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Die
Erfindung betrifft eine Bildaufnahmevorrichtung zum Anschließen an eine
Beobachtungsvorrichtung, insbesondere an eine monokulare Beobachtungsvorrichtung,
die ein Objektbild eines zu betrachtenden Objektes bereitstellt,
wobei die Bildaufnahmevorrichtung eine Bildaufnehmereinheit zum Aufnehmen
des Objektbildes aufweist.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Beobachtungsvorrichtung mit einer
derartigen Bildaufnahmevorrichtung.
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Eine
Bildaufnahmevorrichtung zum Anschließen an eine Beobachtungsvorrichtung
ist bspw. aus US 2004/0207750 A1 bekannt. Die bekannte Bildaufnahmevorrichtung
umfasst eine digitale Bildaufnehmereinheit, die in einer Brennebene
einer Objektivlinseneinheit einer monokularen Beobachtungsvorrichtung
angeordnet ist. Die Bildaufnahmevorrichtung weist ferner eine Winkeljustiereinheit
zum Justieren eines Winkels der Bildaufnahmevorrichtung relativ
zu der Beobachtungsvorrichtung, eine Bildspeichereinheit zum Speichern
eines Bildes, welches von der Bildaufnehmereinheit aufgenommen wurde,
und eine Bildschirmeinheit zum Darstellen des Bildes, welches von
der Bildaufnehmereinheit aufgenommen wurde, auf. Die Bildaufnahmevorrichtung
wird an die hintere, objektabgewandte Seite der Beobachtungsvorrichtung
angeschlossen, wobei ein standardmäßig an der Beobachtungsvorrichtung
angeordnetes Okular derselben zuvor entfernt wird.
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Eine
Beobachtungsvorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist
insbesondere ein monokulares Aussichtsfernrohr, das unter der Bezeichnung
Spektiv bekannt ist. Ein Spektiv erzeugt in der Regel ein aufrechtes,
seitenrichtiges Bild.
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Die
Beobachtungsvorrichtung kann vorliegend aber auch ein Teleskop sein.
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Typische
Einsatzgebiete eines Spektives sind Naturbeobachtungen, insbesondere
Beobachtungen von Vögeln,
Sportereignisse, bspw. Zielscheibenbeobachtungen, um nur einige
Beispiele zu nennen. Das Spektiv ist idealerweise kompakt aufgebaut und besitzt
eine kurze Brennweite, ist relativ leicht und robust, stoß- und spritzwassergeschützt. Meistens
wird ein Spektiv zusammen mit einem Stativ eingesetzt. Zum bequemen
Beobachten sind die meisten Modelle mit einem 45°-Schrägeinblick versehen. Typische
Durchmesser der Objektiveinheit sind 65, 80, 85 und 100 mm mit Vergrößerungen
von 20 bis 80-fach. Ferner ist ein Spektiv mit Wechsel- und Zoomokularen
ausgestattet. Verschiedene Okulare werden bei einem Spektiv eingesetzt,
um je nach Einsatzzweck die Vergrößerung und das Gesichtsfeld anzupassen.
Spektive sind vom Aufbau her in der Regel Linsenfernrohre (Refraktoren),
seltener Spiegelteleskope (Reflektoren).
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Herkömmliche
Spektive sind üblicherweise zur
Beobachtung ausgelegt, während
das Objekt mit dem Spektiv nicht fotografiert werden kann. Es sind jedoch
Spektive mit integrierter Bildaufnahmevorrichtung, bspw. mit integrierter
digitaler Kamera, bekannt.
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Mit
einer herkömmlichen
Bildaufnahmevorrichtung wie der oben genannten, die eine Bildaufnehmereinheit
aufweist, ist das Fotografieren der beobachteten Objekte möglich. Die
Bildaufnehmereinheit ist typischerweise eine Kamera, die über einen Adapter
direkt an ein Okular des Spektivs angeschlossen werden kann.
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Nachteilig
bei einer solchen Bildaufnahmevorrichtung ist es, dass ein Bildverschnitt
auftritt, d.h. je nach Kameratyp und verwendetem Adapter zum Anschließen der
Bildaufnahmevorrichtung kann nicht der gesamte Bildausschnitt aufgenommen
werden. Zudem ist das Ausrichten der Bildaufnahmevorrichtung und
des Spektivs zueinander aufwendig.
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Nachteilig
ist ferner, dass eine Beobachtung des Objektes nur durch den Sucher
der Bildaufnehmereinheit oder über
die Bildschirmeinheit möglich ist.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, eine Bildaufnahmevorrichtung
bereitzustellen, mit der eine Beobachtung eines Objektes wie mit
dem Beobachtungsinstrument selbst und eine Bildaufnahme möglich ist.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe hinsichtlich der Bildaufnahmevorrichtung zum Anschließen an eine
Beobachtungsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
die Bildaufnahmevorrichtung weiterhin eine Okulareinheit und eingangsseitig
einen Strahlteiler zum Aufteilen eines in die Bildaufnahmevorrichtung
einfallenden Lichtstrahls in einen ersten, zu der Bildaufnehmereinheit gerichteten
Lichtstrahl und einen zweiten, zu der Okulareinheit gerichteten
Lichtstrahl zur Beobachtung des Objektbildes durch die Okulareinheit
aufweist.
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Durch
den Strahlteiler werden zwei getrennte optische Kanäle in der
Bildaufnahmevorrichtung geschaffen, und zwar ein nachfolgend als
Beobachtungskanal bezeichneter optischer Kanal, der die Okulareinheit
aufweist, und ein nachfolgend als Aufnahmekanal bezeichneter optischer
Kanal, der die Bildaufnehmereinheit aufweist. Ein von einer Objektivlinseneinheit
der Beobachtungsvorrichtung und einer vorzugsweise vorgesehenen
eingangsseitigen Linse der Bildaufnahmevorrichtung erzeugtes Zwischenbild
vor dem Strahlteiler wird so über
die beiden oben genannten optischen Kanäle zum einen auf die Bildaufnehmereinheit
und zum anderen auf die Okulareinheit abgebildet.
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Dadurch
ist es vorteilhafterweise möglich, mittels
der an die Beobachtungsvorrichtung angeschlossenen Bildaufnahmevorrichtung
in getrennten Kanälen
gleichzeitig zu beobachten und zu fotografieren.
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Hierdurch
ist es vorteilhafterweise außerdem möglich, die
Bildgröße unterschiedlich
anzupassen, d.h. eine Vergrößerung A1 im Beobachtungskanal zu realisieren und
eine andere Vergrößerung A2 in dem Aufnahmekanal.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Strichplatte
zwischen dem Strahlteiler und der Okulareinheit derart angeordnet,
dass eine Position der Strichplatte und der Bildaufnehmereinheit
zueinander konjugiert sind.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass, wenn das Objektbild auf der Strichplatte
scharf eingestellt ist, es auch an der Position der Bildaufnehmereinheit
scharf ist. Das bedeutet, dass der Beobachter, der das Bild eines
zu betrachtenden Objektes beobachtet, dieses mittels Fokussierelementen
scharf einstellen kann und automatisch ein scharfes Bild auf der
Bildaufnehmereinheit erzeugt wird, ohne eine zusätzliche Fokussierung des Objektbildes
auf der Bildaufnehmereinheit vornehmen zu müssen.
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Ein
Bildausschnitt des Objektbildes wird auf die Strichplatte abgebildet.
Dadurch ist ein Augenabgleich realisiert. Ist das Strichmuster im
Okular scharf zu sehen, ist auch das auf die Bildaufnehmereinheit abgebildete
Objektbild scharf. Ein aufwendiges Ausrichten der Bildaufnahmevorrichtung
zur Beobachtungsvorrichtung ist nicht mehr notwendig.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen dem Strahlteiler
und der Strichplatte mindestens eine Linseneinheit angeordnet.
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Mittels
der mindestens einen Linseneinheit wird das von der Objektiveinheit
der Beobachtungsvorrichtung erzeugte Objektbild auf die Strichplatte abgebildet.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen
dem Strahlteiler und der Strichplatte mindestens eine Blende angeordnet.
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Mittels
einer Blende oder eines Blendensystems kann der Lichtstrahl vorteilhafterweise
begrenzt werden, um diesen an die Größe der Strichplatte und auch
der Bildaufnehmereinheit anzupassen oder die Helligkeit zu regulieren.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Okulareinheit eine
Fokussiereinrichtung zum manuellen Scharfstellen des durch die Okulareinheit beobachteten
Objektbildes zugeordnet.
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Mit
der Fokussiereinrichtung kann das auf die oben genannte Strichplatte
abgebildete Objektbild scharf gestellt werden, wie es der Benutzer
von einem herkömmlichen
Spektiv gewohnt ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die
Bildaufnehmereinheit ein lichtempfindliches Element, vorzugsweise
einen elektronischen Bildaufnehmer auf.
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Der
elektronische Bildaufnehmer kann insbesondere ein CCD-Chip (Charged
Coupled Device) oder ein CMOS-Chip mit hoher Auflösung sein. Durch
die so realisierte digitale Fotokamera kann das Objektbild aufgenommen
und gespeichert werden. Eine Anschlussmöglichkeit an Medien, insbesondere Computer
zur Weiterverarbeitung des digital gespeicherten Bildes, kann leicht
bspw. mittels eines USB-Anschlusses realisiert werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen dem Strahlteiler
und der Bildaufnehmereinheit mindestens eine Linseneinheit zum Abbilden des
Objektbildes auf die Bildaufnehmereinheit angeordnet.
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Die
Linseneinheit realisiert in vorteilhafter Weise eine Vergrößerung des
Zwischenbildes entsprechend der Größe der Bildaufnehmereinheit. Hierbei
kann die Vergrößerung des
auf die Bildaufnehmereinheit abgebildeten Objektbildes eine andere
sein als eine Vergrößerung des
Objektbildes, das der Betrachter durch die Okulareinheit sieht.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen
dem Strahlteiler und der Bildaufnehmereinheit mindestens eine Blende
angeordnet.
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Mittels
der Blende ist es möglich,
die Belichtungszeit des Bildaufnehmers einzustellen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die
Bildaufnahmevorrichtung eine Anschlusseinheit auf, die ein Anschließen der Bildaufnahmevorrichtung
an die Beobachtungsvorrichtung ermöglicht.
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Hierbei
kann die Anschlusseinheit ein Bajonett-Fassung oder eine Außen-/Innengewindekonstruktion
sein. Vorzugsweise ist eine standardisierte Anschlusseinheit vorgesehen,
so dass keine spezialangefertigten Zwischenadapter notwendig sind,
um das Anschließen
der Bildaufnahmevorrichtung an die Beobachtungsvorrichtung zu ermöglichen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Okulareinheit austauschbar.
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Hierbei
ist von Vorteil, dass die erfindungsgemäße Bildaufnehmervorrichtung
mit verschiedenen Okularen verwendet werden kann, die bspw. eine
unterschiedliche Vergrößerung des
durch die Okulareinheit betrachteten Objektbildes ermöglichen,
wie dies der Benutzer von einem herkömmlichen Spektiv gewohnt ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine
Fernbedienung, vorzugsweise eine schnurlose Fernbedienung zum Auslösen der Bildaufnehmereinheit
vorgesehen.
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Hierdurch
ist ein verwacklungsfreies Auslösen
der Kamera möglich.
Als schnurlose Fernbedienung kann bspw. eine Infrarot-Fernbedienung verwendet
werden.
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Erfindungsgemäß wird ferner
eine Beobachtungsvorrichtung bereitgestellt, die eine erfindungsgemäße Bildaufnahmevorrichtung
aufweist.
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Eine
einem Benutzer bereits zur Verfügung stehende
Beobachtungsvorrichtung, bspw. ein Standard-Spektiv, kann vorteilhafterweise
mittels der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung ausgerüstet werden,
so dass ein gleichzeitiges Beobachten und Fotografieren von Objekten
mittels zwei getrennter optischer Kanäle möglich ist. Hierbei wird die
Beobachtung des Objektes durch den Beobachtungskanal und das Aufnehmen
bzw. Fotographieren mittels des Aufnahmekanals ermöglicht.
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Vorteilhafterweise
erfolgt die Betrachtung nicht mehr wie bei einem Spektiv mit Bildaufnehmereinheit
aus dem Stand der Technik durch den Kamerasucher, sondern durch
ein Okular mit wesentlich besseren optischen Eigenschaften und mit
der Möglichkeit
einer manuellen Scharfstellung.
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Weitere
Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
und der beigefügten
Zeichnung.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
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.
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Anhand
eines ausgewählten
Ausführungsbeispieles
wird die vorliegende Erfindung nachfolgend näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Beobachtungsvorrichtung mit angeschlossener Bildaufnahmevorrichtung;
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2 die
Bildaufnahmevorrichtung in 1 in einem
Längsschnitt;
und
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3 eine
schematische Darstellung des Strahlengangs der Bildaufnahmevorrichtung
in 2.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Bildaufnahmevorrichtung 10,
die mittels einer Anschlusseinheit 12 an eine Beobachtungsvorrichtung 11 angeschlossen
ist. Die Bildaufnahmevorrichtung 10 ist von der Beobachtungsvorrichtung 11 abnehmbar. Die
dargestellte Beobachtungsvorrichtung 11 ist ein monokulares
Spektiv. Anstelle eines Spektivs kann die Bildaufnahmevorrichtung 10 bspw.
auch an ein Teleskop angeschlossen werden.
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Die
Bildaufnahmevorrichtung 10 weist eingangsseitig einen Strahlteiler 14 auf,
der als Teilerprisma ausgebildet ist. Ein sich entlang einer optischen
Achse 16 der Beobachtungsvorrichtung 11 ausbreitender
Lichtstrahl wird von dem Strahlteiler in einen ersten Lichtstrahl,
der weiter entlang einer ersten optischen Achse 18 der
Bildaufnahmevorrichtung 10 gerichtet ist, und in einen
zweiten Lichtstrahl aufgeteilt, der entlang einer zweiten optischen
Achse 20 der Bildaufnahmevorrichtung 10 gerichtet
ist. Entlang der zweiten optischen Achse 20 ist ein optischer
Beobachtungskanal 22 und entlang der ersten optischen Achse 18 ist
ein optischer Aufnahmekanal 24 ausgebildet.
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Der
Beobachtungskanal 22 weist eine Okulareinheit 26,
eine Strichplatte 28 sowie eine erste Linseneinheit 30 und
eine zweite Linseneinheit 32 auf. In dem Beobachtungskanal 22 ist
ferner eine Blende 33 angeordnet. Es ist aber auch im Rahmen der
Erfindung möglich,
mehrere Blenden im Beobachtungskanal 22 vorzusehen.
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Der
Aufnahmekanal 24 weist eine Bildaufnehmereinheit 34 auf,
die einen elektronischen Bildaufnehmer 35 aufweist. Der
lichtempfindliche Bildaufnehmer 35 ist bspw. ein CCD-Chip
oder ein CMOS-Chip. Es ist aber auch möglich, analoge lichtempfindliche
Elemente, wie bspw. einen Silberhallogenid-Film einzusetzen.
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Im
Aufnahmekanal 24 ist ferner eine Blende 33 angeordnet.
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Ferner
weist der Aufnahmekanal 24 eine erste Linseneinheit 36 und
eine zweite Linseneinheit 38 auf.
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Die
Bildaufnahmevorrichtung 10 weist ferner eine Bildschirmeinheit 40 zum
Darstellen des aufgenommenen Objektbildes auf.
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Der
Beobachtungskanal 22, der Aufnahmekanal 24 sowie
die Bildschirmeinheit 40 sind in einem Gehäuse 42 der
Bildaufnahmevorrichtung 10 angeordnet, an dessen einem
Ende die Anschlusseinheit 12 angeordnet ist, so dass das
Gehäuse 42 der
Bildaufnahmevorrichtung 10 mit einem Gehäuse der
Beobachtungsvorrichtung 11 verbunden werden kann, wie in 1 dargestellt
ist. Die Bildaufnahmevorrichtung 10 kann ferner noch eine
hier nicht näher
dargestellte Bildspeichereinheit zur Speicherung des mit der Bildaufnehmereinheit 34 aufgenommenen
Bildes aufweist.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise der Bildaufnahmevorrichtung 10 beschrieben.
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Die
Anordnung aus Beobachtungsvorrichtung 11 und Bildaufnahmevorrichtung 10 gemäß 1 kann
bspw. für
Naturbeobachtungen, bspw. Vogelbeobachtungen, oder auch für Sportbeobachtungen,
verwendet werden. Durch die Okulareinheit 26 kann ein durch
das Objektiv der Beobachtungsvorrichtung 11 abgebildetes
Objekt unmittelbar mit dem Auge und vergrößert beobachtet werden.
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Eine
Scharfeinstellung des Objektbildes erfolgt dabei manuell an der
Okulareinheit 26, so dass auf der Strichplatte 28 ein
scharfes Bild des Objektes entsteht.
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Will
der Beobachter dieses Bild fotographisch dokumentieren, betätigt er
eine hier nicht dargestellte Fernbedienung, bspw. eine Infrarot-Fernbedienung,
und löst
damit die digitale Bildaufnehmereinheit 34 aus. Dadurch,
dass die Strichplatte 28 und die Bildaufnehmereinheit 34,
genauer gesagt der Bildaufnehmer 35, an zueinander konjugierten
Positionen im Beobachtungskanal 22 und im Aufnahmekanal 24 angeordnet
sind, ist das Objektbild an der Position der Bildaufnehmereinheit 34 scharf,
wenn es an der Position der Strichplatte 28 scharf ist.
Es ist nicht notwendig, eine separate Scharfeinstellung im Aufnahmekanal
durchzuführen.
Das von der Bildaufnehmereinheit 34 aufgenommene Bild ist
somit stets scharf, wenn das entsprechende Objektbild auf der Strichplatte 28 ebenfalls
scharf zu sehen ist.
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Im
Aufnahmekanal 24 können
noch andere typische Funktionen eines Bildaufnehmers enthalten sein,
wie bspw. eine Belichtungszeitmesseinheit.
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Somit
ermöglicht
es die erfindungsgemäße Bildaufnahmevorrichtung 10 einem
Benutzer, Bilder, die durch das Objektiv der Beobachtungsvorrichtung 11 abgebildet
werden, aufzunehmen. Die Beobachtung des Objektes durch die Okulareinheit 26 kann während der
Aufnahme des Objektbildes als elektronisches Bild weiter durchgeführt werden.
Die Scharfstellung des durch die Okulareinheit 26 beobachteten Objektbildes
erfolgt an der Okulareinheit 26.
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Die
Okulareinheit 26 ist vorzugsweise eine Wechselokulareinheit,
die es erlaubt, auch standardmäßige Austauschokulare
der Beobachtungsvorrichtung 11, bspw. eines Zeiss-Spektives,
zu verwenden. Vorzugsweise ist die Aufnahme für die Okulareinheit 26 an
der Bildaufnahmevorrichtung 10 so ausgebildet, dass die
Okulareinheiten, die mit der Beobachtungsvorrichtung 11 kompatibel
und mit dieser sonst verwendet werden können, auch bei der Bildaufnahmevorrichtung 10 verwendet
werden können.
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In 2 ist
ein Strahlengang im Beobachtungskanal 22 und im Aufnahmekanal 24 schematisch
dargestellt. Auf der linken Seite der Fig. ist eine Abschlussplatte 48 dargestellt,
die eine Eintrittsöffnung
für die
Bildaufnahmevorrichtung 10 darstellt. Die Eintrittsöffnung ist
im Bereich der Anschlusseinheit 12 angeordnet.
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Gleiche
Merkmale in 1 und 2 sind mit
gleichen Bezugsziffern versehen.
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Die
erste optische Achse 18 verlängert im gezeigten Ausführungsbeispiel
die optische Achse 16 der Beobachtungsvorrichtung 11 in
die Bildaufnahmevorrichtung 10. Die optische Achse 18 ist
in diesem Ausführungsbeispiel
die optische Achse 18 des Aufnahmekanals 24. Der
Strahlteiler 14, der gemäß 2 und 3 als
Teilerprisma ausgebildet ist, ist auf der optischen Achse 18 angeordnet
und teilt den Lichtstrahl, der auf den Strahlteiler 14 trifft,
in einen ersten Lichtstrahl, der sich im Beobach tungskanal 22 ausbreitet,
und in einen zweiten Lichtstrahl, der sich im Aufnahmekanal 24 ausbreitet,
auf. Im Beobachtungskanal 22 sind die Linseneinheiten 30 und 32,
die Strichplatte 28 und die Okulareinheit 26 angeordnet.
In dem Aufnahmekanal 24 sind die erste Linseneinheit 38,
die zweite Linseneinheit 36 sowie die Bildaufnehmereinheit 34 angeordnet.
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Ein
von dem Objektiv der Beobachtungsvorrichtung 11 erzeugtes
virtuelles Zwischenbild 50 (hier mit A bezeichnet) eines
zu beobachtenden Objektes, befindet sich eingangsseitig des Strahlteilers 14.
Das Zwischenbild 50 wird mittels einer Linse 56 erzeugt. Das
Zwischenbild 50 ist ein virtuelles, aufrechtes Bild.
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Die
Linseneinheiten 30 und 32 des Beobachtungskanals 22 bilden
dieses Zwischenbild 50 auf die Strichplatte 28 ab
und erzeugen dort das mit A1' bezeichnete Bild.
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Die
Linseneinheiten 36 und 38 des Aufnahmekanals 24 bilden
das Zwischenbild 50 auf der Bildaufnehmereinheit 34 als
Bild A2' ab.
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Das
Bild A1' kann
eine andere Vergrößerung aufweisen
als das Bild A2'. Das Bild A2' ist typischerweise
kleiner als das Bild A1'.
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Ein
Abstand des Zwischenbildes 50 von der Abschlussplatte 58 beträgt bspw.
ca. 26 mm.