CN1409152A - 带有照相功能的光学观察器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带有照相功能的光学观察器装置，其在一壳体中装有一个用来观察物体的望远镜镜头系统和一个用来拍摄物体的数字照相机系统。壳体中还有一个手动操作的旋转轮，该旋转轮的一部分通过壳体上的一个开口暴露于外界，从而通过望远镜镜头系统将物体汇聚成像。一个显示板元件，其将物体以运动图像的形式显示于显示屏上，该显示板元件安装在壳体上从而能在显示板元件的显示屏靠近壳体壁面的收起位置和显示板元件的显示屏朝向望远镜光学系统目镜系统侧面的显示位置之间移动。旋转轮在布置上能使手动操作的旋转轮的露出部分在显示板元件处于收起位置时隐藏在显示板元件的后面。

Description

带有照相功能的光学观察器装置

技术领域

本发明涉及一种带有照相功能的光学观察器(optical viewer)装置。

背景技术

众所周知，光学观察器装置如双筒望远镜、单筒望远镜等是用来观看体育运动、野生鸟类等用的。在使用光学观察器装置时，使用者通常是观看那些他或她想要拍摄的事物。一般来讲，由于需要将光学观察器更换成照相机，他或她会在此期间失去机会而无法拍摄到所要的图像。为此就有人提出了一种内置相机的光学观察器，这样在用光学观察器连续观察的同时就能用其中的相机即刻进行拍摄。

例如，日本实用新案的公开文本(KOKAI)No.6-2330公开了一种双筒望远镜和相机的组合装置，其中相机仅是简单地装在双筒望远镜上。当然，该双筒望远镜包括一对望远镜镜头系统，而相机则包括一个照相镜头系统。在用这对望远镜的镜头系统观察物体时，可通过相机将所观察的物体拍摄下来。此外，在这种带有相机的双筒望远镜中，由于相机仅是简单地附加到双筒望远镜上的，因此其操作并不容易。

在使数字照相机与光学观察器装置相组合的情况下，最好在这种带有数字照相机的光学观察器装置中装有一个显示板元件如液晶显示(LCD)板元件，以便监视所要拍摄的物体，这与传统数字照相机类似。在考虑这种带有数字照相机的光学观察器装置的各种功能之后，还应考虑该显示板元件的位置。即，显示板元件应置于这种带有数字照相机的光学观察器装置上的方便位置。

当这种带有数字照相机的光学观察器装置具有显示板元件时，必须在这种带有数字照相机的光学观察器装置的壳体上布置一个显示选择开关，以便选择显示模式或非显示模式，这与传统数字照相机类似。即，通过接通该显示选择开关来选择显示模式时，所要拍摄的物体即在显示板元件上以运动图像显示出来，在断开该显示选择开关而选择非显示模式时，显示板元件上就不显示运动图像。

这种带有数字照相机的光学观察器装置与传统数字照相机的不同之处在于前者可用作普通的观察器装置，如双筒望远镜和单筒望远镜等等。因此这种带有数字照相机的光学观察器装置经常会以暴露在外的方式携带而不用壳体封盖，因此经常发生对显示选择开关误操作的情况。当显示选择开关被误操作而接通时，装在这种带有数字照相机的光学观察器装置中的电池就会产生不必要的损耗。

此外，现在已知还有一种带有相机的双筒望远镜，其中采用一个物镜系统作为照相镜头系统的一部分，该物镜系统包含于该双筒其中之一的望远镜镜头系统中。

特别是，每一个望远镜镜头系统都包括一个物镜系统、一个正像棱镜系统以及一个目镜(ocular lens)系统。在其中一个望远镜镜头系统中装有一块半透明反射镜，其设置于物镜系统和正像棱镜系统之间，相对于相关望远镜镜头系统的光轴成45°角。入射在物镜系统上的光束被该半透明反射镜分成两部分。即一部分光束穿过半透明反射镜而射向目镜系统，其余部分光束则受到半透明反射镜反射，从而被引入照相镜头系统。

在这种布置中，此类带有相机的双筒望远镜比日本专利文献(KOKAI)No.6-2330所公开的带有相机的双筒望远镜更为紧凑。然而，其缺点是照相镜头系统的入射光量减少了。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种带有数字照相机的光学观察器装置，其包括一个用来监视所要拍摄物体的显示板元件，其中的显示板元件在布置上能使这种带有数字照相机的光学观察器装置操作方便。

本发明的另一个目的是提供前述类型的一种带有数字照相机的光学观察器装置，其结构紧凑不显笨重。

根据本发明的一种带有照相功能的光学观察器装置包括：一个用来观察物体的望远镜光学系统，该望远镜光学系统包括彼此之间能相对平移的第一部分和第二部分；一个数字照相机系统，其包括一个照相光学系统以及一个图像传感器，两者之间彼此相连从而使物体通过照相光学系统在图像传感器的受光表面(light-receiving surface)上形成照片图像；一个壳体，其中装有上述望远镜光学系统和数字照相机系统，并且壳体中还设置有一个手动操作的旋转轮，该旋转轮的一部分通过形成于壳体上的一个开口而暴露于外界；一个调焦机构，其与望远镜光学系统相连，使得上述旋转轮的旋转运动转换成望远镜光学系统的上述两部分之间的相对平移，从而通过望远镜的光学系统使物体落入焦点；一个显示板元件，其通过数字照相机系统而将所要拍摄的物体显示于其显示屏上，该显示屏安装在壳体上，因此能在收起位置和显示位置之间移动。在该收起位置，显示板元件的显示屏靠近壳体壁面；而在该显示位置，显示板元件的显示屏朝向望远镜光学系统的目镜系统一侧。旋转轮在布置上能使该手动操作的旋转轮的露出部分在显示板元件处于收起位置时隐藏在显示板元件的后面。

最好将望远镜光学系统的第一部分设置在壳体内不可移动的位置上，而望远镜光学系统的第二部分则可相对于望远镜光学系统的第一部分平行移动，这样望远镜光学系统的第二部分在最接近于望远镜光学系统第一部分时就完全收在壳体中。此外，最好将显示板元件设置在壳体的顶壁上。

壳体上设置有显示选择开关，用以对是否将所要拍摄物体以运动图像显示在显示板元件的显示屏上进行选择，同时旋转轮在布置上应使得当显示板元件处于收起位置时，能令显示选择开关与旋转轮均隐藏在在显示板元件后面。

显示板元件优选具有一个与之一体构成的突起部分，当显示板元件处于收起位置时，显示选择开关就隐藏在该突起部分的后面。

优选的是，旋转轮围绕一管轴而一体构成，而且照相光学系统即装在该管轴中。更为优选的是，照相光学系统能在管轴中相对于图像传感器平移，并在管轴和照相光学系统之间布置有一个调焦机构，以便将管轴的旋转运动转换成照相光学系统的平移运动，从而各物体聚焦于图像传感器的受光表面上。

还可用第一望远镜光学系统和第二望远镜光学系统来代替前述的望远镜光学系统。该第一和第二望远镜光学系统中，每一个望远镜光学系统都包括彼此之间能相对平移的第一和第二部分，同时通过第一和第二望远镜光学系统来观察物体。在此情况下，壳体包括两个彼此之间可移动接合的壳体部分，第一和第二望远镜光学系统分别装在各壳体部分中，使得通过一个壳体部分相对于另一壳体部分的移动，即可调节第一和第二望远镜光学系统的光轴之间的距离。优选的是，其中一个壳体部分与另一壳体部分为滑动接合，从而通过一个壳体部分相对于另一壳体部分的滑动，即可使第一和第二望远镜光学系统的光轴在同一几何平面上移动。

优选的是，第一和第二望远镜光学系统的对应的第一部分设置在各壳体部分的固定位置上，而各望远镜光学系统的对应的第二部分可相对于各望远镜光学系统的第一部分而平行移动，使得当各望远镜光学系统的对应的第二部分处于最接近各望远镜光学系统的第一部分的位置时，其能完全收在壳体部分中。

附图说明

参考附图，通过下面的说明将更好地理解本发明的上述目的以及其它目的，其中：

图1是根据本发明的带有数字照相机的双筒望远镜的第一实施例的平面剖视图；

图2是沿图1中II-II线的剖视图，其中所示可移动的壳体部分处于相对于主壳体部分的收起位置；

图3是与图2类似的剖视图，其中所示可移动的壳体部分处于相对于主壳体部分的伸出位置；

图4是一个支撑板组件的平面视图，该支撑板组件装在由主壳体部分和可移动壳体部分所形成的壳体中；

图5是布置在支撑板组件上的左、右安装板的平面视图；

图6是沿着图5中的线VI-VI的立面图；

图7是沿着图1中的线VII-VII的剖视图；

图8是平面图，显示这种带有数字照相机的双筒望远镜的外观，其中LCD板元件处于收起位置；

图9是平面图，与图8类似，其中LCD板元件处于显示位置；

图10是剖面图，与图7类似，是图1所示第一实施例的一种变形；

图11是平面图，与图8类似，其展示的是根据本发明的带有数字照相机的双筒望远镜第二实施例的平面剖视图，其中LCD板元件处于收起位置；

图12是平面图，与图11类似，其中LCD板元件处于显示位置；

图13是平面图，与图12类似，是图11和图12所示第二实施例的一种变形。

具体实施方式

图1所示为一种带有数字照相机的双筒望远镜的内部结构，该双筒望远镜根据本发明而构造，而图2显示出沿图1中的线II-II所得的剖视图。

这种带有数字照相机的双筒望远镜包括一个壳体10以及装在壳体10中的一对望远镜镜头系统12R和12L，其中壳体10包括主壳体部分10A和可移动壳体部分10B，而望远镜镜头系统12R和12L在光学上彼此完全相同。望远镜镜头系统12R和12L分别用于人的左眼和右眼，并关于左眼和右眼之间的中线而对称设置。

右侧望远镜镜头系统12R组装于主壳体部分10A中，其包括一个物镜系统14R、一个正像系统16R和一个目镜系统18R。主壳体部分10A的前壁上形成有开口19R，该开口19R与右侧望远镜镜头系统的物镜系统14R对齐。

左侧望远镜镜头系统12L组装于可移动壳体部分10B中，其包括一个物镜系统14L、一个正像系统16L和一个目镜系统18L。可移动壳体部分10B的前壁上形成有开口19L，该开口19L与左侧望远镜镜头系统的物镜系统14L对齐。

可移动壳体部分10B与主壳体部分10A滑动接合，使得其彼此之间可相对移动。即，可移动壳体部分10B能相对于主壳体部分10A而在图2所示的收起位置和图3所示的最大伸出位置之间移动。

在壳体部分10A和10B的滑动面上均作用有合适的摩擦力，从而只有在可移动壳体部分10B上施加一定的拉力才能使可移动壳体部分10B从主壳体部分10A伸出。与此相似，只有在在可移动壳体部分10B上施加一定的收回力才能使可移动壳体部分10B收回到主壳体部分10A上。所以，由于在壳体部分10A和10B滑动表面上作用有合适的摩擦力，即可使可移动壳体部分10B保持或停留在收起位置(图2)和最大伸出位置(图3)之间的任一位置。

从图2和图3可明显看到，当可移动壳体部分10B从主壳体部分10A伸出时，左侧望远镜镜头系统12L与可移动壳体部分10B一起移动，而右侧望远镜镜头系统12R则保持在主壳体部分10A中。因此，只要将可移动壳体部分10B从主壳体部分10A拉出，即可调节右侧望远镜镜头系统12R的光轴OR与左侧望远镜镜头系统12L的光轴OL之间的距离，从而使该距离与使用者的光瞳间距一致。即，通过使可移动壳体部分10B相对于主壳体部分10A而相对滑动就能进行光瞳间距调节。

在本实施例中，右侧望远镜镜头系统12R的物镜系统14R装在对应于主壳体部分10A的一个固定位置，然而正像系统16R和目镜系统18R均可相对于物镜系统14R前后移动，从而通过右侧望远镜镜头系统12R将被观察的物体置于焦点上。同样，左侧望远镜镜头系统12L的物镜系统14L装在对应于可移动壳体部分10B的一个固定位置，然而正像系统16L和目镜系统18L均可相对于物镜系统14L前后移动，从而通过左侧望远镜镜头系统12L将被观察的物体置于焦点上。

为了既进行光瞳间距调节又进行左、右侧望远镜镜头系统12L和12R的调焦，如图4所示，在壳体10上设置有支撑板组件20，并且左、右侧望远镜镜头系统12L和12R都安装在该支撑板组件20上，其安装方式将在下面详细描述。注意，尽管在图1中本可以看到支撑板组件20，但为了避免视图过于复杂，并未在图1中显示出来。

如图4所示，支撑板组件20包括一个矩形板件20A和一个可在矩形板件20A上滑动的滑动板件20B。矩形板件20A具有一个长边和一个短于该长边的侧边。滑动板件20B包括一个宽度与矩形板件20A侧边基本相等的矩形部分22以及一个从矩形部分22一体伸出的部分24，部分22和24的纵向长度基本等于矩形板件20A的纵向长度。

滑动板件20B在矩形部分22中有一对导槽26，在伸出部分24中有一个导槽27。另一方面，有一对凸件26′和一个凸件27′固定在矩形板件20A上，使得这对凸件26′能滑动收入这对导槽26中，且凸件27′能滑动收入导槽27中。导槽26和27伸出从而彼此平行，同时每个槽所具有的长度对应于可移动壳体部分10B在收起位置(图2)和最大伸出位置(图3)之间的移动距离。

如图2、3所示，支撑板组件20布置在壳体10中，从而与壳体10的底面分开。矩形板件20A以一种适当的方式固定连接在主壳体部分10A上(不过这并未示于图中)。滑动板件20B具有一个从矩形部分22一体伸出的突起部分28，并且该突起部分28以固定方式连接到设置于可移动壳体部分10B中的隔壁29上。这样，当可移动壳体部分10B相对于主壳体部分10A移动时，滑动板件20B就能与可移动壳体部分10B一起移动。

右侧望远镜镜头系统12R的物镜系统14R牢牢固定在矩形板件20A上用标记14R′标出的阴影线区域，并且左侧望远镜镜头系统12L的物镜系统14L牢牢固定在滑动板件20B的矩形部分22上用标记14L′标出的阴影线区域。

图5所示是设置在支撑板组件20上的右安装板30R和左安装板30L，对应的正像棱镜系统16R和16L分别安装在右安装板30R和左安装板30L上，如图1所示。此外，从图5和图6可明显看到，左、右安装板30L和30R在其后侧边各自设置有安装板30R和30L，并且如图1所示，目镜系统18L和18R分别安装在立板32L和32R上。

右侧安装板30R由矩形板件20A可移动地支承，使得正像棱镜系统16R和目镜系统18R均可相对于物镜系统14R前后移动。同样，左侧安装板30L由滑动板件20B可移动地支承，使得正像棱镜系统16L和目镜系统18L均可相对于物镜系统14L前后移动。

特别是，如图5和图6所示，在右侧安装板30R上设置有一个导块34R，固定在其下面的右侧边缘附近。导块34R上形成有导槽36R(见图6)，其可用来滑动容纳矩形板件20A的右侧边，如图2和3所示。此外，右侧安装板30R沿其左侧边还具有侧壁38R，侧壁38R的下面有一部分形成了隆起部分40R，该隆起部分40R中有一个通孔，用于滑动容纳导杆42R。导杆42R的端部由一对从矩形板件20A一体伸出的固定件44R固定支撑(图1和图4)。因此，承载着正像棱镜系统16R和目镜系统18R的右侧安装板30R就能相对于物镜系统14R前后平移，

同样，如图5和图6所示，在左侧安装板30L上设置有一个导块34R，固定在其下面的左侧边缘附近。导块34L上形成有导槽36L(见图6)，其可用来滑动容纳矩形板件20A的左侧边，如图2和3所示。此外，左侧安装板30L沿其右侧边还具有侧壁38L，侧壁38R的下面有一部分形成了隆起部分40L，该隆起部分40L中有一个通孔，用于滑动容纳导杆42L。导杆42L的端部由一对从矩形板件20A一体伸出的固定件44L固定支撑(图1和图4)。因此，承载着正像棱镜系统16L和目镜系统18L的左侧安装板30R就能相对于物镜系统14R前后平移。

注意，如上所述，尽管图1中未显示支撑板组件20，然而显示了固定件44R和44L。

利用上述结构，通过使可移动壳体部分10B移向或离开主壳体部分10A，就能进行左、右侧望远镜镜头系统12L和12R的光瞳间距调节。此外，通过安装板30R相对于物镜系统14R的前后平移，就能对右侧望远镜镜头系统12R进行调焦，同时，通过安装板30L相对于物镜系统14L的前后平移，即可对左侧望远镜镜头系统12L进行调焦。

为了同时移动右安装板30R和左安装板30L，使得左、右安装板30L和30R之间的距离可变，以一个可伸缩连接件46将安装板30L和30R彼此连接。

特别如图5所示，可伸缩连接件46包括一个矩形的条形件46A和一个叉形件46B，其中条形件46A可在叉形件46B中滑动。条形件46A在其前端固定连接到侧壁38R的隆起部分40R下侧，叉形件46B在其前端固定连接到侧壁38L的隆起部分40L下侧。部件46A和46B的长度均大于可移动壳体部分10B从收起位置(图2)到最大伸出位置(图3)的移动距离。即，当可移动壳体部分10B从收起位置(图2)伸展到最大伸出位置(图3)时，部件46A和46B之间始终保持滑动接合。这样，安装板30L和30R就能同时产生平移，从而保证左侧光学系统(16L，18L)和右侧光学系统(16R，18R)可始终保持同步平移。

注意，如图5所示，条形件46A上形成有一个矩形孔47，其作用将在下面描述。

图7是沿着图1中的线VII-VII的剖视图。从图1和图7可明显看到，主壳体部分10A的前壁上形成有一个圆口48，并且当可移动壳体部分10B处于收起位置(图2)，该圆口48位于壳体10前壁的中心位置。

如图1和图7所示，主壳体部分10A有一个内前套筒50，该内前套筒50从主壳体部分10A前壁的内壁面上一体伸出而环绕圆口48，同时内前套筒50与主壳体部分10A的顶壁合为一体。此外，内后套筒52与主壳体部分10A顶壁一体形成并垂挂其上，内后套筒52与内前套筒50对齐。

管轴54位于内前和内后套筒50和52之间并由其所支撑，管轴54可以旋转并具有一个与之一体形成的旋转轮56。如图7所示，主壳体部分10A顶壁上形成有一个矩形开口58，一部分旋转轮56通过该矩形开口58露到外面。这样使用者即可用手指转动旋转轮56的露出部分，从而转动管轴54。

管轴54在其前端到旋转轮56之间的外周面上加工有外螺纹60，环形件62螺纹连接到管轴54的外螺纹60。如图2、3和7所示，环形件62上一体形成有一个径向延伸部分64，同时有一个矩形突起部分65从径向延伸部分64上一体突出。矩形突起部分65可插装到矩形孔47中，矩形孔47形成于可伸缩连接件46的条形件46A内。

通过上述结构，当手动驱动旋转轮56而使管轴54转动时，环形件62就会沿着管轴54的纵向中心轴移动，使得安装板30L和30R同步平移，并进而使左侧光学系统(16L，18L)和右侧光学系统(16R，18R)同步平移。即，彼此以螺纹连接的管轴54和环形件62形成了一个运动转换机构，用以将旋转轮56的旋转运动转换为左侧光学系统(16L，18L)和右侧光学系统(16R，18R)的平移运动，可利用该运动转换机构作为左、右侧望远镜镜头系统12L和12R的调焦机构。

在本实施例中，左、右侧望远镜镜头系统12L和12R中每一系统的光路设计都使得当正像系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)处于物镜系统(14R，14L)的最近端时，可将数字照相机前40米之外的物体置于焦点。因此，在使数字照相机前40米之内的附近物体置于焦点之前，必须使正像系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)均移动而离开相应的物镜系统(14R，14L)。当正像系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)均离物镜系统(14R，14L)最远时，就能将最近的物体如数字照相机前2米的物体置于焦点。

当通过左、右侧望远镜镜头系统12L和12R而使无限远的物体处于焦点时，即当正像系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)均处于物镜系统(14R，14L)的最近端时，相应的目镜系统18R和18L完全收在壳体部分10L和10R中，此时这种带有数字照相机的双筒望远镜在结构上最为紧凑。这种紧凑的状态非常适于手持这种带有数字照相机的双筒望远镜。

如图1和图7所示，管轴54中设置有一个镜筒66，包括第一镜头系统68和第二镜头系统70的照相镜头系统67就置于镜筒66中。另一方面，图像传感器控制电路板72固定连接在主壳体部分10A后壁的内表面，而一个CCD图像传感器74安装在图像传感器控制电路板72上，从而使CCD图像传感器74的受光表面与置于镜筒66中的照相镜头系统67对齐。内后套筒52有一个形成于其后端的内环法兰75，一个光学低通滤波器76装配在内环法兰75中。简而言之，照相镜头系统67、CCD图像传感器74以及光学低通滤波器76构成一个数字照相机，所要拍摄物体经照相镜头系统67和光学低通滤波器76而聚焦到CCD图像传感器74的受光表面上。

在本实施例中，由于照相镜头系统67装在该带有旋转轮67的管轴中，因此就能使这种带有相机的双筒望远镜在结构上更为紧凑。特别是，双筒望远镜一般都需要一个直径相对较大的调焦旋转轮，以便对这对望远镜镜头系统进行调焦，而调焦旋转轮安装在一个轴上。根据本实施例，由于该轴制成为用于容纳照相镜头系统67的管轴，因此可将该照相镜头系统装在双筒望远镜中而并不显其笨重。

在将数字照相机前2.0米远的——即最近的物体拍摄成聚焦图像时，与普通的数字照相机一样，必须在照相镜头系统67中使用调焦机构。此外，照相镜头系统67的调焦机构应在操作上与左、右侧望远镜镜头系统12L和12R的调焦机构相关联，因为望远镜镜头系统12L和12R是被用作内置相机的光学观察器系统。即，当被观察的物体通过左、右侧望远镜镜头系统12L和12R成为聚焦图像时，该被观察的物体也必须经照相镜头系统67而聚焦到CCD图像传感器74的受光表面上。

最后，在管轴54的内周面和镜筒66的外周面上分别形成内螺纹和外螺纹，使得镜筒66与管轴54螺纹配合。将镜筒66的前端部插入内前套筒50中，而在镜筒66的前端部对称地设置一对键槽78，每一键槽78都从镜筒66的前端部向后延伸一预定的距离。另一方面，在内前套筒50的内壁中对称地设置一对孔，将两个销钉80成对地插入孔中，从而如图7所示与键槽78配合，防止镜筒66发生旋转运动。

因此，当手动旋转轮56而使管轴54旋转时，镜筒66会因管轴54和镜筒66之间的螺纹配合而沿照相镜头系统67的光轴平移。即，管轴54内周面和镜筒66外周面上形成的内螺纹和外螺纹构成了一个用来将旋转轮56的旋转运动转换成镜筒66平移运动的运动转换机构，该运动转换机构用作照相镜头系统67的调焦机构。

管轴54外周面上形成的外螺纹60相对于管轴54内周面上形成的内螺纹为逆螺纹。因此，当手动旋转轮56而使正像棱镜系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)向后移动，离开各自的物镜系统(14R，14L)时，镜筒66向前移动而离开CCD图像传感器74。这样，当正像棱镜系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)向后移动而将近处的物体置于望远镜镜头系统(12R，12L)的焦点时，就能利用镜筒66以及照相镜头系统67的前向运动而将近处的观测物体聚焦到CCD图像传感器74的受光表面上。

当然应注意，形成于管轴54外周面上的外螺纹60所具备的螺距由左、右侧望远镜镜头系统12L和12R的光学特性确定，形成于管轴54内周面上的内螺纹所具备的螺距由照相镜头系统67的光学特性确定。

从前述内容显而易见，在本实施例中，这种带有数字照相机的双筒望远镜具有可滑动的壳体10这一技术特征，从而能够对左、右侧望远镜镜头系统12L和12R的光瞳间距进行调节。特别是，右侧望远镜镜头系统12R的光轴OR和左侧望远镜镜头系统12L的光轴OL不仅彼此平行，还平行于照相镜头系统67的光轴OS。右侧望远镜镜头系统12R的光轴OR和左侧望远镜镜头系统12L的光轴OL形成了一个几何平面P(参见图2和图3)，壳体部分10A和10B之间可彼此滑动接合，从而通过使壳体部分10A和10B中的一个壳体部分相对于另一个壳体部分相对滑动，而令光轴OL和OR在同一几何平面P内移动，以便对左、右侧望远镜镜头系统12L和12R的光瞳间距进行调整。

如图2、3和7所示，在主壳体10A的底壁内形成有一个内螺纹孔81，用以将这种带有数字照相机的双筒望远镜安装在三角架上。即，当这种带有数字照相机的双筒望远镜安装在三脚架上时，内螺纹孔81即与三脚架上的外螺纹接合。从图2显而易见，当可移动壳体部分10B处于收起位置时，内螺纹孔81位于收起的壳体10的中点并位于照相镜头系统67的光轴下面。还有，由图7显而易见，内螺纹孔81与主壳体部分10A的前底边相连。

如图1、2和3所示，壳体10右端部设置有一个电源电路板82，其与固定安装在主壳体部分10A中的结构框83连接。另外，如图2、3和7所示，在主壳体部分10A中设置有一个主控电路板84，其布置在支撑板组件20的下面。主控电路板84以适当的方式固定在主壳体部分10A的底面上——尽管对此图中未示。各种电气元件如微控制器、存储电路等都安装在主控电路板84上。

在本实施例中，从图2、3和7显而易见，在主壳体部分10A的顶壁上设置有一个矩形平板结构的LCD(液晶)板元件86。该LCD板元件86安装在枢轴88上而可在其前侧旋转，该枢轴88由主壳体部分10A的顶壁加以适当支撑，并沿主壳体部分10A的顶部前缘延伸。即，LCD板元件86能绕枢轴88的纵向中心线转动，其中该中心线垂直于照相镜头系统67的光轴。

LCD板元件86通常都处于图7实线所示的收起位置，此时，LCD板元件86的显示屏就面向主壳体部分10A的顶面。因此，当LCD板元件86处于收起位置时，使用者或观看者就不能观看LCD板元件86的显示屏。当LCD板元件86从收起位置手动旋转到图7中虚线所示的显示位置时，LCD板元件86的显示屏100就朝向目镜系统18L和18R的一侧(即使用者正面)，使用者就能够观看LCD板元件86的显示屏了。

如图1、2、3所示，可移动壳体部分10B的左端部由隔壁29所分隔，从而形成一个电池腔90，以便容纳两节电池92。电池92通过一个柔性的电源线(图中未示)为电源电路板82供电，该电池92同时还通过柔性的电源线(图中未示)为图像传感器控制电路板72、主控电路板84、LCD板元件86等供电。

从图2、3中显而易见，有两个连接端子94和95安装在电源电路板82上，可通过形成于主壳体部分10A前壁上的两个接口而从外侧与之相接。注意，在图1中，两个接口只显示了一个，该接口供连接端子95使用，以附图标记95′表示。在本实施例中，连接端子94用作视频接线端子，其用来将数字照相机与家用电视机相接，连接端子95用作USB(通用串行总线)连接端子，其用来将数字照相机与个人计算机相接。如图1、2、3所示，电源电路板82及连接端子94和95均被电磁屏蔽96所遮盖，该电磁屏蔽由适当导电材料如铜、钢等制成。

如图2、3和7所示，有一个合适的存储卡驱动器，如CF(致密闪存，Compact Flash)卡驱动器97安装在主控电路板84之下，并布置在可移动壳体部分10B的底壁和主控电路板84之间。存储卡或CF卡为可拆地装载在CF卡驱动器97中。

参见图8和图9，其所示为带有数字照相机的双筒望远镜外观的平面图。在这些图中，附图标记18L′和18R′分别表示其中装有目镜系统18L和18R的镜筒，并且该镜筒18L′和18R′具有矩形剖面。镜筒18L′和18R′分别固定安装在左、右安装板30L和30R(参见图6)的立板30L和30R上，并由其支撑。当然，如前所述，当正像棱镜系统(16L，16R)和目镜系统(18L，18R)最接近各自物体系统(14L，14R)时，镜筒18L′和18R′完全收在壳体部分10L和10R中，因此本发明这种带有数字照相机的双筒望远镜此时在结构上最为紧凑。

此外，标记98是形成于可移动壳体部分10B顶壁上的一个月牙形浅槽，该浅槽98在可移动壳体部分10B从主壳体部分10A拉出时用来容纳使用者的手指，从而便于从主壳体部分10A拉出可移动壳体部分10B。

在图8中，LCD板元件86处于收起位置。另一方面，在图9中，LCD板元件86处于显示位置，而LCD板元件86的显示屏由标记100表示。

如前所述，在显示位置处，由于LCD板元件86的显示屏100朝向目镜系统18L和18R的侧面，因此使用者可以很容易地观察到LCD板元件86的显示屏100。即，在用左、右侧望远镜镜头系统12L和12R进行观测时，仅需将这种带有数字照相机的双筒望远镜向下移一点，使用者就能观察到LCD板元件86的显示屏100。此外，仅需将这种带有数字照相机的双筒望远镜向上移一点，使用者即可立即返回，继续用左、右侧望远镜镜头系统12L和12R进行观测。简单地说，使用者能够快速地从用左、右侧望远镜镜头系统12L和12R观察对像切换到用LCD板元件86的显示屏100来观察对象，反之亦然。

从图8显而易见，当LCD板元件86处于收起位置时，旋转轮56隐藏在LCD板元件86的后面，因此在手持这种带有数字照相机的双筒望远镜(其中镜筒18L′和18R′完全收在壳体10中)时，旋转轮56不会因误操作而旋转。换句话说，在手持这种带有数字照相机的双筒望远镜时，镜筒18L′和18R′不会因误操作而突出壳体10。

如图8和图9所示，这种带有数字照相机的双筒望远镜还带有一个释放开关102、一个显示开关104、一个菜单显示开关106、一组四个菜单选择切换键108SK₁、108SK₂、108SK₃、108SK₄、以及一个菜单设定开关108SS，它们适于布置在主壳体部分10A的顶壁上。此外，带有数字照相机的双筒望远镜还设置有一个电源通/断开关，其布置在主壳体部分10A的底壁。这些开关与装在主控电路板84上的微计算机相连。

电源通/断开关可形成为一种滑动开关，其可在接通位置和断开位置之间移动。当电源通/断开关位于断开位置时，微计算机处于睡眠状态或最小耗电状态，这时微计算机只监测是否对电源通/断开关进行了操作。即，在睡眠状态时，除了电源通/断开关之外，其它所有开关都被禁用。当电源通/断开关从断开位置移动到接通位置时，微计算机即监视是否对各个开关进行了操作。

释放开关102可形成为一种自返回型下压开关，其包括两个相关联的开关部件。其中一个开关部件用作测光开关部件，而另一个开关部件则用作释放开关部件。当释放开关102压下一半时，测光开关部件打开，从而由微计算机进行光度测量。而当释放开关102完全压下时，释放开关部件接通，从而由微计算机进行拍摄操作。

显示选择开关104可形成为一种自返回型下压开关。在电源通/断开关处于接通状态期间，当显示选择开关104接通时，所要拍摄物体作为运动图像在LCD板LCD板元件86的显示屏上显示出来。

特别是，所要拍摄物体通过照相镜头系统67和光学低通滤波器76而聚焦到CCD图像传感器74的受光表面上。该聚焦物像就由CCD图像传感器74转换成一帧模拟的图像像素信号。当显示选择开关104接通时，就能以适当间隔而将一帧疏化的(thinned)模拟图像像素信号连续地从CCD图像传感器74读出，每一帧疏化的模拟图像像素信号都会经过适当处理并转换成一帧数字图像像素信号。该帧数字图像像素信号连续地存储在设置于主控电路板84上的帧存储器中，并可作为数字视频信号从帧存储器中读取。该数字视频信号转换成模拟视频信号，并根据该视频信号而将该物体图像以运动图像的形式再现于LCD板元件86的显示屏100上。即，使用者能在LCD板元件86上监视所要拍摄的物体。

当然应注意，在显示选择开关102切断时，显示板元件上就不再显示运动图像。

当释放开关102完全压下而使释放开关部件接通时，即从CCD图像传感器74读取一帧未经疏化的全模拟静态图像像素信号，将其适当处理并转换成一帧全数字静态图像像素信号。然后，将该帧全数字静态图像像素信号储存在主控电路板84的帧存储器中，可对其进行适当的图像处理。之后，就将处理后的一帧数字静态图像像素信号以给定的格式储存在CF卡存储器中，装入CF卡驱动器97。

菜单显示开关106同样制成为自返回型下压开关。在电源通/断开关处于接通状态期间，当菜单显示开关106接通时，LCD板元件86的显示屏显示出各个菜单选项，并且任何一个菜单选项都可用光标来指示和选择，其中所指示的菜单为反白显示(reversely-displayed)。通过有选择地操作四个选择切换键108SK₁、108SK₂、108SK₃、108SK₄即可使光标移动，从而以光标指示并选择所需的菜单选项。之后，压下菜单设定开关108SS，由微计算机执行对应于所指示并选择的菜单选项的程序。

例如，当从各个菜单选项中选择复制模式，而且通过压下菜单设定开关108SS而设定了该复制模式时，每一帧中的数字静态图像像素信号即经疏化处理而从CF卡驱动器97的CF卡存储器中读取出来，并经处理形成视频信号。随后根据该视频信号，所拍摄图像即以静止图像的形式再现于LCD板元件86的显示屏100上。

作为选择，可将视频信号通过视频连接端子94送到家用电视机中，从而在家用电视上再现所拍摄图像。还有，每一帧中的数字静态图像像素信号都可通过UBS连接端子95，从CF存储卡送到一台带有打印机的个人计算机，从而利用打印机为所拍图像打印出硬拷贝。当然，当个人计算机配置有CF存储卡驱动器时，可将CF存储卡从CF存储卡驱动器97上取下，装到个人计算机的CF存储卡驱动器中。

图10类似于图7，其展示的是前述带有数字照相机的双筒望远镜的实施例的一种变型。注意，在图10中，与图7相同的结构特征采用相同的附图标记。

在图10所示的变型实施例中，左、右侧望远镜镜头系统12L和12R的调焦机构或运动转换机构由凸轮槽110和短柱形(stub-like)凸轮从动件112构成，其中凸轮槽110形成于管轴54外表面上，而凸轮从动件112从环形件62的内表面伸出并与凸轮槽110啮合。注意在图10中，虚线所示的凸轮槽110在一个平面上形成展开。因此，与前述的实施例类似，旋转轮56的旋转运动将转换成右侧光路系统(16R，18R)和左侧光路系统(16L，18L)的平移运动。

此外，在这一变型实施例中，照相镜头系统67的调焦机构或运动转换机构是由管轴54外表面上形成的凸轮槽114以及短柱形凸轮从动件116所构成的。其中凸轮从动件116从镜筒66的外表面伸出，并与凸轮槽114啮合。注意类似于凸轮槽110，虚线所示的凸轮槽114在一个平面上形成展开。这样，类似于前述的实施例，就能将旋转轮56的旋转运动转换成镜筒66的平移运动。

从图10显而易见，凸轮槽110与114彼此方向相反。因此，当手动旋转轮56，使正像棱镜系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)向后移动离开各自的物镜系统(14R，14L)时，镜筒66即向前移动离开CCD图像传感器74。这样，类似于前述实施例，当正像棱镜系统(16R，16L)和目镜系统(18R，18L)向后移动而将近处的物体置于望远镜镜头系统(12R，12L)的焦点时，就能利用照相镜头系统67的前向运动将近处的观测物体聚焦到CCD图像传感器74的受光表面上。

在前述图1到图9的实施例中，由于左、右侧望远镜镜头系统12L和12R的调焦机构或运动转换机构是由内、外螺纹构成的，因此在旋转轮56的旋转运动与右侧光路系统(16R，18R)和左侧光路系统(16L，18L)的平移运动之间存在线性关系。同样，由于照相镜头系统67的调焦机构或运动转换机构是由内、外螺纹构成的，因此在旋转轮56的旋转运动与照相镜头系统67的平移运动之间存在线性关系。

然而实际上，在右侧光路系统(16R，18R)和左侧光路系统(16L，18L)的调焦位置之间以及从左、右侧光路系统(16L，18L；16R，18R)的调焦位置到物镜系统14R和14L所测得的距离之间，未必是线性关系。与之相似，照相镜头系统67的调焦位置以及从照相镜头系统67的调焦位置到CCD图像传感器74受光表面所测得的距离之间，也未必是线性关系。

因此，在左、右侧光路系统(16L，18L；16R，18R)和照相镜头系统67精确定位到其相应的调焦位置之前，应如图10所示，以凸轮槽(110，114)和凸轮从动件(112，116)构成运动转换机构，因为能够相对于物镜镜头系统14L和14R以及CCD图像传感器74而非线性地移动左、右侧光路系统(16L，18L；16R，18R)和照相镜头系统67。简而言之，通过利用凸轮槽110和114以及凸轮从动件112和116，就能将左、右侧光路系统(16L，18L；16R，18R)和照相镜头精确定位在它们各自的调焦位置处。

当然，由于左、右侧望远镜镜头系统12L和12R以及照相镜头系统67具有一定的焦深，因此利用内外螺纹来构成相应的运动转换机构并无问题。然而，所要拍摄物体离带有数字照相机的双筒望远镜越近，就越难在光学系统(16R；18R；16L；18L或67)的调焦位置与相应的距离之间建立起近似的线性关系。例如，当左、右侧望远镜镜头系统12L和12R以及照相镜头系统67在设计上使得一个离带有数字照相机的双筒望远镜小于1.0米的最近物体能够聚焦时，其将无法在光学系统(16R；18R；16L；18L或67)的调焦位置与相应的距离之间建立起近似的线性关系。在此情况下，必须如图10所示，用对应的凸轮槽110和114以及对应的凸轮从动件112和凸轮从动件116来构成调焦机构或运动转换机构。

图11和图12与图8和图9类似，展示根据本发明的另一例带有数字照相机的双筒望远镜，本实施例除了LCD板元件86有一个突起部分118从其上一体伸出之外，与前述实施例完全相同。注意，在图11和12中，与图8和图9相同的部件采用相同的附图标记。

从图11可以看出，当LCD板元件86处于收起位置时，显示选择开关104隐藏在突起部分118的后面。换句话说，显示选择开关104位于LCD板元件86的旁边，从而在LCD板元件86处于收起位置时会被突起部分118盖住。这样，在使用者手持这种带有数字照相机的双筒望远镜，同时电源通/断开关处于接通状态时，由于LCD板元件86处于收起位置，显示选择开关104就不会因手持这种带有数字照相机的双筒望远镜而被误操作接通。即电池92可免于浪费性的消耗。

当然，如图13所示，如在布置上使得在LCD板元件86处于收起位置时，显示选择开关104能隐藏在LCD板元件86的后面，则LCD板元件86上的突起部分118也可不要。

尽管上述实施例是针对一种带有数字照相机的双筒望远镜而言的，但是本发明的原理也适用于其它带有数字照相机的光学观察器，如单筒望远镜。

此外，在上述实施例中，尽管壳体是由两个彼此之间滑动接合的主壳体部分和可移动壳体部分构成，以便调节左、右侧望远镜镜头系统的光瞳间距，但本发明的原理也同样适用于其它带有数字照相机的光学观察器，如一种双筒望远镜，其中左、右侧望远镜镜头系统可绕一旋转调焦轮转动，从而调节左、右侧望远镜镜头系统的光瞳间距。

最后，本领域普通技术人员会认识到，以上描述为本发明的优选实施例，对本发明所进行的各种变化和变型都不脱离本发明的精神和范围。

本发明涉及申请号为JP2001-301664(申请日为2001年9月28日)以及申请号为JP2002-035031(申请日为2002年2月13日)的日本专利申请，在这里将其以参考的形式全文并入本发明。

Claims (13)

1.一种带有照相功能的光学观察器(optical viewer)装置，其包括：

一个用来观察物体的望远镜光学系统，所述望远镜光学系统包括彼此之间能相对平移的第一部分和第二部分；

一个数字照相机系统，其包括一个图像传感器以及一个照相光学系统，这两者之间彼此关联，使得所述物体通过所述照相光学系统而在所述图像传感器的受光表面(light-receiving surface)上形成照片图像；

一个壳体，该壳体中装有所述望远镜光学系统和所述数字照相机系统；

一个设置在所述壳体中的手动操作的旋转轮，所述手动操作的旋转轮的一部分通过在所述壳体上形成的一个开口而暴露于外界；

一个调焦机构，其与所述望远镜光学系统相关联，使得所述手动操作的旋转轮的旋转运动转换成所述望远镜光学系统的第一部分和第二部分之间的相对平移，从而通过所述望远镜光学系统而将所述物体置于焦点；

一个显示板元件，其通过所述数字照相机系统而将所要拍摄物体显示于其显示屏上，所述显示板元件安装在所述壳体上而可在一个收起位置与一个显示位置之间移动，其中在该收起位置，所述显示板元件的显示屏靠近所述壳体的壁面；而在该显示位置，所述显示板元件的显示屏朝向所述望远镜光学系统的目镜(ocular lens)系统一侧；

其中当该显示板元件处于所述收起位置时，所述手动操作的旋转轮在布置上使得该手动操作的旋转轮的露出部分隐藏在该显示板元件的后面。

2.如权利要求1所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其特征在于所述望远镜光学系统的第一部分设置于所述壳体内不可移动的位置上，而且所述望远镜光学系统的第二部分能相对于所述望远镜光学系统的第一部分平行移动，所述望远镜光学系统的第二部分在最接近于所述望远镜光学系统的第一部分时，完全收在所述壳体中。

3.如权利要求1所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其特征在于所述显示板元件设置于所述壳体的顶壁上。

4.如权利要求1所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其特征在于进一步包括一个设置于所述壳体上的显示选择开关，其用来对所要拍摄物体是否以运动图像显示在所述显示板元件的显示屏上进行选择，

其中当该显示板元件处于所述收起位置时，所述手动操作的旋转轮在布置上使得所述显示选择开关与该手动操作的旋转轮一起隐藏在所述显示板元件的后面。

5.如权利要求4所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其特征在于所述显示板元件具有一个与之一体构成的突起部分，而且当所述显示板元件处于所述收起位置时，所述显示选择开关就隐藏在所述突起部分的后面。

6.如权利要求1所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其特征在于所述手动操作的旋转轮绕着一管轴一体构成，同时所述照相光学系统就装在所述管轴中。

7.如权利要求6所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其特征在于所述照相光学系统能在所述管轴中相对于所述图像传感器平移，

其进一步包括一个用于所述照相光学系统的调焦机构，该调焦机构设置于所述管轴和所述照相光学系统之间，用以将所述管轴的旋转运动转换成所述照相光学系统的平移运动，从而将所述物体聚焦到所述图像传感器的受光表面上。

8.如权利要求1所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其特征在于将所述望远镜光学系统规定为第一望远镜光学系统，

其进一步包括一个第二望远镜光学系统，该第二望远镜光学系统包括彼此之间能相对平移的第一部分和第二部分，通过所述的第一和第二望远镜光学系统二者来观察所述物体。

9.如权利要求8所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其特征在于所述壳体包括彼此之间移动接合的两个壳体部分，所述的第一和第二望远镜光学系统分别装在所述的各壳体部分中，从而通过所述一个壳体部分相对于另一壳体部分的移动，就能对所述第一和第二望远镜光学系统的光轴之间的距离进行调节。

10.如权利要求9所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其特征在于所述一个壳体部分与另一壳体部分为滑动接合，从而通过所述一个壳体部分相对于另一壳体部分的滑动，就能使所述第一和第二望远镜光学系统的光轴在同一几何平面上移动。

11.如权利要求10所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其特征在于所述第一和第二望远镜光学系统的各第一部分分别布置在所述壳体部分的固定位置处，所述第一和第二望远镜光学系统的各第二部分可相对于所述第一和第二望远镜光学系统的各第一部分平行移动，当所述第一和第二望远镜光学系统的各第二部分分别处于最接近所述第一和第二望远镜光学系统的各第一部分的位置时，所述第一和第二望远镜光学系统的各第二部分能完全收在所述壳体部分中。

12.如权利要求11所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其特征在于所述手动操作的旋转轮绕着一管轴一体构成，同时所述照相光学系统就装在所述管轴中。

13.如权利要求12所述的一种带有照相功能的光学观察器装置，其特征在于所述照相光学系统能在所述管轴中相对于所述图像传感器平移，

其进一步包括一个用于所述照相光学系统的调焦机构，该调焦机构设置于所述管轴和所述照相光学系统之间，用以各所述管轴的旋转运动转换成所述照相光学系统的平移运动，从而将所述物体聚焦到所述图像传感器的受光表面上。

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