双筒望远镜的制作方法
专利名称：双筒望远镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及双筒望远镜。
背景技术：
当用一对双筒望远镜观测无限远的物体时，观测者用左眼观测到的视场和用右眼观测到的视场基本上相互交迭，因此当观测者用两个眼睛观测双筒望远镜时观测到一个视场。而当用双筒望远镜在观测相当短的距离几米或更短物体时，只有部分右眼和左眼的视场相互交迭，因此观测者在观测这物体时感觉到很难受。这是因为既然双筒望远镜一般设计成观测位于几十米到无限远范围内的物体，所以在双筒望远镜中左右物镜的光轴通常是相互平行安装的。如果用这种双筒望远镜观测短距离的物体，在对应物体的聚焦条件(其指的是调整值，即，要被聚焦的物体距离，例如用屈光度单位[dptr]＝[1/米]表示的调整值)和会聚值(其是例如用公制角度[MW]＝[1/米]表示的右视线和左视线相交的距离)之间出现明显的差异。当以高放大率观测物体时，这种差异影响就会很明显。例如，用10倍的双筒望远镜，差异度是裸眼差异度的10倍。调整值和会聚值之间明显的差异对观测者的眼睛来说是负担，造成眼睛疲劳(应该注意术语“会聚”意指当观测短距离物体时，双眼的视轴聚集，在两轴之间形成的角度称为“会聚角”)。
根据上述问题，为了减轻在观测短距离物体时对眼睛的负担，已经研制出具有会聚值(会聚角)补偿机构的双筒望远镜。在这种望远镜中，根据调整值，通过沿垂直光轴的方向移动两个物镜来调整会聚值(或会聚角)，在观测近距离物体时，使物镜彼此靠近。这种双筒望远镜的示例在日本专利申请No.3090007，No.3196613和No.3189328中公开。
发明内容
但是，如果上述各公开披露的双筒望远镜被实际设计，沿垂直于光轴方向移动物镜所需的距离非常大，由此整个双筒望远镜的尺寸增加。由于光轴偏心相当大，双筒望远镜也具有光学性能下降的缺点。由于这个原因，实际上没有使用这种双筒望远镜。
本发明的优点在于，提供一种双筒望远镜，当需要观测短距离物体时，该双筒望远镜根据调整值，能够用相当简单的结构且不需要大空间，高精度地补偿会聚值。
根据本发明的一方面，提供一种双筒望远镜，其观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统。双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构；会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联地移动可移动光学元件来补偿会聚值，其中该可移动光学元件是至少部分物镜光学系统。在这种结构中，目镜光学系统光轴之间的距离可与使用者眼睛的宽度调成一致。可移动光学元件光轴之间距离的最大值小于目镜光学系统光轴之间距离的最小值。
由于这种结构，可以减小校正会聚值所需的可移动光学元件的位移量。因此，可以防止由于双筒望远镜并入会聚值补偿机构而使大尺寸变大。也可以简化会聚值补偿机构的结构，可以防止增加生产成本。
可选择地，该对观测光学系统的每一个可以构造成使相对于正像光学系统的入射侧光轴相对于正像和目镜光学系统的出射侧光轴相对彼此移动预定距离，在这种情况下，双筒望远镜还可以包括容纳可移动光学元件、左镜筒和右镜筒的主体。左镜筒包括左目镜光学系统和左正像光学系统，左镜筒相对主体绕目镜光学系统左入射侧光轴可转动。右镜筒包括右目镜光学系统和右正像光学系统，右镜筒可相对主体绕目镜光学系统右入射侧光轴转动。通过相对主体转动左镜筒和右镜筒可调整该对目镜光学系统出射侧光轴之间的距离。
可选择地，会聚值补偿机构可以通过改变可移动光学元件光轴之间的距离补偿会聚值。
可选择地，可移动光学元件可以绕平行于其光轴的直线可转动地安装，可移动光学元件光轴之间的距离根据可移动光学元件转动运动来改变。
可选择地，聚焦机构可以构造成通过移动可移动光学元件进行聚焦。在这种情况下，会聚值补偿机构导引可以包括导向机构，该导向机构导引可移动光学元件使得可移动光学元件根据由聚焦机构的驱动产生的可移动光学元件的移动而绕各直线转动。
可选择地，导向机构可以包括对应于该对可移动光学元件的一对导向轴；在保持该对可移动光学元件的一对框上分别形成的一对接合部分；和相对该对可移动光学元件分别设置的一对导轨。该对导向轴平行于对应的可移动光学元件光轴设置，以分别作为对应的可移动件光学件的转动中心。当通过聚焦机构的驱动来移动时，该对导向轴导引对应的可移动件光学件。该对接合部分分别与该对导轨滑动地接合。该对导轨具有分别相对至少部分该对可移动光学元件的光轴倾斜的倾斜部分。当移动该对可移动光学元件进行聚焦且该对接合部分分别与该对导轨倾斜部分接合时，该对可移动光学元件分别绕该对导向轴转动。
在特殊情况下，双筒望远镜可包括保持各个可移动件的透镜框。在这种情况下，透镜框可以成形为当可移动光学元件光轴之间的距离制成较小时，其相互靠近的部分分别开槽，并且透镜框能够比该部分不开槽的情况更相互靠近。
在特殊情况下，两个可移动光学元件可以成形为当可移动光学元件光轴之间距离制成较小时，其相互靠近的部分分别开槽，该部分比该部分不开槽的情形能够更相互靠近。
在特殊情况下，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦无限远观测物体的状态，可移动光学元件的中心可以分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的外侧。而且，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦最近可聚焦距离的观测物体的状态，可移动光学元件的中心可以分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的内侧。而且，如果分别连接可移动光学元件中心与其转动中心的线段相对双筒望远镜垂直方向在对应无限远观看观测物体的聚焦状态的各倾角用α表示，当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，直到焦距变为预定值，倾角“α”保持不变。
可选择地，可以满足条件α＜β，其中β表示在聚焦最短距离观测物体的状态，线段相对垂直方向的各倾角。
可选择地，可以满足条件α≈β，其中β表示在聚焦最短距离观测物体的状态，线段相对垂直方向的各倾角。
在特殊情况下，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在对应无限远观测物体的聚焦状态，连接各个可移动光学元件中心与其转动中心的线段可以基本上平行于双筒望远镜的垂直方向，在对应最短距离观测物体的聚焦状态，各个可移动光学元件中心在分别经过可移动光学元件中心并平行与垂直方向的直线内侧。而且，当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，直到焦距变为预定值，线段相对垂直方向的角度不变。
可选择地，预定值可以是考虑屈光度为+10的远视人能用裸眼观测物体确定的值。
可选择地，预定值可以是在3m-5m的范围。
可选择地，聚焦机构可以构造成通过移动该对可移动光学元件进行聚焦。在这种情况下，双筒望远镜还包括对应于该对可移动光学元件的一对导向轴；在保持该对可移动光学元件的一对框上分别形成的一对接合部分；和相对该对可移动光学元件分别设置的一对导轨。该对导向轴平行于对应的可移动光学元件设置。当通过聚焦机构的驱动来移动时，该对导向轴可以导引对应的可移动件光学件。该对导向轴分别作为对应的可移动件光学件的转动中心。该对接合部分分别与该对导轨滑动地接合，该对导轨具有分别相对至少部分该对可移动光学元件的光轴倾斜的倾斜部分。当移动该对可移动光学元件进行聚焦且该对接合部分分别与该对导轨倾斜部分接合时，该对可移动光学元件分别绕该对导向轴转动，当转动该对可移动光学元件时，该对可移动光学元件光轴之间的距离变化。
可选择地，当沿其光轴方向面对物镜光学系统时，各个可移动光学元件中心到对应一个导向轴中心之间的距离可以长于从各个可移动光学元件中心到对应一个接合部分的距离。
可选择地，聚焦机构可以包括由使用者操作的聚焦轮。在这种情况下，当沿其光轴方向面对物镜光学系统时，从聚焦轮中心到各个导向轴中心的距离短于从聚焦轮中心到各个接合部分的距离。
可选择地，聚焦机构可以包括由使用者操作的聚焦轮。在这种情况下，当沿其光轴方向面对物镜光学系统时，导向轴基本上位于与聚焦轮相对双筒望远镜垂直方向相同的高度。
根据本发明的另一方面，提供一种双筒望远镜，其观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统。双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构；和会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联，以平行于可移动光学元件光轴的直线为中心，分别转动至少部分物镜光学系统的可移动光学元件，改变可移动光学元件光轴之间的距离，补偿会聚值。在这种结构中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦无限远观测物体的状态，可移动光学元件的中心分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的外侧。而且，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦最近可聚焦距离的观测物体的状态，可移动光学元件的中心分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的内侧。而且，如果分别连接可移动光学元件中心与其转动中心的线段相对双筒望远镜垂直方向在对应无限远观看观测物体的聚焦状态的各倾角用α表示，当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，直到焦距变为预定值，倾角“α”保持不变。
由于这种结构，可以根据物镜转动系统用简单的结构组成会聚值补偿机构。因此，可以在双筒望远镜中并入会聚值补偿机构，同时抑制其生产成本的增加。另外根据观测物体的距离可以完成足够的会聚值补偿。具体地说，保证根据调整值可以进行所需的会聚值补偿(当观测短距离物体时)。
根据本发明的另一方面，提供一种双筒望远镜，其观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统。双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构；和会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联，以平行于可移动光学元件光轴的直线为中心，分别转动至少部分物镜光学系统的可移动光学元件，改变可移动光学元件光轴之间的距离，补偿会聚值。在这种结构中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在对应无限远观测物体的聚焦状态，连接各个可移动光学元件中心与其转动中心的线段基本上平行于双筒望远镜的垂直方向，在对应最短距离观测物体的聚焦状态，各个可移动光学元件中心在分别经过可移动光学元件中心并平行与垂直方向的直线内侧。当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，线段相对垂直方向的角度不变，直到焦距变为预定值。
由于这种结构，在基于物镜转动系统具有会聚值补偿机构的双筒望远镜中，即使在加工和/或装配时产生误差或差异，在使用频率很高的接近无限远聚焦状态，可以使在物镜光学系统(可移动光学元件)的光轴方向的误差或差异最小。而且，可以获得高的光学精度。
图1是根据本发明第一实施例的双筒望远镜在无限远聚焦状态的截面平面图； 图2是根据本发明第一实施例的双筒望远镜在无限远聚焦状态的侧截面图； 图3是根据本发明第一实施例的双筒望远镜在无限远聚焦状态的前截面图； 图4是根据本发明第一实施例的双筒望远镜在最短距离聚焦状态的截面平面图； 图5是根据本发明第一实施例的双筒望远镜在最短距离聚焦状态的侧截面图； 图6是根据本发明第一实施例的双筒望远镜在最短距离聚焦状态的前截面图； 图7是表示需要补偿会聚值的物镜光学系统位移量的示意图； 图8是根据本发明第二实施例的双筒望远镜的最短距离聚焦状态的前截面图； 图9是根据本发明第三实施例当双筒望远镜聚焦到无限远物体时的前横截面图； 图10是当根据本发明第三实施例的双筒望远镜聚焦到最短距离物体时的截面图； 图11是当根据本发明第三实施例的双筒望远镜聚焦到最短距离物体时的前截面图； 图12是根据第四实施例双筒望远镜的无限远聚焦状态的前截面图；和 图13是根据第五实施例双筒望远镜的最短距离聚焦状态的前截面图。
具体实施例方式下面参照附图，详细描述根据本发明实施例的双筒望远镜。
第一实施例 图1，图2和图3是根据本发明第一实施例在双筒望远镜聚焦无限远处的物体(在下文中，该状态称为“无限远聚焦状态”)时，双筒望远镜的横截面平面图、侧横截面图和前横截面图。图4、图5和图6是当根据本发明第一实施例的双筒望远镜以最短距离聚焦物体(在下文中，该状态称为“最短距离聚焦状态”)时的横截面平面图、侧截面图和前截面图。图7是需要补偿会聚值的物镜光学系统位移量的示意图。
应该注意的是，在本说明书中，图1的上侧和图2的左手侧称为双筒望远镜的“前”侧，图1的下侧和图2的右手侧称为双筒望远镜1的“后”侧，图2和图3的上侧称为“上或上侧”，在此，双筒望远镜1的下侧称为“下或下侧”。
如图1所示，双筒望远镜1包括左眼观测光学系统2L、右眼观测光学系统2R、用于容纳上述观测光学系统2L、2R壳体的主体3、左镜筒4L和右镜筒4R、和用于根据物距聚焦的聚焦机构5。
观测光学系统2L和2R分别具有物镜光学系统21L和21R，正像光学系统22L和22R，和目镜光学系统23L和23R。在观测光学系统2L和2R中的正像光学系统22L和22R分别包括普罗(Porro)棱镜。在相对于正像光学系统22L和22R的目镜光学系统23L和23R的入射侧光轴O21L和O21R和其出射侧光轴O22L和O22R之间形成预定间隙(间隔)。在无限远聚焦状态，物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R分别与入射侧光轴O21L和O21R一致。
两个物镜光学系统21L和21R整体地安装在主体3内。左侧目镜光学系统23L和正像光学系统22L，右侧目镜光学系统23R和正像光学系统22R彼此分开安装在的左镜筒4L和右镜筒4R中。主体3，左镜筒4L和右镜筒4R可以包括单个零件组成或由多个组合的零件。
左镜筒4L和右镜筒4R连接主体3，分别围绕入射侧光轴O21L和O21R在预定的角度范围内转动。而且，镜筒4L和4R由于摩擦力可以停在预定角度范围内的任何位置。
在沿相反方向转动左镜筒4L和右镜筒4R，两个目镜光学系统23L和23R的光轴O2L和O2R之间的距离(出射侧光轴O22L和O22R之间的距离)可以调整到满足观测者眼睛之间的宽度。优选双筒望远镜1具有左镜筒4L和右镜筒4R彼此同时沿相反方向转动的互锁机构(未示出)。
在图示的组成中，朝主体3开口的窗部分设置盖玻璃12。由于这种结构，防止外部物质或灰尘进入主体3。盖玻璃12也可以省略。
在镜筒4L和4R的后端部，目镜件13L和13R分别同心地固接目镜光学系统23L和23R。目镜件13L和13R沿光轴O2L和O2R方向位移，即，从适应图1所示的状态可移动到目镜件13L和13R向后拉的状态(未示出)。使用者根据存在/没有眼镜或面部特征调整目镜件13L和13R的位置，然后，在眼球周围或用他/她邻接目镜件13L和13R后端面的眼镜，观测目镜光学系统23L和23R。用这种结构，使用者可以将他/她的眼睛放在稳定状态合适的眼睛点(没有遮挡可以看见全部视场的位置)。
物镜光学系统21L和21R可相对于主体3移动，通过聚焦机构5的驱动来移动。如图2和图3所示，主体3设置一对导向轴11L和11R、导向槽(导轨)31L和31R，用于分别导向物镜光学系统21L和21R的移动。
各个导向轴11L和11R包括直杆。导向轴11L和11R设置在物镜光学系统21L和21R的上侧，平行于光轴O1L和O1R伸出。如图3所示，在透镜框6L和6R的上侧部分形成凸起部分61L和61R，用于保持物镜光学系统21L和21R，该凸起部分61L和61R具有孔，导向轴11L和11R通过该孔插入。用这种结构，物镜光学系统21L和21R可分别沿导向轴11L和11R移动，并绕导向轴11L和11R可转动。
导轨31L和31R包括在主体3下侧的内壁形成的槽。插入导向槽31L和31R的凸起(接合部分)62L和62R形成于透镜框6L和6R的下部。当物镜光学系统21L和21R沿导向轴11L和11R移动时，凸起62L和62R分别沿导向槽31L和31R移动。
如图3和6所示，导轨(槽)31L和31R的横截面形状基本上为具有相互平行并向上和向下方向延伸的内壁(侧壁)矩形(U形)。
如图1所示，聚焦机构包括作为可操作件的旋转环(聚焦轮)51，与聚焦轮51和叶片53一起旋转的聚焦轮轴52。聚焦轮51和聚焦轮轴52在平面图中位于观测光学系统2L和2R之间并可旋转地支撑在主体3上。叶片53设置具有阴螺纹的基础部分531，该阴螺纹与聚焦轮轴52外圆周面上形成的阳螺纹配合。叶片53还分别设置从接近部分531向左和向右突出的臂532L和532R。臂532L和532R的端部插入在镜头框6L和6R的凸起部分61L和61R中形成的槽中。
如果聚焦轮51沿预定方向旋转，接近部分531沿聚焦轮轴52伸出的方向前进。那么，力经过臂532L和532R传输到镜头框6L和6R，使物镜光学系统21L和21R向前突出。如果聚焦轮51沿与预定方向相反的方向旋转，使物镜光学系统21L和21R向后缩进。用这种聚焦机构的驱动，可以实现聚焦。
在图1和图3所示的无限远聚焦状态，物镜光学系统21L和21R处于向后缩进状态(即，完全向后缩进)。
相反，在图4-图6所示的最短距离聚焦状态，物镜光学系统21L和21R完全向前突出。在这种状态可以获得双筒望远镜1的最短聚焦距离。最短聚焦距离不限于具体的值。但是，如下面所述，因为根据本发明的双筒望远镜1设置会聚值补偿机构并适于短距离观测，优选最短聚焦距离比传统双筒望远镜相对短，例如，其距离是在0.3m-1m范围内。
双筒望远镜1设置会聚值补偿机构，用于通过聚焦机构的操作改变物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R之间的距离补偿会聚值。在第一实施例中，会聚值补偿机构包括上述的导向轴11L和11R、导轨(槽)31L和31R和凸起61L和61R。在下文中，对根据第一实施例描述双筒望远镜1中会聚值的补偿进行描述。
如图4所示，导轨(槽)31L和31R分别设置沿相对物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R倾斜的方向伸出的倾斜部分311L和311R，和连续形成在倾斜部分311L和311R的后部并平行于光轴O1L和O1R延伸的平行部分312L和312R。倾斜部分311L和311R这样倾斜，即倾斜部分311L和311R朝向前的方向彼此更靠近。表示物镜光学系统21L和21R在无限远聚焦状态位置的标记32L和32R沿平行部分312L和312R设置在预定位置的侧面。
当凸起62L和62R位于平行部分312L和312R时，既使操作聚焦机构5，并移动物镜光学系统21L和21R，光轴O1L和O1R之间的距离也不会改变。即，在接近无限远聚焦状态会聚值补偿没有起作用。这是因为当观测相当远距离的物体时，不需要会聚值校正。
当凸起62L和62R位于倾斜部分311L和311R时，当操作聚焦机构5并且物镜光学系统21L和21R前进时，凸起62L和62R分别沿倾斜部分311L和311R靠近中心。因此，物镜光学系统21L和21R分别绕导向轴11L和11R旋转，光轴O1L和O1R之间的距离逐渐减小，因此，会聚值被补偿(参见图3和图6)。
因为如上所述的会聚值被补偿，在观测短距离物体时，可以防止左眼观测的图像和右眼观测的图像之间的差，观测变得容易和舒适。
尽管对会聚值补偿起作用的聚焦距离(调整值)没有具体的限制，优选距离为3m-5m。在导轨31L和31R中的倾斜部分311L和311R与平行部分312L和312R之间的分界点设定在对应会聚值补偿起作用的聚焦距离的位置。
而且，如图1所示，根据第一实施例的双筒望远镜1可构造成在使用中，物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R之间的距离总是小于目镜光学系统23L和23R的光轴O2L和O2R之间(出射侧光轴O22L和O22R之间的距离)的距离。换句话说，在眼睛宽度距离调整到最小值的状态(但是，这指的是双筒望远镜可使用状态，不包括不可使用状态，完全缩进状态)，物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R之间距离的最大值(参见图1所示的状态)小于目镜光学系统23L和23R的光轴O2L和O2R之间的距离(出射侧光轴O22L和O22R之间的距离)。
用这种结构，与两个物镜光学系统光轴之间的距离等于两个目镜光学系统光轴之间的距离的屋脊棱镜型双筒望远镜，以及两个物镜光学系统光轴之间的距离大于两个目镜光学系统光轴之间的距离的双筒望远镜(蔡司型和Bausch&Lomb型双筒望远镜)相比，需要用于补偿会聚值的物镜光学系统21L和21R的位移量可以更小。参照图7来描述理由。
在图7中，仅仅示出右侧光学系统。虽然作了省略，左侧光学系统与右侧光学系统具有相同的结构。在图7中，用实线表示用于观测无限远处物体的右侧物镜光学系统100R位置。物镜光学系统100R靠近双筒望远镜的中心线移动，以便在补偿会聚值的状态从物镜光学系统100R观测有限距离α(调整值α＜0)的物体200，需要将物镜光学系统移动到虚线表示的位置。在这种情况下，从图7中和成像公式1/b＝1/a+1/f获得的物镜光学系统100R的移动距离y用下面的表达式表示y＝b×tanθ＝{f×a/(a+f)}×tanθ＝{f×a/(a+f)}×D/(-a+b)＝D×[f×a/(a+f)/{-a+f×a/(a+f)}]，其中，f表示物镜光学系统100R的焦距，
2D表示两个物镜光学系统光轴之间的距离，2θ表示会聚角，b表示用物镜光学系统100R(b＞0)从物镜光学系统到物体200的成像位置的距离。
也就是说，需要补偿会聚值的物镜光学系统100R的移动距离y与D成比例增加的。换句话说，当物镜光学系统光轴之间的距离较短时，需要补偿会聚值的物镜光学系统的位移值减小。
在根据本发明第一实施例的双筒望远镜中，因为物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R之间的距离小，如上所述，仅仅在垂直于光轴O1L和O1R的方向稍微移动物镜光学系统21L和21R就足够补偿会聚值。因此，可以不增加主体3的尺寸并入会聚值补偿机构，整个双筒望远镜1可以做得紧凑。此外，仅稍稍移动的距离足够用于物镜光学系统21L和21R校正会聚值所需的距离，这有助于提高会聚值校正精度，其中可以以高精度校正会聚值。
另外，仅仅稍微移动物镜光学系统21L和21R的距离足够用于会聚值的补偿。因此，用旋转物镜光学系统21L和21R来改变光轴O1L和O1R之间的距离的物镜光学系统旋转系统，可以实现会聚值的补偿。物镜光学系统旋转系统具有简单的结构，因此降低制造成本。
第二实施例 图8是根据本发明第二实施例的双筒望远镜1B的最短距离聚焦状态的前截面图。在下文中，参照相同的附图描述根据本发明双筒望远镜的第二实施例。因为第二实施例的双筒望远镜基本上具有与第一实施例相同的结构，主要描述与上述第一实施例的不同点，其中不重复描述与上述第一实施例那些相同点。在本实施例中，与第一实施例相同的那些元件由相同的附图标记表示。
在图8所示双筒望远镜1B中的物镜光学系统21L’和21R’的透镜框6L’和6R’设置D切除部分63L和63R。即，如果通过会聚值的校正使光轴O1L和O1R之间的距离制成较小，将彼此靠近的部分切口。因此，与不设置D切除部分63L和63R的情况相比，可以造成物镜光学系统21L’和21R’进一步彼此靠近。因此，不减小每个物镜光学系统21L’和21R’的直径，可以保持对最短距离进行会聚值的校正。
在图8所示的结构中，物镜光学系统21L’和21R’也切成具有透镜框6L’和6R’的D切除部分63L和63R。但是，仅切除透镜框6L’和6R’。
上面仅描述了在根据本发明双筒望远镜的附图中所述的实施例。但是，本发明不限于上述实施例。可以显示相同性能的任何光学部件可以构成双筒望远镜的各个部件。
例如，在图解的实施例中，导轨形成为槽(导向槽)。但是，可以接受这种结构，其中导轨构成为凸线，在透镜框上形成凸线插入的槽作为接合件。而且，如果构成在透镜框上设置的凸起用弹簧压到导轨的侧面，导轨可以由台阶形成。
此外，在图解的实施例中，描述通过转动两个物镜光学系统改变光轴之间的距离的结构。但是，可以采用这种结构，其中通过沿垂直于光轴的方向移动两个物镜光学系统改变光轴之间的距离。
而且，在图解的实施例中，物镜光学系统(21L，21R)包括一个透镜组(由两片透镜组成一组)，物镜光学系统完全同时用作通过聚焦操作而移动的透镜组和调整会聚值的透镜组。但是，例如，可以采用这种结构，物镜光学系统包括多个透镜组，其中，分离透镜组准备用于各个聚焦组和会聚校正组，或者部分的透镜组既作为通过聚焦操作而移动的透镜组又作为调整会聚的透镜组。而且，理论上可以用包括除了在物镜光学系统之外部分的光学元件来进行聚焦操作。
而且，根据本发明的双筒望远镜不仅可以由通过改变两个物镜光学系统光轴之间的距离校正会聚值的结构构成，也可以由通过倾斜各个物镜光学系统(各个物镜光学元件)的光轴校正会聚值的结构构成。
第三实施例 在下文中，描述根据本发明第三实施例的双筒望远镜。因为第三实施例的双筒望远镜基本上具有与第一实施例相同的结构，主要描述与上述第一实施例的不同点，其中不重复描述与上述第一实施例相同的其它点。在本实施例中，那些与第一实施例相同的件由相同的附图标记表示。
图9是根据本发明第三实施例的双筒望远镜1C当双筒望远镜聚焦无限远物体时的前横截面图。图10和图11是当根据本发明第三实施例的双筒望远镜聚焦最短距离物体时的平面截面图和前截面图。
优选确定开始校正会聚值(当凸起62L和62R位于导轨31L和31R的分界点(参见图10))的观测光学系统2L和2R的焦距(在下文中称为“会聚值校正开始距离”)如下所述。
通常，为了让屈光度为A的远视的人用B倍率的双筒望远镜观测无限远的观测物体，要求物体位置与在正常视力的人观测距离为B2/A(m)的观测物体情况下的物体位置相同。
出于这个原因，如果远视的人在会聚值稍微校正的物距观测无限远，以正常视力的眼睛观测距离为B2/A(m)的观测物体，需要进行校正会聚值。在这种状态，因为观测的视场靠近里面移动，尽管对远视的人来说视轴彼此平行，但是远视的人以努力将它恢复到原始状态的方式张开视轴。
正常视力(屈光度为0至-1)的人使视轴彼此平行或视轴相交，以便观测无限远和短距的物体。但是视轴不是张开的。因此，在视轴是张开的状态，对眼睛有明显的负担，他/她渐渐变得非常累。因此，开始会聚值校正的距离(会聚值开始校正距离)变得很重要。
据统计，屈光度是+10或更高的远视人的比率仅占0.7％。如果包括近视和正常人，比率会稍稍降低。因此，如果考虑将屈光度为+10确定为会聚值校正开始距离，如果大多数人(包括远视、近视和正常的眼睛)用裸眼使用双筒望远镜没有问题。(在此，当然“用裸眼”不仅意味着“不带眼睛来校正屈光度”，还意味着“根据目镜光学系统的位置变化，没有设置特殊的调整，例如，屈光度校正)。
根据上述描述，在通常经常使用的6倍至8倍双筒望远镜中，需要移动比62/10＝3.6(m)，72/10＝4.9(m)，82/10＝6.4(m)更近的开始会聚值校正的距离。但是，由于如果会聚值校正距离非常接近，则会聚值校正不易开始，因此不能起作用。因此，在本发明中，优选会聚值校正开始距离大约在3m-5m，作为在普通大约7倍的双筒望远镜中对所有人起作用并对眼睛施加没有负担的距离。
在根据本发明第三实施例的双筒望远镜1C中，因为导轨31L和31R中的倾斜部分311L和311R与平行部分312L和312R之间的分界点313L和313R位于对应上述会聚值校正开始距离的位置，因此能够有足够的会聚值校正。
如上所述，在双筒望远镜1C中，采用物镜转动系统，这样不是通过沿左右方向平行移动物镜光学系统21L和21R来改变光轴O1L和O1R之间的距离，而是在校正会聚值时同样以导向轴11L和11R为中心转动。因此，可以简化双筒望远镜1C的结构，可以减少元件的数量，进而系统可以容易装配。并且可以降低双筒望远镜1C的生产成本。
在图9中图解沿光轴O1L和O1R方向的双筒望远镜1C，直线400L和400R限定为平行于双筒望远镜1C的垂直方向并经过物镜光学系统21L和21R转动中心的导向轴11L和11R的中心。在这种情况下，处于无限远聚焦状态，物镜光学系统21L和21R的中心(光轴O1L和O1R)分别位于直线400L和400R的外侧。相反，当面对如图11所示的光轴O1L和O1R的方向，处于最短距离聚焦状态，物镜光学系统21L和21R的中心(光轴O1L和O1R)分别位于直线400L和400R内侧。即，连接物镜光学系统21L和21R的中心(光轴O1L和O1R)与转动中心(导向轴11L和11R的中心)的线段500L和500R，在无限远聚焦状态和最短距离聚焦状态相对垂直方向彼此沿相反的方向倾斜。
这里，当从无限远聚焦状态逐渐进行聚焦(操作聚焦轮51向前移动物镜光学系统21L和21R)到短距侧时，其中假定在无限远聚焦状态，线段500L和500R相对垂直方向的倾角为“α”，如图9所示，直到到达上述会聚值校正开始距离，倾角“α”保持不变。如果沿相同方向进一步进行聚焦，倾角“α”逐渐减小。即，因为从无限聚焦状态到会聚值校正开始距离，光轴O1L和O1R之间的距离不变，不校正会聚值，如果焦距超过会聚值校正开始距离，光轴O1L和O1R之间的距离逐渐变窄，校正会聚值。
在本实施例中，如果在最短聚焦状态，线段500L和500R相对垂直方向的倾角限定为“β”，如图11所示，上述“α”和“β”满足关系式α＜β。根据这种结构会带来下列优点。
当通过会聚值的校正而以导向轴11L和11R为中心转动物镜光学系统21L和21R时，光轴O1L和O1R沿垂直方向稍稍移动。如果相互比较光轴O1L和O1R沿垂直方向的位移量，在图9所示的无限远聚焦附近的状态和在图11所示的最短距离附近的聚焦状态、物镜光学系统21L和21R转动相同角度的情况下，在物镜光学系统21L和21R处于无限远附近的聚焦状态的情况下，垂直方向的位移量小于其它情况。这是由于关系式α＜β保证的。因此，既使在加工和/或装配时，导轨31L和31R的位置产生误差或差异，在经常使用的无限远附近聚焦状态，也可以减小光轴O1L和O1R在垂直方向的位置差。因此，可以提高光学精度。
而且，在本实施例中，如图9所示，当面对物镜光学系统21R的光轴O1R的方向时，使从物镜光学系统21R中心(光轴O1R)到导向轴11R中心的距离D1长于从物镜光学系统21R中心(光轴O1R)到凸起62R的距离D2。对于物镜光学系统21L侧是相同的。由于这种结构，因为上述距离D1比较长，可以使与会聚值镜校正一致的光轴O1L和O1R在垂直方向的位移更小，由此可以以高精度进行会聚值校正。
为了进一步增加从物镜光学系统21L和21R中心到导向轴11L和11R中心的距离D1，可以在主体3的上表面设置窗口以将导向轴11L和11R定位在主体3外面。
而且，在本实施例中，当面对物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R方向时，从聚焦轮51中心到导向轴11L和11R中心的距离短于从聚焦轮51到凸起62L和62R的距离。因此，叶片53位于导向轴11L和11R附近。当转动聚焦轮51时，因为叶片53的臂532L和532R与透镜框6L和6R在导向轴11L和11R附近接合，各个件没有任何变形和摩擦，由此力从叶片53直接传输到透镜框6L和6R，使物镜光学系统21L和21R进一步以高精度沿导向轴11L和11R平滑地前进和后退。因此，可以进一步提高聚焦精度和会聚值校正精度。
而且，在图示的结构中，当面对物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R方向时，导向轴11L和11R在双筒望远镜1C垂直方向位于与聚焦轮51几乎相同的高度。因此，可以使叶片53的臂532L和532R的长度最小，可以显著地体现上述效果，尤其是可以获得极佳的聚焦精度和会聚值校正精度。
而且，在根据第三实施例的双筒望远镜1C中，导轨31L和31R由在主体3下侧形成的槽形成，并与主体3制成一整体。因此，可以减少元件的数量，简化其装配。因此，可以并入会聚值校正机构，同时防止增加其生产成本。此外，因为结构简化，并且导轨31L和31R可以容易以高尺寸精度形成，而没有任何由于元件叠加而导致的尺寸差，可以以更高精度进行会聚值校正。而且，因为导轨31L和31R可以模制(例如，注射模制)形成，因此可以自由地形成导轨31L和31R相对于光轴O1L和O1R的倾角，并且易于中途改变倾角，例如，在倾斜部分311L和311R与平行部分312L和312R之间的分界点。因此，可以在最佳条件进行会聚值校正。
而且，可以设置例如弹簧的压力件，以将凸起62L和62R压向导轨31L和31R的侧面。在这种情况下，导轨31L和31R不是槽，可以是各具有凸起62L和62R所压靠的面的间隙。
此外，可以采用这种结构，其中导轨31L和31R形成凸线，凸线插入的槽设置在透镜框6L和6R中，作为接合件。
而且，尽管图示的实施例优选导轨31L和31R与主体3形成一体，作为分离元件产生的导轨例如可以用粘接法或沉积法安装到主体3上或粘接到主体3上。
实施例四 在下文中，描述根据本发明双筒望远镜的第四实施例。因为第四实施例的双筒望远镜与第三实施例基本上具有相同的结构，主要描述与上述第三实施例的不同点，其中不重复描述与上述第三实施例相似的其它点。
根据第四实施例的双筒望远镜1C构造成使使上述倾角“α”和“β”彼此几乎相等(即，“α”≈“β”)。而且，与第三实施例相似，从无限远聚焦状态到会聚值校正开始距离，倾角“α”保持不变。而且，其它结构与第三实施例相似。
因为使“α”≈“β”，存在下列优点。其中线段500L和500R与直线400L和400R(未示出)一致的情况下，光轴O1L和O1R的位置最低；线段500L和500R相对直线400L和400R倾斜的情况下，光轴O1L和O1R高于上述的最低位置。即，当物镜光学系统21L和21R以导向轴11L和11R为中心转动来校正会聚值时，光轴O1L和O1R沿垂直方向稍稍位移。但是，在双筒望远镜1C中，因为倾角“α”和“β”彼此几乎相等，可以将光轴O1L和O1R在垂直方向的位移控制到最小。因此，可以以高精度进行会聚值校正。
第五实施例 在下文中，描述根据本发明双筒望远镜的第五实施例。因为第五实施例的双筒望远镜与第三实施例基本上具有相同的结构，主要描述与上述第三实施例的不同点，其中不重复描述与上述第三实施例相似的其它点。
图12是根据第五实施例的双筒望远镜1D在无限远聚焦状态的前截面图，图13是根据第五实施例的双筒望远镜1D在最短距离聚焦状态的前截面图。在下文中，根据附图描述根据本发明的第五实施例。
如图12所示，在根据第五实施例的双筒望远镜1D中，当面对光轴O1L和O1R的方向时，在无限远聚焦状态，连接物镜光学系统21L和21R中心(即，光轴O1L和O1R)和其转动中心(即，导向轴11L和11R的中心)的线段500L和500R几乎平行于双筒望远镜1D的垂直方向。而且，如图13所示，在最短距离聚焦状态，物镜光学系统21L和21R中心(即，光轴O1L和O1R)位于直线400L和400R里面。即，根据第五实施例的双筒望远镜1D等于使根据第三实施例双筒望远镜1C的倾角“α”几乎为0(零)的状态。而且，从无限远聚焦状态到会聚值校正开始距离倾角“α”保持不变(即，“α”没有变化)。除此之外，其它结构与第三实施例相同。
由于这种结构，在双筒望远镜1D中，既使在加工和/或装配导轨31L和31R时产生误差或差异，可以使使用频率高的无限远附近聚焦状态、光轴O1L和O1R在垂直方向的误差或差异最小，由此可以进一步提高光学精度。
尽管描述了上述根据本发明双筒望远镜的图解实施例，本发明不限于这些实施例。双筒望远镜的各个元件可以用能够显示相似功能的光学元件来代替，任何光学结构可以加到其中。
权利要求
1.一种双筒望远镜，观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统，该双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构；会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联地移动可移动光学元件来补偿会聚值，其中该可移动光学元件是至少部分物镜光学系统，其中目镜光学系统光轴之间的距离与使用者眼睛的宽度调成一致，其中可移动光学元件光轴之间距离的最大值小于目镜光学系统光轴之间距离的最小值。
2.如权利要求2所述的双筒望远镜，其中该对观测光学系统的每一个构造成相对于正像光学系统的入射侧光轴和目镜光学系统的出射侧光轴相对彼此移动预定距离，其中该双筒望远镜还包括容纳可移动光学元件的主体；包括左目镜光学系统和左正像光学系统的左镜筒，左镜筒可相对主体绕目镜光学系统左入射侧光轴转动；和包括右目镜光学系统和右正像光学系统的右镜筒，右镜筒可相对主体绕目镜光学系统右入射侧光轴转动；和其中通过相对主体转动左镜筒和右镜筒可调整该对目镜光学系统出射侧光轴之间的距离。
3.如权利要求1所述的双筒望远镜，其中该会聚值补偿机构通过改变可移动光学元件光轴之间的距离补偿会聚值。
4.如权利要求3所述的双筒望远镜，其中该可移动光学元件可绕平行于其光轴的直线转动地安装，可移动光学元件光轴之间的距离根据可移动光学元件转动运动来改变。
5.如权利要求4所述的双筒望远镜，其中该聚焦机构构造成通过移动可移动光学元件进行聚焦，和其中该会聚值补偿机构导引包括导向机构，该导向机构导引可移动光学元件使得可移动光学元件根据由聚焦机构的驱动产生的可移动光学元件的移动而绕各直线转动。
6.如权利要求5所述的双筒望远镜，其中该导向机构包括对应于该对可移动光学元件的一对导向轴，该对导向轴平行于对应的可移动光学元件光轴设置，以分别作为对应的可移动件光学件的转动中心，当通过聚焦机构的驱动来移动时，该对导向轴导引对应的可移动件光学件，在保持该对可移动光学元件的一对框上分别形成的一对接合部分；和相对于该对可移动光学元件分别设置的一对导轨，该对接合部分分别与该对导轨滑动地接合，该对导轨具有分别相对至少部分该对可移动光学元件的光轴倾斜的倾斜部分，其中，当移动该对可移动光学元件进行聚焦且该对接合部分分别与该对导轨倾斜部分接合时，该对可移动光学元件分别绕该对导向轴转动。
7.如权利要求3所述的双筒望远镜，还包括保持各个可移动件的透镜框，其中透镜框成形为当可移动光学元件光轴之间的距离被制成较小时，其相互靠近的部分分别开槽，透镜框能够比该部分不开槽的情况更相互靠近。
8.如权利要求3所述的双筒望远镜，其中两个可移动光学元件成形为当可移动光学元件光轴之间距离被制成较小时，其相互靠近的部分分别开槽，该部分能够比该部分不开槽的情形更相互靠近。
9.如权利要求4所述的双筒望远镜，其中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦无限远观测物体的状态，可移动光学元件的中心分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的外侧，其中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦最近可聚焦距离的观测物体的状态，可移动光学元件的中心分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的内侧，和其中，如果分别连接可移动光学元件中心与其转动中心的线段相对双筒望远镜垂直方向在对应无限远观看观测物体的聚焦状态的各倾角用α表示，当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，直到焦距变为预定值，倾角“α”保持不变。
10.如权利要求9所述的双筒望远镜，其中满足条件α＜β其中β表示在聚焦最短距离观测物体的状态，线段相对垂直方向的各倾角。
11.如权利要求9所述的双筒望远镜，其中满足条件α≈β其中β表示在聚焦最短距离观测物体的状态，线段相对垂直方向的各倾角。
12.如权利要求4所述的双筒望远镜，其中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在对应无限远观测物体的聚焦状态，连接各个可移动光学元件中心与其转动中心的线段基本上平行于双筒望远镜的垂直方向，在对应最短距离观测物体的聚焦状态，各个可移动光学元件中心在分别经过可移动光学元件转动中心并平行与垂直方向的直线内，和当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，线段相对垂直方向的角度不变，直到焦距变为预定值。
13.如权利要求9所述的双筒望远镜，其中该预定值是考虑到屈光度为+10的远视人能用裸眼注视物体而确定的值。
14.如权利要求9所述的双筒望远镜，其中预定值是在3m-5m的范围。
15.如权利要求9所述的双筒望远镜，其中聚焦机构构造成通过移动该对可移动光学元件进行聚焦，其中该双筒望远镜还包括对应于该对可移动光学元件的一对导向轴，该对导向轴平行于对应的可移动光学元件设置，当通过聚焦机构的驱动来移动时，该对导向轴导引对应的可移动件光学件，该对导向轴分别作为对应的可移动件光学件的转动中心，在保持该对可移动光学元件的一对框上分别形成的一对接合部分；和相对该对可移动光学元件分别设置的一对导轨，该对接合部分分别与该对导轨滑动地接合，该对导轨具有分别相对至少部分该对可移动光学元件的光轴倾斜的倾斜部分，其中，当移动该对可移动光学元件进行聚焦且该对接合部分分别与该对导轨倾斜部分接合时，该对可移动光学元件分别绕该对导向轴转动，当转动该对可移动光学元件时，该对可移动光学元件光轴之间的距离变化。
16.如权利要求15所述的双筒望远镜，其中，当沿其光轴方向面对物镜光学系统时，从各个可移动光学元件中心到对应一个导向轴中心之间的距离长于从各个可移动光学元件中心到对应一个接合部分的距离。
17.如权利要求15所述的双筒望远镜，其中聚焦机构包括由使用者操作的聚焦轮，和其中，当沿其光轴方向面对物镜光学系统时，从聚焦轮中心到各个导向轴中心的距离短于从聚焦轮中心到各个接合部分的距离。
18.如权利要求15所述的双筒望远镜，其中该聚焦机构包括由使用者操作的聚焦轮，和其中，当沿其光轴方向面对物镜光学系统时，导向轴基本上位于与聚焦轮相对双筒望远镜垂直方向相同的高度。
19.一种双筒望远镜，观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统，该双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构；和会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联地以平行于可移动光学元件光轴的直线为中心，分别转动至少部分物镜光学系统的可移动光学元件，改变可移动光学元件光轴之间的距离，补偿会聚值，其中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦无限远观测物体的状态，可移动光学元件的中心分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的外侧，其中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦最近可聚焦距离的观测物体的状态，可移动光学元件的中心分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的内侧，和其中，如果分别连接可移动光学元件中心与其转动中心的线段相对双筒望远镜垂直方向在对应无限远观看观测物体的聚焦状态的各倾角用α表示，当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，直到焦距变为预定值，倾角“α”保持不变。
20.一种双筒望远镜，观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统，双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构；和会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联地以平行于可移动光学元件光轴的直线为中心，分别转动至少部分物镜光学系统的可移动光学元件，改变可移动光学元件光轴之间的距离，补偿会聚值，其中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在对应无限远观测物体的聚焦状态，连接各个可移动光学元件中心与其转动中心的线段基本上平行于双筒望远镜的垂直方向，在对应最短距离观测物体的聚焦状态，各个可移动光学元件中心在分别经过可移动光学元件中心并平行与垂直方向的直线内侧，和当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，直到焦距变为预定值，线段相对垂直方向的角度不变。
全文摘要
本发明提供一种双筒望远镜，其观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统。双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构，会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联、分别移动至少部分物镜光学系统的可移动光学元件来补偿会聚值。在这种结构中，目镜光学系统光轴之间的距离与使用者眼睛的宽度调成一致。可移动光学元件光轴之间距离的最大值小于目镜光学系统光轴之间距离的最小值。
文档编号G02B27/64GK1655008SQ20051000771
公开日2005年8月17日 申请日期2005年2月7日 优先权日2004年2月9日
发明者根元悟, 蛭沼谦 申请人:宾得株式会社
技术领域：
本发明涉及双筒望远镜。
背景技术：
当用一对双筒望远镜观测无限远的物体时，观测者用左眼观测到的视场和用右眼观测到的视场基本上相互交迭，因此当观测者用两个眼睛观测双筒望远镜时观测到一个视场。而当用双筒望远镜在观测相当短的距离几米或更短物体时，只有部分右眼和左眼的视场相互交迭，因此观测者在观测这物体时感觉到很难受。这是因为既然双筒望远镜一般设计成观测位于几十米到无限远范围内的物体，所以在双筒望远镜中左右物镜的光轴通常是相互平行安装的。如果用这种双筒望远镜观测短距离的物体，在对应物体的聚焦条件(其指的是调整值，即，要被聚焦的物体距离，例如用屈光度单位[dptr]＝[1/米]表示的调整值)和会聚值(其是例如用公制角度[MW]＝[1/米]表示的右视线和左视线相交的距离)之间出现明显的差异。当以高放大率观测物体时，这种差异影响就会很明显。例如，用10倍的双筒望远镜，差异度是裸眼差异度的10倍。调整值和会聚值之间明显的差异对观测者的眼睛来说是负担，造成眼睛疲劳(应该注意术语“会聚”意指当观测短距离物体时，双眼的视轴聚集，在两轴之间形成的角度称为“会聚角”)。
根据上述问题，为了减轻在观测短距离物体时对眼睛的负担，已经研制出具有会聚值(会聚角)补偿机构的双筒望远镜。在这种望远镜中，根据调整值，通过沿垂直光轴的方向移动两个物镜来调整会聚值(或会聚角)，在观测近距离物体时，使物镜彼此靠近。这种双筒望远镜的示例在日本专利申请No.3090007，No.3196613和No.3189328中公开。
发明内容
但是，如果上述各公开披露的双筒望远镜被实际设计，沿垂直于光轴方向移动物镜所需的距离非常大，由此整个双筒望远镜的尺寸增加。由于光轴偏心相当大，双筒望远镜也具有光学性能下降的缺点。由于这个原因，实际上没有使用这种双筒望远镜。
本发明的优点在于，提供一种双筒望远镜，当需要观测短距离物体时，该双筒望远镜根据调整值，能够用相当简单的结构且不需要大空间，高精度地补偿会聚值。
根据本发明的一方面，提供一种双筒望远镜，其观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统。双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构；会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联地移动可移动光学元件来补偿会聚值，其中该可移动光学元件是至少部分物镜光学系统。在这种结构中，目镜光学系统光轴之间的距离可与使用者眼睛的宽度调成一致。可移动光学元件光轴之间距离的最大值小于目镜光学系统光轴之间距离的最小值。
由于这种结构，可以减小校正会聚值所需的可移动光学元件的位移量。因此，可以防止由于双筒望远镜并入会聚值补偿机构而使大尺寸变大。也可以简化会聚值补偿机构的结构，可以防止增加生产成本。
可选择地，该对观测光学系统的每一个可以构造成使相对于正像光学系统的入射侧光轴相对于正像和目镜光学系统的出射侧光轴相对彼此移动预定距离，在这种情况下，双筒望远镜还可以包括容纳可移动光学元件、左镜筒和右镜筒的主体。左镜筒包括左目镜光学系统和左正像光学系统，左镜筒相对主体绕目镜光学系统左入射侧光轴可转动。右镜筒包括右目镜光学系统和右正像光学系统，右镜筒可相对主体绕目镜光学系统右入射侧光轴转动。通过相对主体转动左镜筒和右镜筒可调整该对目镜光学系统出射侧光轴之间的距离。
可选择地，会聚值补偿机构可以通过改变可移动光学元件光轴之间的距离补偿会聚值。
可选择地，可移动光学元件可以绕平行于其光轴的直线可转动地安装，可移动光学元件光轴之间的距离根据可移动光学元件转动运动来改变。
可选择地，聚焦机构可以构造成通过移动可移动光学元件进行聚焦。在这种情况下，会聚值补偿机构导引可以包括导向机构，该导向机构导引可移动光学元件使得可移动光学元件根据由聚焦机构的驱动产生的可移动光学元件的移动而绕各直线转动。
可选择地，导向机构可以包括对应于该对可移动光学元件的一对导向轴；在保持该对可移动光学元件的一对框上分别形成的一对接合部分；和相对该对可移动光学元件分别设置的一对导轨。该对导向轴平行于对应的可移动光学元件光轴设置，以分别作为对应的可移动件光学件的转动中心。当通过聚焦机构的驱动来移动时，该对导向轴导引对应的可移动件光学件。该对接合部分分别与该对导轨滑动地接合。该对导轨具有分别相对至少部分该对可移动光学元件的光轴倾斜的倾斜部分。当移动该对可移动光学元件进行聚焦且该对接合部分分别与该对导轨倾斜部分接合时，该对可移动光学元件分别绕该对导向轴转动。
在特殊情况下，双筒望远镜可包括保持各个可移动件的透镜框。在这种情况下，透镜框可以成形为当可移动光学元件光轴之间的距离制成较小时，其相互靠近的部分分别开槽，并且透镜框能够比该部分不开槽的情况更相互靠近。
在特殊情况下，两个可移动光学元件可以成形为当可移动光学元件光轴之间距离制成较小时，其相互靠近的部分分别开槽，该部分比该部分不开槽的情形能够更相互靠近。
在特殊情况下，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦无限远观测物体的状态，可移动光学元件的中心可以分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的外侧。而且，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦最近可聚焦距离的观测物体的状态，可移动光学元件的中心可以分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的内侧。而且，如果分别连接可移动光学元件中心与其转动中心的线段相对双筒望远镜垂直方向在对应无限远观看观测物体的聚焦状态的各倾角用α表示，当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，直到焦距变为预定值，倾角“α”保持不变。
可选择地，可以满足条件α＜β，其中β表示在聚焦最短距离观测物体的状态，线段相对垂直方向的各倾角。
可选择地，可以满足条件α≈β，其中β表示在聚焦最短距离观测物体的状态，线段相对垂直方向的各倾角。
在特殊情况下，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在对应无限远观测物体的聚焦状态，连接各个可移动光学元件中心与其转动中心的线段可以基本上平行于双筒望远镜的垂直方向，在对应最短距离观测物体的聚焦状态，各个可移动光学元件中心在分别经过可移动光学元件中心并平行与垂直方向的直线内侧。而且，当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，直到焦距变为预定值，线段相对垂直方向的角度不变。
可选择地，预定值可以是考虑屈光度为+10的远视人能用裸眼观测物体确定的值。
可选择地，预定值可以是在3m-5m的范围。
可选择地，聚焦机构可以构造成通过移动该对可移动光学元件进行聚焦。在这种情况下，双筒望远镜还包括对应于该对可移动光学元件的一对导向轴；在保持该对可移动光学元件的一对框上分别形成的一对接合部分；和相对该对可移动光学元件分别设置的一对导轨。该对导向轴平行于对应的可移动光学元件设置。当通过聚焦机构的驱动来移动时，该对导向轴可以导引对应的可移动件光学件。该对导向轴分别作为对应的可移动件光学件的转动中心。该对接合部分分别与该对导轨滑动地接合，该对导轨具有分别相对至少部分该对可移动光学元件的光轴倾斜的倾斜部分。当移动该对可移动光学元件进行聚焦且该对接合部分分别与该对导轨倾斜部分接合时，该对可移动光学元件分别绕该对导向轴转动，当转动该对可移动光学元件时，该对可移动光学元件光轴之间的距离变化。
可选择地，当沿其光轴方向面对物镜光学系统时，各个可移动光学元件中心到对应一个导向轴中心之间的距离可以长于从各个可移动光学元件中心到对应一个接合部分的距离。
可选择地，聚焦机构可以包括由使用者操作的聚焦轮。在这种情况下，当沿其光轴方向面对物镜光学系统时，从聚焦轮中心到各个导向轴中心的距离短于从聚焦轮中心到各个接合部分的距离。
可选择地，聚焦机构可以包括由使用者操作的聚焦轮。在这种情况下，当沿其光轴方向面对物镜光学系统时，导向轴基本上位于与聚焦轮相对双筒望远镜垂直方向相同的高度。
根据本发明的另一方面，提供一种双筒望远镜，其观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统。双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构；和会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联，以平行于可移动光学元件光轴的直线为中心，分别转动至少部分物镜光学系统的可移动光学元件，改变可移动光学元件光轴之间的距离，补偿会聚值。在这种结构中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦无限远观测物体的状态，可移动光学元件的中心分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的外侧。而且，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦最近可聚焦距离的观测物体的状态，可移动光学元件的中心分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的内侧。而且，如果分别连接可移动光学元件中心与其转动中心的线段相对双筒望远镜垂直方向在对应无限远观看观测物体的聚焦状态的各倾角用α表示，当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，直到焦距变为预定值，倾角“α”保持不变。
由于这种结构，可以根据物镜转动系统用简单的结构组成会聚值补偿机构。因此，可以在双筒望远镜中并入会聚值补偿机构，同时抑制其生产成本的增加。另外根据观测物体的距离可以完成足够的会聚值补偿。具体地说，保证根据调整值可以进行所需的会聚值补偿(当观测短距离物体时)。
根据本发明的另一方面，提供一种双筒望远镜，其观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统。双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构；和会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联，以平行于可移动光学元件光轴的直线为中心，分别转动至少部分物镜光学系统的可移动光学元件，改变可移动光学元件光轴之间的距离，补偿会聚值。在这种结构中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在对应无限远观测物体的聚焦状态，连接各个可移动光学元件中心与其转动中心的线段基本上平行于双筒望远镜的垂直方向，在对应最短距离观测物体的聚焦状态，各个可移动光学元件中心在分别经过可移动光学元件中心并平行与垂直方向的直线内侧。当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，线段相对垂直方向的角度不变，直到焦距变为预定值。
由于这种结构，在基于物镜转动系统具有会聚值补偿机构的双筒望远镜中，即使在加工和/或装配时产生误差或差异，在使用频率很高的接近无限远聚焦状态，可以使在物镜光学系统(可移动光学元件)的光轴方向的误差或差异最小。而且，可以获得高的光学精度。
图1是根据本发明第一实施例的双筒望远镜在无限远聚焦状态的截面平面图； 图2是根据本发明第一实施例的双筒望远镜在无限远聚焦状态的侧截面图； 图3是根据本发明第一实施例的双筒望远镜在无限远聚焦状态的前截面图； 图4是根据本发明第一实施例的双筒望远镜在最短距离聚焦状态的截面平面图； 图5是根据本发明第一实施例的双筒望远镜在最短距离聚焦状态的侧截面图； 图6是根据本发明第一实施例的双筒望远镜在最短距离聚焦状态的前截面图； 图7是表示需要补偿会聚值的物镜光学系统位移量的示意图； 图8是根据本发明第二实施例的双筒望远镜的最短距离聚焦状态的前截面图； 图9是根据本发明第三实施例当双筒望远镜聚焦到无限远物体时的前横截面图； 图10是当根据本发明第三实施例的双筒望远镜聚焦到最短距离物体时的截面图； 图11是当根据本发明第三实施例的双筒望远镜聚焦到最短距离物体时的前截面图； 图12是根据第四实施例双筒望远镜的无限远聚焦状态的前截面图；和 图13是根据第五实施例双筒望远镜的最短距离聚焦状态的前截面图。
具体实施例方式下面参照附图，详细描述根据本发明实施例的双筒望远镜。
第一实施例 图1，图2和图3是根据本发明第一实施例在双筒望远镜聚焦无限远处的物体(在下文中，该状态称为“无限远聚焦状态”)时，双筒望远镜的横截面平面图、侧横截面图和前横截面图。图4、图5和图6是当根据本发明第一实施例的双筒望远镜以最短距离聚焦物体(在下文中，该状态称为“最短距离聚焦状态”)时的横截面平面图、侧截面图和前截面图。图7是需要补偿会聚值的物镜光学系统位移量的示意图。
应该注意的是，在本说明书中，图1的上侧和图2的左手侧称为双筒望远镜的“前”侧，图1的下侧和图2的右手侧称为双筒望远镜1的“后”侧，图2和图3的上侧称为“上或上侧”，在此，双筒望远镜1的下侧称为“下或下侧”。
如图1所示，双筒望远镜1包括左眼观测光学系统2L、右眼观测光学系统2R、用于容纳上述观测光学系统2L、2R壳体的主体3、左镜筒4L和右镜筒4R、和用于根据物距聚焦的聚焦机构5。
观测光学系统2L和2R分别具有物镜光学系统21L和21R，正像光学系统22L和22R，和目镜光学系统23L和23R。在观测光学系统2L和2R中的正像光学系统22L和22R分别包括普罗(Porro)棱镜。在相对于正像光学系统22L和22R的目镜光学系统23L和23R的入射侧光轴O21L和O21R和其出射侧光轴O22L和O22R之间形成预定间隙(间隔)。在无限远聚焦状态，物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R分别与入射侧光轴O21L和O21R一致。
两个物镜光学系统21L和21R整体地安装在主体3内。左侧目镜光学系统23L和正像光学系统22L，右侧目镜光学系统23R和正像光学系统22R彼此分开安装在的左镜筒4L和右镜筒4R中。主体3，左镜筒4L和右镜筒4R可以包括单个零件组成或由多个组合的零件。
左镜筒4L和右镜筒4R连接主体3，分别围绕入射侧光轴O21L和O21R在预定的角度范围内转动。而且，镜筒4L和4R由于摩擦力可以停在预定角度范围内的任何位置。
在沿相反方向转动左镜筒4L和右镜筒4R，两个目镜光学系统23L和23R的光轴O2L和O2R之间的距离(出射侧光轴O22L和O22R之间的距离)可以调整到满足观测者眼睛之间的宽度。优选双筒望远镜1具有左镜筒4L和右镜筒4R彼此同时沿相反方向转动的互锁机构(未示出)。
在图示的组成中，朝主体3开口的窗部分设置盖玻璃12。由于这种结构，防止外部物质或灰尘进入主体3。盖玻璃12也可以省略。
在镜筒4L和4R的后端部，目镜件13L和13R分别同心地固接目镜光学系统23L和23R。目镜件13L和13R沿光轴O2L和O2R方向位移，即，从适应图1所示的状态可移动到目镜件13L和13R向后拉的状态(未示出)。使用者根据存在/没有眼镜或面部特征调整目镜件13L和13R的位置，然后，在眼球周围或用他/她邻接目镜件13L和13R后端面的眼镜，观测目镜光学系统23L和23R。用这种结构，使用者可以将他/她的眼睛放在稳定状态合适的眼睛点(没有遮挡可以看见全部视场的位置)。
物镜光学系统21L和21R可相对于主体3移动，通过聚焦机构5的驱动来移动。如图2和图3所示，主体3设置一对导向轴11L和11R、导向槽(导轨)31L和31R，用于分别导向物镜光学系统21L和21R的移动。
各个导向轴11L和11R包括直杆。导向轴11L和11R设置在物镜光学系统21L和21R的上侧，平行于光轴O1L和O1R伸出。如图3所示，在透镜框6L和6R的上侧部分形成凸起部分61L和61R，用于保持物镜光学系统21L和21R，该凸起部分61L和61R具有孔，导向轴11L和11R通过该孔插入。用这种结构，物镜光学系统21L和21R可分别沿导向轴11L和11R移动，并绕导向轴11L和11R可转动。
导轨31L和31R包括在主体3下侧的内壁形成的槽。插入导向槽31L和31R的凸起(接合部分)62L和62R形成于透镜框6L和6R的下部。当物镜光学系统21L和21R沿导向轴11L和11R移动时，凸起62L和62R分别沿导向槽31L和31R移动。
如图3和6所示，导轨(槽)31L和31R的横截面形状基本上为具有相互平行并向上和向下方向延伸的内壁(侧壁)矩形(U形)。
如图1所示，聚焦机构包括作为可操作件的旋转环(聚焦轮)51，与聚焦轮51和叶片53一起旋转的聚焦轮轴52。聚焦轮51和聚焦轮轴52在平面图中位于观测光学系统2L和2R之间并可旋转地支撑在主体3上。叶片53设置具有阴螺纹的基础部分531，该阴螺纹与聚焦轮轴52外圆周面上形成的阳螺纹配合。叶片53还分别设置从接近部分531向左和向右突出的臂532L和532R。臂532L和532R的端部插入在镜头框6L和6R的凸起部分61L和61R中形成的槽中。
如果聚焦轮51沿预定方向旋转，接近部分531沿聚焦轮轴52伸出的方向前进。那么，力经过臂532L和532R传输到镜头框6L和6R，使物镜光学系统21L和21R向前突出。如果聚焦轮51沿与预定方向相反的方向旋转，使物镜光学系统21L和21R向后缩进。用这种聚焦机构的驱动，可以实现聚焦。
在图1和图3所示的无限远聚焦状态，物镜光学系统21L和21R处于向后缩进状态(即，完全向后缩进)。
相反，在图4-图6所示的最短距离聚焦状态，物镜光学系统21L和21R完全向前突出。在这种状态可以获得双筒望远镜1的最短聚焦距离。最短聚焦距离不限于具体的值。但是，如下面所述，因为根据本发明的双筒望远镜1设置会聚值补偿机构并适于短距离观测，优选最短聚焦距离比传统双筒望远镜相对短，例如，其距离是在0.3m-1m范围内。
双筒望远镜1设置会聚值补偿机构，用于通过聚焦机构的操作改变物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R之间的距离补偿会聚值。在第一实施例中，会聚值补偿机构包括上述的导向轴11L和11R、导轨(槽)31L和31R和凸起61L和61R。在下文中，对根据第一实施例描述双筒望远镜1中会聚值的补偿进行描述。
如图4所示，导轨(槽)31L和31R分别设置沿相对物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R倾斜的方向伸出的倾斜部分311L和311R，和连续形成在倾斜部分311L和311R的后部并平行于光轴O1L和O1R延伸的平行部分312L和312R。倾斜部分311L和311R这样倾斜，即倾斜部分311L和311R朝向前的方向彼此更靠近。表示物镜光学系统21L和21R在无限远聚焦状态位置的标记32L和32R沿平行部分312L和312R设置在预定位置的侧面。
当凸起62L和62R位于平行部分312L和312R时，既使操作聚焦机构5，并移动物镜光学系统21L和21R，光轴O1L和O1R之间的距离也不会改变。即，在接近无限远聚焦状态会聚值补偿没有起作用。这是因为当观测相当远距离的物体时，不需要会聚值校正。
当凸起62L和62R位于倾斜部分311L和311R时，当操作聚焦机构5并且物镜光学系统21L和21R前进时，凸起62L和62R分别沿倾斜部分311L和311R靠近中心。因此，物镜光学系统21L和21R分别绕导向轴11L和11R旋转，光轴O1L和O1R之间的距离逐渐减小，因此，会聚值被补偿(参见图3和图6)。
因为如上所述的会聚值被补偿，在观测短距离物体时，可以防止左眼观测的图像和右眼观测的图像之间的差，观测变得容易和舒适。
尽管对会聚值补偿起作用的聚焦距离(调整值)没有具体的限制，优选距离为3m-5m。在导轨31L和31R中的倾斜部分311L和311R与平行部分312L和312R之间的分界点设定在对应会聚值补偿起作用的聚焦距离的位置。
而且，如图1所示，根据第一实施例的双筒望远镜1可构造成在使用中，物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R之间的距离总是小于目镜光学系统23L和23R的光轴O2L和O2R之间(出射侧光轴O22L和O22R之间的距离)的距离。换句话说，在眼睛宽度距离调整到最小值的状态(但是，这指的是双筒望远镜可使用状态，不包括不可使用状态，完全缩进状态)，物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R之间距离的最大值(参见图1所示的状态)小于目镜光学系统23L和23R的光轴O2L和O2R之间的距离(出射侧光轴O22L和O22R之间的距离)。
用这种结构，与两个物镜光学系统光轴之间的距离等于两个目镜光学系统光轴之间的距离的屋脊棱镜型双筒望远镜，以及两个物镜光学系统光轴之间的距离大于两个目镜光学系统光轴之间的距离的双筒望远镜(蔡司型和Bausch&Lomb型双筒望远镜)相比，需要用于补偿会聚值的物镜光学系统21L和21R的位移量可以更小。参照图7来描述理由。
在图7中，仅仅示出右侧光学系统。虽然作了省略，左侧光学系统与右侧光学系统具有相同的结构。在图7中，用实线表示用于观测无限远处物体的右侧物镜光学系统100R位置。物镜光学系统100R靠近双筒望远镜的中心线移动，以便在补偿会聚值的状态从物镜光学系统100R观测有限距离α(调整值α＜0)的物体200，需要将物镜光学系统移动到虚线表示的位置。在这种情况下，从图7中和成像公式1/b＝1/a+1/f获得的物镜光学系统100R的移动距离y用下面的表达式表示y＝b×tanθ＝{f×a/(a+f)}×tanθ＝{f×a/(a+f)}×D/(-a+b)＝D×[f×a/(a+f)/{-a+f×a/(a+f)}]，其中，f表示物镜光学系统100R的焦距，
2D表示两个物镜光学系统光轴之间的距离，2θ表示会聚角，b表示用物镜光学系统100R(b＞0)从物镜光学系统到物体200的成像位置的距离。
也就是说，需要补偿会聚值的物镜光学系统100R的移动距离y与D成比例增加的。换句话说，当物镜光学系统光轴之间的距离较短时，需要补偿会聚值的物镜光学系统的位移值减小。
在根据本发明第一实施例的双筒望远镜中，因为物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R之间的距离小，如上所述，仅仅在垂直于光轴O1L和O1R的方向稍微移动物镜光学系统21L和21R就足够补偿会聚值。因此，可以不增加主体3的尺寸并入会聚值补偿机构，整个双筒望远镜1可以做得紧凑。此外，仅稍稍移动的距离足够用于物镜光学系统21L和21R校正会聚值所需的距离，这有助于提高会聚值校正精度，其中可以以高精度校正会聚值。
另外，仅仅稍微移动物镜光学系统21L和21R的距离足够用于会聚值的补偿。因此，用旋转物镜光学系统21L和21R来改变光轴O1L和O1R之间的距离的物镜光学系统旋转系统，可以实现会聚值的补偿。物镜光学系统旋转系统具有简单的结构，因此降低制造成本。
第二实施例 图8是根据本发明第二实施例的双筒望远镜1B的最短距离聚焦状态的前截面图。在下文中，参照相同的附图描述根据本发明双筒望远镜的第二实施例。因为第二实施例的双筒望远镜基本上具有与第一实施例相同的结构，主要描述与上述第一实施例的不同点，其中不重复描述与上述第一实施例那些相同点。在本实施例中，与第一实施例相同的那些元件由相同的附图标记表示。
在图8所示双筒望远镜1B中的物镜光学系统21L’和21R’的透镜框6L’和6R’设置D切除部分63L和63R。即，如果通过会聚值的校正使光轴O1L和O1R之间的距离制成较小，将彼此靠近的部分切口。因此，与不设置D切除部分63L和63R的情况相比，可以造成物镜光学系统21L’和21R’进一步彼此靠近。因此，不减小每个物镜光学系统21L’和21R’的直径，可以保持对最短距离进行会聚值的校正。
在图8所示的结构中，物镜光学系统21L’和21R’也切成具有透镜框6L’和6R’的D切除部分63L和63R。但是，仅切除透镜框6L’和6R’。
上面仅描述了在根据本发明双筒望远镜的附图中所述的实施例。但是，本发明不限于上述实施例。可以显示相同性能的任何光学部件可以构成双筒望远镜的各个部件。
例如，在图解的实施例中，导轨形成为槽(导向槽)。但是，可以接受这种结构，其中导轨构成为凸线，在透镜框上形成凸线插入的槽作为接合件。而且，如果构成在透镜框上设置的凸起用弹簧压到导轨的侧面，导轨可以由台阶形成。
此外，在图解的实施例中，描述通过转动两个物镜光学系统改变光轴之间的距离的结构。但是，可以采用这种结构，其中通过沿垂直于光轴的方向移动两个物镜光学系统改变光轴之间的距离。
而且，在图解的实施例中，物镜光学系统(21L，21R)包括一个透镜组(由两片透镜组成一组)，物镜光学系统完全同时用作通过聚焦操作而移动的透镜组和调整会聚值的透镜组。但是，例如，可以采用这种结构，物镜光学系统包括多个透镜组，其中，分离透镜组准备用于各个聚焦组和会聚校正组，或者部分的透镜组既作为通过聚焦操作而移动的透镜组又作为调整会聚的透镜组。而且，理论上可以用包括除了在物镜光学系统之外部分的光学元件来进行聚焦操作。
而且，根据本发明的双筒望远镜不仅可以由通过改变两个物镜光学系统光轴之间的距离校正会聚值的结构构成，也可以由通过倾斜各个物镜光学系统(各个物镜光学元件)的光轴校正会聚值的结构构成。
第三实施例 在下文中，描述根据本发明第三实施例的双筒望远镜。因为第三实施例的双筒望远镜基本上具有与第一实施例相同的结构，主要描述与上述第一实施例的不同点，其中不重复描述与上述第一实施例相同的其它点。在本实施例中，那些与第一实施例相同的件由相同的附图标记表示。
图9是根据本发明第三实施例的双筒望远镜1C当双筒望远镜聚焦无限远物体时的前横截面图。图10和图11是当根据本发明第三实施例的双筒望远镜聚焦最短距离物体时的平面截面图和前截面图。
优选确定开始校正会聚值(当凸起62L和62R位于导轨31L和31R的分界点(参见图10))的观测光学系统2L和2R的焦距(在下文中称为“会聚值校正开始距离”)如下所述。
通常，为了让屈光度为A的远视的人用B倍率的双筒望远镜观测无限远的观测物体，要求物体位置与在正常视力的人观测距离为B2/A(m)的观测物体情况下的物体位置相同。
出于这个原因，如果远视的人在会聚值稍微校正的物距观测无限远，以正常视力的眼睛观测距离为B2/A(m)的观测物体，需要进行校正会聚值。在这种状态，因为观测的视场靠近里面移动，尽管对远视的人来说视轴彼此平行，但是远视的人以努力将它恢复到原始状态的方式张开视轴。
正常视力(屈光度为0至-1)的人使视轴彼此平行或视轴相交，以便观测无限远和短距的物体。但是视轴不是张开的。因此，在视轴是张开的状态，对眼睛有明显的负担，他/她渐渐变得非常累。因此，开始会聚值校正的距离(会聚值开始校正距离)变得很重要。
据统计，屈光度是+10或更高的远视人的比率仅占0.7％。如果包括近视和正常人，比率会稍稍降低。因此，如果考虑将屈光度为+10确定为会聚值校正开始距离，如果大多数人(包括远视、近视和正常的眼睛)用裸眼使用双筒望远镜没有问题。(在此，当然“用裸眼”不仅意味着“不带眼睛来校正屈光度”，还意味着“根据目镜光学系统的位置变化，没有设置特殊的调整，例如，屈光度校正)。
根据上述描述，在通常经常使用的6倍至8倍双筒望远镜中，需要移动比62/10＝3.6(m)，72/10＝4.9(m)，82/10＝6.4(m)更近的开始会聚值校正的距离。但是，由于如果会聚值校正距离非常接近，则会聚值校正不易开始，因此不能起作用。因此，在本发明中，优选会聚值校正开始距离大约在3m-5m，作为在普通大约7倍的双筒望远镜中对所有人起作用并对眼睛施加没有负担的距离。
在根据本发明第三实施例的双筒望远镜1C中，因为导轨31L和31R中的倾斜部分311L和311R与平行部分312L和312R之间的分界点313L和313R位于对应上述会聚值校正开始距离的位置，因此能够有足够的会聚值校正。
如上所述，在双筒望远镜1C中，采用物镜转动系统，这样不是通过沿左右方向平行移动物镜光学系统21L和21R来改变光轴O1L和O1R之间的距离，而是在校正会聚值时同样以导向轴11L和11R为中心转动。因此，可以简化双筒望远镜1C的结构，可以减少元件的数量，进而系统可以容易装配。并且可以降低双筒望远镜1C的生产成本。
在图9中图解沿光轴O1L和O1R方向的双筒望远镜1C，直线400L和400R限定为平行于双筒望远镜1C的垂直方向并经过物镜光学系统21L和21R转动中心的导向轴11L和11R的中心。在这种情况下，处于无限远聚焦状态，物镜光学系统21L和21R的中心(光轴O1L和O1R)分别位于直线400L和400R的外侧。相反，当面对如图11所示的光轴O1L和O1R的方向，处于最短距离聚焦状态，物镜光学系统21L和21R的中心(光轴O1L和O1R)分别位于直线400L和400R内侧。即，连接物镜光学系统21L和21R的中心(光轴O1L和O1R)与转动中心(导向轴11L和11R的中心)的线段500L和500R，在无限远聚焦状态和最短距离聚焦状态相对垂直方向彼此沿相反的方向倾斜。
这里，当从无限远聚焦状态逐渐进行聚焦(操作聚焦轮51向前移动物镜光学系统21L和21R)到短距侧时，其中假定在无限远聚焦状态，线段500L和500R相对垂直方向的倾角为“α”，如图9所示，直到到达上述会聚值校正开始距离，倾角“α”保持不变。如果沿相同方向进一步进行聚焦，倾角“α”逐渐减小。即，因为从无限聚焦状态到会聚值校正开始距离，光轴O1L和O1R之间的距离不变，不校正会聚值，如果焦距超过会聚值校正开始距离，光轴O1L和O1R之间的距离逐渐变窄，校正会聚值。
在本实施例中，如果在最短聚焦状态，线段500L和500R相对垂直方向的倾角限定为“β”，如图11所示，上述“α”和“β”满足关系式α＜β。根据这种结构会带来下列优点。
当通过会聚值的校正而以导向轴11L和11R为中心转动物镜光学系统21L和21R时，光轴O1L和O1R沿垂直方向稍稍移动。如果相互比较光轴O1L和O1R沿垂直方向的位移量，在图9所示的无限远聚焦附近的状态和在图11所示的最短距离附近的聚焦状态、物镜光学系统21L和21R转动相同角度的情况下，在物镜光学系统21L和21R处于无限远附近的聚焦状态的情况下，垂直方向的位移量小于其它情况。这是由于关系式α＜β保证的。因此，既使在加工和/或装配时，导轨31L和31R的位置产生误差或差异，在经常使用的无限远附近聚焦状态，也可以减小光轴O1L和O1R在垂直方向的位置差。因此，可以提高光学精度。
而且，在本实施例中，如图9所示，当面对物镜光学系统21R的光轴O1R的方向时，使从物镜光学系统21R中心(光轴O1R)到导向轴11R中心的距离D1长于从物镜光学系统21R中心(光轴O1R)到凸起62R的距离D2。对于物镜光学系统21L侧是相同的。由于这种结构，因为上述距离D1比较长，可以使与会聚值镜校正一致的光轴O1L和O1R在垂直方向的位移更小，由此可以以高精度进行会聚值校正。
为了进一步增加从物镜光学系统21L和21R中心到导向轴11L和11R中心的距离D1，可以在主体3的上表面设置窗口以将导向轴11L和11R定位在主体3外面。
而且，在本实施例中，当面对物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R方向时，从聚焦轮51中心到导向轴11L和11R中心的距离短于从聚焦轮51到凸起62L和62R的距离。因此，叶片53位于导向轴11L和11R附近。当转动聚焦轮51时，因为叶片53的臂532L和532R与透镜框6L和6R在导向轴11L和11R附近接合，各个件没有任何变形和摩擦，由此力从叶片53直接传输到透镜框6L和6R，使物镜光学系统21L和21R进一步以高精度沿导向轴11L和11R平滑地前进和后退。因此，可以进一步提高聚焦精度和会聚值校正精度。
而且，在图示的结构中，当面对物镜光学系统21L和21R的光轴O1L和O1R方向时，导向轴11L和11R在双筒望远镜1C垂直方向位于与聚焦轮51几乎相同的高度。因此，可以使叶片53的臂532L和532R的长度最小，可以显著地体现上述效果，尤其是可以获得极佳的聚焦精度和会聚值校正精度。
而且，在根据第三实施例的双筒望远镜1C中，导轨31L和31R由在主体3下侧形成的槽形成，并与主体3制成一整体。因此，可以减少元件的数量，简化其装配。因此，可以并入会聚值校正机构，同时防止增加其生产成本。此外，因为结构简化，并且导轨31L和31R可以容易以高尺寸精度形成，而没有任何由于元件叠加而导致的尺寸差，可以以更高精度进行会聚值校正。而且，因为导轨31L和31R可以模制(例如，注射模制)形成，因此可以自由地形成导轨31L和31R相对于光轴O1L和O1R的倾角，并且易于中途改变倾角，例如，在倾斜部分311L和311R与平行部分312L和312R之间的分界点。因此，可以在最佳条件进行会聚值校正。
而且，可以设置例如弹簧的压力件，以将凸起62L和62R压向导轨31L和31R的侧面。在这种情况下，导轨31L和31R不是槽，可以是各具有凸起62L和62R所压靠的面的间隙。
此外，可以采用这种结构，其中导轨31L和31R形成凸线，凸线插入的槽设置在透镜框6L和6R中，作为接合件。
而且，尽管图示的实施例优选导轨31L和31R与主体3形成一体，作为分离元件产生的导轨例如可以用粘接法或沉积法安装到主体3上或粘接到主体3上。
实施例四 在下文中，描述根据本发明双筒望远镜的第四实施例。因为第四实施例的双筒望远镜与第三实施例基本上具有相同的结构，主要描述与上述第三实施例的不同点，其中不重复描述与上述第三实施例相似的其它点。
根据第四实施例的双筒望远镜1C构造成使使上述倾角“α”和“β”彼此几乎相等(即，“α”≈“β”)。而且，与第三实施例相似，从无限远聚焦状态到会聚值校正开始距离，倾角“α”保持不变。而且，其它结构与第三实施例相似。
因为使“α”≈“β”，存在下列优点。其中线段500L和500R与直线400L和400R(未示出)一致的情况下，光轴O1L和O1R的位置最低；线段500L和500R相对直线400L和400R倾斜的情况下，光轴O1L和O1R高于上述的最低位置。即，当物镜光学系统21L和21R以导向轴11L和11R为中心转动来校正会聚值时，光轴O1L和O1R沿垂直方向稍稍位移。但是，在双筒望远镜1C中，因为倾角“α”和“β”彼此几乎相等，可以将光轴O1L和O1R在垂直方向的位移控制到最小。因此，可以以高精度进行会聚值校正。
第五实施例 在下文中，描述根据本发明双筒望远镜的第五实施例。因为第五实施例的双筒望远镜与第三实施例基本上具有相同的结构，主要描述与上述第三实施例的不同点，其中不重复描述与上述第三实施例相似的其它点。
图12是根据第五实施例的双筒望远镜1D在无限远聚焦状态的前截面图，图13是根据第五实施例的双筒望远镜1D在最短距离聚焦状态的前截面图。在下文中，根据附图描述根据本发明的第五实施例。
如图12所示，在根据第五实施例的双筒望远镜1D中，当面对光轴O1L和O1R的方向时，在无限远聚焦状态，连接物镜光学系统21L和21R中心(即，光轴O1L和O1R)和其转动中心(即，导向轴11L和11R的中心)的线段500L和500R几乎平行于双筒望远镜1D的垂直方向。而且，如图13所示，在最短距离聚焦状态，物镜光学系统21L和21R中心(即，光轴O1L和O1R)位于直线400L和400R里面。即，根据第五实施例的双筒望远镜1D等于使根据第三实施例双筒望远镜1C的倾角“α”几乎为0(零)的状态。而且，从无限远聚焦状态到会聚值校正开始距离倾角“α”保持不变(即，“α”没有变化)。除此之外，其它结构与第三实施例相同。
由于这种结构，在双筒望远镜1D中，既使在加工和/或装配导轨31L和31R时产生误差或差异，可以使使用频率高的无限远附近聚焦状态、光轴O1L和O1R在垂直方向的误差或差异最小，由此可以进一步提高光学精度。
尽管描述了上述根据本发明双筒望远镜的图解实施例，本发明不限于这些实施例。双筒望远镜的各个元件可以用能够显示相似功能的光学元件来代替，任何光学结构可以加到其中。
权利要求
1.一种双筒望远镜，观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统，该双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构；会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联地移动可移动光学元件来补偿会聚值，其中该可移动光学元件是至少部分物镜光学系统，其中目镜光学系统光轴之间的距离与使用者眼睛的宽度调成一致，其中可移动光学元件光轴之间距离的最大值小于目镜光学系统光轴之间距离的最小值。
2.如权利要求2所述的双筒望远镜，其中该对观测光学系统的每一个构造成相对于正像光学系统的入射侧光轴和目镜光学系统的出射侧光轴相对彼此移动预定距离，其中该双筒望远镜还包括容纳可移动光学元件的主体；包括左目镜光学系统和左正像光学系统的左镜筒，左镜筒可相对主体绕目镜光学系统左入射侧光轴转动；和包括右目镜光学系统和右正像光学系统的右镜筒，右镜筒可相对主体绕目镜光学系统右入射侧光轴转动；和其中通过相对主体转动左镜筒和右镜筒可调整该对目镜光学系统出射侧光轴之间的距离。
3.如权利要求1所述的双筒望远镜，其中该会聚值补偿机构通过改变可移动光学元件光轴之间的距离补偿会聚值。
4.如权利要求3所述的双筒望远镜，其中该可移动光学元件可绕平行于其光轴的直线转动地安装，可移动光学元件光轴之间的距离根据可移动光学元件转动运动来改变。
5.如权利要求4所述的双筒望远镜，其中该聚焦机构构造成通过移动可移动光学元件进行聚焦，和其中该会聚值补偿机构导引包括导向机构，该导向机构导引可移动光学元件使得可移动光学元件根据由聚焦机构的驱动产生的可移动光学元件的移动而绕各直线转动。
6.如权利要求5所述的双筒望远镜，其中该导向机构包括对应于该对可移动光学元件的一对导向轴，该对导向轴平行于对应的可移动光学元件光轴设置，以分别作为对应的可移动件光学件的转动中心，当通过聚焦机构的驱动来移动时，该对导向轴导引对应的可移动件光学件，在保持该对可移动光学元件的一对框上分别形成的一对接合部分；和相对于该对可移动光学元件分别设置的一对导轨，该对接合部分分别与该对导轨滑动地接合，该对导轨具有分别相对至少部分该对可移动光学元件的光轴倾斜的倾斜部分，其中，当移动该对可移动光学元件进行聚焦且该对接合部分分别与该对导轨倾斜部分接合时，该对可移动光学元件分别绕该对导向轴转动。
7.如权利要求3所述的双筒望远镜，还包括保持各个可移动件的透镜框，其中透镜框成形为当可移动光学元件光轴之间的距离被制成较小时，其相互靠近的部分分别开槽，透镜框能够比该部分不开槽的情况更相互靠近。
8.如权利要求3所述的双筒望远镜，其中两个可移动光学元件成形为当可移动光学元件光轴之间距离被制成较小时，其相互靠近的部分分别开槽，该部分能够比该部分不开槽的情形更相互靠近。
9.如权利要求4所述的双筒望远镜，其中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦无限远观测物体的状态，可移动光学元件的中心分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的外侧，其中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦最近可聚焦距离的观测物体的状态，可移动光学元件的中心分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的内侧，和其中，如果分别连接可移动光学元件中心与其转动中心的线段相对双筒望远镜垂直方向在对应无限远观看观测物体的聚焦状态的各倾角用α表示，当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，直到焦距变为预定值，倾角“α”保持不变。
10.如权利要求9所述的双筒望远镜，其中满足条件α＜β其中β表示在聚焦最短距离观测物体的状态，线段相对垂直方向的各倾角。
11.如权利要求9所述的双筒望远镜，其中满足条件α≈β其中β表示在聚焦最短距离观测物体的状态，线段相对垂直方向的各倾角。
12.如权利要求4所述的双筒望远镜，其中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在对应无限远观测物体的聚焦状态，连接各个可移动光学元件中心与其转动中心的线段基本上平行于双筒望远镜的垂直方向，在对应最短距离观测物体的聚焦状态，各个可移动光学元件中心在分别经过可移动光学元件转动中心并平行与垂直方向的直线内，和当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，线段相对垂直方向的角度不变，直到焦距变为预定值。
13.如权利要求9所述的双筒望远镜，其中该预定值是考虑到屈光度为+10的远视人能用裸眼注视物体而确定的值。
14.如权利要求9所述的双筒望远镜，其中预定值是在3m-5m的范围。
15.如权利要求9所述的双筒望远镜，其中聚焦机构构造成通过移动该对可移动光学元件进行聚焦，其中该双筒望远镜还包括对应于该对可移动光学元件的一对导向轴，该对导向轴平行于对应的可移动光学元件设置，当通过聚焦机构的驱动来移动时，该对导向轴导引对应的可移动件光学件，该对导向轴分别作为对应的可移动件光学件的转动中心，在保持该对可移动光学元件的一对框上分别形成的一对接合部分；和相对该对可移动光学元件分别设置的一对导轨，该对接合部分分别与该对导轨滑动地接合，该对导轨具有分别相对至少部分该对可移动光学元件的光轴倾斜的倾斜部分，其中，当移动该对可移动光学元件进行聚焦且该对接合部分分别与该对导轨倾斜部分接合时，该对可移动光学元件分别绕该对导向轴转动，当转动该对可移动光学元件时，该对可移动光学元件光轴之间的距离变化。
16.如权利要求15所述的双筒望远镜，其中，当沿其光轴方向面对物镜光学系统时，从各个可移动光学元件中心到对应一个导向轴中心之间的距离长于从各个可移动光学元件中心到对应一个接合部分的距离。
17.如权利要求15所述的双筒望远镜，其中聚焦机构包括由使用者操作的聚焦轮，和其中，当沿其光轴方向面对物镜光学系统时，从聚焦轮中心到各个导向轴中心的距离短于从聚焦轮中心到各个接合部分的距离。
18.如权利要求15所述的双筒望远镜，其中该聚焦机构包括由使用者操作的聚焦轮，和其中，当沿其光轴方向面对物镜光学系统时，导向轴基本上位于与聚焦轮相对双筒望远镜垂直方向相同的高度。
19.一种双筒望远镜，观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统，该双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构；和会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联地以平行于可移动光学元件光轴的直线为中心，分别转动至少部分物镜光学系统的可移动光学元件，改变可移动光学元件光轴之间的距离，补偿会聚值，其中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦无限远观测物体的状态，可移动光学元件的中心分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的外侧，其中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在聚焦最近可聚焦距离的观测物体的状态，可移动光学元件的中心分别位于分别经过可移动光学元件中心并平行于双筒望远镜的垂直方向的线的内侧，和其中，如果分别连接可移动光学元件中心与其转动中心的线段相对双筒望远镜垂直方向在对应无限远观看观测物体的聚焦状态的各倾角用α表示，当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，直到焦距变为预定值，倾角“α”保持不变。
20.一种双筒望远镜，观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统，双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构；和会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联地以平行于可移动光学元件光轴的直线为中心，分别转动至少部分物镜光学系统的可移动光学元件，改变可移动光学元件光轴之间的距离，补偿会聚值，其中，当沿物镜光学系统的光轴方向观测时，在对应无限远观测物体的聚焦状态，连接各个可移动光学元件中心与其转动中心的线段基本上平行于双筒望远镜的垂直方向，在对应最短距离观测物体的聚焦状态，各个可移动光学元件中心在分别经过可移动光学元件中心并平行与垂直方向的直线内侧，和当逐渐进行从对应无限远观测物体的聚焦状态到最短距离侧的聚焦时，直到焦距变为预定值，线段相对垂直方向的角度不变。
全文摘要
本发明提供一种双筒望远镜，其观测包括一对观测光学系统，每个光学系统具有物镜光学系统、正像光学系统和目镜光学系统。双筒望远镜包括用于移动部分观测光学系统来聚焦的聚焦机构，会聚值补偿机构，其通过与聚焦机构的驱动关联、分别移动至少部分物镜光学系统的可移动光学元件来补偿会聚值。在这种结构中，目镜光学系统光轴之间的距离与使用者眼睛的宽度调成一致。可移动光学元件光轴之间距离的最大值小于目镜光学系统光轴之间距离的最小值。
文档编号G02B27/64GK1655008SQ20051000771
公开日2005年8月17日 申请日期2005年2月7日 优先权日2004年2月9日
发明者根元悟, 蛭沼谦 申请人:宾得株式会社
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0访客 来自[中国移动] 2018年04月21日 22:08e l la -
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