CN1279385C - 带有照相功能的光学观察器装置 - Google Patents

带有照相功能的光学观察器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1279385C
CN1279385C CNB02143963XA CN02143963A CN1279385C CN 1279385 C CN1279385 C CN 1279385C CN B02143963X A CNB02143963X A CN B02143963XA CN 02143963 A CN02143963 A CN 02143963A CN 1279385 C CN1279385 C CN 1279385C
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens system
photographic lens
optical
telescopic
tubular shaft
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB02143963XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN1409151A (zh
Inventor
蛭沼谦
金子敦美
米山修二
金井守康
船津刚治
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.)
Pentax Corp
Original Assignee
Pentax Corp
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
Priority claimed from JP2001301921A external-priority patent/JP2003107368A/ja
Priority claimed from JP2002014051A external-priority patent/JP2003172883A/ja
Application filed by Pentax Corp filed Critical Pentax Corp
Publication of CN1409151A publication Critical patent/CN1409151A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1279385C publication Critical patent/CN1279385C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules

Abstract

一种照相功能的光学观察器装置，其包括一个用来观察物体的望远镜光学系统；一个数字相机系统，其包括一个固态图像传感器以及一个照相光学系统，两者之间彼此相连，从而使物体通过照相光学系统在固态图像传感器的受光面上形成照片图像。一个手动操作的调焦机构，其与望远镜光学系统和照相镜头系统相连，从而使物体通过望远镜光学系统汇聚，并使物体通过照相镜头系统汇聚。其中光学参数在选取上应满足预定的条件，从而能通过手动调焦机构来正确地对望远镜镜头系统和照相镜头系统进行调焦。

Description

带有照相功能的光学观察器装置
技术领域
本发明涉及一种带有照相功能的光学观察器装置。
背景技术
众所周知，光学观察器装置如双筒望远镜、单筒望远镜等是用作观看体育运动、野生鸟类等用途的。当使用这些光学观察器装置时，使用者通常是观看那些他或她想要拍摄下来的事物。一般来讲，由于需要将光学观察器更换成照相机，他或她会在此期间失去机会而无法拍摄到所需的图像。为此，就有人提出了一种内置相机的光学观察器，这样在用光学观察器连续观察的同时就能用设置在其中的相机即刻进行拍照。
例如，日本实用新案的公开文本(KOKAI)No.6-2330公开了一种双筒望远镜和相机的组合装置，其中的相机仅是简单地装在双筒望远镜上。当然，该双筒望远镜包括一对望远镜的镜头系统，而相机则包括一个用于摄像的镜头系统。在用这对望远镜的镜头系统观察物体时，可通过相机将观察物体照下来。
一般来讲，望远镜的镜头系统包括一个物镜系统和一个目镜系统，两者之间彼此相连，当物镜系统的后焦点与目镜系统的前焦点基本重合时，可以将无限远处的物体汇聚于焦点。这样，为了将近处的物体聚焦，必需要相对地移动物镜系统和目镜系统使两者相对分开。即，望远镜的镜头系统中必需有一个调焦机构才能将近处的物体汇聚于焦点上。
例如，在双筒望远镜中，调焦机构可以是一个具有旋转轮的运动转换机构，该机构将旋转轮的旋转运动转换成望远镜镜头系统中物镜系统和目镜系统之间的平移运动。即，在双筒望远镜中，通过手动旋转该旋转轮将近处物体汇聚于焦点。
在前面提到的日本专利文献(KOKAI)No.6-2330中所公开的带有相机的双筒望远镜中，该望远镜的两个镜头系统都用作相机的光学观察系统，这样，通过望远镜两个镜头系统所观察到的物体可由内置的相机拍摄下来。然而，前述日本专利文献(KOKAI)No.6-2330并没有提到内置相机的调焦问题。
美国专利文献US4,067,027中公开了另一种带有相机的双筒望远镜，其中的相机使用卤化银胶片。在这种带有相机的双筒望远镜中，第一调焦机构主动与一对望远镜的镜头系统结合以将物体汇聚于焦点，第二调焦机构与内置相机的照相镜头系统结合以将物体汇聚于焦点。第一和第二调焦机构共用一个旋转轮，并在操作上彼此相连从而可通过手工旋转共用旋转轮来对其一起操作。即，当通过调节第一调焦机构将望远镜的镜头系统所观察的物体汇聚于焦点时，同时，通过调节第二调焦机构将所观察的物体经照相的镜头系统汇聚于卤化银胶片的帧面上。
一般来讲，在采用卤化银胶片的相机中，在通过照相镜头系统将光学图像恰当地汇聚于焦点之前，必须设计一照相镜头系统的调焦机构以使通过照相镜头系统所获得的光学图像的非锐聚焦度在允许的弥散圈之内。众所周知，所能允许的弥散圈主要是由卤化银胶片所使用的感光材料的特性来确定。例如，在一个35mm的卤化银胶片中，所能允许的弥散圈的直径δ大约为30um或者是大约一帧胶片对角线长度的1/1000，这里是以一个普通人的分辨能力为准进行的判断。
还有，照相镜头系统的焦深(focal depth)是根据所能允许的弥散圈的直径δ，由下面公式确定：
FOCAL DEPTH＝2×δ×F
这里，“F”是表示照相镜头系统的光圈数。
因此，必须将所拍物体汇聚于上述焦深的范围之内，才能获得所拍物体的清晰的图像。照相镜头系统的焦深会随着上述参数(δ、F)以及卤化银胶片感光性的变化而变化。当焦深范围很窄时，很难通过手工操作调焦机构将物体汇聚于很窄的焦深范围内。
美国专利文献US4,067,027公开了手工操作的调焦机构，但其没有具体描述适用于手工操作第一和第二调焦机构的望远镜的镜头系统和照相镜头系统。这样就不能确定其是否能够通过手工操作第一和第二调焦机构就能实现对望远镜的镜头系统和照相的镜头系统进行调焦操作。
另一方面，当使用如CCD(电荷耦合装置)的固态图像传感器的数字相机与如双筒望远镜、单筒望远镜等的光学观察器装置结合，并且望远镜的镜头系统和照相的镜头系统都使用手工调焦时，在能保证望远镜镜头系统和照相镜头系统获得满意的手工调焦功能之前，在望远镜镜头系统和照相镜头系统的光学设计上考虑除了上面所述的问题之外，还要必须考虑到其它特殊的问题(包括固态图像传感器)。
简而言之，现在还没有人提出下面这个问题，即带有照相功能的光学观察器装置要如何设计才能使照相镜头系统的调焦在手动方式下获得满意的调焦精度。
此外，如前述日本专利文献(KOKAI)No.6-2330中所公开那样，带有相机的双筒望远镜由于相机是简单地加到双筒望远镜上的，因此非常笨重。此外，美国专利文献US4,067,027中所用的相机也由于其使用了一个用来封闭卤化银胶卷的相机箱而变得非常笨重。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种带有数字相机系统的光学观察器，其包括望远镜的镜头系统和照相的镜头系统，其中；望远镜镜头系统和照相镜头系统的调焦都是通过一个手工操作的调焦机构来实现的。
本发明的另一个目的是提供一种带有数字相机的双筒望远镜，其在结构上布置紧凑。
为了达到上述目的本发明提供了一种带有照相功能的光学观察器装置，其包括：一个用来观察物体的望远镜光学系统，包括一个光学物镜系统、一个光学正像系统以及一个光学目镜系统，以便对物进体行观察，所述光学正像和目镜系统都能沿着所述望远镜光学系统的光轴相对于所述光学物镜系统进行移动；一个数字相机系统，其包括一个固态图像传感器以及一个照相镜头系统，两者之间彼此相连，从而使物体通过照相镜头系统在固态图像传感器的受光面上形成照片图像；一个空心轴，可转动地设置在所述望远镜光学系统旁边；以及一个手动调焦机构，其与所述望远镜光学系统相连，从而将所述空心轴的旋转运动转换成望远镜光学系统中所述光学正像和目镜系统与望远镜光学系统中所述光学物镜系统之间的相对平移运动，从而通过所述望远镜光学系统将物体汇聚于焦点；其中所述照相镜头系统装在所述空心轴中，并且所述固态图像传感器与所述照相镜头系统对齐，并与所述照相镜头系统的后端分开一给定距离；这种带有照相功能的光学观察器装置满足如下条件：65＜y2/[1000×PF(ω/T)2]＜95并且F＜6：其中“F”为照相镜头系统的光圈数；“y”为固态图像传感器的最大成像高度，单位为mm，其定义为固态成像传感受光面的对角线长度的一半；“ω”为望远镜光学系统的半视场角，单位为弧度；“T”为半视场角“ω”与照相镜头系统半视场角“θ”的视场比，T＝ω/θ，其中“θ”的单位为弧度；以及“P”为固态图像传感器像素距。
本发明的第一方面是提供一种带有照相功能的光学观察器装置，其包括：一个用来观察物体的望远镜光学系统；一个数字相机系统，其包括一个固态图像传感器以及一个照相镜头系统，两者之间彼此相连，从而使物体通过照相镜头系统在固态图像传感器的受光面上形成照片图像；以及一个手动操作的调焦机构，其与望远镜的光学系统和照相镜头系统相连，从而使物体通过望远镜的光学系统汇聚于焦点并通过照相镜头系统汇聚于焦点。这种带有照相功能的光学观察器装置的特征在于，其满足条件：
65＜y2/[1000×PF(ω/T)2]＜95并且F＜6
其中“F”为照相镜头系统的光圈数；
“y”为固态图像传感器的最大成像高度(mm)，其定义为固态成像传感受光面的对角线长度的一半；
“ω”为望远镜光学系统半视场角(单位为弧度)；
“T”为半视场角“ω”与照相镜头系统半视场角“θ”(弧度)的视场比(T＝ω/θ)；以及
“P”为固态图像传感器像素距(pixel pitch)；
本发明的第二方面是提供一种带有照相功能的光学观察器装置，其包括：一个望远镜光学系统，其包括一个光学物镜系统、一个光学正像系统以及一个光学目镜系统，以便对物进体行观察，光学正像和目镜系统能沿着望远镜光学系统的光轴相对于光学物镜系统进行移动；在望远镜光学系统旁边可旋转地设置有一个空心轴；装在空心轴中的一个照相镜头系统；与照相镜头系统相齐的一个固态图像传感器，以与照相镜头系统的后端分开一给定的距离；第一调焦机构，其用来将空心轴的旋转运动转换成光学正像和目镜系统与光学物镜系统之间的相对平移运动，从而通过望远镜光学系统将物体汇聚于焦点；第二调焦机构，其用来将空心轴的旋转运动转换成照相镜头系统相对于固态图像传感器的平移运动，从而将物体汇聚于固态图像传感器的受光面上；以及一个手动操作的系统，其能使空心轴形成旋转运动，从而使第一和第二调焦机构在操作上相互连接起来。这种带有照相功能的光学观察器装置的特征在于能满足上面描述的条件。
在本发明的第二方面中，第二调焦机构在构造上能使空心轴的旋转运动和照相镜头系统的平移运动之间形成线性关系。这时，第一调焦机构在构造上也可使空心轴的旋转运动与光学正像和目镜系统同光学物镜系统之间的平移运动之间形成线性关系。
作为选择，第二调焦机构在构造上能使空心轴的旋转运动和照相镜头系统的平移运动之间形成非线性关系。这时，第一调焦机构在构造上也可使空心轴的旋转运动与光学正像和目镜系统同光学物镜系统之间的平移运动之间形成非线性关系。
此外，在本发明的第二方面中，可以用一个第一望远镜光学系统和一个第二望远镜光学系统来代替前面的望远镜光学系统。这时，第一和第二望远镜光学系统的每一个都包括：一个光学物镜系统、一个光学正像系统以及一个光学目镜系统，以便对物进体行观察。这两个光学正像和目镜系统都能沿着第二望远镜光学系统的光轴相对于光学物镜系统进行移动。在第一和第二望远镜光学系统之间布置有一个空心轴，并且第一调焦机构进一步将空心轴的旋转运动转换成每一个望远镜光学系统中光学正像和目镜系统与每一个望远镜光学系统中光学物镜系统之间的相对平移运动，从而通过第一和第二望远镜光学系统将物体汇聚于焦点。
作为选择，第一和第二望远镜系统都装在一个壳体中，并且该壳体可包括两个彼此之间可移动连接的壳体部分。第一和第二望远镜光学系统分别装在这两个壳体部分中，这样第一和第二望远镜光学系统光轴之间的距离可通过一个壳体部分相对于另一壳体部分的移动而进行调节。作为优选，其中一个壳体部分是与另一壳体部分可滑动地连接，这样可通过一个壳体部分相对于另一壳体部分的相对滑动，而使第一和第二望远镜光学系统的光轴在同一个几何平面内移动。
本发明的第三方面是提供一种带有照相功能的双筒望远镜，其包括：一对望远镜光学系统，其中每一个望远镜光学系统都包括一个光学物镜系统、光学正像系统以及一个光学目镜系统，以便对物进体行观察，两个光学正像和目镜系统都能沿着各自望远镜光学系统的光轴相对于光学物镜系统进行移动；一个数字相机系统，其包括一个固态图像传感器和一个照相光学系统，这两者之间相互连接，从而使物体通过照相光学系统在固态图像传感器的受光面形成照片图像；在望远镜光学系统之间可旋转地设置有一个空心轴；以及一个手动调焦机构，其与这对望远镜光学系统相连，从而将空心轴的旋转运动转换成每一个望远镜光学系统中光学正像和目镜系统与每一个望远镜光学系统中光学物镜系统之间的相对平移运动，从而通过这对望远镜光学系统将物体汇聚于焦点。该照相光学系统装在空心轴中，并且该固态图像传感器与照相光学系统对齐从而与照相光学系统的后端分开一给定距离。
在本发明的第三个方面中，手动调焦机构优选进一步与照相光学系统相连，从而使空心轴的旋转运动转换成照相光学系统相对于固态图像传感器的平移运动，进而将物体汇聚于固态图像传感器的受光面上，由此，这对望远镜光学系统的调焦就在操作上与照相光学系统的调焦连接起来。
注意，这种带有照相功能的双筒望远镜的特征在于能满足上面描述的条件。
在本发明的第三方面中，手动调焦机构在构造上能使空心轴的旋转运动和照相光学系统的平移运动之间形成线性关系。这时，手动调焦机构在构造上还可使空心轴的旋转运动与光学正像和目镜系统同光学物镜系统之间的相对平移运动之间形成线性关系。
作为选择，手动调焦机构在构造上能使空心轴的旋转运动和照相光学系统的平移运动之间形成非线性关系。这时，手动调焦机构在构造上还可使空心轴的旋转运动与光学正像和目镜系统同光学物镜系统之间的相对平移运动之间形成非线性关系。
这种带有照相功能的双筒望远镜可进一步包括一个用来接收这对望远镜系统的壳体，并且该壳体可包括两个彼此之间可移动连接的壳体部分，相应的望远镜光学系统可安装在这两个壳体部分中，这样望远镜光学系统光轴之间的距离可通过一个壳体部分相对于另一壳体部分的移动而进行调节。作为优选，其中一个壳体部分是在另一壳体部分中可滑动地连接，这样可通过一个壳体部分相对于另一壳体部分的相对滑动，而使第一和第二望远镜光学系统的光轴在同一个几何平面内移动。
附图说明
参考附图，通过下面的说明将更好地理解本发明的上述目的以及其它目的，其中：
图1是本发明带有数字相机的双筒望远镜的平面剖视图；
图2是沿图1中II-II线剖开的剖视图，其中可移动的壳体部分相对于主壳体部分处于收起位置；
图3是与图2类似的剖视图，其中可移动的壳体部分相对于主壳体部分处于伸出位置；
图4是装在一个由主壳体部分和可移动壳体部分所形成的壳体中的支撑板组件的平面视图；
图5是布置在支撑板组件上的左右安装板的平面视图；
图6是沿着图5中线VI-VI剖开的立面图；
图7是沿着图1中线VII-VII剖开的剖视图；
图8是类似于图7的剖视图，示出了图1到图7所示实施例的变化。
具体实施方式
图1所示为根据本发明构成的一种带有数字相机的双筒望远镜的内部结构，图2所示为图1中线II-II剖开的剖视图。
该带有数字相机的双筒望远镜包括一个壳体10以及装在壳体10中光学上彼此相同的一对望远镜镜头系统12R和12L，其中壳体10包括一个主壳体部分10A和一个可移动壳体部分10B。望远镜镜头系统12R和12L分别用于人的左右眼，并且在布置上相对于其中线为对称布置。
右边的望远镜镜头系统12R组装在主壳体部分10A中，其包括一个物镜系统14R、一个正像棱镜系统16R和一个目镜系统18R。主壳体部分10A的前壁上有一个观察窗19R，该窗口19R与右边的望远镜镜头系统的物镜系统14R对齐。
左边的望远镜镜头系统12L组装在可移动壳体部分10B中，其包括一个物镜系统14L、一个正像棱镜系统16L和一个目镜系统18L。可移动壳体部分10B的前壁上有一个观察窗19L，该窗口19L与左边的望远镜镜头系统的物镜系统14L对齐。
可移动壳体部分10B与主壳体部分10A滑动相连，从而使彼此之间可相对移动。即，可移动壳体部分10B能相对于主壳体部分10A在图2所示的收起位置和图3所示最大伸出位置之间移动。
在壳体部分10A和10B的滑动面上作用有合适的摩擦力，这样只有在一定的拉力作用在可移动壳体部分10B上才能使可移动壳体部分10B从主壳体部分10A中伸出。与此相似，只有在一定的收力作用在可移动壳体部分10B上才能使可移动壳体部分10B收回到主壳体部分10A中。这样由于壳体部分10A和10B滑动表面上合适的摩擦力，就可使可移动壳体部分10B保持或停留在收起位置(图2)和最大伸出位置(图3)之间的任一位置。
从图2和图3中可明显看出，当可移动壳体部分10B从主壳体部分10A中伸出时，左边的望远镜镜头系统12L与可移动壳体部分10B一起移动，而右边的望远镜镜头系统12R则留在主壳体部分10A中。这样，通过将可移动壳体部分10B从主壳体部分10A拉出，就能调节左右望远镜镜头系统12R和12L光轴之间的距离，从而使该距离与使用者的光瞳间距一致。即，通过使可移动壳体部分10B相对于主壳体部分10A的相对滑动，就可以进行光瞳间距调节。
在本实施例中，右侧望远镜镜头系统12R的物镜系统14R装在一个相对主壳体部分10A的固定位置处，但正像棱镜系统16R和目镜系统18R可相对于物镜系统14R前后移动，从而通过右边的望远镜镜头系统12R使被观察的物体汇聚于焦点。同样，左侧望远镜镜头系统12L的物镜系统14L装在一个相对可移动壳体部分10B的固定位置处，但正像棱镜系统16L和目镜系统18L可相对于物镜系统14L前后移动，从而通过左边的望远镜镜头系统12L使被观察的物体汇聚于焦点。
为了进行光瞳间距调节以及对左右望远镜镜头系统12L和12R进行调焦，如图4所示，壳体10上带有一个支撑板组件20，并且左右望远镜镜头系统12L和12R都安装在该支撑板组件20上，其安装方式将在下面详细描述。注意，在图1中，尽管可以看到支撑板组件20，但为了避免视图过于复杂，图1中没有显示。
如图4所示，支撑板组件20包括一个矩形板件20A和一个可滑动地安装在矩形板件20A上的滑动板件20B。矩形板件20A具有一个长边和一个长度小于长边的侧边。滑动板件20B包括一个宽度与矩形板件20A侧边基本相等的矩形部分22以及一个从矩形部分22一体伸出的部分24，部分22和24的纵向长度基本等于矩形板件20A的纵向长度。
滑动板件20B在矩形部分22上设置有一对导槽26，在伸出部分24上设置有一个导槽27。另一方面，有一对短柱件26’和一个短柱件27’固定在矩形板件20A上，这样这对短柱件26’就能滑动地容置在这对导槽26中，并且短柱件27’就能滑动地容置在导槽27中。导槽26和27彼此平行地延伸，每一个槽都具有一个长度，该长度对应于可移动壳体部分10B在收起位置(图2)和最大伸出位置(图3)之间的移动距离。
如图2、3所示，支撑板组件20布置在壳体10中从而与壳体10的底面分开。尽管图中没有显示出来，但矩形板件20A是以一种适当的方式固定连接在主壳体部分10A上。滑动板件20B具有一个从矩形部分22一体伸出的突起28，并且如图2和3所示该突起28是固定连接在可移动壳体部分10B中的间壁29上。这样，当可移动壳体部分10B相对于主壳体部分10A移动时，滑动板件20B就能与可移动壳体部分10B一起移动。
右边望远镜镜头系统12R的物镜系统14R牢牢固定在矩形板件20A上用标记14R’表示的阴影线区域，并且左边望远镜镜头系统12L的物镜系统14L牢牢固定在滑动板件20B的矩形部分22上用标记14L’表示的阴影线区域。
图5所示是布置在支撑板组件20上的左右安装板30L和30R，如图1所示，正像棱镜系统16L和16R分别安装在左右安装板30L和30R上。此外，如图5和图6所示，左右安装板30L和30R都在各自的后侧边分别具有立板32R和32L，并且如图1所示，目镜系统18L和18R分别安装在立板32L和32R上。
右边的安装板30R由矩形板件20A可移动地支撑起来，以使正像棱镜系统16R和目镜系统18R可相对于物镜系统14R前后移动。同样，左边的安装板30L由滑动板件20B可移动地支撑起来，以使正像棱镜系统16L和目镜系统18L可相对于物镜系统14L前后移动。
特别是，如图5和图6所示，右边的安装板30R上带有一个导块34R，导块34R固定在右侧边缘附近的安装板30R下面。导块34R上形成有导槽36R(见图6)，如图2和3所示，其可用来滑动接收矩形板件20A的右侧边。此外，右边的安装板30R沿其左侧边还具有一个侧壁38R，侧壁38R的下部形成了一个隆起部分40R，该隆起部分40R中有一个通孔以便滑动接收导杆42R。导杆42R的两端通过一对从矩形板件20A一体伸出的固定件44R固定支撑(图1和图4)。这样，承载着正像棱镜系统16R和目镜系统18R的右边安装板30R就能相对于物镜系统14R前后平移。
同样，如图5和图6所示，左边的安装板30L上有一个导块34L，导块34L固定在左侧边缘附近的安装板30L下面。导块34L上形成有导槽36L(见图6)，如图2和3所示，其可用来滑动接收滑动板件20B的左侧边。此外，左边的安装板30L沿其右侧边还具有一个侧壁38L，侧壁38L的下部形成了一个隆起部分40L，该隆起部分40L中有一个通孔以便滑动接收导杆42L。导杆42L的两端通过一对从滑动板件20B一体伸出的固定件44L固定支撑(图1和图4)。这样，承载着正像棱镜系统16L和目镜系统18L的左边安装板30L就能相对于物镜系统14L前后平移。
请注意，如上所述，图1中没有显示支撑板组件20，而只显示出固定件44R和44L。
利用上述结构，通过将可移动壳体部分10B移向或远离主壳体部分10A，就能进行左右望远镜镜头系统12L和12R的光瞳间距调节。此外，还能通过安装板30R相对于物镜系统14R的前后平移，来对右边的望远镜镜头系统12R进行调焦，并能通过安装板30L相对于物镜系统14L的前后平移，来对左边的望远镜镜头系统12L进行调焦。
为了同时移动左右安装板30L和30R以改变左右安装板30L和30R之间的距离，安装板30L和30R通过一个可伸缩连接件46相互连接起来。
特别如图5所示，可伸缩连接件46包括一个矩形的板形件46A和一个叉件46B，并且板形件46A可滑动地容置在叉件46B中。板形件46A的前端固定连接在侧壁38R的隆起部分40R的下面，叉件46B的前端固定连接在侧壁38L的隆起部分40L的下面。部件46A和46B的长度大于可移动壳体部分10B从收起位置(图2)到最大伸出位置(图3)的移动距离。即，即使在可移动壳体部分10B从收起位置(图2)伸展到最大伸出位置(图3)，部件46A和46B之间也能始终保持滑动连接。这样，安装板30L和30R就能同时产生平移，从而保证左光学系统(16L，18L)和右光学系统(16R，18R)始终保持同步平移。
请注意，最好见图5，板形件46A上形成有一个矩形孔47，其作用将在下面描述。
图7是沿着图1中线VII-VII的剖视图。从图1和图7可以明显地看出，主壳体部分10A的前壁上有一个圆形观察窗口48，并且当可移动壳体部分10B处于收起位置时(图2)，该圆形观察窗口48位于壳体10前壁的中心位置。
如图1和图7所示，主壳体部分10A有一个内前套筒50，该内前套筒50围绕圆形观察窗口48从主壳体部分10A前壁的内壁面上一体伸出，同时与主壳体部分10A的顶壁一体形成。此外，内后套筒52与主壳体部分10A的顶壁一体形成，并挂在壁上，内后套筒52与内前套筒50对齐。
空心轴54可旋转地设置在内前和内后套筒50和52之间并被它们支撑，空心轴54具有一个与之一体形成的转轮56。如图7所示，主壳体部分10A顶壁上有一个矩形观察窗58，一部分转轮56从该矩形观察窗58露到外面。这样用户用手指转动转轮56的露出部分就能使空心轴54产生旋转运动。
空心轴54从前端到转轮56之间的外周面为外螺纹60，环形件62与空心轴54的外螺纹60螺纹连接。如图2、3和7所示，环形件62上一体形成有一个径向突起64，同时有一个矩形突起65从径向突起64上一体突出。矩形突起65插入被固定到可伸缩连接件46的板形件46A内形成的矩形孔47中。
通过上述结构，当用手驱动转轮56使空心轴54产生旋转运动时，环形件62就会沿着空心轴54的纵向中心轴移动，从而使安装板30L和30R产生同步平移，并进而使左光学系统(16L，18L)和右光学系统(16R，18R)同步平移。即，通过螺纹连接在一起的空心轴54和环形件62，形成了一个用来将转轮56的旋转运动转换左光学系统(16L，18L)和右光学系统(16R，18R)平移运动的运动转换机构，该运动转换机构用作左右望远镜镜头系统12L和12R的调焦机构。
左右望远镜镜头系统12L和12R中每一个系统的光路设计都要使无限远的物体在正像棱镜系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)距相应物镜系统(14R，14L)的最近时能够汇聚焦点。因此，在将近端物体汇聚于焦点之前，必须使正像棱镜系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)远离相应的物镜系统(14R，14L)。当正像棱镜系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)距物镜系统(14R，14L)最远时，就能将最近的物体汇聚于焦点。
最好见图1和图7所示，空心轴54中有一个镜筒66，包括有第一镜头系统68和第二镜头系统70的照相镜头系统67就安装在镜筒66中。另一方面，图像传感器控制电路板72固定连接在主壳体10A后壁的内表面上，同时有一个CCD图像传感器74安装在图像传感器控制电路板72上，从而使CCD图像传感器74的受光面与镜筒66中的照相镜头系统67对齐。内后套筒52的后端具有一个内环法兰75，一个光学低通滤波器76安装在内环法兰75中。简而言之，照相镜头系统67、CCD图像传感器74以及光学低通滤波器76形成了一个数字相机，被拍物体通过照相镜头系统67和光学低通滤波器76汇聚在CCD图像传感器74的受光面上。
例如，在将数字相机前1.5米远的——即最近的物体拍成焦点图像时，与普通的数字相机一样，必须在照相镜头系统67中使用调焦机构。此外，照相镜头系统67的调焦机构在操作上必须与左右望远镜镜头系统12L和12R的调焦机构相关联，因为望远镜镜头系统12L和12R相当于该内置数字相机的取景系统。即，当被观察的物体通过左右望远镜镜头系统12L和12R汇聚成像时，其也必须通过照相镜头系统67汇聚于CCD图像传感器74的受光面上。
最后，在空心轴54的内周面和镜筒66的外周面上分别形成内螺纹和公螺纹，能使镜筒66与空心轴54实现螺纹配合。将镜筒66的前端部插入内前套筒50中，同时在镜筒66的前端部相对地设置一对键槽78，每一个键槽78都从镜筒66的前端部向后延伸一预定的距离。另一方面，内前套筒50的内壁中相对地设置一对孔，将两个销钉80成对地设置在孔中，从而形成(如图7所示)与键槽78配合以防止镜筒66的旋转运动。
因此，当用手转动转轮56旋转空心轴54时，镜筒66会因空心轴54和镜筒66之间的螺纹配合而沿着照相镜头系统67的光轴平移。即，空心轴54内周面和镜筒66外周面上形成的内螺纹和公螺纹构成了一个用来将转轮56的旋转运动转换成镜筒66平移运动的运动转换机构，该运动转换机构用作照相镜头系统67的调焦机构。
空心轴54外周面上形成的外螺纹60相对于空心轴54内周面上形成的内螺纹为反向螺纹。因此，当用手转动转轮56使正像棱镜系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)向后移动远离各自的物镜系统(14R，14L)时，镜筒66向前移动远离CCD图像传感器74。这样，当正像棱镜系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)向后移动从而将近处的物体汇聚于望远镜镜头系统(12R，12L)的焦点时，就能利用镜筒66以及照相镜头系统67的前向运动，将近处的观测物体汇聚在CCD图像传感器74的受光面上。
请注意，空心轴54外周面上形成的外螺纹60具有一个螺距，该螺距由左右望远镜镜头系统12L和12R的光学特性确定，空心轴54内周面上形成的内螺纹具有一个螺距，其由照相镜头系统67的光学特性确定。
如图2、3和7所示，主壳体10底壁上形成有一个内螺纹孔81，其用来将这种带有数字相机的双筒望远镜安装在一个三角架云台上。即，当这种带有数字相机的双筒望远镜安装在一个三角架云台上时，内螺纹孔81与三角架云台的外螺纹进行螺纹配合。从如图2可知，当可移动壳体部分10B处于收起位置时，内螺纹孔81位于收起的主壳体10的中心及照相镜头系统67的光轴下面。还有，如图7所示，内螺纹孔81与主壳体部分10A的前底边相邻。
如图1、2和3所示，主壳体10A右端部带有一个电源电路板82，其与固装在主壳体部分10A中的结构框83相连。还有，如图2、3和7所示，主壳体部分10A中带有一个主控电路板84，其布置在支撑板组件20的下面。尽管图中没有示出，但显然主控电路板84是以适当的方式固定地支撑在主壳体部分10A的底面上。各种电气元件，如微控制器、存储电路等都安装在主控电路板84上。
在本实施例中，如图2、3和7所示，一个液晶显示(Liquid CrystalDisplay，LCD)板86布置在主壳体部分10A的顶壁上。该LCD板86可旋转地安装在枢轴88上，该枢轴88可由主壳体部分10A的顶壁以适当的方式支撑，并沿着主壳体部分10A的顶部前缘延伸。LCD板86通常都处于在图7实线所示的收起位置，此时，LCD板86的显示屏恰好面向主壳体部分10A的顶面。这样，当LCD板86处于收起位置时，使用者或操作者就不能观看LCD板86的显示屏。当LCD板86从收起位置手动旋转到图7中虚线所示的显示位置时，使用者或操作者就能观看LCD板86的显示屏了。
如图1、2、3所示，可移动壳体部分10B的左端部由间壁29隔开，从而限定出一个电池腔90，以便容纳两节电池92。电池92通过一个柔性的电源线(图中未示出)为电源电路板82供电，该电池92同时还通过柔性的电源线(图中未示出)为图像传感器控制电路板72、主控电路板84、LCD板86等供电。
最好见图2、3所示，有两个连接端子94和95安装在电源电路板82上，其可通过主壳体部分10A前壁上的两个接口，从外侧与之相接。请注意，在图1中，只由两个接口中的一个，也就是由附图标记95’表示的接口，供连接端子95使用。在本实施例中，连接端子94用作视频接线端子，其用来将数字相机与家庭用的电视相接，连接端子95用作USB(通用串行总线)连接端子，其用来将数字相机与个人电脑相接。如图1、2、3所示，电源电路板82和连接端子94和95被一个由电导体如铜、钢等构成的电磁屏蔽体96罩着。
如图2、3和7所示，一个合适的存贮卡驱动器如CF(紧凑式Compact Flash)卡驱动器97安装在主控电路板84的下面，并布置在可移动壳体部分10B的底壁和主控电路板84之间。存贮卡或CF卡为可拆地装载在CF卡驱动器97中。
尽管图中没有显示，但这种带有数字相机的双筒望远镜上都会带有各种开关如电源开/闭开关、显示开关、释放开关以及选择开关等，这些开关都适当地布置在主壳体部分10A的顶壁上。
如上所述，被拍物体通过照相镜头系统67和光学低通滤波器76汇聚于CCD图像传感器74的受光面上。在电源开/闭开关接通时，汇聚后的物像就由CCD图像传感器74转换成一帧模拟的图像像素信号。当显示开关接通时，就能以适当的间隔将一帧帧模拟的稀疏图像像素信号连续地从CCD图像传感器74中读出，每一帧模拟稀疏图像像素信号都要经过适当地处理并转换成一帧数字图像像素信号。这一帧数字图像像素信号连续地保存在主控电路板84上的帧存贮器中，并可作为数字视频信号从帧存贮器中读取。数字视频信号转换成模拟视频信号，物像根据视频信号以运动图像的形式在LCD板86上复制出来。即，使用者就能在LCD板86上监视被拍物体。
当释放开关接通时，不经稀疏地从CCD图像传感器74读取一帧全模拟静态图像像素信号，其经过适当地处理并转换成一帧全数字静态图像像素信号。然后，这一帧全数字静态图像像素信号保存在主控电路板84的帧存贮器中，并可用于合适的图像处理。之后，就将处理后的一帧数字静态图像像素信号以给定的格式保存在CF卡驱动器97中的CF卡存贮器中。
当通过选择开关选择复制模式时，每一帧的数字静态图像像素信号都经稀疏处理并从CF卡驱动器97的CF卡存贮器中读出，经处理后产生视频信号。然后，根据视频信号将拍下的图像作为一个静态图像在LCD板86上复制出来。作为选择，视频信号可通过视频连接端子94送到家用电视机中，从而在家用电视上复制出拍下的图像。
还有，每一帧的数字静态图像像素信号都可通过UBS连接端子95从CF存贮卡送到一台带有打印机的个人电脑，从而利用打印机为拍下的图像打印出硬拷贝。当然，当个人电脑带有CF存贮卡驱动器时，可将CF存贮卡从CF存贮卡驱动器97取出，装到个人电脑的CF存贮卡驱动器中。
如上所述，在本实施例中，在光路设计上要使照相镜头系统67应能利用手动调焦机构使数字相机前最近1.5米处的物体汇聚于焦点。在这种条件下，在获得所需的调焦精度之前，必须在光学上恰当地确定出照相镜头系统67的景深，景深由照相镜头系统67的焦距“f”、照相镜头系统67的光圈数F、CCD图像传感器74可允许的弥散圈的直径δ等确定。
如上所述，在一架采用35mm卤化银胶片的相机中，所能允许的弥散圈的直径δ被定义为一帧胶片对角线长度的1/1000。然而，在采用CCD图像传感器74的数字相机中，所能允许的弥散圈的直径δ采用下式定义：
δ＝aP
这里：“P”为CCD图像传感器74的像素距(pixel pitch)；
“a”为合适的常数。
常数“a”定义为1时，所能允许的弥散圈的直径δ就可简单地定义为CCD图像传感器74的像素距。在本实施例中，由于CCD图像传感器74中带有光学低通滤波器76，因此常数“a”可在“1.3”到“3.0”之间的范围内选取。
特别是在CCD图像传感器74中没有光学低通滤波器76时，并且在被拍物体具有的空间频率与CCD图像传感器74的像素距重合时，复制图像在相关的空间频率区域处会产生莫阿干涉条纹。简而言之，由于光学低通滤波器76的存在，一个近乎等于CCD图像传感器像素距的高空间频率分量就可从照相镜头系统67捕获的光束中去掉，就能防止干涉条纹的产生。因此，常数“a”的设定值就能大于1(大约从“1.3”到“3.0”)。
分别用“Di”和“Do”表示焦深和景深，焦深Di和景深Do表示如下：
        Di＝aPF
        Do＝f2/DI＝f2/aPF
另一方面，照相镜头系统67的焦距“f”定义如下：
        f＝y/tan(ω/T)
这里：“y”为CCD图像传感器74的最大成像高度(mm)，其定义为CCD图像传感器74受光面的对角线长度的一半；
“ω”为左右望远镜镜头系统12L和12R的半视场角(单位为弧度)；
“T”为半视场角“θ”与照相镜头系统67的半视场角“ω”的视场比(T＝ω/θ)；
因此，照相镜头系统67的景深“Do”可表示为：
        Do＝y2/[tan2(ω/T)×aPF]
由于左右望远镜镜头系统12L和12R是用来放大观测远距离物体的，因此望远镜镜头系统12L和12R的视场角实际很小。即“ω/T”非常小，因此可以认为参数“tan(ω/T)”就是“ω/T”(tan(ω/T)≈ω/T)。此外，常数“a”可根据数字静态图像像素信号帧的处理情况来从上述的范围选择(大约从“1.3”到“3.0”)。例如，当一帧数字静态图像像素信号经处理后再现在LCD板86上或家用电视机上时，常数“a”的值在选择上不同于一帧数字静态图像像素信号经处理后利用一台与个人电脑相连的打印机以硬拷贝形式打印出来时所选取的值。这样，常数“a”就可从前述的公式中省掉。
简而言之，上述公式中照相镜头系统67的景深“Do”可修改为：
        Do∝y2/[(ω/T)2×PF]
当然，该公式就成为一个判据，其表示：当无限远的物体汇聚于焦点时，照相镜头系统67的景深。一般来讲，由于从照相镜头系统67到被拍物体的距离是用米来表示的，因此该公式除以1000，即得：
        Do/1000∝y2/[1000×PF(ω/T)2]
这样，在通过手动驱动转轮56来适度操作照相镜头系统67的调焦机构之前，就必须选择参数“y”、“ω”、“P”、“T”和“F”的值，并使其满足下式：
                65＜y2/[1000×PF(ω/T)2]＜95
在该常用的式中，临界值“65”和“95”是由照相镜头系统已往设计所积累的经验所获得的，在照相镜头系统的设计领域中是公知的。尽管临界值“65”和“95”多少可变，但这些值形成了一个判据，该判据适用于通过调焦机构来实现照相镜头系统67调焦功能的情况，这里的调焦机构在操作上与左右望远镜镜头系统12L和12R的手动操作的调焦机构相连。
如果y2/[1000×PF(ω/T)2]小于临界值下限65，就能把照相镜头系统67当作一个近景的全焦点镜头系统使用，其焦深相对要更宽。这时，就不必使用前述复杂的、用来在操作上将照相镜头系统67的调焦机构与左右望远镜镜头系统12L和12R的调焦机构相连的调焦结构。即，例如，镜筒66能够在空心轴54中可滑动地容置，从而仅能在远景物体调焦位置和近景物体调焦位置之间移动，不必与左右望远镜镜头系统12L和12R的调焦机构有任何连接。由使用者来确定镜筒66是位于远景调焦位置还是近景调焦位置。请注意，当照相镜头系统67设计为完整的全焦点镜头系统时，就不必在照相镜头系统67中设置调焦机构了。
在选取参数“y”、“ω”、“P”、“T”和“F”的数值时，要考虑到各种情况，这一点将在下面描述。
首先，像素距“P”要随着所采用的CCD图像传感器74的类型而变化，这会影响到CCD图像传感器74的灵敏度以及照相镜头系统67的光圈数“F”。即，为了提高CCD图像传感器74的灵敏度，必须使CCD图像传感器74的像素距“P”变大即减少CCD图像传感器74的像素数；或者使CCD图像传感器74的最大成像高度“y”更大。
当CCD图像传感器74的像素数减少时，在CCD图像传感器74最大成像高度“y”为常数的条件下，所拍图片的质量会下降。另一方面，当CCD图像传感器74的像素数增加时，在CCD图像传感器74最大成像高度“y”为常数的条件下，对应于每一像素的像素区域会变小，这将降低CCD图像传感器74的灵敏度。
为了提高CCD图像传感器74的灵敏度，必须增加CCD图像传感器74的最大成像高度“y”。最大成像高度“y”的增加会导致使用大型CCD图像传感器(74)。这时，如果照相镜头系统67的视场角保持为常数，照相镜头系统67的焦距“f”将变得相当长，这就要求照相镜头系统(67)很大。此外，在一般情况下，CCD图像传感器的灵敏度要低于卤化银胶片的灵敏度。
将上述的条件考虑进来，就必须将照相镜头系统67的光圈数F设定到小于“6”(F＜6)。
使“y2/[1000×PF(ω/T)2]”的设定值小于“65”即意味着使“y/(ω/T)”变得更小，像素距“P”更大，光圈数“F”更大。使“y/(ω/T)”变小意味着最大成像高度“y”变小或者视场角比“T”变小。正如前面的讨论，当最大成像高度“y”变小同时CCD图像传感器74的像素数不减少时，CCD图像传感器74的灵敏度下降。当CCD图像传感器74的像素距增加即CCD图像传感器74的像素数减少时，为了保持CCD图像传感器74的灵敏度，拍出图像的质量会下降。另一方面，当视场角比“T”太小时，照相镜头系统67的照相区域将大于左右望远镜镜头系统12L和12R的视域，此时，左右望远镜镜头系统12L和12R就不能用作照相镜头系统67的光学取景观察器系统。此外，像素距“P”和光圈数“F”的增加如前所述会产生不好的效果。
当“y2/[1000×PF(ω/T)2]”的设定值超过临界值的上限“95”时，照相镜头系统67的焦深将变得非常小。这时，就很难利用这种在操作上与左右望远镜镜头系统12L和12R的手动调焦机构相连的调焦机构来进行照相镜头系统67的调焦操作。
特别是在通过用手转动转轮56来操作左右望远镜镜头系统12L和12R的调焦机构将物体汇聚于焦点时，调焦机构的调焦精度将取决于使用者眼睛的自聚焦能力。即，通过将物体汇聚于屈光度为±1.0的焦点，使用者可通过其眼睛的自动调焦能力而观测到调焦适当的物体图像。换句话说，尽管通过左右望远镜镜头系统12L和12R所观测到物体是一个调焦适当的图像，但这不能保证在“y2/[1000×PF(ω/T)2]”超过临界值的上限“95”时被观测物体能够通过照相镜头系统67很好地汇聚于CCD图像传感器74的受光面上。
简而言之，当“y2/[1000×PF(ω/T)2]”超过临界值的上限“95”时，需要在照相镜头系统67中使用一个自动操作(AF)的调焦机构才能使被拍物体通过照相镜头系统67很好地汇聚于焦点。
在任何时候，考虑到上述问题，参数“y”、“ω”、“P”、“T”和“F”的数值在选取上必须满足前面的条件公式才能保证通过手动方式能实现照相镜头系统67调焦机构的适当及正确地操作。
例如，当采用1/3英寸的CCD图像传感器(74)时，参数“y”、“ω”、“P”、“T”和“F”的数值可选择为：
y＝2.98mm
ω＝0.06231弧度(3.57°)
P＝0.0047mm(4.7um)
T＝0.78
F＝4
这时，“y2/[1000×PF(ω/T)2]”的值为“74”。
此外，当采用1/2.7英寸的CCD图像传感器(74)时，参数“y”、“ω”、“P”、“T”和“F”的数值可选择为：
y＝3.32mm
ω＝0.06231弧度(3.57°)
P＝0.0042mm(4.2um)
T＝0.70
F＝4
这时，“y2/[1000×PF(ω/T)2]”的值为“83”。
图8是类似于图7，其示出的是前述带有数字相机的双筒望远镜的实施例的一种变化。请注意，在图8中，类似于图7的结构特征采用相同的附图标记。
在图8所示的变化的实施例中，左右望远镜镜头系统12L和12R的调焦机构或运动转换机构是由绕着空心轴54外表面上形成的凸轮槽98、短柱形凸轮从动件100形成。其中凸轮从动件100从环形件62的内表面伸出并与凸轮槽98配合连接。请注意在图8中，虚线所示的凸轮槽98在一个平面上形成并展开。这样，类似于前述的实施例，转轮56的旋转运动将转换成右光学系统(16R，18R)和左光学系统(16L，18L)的平移运动。
此外，在变化的实施例中，照相镜头系统67的调焦机构或运动转换机构是由空心轴54外表面上形成的凸轮槽102以及短柱形凸轮从动件104所形成。其中凸轮从动件104从镜筒66的外表面伸出并与凸轮槽102配合连接。请注意类似于凸轮槽98，虚线所示的凸轮槽102在一个平面上形成并展开。这样，类似于前述的实施例，就能将转轮56的旋转运动转换成镜筒66的平移运动。
如图8所示，凸轮槽98与102的方向彼此相反。因此，当用手转动转轮56使正像棱镜系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)向后移动远离各自的物镜系统(14R，14L)时，镜筒66向前移动远离CCD图像传感器74。这样，类似于前述实施例，当正像棱镜系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)向后移动从而将近处的物体汇聚于望远镜镜头系统(12R，12L)的焦点时，就能利用镜筒66以及照相镜头系统67的前向运动将近处的观测物体汇聚在CCD图像传感器74的受光面上。
在前述图1到图7的实施例中，由于左右望远镜镜头系统12L和12R的调焦机构或运动转换机构是由内外螺纹形成的，因此在转轮56的旋转运动与右光学系统(16R，18R)和左光学系统(16L，18L)的平移运动之间是线性关系。同样，由于照相镜头系统67的调焦机构或运动转换机构是由内外螺纹形成的，因此在转轮56的旋转运动与照相镜头系统67的平移运动之间是线性关系。
然而现实中右光学系统(16R，18R)和左光学系统(16L，18L)的调焦位置与从左右光学系统(16L，18L，16R，18R)的调焦位置到物镜系统的距离之间不必是线性关系。与之相似，照相镜头系统67的调焦位置与从照相镜头系统67的调焦位置到CCD图像传感器74受光面的距离之间也不必是线性关系。
因此，在左右光学系统(16L，18L，16R，18R)和照相镜头系统67精确定位在其相应的调焦位置之前，如图8所示必须用凸轮槽(98，102)和凸轮从动件(100，104)形成各运动转换机构，才能相对于物镜镜头系统14L和14R以及CCD图像传感器74非线性地移动左右光学系统(16L，18L，16R，18R)和照相镜头系统67。简而言之，通过使用凸轮槽98和102以及凸轮从动件100和104就能将左右光学系统(16L，18L，16R，18R)和照相镜头精确定位在它们各自的调焦位置处。
当然，由于左右望远镜镜头系统12L和12R以及照相镜头系统67具有一定的焦深，因此利用内外螺纹来形成相应的运动转换机构并没有什么问题。然而，被拍物体离数字相机双筒望远镜越近，越难在光学系统(16R；18R；16L；18L或67)的调焦位置与相应的距离之间建立起近似的线性关系。例如，当左右望远镜镜头系统12L和12R以及照相镜头系统67在设计上使一个离数字相机双筒望远镜小于1.0米的最近物体能够汇聚成像时，其将无法在光学系统(16R；18R；16L；18L或67)的调焦位置与相应的距离之间建立起近似的线性关系。这时，必须如图8所示，用相应的凸轮槽98和102以及相应的凸轮从动件100和凸轮从动件104来形成调焦机构或运动转换机构。
尽管上述实施例是针对一种带有数字相机的双筒望远镜而言的，但是本发明的原理也适用于其它带有数字相机的光学取景装置如单筒望远镜。
此外，在上述实施例中，尽管壳体是由两个相互之间滑动连接的主壳体部分和可移动壳体部分形成以便进行左右望远镜镜头系统的光瞳间距调节，但本发明的原理也同样适用于其它带有数字相机的光学观察器如一种双筒望远镜，其中左右望远镜镜头系统可绕着旋转调焦轮转动从而进行左右望远镜镜头系统的光瞳间距调节。
最后，本领域的普通技术人员都清楚本发明前面优选实施例的说明以及各种变化和改进都不脱离本发明的精神和范围。

Claims (16)

1、一种带有照相功能的光学观察器装置，其包括：
一个用来观察物体的望远镜光学系统，包括一个光学物镜系统、一个光学正像系统以及一个光学目镜系统，以便对物进体行观察，所述光学正像和目镜系统都能沿着所述望远镜光学系统的光轴相对于所述光学物镜系统进行移动；
一个数字相机系统，其包括一个固态图像传感器以及一个照相镜头系统，两者之间彼此相连，从而使物体通过照相镜头系统在固态图像传感器的受光面上形成照片图像；
一个空心轴，可转动地设置在所述望远镜光学系统旁边；以及
一个手动调焦机构，其与所述望远镜光学系统相连，从而将所述空心轴的旋转运动转换成望远镜光学系统中所述光学正像和目镜系统与望远镜光学系统中所述光学物镜系统之间的相对平移运动，从而通过所述望远镜光学系统将物体汇聚于焦点；
其中所述照相镜头系统装在所述空心轴中，并且所述固态图像传感器与所述照相镜头系统对齐，并与所述照相镜头系统的后端分开一给定距离；
这种带有照相功能的光学观察器装置满足如下条件：
65＜y2/[1000×PF(ω/T)2]＜95            并且F＜6
其中“F”为照相镜头系统的光圈数；
“y”为固态图像传感器的最大成像高度，单位为mm，其定义为固态成像传感受光面的对角线长度的一半；
“ω”为望远镜光学系统的半视场角，单位为弧度；
“T”为半视场角“ω”与照相镜头系统半视场角“θ”的视场比，T＝ω/θ，其中“θ”的单位为弧度；以及
“P”为固态图像传感器像素距。
2、如权利要求1所述的带有照相功能的光学观察器装置，其中所述手动调焦机构进一步与所述照相镜头系统相连，从而使所述空心轴的旋转运动转换成所述照相镜头系统相对于所述固态图像传感器的平移运动，进而将物体汇聚于所述固态图像传感器的受光面上，由此，所述这对望远镜光学系统的调焦就在操作上与照相镜头系统的调焦连接起来。
3、如权利要求1所述的带有照相功能的光学观察器装置，其中所述手动调焦机构在构造上能使所述空心轴的旋转运动和所述照相镜头系统的平移运动之间形成线性关系。
4、如权利要求1所述的带有照相功能的光学观察器装置，其中所述手动调焦机构在构造上还能使所述空心轴的旋转运动与所述光学正像和目镜系统同所述光学物镜系统之间的相对平移运动之间形成线性关系。
5、如权利要求1所述的带有照相功能的光学观察器装置，其中所述手动调焦机构在构造上还可使所述空心轴的旋转运动和所述照相镜头系统的平移运动之间形成非线性关系。
6、如权利要求1所述的带有照相功能的光学观察器装置，其中所述手动调焦机构在构造上还能使所述空心轴的旋转运动与所述光学正像和目镜系统同所述光学物镜系统之间的相对平移运动之间形成非线性关系。
7、如权利要求1所述的带有照相功能的光学观察器装置，其进一步包括一个用来接收所述望远镜系统的壳体，并且所述壳体包括两个彼此之间可移动连接的壳体部分，所述望远镜光学系统分别安装在所述这两个壳体部分中，这样所述望远镜光学系统光轴之间的距离就能通过所述一个壳体部分相对于另一壳体部分的移动而调节。
8、如权利要求1所述的带有照相功能的光学观察器装置，其中所述一个壳体部分是与另一壳体部分可滑动地连接，这样就能通过所述一个壳体部分相对于另一壳体部分的相对滑动，而使所述第一和第二望远镜光学系统的光轴在同一个几何平面内移动。
9、一种带有照相功能的光学观察器装置，其包括：
一个望远镜光学系统，其包括一个光学物镜系统、一个光学正像系统以及一个光学目镜系统，以便对物体进行观察，所述光学正像和目镜系统能沿着所述望远镜光学系统的光轴相对于所述光学物镜系统进行移动；
一个空心轴，可转动地设置在所述望远镜光学系统旁边；
一个装在所述空心轴中的照相镜头系统；
与所述照相镜头系统相齐的一个固态图像传感器，并与所述照相镜头系统的后端分开一给定的距离；
第一调焦机构，其用来将所述空心轴的旋转运动转换成所述光学正像和目镜系统与所述光学物镜系统之间的相对平移运动，从而通过所述望远镜光学系统将物体汇聚于焦点；
第二调焦机构，其用来将所述空心轴的旋转运动转换成所述照相镜头系统相对于所述固态图像传感器的平移运动，从而将物体汇聚于所述固态图像传感器的受光面上；以及
一个手动操作的系统，其能使所述空心轴形成旋转运动，从而使所述第一和第二调焦机构在操作上相互关联起来；
其中，满足如下条件：
65＜y2/[1000×PF(ω/T)2]＜95        并且F＜6
其中“F”为照相镜头系统的光圈数；
“y”为固态图像传感器的最大成像高度，单位为mm，其定义为固态成像传感受光面的对角线长度的一半；
“ω”为望远镜光学系统的半视场角，单位为弧度；
“T”为半视场角“ω”与照相镜头系统的半视场角“θ”的视场比，T＝ω/θ，其中“θ”的单位为弧度；以及
“P”为固态图像传感器像素距。
10、如权利要求9所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其中所述第二调焦机构在构造上能使所述空心轴的旋转运动和所述照相镜头系统的平移运动之间形成线性关系。
11、如权利要求10所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其中所述第一调焦机构在构造上也可使所述空心轴的旋转运动与所述光学正像和目镜系统同所述光学物镜系统之间的相对平移运动之间形成线性关系。
12、如权利要求11所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其中所述第二调焦机构在构造上能使所述空心轴的旋转运动和所述照相镜头系统的平移运动之间形成非线性关系。
13、如权利要求12所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其中所述第一调焦机构在构造上也可使所述空心轴的旋转运动与所述光学正像和目镜系统同所述光学物镜系统之间的相对平移运动之间形成非线性关系。
14、如权利要求9所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其中所述望远镜光学系统定义为第一望远镜光学系统，
其还包括一个第二望远镜光学系统，该第二望远镜光学系统包括：一个光学物镜系统、一个光学正像系统以及一个光学目镜系统，以便对物体进行观察，这所述第二望远镜光学系统的光学正像和目镜系统都能沿着所述第二望远镜光学系统的光轴相对于所述第二望远镜光学系统的光学物镜系统进行移动，所述空心轴布置在所述第一和第二望远镜光学系统之间，并且所述第一调焦机构进一步将所述空心轴的旋转运动转换成所述第二望远镜光学系统中所述光学正像和目镜系统与所述第二望远镜光学系统所述光学物镜系统之间的相对平移运动，从而通过所述第二望远镜光学系统将物体汇聚。
15、如权利要求14所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其进一步包括壳体，所述第一和第二望远镜系统容置在壳体中，并且所述壳体包括两个彼此之间可移动连接的壳体部分，所述第一和第二望远镜光学系统分别装在所述的两个壳体部分中，这样所述第一和第二望远镜光学系统光轴之间的距离可通过所述一个壳体部分相对于另一壳体部分的移动而调节。
16、如权利要求15所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其中所述的一个壳体部分与另一壳体部分为滑动连接，这样通过所述一个壳体部分相对于另一壳体部分的相对滑动就能使所述第一和第二望远镜光学系统的光轴在同一个几何平面内移动。
CNB02143963XA 2001-09-28 2002-09-28 带有照相功能的光学观察器装置 Expired - Fee Related CN1279385C (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001301960 2001-09-28
JP2001301921A JP2003107368A (ja) 2001-09-28 2001-09-28 撮影機能付双眼鏡
JP2001301960 2001-09-28
JP2001301921 2001-09-28
JP2002014051 2002-01-23
JP2002014051A JP2003172883A (ja) 2001-09-28 2002-01-23 撮影機能付観察光学装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1409151A CN1409151A (zh) 2003-04-09
CN1279385C true CN1279385C (zh) 2006-10-11

Family

ID=27347616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB02143963XA Expired - Fee Related CN1279385C (zh) 2001-09-28 2002-09-28 带有照相功能的光学观察器装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6937391B2 (zh)
KR (1) KR100598506B1 (zh)
CN (1) CN1279385C (zh)
DE (1) DE10245097A1 (zh)
FR (1) FR2830335B1 (zh)
GB (1) GB2380266B (zh)
TW (1) TW594046B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003172868A (ja) * 2001-09-28 2003-06-20 Pentax Corp 自動合焦機構を備えた撮影機能付観察光学装置
TWI249621B (en) 2002-02-12 2006-02-21 Pentax Corp Structure for assembly of binocular telescope with photographing function
JP3843034B2 (ja) * 2002-04-02 2006-11-08 ペンタックス株式会社 光学装置
JP2003298912A (ja) * 2002-04-04 2003-10-17 Pentax Corp 電子制御回路基板を有する携帯型光学装置
JP2003302580A (ja) * 2002-04-09 2003-10-24 Pentax Corp 撮影機能付観察光学装置
JP4030789B2 (ja) * 2002-04-17 2008-01-09 ペンタックス株式会社 光学装置
JP2004138954A (ja) * 2002-10-21 2004-05-13 Pentax Corp 携帯電子機器
JP2004166055A (ja) * 2002-11-14 2004-06-10 Pentax Corp デジタルカメラ機能付き双眼鏡
US6990888B2 (en) * 2003-07-25 2006-01-31 Greenlee Textron Inc. Mechanism for switching between closed and open center hydraulic systems
CN1294440C (zh) * 2004-05-15 2007-01-10 重庆大学 一种具有照相功能的一体化分光式望远镜
CN100409666C (zh) * 2005-02-02 2008-08-06 河南中光学集团有限公司 同步调焦式数码望远照相机
AT506437B1 (de) * 2008-01-31 2011-08-15 Swarovski Optik Kg Beobachtungsgerät mit entfernungsmesser
JP2012080515A (ja) * 2010-09-09 2012-04-19 Sony Corp 立体撮像装置
US9632305B2 (en) * 2014-10-24 2017-04-25 Celestron Acquisition, Llc Lens cap adapter for image capture device
CN105572847B (zh) * 2016-03-02 2018-08-17 浙江舜宇光学有限公司 超广角摄像镜头
FR3070500B1 (fr) * 2017-08-22 2019-09-06 Safran Electronics & Defense Telescope a montage simplifie

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4067027A (en) * 1976-08-31 1978-01-03 Asia American Industries Ltd. Binocular telescope containing a camera
JPS55140806A (en) * 1979-04-23 1980-11-04 Hoya Corp Binoculars provided with automatic focus mechanism
JPS5813886B2 (ja) 1980-11-06 1983-03-16 株式会社 五藤光学研究所 天体望遠鏡の光学系
US4400065A (en) * 1981-05-18 1983-08-23 Albert Nagler Multi-purpose telescope
JPH0664232B2 (ja) 1985-06-29 1994-08-22 旭光学工業株式会社 望遠対物レンズ
JP2624556B2 (ja) * 1990-02-09 1997-06-25 富士写真フイルム株式会社 記録再生機能付双眼鏡
US5235458A (en) 1990-02-20 1993-08-10 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Binocular
JP2897314B2 (ja) * 1990-02-20 1999-05-31 ミノルタ株式会社 双眼鏡
JP2978283B2 (ja) 1991-06-26 1999-11-15 旭光学工業株式会社 望遠対物レンズ
DE4244161A1 (en) * 1991-12-26 1993-07-01 Asahi Optical Co Ltd Automatic focus field glasses - have lens which can be moved in direction of optical axis for sharp adjustment and lenses movable along optical axis for varying refractory force
US5686960A (en) * 1992-01-14 1997-11-11 Michael Sussman Image input device having optical deflection elements for capturing multiple sub-images
JPH0730546B2 (ja) 1992-06-17 1995-04-05 株式会社タイヨー パイル内セメント抜取用具
JP3563773B2 (ja) * 1993-06-03 2004-09-08 ペンタックス株式会社 双眼鏡
JPH078848A (ja) 1993-06-28 1995-01-13 Trinity Ind Corp 静電霧化型塗布装置
JPH07283978A (ja) 1994-04-14 1995-10-27 Sony Corp ビデオカメラ
DE69513224T2 (de) 1994-05-12 2000-07-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Videokamera
US5729390A (en) * 1995-06-19 1998-03-17 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Objective lens system
US5963369A (en) * 1996-06-03 1999-10-05 Steinthal; Gregory Digital solid-state binoculars
US6088053A (en) 1996-07-15 2000-07-11 Hammack; Jack C. Digital record and replay binoculars
US5930035A (en) * 1996-08-20 1999-07-27 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Binocular with a movable unit including an erecting system and an eyepiece system
JPH10239733A (ja) * 1997-02-25 1998-09-11 Asahi Optical Co Ltd 実像式ファインダーを有するカメラ
JP4017701B2 (ja) * 1997-03-25 2007-12-05 富士フイルム株式会社 電子カメラ
JPH116951A (ja) * 1997-06-16 1999-01-12 Canon Inc レンズ装置または光学機器
GB9716343D0 (en) * 1997-08-02 1997-10-08 Rotacon Plc Novel action replay binoculars
JPH1164743A (ja) * 1997-08-18 1999-03-05 Asahi Optical Co Ltd デジタルカメラ付き双眼鏡
JPH11112851A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Canon Inc 電子カメラ付双眼鏡
JP3674275B2 (ja) 1997-11-28 2005-07-20 カシオ計算機株式会社 カメラ装置
JPH11218692A (ja) * 1998-01-29 1999-08-10 Canon Inc 双眼鏡
JPH11248996A (ja) * 1998-03-04 1999-09-17 Canon Inc 双眼鏡
JP2000147372A (ja) * 1998-11-10 2000-05-26 Canon Inc 撮影機能付き双眼鏡
US6255650B1 (en) 1998-12-11 2001-07-03 Flir Systems, Inc. Extreme temperature radiometry and imaging apparatus
US6546208B1 (en) * 1999-11-22 2003-04-08 Sl3D, Inc. Stereoscopic telescope with camera
AU2961100A (en) 2000-01-07 2001-07-24 Jack C. Hammack Digital record and replay binoculars
US20030063383A1 (en) 2000-02-03 2003-04-03 Costales Bryan L. Software out-of-focus 3D method, system, and apparatus
WO2001057582A1 (en) 2000-02-03 2001-08-09 Sl3D, Inc. Software out-of-focus 3d method, system, and apparatus
JP2001281555A (ja) 2000-03-31 2001-10-10 Nikon Corp 撮像機能付き双眼鏡
JP2001311868A (ja) 2000-05-02 2001-11-09 Nikon Corp 撮像機能付き双眼鏡及びその焦点調節方法
JP3887242B2 (ja) * 2001-09-28 2007-02-28 ペンタックス株式会社 撮影機能付観察光学装置
JP2003172868A (ja) * 2001-09-28 2003-06-20 Pentax Corp 自動合焦機構を備えた撮影機能付観察光学装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE10245097A1 (de) 2003-04-17
GB2380266B (en) 2005-04-27
CN1409151A (zh) 2003-04-09
TW594046B (en) 2004-06-21
GB2380266A (en) 2003-04-02
US20030063382A1 (en) 2003-04-03
KR100598506B1 (ko) 2006-07-10
FR2830335A1 (fr) 2003-04-04
KR20030027853A (ko) 2003-04-07
FR2830335B1 (fr) 2005-12-16
GB0222647D0 (en) 2002-11-06
US6937391B2 (en) 2005-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1279385C (zh) 带有照相功能的光学观察器装置
CN1550864A (zh) 摄像装置和透镜装置
CN101063790A (zh) 可实时取景的单反照相机
CN1877437A (zh) 取景装置及照相机
JP2007025595A (ja) オートフォーカス装置
CN1267762C (zh) 带有照相功能的光学观察器装置
JP2002300443A (ja) 高解像度ビデオカメラ用のレンズマウント装置
CN1893562A (zh) 数字照相机
CN100337465C (zh) 图像拾取装置和成像方法
CN1409170A (zh) 带有照相功能的光学观察器装置
CN1804714A (zh) 光学设备
CN1514297A (zh) 照相机及其测距方法
CN1304868C (zh) 带有照相功能的双筒望远镜
US8337101B2 (en) Imaging device
CN1782854A (zh) 防水外壳
CN100345023C (zh) 具有照像功能的双筒望远镜
US8754981B2 (en) Imaging apparatus with supporting device having improved heat dissipation
JP5453811B2 (ja) カメラシステムのマウントアダプター
JP2007249058A (ja) 光源の保持機構
Piper et al. Consumer Versus Dedicated Digital Cameras in Photomicrography
CN1729426A (zh) 光学单元和包括该光学单元的图像拾取装置
US8810720B2 (en) Imaging device support-attaching part cover
JP2023172717A (ja) 撮像装置
JP3140690U (ja) 遠隔操作型デジタルカメラ及び装置
CN213423670U (zh) 双屏运动dv相机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee