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Die Erfindung betrifft eine binokulare fernoptische Vorrichtung, mit einem ersten optischen Kanal, der ein erstes Gehäuse und eine erste Anordnung erster optischer Elemente in dem ersten Gehäuse aufweist, wobei die erste Anordnung zumindest ein erstes relativ zum ersten Gehäuse bewegliches optisches Element aufweist, mit einem zweiten optischen Kanal, der ein zweites Gehäuse und eine zweite Anordnung zweiter optischer Elemente in dem zweiten Gehäuse aufweist, wobei die zweite Anordnung zumindest ein zweites relativ zum zweiten Gehäuse bewegliches optisches Element aufweist, und mit zumindest einem passiven, auf Masseträgheit basierenden Stabilisierungssystem zur Bildstabilisierung bei Störbewegungen des ersten und zweiten Gehäuses.
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Eine solche binokulare fernoptische Vorrichtung ist aus
DE 38 43 776 A1 bekannt.
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Eine binokulare fernoptische Vorrichtung der eingangs genannten Art kann im Sinne der vorliegenden Erfindung ein binokulares Teleskop, insbesondere ein Fernglas sein.
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Bei der Nutzung einer fernoptischen Vorrichtung, wie beispielsweise eines Fernglases, wirken sich Störbewegungen des Gehäuses der fernoptischen Vorrichtung auf die Bildqualität des vom Nutzer gesehenen Bildes negativ aus. Die auf das Gehäuse wirkenden Störbewegungen führen zu einer Verwackelung des Bildes, die die Beobachtung eines Objektes oder einer Szenerie beeinträchtigt.
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Es sind daher binokulare fernoptische Vorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen im ersten optischen Kanal und im zweiten optischen Kanal jeweils zumindest ein relativ zum jeweiligen Gehäuse bewegliches optisches Element sowie ein Stabilisierungssystem zur Bildstabilisierung bei Störbewegungen vorhanden sind. Durch die Relativbeweglichkeit zumindest eines optischen Elements im Strahlengang des jeweiligen optischen Kanals ist dieses optische Element und damit die Abbildung vom Gehäuse bewegungsentkoppelt. Der Nutzer nimmt trotz Störbewegungen somit ein verwacklungsfreies oder verwacklungsarmes Bild wahr.
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Bei den bisher bekannt gewordenen Stabilisierungssystemen ist zwischen passiven, auf Masseträgheit basierenden Stabilisierungssystemen und aktiven, auf Aktorik basierenden Stabilisierungssystemen zu unterscheiden.
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Bei den passiven, auf Masseträgheit basierenden Stabilisierungssystemen ist das jeweilige bewegliche optische Element im Gehäuse über ein Torsionsfedergelenk kardanisch gelagert, wobei die kardanische Lagerung üblicherweise eine Bewegung des beweglichen optischen Elements um die quer zur Längsachse verlaufende Horizontalachse und die Vertikalachse relativ zum Gehäuse der fernoptischen Vorrichtung zulässt. Des Weiteren weist ein solches passives, auf Masseträgheit basierendes Stabilisierungssystem eine Dämpfungseinrichtung, üblicherweise einen Wirbelstromdämpfer auf, wodurch die Auslenkung des beweglichen optischen Elements gedämpft und letzteres nicht zu Schwingungen angeregt wird.
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Demgegenüber wird bei einem aktiven, auf Aktorik basierenden Stabilisierungssystem das zumindest eine bewegliche optische Element über Aktoren relativ zum Gehäuse aktiv bewegt, um über die aktiv gesteuerten Ausgleichsbewegungen eine Bildstabilisierung herbeizuführen. Diese binokularen fernoptischen Vorrichtungen, beispielsweise wie in
DE 694 26 246 T2 beschrieben, erfordern nicht nur eine Aktorik, sondern auch eine Sensorik sowie eine Spannungsversorgung und weisen daher ein vergleichsweise hohes Gewicht auf und sind in der Gestehung sehr teuer.
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Die aus dem eingangs genannten Dokument
DE 38 43 776 A1 bekannte binokulare fernoptische Vorrichtung ist mit einem passiven, auf Masseträgheit basierenden Stabilisierungssystem zur Bildstabilisierung ausgestattet. In beiden optischen Kanälen befindet sich jeweils ein relativ zum Gehäuse bewegliches optisches Element in Form eines Bildumkehrprismas. Die beiden Bildumkehrprismen sind an einem gemeinsamen Träger befestigt, der mittig zwischen den beiden optischen Kanälen am Gehäuse kardanisch gelagert ist. Über den gemeinsamen Träger sind die beiden Bildumkehrprismen starr miteinander gekoppelt. Auch das erste Gehäuse des ersten optischen Kanals und das zweite Gehäuse des zweiten optischen Kanals sind starr und unbeweglich zueinander gekoppelt.
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An dieser bekannten binokularen fernoptischen Vorrichtung ist es zwar gegenüber binokularen fernoptischen Vorrichtungen mit aktiver Bildstabilisierung vorteilhaft, dass sie keine Aktoren, Sensoren und Spannungsversorgung benötigt, jedoch ist die starre, unbewegliche Kopplung der beiden Gehäuse der beiden optischen Kanäle nachteilig, weil sie von der Form herkömmlicher binokularer fernoptischer Vorrichtungen abweicht, die eine Knickbrücke zwischen dem ersten optischen Kanal und dem zweiten optischen Kanal aufweisen, damit der Nutzer den Abstand der beiden Okulare an seinen Augenabstand anpassen kann. Diese bekannte binokulare fernoptische Vorrichtung mit passiver Bildstabilisierung ist daher nicht optimal auf den jeweiligen Nutzer anpassbar bzw. ihre Bedienungsfreundlichkeit ist nicht optimal.
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US 4 235 506 A offenbart eine binokulare fernoptische Vorrichtung mit einer aktiven Bildstabilisierung.
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DE 28 34 158 A1 offenbart eine binokulare fernoptische Vorrichtung mit passiver Bildstabilisierung, wobei in jedem optischen Kanal ein relativ zum Gehäuse bewegliches optisches Element vorhanden ist, wobei die beiden relativ beweglichen optischen Elemente über einen Träger starr miteinander gekoppelt sind.
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US 5 539 575 A beschreibt eine binokulare fernoptische Vorrichtung mit Bildstabilisierung, die auf einem jeweiligen aktiven, auf Aktorik basierenden Stabilisierungssystem für die beiden optischen Kanäle beruht.
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US 3 503 663 A offenbart einen optischen Aufsatz zur Bildstabilisierung für eine fernoptische Vorrichtung, wobei im Falle einer binokularen fernoptischen Vorrichtung ein solcher Aufsatz jeweils für beide optische Kanäle vorgesehen ist. Die Bildstabilisierung ist hierbei demnach extern ausgeführt und nicht in das Gehäuse der binokularen fernoptischen Vorrichtung integriert, was zum Nachteil hat, dass die binokulare fernoptische Vorrichtung bei angebrachtem Aufsatz kopflastig und somit nicht ergonomisch im Gebrauch ist.
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US 2003/0035230 A1 offenbart eine binokulare fernoptische Vorrichtung mit einem auf Aktorik basierenden Stabilisierungssystem wie bereits oben mit Bezug auf
DE 694 26 246 T2 erörtert.
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DE 10 2005 027 867 A1 offenbart eine binokulare fernoptische Vorrichtung mit einem Tubus, in dem entlang dessen Längsachse hintereinander mindestens drei optische Elemente angeordnet sind, nämlich ein Objektiv, ein Umkehrsystem sowie ein Okular. Mittel zum Ausgleich von Verwacklungen des Tubus durch Bewegen mindestens eines der optischen Elemente relativ zum Tubus sind vorgesehen. Diese binokulare fernoptische Vorrichtung kann gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel Bildverwacklungen mit passiver Bildstabilisierung und gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit aktiver Bildstabilisierung versehen sein.
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DE 10 2004 026 509 A1 offenbart eine binokulare fernoptische Vorrichtung oder ein Mikroskop mit einer Vorrichtung zum Einstellen des Abstandes von ersten optischen Achsen von Okularen. Zum Bewegen der Okulare ist ein Spindelgetriebe vorgesehen.
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US 2 688 456 A offenbart ein Stabilisierungssystem basierend auf magnetischen Mitteln und Wirbelstromdämpfungsmitteln.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine binokulare fernoptische Vorrichtung der eingangs genannten Art, die ein passives, auf Masseträgheit basierendes Stabilisierungssystem zur Bildstabilisierung bei Störbewegungen aufweist, dahingehend weiterzubilden, dass ihre Bauweise der Bauweise von herkömmlichen binokularen fernoptischen Vorrichtungen ohne Bildstabilisierung so nahe wie möglich kommt, wodurch die Akzeptanz der binokularen fernoptischen Vorrichtung erhöht ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine binokulare fernoptische Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen binokularen fernoptischen Vorrichtung sind demnach die beweglichen optischen Elemente des ersten und des zweiten optischen Kanals nicht starr miteinander gekoppelt, sondern relativ zueinander beweglich, und jedem dieser beweglichen optischen Elemente des ersten und zweiten Kanals ist jeweils ein eigenes Stabilisierungssystem zur Bildstabilisierung zugeordnet. Hierdurch wird es ermöglicht, die erfindungsgemäße binokulare fernoptische Vorrichtung in konventioneller Bauweise, d.h. in einer Bauweise zu realisieren, an die der Nutzer binokularer fernoptischer Vorrichtungen ohne Bildstabilisierung gewohnt ist. Bei der erfindungsgemäßen binokularen fernoptischen Vorrichtung sind somit die beiden optischen Kanäle samt ihrer Gehäuse wieder wie bei herkömmlichen fernoptischen Vorrichtungen ohne Bildstabilisierung physisch voneinander getrennt und durch eine Knickbrücke miteinander verbunden, so dass der Nutzer die erfindungsgemäße binokulare fernoptische Vorrichtung auf seinen Augenabstand anpassen kann, was die Handhabung erleichtert und die Akzeptanz erhöht. Des Weiteren hat die erfindungsgemäße binokulare fernoptische Vorrichtung den Vorteil, dass sie für jeden optischen Kanal ein passives, auf Masseträgheit basierendes Stabilisierungssystem aufweist, wodurch zum einen die erfindungsgemäße binokulare fernoptische Vorrichtung gewichtsarm und zum anderen mit geringen Kosten hergestellt werden kann.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die beiden Stabilisierungssysteme ausschließlich passiv ausgestaltet sein, jedoch sind auch hybride Stabilisierungssysteme für die beiden optischen Kanäle im Rahmen der Erfindung möglich, d.h. Stabilisierungssysteme, die eine Kombination von passiver und aktiver Bildstabilisierung darstellen.
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Das zumindest eine erste Stabilisierungssystem erzeugt eine Rückstellkraft proportional zur Auslenkung und/oder eine Rückstellkraft proportional zur Auslenkungsgeschwindigkeit des ersten beweglichen optischen Elements, und das zumindest eine zweite Stabilisierungssystem erzeugt eine Rückstellkraft proportional zur Auslenkung und/oder eine Rückstellkraft proportional zur Auslenkungsgeschwindigkeit des zweiten beweglichen optischen Elements.
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In dieser Ausgestaltung sind die beiden optischen Kanäle jeweils mit einem Stabilisierungssystem versehen, das vollständig passiv ist und auf Masseträgheit basiert. Hierdurch wird eine besonders kostengünstige Realisierung der erfindungsgemäßen binokularen fernoptischen Vorrichtung geschaffen, die auf aktive Komponenten wie Sensoren, Aktoren, Steuerung und Spannungsversorgung verzichten kann.
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Eine Wirkungskopplung ist zwischen beiden Stabilisierungssystemen vorgesehen.
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Unter einer „Wirkungskopplung“ ist nicht eine starre mechanische Kopplung wie im Stand der Technik zu verstehen, sondern lediglich eine Kopplung der Wirkungen der beiden unabhängig voneinander arbeitenden Stabilisierungssysteme.
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Eine solche Wirkungskopplung zwischen den beiden Stabilisierungssystemen, die keine starre mechanische Kopplung darstellt, kann bspw. in einer Kopplung der beiden Stabilisierungssysteme über die von ihnen erzeugten Rückstellkräfte bestehen. Eine Wirkungskopplung hat den Vorteil, dass im Fall, dass ein Abgleich des Reaktionsverhaltens beider Stabilisierungssysteme aufeinander auch durch Justiereinrichtungen nicht vollständig erreichbar ist, ein solcher Abgleich durch die Wirkungskopplung erreicht und damit der binokulare Sehfehler noch weiter verringert werden kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das zumindest eine erste bewegliche optische Element an einem ersten Träger befestigt, der an dem ersten Gehäuse relativ zu diesem beweglich gelagert ist, und dass zumindest eine zweite bewegliche optische Element ist an einem zweiten Träger befestigt, der an dem zweiten Gehäuse relativ zu diesem beweglich gelagert ist, wobei der erste Träger und der zweite Träger relativ zueinander beweglich sind.
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In dieser Ausgestaltung sind die zumindest zwei beweglichen optischen Elemente an jeweils einem eigenen Träger festgelegt, der in dem jeweiligen Gehäuse des jeweiligen optischen Kanals beweglich gelagert ist, wodurch die beiden optischen Kanäle wie bei herkömmlichen binokularen fernoptischen Vorrichtungen zwar identisch, jedoch unabhängig voneinander aufgebaut sind. Die relative Beweglichkeit bzw. die fehlende starre Kopplung zwischen dem ersten Träger und dem zweiten Träger gewährleistet, dass das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse über die Knickbrücke beweglich zueinander bleiben.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das zumindest eine erste Stabilisierungssystem ein erstes kardanisches Federgelenk zur beweglichen Lagerung des zumindest einen ersten beweglichen optischen Elements in dem ersten Gehäuse und das zumindest eine zweite Stabilisierungssystem ein zweites kardanisches Federgelenk zur beweglichen Lagerung des zumindest einen zweiten beweglichen optischen Elements in dem zweiten Gehäuse auf.
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In dieser Ausgestaltung sind somit beide beweglichen optischen Elemente jeweils für sich in dem jeweiligen Gehäuse des jeweiligen optischen Kanals kardanisch gelagert, vorzugsweise um zwei zueinander senkrecht stehende Achsen, insbesondere eine Horizontalachse quer zur Längsrichtung und die Vertikalachse der binokularen fernoptischen Vorrichtung. Die jeweils separate Lagerung des jeweiligen zumindest einen beweglichen optischen Elements jedes optischen Kanals über ein Federgelenk hat den Vorteil, dass ein solches im Gegensatz zu Gleit- und Wälzlagern eine zeitlich konstante Reibungskraft aufweist, so dass die Rückstellkraft des Federgelenks im Rahmen normaler Belastungen konstant bleibt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das zumindest eine erste Stabilisierungssystem eine erste Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung der Bewegung des zumindest einen ersten beweglichen optischen Elements und das zumindest eine zweite Stabilisierungssystem eine zweite Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung der Bewegung des zumindest einen zweiten optischen Elements auf.
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Insbesondere in Verbindung mit der zuvor genannten Ausgestaltung, wonach die beiden beweglichen optischen Elemente über ein jeweiliges kardanisches Federgelenk im jeweiligen optischen Kanal gelagert sind, hat diese Maßnahme nun den Vorteil, dass die Dämpfungscharakteristik des jeweiligen Stabilisierungssystems nahezu allein durch die Dämpfungseinrichtung bestimmt wird, wodurch die Dämpfungscharakteristik des jeweiligen Stabilisierungssystems wohl definiert eingestellt werden kann.
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Die kardanischen Federgelenke erzeugen dabei die oben genannten Rückstellkräfte proportional zur Auslenkung, während die Dämpfungseinrichtung die Rückstellkräfte proportional zur Auslenkungsgeschwindigkeit des jeweiligen beweglichen optischen Elements erzeugt.
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Vorzugsweise sind die erste und die zweite Dämpfungseinrichtung als Wirbelstromdämpfer ausgebildet.
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Die Ausgestaltung der Dämpfungseinrichtungen als Wirbelstromdämpfer hat den Vorteil, dass durch einfache Maßnahmen die Dämpfungscharakteristik des jeweiligen Stabilisierungssystems einfach eingestellt werden kann, beispielsweise durch den Abstand der Magnete oder durch die Geometrie der Wirbelstromplatten.
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Wie bereits oben erwähnt, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, dass die Stabilisierungssysteme des ersten optischen Kanals und des zweiten optischen Kanals rein passiv arbeiten und auf Masseträgheit basieren, sondern es sind auch hybride Stabilisierungssysteme möglich. Beispielsweise kann im Fall der Ausgestaltung der Dämpfungseinrichtung als Wirbelstromdämpfer vorgesehen sein, dass die Wirbelstromplatten zusätzlich mit einer oder mehreren Spulen mit einer Ausrichtung entsprechend der Freiheitsgrade der kardanischen Lagerung versehen werden, wobei durch Messung der Störbewegungen und Berechnung der notwendigen Ausgleichsbewegungen und Anlegen der notwendigen Induktionsspannung an die Spulen dann die passive Bildstabilisierung aktiv unterstützt wird. Eine solche hybride Bildstabilisierung kann jedoch nicht nur an der Dämpfungseinrichtung, sondern auch an dem jeweiligen Federgelenk angreifen, beispielsweise durch am jeweiligen Federgelenk vorgesehene Aktoren.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen das erste Stabilisierungssystem und das zweite Stabilisierungssystem das gleiche Ansprechverhalten auf die Störbewegungen auf.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass binokulare Sehfehler, die durch unterschiedliche Bilder beider Sehkanäle hervorgerufen werden, so gut wie möglich vermieden werden. Mit anderen Worten bewirkt die vorstehend genannte Maßnahme, dass das erste und das zweite Stabilisierungssystem übereinstimmend auf Störbewegungen reagieren.
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In diesem Zusammenhang und im Zusammenhang mit oben genannten Ausgestaltungen sind die Rückstellkräfte des ersten und zweiten Stabilisierungssystem proportional zur Auslenkung und/oder die Rückstellkräfte des ersten und zweiten Stabilisierungssystems proportional zur Auslenkungsgeschwindigkeit aufeinander abgestimmt, so dass das zumindest eine erste und das zumindest eine zweite bewegliche optische Element auf die Störbewegungen phasengleich mit gleicher Bewegungsamplitude reagieren.
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In dieser Ausgestaltung werden somit die Stabilisierungscharakteristiken beider passiver Stabilisierungssysteme durch Abstimmung der von ihnen erzeugten Rückstellkräfte einschließlich der trägen Massen aufeinander abgestimmt, so dass die Stabilisierungssysteme auf ein identisches Anregungssignal mit einer hinreichend übereinstimmenden Auslenkung und Dämpfung reagieren und keine oder nur eine minimale Phase zueinander in ihrer Reaktion aufweisen. Aufgrund der Tatsache, dass die beiden Gehäuse der beiden optischen Kanäle über die Knickbrücke bei auf die Neigungseinstellbarkeit miteinander starr gekoppelt sind, ist sichergestellt, dass beide Stabilisierungssysteme von denselben Störbewegungen angeregt werden. Bei stark asymmetrischer Anregung ist zwar eine geringfügig ungleiche Anregungsamplitude beider Stabilisierungssysteme möglich, aber selbst dann sind die Anregungsfrequenzen identisch und es besteht keine Phasendifferenz zwischen diesen.
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In weiterem Zusammenhang mit der vorstehend genannten Ausgestaltung ist es bevorzugt, wenn das erste Stabilisierungssystem erste Einrichtungen zur Justage der Rückstellkraft des ersten Stabilisierungssystem proportional zur Auslenkung und/oder proportional zur Auslenkungsgeschwindigkeit und/oder das zweite Stabilisierungssystem zweite Einrichtungen zur Justage der Rückstellkraft des zweiten Stabilisierungssystem proportional zur Auslenkung und/oder proportional zur Auslenkungsgeschwindigkeit aufweist.
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Selbst bei identischem Aufbau beider Stabilisierungssysteme können geringe Abweichungen in der Reaktion der beiden Stabilisierungssysteme aufgrund von Fertigungstoleranzen nicht vollständig ausgeschlossen werden. Mit der vorstehend genannten Maßnahme kann der binokulare Sehfehler jedoch zumindest soweit minimiert werden, dass er vom Nutzer nicht wahrgenommen wird. Die Einrichtungen zur Justage können beispielsweise an den kardanischen Lagerungen oder an den Dämpfungsgliedern der Stabilisierungssysteme angreifen. Außerdem können die Einrichtungen zur Justage Tariermassen aufweisen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das erste Stabilisierungssystem und das zweite Stabilisierungssystem zur Ausbalancierung der Gleichgewichtslage jeweils zumindest eine Tariermasse aufweisen.
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Die Verwendung von Tariermassen zur Ausbalancierung der Gleichgewichtslagen der beiden Stabilisierungssysteme der beiden optischen Kanäle hat den Vorteil, dass eine feine Ausbalancierung der Gleichgewichtslagen durch einfache Handhabung erreicht werden kann, weil hierzu die jeweilige Tariermasse lediglich positioniert und befestigt werden muss. Die Tariermassen können an dem jeweiligen Träger des jeweiligen beweglichen optischen Elements beispielsweise als Ring oder als Massestein ausgeführt sein.
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Vorzugsweise weisen das erste und das zweite Stabilisierungssystem jeweils zumindest zwei Tariermassen zur Ausbalancierung der Gleichgewichtslage um zumindest zwei zueinander senkrecht stehende Achsen auf.
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Hierbei ist von Vorteil, dass eine Ausbalancierung um zumindest zwei zueinander senkrecht stehende Achsen unabhängig voneinander ermöglicht wird.
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Eine Wirkungskopplung lässt sich leicht über die Dämpfungseinrichtungen realisieren.
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So ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass die Wirbelstromdämpfer der beiden Stabilisierungssysteme durch flexible Leiter über zumindest einen elektrischen Widerstand miteinander gekoppelt sind.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil einer einfachen und flexiblen Wirkungskopplung zwischen beiden Stabilisierungssystemen. Die flexiblen Leiter lassen sich durch die Knickbrücke zwischen beiden Gehäusen der beiden optischen Kanäle hindurchführen, ohne die Beweglichkeit der beiden Gehäuse über die Knickbrücke relativ zueinander zu beeinträchtigen, und ohne die beweglichen optischen Elemente oder deren Träger starr miteinander zu koppeln. Der in den Wirbelstromdämpfern bei Bewegungen der beiden optischen Elemente erzeugte Strom wird über die flexiblen Leiter und den elektrischen Widerstand auf den jeweils anderen Wirbelstromdämpfer übertragen, wodurch beide Wirbelstromdämpfer dann in ihrer Wirkung „gleichgeschaltet“ sind.
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Dabei ist es weiterhin bevorzugt, wenn die Wirbelstromdämpfer jeweils zumindest eine Spule aufweisen, und wenn die Spulen über den zumindest einen elektrischen Widerstand miteinander gekoppelt sind.
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Die Spulen können zusätzlich oder anstelle der bei den Wirbelstromdämpfern üblicherweise vorgesehenen Wirbelstromplatten vorgesehen sein.
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Vorzugsweise weist jeder Wirbelstromdämpfer zumindest zwei Spulen auf, die unterschiedlich orientiert sind, um den verschiedenen Freiheitsgraden der Bewegung der beweglichen optischen Elemente Rechnung zu tragen. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Spulen der beiden Stabilisierungssysteme derart miteinander verbunden sind, dass bspw. eine horizontale Anregung des einen Stabilisierungssystems das andere Stabilisierungssystem in der gleichen Richtung anregt.
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Da der Dämpfungsfaktor der beiden Stabilisierungssysteme bei einer solchen Wirkungskopplung maßgeblich durch den koppelnden Widerstand bzw. die über diesen abfallende Spannung bestimmt wird, ist es bevorzugt, wenn der Widerstand einstellbar ist. Hierdurch kann die Dämpfung vorteilhafterweise entsprechend variabel eingestellt werden.
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Eine weitere Ausgestaltung einer Wirkungskopplung zwischen beiden Stabilisierungssystemen besteht bevorzugt darin, dass der erste Träger und der zweite Träger hydraulisch miteinander gekoppelt sind.
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Diese Art der Wirkungskopplung kann zusätzlich zu der oder statt der vorstehend beschriebenen Wirkungskopplung über die Dämpfungseinrichtungen vorgesehen werden.
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Auch eine hydraulische Wirkungskopplung der beiden Träger miteinander hat den Vorteil, dass die Kopplung nicht starr ist, weil flexible hydraulische Leitungen verwendet werden können.
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Dazu ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erste Träger und der zweite Träger jeweils mit zumindest einem Druckaufnehmer und zumindest einem Druckerzeuger versehen, wobei die Druckaufnehmer und Druckerzeuger Faltenbälge aufweisen, die zwischen dem ersten Träger und dem zweiten Träger durch flexible Leitungen miteinander verbunden sind.
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Durch die Verwendung von Faltenbälgen als Druckaufnehmer bzw. Druckerzeuger gestaltet sich auch diese Wirkungskopplung wie die oben genannte Wirkungskopplung der Wirbelstromdämpfer als passive Wirkungskopplung, die keine Aktorik und Sensorik erfordert. Die Faltenbälge werden je nach Bewegung des zugehörigen Trägers gestaucht oder gelängt, wodurch Druck aufgebaut oder abgebaut wird, wobei sich dieser Druckaufbau bzw. -abbau dann über die flexiblen Leitungen auf den jeweiligen korrespondierenden Faltenbalg des anderen Trägers überträgt. Eine Auslenkung des ersten Trägers lenkt den zweiten Träger dann in die gleiche Richtung und um denselben Betrag aus, bzw. umgekehrt.
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Vorzugsweise sind die Faltenbälge möglichst weit entfernt vom Lagerpunkt des jeweiligen Trägers angeordnet, um so aufgrund größerer Hebel eine möglichst gute Wirkungskopplung zwischen beiden Stabilisierungssystemen zu erzielen.
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Im Fall, dass die Stabilisierungssysteme jeweils mit einem Wirbelstromdämpfer ausgestattet sind, werden die Faltenbälge auf der den Wirbelstromdämpfern abgewandten Seite der kardanischen Lagerungen der beiden Träger positioniert.
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Mit Bezug auf weitere bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen binokularen fernoptischen Vorrichtung, wird nachfolgend ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es versteht sich, dass dieser noch zu beschreibende Aspekt auch in Alleinstellung, d.h. ohne die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bei einer binokularen fernoptischen Vorrichtung verwendet werden kann, ebenso bei einer monokularen fernoptischen Vorrichtung.
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Wie bereits oben beschrieben, ist es fernoptischen Vorrichtungen mit einem passiven, auf Masseträgheit basierenden Stabilisierungssystem gemein, dass sie zumindest ein frei bewegliches optisches Element aufweisen. Aus mehreren Gründen kann es notwendig werden, die Bewegungsfreiheit dieses zumindest einen beweglichen optischen Elements ganz zu unterbinden, um so bspw. die Bildstabilisierung zu deaktivieren oder das Stabilisierungssystem beim Transport vor Stoßschäden zu schützen.
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Für eine dazu erforderliche Sperreinrichtung gibt es mehrere Realisierungsmöglichkeiten. So besteht die Möglichkeit, einen Bolzen in eine formschlüssige Öffnung zu führen, um das Stabilisierungssystem zu sperren und damit zu deaktivieren. Bei dieser herkömmlichen Bauweise greift der Bolzen unmittelbar an der Lagerstelle des zumindest einen beweglichen optischen Elements an und bezieht seine Hebelwirkung allein aus seiner Länge. Hierdurch ist entweder die Belastung auf die Sperrvorrichtung sehr hoch, wenn ein kurzer Bolzen verwendet wird, oder es muss ein langer Bolzen in der Baugruppe untergebracht werden, was diese ggf. unnötig vergrößert.
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Die derzeit bekannten Sperrvorrichtungen lassen darüber hinaus nur die zwei Zustände „Bildstabilisierung freigegeben“ und „Bildstabilisierung gesperrt“ zu. Im letzteren Fall wird das Stabilisierungssystem in einer vordefinierten Position fixiert, während es im ersten Fall frei beweglich ist und von Endlagenbegrenzungen in einem vordefinierten Bewegungsbereich gehalten wird.
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Des Weiteren sind bei fernoptischen Vorrichtungen mit passivem, auf Masseträgheit basierenden Stabilisierungssystem Endlagenbegrenzungen für das Stabilisierungssystem erforderlich, um Auslenkungen der beweglichen Teile über die Belastungsgrenzen hinaus, Stoßschäden, zu große Auslenkungen bspw. bei Resonanzfrequenzen oder schlecht stabilisierten Frequenzen, oder zu große Auslenkungen, die Sehfehler verursachen, und Klappergeräusche zu vermeiden.
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Die Endlagenbegrenzung wird herkömmlicherweise mit Schrauben realisiert, die den Bewegungsspielraum des Stabilisierungssystems lateral zur optischen Achse definieren. Entlang der optischen Achse wird der Bewegungsspielraum des Stabilisierungssystems durch Anschläge im Festkörperfedergelenk begrenzt.
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Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, sind herkömmlicherweise die Sperreinrichtung und die Endlagenbegrenzung separat voneinander ausgeführt. Bei binokularen fernoptischen Vorrichtungen mit aktivem, auf Aktorik basierendem Stabilisierungssystem ist jedoch bereits auch eine Kombination aus Sperreinrichtung und Endlagenbegrenzung realisiert.
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Dem vorliegenden Aspekt der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine fernoptische Vorrichtung mit passivem, auf Masseträgheit basierenden Stabilisierungssystem technisch einfache Maßnahmen bereitzustellen, die es dem Nutzer erlauben, die Bildstabilisierung zu deaktivieren, zu aktivieren und seinen Anforderungen bzw. Anwendungen gemäß anpassen zu können.
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Hierzu ist bei einer fernoptischen Vorrichtung zumindest eine Endlagenbegrenzungseinrichtung vorhanden, mittels der die maximale Auslenkung des zumindest einen ersten beweglichen optischen Elements und/oder die maximale Auslenkung des zumindest einen zweiten beweglichen optischen Elements einstellbar ist.
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Durch die Einstellbarkeit der Endlagenbegrenzung ist es somit für den Nutzer möglich, die maximale Auslenkung des zumindest einen beweglichen optischen Elements und die dadurch erzielte Bildstabilisierung nach eigenem Belieben einzustellen, insbesondere die Bildstabilisierung an die beabsichtigte Anwendung optimal anzupassen.
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Dabei ist es weiterhin bevorzugt, wenn die maximale Auslenkung in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen unterschiedlich einstellbar ist.
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Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass die maximale Auslenkung richtungsselektiv eingestellt werden kann.
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Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die maximale Auslenkung des zumindest einen ersten beweglichen optischen Elements und/oder die maximale Auslenkung des zumindest einen zweiten beweglichen optischen Elements stufenlos oder stufenweise einstellbar ist.
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Eine stufenlose Einstellbarkeit der maximalen Auslenkung hat den Vorteil, dass der Nutzer nicht auf die Einstellung vorgegebener, diskreter maximaler Auslenkungen beschränkt ist. Eine stufenweise Einstellbarkeit der maximalen Auslenkung hat demgegenüber den Vorteil, dass der Nutzer sich an eine geringe endliche Zahl von Einstellmöglichkeiten rascher gewöhnen kann, wodurch er die für eine bestimmte Anwendung optimale maximale Auslenkung besonders schnell und reproduzierbar wiederauffinden kann.
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Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die maximale Auslenkung auf null einstellbar ist.
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In dieser Ausgestaltung dient die Endlagenbegrenzung somit nicht nur zur Begrenzung der maximalen Auslenkung des Stabilisierungssystems, sondern übernimmt auch die Funktion einer Sperreinrichtung, indem die maximale Auslenkung des Stabilisierungssystems auf null eingestellt wird. Hierdurch wird eine platzsparende konstruktiv einfache Kombination aus Endlagenbegrenzung und Sperreinrichtung geschaffen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die zumindest eine Endlagenbegrenzungseinrichtung zumindest einen ersten Anschlag für den ersten Träger und/oder zumindest einen zweiten Anschlag für den zweiten Träger auf, wobei der erste Anschlag und/oder der zweite Anschlag in Längsrichtung des ersten Trägers oder des zweiten Trägers mit Abstand zum ersten bzw. zweiten Federgelenk angeordnet ist/sind.
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Hierbei ist von Vorteil, dass durch die Anordnung des zumindest einen Anschlags mit Abstand zum Federgelenk des Trägers eine große Hebelwirkung erzielt wird, ohne dass ein langer Bolzen eingesetzt werden müsste. Die baulichen Maße des Stabilisierungssystems werden hierdurch nicht oder allenfalls geringfügig vergrößert.
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Der zumindest eine erste und/oder zweite Anschlag kann gehäuseseitig und/oder trägerseitig angeordnet sein.
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Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn der erste Anschlag und/oder der zweite Anschlag einen elastischen Stoßdämpfer aufweist.
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Hierbei ist von Vorteil, dass zum einen Klappergeräusche vermieden werden, und zum anderen werden harte Stöße auf das optische System der binokularen fernoptischen Vorrichtung vermieden.
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Als elastischer Stoßdämpfer können bspw. Kunststoff oder Gummielemente, elastomere Elemente oder Federn verwendet werden, um hier einige Beispiele zu nennen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der zumindest eine erste Anschlag und/oder der zumindest eine zweite Anschlag zumindest drei umfänglich begrenzte, vorzugsweise punktuelle, Einzelanschläge auf, die vorzugsweise umfänglich gleichmäßig um den ersten Träger oder den zweiten Träger herum verteilt sind.
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Die Realisierung der Endlagenbegrenzungseinrichtung durch vorzugsweise punktuelle Einzelanschläge hat zum einen den Vorteil einer Gewichtseinsparung der Endlagenbegrenzungseinrichtung, zum anderen ermöglicht diese Ausgestaltung auf einfache Weise eine richtungsselektive Einstellbarkeit der maximalen Auslenkung. Letzteres erlaubt bei stark voneinander abweichenden Anregungsamplituden in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen, bspw. in horizontaler und vertikaler Richtung, wie z.B. in der maritimen Anwendung oder bei der Beobachtung von fahrenden Fahrzeugen aus, eine bessere Anpassung der Bildstabilisierung an die Gegebenheiten.
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Bei einer hinsichtlich des Montageaufwandes gegenüber der vorstehend genannten Maßnahme einfacheren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der zumindest eine erste Anschlag und/oder der zumindest eine zweite Anschlag als den ersten Träger bzw. den zweiten Träger umgebende Hülse ausgebildet ist.
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Um hier durch die Hülse unterschiedliche maximale Auslenkungen des Stabilisierungssystems einstellen zu können, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass sich ein Innendurchmesser der Hülse in Längsrichtung des ersten Trägers bzw. zweiten Trägers stufenweise oder kontinuierlich verjüngt, und/oder dass sich eine Außenkontur des ersten Trägers bzw. des zweiten Trägers stufenweise oder kontinuierlich verjüngt, und dass die Hülse in Längsrichtung des ersten bzw. zweiten Gehäuses lageverstellbar ist.
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Hierdurch wird eine sowohl konstruktiv einfache als auch leicht zu bedienende stufenlos oder stufenweise einstellbare Endlagenbegrenzung geschaffen, wobei diese auch eine Sperrfunktion übernehmen kann, wenn Hülse oder Träger so aufeinander angepasst sind, dass sie in einer vorbestimmten axialen Relativstellung formschlüssig ineinandergreifen.
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In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung weist der zumindest eine erste Anschlag und/oder der zumindest eine zweite Anschlag zumindest einen sich vom ersten Träger bzw. zweiten Träger weg quer zu dessen Längsrichtung erstreckenden trägerseitigen Vorsprung und zumindest einen gehäuseseitigen angeordneten sich quer zur Längsrichtung erstreckenden Backen auf, der in Längsrichtung von dem trägerseitigen Vorsprung beabstandet ist.
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Die Wirkung der so realisierten Endlagenbegrenzungseinrichtung zur Begrenzung der maximalen Auslenkung des Stabilisierungssystems ist hier dadurch gegeben, dass der trägerseitige Vorsprung, der bei einer Auslenkung des Trägers um die Lagerstelle eine teilkreisförmige Bahn beschreibt, mit seinem äußeren Ende gegen den gehäuseseitigen Backen läuft.
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Um hier eine Einstellbarkeit der maximalen Auslenkung des Stabilisierungssystems zu erhalten, ist der Abstand zwischen Vorsprung und Backen voneinander vorzugsweise einstellbar.
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Weiterhin ist es bevorzugt, wenn zwei gehäuseseitige Backen beidseits des trägerseitigen Vorsprungs angeordnet sind, wodurch der trägerseitige Vorsprung zwischen den beiden gehäuseseitigen Backen eingefasst ist und je nach Bewegungsrichtung mit dem einen oder dem anderen gehäuseseitigen Backen zur Begrenzung der maximalen Auslenkung in Anlage kommt.
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Hierzu ist es weiterhin vorzugsweise vorgesehen, dass der Abstand der beiden gehäuseseitigen Backen voneinander einstellbar ist, um eine Einstellbarkeit der maximalen Auslenkung zu erhalten. Über Minimierung des Abstandes der Backen kann die Endlagenbegrenzungseinheit in dieser Ausgestaltung auch als Sperreinrichtung wirken.
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Der oben erwähnte elastische Stoßdämpfer kann hier auch dadurch realisiert sein, dass zumindest einer der vorstehend genannten Vorsprünge als Blattfeder ausgebildet ist.
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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 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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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer binokularen fernoptischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht;
- 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen binokularen fernoptischen Vorrichtung in Draufsicht;
- 2A eine Einzelheit der binokularen fernoptischen Vorrichtung gemäß 2 in einer Vorderansicht;
- 3 eine Weiterbildung der binokularen fernoptischen Vorrichtung in 2;
- 4 eine weitere Weiterbildung der binokularen fernoptischen Vorrichtung in 2;
- 5 eine Einzelheit der binokularen Vorrichtung in 4 in einer Vorderansicht;
- 6 eine noch weitere Weiterbildung der binokularen fernoptischen Vorrichtung in 2, wobei 6 nur einen der beiden optischen Kanäle der binokularen fernoptischen Vorrichtung zeigt;
- 7 einen Ausschnitt aus einer fernoptischen Vorrichtung im Längsschnitt gemäß einem Ausführungsbeispiel eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung, der sich auf eine Endlagenbegrenzungseinrichtung für ein passives Stabilisierungssystem bezieht;
- 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Aspekts gemäß 7;
- 9 eine Prinzipdarstellung einer alternativen Ausgestaltung des Aspekts gemäß 7 und 8.
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In 1 ist eine Prinzipdarstellung einer mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehenen binokularen fernoptischen Vorrichtung dargestellt. Die binokulare fernoptische Vorrichtung ist als Fernglas ausgeführt.
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Die binokulare fernoptische Vorrichtung weist einen ersten optischen Kanal 12 und einen zweiten optischen Kanal 14 auf.
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Der erste optische Kanal 12 weist ein erstes Gehäuse 16 auf, in dem eine erste Anordnung 18 erster optischer Elemente 20, 22, 24 und 26 angeordnet ist. Dabei ist das optische Element 20 ein Okular, das optische Element 22 ein Bildumkehrprisma, das optische Element 24 eine Fokussieroptik und das optische Element 26 ein Objektiv des ersten optischen Kanals 12.
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Der zweite optische Kanal 14 weist ein zweites Gehäuse 28 auf, in dem eine zweite optische Anordnung 30 zweiter optischer Elemente 32, 34, 36, 38 angeordnet ist. Das optische Element 32 ist ein Okular, das optische Element 34 ein Bildumkehrprisma, das optische Element 36 eine Fokussieroptik und das optische Element 38 ein Objektiv des zweiten optischen Kanals 14.
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Die erste Anordnung 18 definiert eine optische Achse 40 und die zweite Anordnung 30 definiert eine optische Achse 42.
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Die erste optische Anordnung 18 und die zweite optische Anordnung 30 sind identisch zueinander aufgebaut.
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Sowohl für den ersten optischen Kanal 12 als auch für den zweiten optischen Kanal 14 ist in 1 jeweils ein optikkanalfestes Koordinatensystem zum leichteren Verständnis der nachfolgenden Beschreibung dargestellt. In diesem Koordinatensystem bezeichnet die jeweilige z-Achse die jeweilige Längsrichtung bzw. die optische Achse 40, 42 des ersten optischen Kanals 12 bzw. des zweiten optischen Kanals 14. Die jeweilige x-Achse bezeichnet die Horizontalachse des ersten optischen Kanals 12 bzw. des zweiten optischen Kanals 14, die senkrecht zur z-Achse verläuft. Die jeweilige y-Achse ist die jeweilige Vertikalachse des optischen Kanals 12 bzw. des optischen Kanals 14, die sowohl zur x-Achse als auch zur z-Achse senkrecht verläuft und in der Darstellung in 1 senkrecht auf der Zeichenebene steht.
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Das erste Gehäuse 16 und das zweite Gehäuse 28 sind über eine durch eine unterbrochene Linie dargestellte Knickbrücke 44 miteinander verbunden, wie dies auch bei herkömmlichen Ferngläsern ohne Bildstabilisierung üblicherweise der Fall ist, um einen Abstand A der beiden Okulare 20 und 32 voneinander an den Augenabstand des Nutzers anpassen zu können. Über die Knickbrücke 44 lassen sich das erste Gehäuse 16 und das zweite Gehäuse 28 um eine Drehachse (unterbrochene Linie in 1), die parallel zu den z-Achsen der optischen Kanäle 12 und 14 verläuft, relativ zueinander verschwenken, wodurch der Abstand A verkleinert bzw. vergrößert werden kann.
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Als Bildumkehrprismen 22 und 34 können platzsparende Vier-Flächen-Reflektions-Prismen, wie beispielsweise Schmidt-Pechan-Prismen verwendet werden. In diesem Fall sind die Bildumkehrprismen 22 und 34, wie in 1 dargestellt, als Geradsichtprismen ausgebildet. Im Fall, dass die binokulare fernoptische Vorrichtung 10 große Durchmesser der Objektive 26 und 38 aufweist, so dass unter Umständen der Abstand A nicht mehr allein durch die Knickbrücke 44 an einen kleinen Augenabstand angepasst werden kann, können für die Bildumkehrprismen 22 und 34 auch andere Prismentypen verwendet werden, nämlich solche, die einen Strahlenversatz zur Knickbrücke 44 hin bewirken und dennoch platzsparend sind. Zu diesen Prismentypen gehören beispielsweise die Abbe-König-Prismen.
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Die binokulare fernoptische Vorrichtung 10 ist, wie nachfolgend beschrieben wird, mit einer Bildstabilisierung gegen Störbewegungen ausgestattet, die auf das erste Gehäuse 16 und das zweite Gehäuse 28 wirken können, wie beispielsweise Handzittern bei der Freihandbenutzung der binokularen fernoptischen Vorrichtung 10 und/oder Störbewegungen, die durch bewegliche Untergründe verursacht werden, beispielsweise bei der Benutzung der binokularen fernoptischen Vorrichtung 10 in in Bewegung befindlichen Fahrzeugen. Solche Störbewegungen können sich in einem Verwackeln des von den optischen Elementen 20, 22, 24, 26 und 32, 34, 36, 38 erzeugten Bildes äußern, was unerwünscht ist. Die Bildstabilisierung beseitigt hingegen ein Verwackeln des Bildes oder verringert dieses zumindest.
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Zur Bildstabilisierung ist in jedem der beiden optischen Kanäle 12 und 14 zumindest eines der ersten optischen Elemente 20, 22, 24 und 26 und zumindest eines der zweiten optischen Elemente 32, 34, 36 und 38 relativ zu dem jeweiligen Gehäuse 16 und 28 beweglich in dem zugehörigen Gehäuse 16 bzw. 28 gelagert. Im vorliegenden Fall ist in dem ersten optischen Kanal 12 das Bildumkehrprisma 22 beweglich in dem ersten Gehäuse 16 gelagert, und in dem zweiten optischen Kanal 14 ist das Bildumkehrprisma 34 beweglich im zweiten Gehäuse 28 gelagert.
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Das Bildumkehrprisma 22 ist dabei um die y-Achse, wie mit Pfeilen 46 angedeutet ist, und um die x-Achse verschwenkbar gelagert. Die möglichen Verschwenkbewegungen des Bildumkehrprismas 22 um die x-Achse und um die y-Achse erfolgen um einen geometrischen Dreh- oder Lagerpunkt 48, der sich auf der optischen Achse 40 im Mittelpunkt zwischen den Hauptebenen des Okulars 20 und des Objektivs 26 befindet. Mit Pfeilen 50 ist die Beweglichkeit des Bildumkehrprismas 22 um die x-Achse und mit Pfeilen 52 ist die Beweglichkeit des Bildumkehrprismas 22 um die y-Achse veranschaulicht. Das Bildumkehrprisma 22 ist somit kardanisch gelagert, und kann Bewegungen relativ zum Gehäuse 16 ausführen, die in horizontaler Richtung (quer zur Achse) und/oder in vertikaler Richtung gerichtet sind sowie solche, die Überlagerungen dieser beiden Hauptbewegungsrichtungen darstellen.
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In gleicher Weise ist in dem zweiten optischen Kanal 14 das Bildumkehrprisma 34 in dem zweiten Gehäuse 28 um einen geometrischen Dreh- oder Lagerpunkt 54 sowohl um die y-Achse (gemäß Pfeilen 56) als auch um die x-Achse verschwenkbar gelagert. Der Dreh- oder Lagerpunkt 54 befindet sich auf der optischen Achse 42 im Mittelpunkt zwischen den Hauptebenen des Okulars 32 und des Objektivs 38. Pfeile 58 deuten dabei die möglichen Bewegungen um die x-Achse und Pfeile 60 deuten die möglichen Bewegungen um die y-Achse an.
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Die beiden Bildumkehrprismen
22 und
34 sind nicht nur zu dem jeweils zugeordneten Gehäuse
16 bzw.
28 relativ beweglich, sondern auch relativ zueinander. Bei der binokularen fernoptischen Vorrichtung gemäß
DE 38 43 776 A1 sind die beiden Bildumkehrprismen hingegen starr miteinander gekoppelt. Die Relativbeweglichkeit zueinander wird bei den Bildumkehrprismen
22 und
34 dadurch erreicht, dass beide eine eigene Lagerstelle (Dreh- oder Lagerpunkt
48 und Dreh- oder Lagerpunkt
54) besitzen.
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Zur Bildstabilisierung ist des Weiteren dem Bildumkehrprisma 22 ein erstes passives, auf Masseträgheit basierendes Stabilisierungssystem zugeordnet, und dem Bildumkehrprisma 34 ist ein zweite passives, auf Masseträgheit basierendes Stabilisierungssystem zugeordnet, wie nachfolgend beschrieben wird. Dabei wirkt das erste passive Stabilisierungssystem auf das Bildumkehrprisma 22, und das zweite passive Stabilisierungssystem wirkt auf das Bildumkehrprisma 34.
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Mit Bezug auf 2 und 2A wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels eine mögliche Realisierung des ersten und zweiten passiven Stabilisierungssystems beschrieben. In 2 und 2A sind solche Elemente, die mit entsprechenden Elementen in 1 identisch oder vergleichbar sind, mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 versehen.
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Zusätzlich zu 1 sind in 2 zunächst die Knickbrücke 44 und Verbindungsteile 62 zur Verbindung des ersten Gehäuses 16 mit der Knickbrücke 44 und Verbindungsteile 64 zur Verbindung des zweiten Gehäuses 28 mit der Knickbrücke 44 schematisch dargestellt.
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Das Bildumkehrprisma 22 im ersten optischen Kanal 12 ist an einem ersten Träger 66 befestigt. Der erste Träger 66 ist als im Wesentlichen zylindrischer Tubus ausgeführt. An einem ersten Ende 68 des Trägers 66 ist das Bildumkehrprisma 22 befestigt. Die Fokussieroptik 24 ist hingegen nicht an dem Träger 66 festgelegt, sondern ist am ersten Gehäuse 16 festgelegt.
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Dem Bildumkehrprisma 22 bzw. dem Träger 66 ist ein erstes passives, auf Masseträgheit basierendes Stabilisierungssystem 70 zugeordnet. Das erste passive Stabilisierungssystem 70 weist ein kardanisches Federgelenk 72 auf, das als Torsionsfedergelenk ausgestaltet ist. 2A zeigt das kardanische Federgelenk 72 in einer Vorderansicht in Alleinstellung. Entsprechend der rotatorischen Freiheitsgrade um die y- und die x-Achse weist das Federgelenk 72 Federn 74 und 76 auf, über die der Träger 66 und damit das Bildumkehrprisma 22 um den geometrischen Dreh- bzw. Lagerpunkt 48 verschwenkbar gelagert ist.
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Das Federgelenk 72 erzeugt bei einer Auslenkung des Bildumkehrprismas 22 relativ zum ersten Gehäuse 16 eine Rückstellkraft proportional zu dieser Auslenkung.
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Das erste passive Stabilisierungssystem 70 weist weiterhin eine Dämpfungseinrichtung 78 auf, die an einem zweiten Ende 80 des Trägers 66 angeordnet ist. Die Dämpfungseinrichtung 78 bewirkt eine Rückstellkraft proportional zur Auslenkungsgeschwindigkeit der Auslenkung des Bildumkehrprismas 22. Die Dämpfungseinrichtung 78 ist als Wirbelstromdämpfer ausgebildet und weist trägerfeste Magnete 82 und eine gehäusefeste Wirbelstromplatte 84 auf.
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Das Bildumkehrprisma 34 des zweiten optischen Kanals 14 ist in dem zweiten Gehäuse 28 an einem zweiten Träger 86 in analoger Weise an einem ersten Ende 88 desselben befestigt.
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Ein zweites passives, auf Masseträgheit basierendes Stabilisierungssystem 90 weist ein kardanisches Federgelenk 92 zur beweglichen Lagerung des zweiten Trägers 86 auf, das in gleicher Weise ausgebildet ist wie das kardanische Federgelenk 72 des ersten optischen Kanals 12.
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Das zweite passive Stabilisierungssystem 90 weist weiterhin eine Dämpfungseinrichtung 98 auf, die an einem zweiten Ende 100 des zweiten Trägers 86 angeordnet ist und als Wirbelstromdämpfer ausgebildet ist. Entsprechend weist die Dämpfungseinrichtung 98 Magnete 102, die am zweiten Träger 86 befestigt sind, und eine Wirbelstromplatte 104 auf, die am zweiten Gehäuse 28 befestigt ist.
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Das Federgelenk 92 erzeugt eine Rückstellkraft proportional zur Auslenkung des Bildumkehrprismas 34, und die Dämpfungseinrichtung 98 erzeugt eine Rückstellkraft proportional zur Auslenkungsgeschwindigkeit der Auslenkung des Bildumkehrprismas 34.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Stabilisierungssysteme 70 und 90 ausschließlich passiv und basieren auf Masseträgheit. Es ist jedoch ebenso möglich, die Stabilisierungssysteme 70 und 90 als hybride Stabilisierungssysteme auszugestalten. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass die Wirbelstromplatten 84, 104 zusätzlich mit einer oder mehreren Spulen (in x- und y-Richtung) ausgestattet werden. Durch Messung der Störbewegungen, Berechnung der notwendigen Ausgleichsbewegungen und Anlegen der notwendigen Induktionsspannung an diese Spulen kann dann die passive Bildstabilisierung aktiv unterstützt werden. Alternativ oder zusätzlich können auch Aktoren an den Federgelenken 72 bzw. 92 angebracht werden, um die Bewegung der Federgelenke 72 bzw. 92 aktiv zu un terstü tzen.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel arbeiten die beiden passiven Stabilisierungssysteme 70 und 90 vollkommen unabhängig voneinander. Nichtsdestoweniger müssen beide Stabilisierungssysteme 70 und 90 auf ein identisches Anregungssignal, d.h. auf eine identische Störbewegung mit einer hinreichend übereinstimmenden Auslenkung und Dämpfung reagieren. Die durch ein und dieselbe Störbewegung bewirkte Auslenkung des Bildumkehrprismas 22 und des Bildumkehrprismas 34 muss zueinander phasengleich und mit gleicher Amplitude und in gleicher Richtung erfolgen, um einen binokularen Sehfehler zu vermeiden.
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Daher weisen die beiden Stabilisierungssysteme 70 und 90 das gleiche Ansprechverhalten auf gleiche Störbewegungen auf.
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Vor diesem Hintergrund sind die beiden Stabilisierungssysteme 70 und 90 einschließlich der Bildumkehrprismen 22 und 34 und der Träger 66 und 86 möglichst identisch zueinander zu gestalten.
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Da die beiden Gehäuse 16 und 28 über die Knickbrücke 44 bis auf ihre relative Neigungsverstellung um die Knickbrücke 44 starr miteinander verbunden sind, ist sichergestellt, dass beide Stabilisierungssysteme 70 und 90 von denselben Störbewegungen angeregt werden. Bei einer stark asymmetrischen Anregung des ersten Gehäuses 16 relativ zum zweiten Gehäuse 28 ist zwar eine leicht ungleiche Anregungsamplitude beider Stabilisierungssysteme 70 und 90 möglich, aber selbst dann sind die Anregungsfrequenzen identisch und es besteht keine Phasendifferenz zwischen diesen.
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Selbst bei identischer Bauweise der Stabilisierungssysteme 70 und 90 einschließlich der Bildumkehrprismen 22, 34 und der Träger 66 und 86 lässt sich jedoch aufgrund von Fertigungstoleranzen nicht ausschließen, dass die beiden Stabilisierungssysteme 70 und 90 geringe Abweichungen in ihrer Reaktion auf gleiche Störbewegungen zeigen.
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Vor diesem Hintergrund müssen die beweglichen trägen Massen und die Rückstellkräfte des ersten und zweiten Stabilisierungssystems 70, 90 proportional zur Auslenkung und/oder die Rückstellkräfte des ersten und zweiten Stabilisierungssystems 70, 90 proportional zur Auslenkungsgeschwindigkeit der Auslenkung des Bildaufrichtungsprismas 22 bzw. 34 aufeinander abgestimmt sein, so dass das Bildaufrichtungsprisma 22 und das Bildaufrichtungsprisma 34 auf die Störbewegungen phasengleich mit gleicher Bewegungsamplitude reagieren.
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Zu diesem Zweck weisen das erste Stabilisierungssystem 70 und das zweite Stabilisierungssystem 90 Einrichtungen 105, 107, 109 und/oder 111 zur Justage der vorstehend genannten Rückstellkräfte auf. Solche Einrichtungen 105, 107, 109 und 111 zur Justage können beispielsweise an den Dämpfungseinrichtungen 78 und 98 und/oder an den Federgelenken 72 und 92 vorgesehen sein. Des Weiteren können auch solche Einrichtungen zur Justage vorgesehen sein, die eine oder mehrere Tariermassen aufweisen, um die Gleichgewichtslage des jeweiligen Stabilisierungssystems 70 bzw. 90 einzustellen bzw. aufeinander abzustimmen. Dies wird später noch näher beschrieben.
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Trotz Minimierung aller Fertigungstoleranzen der einzelnen Bauteile der fernoptischen Vorrichtung 10 und trotz Vorsehen von Justiermöglichkeiten zur Abstimmung der beiden Stabilisierungssysteme 70 und 90 auf identisches Ansprechverhalten auf Störbewegungen kann es zur Verringerung oder gar Vermeidung eines binokularen Sehfehlers nützlich sein, die beiden Stabilisierungssysteme 70 und 90 miteinander wirkungszukoppeln. Mit Bezug auf 3 bis 5 werden hierzu Ausführungsbeispiele beschrieben.
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In 3 ist ein Ausführungsbeispiel der binokularen fernoptischen Vorrichtung 10 gezeigt, wobei in 3 Elemente, die mit Elementen in 2 identisch oder vergleichbar sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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3 zeigt den Fall einer Wirkungskopplung der beiden Stabilisierungssysteme 70 und 90 miteinander über die Rückstellkräfte proportional zur Auslenkungsgeschwindigkeit.
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In diesem Fall sind die Dämpfungseinrichtungen 78 und 98, die beide als Wirbelstromdämpfer ausgebildet sind, miteinander gekoppelt.
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Dies kann dadurch geschehen, dass die Wirbelstromplatten 84 und 104 durch flexible elektrische Leiter 106 und 108 durch einen oder mehrere Widerstände 110 miteinander gekoppelt sind. Anstelle der oder zusätzlich zu den Wirbelstromplatten 84 und 104 können die Wirbelstromdämpfer jeweils zumindest eine Spule (nicht dargestellt) mit einer Ausrichtung der Spulenachse in Richtung der y-Achse und zumindest eine Spule (nicht dargestellt) mit einer Ausrichtung der Spulenachse in Richtung der x-Achse aufweisen. Durch Widerstandskopplung dieser Spulen beider Stabilisierungssysteme 70 und 90 wird eine Wirkungskopplung der Dämpfungskonstante beider optischer Kanäle 12 und 14 realisiert. Bei dieser Art der Wirkungskopplung zwischen den beiden Stabilisierungssystemen 70 und 90 ist darauf zu achten, dass die Dämpfungseinrichtungen 78 und 98 derart über den Widerstand oder die Widerstände 110 miteinander verbunden sind, dass beispielsweise bei einer Auslenkung des Bildumkehrprismas 22 in einer bestimmten Richtung auch das Bildumkehrprisma 34 in genau der gleichen Richtung ausgelenkt wird.
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Durch die Verwendung ausreichend langer flexibler Leitungen 106 und 108 wird die Relativbeweglichkeit der Gehäuse 16 und 28 über die Knickbrücke 44 in keiner Weise beeinträchtigt.
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Bei dieser Art der Wirkungskopplung wird die Dämpfung (Rückstellkraft proportional zur Auslenkungsgeschwindigkeit) maßgeblich durch den oder die koppelnden Widerstände 110 bestimmt. Vorzugsweise ist der Widerstand 110 oder sind die Widerstände 110 einstellbar, um so die Dämpfung einstellen zu können.
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Alternativ oder zusätzlich zu der in 3 dargestellten Wirkungskopplung der beiden Stabilisierungssystem 70 und 90 ist in 4 und 5 eine hydraulische Wirkungskopplung der beiden Stabilisierungssysteme 70 und 90 gezeigt. In 4 und 5 sind wieder Elemente, die mit Elementen in 2 und 3 identisch oder vergleichbar sind, mit den gleichen Bezugszeichen wie in 2 und 3 versehen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist das erste Stabilisierungssystem 70 mit dem zweiten Stabilisierungssystem 90 über eine hydraulische Einrichtung 112 wirkungsgekoppelt.
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Die hydraulische Einrichtung 112 verbindet den ersten Träger 66 mit dem zweiten Träger 86 über eine oder mehrere flexible hydraulische Leitungen 114.
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5 zeigt die hydraulische Einrichtung 112 im Bereich ihrer Anbindung an den ersten Träger 66. Eine hierzu identische Anbindung der hydraulischen Einrichtung 112 besteht zu dem zweiten Träger 86, so dass nur die Anbindung an den ersten Träger 66 beschrieben wird.
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Wie in 5 gezeigt ist, weist die hydraulische Einrichtung 112 vier umfänglich am ersten Träger 66 um 90° zueinander versetzt angeordnete Druckaufnehmer/Druckerzeuger 116 auf, die jeweils als Faltenbalg 118 ausgebildet sind. Jeder Faltenbalg 118 wirkt als Druckaufnehmer und als Druckerzeuger 116. Damit die Druckaufnehmer/Druckerzeuger auch auf schräge Auslenkungen, d.h. auf Auslenkungen ansprechen, die eine Überlagerung einer Auslenkung um die y-Achse und um die x-Achse sind, sind an dem ersten Träger 66 plane Aufsätze 120 befestigt. Je nach Auslenkung des ersten Trägers 66 werden einzelne der Faltenbälge 118 gestaucht oder gelängt, wodurch der jeweilige Faltenbalg eine Druckerhöhung oder eine Druckerniedrigung bewirkt, die über die flexible Leitung 114 auf die korrespondierenden Faltenbälge 118 des zweiten Trägers 86 übertragen und von diesen aufgenommen wird. Das Gleiche gilt für den umgekehrten Fall der Übertragung von Drücken von dem zweiten Träger 86 auf den ersten Träger 66. Die Faltenbälge 118 sind so miteinander verbunden, dass die Auslenkung des ersten Trägers 66 den zweiten Träger 86 in die gleiche Richtung und um denselben Betrag auslenkt und umgekehrt.
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Um diese Art der Wirkungskopplung zwischen den Stabilisierungssystemen 70 und 90 besonders wirksam zu gestalten, sind möglichst große Auslenkungen erforderlich. Daher ist die hydraulische Einrichtung 112 möglichst weit entfernt vom jeweiligen geometrischen Dreh- bzw. Lagerpunkt 48 bzw. 54 an den Trägern 66 und 86 angeordnet, im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die hydraulische Einrichtung 112 am ersten Ende 68 des ersten Trägers 66 und am ersten Ende 88 des zweiten Trägers 86 angeordnet, da die anderen Enden durch die Dämpfungseinrichtungen 78, 98 belegt sind.
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Da bei dieser Art der Wirkungskopplung zwischen den beiden optischen Kanälen 12 und 14 flexible Leitungen 114 verwendet werden, beeinträchtigen diese nicht die relative Neigungseinstellung der beiden optischen Kanäle 12 und 14 mittels der Knickbrücke 44.
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Wie bereits oben beschrieben, ist es zur Vermeidung eines binokularen Sehfehlers von Bedeutung, dass die beiden Stabilisierungssysteme 70 und 90 in den beiden optischen Kanälen 12 und 14 in ihrem Ansprechverhalten auf Störbewegungen aufeinander abgestimmt sein müssen, insbesondere wenn anders als in den Ausführungsbeispielen gemäß 3 bis 5 keine Wirkungskopplung zwischen beiden vorhanden ist. Ein wesentlicher Gesichtspunkt dieser gegenseitigen Abstimmung ist die Ausbalancierung der Gleichgewichtslage bzw. die Tarierung der beweglichen trägen Massen jedes der beiden Stabilisierungssysteme 70 und 90.
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Beide Stabilisierungssysteme 70 und 90 unterliegen bei der Benutzung der fernoptischen Vorrichtung 10 der Schwerkraft. Es muss daher gewährleistet sein, dass die beiden Stabilisierungssysteme 70 und 90 unabhängig von der Orientierung der fernoptischen Vorrichtung 10 ausbalanciert sind, so dass die Stabilisierungssysteme 70 und 90 nicht verkippen, insbesondere nicht relativ zueinander verkippen.
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Insbesondere in dem vorliegenden Fall, dass beide optischen Kanäle 12 und 14 mit jeweils unabhängig voneinander arbeitenden Bildstabilisierungen versehen sind, dürfen sich für die beiden Stabilisierungssysteme 70 und 90 keine unterschiedlichen Gleichgewichtslagen ergeben. Aufgrund von Fertigungstoleranzen lassen sich die beiden Stabilisierungssysteme 70 und 90 jedoch nicht exakt identisch herstellen, so dass eine zusätzliche Tarierung der jeweiligen Gleichgewichtslage und Anpassung der beiden Gleichgewichtslagen beider Stabilisierungssysteme 70 und 90 aneinander erforderlich wird.
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Mit Bezug auf 6 wird ein Ausführungsbeispiel einer solchen Tarierung für den optischen Kanal 12 beschrieben, wobei die gleiche Tarierung auch bei dem optischen Kanal 14 vorgesehen ist.
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Da die Baugruppe aus Bildaufrichtungsprisma 22 und erstem Träger 66 in Richtung der z-Achse die größte Ausdehnung hat, ist ihre Tarierung entlang der z-Achse von besonderer Bedeutung. Bei terrestrischem Gebrauch (horizontale Haltung der fernoptischen Vorrichtung 10) darf die fernoptische Vorrichtung nicht um die x-Achse in 6 verkippen (unter der Annahme, dass keine Störbewegungen auf die fernoptische Vorrichtung 10 wirken), und bei astronomischem Gebrauch (näherungsweise vertikale Haltung der fernoptischen Vorrichtung 10) muss eine Verkippung um die y-Achse vermieden werden. Außerdem muss in beiden Fällen ein Abgleich der Massenverteilung entlang der x- und/oder y-Achse vorgenommen werden. Zur Ausbalancierung der Baugruppe aus dem Bildumkehrprisma 22 und dem Träger 66 werden zunächst die Einzelteile der Baugruppe so ausgelegt, dass sich die Baugruppe möglichst nahe dem ausbalancierten Zustand befindet. Im nächsten Schritt müssen dann nur noch Fertigungstoleranzen und ggf. geringe Unterschiede in der Massenverteilung ausgeglichen werden, die zu Drehmomenten durch die Schwerkraft Anlass geben. Diese Drehmomente werden durch lageverstellbare Tariermassen beseitigt.
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Zum Abgleich der Massenverteilung in Richtung der z-Achse sind dazu in Richtung der z-Achse verschiebbare Tariermassen 122, 124 am Träger 66 angeordnet, die in Form schmaler Ringe an der Innen- oder Außenseite des Trägers 66 angeordnet sind.
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Für eine Ausbalancierung der Massenverteilung in Richtung der x-Achse und der y-Achse sind am ersten Ende 68 senkrecht zur entsprechenden Achse, um die ein Kippmoment vermieden werden soll, Aussparungen 126 und dazu passende Tariermassen 128 vorgesehen.
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Nachdem alle Tariermassen positioniert wurden, werden diese noch dauerhaft fixiert, beispielsweise mittels Klemmschrauben, durch Klebstoff oder durch reine Haftreibung, beispielsweise eine Gummibeschichtung auf den Reibeoberflächen, wobei durch Gewinde die Haftreibung noch verstärkt werden kann.
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Mit Bezug auf 7 bis 9 wird nachfolgend ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Die nachfolgend zu beschreibenden Ausführungsbeispiele lassen sich allgemein bei fernoptischen Vorrichtungen mit Bildstabilisierung verwenden, und zwar sowohl bei monokularen fernoptischen Vorrichtungen als auch bei binokularen fernoptischen Vorrichtungen. Außerdem können die nachfolgend zu beschreibenden Ausführungsbeispiele mit den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der binokularen fernoptischen Vorrichtung 10 kombiniert werden. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sind daher solche Elemente in 7 bis 9, die mit Elementen der binokularen fernoptischen Vorrichtung 10 gemäß einer oder mehreren der Ausgestaltungen der 1 bis 6 identisch oder vergleichbar sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 7 ist ein Ausschnitt des ersten optischen Kanals 12 der binokularen fernoptischen Vorrichtung 10 gezeigt. In 7 ist entsprechend das Gehäuse 16 und der Träger 66 im Bereich seines zweiten Endes 80 ausschnittsweise gezeigt.
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Gemäß dem vorliegenden Aspekt weist die binokulare fernoptische Vorrichtung 10 eine Endlagenbegrenzungseinrichtung 130 auf, mittels der die maximale Auslenkung des Trägers 66 und damit des in 7 nicht dargestellten Bildumkehrprismas 22 einstellbar ist. Eine entsprechende Endlagenbegrenzungseinrichtung 130 ist vorzugsweise auch für den zweiten optischen Kanal 14 vorgesehen, die identisch mit der Endlagenbegrenzungseinrichtung 130 des ersten optischen Kanals 12 ausgestaltet sein kann, so dass nachfolgend nur die Endlagenbegrenzungseinrichtung 130 des ersten optischen Kanals 12 beschrieben wird.
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Die Endlagenbegrenzungseinrichtung 130 weist einen gehäuseseitigen Anschlag 132 für den ersten Träger 66 auf.
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Der Anschlag 132 ist in Form einer zylindrischen Hülse ausgebildet, deren Innenwand 134 sich zwischen einem ersten Ende 136 und einem zweiten Ende 138 stufenweise verjüngt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei Stufen 140, 142, 144 vorhanden, so dass die Innenwand 134 des Anschlags 132 drei axial aufeinanderfolgende verschiedene Innendurchmesser aufweist.
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Der Anschlag 132 ist in Längsrichtung gemäß einem Doppelpfeil 146 lageverstellbar.
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Das Ende 80 des Trägers 66 weist einen elastischen Stoßdämpfer 148 auf. Der elastische Stoßdämpfer 148 ist hier als das Ende 80 des Trägers 66 umgebender Ring aus einem elastischen, beispielsweise elastomeren Material, gebildet. Es können jedoch auch umfänglich verteilt einzelne elastische Stoßdämpfer vorgesehen sein. Des Weiteren kann zusätzlich oder alternativ auch die Innenwand 134 des Anschlags 132 mit einem oder mehreren elastischen Stoßdämpfern versehen sein.
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Bei einer Auslenkung des Trägers 66 gemäß einem Doppelpfeil 150 kommt der elastische Stoßdämpfer 148 in Anlage gegen die Innenwand 134 des Anschlags 132, wodurch die maximale Auslenkung des Trägers 66 und damit des Bildaufrichtungsprismas 22 definiert ist.
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Für den Anschlag 132 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel drei verschiedene definierte axiale Positionen 1, 2 und 3 vorgesehen, in denen der Anschlag 132 über einen Positionier- und Arretiermechanismus 152 positioniert und arretiert werden kann. Der Positionier- und Arretiermechanismus 152 ist hier in Form einer lösbaren Raste ausgebildet.
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In 7 ist der Anschlag 132 in einer Mittelstellung arretiert (Position 2), in der der Träger 66 um den Abstand zwischen dem Außenumfang des elastischen Stoßdämpfers 148 und dem Innendurchmesser der Stufe 142 ausgelenkt werden kann.
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Wird der Anschlag 132 in die Position 1 verstellt, stehen sich die erste Stufe 140 und der elastische Stoßdämpfer 148 gegenüber. Der Außendurchmesser des elastischen Stoßdämpfers 148 und der Innendurchmesser der Stufe 140 sind so gewählt, dass sie im Wesentlichen gleich sind. Befindet sich der Anschlag 132 in der Position 1, kann der Träger 66 somit nicht mehr aus seiner in 7 gezeigten Ruhestellung ausgelenkt werden. In der Position 1 wirkt die Endlagenbegrenzungseinrichtung 130 somit als Sperreinrichtung, die die maximale Auslenkung des Trägers 66 auf null begrenzt. In der Position 1 ist das Stabilisierungssystem 70 mit anderen Worten deaktiviert.
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Wird der Anschlag 132 hingegen in die Position 3 verstellt, kann der Träger 66 entsprechend dem Abstand zwischen dem elastischen Stoßdämpfer 148 und der Stufe 144 ausgelenkt werden, wobei nur die maximale Auslenkung des Trägers 66 größer ist als in der Position 2 des Anschlags 132. In der Position 3 ist das Stabilisierungssystem 70 „vollständig“ aktiviert, in der Position 2 ist das Stabilisierungssystem 70 „halb“ aktiviert.
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Für den Anschlag 132 ist eine Rückstellfeder 154 vorhanden, die den Anschlag 132 in die Position 1 (Sperrstellung) vorspannt.
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Anstelle einer gestuften Ausbildung des Anschlags 132 kann dieser auch so ausgestaltet sein, dass sich die Innenwand 134 zwischen dem ersten Ende 136 und dem zweiten Ende 138 kontinuierlich verjüngt. Ebenso ist es möglich, die Innenwand 134 des Anschlags 132 durchgehend mit gleichem Innendurchmesser auszugestalten, und stattdessen den Träger 66 mit einem gestuften oder sich kontinuierlich verjüngenden Außendurchmesser zu versehen.
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Wenn der Anschlag 132 und/oder der Träger 66 eine sich kontinuierlich verjüngende Innen- bzw. Außenkontur aufweisen, ist es vorteilhaft, wenn sich der Positionier- und Arretiermechanismus 152 kontinuierlich verstellen lässt, wodurch die maximale Auslenkung des Bildumkehrprismas 22 bzw. des Trägers 66 kontinuierlich einstellbar ist.
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Durch die Anordnung der Endlagenbegrenzungseinrichtung 130 an einem Ende des Träger 66, hier am Ende 80 des Trägers 66, ist die mechanische Belastung auf die Endlagenbegrenzung 130 gering.
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In 8 ist für die binokulare fernoptische Vorrichtung 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Endlagenbegrenzungseinrichtung 160 gezeigt.
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Die Endlagenbegrenzungseinrichtung 160 weist hier einen trägerseitigen Anschlag 162 in Form eines sich quer zur Längsrichtung des Trägers 66 erstreckenden Vorsprungs auf, der beispielsweise als dünnes Blech, insbesondere als Federblech ausgebildet sein kann.
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Die Endlagenbegrenzungseinrichtung 160 weist des Weiteren zwei gehäuseseitige Backen 164, 166 auf, die sich quer zur Längsrichtung des Gehäuses 16 erstrecken, und seitlich mit elastischen Stoßdämpfern 168, 170 versehen sind. Über einen Positionier- und Arretiermechanismus 172 lassen sich die Abstände zwischen den Stoßdämpfern 168, 170 und somit auch der Abstand zwischen dem jeweiligen Stoßdämpfer 168, 170 von dem Vorsprung 162 variieren. Durch eine geeignete Zwangsführung können die beiden Backen 164, 166 gleichmäßig aufeinander zu und voneinander wegbewegt werden.
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Bei einer Auslenkung des Trägers 66 gemäß dem Doppelpfeil 150 führt der Vorsprung 162 eine kreisbogenförmige Bewegung aus und kommt mit dem Stoßdämpfer 168 oder mit dem Stoßdämpfer 170 in Anlage, wodurch die maximale Auslenkung des Trägers 66 und damit des Bildumkehrprismas 22 definiert ist.
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Auch hier kann wiederum vorgesehen sein, dass die Anschläge 164 und 166 in drei diskreten Positionen 1, 2, 3 positionierbar und arretierbar sind, wobei die Position 1 die maximale Auslenkung des Trägers 66 auf null begrenzt. In der Position 1 (Abstand zwischen den Stoßdämpfern 168 und 170 ist gleich der Dicke des Vorsprungs 162) wirkt die Endlagenbegrenzungseinrichtung 160 somit als Sperreinrichtung, die das Stabilisierungssystem 70 deaktiviert. In der Position 3 ist die maximale Auslenkung des Trägers 66 am größten, und in der Position 2 ist die maximale Auslenkung des Trägers 66 von null verschieden, jedoch gegenüber der Position 3 verringert.
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Auch bei dieser Ausgestaltungsvariante kann eine stufenlose Einstellung der maximalen Auslenkung vorgesehen sein, in dem anstelle der drei diskreten Positionen 1, 2 und 3 die Anschläge 164 und 166 in ihrer Position kontinuierlich eingestellt und arretiert werden können.
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Bei den Ausführungsbeispielen gemäß 7 und 8 wirken die Endlagenbegrenzungseinrichtungen 130 und 160 in allen Raumrichtungen der Auslenkung des Trägers 66 gleich.
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Es ist jedoch auch möglich, die Endlagenbegrenzungseinrichtung so zu gestalten, dass die maximale Auslenkung des Trägers 66 in unterschiedlichen Raumrichtungen verschieden einstellbar ist. Dies wird dadurch realisiert, dass die Endlagenbegrenzungseinrichtung, wie in 9 mit Pfeilen 174 veranschaulicht ist, eine Mehrzahl, zumindest jedoch drei umfänglich begrenzte punktuelle Einzelanschläge aufweist, die umfänglich gleichmäßig um den ersten Träger 66 herum verteilt sind. Damit die Endlagenbegrenzungseinrichtung auch als Sperreinrichtung wirken kann, sind zumindest drei solcher Einzelanschläge erforderlich. Für die Endlagenbegrenzungsfunktion sind jedoch für eine optimale Funktion mehr als drei Einzelanschläge vorzusehen, da sonst große Schwankungen der maximalen Auslenkung des Trägers 66 auftreten, je nachdem, ob die Auslenkung in Richtung auf einen Einzelanschlag hin oder in Richtung auf eine Position zwischen zwei Einzelanschlägen hin erfolgt.
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Durch eine individuelle Einstellung der Einzelanschläge kann die maximale Auslenkung des Trägers 66 in unterschiedlichen Raumrichtungen unterschiedlich eingestellt werden.
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Die Begrenzung der maximalen Auslenkung hängt von der Form des Trägers 66 und der Anzahl und Verteilung der Einzelanschläge um den Träger 66 herum ab.