专利名称：带有照相功能的光学观察器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有照相功能的光学观察器(optical viewer)装置。
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镜头系统，而相机则包括一个照相镜头系统。在用这对望远镜的镜头系统观察物体时，可通过相机将所观察的物体拍摄下来。此外，在这种带有相机的双筒望远镜中，由于相机仅是简单地附加到双筒望远镜上的，因此其操作并不容易。
此外已知的还有一种带有照相机的双筒望远镜，其中利用物镜系统(其包括在两个望远镜镜头系统的每一个当中)作为照相镜头系统的一部分。
特别是，每一个望远镜镜头系统都包括一个物镜系统、一个正像棱镜系统以及一个目镜(ocular lens)系统。在其中一个望远镜镜头系统中装有一块半透明反射镜，其设置于物镜系统和正像棱镜系统之间，相对于相关望远镜镜头系统的光轴成45°角。入射在物镜系统上的光束被该半透明反射镜分成两部分。即一部分光束穿过半透明反射镜而射向目镜系统，其余部分光束则受到半透明反射镜反射，从而被引入照相镜头系统。
在这种布置中，此类带有相机的双筒望远镜比日本专利文献(KOKAI)No.6-2330所公开的带有相机的双筒望远镜更为紧凑。然而，其缺点是照相镜头系统的入射光量减少了。
当一架照相机，特别是数字照相机，组装到双筒望远镜上时，必须在这种带有照相机的双筒望远镜中装上各种电子装置。因此，在各种电子装置能够带电之前，必须将电池装载到这种这种带有照相机的双筒望远镜中。此时，由于电池的重量相对较大，因此在这种带有照相机的双筒望远镜中，安放电池的位置就非常重要了。
特别是，如果这种带有照相机的双筒望远镜在重量上分配不平衡，使用者就很难长时间地稳定操作这种带有照相机的双筒望远镜，同时使用者会因重量的不平衡而易于疲劳。此外，重量不平衡还会使照相机振动。因此，必须考虑重量较重的电池的位置，才能使这种带有照相机的双筒望远镜在重量上比较平衡。
本发明的另一个目的是提供前述类型的一种带有照相机的双筒望远镜，其在结构上布置紧凑不笨重。
本发明的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，以及一个壳体，该壳体用来接收这对望远镜光学系统，并具有一个外侧的端部。照相机系统包括一个照相光学系统和一个布置在照相光学系统后面并与之对齐的图像传感介质。一电子控制系统，其对于照相机系统的操作进行电子控制。电池系统包括至少一个电池以及一个电源电路板，该至少一个电池通过该电源电路板为电子控制系统提供电能。该至少一个电池和电源电路板布置在壳体的外侧端部，这样就能在壳体的各外侧端部之间达到重量平衡。
电源电路板可包括一个电磁屏蔽盖。此时，该电磁屏蔽盖的厚度可调，从而使壳体的各外侧端部之间达到重量平衡。此外，电源电路板所在的外侧端部可具有配重，从而确保外侧端部之间达到重量平衡。还有，电源电路板可包括一个电磁屏蔽盖，同时电源电路板所在外侧端部可具有配重，从而确保外侧端部之间达到重量平衡。
壳体可包括彼此之间能移动接合的两个壳体部分，望远镜光学系统分别装在这两个壳体部分中，这样通过一个壳体部分相对于另一壳体部分的移动就能对望远镜光学系统的光轴进行调节。作为优选，其中一个壳体部分与另一壳体部分为滑动接合，从而通过一个壳体部分相对于另一壳体部分滑动就能使望远镜光学系统的光轴在同一几何平面上移动。
每一个望远镜光学系统可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，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平移，从而将物体置于焦点。作为优选，这带有照相功能的双筒望远镜包括一个手动操作、布置在各望远镜光学系统之间的旋转轴以及一个与望远镜光学系统相关联的调焦机构，以便将手动操作的旋转轴的旋转运动转换成每一望远镜光学系统中光学正像和目镜系统与光学物镜系统之间的平移运动。
该手动操作的旋转轴可构成一个旋转管轴，同时照相光学系统就装在该旋转管轴中。作为优选，这种带有照相功能的双筒望远镜还包括一个布置在旋转管轴和照相光学系统之间的调焦机构，以便将旋转管轴的旋转运动转换成照相光学系统的平移运动，从而通过照相光学系统将物体置于焦点。
该图像传感介质可包括一个固态图像传感器，这样照相机系统就形成了一个数字照相机。此时，通过调焦机构使照相光学系统产生平移就能将物体聚焦到固态图像传感器的受光面上。
这种带有数字照相机的双筒望远镜包括一个壳体10以及装在壳体10中完全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、右眼睛，并且在布置上相对于中线为对称布置。
右边的望远镜镜头系统12R装在主壳体部分10A中，其包括一个物镜系统14R、一个正像系统16R和一个目镜系统18R。主壳体部分10A的前壁上有一个开口19R，该开口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的前壁上有一个开口19L，该开口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滑动接合，从而在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上。这样就能通过壳体部分10A和10B滑动表面上合适的摩擦力使可移动壳体部分10B保持或停在(图2)收起位置和(图3)最大伸出位置之间的任一位置。
如图2和图3所示，当可移动壳体部分10B从主壳体部分10A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则呆在主壳体部分10A中。这样，只要将可移动壳体部分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眼距一致。即，通过使可移动壳体部分10B相对于主壳体部分10A的相对滑动就能进行眼距的调节。
在本实施例中，右侧望远镜镜头系统12R的物镜系统14R装在主壳体部分10A的一个固定位置处，但正像系统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装在可移动壳体部分10B的一个固定位置处，但正像系统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。
为了对眼距进行调节以及对左、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和一个可在矩形板件20A上滑动的滑动板件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中有一对导槽26，在伸出部分24中有一个导槽27。另一方面，有一对凸件26′和一个凸件27′固定在矩形板件20A上，这样这对凸件26′就能滑动地收在这对导槽26中，并且凸件27′就能滑动地收在导槽27中。导槽26和27伸出以便彼此平行，同时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(图2)收起位置和(图3)最大伸出位置之间的移动距离。
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肯定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，并且该突起28是以固定的方式连接在可移动壳体部分10B中的隔壁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，相应的正像棱镜系统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安装板30R和30L，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，这样正像棱镜系统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，这样正像棱镜系统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上有一个导块34R固定在其下面右侧边缘附近。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的端部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、右边的安装板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固定在其下面左侧边缘附近。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的端部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、左边的安装板30L就能相对于物镜系统14L前后平移。
注意，如上所述，图1中也没有显示支撑板组件20，而只显示出44R和44L。
利用上述结构，移动可移动壳体部分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的眼距调节。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，同时，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包括一个矩形的条件46A和一个叉件46B，并且条件46A可在叉件46B中滑动。条件46A固定连接在其前端侧壁38R的隆起部分40R的下面，叉件46B固定连接在其前端侧壁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(图2)收起位置到(图3)最大伸出位置的移动距离。即，当可移动壳体部分10B从(图2)收起位置伸展到(图3)最大伸出位置时，部件46A和46B之间始终保持滑动接合。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。
注意，如图5所示，条件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可以看出，主壳体部分10A的前壁上有一个圆口48，并且当可移动壳体部分10B处于收起位置时(图2)，该圆口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顶壁一体形成并挂在吊在上面，内后套筒52与内前套筒50对齐。
管轴54位于内前和内后套筒50和52之间并被支撑。管轴54可以旋转并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顶壁上有一个矩形开口58，一部分转轮56从该矩形开口58露到外面。这样使用者通过手指转动转轮56的露出部分就能使管轴54产生旋转运动。
管轴54前端到转轮56之间的外周面为外螺纹60，环状部件62与管轴54的外螺纹60螺纹连接。如图2、3和7所示，环状部件62上一体形成有一个矩形突起64，同时有一个65从矩形突起64上一体突出。65插装到可伸缩连接件46的条件46A内形成的矩形孔47中。
通过上述结构，当用手驱动转轮56使管轴54产生旋转运动时，环状部件62就会沿着管轴54的纵向中轴移动，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管轴54和环状部件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系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)处于物镜系统(14R，14L)的最近端时能够汇聚焦点。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)。当正像系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)处于物镜系统(14R，14L)最远端时，就能将最近的物体汇聚于焦点。
如图1和图7所示，管轴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就放在镜筒66中。另一方面，图像传感器控制电路板72固定连接在壳体10后壁的内表面，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形成了一个数字照相机，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。
在本实施例中，由于照相镜头系统67装在这个带有旋转轮56的管轴54中，因此就能使这种带有照相机的双筒望远镜在结构上更为紧凑。一般来说，双筒望远镜一般都需要一个直径相对较大的调焦旋转轮以便对这对望远镜镜头系统进行调焦，同时调焦旋转轮安装在一个轴上。根据本实施例，由于该轴就是用以容纳照相镜头系统67的管轴54，因此就能以一种精巧的形式将照相镜头系统装在双筒望远镜中。
例如，在将数字照相机前1.5米远的——即最近的物体拍成焦点图像时，与普通的数字照相机一样，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，这里因为望远镜镜头系统12L和12R相当于该内置照相机的观察光学观察器系统。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在受光面上。
最后，在管轴54的内周面和镜筒66的外周面上分别形成内螺纹和外螺纹，就能使镜筒66与管轴54实现螺纹连接。将镜筒66的前端部插入内前套筒50中，同时在镜筒66的前端部对称地设置一对键槽78，每个键槽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的内壁中对称地设置一对孔，将两个销钉80成对地插入孔中，如图7所示与键槽78配合，从而防止镜筒66旋转运动。
因此，当手动转轮56使管轴54旋转起来时，镜筒66会因管轴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，管轴54内周面和镜筒66外周面上形成的内螺纹和外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。
管轴54外周面上形成的外螺纹60相对于管轴54内周面上形成的内螺纹为反螺纹。因此，当手动转轮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。
注意，管轴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，管轴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，壳体10底壁内有一个内螺纹孔81，其用来将这种带有数字照相机的双筒望远镜安装在一个三角架上。即，当这种带有数字照相机的双筒望远镜安装在一个三脚架上时，同螺纹孔81与三脚架的外螺纹啮合。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位于收起的壳体10的中心照相镜头系统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的前底边相连。
如图1、2和3所示，壳体10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在主壳体部分10A的底面上的。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LCD板86布置在主壳体部分10A的顶壁上。该LCD板86为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的显示屏就面向主壳体部分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，使用者就能观看LCD板86的显示屏了。
如上所述，可移动壳体部分10B的外侧端部由隔壁29隔开，从而形成一个电池腔90以便容纳两节电池92(参见图1、2和3)。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，该电源电路板82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。
如图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。注意，在图1中，只由附图标记95′展示出一个供连接端子95使用的接口。在本实施例中，连接端子连接端子94用作视频接线端子，其用来将数字照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，其用来将数字照相机与个人电脑相接。如图1、2、3所示，电源电路板82和连接端子连接端子94和95被一个由导电材料如铜、钢等制成的电磁屏蔽盖96罩着。
当电池92布置在可移动壳体部分10B的外侧端部时，壳体10以及这种带有照相机的双筒望远镜的重量就不平衡，因为电池相对要比其它元件重许多。然而在实际使用中，这种带有照相机的双筒望远镜可以做到重量平衡，因为份量较重的电源电路板82布置在主壳体部分10A的外侧端部。
还有，在本实施例中，能够很方便地提高这种带有照相机的双筒望远镜的重量平衡性，因为其它元件即连接端子94和95以及电磁屏蔽盖96安装在电源电路板82上。如果需要较好地平衡这种带有照相机的双筒望远镜重量，可根据电池92的重量对电磁屏蔽盖96的厚度进行调节。
作为选择，如图1、2和3所示，可以在主壳体部分10A的外侧端部安装一个配重CW。在本实施例中，尽管配重CW是连接到主壳体部分10的外端壁的内表面，但配重CW也可以安装在电磁屏蔽盖96上。配重CW可由合适的金属材料形成如钢板、铜板、锌板、锡板等。
如图2、3和7所示，有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，但这种带有数字照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，这些开关最好都布置在主壳体部分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，就能以适当地间隔将一帧模拟的稀疏图像像素信号连续地从CCD图像传感器74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。
当用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上拆下来，装载到个人电脑的CF存贮卡驱动器中。
图8是类似于图7，其展示的是前述带有数字照相机的双筒望远镜的实施例的一种变化。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管轴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从环状部件62的内表面伸出并与凸轮槽98啮合。注意在图8中，虚线所示的凸轮槽98在一个平面上形成展开。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路系统(16R，18R)和左光路系统(16L，18L)的平移运动。
此外，在本实施例中，照相镜头系统67的调焦机构或运动转换机构是由管轴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啮合。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的方向相反。因此，当手动转轮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构成的，因此在转轮56的旋转运动与右光路系统(16R，18R)和左光路系统(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构成的，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。
然而现实中右光路系统(16R，18R)和左光路系统(16L，18L)的调焦位置以及从左、右光路系统(16L，18L，16R，18R)的调焦位置到物镜系统的距离未必是线性关系。与之相似，照相镜头系统67的调焦位置以及从照相镜头系统67的调焦位置到CCD图像传感器74受光面的距离也未必是线性关系。
因此，在左、右光路系统(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、右光路系统(16L，18L，16R，18R)和照相镜头系统67。简而言之，通过凸轮槽98和102以及凸轮从动件100和104就能将左、右光路系统(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，被拍物体离数字照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照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照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照相机的光学观察器如单筒望远镜。
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。
本发明涉及申请号为JP2001-301921(申请日为2001年9月28日)、申请号为JP2002-301 960(申请日为2001年9月28日)以及申请号为JP2002-014051(申请日为2002年1月23日)日本专利申请，它们在这里以参考的形式全文并入本发明。
权利要求
1.一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；一个壳体，该壳体用来容纳所述的这对望远镜光学系统，所述壳体具有外侧端部；一个照相机系统，其包括一个照相光学系统和一个布置在所述照相光学系统后面并与之对齐的图像传感介质；一个电子控制系统，其用来对所述照相机系统的操作进行电子控制；一个电池系统，其包括至少一个电池以及一个电源电路板，所述的至少一个电池通过该电源电路板而为所述电子控制系统提供电能；其中所述的至少一个电池和所述电源电路板设置在所述壳体的外侧端部，使得所述壳体的各外侧端部之间达到重量平衡。
2.如权利要求1所述的一种带有照相功能的双筒望远镜，其中所述电源电路板具有一个电磁屏蔽盖，所述电磁屏蔽盖的厚度可调，从而确保在壳体的各外侧端部之间达到重量平衡。
3.如权利要求1所述的一种带有照相功能的双筒望远镜，其中所述电源电路板所在的外侧端部具有配重，从而确保所述壳体的各外侧端部之间达到重量平衡。
4.如权利要求1所述的一种带有照相功能的双筒望远镜，其中所述电源电路板具有一个电磁屏蔽盖，而且所述电源电路板所在的外侧端部具有配重，从而确保所述壳体的各外侧端部之间达到重量平衡。
5.如权利要求1所述的一种带有照相功能的双筒望远镜，其中所述壳体包括彼此之间可移动接合的两个壳体部分，各所述望远镜光学系统分别装在各所述壳体部分中，从而通过所述壳体部分中，一个壳体部分相对于另一壳体部分的移动，即可调节各所述望远镜光学系统的光轴之间的距离。
6.如权利要求5所述的一种带有照相功能的双筒望远镜，其中所述壳体部分中，一个壳体部分可与另一壳体部分滑动接合，从而通过所述壳体部分中，一个壳体部分相对于另一壳体部分的移动，就能使各所述望远镜光学系统的光轴在同一几何平面上移动。
7.如权利要求1所述的一种带有照相功能的双筒望远镜，其中各所述望远镜光学系统中，每一个该望远镜光学系统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，而且所述光学正像和目镜系统均能沿所述望远镜光学系统的光轴而相对于所述光学物镜系统平移，从而物体置于焦点。
8.如权利要求7所述的一种带有照相功能的双筒望远镜，其进一步包括一个手动操作的旋转轴，其布置在各所述望远镜光学系统之间；以及一个与所述望远镜光学系统相关联的调焦机构，其用来将所述手动操作的旋转轴的旋转运动转换成每一个望远镜光学系统中所述光学正像和目镜系统与所述光学物镜系统之间的平移运动。
9.如权利要求8所述的一种带有照相功能的双筒望远镜，其中所述手动操作的旋转轴构成为一个旋转管轴，而且所述照相光学系统就装在所述旋转管轴中。
10.如权利要求9所述的一种带有照相功能的双筒望远镜，其进一步包括一个调焦机构，其设置于所述旋转管轴和所述照相光学系统之间，用以将所述旋转管轴的旋转运动转换成所述照相光学系统的平移运动，从而通过所述照相光学系统而将物体置于焦点。
11.如权利要求10所述的一种带有照相功能的双筒望远镜，其中所述图像传感介质由一个固态图像传感器构成，使得所述照相机系统形成一个数字照相机。
12.如权利要求11所述的一种带有照相功能的双筒望远镜，其中由所述调焦机构而进行的所述照相光学系统的平移使物体聚焦到所述固态图像传感器的受光面上。
全文摘要
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以及一个壳体，该壳体用来容纳这对望远镜光学系统并具有外侧的端部。照相机系统包括一个照相光学系统和一个布置在该照相光学系统后面并与之对齐的固态图像传感器，以及电子控制该照相机系统的操作的电子控制系统。电池和电源电路板为电子控制系统提供电源。电池和电源电路板设置在壳体的外侧的端部，使得壳体各外侧端部之间达到重量平衡。
文档编号G02B7/06GK1409153SQ0214396
公开日2003年4月9日 申请日期2002年9月28日 优先权日2001年9月28日
发明者蛭沼谦, 金子敦美, 舩津刚治, 川野洁 申请人:宾得株式会社