierten Linie H - H in Figur 1 in Draufsicht dargestellt. Die
VerStelleinrichtung 100 für ein optisches Gerät wie beispielsweise ein monokulares oder binokulares Fernrohr, ein Mikroskop oder dergleichen umfasst ein Getriebe, das aus mehreren Komponenten zusammengesetzt ist. Ein Drehknopf 1 ist wie durch den Doppelpfeil D beziehungsweise die Drehrichtungspfeile D1 und D2 in Figur 2 ersichtlich in entgegen gesetzten Richtungen drehbar. Der Drehknopf 1 ist verdrehfest mit einer Gelenkachse 4 verbunden und/oder einstückig mit dieser ausgebildet, die wiederum vorzugsweise in einem hier zur Vereinfachung der Darstellung nicht abgebildeten tubusförmigen Rohr eines optischen Geräts drehbar, aber ortsfest gelagert ist. An der Außenseite der Gelenkachse 4 ist zumindest abschnittsweise ein erstes Außengewinde 8 mit einer ersten großen Steigung ausgebildet. Auf dem ersten Außengewinde 8 ist eine Triebmutter 2 relativ zur Gelenkachse 4 verdrehbar gelagert. Wird der Drehknopf 1 und somit die Gelenkachse 4 verdreht, würde sich zunächst die Triebmutter 2 mit der Gelenkachse 4 mitdrehen. Die Triebmutter 2 ist aber derart ausgebildet, dass beispielsweise ein abragender Arm 15 vorgesehen ist, der in einer linearen Führung vorzugsweise parallel zur optischen Achse A des optischen Geräts geführt ist, so dass die Drehbewegung D des Drehknopfs 1 beziehungsweise der Gelenkachse 4 in eine lineare
Verlagerung A1, A2 wie durch die Pfeile angedeutet umgesetzt wird. Dabei erfolgt je nach Drehrichtung D1,, D2 eine axiale Verlagerung in Richtung A1, A2 beziehungsweise umgekehrt.
Hierzu ist an der Triebmutter 2 ein zum ersten Außengewinde 8 korrespondierendes erstes Innengewinde 9 mit gleicher Steigung ausgebildet. Außenseitig an der Triebmutter 2 ist wiederum ein zweites Außengewinde 10 zumindest abschnittsweise an deren Umfang ausgebildet mit einer zweiten kleineren Steigung als die erste große Steigung des ersten
Außengewindes 8. Auf diesem zweiten Außengewinde 10 wiederum ist ein Triebstück 3 drehbar relativ zur Triebmutter 2 gelagert, das hierzu mit einem zum zweiten Außengewinde 10 korrespondierenden zweiten Innengewinde 11 mit der zweiten kleineren Steigung ausgestattet ist. Das Triebstück 3 verfügt über einen radial nacn n weisenden Doppelhebel 13 oder Mitnehmer, wie in Figur 2 dargestellt, der mit einem im Folgenden beschriebenen Anschlag 5a zusammenwirkt.
Zum optischen Scharfstellen des optischen Geräts dient eine Fokussierlinse 6, die entlang einer optischen Achse A in Richtung A1, A2 linear verlagerbar ist. Die Fokussierlinse 6 ist beispielsweise in einer Fokussierfassung 7 gehaltert , die wiederum mittels einer Fokussierstange 5 axial verlagerbar ist. An der Fokussierstange 5 ist ein sich parallel zur optischen Achse A linear erstreckender Anschlag 5a ausgebildet. An dem Anschlag 5a ist eine umlaufende Schulter 16 ausgebildet, die mit dem Doppelhebel 13 zusammenwirkt. Dabei ist die Fokussierstange 5 derart beispielsweise in einem tubusförmigen Gehäuse des optischen Geräts gelagert, dass sie parallel zur optischen Achse A verlagerbar ist.
Wird nunmehr der Drehknopf 1 beispielsweise in der ersten Drehrichtung D1 verdreht, so verlagert sich die Triebmutter 2 aufgrund der linearen Führung durch den abragenden Arm 15 in axialer Richtung beispielsweise in Richtung AI relativ zur Gelenkachse 4. Dabei wird das Triebstück 3 sowie dementsprechend über den Doppelhebel 13 und die umlaufende Schulter 16 der Anschlag 5a beziehungsweise die Fokussierstange 5 in gleicher axialer Richtung AI mitgenommen. Hierzu ist die Steigung des ersten Außengewindes 8 vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein großer Hub erreicht wird, das bedeutet eine Grobverstellung, bei der ein geringes Verdrehen D 1 des Drehknopfs 1 in einer großen axialen Verlagerung beispielsweise A1 der Fokussierstange 5 beziehungsweise der Fokussierlinse 6 resultiert.
Ist nunmehr der Schärfepunkt des optischen Geräts sozusagen„überfahren", wird die
Drehbewegung in erster Drehrichtung D1 des Drehknopfs 1 vom Nutzer beendet und
nachfolgend der Drehknopf 1 in entgegengesetzter Richtung D2 zurückgedreht. Dabei ist an der Triebmutter 2 ein Anschlagsegment 12 ausgebildet, das über einen definierten Drehwinkel, beispielsweise 120°, ausgespart ist. Das bedeutet, dass über diesen definierten Drehwinkel die Triebmutter 2 nicht an den Anschlag 5a der Fokussierstange 5 ansteht und somit eine
Relativbewegung zwischen Anschlag 5a beziehungsweise Triebstück 3 und Triebmutter 2 ermöglicht ist. Dabei ist die Steigung des zweiten Außengewindes 10 an der Triebmutter 2 beziehungsweise des zweiten Innengewindes 1 1 am Triebstück 3 geringer als die erste größere Steigung. Somit verlagert sich das Triebstück 3 in entgegen gesetzter axialer Richtung A2 relativ zur Triebmutter 2, wobei aufgrund der geringeren Steigung des zweiten Außengewindes 10 ein kleinerer Hub bei gleichem Verdrehwinkel realisiert wird. Somit kann eine Feineinstellung des optischen Geräts beziehungsweise der Fokussierlinse 6 erreicht werden. Ist die Triebmutter 2 in zweiter, entgegengesetzter Drehrichtung D2 soweit verdreht, dass das Anschlagsegment 12 voll ausgeschöpft ist und die Triebmutter 2 wiederum an dem Anschlag 5a der Fokussierstange 5 ansteht, so wird das Triebstück 3 wiederum mitgenommen und ein erneuter größerer Hub beziehungsweise eine Grobverstellung erfolgt.
Die Materialien der einzelnen Komponenten des Getriebes der VerStelleinrichtung 100 können vom Fachmann in beliebiger Weise gewählt werden, denkbar sind beispielsweise die
Kombinationen aus unterschiedlichen metallischen und/oder Kunststoffwerkstoffen. Ebenso können unterschiedliche Schmiermittel vorgesehen sein, um auch über große
Temperaturbereiche die jeweils gewünschten Haft- und/oder Gleitreibungswerte der
unterschiedlichen Gewinde zu erhalten, so dass die vorstehend beschriebene Grob- und
Feinverstellung ermöglicht ist. Zusätzlich kann ein O-Ring 14 zum Beispiel aus Silikon vorgesehen sein, um als zusätzlicher Mitnehmer für die Triebmutter 2 zu fungieren.
Bezugszeichenliste :
1 Drehknopf
2 Triebmutter
3 Triebstück
4 Gelenkachse
5 Fokussierstange
5a Anschlag der Fokussierstange
6 Fokussierlinse
7 Fokussierfassung
8 Erstes Außengewinde
9 Erstes Innengewinde
10 Zweites Außengewinde
11 Zweites Innengewinde
12 Anschlagsegment
13 Doppelhebel
14 O-Ring
15 15 abragender Arm
16 Umlaufende Schulter 100 VerStelleinrichtung
D Drehrichtung
D1 Erste Drehrichtung
D2 Zweite Drehrichtung
A Optisch Achse
AI erste lineare Verlagerung
A2 zweite lineare Verlagerung

Claims

Patentansprüche:
1. VerStelleinrichtung ( 100) mit einem mit einem Drehknopf ( 1 ) in entgegen gesetzten Drehrichtungen (D1, D2) antreibbaren Getriebe zur Verlagerung einer Baugruppe, insbesondere zur linearen Verlagerung (A1, A2) zumindest einer Fokussierlinse (6) entlang einer optischen Achse (A) eines optischen Geräts, wobei bei Drehung (D) des Drehknopfs (1) in der ersten Drehrichtung (D1) über das Getriebe eine schnelle Verlagerung der Baugruppe in eine erste Richtung (A1) erfolgt und bei der Drehung des Drehknopfs (1) in der entgegengesetzten Drehrichtung (D2) für einen definierten Drehwinkel eine langsame Verlagerung der Baugruppe in eine entgegengesetzte Richtung (A2) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehknopf (1) verdrehfest mit einer Gelenkachse (4) verbunden ist, an der außenseitig zumindest
abschnittsweise ein erstes Außengewinde (8) mit einer ersten großen Steigung ausgebildet ist, wobei auf dem ersten Außengewinde (8) eine Triebmutter (2) mit zum ersten Außengewinde (8) korrespondierenden ersten Innengewinde (9) drehbar angeordnet ist, an der Triebmutter (2) ein zweites Außengewinde (10) zumindest abschnittsweise ausgebildet ist mit einer zweiten kleineren Steigung als die erste große Steigung, wobei auf dem zweiten Außengewinde (10) ein Triebstück (3) mit zum zweiten Außengewinde (10) korrespondierenden zweiten Innengewinde (1 1) drehbar angeordnet ist, das Triebstück (3) zur linearen Verlagerung (A1, A,) einer Mitnehmerstange (5) der Baugruppe mit dieser verbunden ist, wobei an der Mitnehmerstange (5) ein sich linear erstreckender Anschlag (5a) ausgebildet ist, sowie an der Triebmutter (2) ein über den definierten Drehwinkel ausgespartes Anschlagsegment (12) ausgebildet ist.
2. Verstellrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Gerät ein monokulares oder binokulares Fernrohr ist.
3. VerStelleinrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Drehwinkel 120° beträgt.
4. Versteileinrichtung (100) nach einem aer Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Gewinden (8, 9, 10, 1 1 ) Schmiermittel, insbesondere unterschiedliche Schmiermittel vorgesehen sind.
5. Verstelleinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewinde (8, 9, 10. 1 1) aus Materialien mit unterschiedlichen Haft- und/oder Gleitreibungskoeffizienten aufgebaut sind.
6. VerStelleinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein O-Ring (14) vorgesehen ist.
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