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Die
Erfindung richtet sich auf ein Fernglas umfassend ein Objektiv,
eine Prismenanordnung, ein Okular und einen Bildsensor einer Digitalkameraordnung
zur Aufnahme von Bildern und/oder Filmen, wobei das Objektiv, die
Prismenanordnung und das Okular einen Strahlengang definieren.
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In
der
US 5,581,399 ist
ein derartiges Fernglas mit einer Digitalkameraanordnung offenbart.
In den Strahlengang dieses Fernglases ist zwischen einer Prismenanordnung
und einem Okular ein Totalreflexions-Spiegel einbringbar. Wenn sich
der Totalreflexions-Spiegel in dem Strahlengang befindet, wird der
Strahlengang auf einen fixen Bildsensor einer Digitalkameraanordnung
umgeleitet. Ein Fotografieren ist dann möglich. Bei nicht in dem Strahlengang
befindlichem Spiegel liegt eine normale Fernglas-Funktion vor.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hochwertiges Fernglas
mit einer Digitalkamera derart zu kombinieren, dass die optischen
Eigenschaften des Fernglases sowie dessen Beobachtungsqualität nicht
beeinträchtigt
werden und andererseits eine vollwertige Kamera-Funktion gewährleistet
ist. Des Weiteren soll ein Fernglas mit einer Digitalkameraanordnung
bereitgestellt werden, das besonders einfach aufgebaut ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Bildsensor zwischen der Prismenanordnung und dem Okular
in den Strahlengang einbringbar ist. Wenn sich der Bildsensor nicht
in dem Strahlengang befindet, wird eine ganz normale Fernglas-Funktion
ohne jegliche Einschränkung
gewährleistet.
Wenn die Digitalkamera-Funktion gewünscht wird, wird der Bildsensor
in den Strahlengang gebracht. Es ist dann ein Fotogra fieren wie
mit einer Kamera ebenfalls bei voll ausgenutzter Lichtstärke möglich.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einbring-Bewegung des Bildsensors
in den Strahlengang durch einen mit einem Auslöser in Verbindung stehenden
elektrischen Antrieb erfolgt. Zur Betätigung des Auslösers ist
eine minimale Auslösekraft
ausreichend.
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Gemäß einer
anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist die Einbring-Bewegung des Bildsensors in
den Strahlengang mechanisch mit einem Auslöser gekoppelt. Vorzugsweise
ist dann die Auslösekraft für die Bildaufnahme
höher als
die Endlagenhaltekraft des Bildsensors, das heißt nach Erreichen der unteren
Bildsensor-Endlage, die der Digitalkamera-Position entspricht, muss
ein erhöhter
Widerstand zur Auslösung
der Bildaufnahme überwunden
werden.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass der Bildsensor in den Strahlengang einschwenkbar
oder über
eine Linear-Führung
einbringbar ist.
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Vorteilhafterweise
ist der Bildsensor in einem Sensorträger angeordnet. Dieser Sensorträger trägt den Bildsensor
und schützt
diesen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung weist der Sensorträger eine Sehfeldblende auf.
Die Sehfeldblende ist vorzugsweise zwischen der Prismenanordnung
und dem Okular in den Strahlengang einbringbar.
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In
einer Fernglas-Position des Sensorträgers befindet sich die Sehfeldblende
in dem Strahlengang, wohingehend sich der Bildsensor in einer Digitalkamera-Position
des Sensorträgers
in dem Strahlengang befindet. Eine Fernglas- und Digitalkamera-Funktion
ohne jegliche Einschränkung
werden somit gewährleistet.
Da der Sensorträger
sowohl den Bildsensor als auch die Sehfeldblende aufweist, wird hierdurch
ein äußerst einfacher
Aufbau des Fernglases erzielt.
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Ein
Problem bei der Handhabung könnte daraus
resultieren, dass das menschliche Auge durch entsprechende Akkomodation
Unschärfen ausgleichen
kann, so dass subjektiv eine objektiv nicht vorhandene Scharfstellung
des Fernglases nicht erkannt wird. Im Kamera-Modus führt dies
dann zu unscharfen Bildern, weil der Kamera-Sensor die Ausgleichsfähigkeit
des menschlichen Auges nicht besitzt und die Unschärfe als
solche natürlich
gar nicht erkennt.
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Um
eine solche Unschärfe
im Kamera-Modus zu vermeiden, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die
Sehfeldblende eine Einstellhilfe, wie z. B. eine Mattscheibe, einen
Faden, ein Peilkreuz oder dergleichen aufweist, welche den Benutzer
veranlasst, die Okulareinstellung so lange zu verändern, bis
nicht nur eine subjektive, sondern auch eine objektive Scharfstellung
gegeben ist, die dann im Kamera-Modus für entsprechend scharfe Bilder sorgt.
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Alternativ
kann natürlich
auch eine elektronische Schärfeneinstellung
bzw. -beurteilung vorgesehen sein, wobei die Kamera selbst die optimale Schärfe erkennt
und dies dem Benutzer akustisch oder visuell anzeigt. Darüber hinaus
könnte
auch ein vollständiger
Autofocus zum Einsatz kommen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung
mit der Zeichnung näher
erläutert.
Dabei zeigen
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1 eine
perspektivische Darstellung eines zwischen einem Okular und einer
Prismenanordnung vorgesehenen Sensorträgers eines erfindungsgemäßen Fernglases,
dessen Bildsensor sich in dem Strahlengang befindet,
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2 eine
perspektivische Darstellung des in 1 dargestellten
Sensorträgers,
wobei sich hier die Sehfeldblende in dem Strahlengang befindet,
und
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3 eine
perspektivische Darstellung eines zwischen einem Okular und einer
Prismenanordnung vorgesehenen Sensorträgers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
dessen Sehfeldblende sich in dem Strahlengang befindet.
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In
einem Fernglasgehäuse
(nicht dargestellt) sind ein Objektiv (nicht dargestellt) mit nachgeordneter
Linse (nicht dargestellt) gefolgt von einer Prismenanordnung 1 und
einem Okular 2 vorgesehen. Die vorstehend angesprochenen
optischen Elemente sind auf einer gemeinsamen Mittel-Längs-Achse 3 angeordnet
und definieren einen Strahlengang 4.
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Zwischen
der Prismenanordnung 1 und dem Okular 2 ist ein
verschiebbar geführter
Sensorträger 5 mit
einem oberen Bildsensor-Aufnahmeabschnitt 6 und einem unteren
Sehfeldblendenabschnitt 7 angeordnet.
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Der
im Wesentlichen U-förmig
ausgebildete Aufnahmeabschnitt 6 weist einen U-Boden 8 und zwei
von diesem senkrecht weg verlaufende U-Schenkel 9 auf. Der Aufnahmeanschnitt 6 trägt in seiner
durch den U-Boden 8 und
die beiden U-Schenkel 9 begrenzten rechteckigen U-Öffnung einen
elektronischen Bildsensor 10 einer Digitalkameraanordnung.
Der rechteckige Bildsensor 10 ist durch den U-Boden 8 und
die beiden voneinander beabstandeten U-Schenkel 9 in seiner
Lage in dem Aufnahmeabschnitt 6 festgelegt. Der U-Boden 8 und die
U-Schenkel 9 umgeben den Bildsensor 10 seitlich.
Der Bildsensor 10 bildet quasi eine Rückwand in dem Aufnahmeabschnitt 6.
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Der
Aufnahmeabschnitt 6 weist zwei obere Führungszapfen 11 und
zwei untere Führungszapfen 12 auf,
die jeweils von der Außenseite
der U-Schenkel 9 nach
außen
verlaufen und in auf beiden Seiten des Fernglasgehäuses ausgestaltete
Linear-Führungsschlitze
(nicht dargestellt) eingreifen. Die Linear-Führungschlitze verlaufen senkrecht
zu der Mittel-Längs-Achse 3.
Auf der dem Okular 2 zugewandten Seite der beiden U-Schenkel 9 ist
jeweils ein Auslösevorsprung 13 vorgesehen.
Die Auslösevorsprünge 13 erstrecken
sich in Richtung auf das Okular 2.
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Der
Sehfeldblendenabschnitt 7 ist einstückig mit dem Aufnahmeabschnitt 6 ausgebildet
und verläuft
von dem U-Boden 8 nach unten. Er ist im wesentlichen dreieckförmig ausgebildet,
wobei dessen Spitze abgerundet ist. In dem Sehfeldblendenabschnitt 7 ist
eine kreisförmige
Blenden-Öffnung 14 vorgesehen.
Der Sehfeldblendenabschnitt 7 bildet eine Sehfeldblende,
die zumindest ungefähr
in der Ebene des Bildsensors 10 liegt.
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Die
dem Okular 2 zugewandten Stirnflächen des Aufnahmeabschnitts 6 und
des Sehfeldblendenabschnitts 7 fluchten miteinander, während die
gegenüberliegenden,
der Prismenanordnung 1 zugewandten Stirnflächen des
Aufnahmeabschnitts 6 und des Sehfeldblendenabschnitts 7 nicht
in einer Ebene verlaufen. Die Stirnfläche des Sehfeldblendenabschnitts 7 ist
dabei gegenüber
der Stirnfläche
des Aufnahmeabschnitts 6 unter Bildung eines Absatzes 15 versetzt.
Die Dicke des Sehfeldblendenabschnitts 7 ist gerin ger als
die Dicke des Aufnahmeabschnitts 6. In den beiden Abschnitten 6, 7 ist
die Dicke jeweils konstant. Als die Dicke der beiden Abschnitte 6, 7 wird
die in Richtung der Mittel-Längs-Achse 3 verlaufende
Erstreckung des Sensorträgers 5 verstanden.
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In
der in 2 dargestellten Fernglas-Position des Sensorträgers 5,
die der oberen Endlage des Sensorträgers 5 entspricht,
befindet sich die Blenden-Öffnung 14 des
Sehfeldblendenabschnittes 7 in dem Strahlengang 4.
Die Überführung des
Sensorträgers 5 aus
der in 2 dargestellten Fernglas-Position in die in 1 dargestellte
Digitalkamera-Position, die der unteren Endlage des Sensorträgers 5 entspricht,
wird durch mechanische Kopplung mit einem Auslöser (nicht dargestellt) herbeigeführt, wenn ein
Auslöseknopf
(nicht dargestellt) nach unten gedrückt wird. Diese Kopplung wird
dadurch bewerkstelligt, dass der Auslöser mit dem Auslösevorsprung 13 an
dem Sensorträger 5 in
Verbindung steht. Der Sensorträger 5 wird
dabei in den bereits erwähnten Linear-Führungsschlitzen
nach unten geführt,
bis sich der Bildsensor 10 in dem Strahlengang 4 befindet.
Hierbei wird der Sehfeldblendenabschnitt 7 aus dem Strahlengang 4 bewegt.
Es befindet sich entweder der Bildsensor 10 oder der Sehfeldblendenabschnitt 7 in
dem Strahlengang 4. Der Bildsensor 10 und der
Sehfeldblendenabschnitt 7 stehen stets, d.h. sowohl in
ihren Endlagen als auch während
deren Einbring-Bewegung,
senkrecht zu der Mittel-Längs-Achse 3.
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Die
Rückstellung
des Sensorträgers 5 nach oben
in dessen Fernglas-Position
erfolgt über
eine Schraubenfeder (nicht dargestellt). Zur Tätigung von Videoaufnahmen mit
dem Bildsensor 10 kann auch vorgesehen sein, dass die Rückstellung
solange arretiert wird, bis die Aufnahme beendet ist, das heißt es wird
dann gezielt eine in der Zeichnung nicht dargestellte Arretierung
gelöst.
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Die
Verschiebung nach unten und/oder die anschließende Rückstellung des Sensorträgers 5 kann
auch über
einen elektrischen Antrieb (nicht dargestellt) erfolgen, der mit
dem Auslöseknopf
(nicht dargestellt) in Verbindung steht.
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Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf 3 eine weitere
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Identische Teile erhalten dasselbe Bezugszeichen
wie bei dem in den 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel,
auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche,
jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten die gleichen Bezugszeichen
mit einem hochgesetzten Strich.
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Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel
befindet sich ein Sensorträger 5' zwischen einer
Prismenanordnung 1 und einem Okular 2. Der Sensorträger 5' weist einen
oberen Bildsensor-Aufnahmeabschnitt 6' und einen unteren Sehfeldblendenabschnitt 7' auf.
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Der
Aufnahmeabschnitt 6' weist
einen U-Boden 8' und
zwei von diesem senkrecht weg verlaufende U-Schenkel 9' auf. Im Übergangsbereich 16 zwischen
U-Boden 8' und
den U-Schenkeln 9' verlaufen die
Außenseiten
der U-Schenkel 9' nach
unten innen. In jedem Übergangsbereich 16 ist
des weiteren ein Ansatz 17 vorgesehen, der bündig mit
der der Prismenanordnung 1 zugewandten Stirnfläche des
Aufnahmeabschnitts 6' verläuft. Die
Dicke der Ansätze 17 ist
geringer als die Dicke der U-Schenkel 9'.
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Zwischen
den oberen Enden 18 der U-Schenkel 9' und dem U-Boden 8' verläuft eine Querstrebe 19,
die sich zwischen den U-Schenkeln 9' parallel zu dem U-Boden 8' erstreckt.
Die Querstrebe 19 und der U-Boden 8' sind voneinander beabstandet angeordnet.
Der U-Boden 8',
die Querstrebe 19 und die U-Schenkel 9' begrenzen eine
im Wesentlichen rechteckige Öffnung,
in welcher sich ein Bildsensor 10 befindet. Der Bildsensor 10 ist
in dieser Öffnung
festgelegt und liegt mit seinen beiden unteren Eckbereichen an den
Ansätzen 17 an.
Die Öffnung
ist nur unwesentlich größer als
der Bildsensor 10.
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In
jedem U-Schenkel 9' ist
eine Führungsnut 20 vorgesehen,
die sich auf deren Außenseite
von den Enden 18 bis in den Übergangsbereich 16 hinein erstreckt.
In die Führungsnuten 20 greifen
Führungszapfen
(nicht dargestellt) ein, die mit dem Fernglasgehäuse in Verbindung stehen. Die
Führungsnuten 20 dienen
somit zur geführten
Bewegung des Sensorträgers 5'.
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Der
Sehfeldblendenabschnitt 7' weist
eine geringer Dicke als der Aufnahmeabschnitt 6' auf. Die Stirnflächen des
Sehfeldblendenabschnitts 7' sind unter
Bildung von Absätzen 15' nach innen
versetzt. Die Ebene der Blenden-Öffnung 14 in
dem Sehfeldblendenabschnitt 7' liegt zumindest ungefähr in der Ebene
des Bildsensors 10.
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Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Sensorträger 5' zwischen einer
Fernglas-Position und einer Digitalkamera-Position bewegbar. Die
Verschiebung und Rückstellung
kann entsprechend dem vorherigen Ausführungsbeispiel erfolgen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
sind der Bildsensor 10 und der Sehfeldblendenabschnitt 7 in
den Strahlengang 4 einschwenkbar. Der Sensorträger ist
folglich schwenkbar in dem Fernglasgehäuse gelagert. Durch eine 180°-Schwenkung
kann von der Fernglas-Position des Sensorträgers in dessen Digitalkamera-Position
gewechselt werden. Bezüglich
der Über führungs-Auslösung und
der Rückstellung
wird auf die vorherige Ausführungsform
verwiesen.
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Aus
der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass dann, wenn sich
der Sensorträger 5, 5' in seiner oberen
in 2 bzw. 3 dargestellten Fernglas-Position
befindet, der Strahlengang 4 die Blenden-Öffnung 14 in
dem Sehfeldblendenabschnitt 7, 7' durchdringt. Der Strahlengang 4 durchtritt
ungefähr
mittig in Richtung der Mittel-Längs-Achse 3 die Blenden-Öffnung 14. Es liegt
eine herkömmliche Fernglasoptik
vor, die mit bewährten
Standards und Techniken ausgeführt
werden kann und dementsprechend ein qualitativ höchst hochwertiges Bild bei
hoher Vergrößerungsleistung
liefert.
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Beim
Einbringen des Bildsensors 10 in den Strahlengang 4 wird
der Sehfeldblendenabschnitt 7, 7' aus dem Strahlengang 4 nach
unten bewegt. Der Bildsensor 10 tritt somit an die Stelle
des Sehfeldblendenabschnitts 7, 7'. In der Digitalkamera-Position durchdringt
der Strahlengang 4 den Bildsensor 10. Auch hier
durchtritt der Strahlengang 4 den Bildsensor 10 ungefähr mittig.
Eine Kamerafunktion tritt in Kraft. Wenn von der Digitalkamera-Position wieder in die
Fernglas-Position des Sensorträgers 5 gewechselt
wird, tritt der Sehfeldblendenabschnitt 7, 7' an die Stelle
des Bildsensors 10.
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Zur
Anpassung des Fernglases an individuelle Sehfehler oder -schwächen können Korrekturmöglichkeiten über eine
Fokussierlinse im Objektivbereich oder über das Okular vorgesehen sein.
Solche individuellen Korrekturen können dazu führen, dass das Bild am Bildsensor 10 der
Digitalkamera unscharf wird. Um dies zu vermeiden, kann der Bildsensor 10 längs der
Hauptachse des Strahlengangs 4 verlagerbar sein, wobei
diese Verstellbe wegung vorzugsweise mit der Korrektureinstellung
zur individuellen Anpassung an den Benutzer gekoppelt ist, um auf
diese Weise eine automatische Scharfstellung des Bildes am Bildsensor 10 zu
erreichen.
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Der
Bildsensor 10 ist nur in einen Strahlengang des Fernglases
einbringbar. Während
einer Bildaufnahme oder einer Videofilmaufzeichnung mit dem Bildsensor 10 kann
folglich über
den anderen Strahlengang des Fernglases ein zu fotografierendes beziehungsweise
zu filmendes Objekt weiter beobachtet werden.
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Das
erfindungsgemäße Fernglas
ist gegenüber
dem eingangs erwähnten,
aus der
US 5,581,399 bekannten
Fernglas wesentlich einfacher aufgebaut, da kein Reflexions-Spiegel
für die
Digitalkamera-Funktion erforderlich ist.