[0002] 本申请要求于2018年10月26日提交的美国临时
专利申请号62/751,223的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003] 本公开涉及光学仪器，更具体地，涉及具有可选焦点设置的固定焦点光学装置。
背景技术
[0004] 具有手动聚焦和可调节屈光度的传统双筒望远镜最适合高
分辨率观看。其也可以被调整以改变景深。一个常见的高分辨率
用例是观看非常遥远、较小的对象，或者精细地观看接近对象，如
鸟。另一方面，固定焦点双筒望远镜旨在用于需要简单和/或快速
图像采集的观看环境。这种实现方式的一个示例是在体育比赛中，受试者正在改变
位置和距离(例如50-500码)。在限制范围内，单个用户可以迅速将双筒望远镜抬到他们的眼睛并立即聚焦。
这实际上意味着该设备始终处于待命状态，并且用户不会由于失焦状态而错过任何东西。
此外，同一双筒望远镜可以在一组观众中共享，这些观众不仅具有通用的单个便捷双筒望远镜设置，而且不需要用户熟悉传统设备的操作。
[0005] 固定焦点双筒望远镜可以描述为基本上任何这样的双筒望远镜，其对于光学装置的两个镜筒将其焦点设置设置为一个光焦度(optical power)，例如-0.5屈光度(D)。传统的固定焦点光学装置缺少允许该装置被选择性地聚焦然后固定到预定焦点的机制。已知的固定焦点双筒望远镜在制造它们的工厂进行了校准并因此被预设，而没有方便的方式让用户以任何方式改变焦点并将其“重新固定”在改变后的焦点(例如，以适应替代焦点)。
[0006] 使用传统的双筒望远镜，用户调节聚焦轮以移动镜头并获得所需的近、中或远焦点。这允许用户的眼睛保持放松，同时实现放大而又清晰的图像。相反，已知的固定焦点双筒望远镜具有通用的固定焦点设置，其足够宽，以用于典型的用户聚焦在大约从50码到大约两千码的范围内的对象上。固定焦点设置存在一些限制，因为用户可能需要依靠他们的视
力来进行某些聚焦。用户所需的工作量是双目光学设计、用户的视力以及对象与用户的距离的结合。另一个限制是，双筒望远镜在任一镜筒中都可能没有可调节的屈光度，这使其不适用于校准个人的视力。
[0007] 通用、固定焦点的优点是简单。用户可以捡起它们并立即查看其周围环境，而无需手动微调光学元件的焦点。此外，无需重新对焦即可轻松与附近的人共享固定焦点装置。传统
风格更擅长精细细节和/或更长的观看时间。
发明内容
[0008] 本公开的各方面提供了一种具有一个或多个可选固定焦点设置的光学装置。根据一个方面，提供了一种可选固定焦点双筒望远镜。该双筒望远镜可包括控制旋钮，联接至该控制旋钮的轴以及联接至该轴和该控制旋钮的至少一个可调光学元件。
制动接合机构可以将控制旋钮接合到基本固定的位置。根据一方面，制动接合机构可包括沿控制旋钮的内表面限定的轴向
键槽。球和
弹簧可以设置于在轴中限定的制动凹部中。弹簧可在球上施加力，其中当控制旋钮旋转以将轴向键槽与制动凹口对准时，球的一部分设置在轴向键槽内。
[0009] 根据本公开的另一方面，制动机构可以包括
驱动器，该驱动器联接至布置在控制旋钮中的柱。可以在柱中限定第一键槽。可以在轴上限定第二键槽。第二键槽可以与第一键槽基本上匹配。当第一键槽和第二键槽对准时，第一键槽可在控制旋钮的轴向运动时接合第二键槽。
[0010] 根据另一方面，制动机构可以包括双弹簧聚焦组件。组件可包括第一
棘轮构件和与第一棘轮构件接合的第二棘轮构件。保持弹簧可以联接至第一棘轮构件。保持销可以联接到保持弹簧。
背板可限定第一保持空隙，其中第一棘轮构件和第二棘轮构件的轴向运动构造成使保持销与保持空隙接合。
[0011] 根据本公开的另一方面，提供了一种光学装置。光学装置可包括第一物镜镜筒和第二物镜镜筒。第一和第二物镜镜筒中的每一个可包括至少一个可调光学元件和聚焦组件。聚焦组件可包括手动聚焦轮，联接至手动聚焦轮的轴以及联接至轴的控制旋钮。第一调节销和第二调节销可以联接至第一物镜镜筒的至少一个可调光学元件。第二调节销可以联接到第二物镜镜筒的至少一个可调光学元件。制动机构可以限制轴和控制旋钮的旋转运动。
附图说明
[0012] 当结合附图时，根据以下阐述的详细描述，本公开的特征、性质和优点将变得更加显而易见，在附图中，相似的附图标记在整个附图中被对应地标识。
[0013] 图1A描绘了根据本公开的一个方面的双筒望远镜装置的一部分。
[0014] 图1B描绘了根据本公开的一个方面的图1A的双筒望远镜装置的等距视图。
[0015] 图1C描绘了根据本公开的一个方面的聚焦组件的等距分解图。
[0016] 图1D描绘了根据本公开的一个方面的聚焦控制旋钮的等距视图。
[0017] 图1E描绘了根据本公开的一个方面的聚焦组件的剖视图。
[0018] 图2A描绘了根据本公开的一个方面的聚焦组件在第一位置的分解图。
[0019] 图2B示出了根据本公开的一个方面的图2A的聚焦组件在第二位置的分解图。
[0020] 图2C描绘了根据本公开的一个方面的图2A的聚焦组件的截面图。
[0021] 图3A描绘了根据本公开的一个方面的聚焦组件的分解图。
[0022] 图3B描绘了根据本公开的一个方面的图3A的聚焦组件的截面图。
具体实施方式
[0023] 本公开的各方面提供了一种可选固定焦点双筒望远镜，其对于最终消费者而言是功能强大且易于操作的。可选固定焦点双筒望远镜结合了传统双筒望远镜的近距和精细对焦优势，以及固定焦点或无聚焦式单元提供的易用性，以实现通用、用户可选聚焦式双筒望远镜。用户可以在典型的手动聚焦模式下使用双筒望远镜，或者操纵一个或多个可选的固定焦点选择器进行转换，以用作简单的固定焦点单元。这种功能可以实现为双筒望远镜，而无需对整个组件进行将需要许多新的模具的重大改变。
[0024] 用户可以通过调整主焦点和屈光度设置以在两个镜筒中均达到-0.5D的设置，来将任何传统的双筒望远镜转换为固定焦点版本。假设用户随即放弃设置，则可以将双筒望远镜当作固定焦点版本使用，但是只需选择了要被固定的焦点即可。
[0025] 将这些可调节特征添加到双筒望远镜中可能会给用户带来复杂性，例如，用户可能不了解如何使用它们。根据一个方面，可以实现控制和/或反馈指示器，以允许用户快速且容易地将双筒望远镜转变为固定焦点模式和非固定焦点模式。这使得双筒望远镜不仅对所有者更加通用，而且对于他们希望与之共享的周围人也更加通用。
[0026] 本公开的各方面提供了一种机制，该机制允许单个双筒望远镜将传统的、用户制动的手动聚焦单元的优点与通用的固定焦点单元(在此称为“可选固定焦点”)的优点相结合。根据一个方面，该机构可以包括双筒望远镜装置，其具有一组识别标记，该组识别标记允许用户将焦点设定点对准通常在固定焦点双筒望远镜中实现的焦点。
[0027] 根据另一方面，该机构可以包括
锁定机构，该锁定机构允许用户锁定到通用的(或用户定义的)焦点设定点中。这可以通过对准焦点设定并接合锁定来实现。根据一个方面，该锁可以属于几种类型，包括固定螺钉，带键的滑动器(例如
花键)，弹簧球制动器，或一旦用户将聚焦轮滚动到预设位置就可以被武装和弹簧加载以进行接合的自动接合的弹簧加载销锁。
[0028] 根据另一方面，诸如可选固定焦点双筒望远镜的光学装置可包括自动双弹簧加载机构。一旦其被用户接合，该机构可以快速改变焦点设定点。换句话说，用户可以接合该机构，该机构将反过来自动将焦点设定点更改为可选固定焦点设置。
[0029] 图1A-1B描绘了根据本公开的一个方面的双筒望远镜装置100的一部分。尽管为了便于说明已经省略了某些光学和机械部件，但是本领域技术人员将认识到那些部件及其与所示元件的相互作用在本领域中是已知的。类似地，为了便于说明，已经省略了保持双筒望远镜装置的壳体或主体。
[0030] 根据一方面，双筒望远镜装置100可以包括一个或多个物镜镜筒104，每个物镜镜筒具有物镜聚焦机构108，例如被配置为根据聚焦操作在镜筒内移动或调节光学器件的透镜架。物镜镜筒104可以包括透镜和可以被调节以控制屈光度光焦度的其他光学器件。物镜聚焦机构108可以通过调节销106联接至控制旋钮102。装饰性聚焦轮112可以通过轴110联接至控制旋钮102。在操作中，根据一个方面，控制旋钮102可以被旋转，从而通过物镜聚焦机构108与调节销106的联接使物镜聚焦机构108轴向地向上或向下移动物镜镜筒104，并且将内部光学器件调节至期望的焦点或光焦度。
[0031] 图1C描绘了双筒望远镜装置100的聚焦组件的局部分解图。如图1C所示，控制旋钮102被移除以示出聚焦组件101。聚焦组件101可包括保持环128，该保持环128围绕轴110设置并构造成保持控制旋钮102(当如图1A所示被组装时)。轴向聚焦盘124可以围绕轴110设置。轴向聚焦盘124可包括或限定一个或多个聚焦盘凹部，所述一个或多个聚焦盘凹部被构造成接收限定在调节销106中的凹口126。根据一个方面，第一轴向盘凹部125的尺寸和形状可以设定为正好大于凹口126的圆周。第二轴向盘凹部127的尺寸和形状可设定成大于调节销106的凹口126。背板122也可围绕轴110设置，并限定第一背板凹部121和第二背板凹部
123，其每个尺寸和形状分别被设定为基本上类似于第一轴向盘凹部125和第二轴向盘凹部
127。
[0032] 根据本公开的一个方面，可以将锁定机构结合到控制旋钮102中，以将聚焦组件101维持或保持在固定焦点位置。锁定机构可以用于通过防止调节销106和物镜聚焦机构
108的运动来固定光学器件的焦点。根据一个方面，锁定机构可以包括制动机构，该制动机构固定焦点设置并且向用户提供指示锁
定位置的
触觉反馈。图1D描绘了根据本公开的一个方面的控制旋钮102的等距视图。图1E描绘了聚焦组件101的截面图。轴向柱130可以设置或形成在控制旋钮102内。轴向柱130可包括外表面131和内表面129。外表面131可作为联接机构
螺纹连接至轴向聚焦盘124。当控制旋钮102被旋转时，轴向聚焦盘124可以轴向向上或向下移动轴向柱130，这继而驱动调节销106和物镜聚焦机构108的轴向运动。内表面129可以包括或限定轴向键槽114。轴向键槽114的尺寸和形状可以设定为接收制动机构的一部分。
例如，轴向键槽114可包括成
角度的或圆形的边缘，以在制动机构被接合时提供轻保持力，该轻保持力限制控制旋钮102的旋转。
[0033] 根据一个方面，制动机构可以包括布置于在轴110中限定的制动凹部116中的球120和弹簧118布置。在操作中，当控制旋钮102围绕轴110旋转以对准校准位置时，例如对于物镜镜筒104为-0.5D，球120可以
压缩弹簧118，直到控制旋钮102被旋转到轴向键槽114与球120对准的角度。在该位置，弹簧可以在球上施加向外的力，将球的一部分推入轴向键槽
114中。球120可以在轴向键槽的边缘上施加力并且提供抵抗进一步旋转的阻力。球120与轴向键槽114的接合可以向用户提供触觉反馈，指示已经实现了固定焦点设置。
[0034] 轴向键槽114的圆形或成角度的边缘可允许使用者向控制旋钮102提供旋转力，该旋转力在球120上施加抵靠弹簧118的力，并将球推回到制动凹部116中。根据本公开的一个方面，物镜镜筒104的光学器件可以类似地构造为也被调节至中性的稍微负的位置(-0.5D)，并使镜筒制动机构与物镜聚焦机构108接合。根据一个方面，镜筒制动机构可以与聚焦组件101的制动机构基本相似。
[0035] 根据本公开的另一方面，双筒望远镜装置的聚焦组件可以包括锁定塔机构，该锁定塔机构构造成将双筒望远镜装置的光学器件保持在固定焦点位置。图2A-C描绘了根据一个方面的塔组件200，其可以包括轴向运动(除了旋转运动之外)，该轴向运动允许双筒望远镜装置进入并保持在固定焦点位置。图2A示出了根据第一位置的锁定塔组件200的分解图。第一位置可以对应于装置的解锁设置。
[0036] 塔控制旋钮202可包括或限定轴向设置在塔控制旋钮202中的塔柱230。塔柱230可限定形成在塔柱230的内表面上的内部塔键槽232和形成在塔柱230的外表面上的外部塔键槽234。内部塔键槽232可包括将塔柱230的内周的一部分做成方形的基本平坦的表面。类似地，外部塔键槽234可包括将塔柱230的外周做成方形的基本平坦的表面。
[0037] 驱动器228可具有带螺纹的外表面，并且其尺寸和形状可设置成与塔柱230的外周接合。驱动器228的内表面可包括或限定驱动器键槽246。驱动器键槽246可包括将驱动器228的内周做成方形的基本平坦的表面。当组装时，驱动器键槽246可与外部塔键槽234对准以建立配合接合，使得当塔控制旋钮202旋转时，驱动器228也旋转。塔组件200可包括轴向聚焦盘224和背板222，其分别与结合图1A-E描述的那些基本上相似。此外，轴向聚焦盘224可以接合调节销206，调节销206又如本文先前所述接合镜筒调节安装件208。
[0038] 联接至手动聚焦轮(未示出)的轴210可以穿过背板222并且接合轴向聚焦盘224、驱动器228和塔柱230。轴可包括或限定塔凸缘240。塔凸缘240的尺寸和形状可设置成配合地接合塔柱230的内表面。根据一个方面，轴210可以包括
卡簧244或其他保持装置以接合到塔控制旋钮202。卡簧244可对塔控制旋钮202的轴向运动提供阻力。塔凸缘240可以包括塔凸缘键槽241，该塔凸缘键槽241包括将塔凸缘240的外周做成方形的基本平坦的表面。在图2A所示的第一位置，塔凸缘键槽241未与塔键槽232对准。这样，当组装时，并且以所示的旋转角度，轴210未与塔控制旋钮202锁定接合。这样的构造可以允许用户使用手动聚焦轮来手动聚焦装置。图2C描绘了根据本公开的一方面的塔组件200的剖视图。如图所示，塔控制旋钮202可以处于与解锁的手动聚焦设置相对应的第一位置。升高并旋转塔控制旋钮202，使得驱动器228位于塔凸缘240上方。在该旋转角度处，塔键槽232(图2A)未与塔凸缘键槽
241(图2A)对准。为了实现固定焦点设置，根据一个方面，用户可以旋转塔控制旋钮202，直到其可以滑动进入或被推入第二位置，从而使塔控制旋钮202被“锁定”并且双筒望远镜装置的焦点可被固定。
[0039] 图2B示出了根据第二位置的塔组件200。第二位置可以对应于固定焦点设置位置。根据一个方面，第二位置可以包括塔控制旋钮202和驱动器228，其被旋转以与轴210对准，从而限制轴210的旋转运动。在第二位置处，内部塔键槽232可与塔凸缘键槽241对准，使得当塔控制旋钮202朝向轴210轴向移动时，塔控制旋钮202以配合连接的方式接合塔凸缘240并防止了塔控制旋钮202的旋转。根据一个
实施例，当本文所述的键槽特征对准时，弹簧可实施为将塔控制旋钮202自动拉到锁定位置。第二位置可以通过双筒望远镜装置的光学器件被配置为预设的焦点或光焦度(例如，-0.5D)。塔组件200允许将双筒望远镜装置快速且容易地配置为固定焦点模式或手动聚焦模式。根据一个方面，由于仅存在塔控制旋钮202可被锁定的一个位置，因此用户知道，当塔控制旋钮202完全接合在锁定位置时，该装置必然处于预设固定焦点设置。
[0040] 当用户希望“解锁”双筒望远镜的固定焦点设置时，可以将塔控制旋钮202从装置拉开，使塔键槽232与塔凸缘键槽241脱离接合，并允许轴210通过手动调节轮(未示出)的移动来旋转。
[0041] 为了使聚焦组件101和塔组件200更易于操作，轴向柱130或驱动器228的
螺距可以相当粗，以减少整个聚焦行程范围内的旋转次数。否则，可能会有其中制动(图1A-1E)或塔锁定机构(图2A-2C)对准的两次或更多的旋转，从而给用户带来混乱。
[0042] 根据本公开的一个方面，固定焦点调节组件可以包括自动双弹簧加载机构，其一旦其被用户接合，可以快速地改变焦点设定点。图3A-B描绘了一个这样的固定焦点调节组件300。图3A描绘了固定焦点调节组件300的分解图，而图3B描绘了局部横截面。盖350可以设置在第一棘轮构件352上方。第一弹簧组件可包括第一弹簧354、衬套356和保持销358。第一弹簧组件可以设置在第一棘轮构件352和背板365之间。第二棘轮构件362可以联接到第一棘轮构件352。根据一个方面，第一棘轮构件352和第二棘轮构件362可每个包括一系列齿，这一系列齿构造成以配合构造彼此接合。
[0043] 棘轮弹簧360可以设置在第一棘轮构件352和第二棘轮构件362之间。棘轮弹簧360可以在不接合时
偏压抵靠第一棘轮构件352和第二棘轮构件362，从而将它们压开。第二棘轮构件362可以抵靠背板365设置。背板365可包括构造成接合并保持第一棘轮构件352的一个或多个突出部363。背板365还可以包括或限定空隙364，空隙364的尺寸和形状设计成在适当对准时接收保持销358。
基座302可包括一个或多个基座弹簧368和
螺栓366。螺栓366可以是构造成将第二棘轮构件362和背板365保持在基座302中并且抵抗基座弹簧368的偏压的螺纹
紧固件。附接柱370可以被布置或固定到基座302，并且被构造成将固定焦点调节组件300联接到双筒望远镜装置。基座302可包括
基板372和带螺纹的中央柱375。基板372还可以包括或限定保持空隙373，该保持空隙的尺寸和形状设计成在适当对准时接收保持销358。
[0044] 在操作中，固定焦点调节组件300可用于将双筒望远镜自动接合到固定位置。根据一个方面，固定焦点调节组件300可以类似于可伸缩笔机构操作。例如，盖350可以被压下，这可能导致第一棘轮构件352和第二棘轮构件362旋转并将保持销358的位置固定在保持销不能接合保持空隙373的位置(图3B)。当再次按压盖350时，第一棘轮构件352和第二棘轮构件362可旋转到另一位置，由此保持销358被压缩在第一弹簧354和背板365之间。可以旋转基座302，直到保持销358与保持空隙373对准为止，在该位置，第一弹簧354可以将保持销358推入保持空隙中，从而自动锁定固定焦点调节组件300的旋转位置。在该位置，双筒望远镜可以处于固定焦点状态。为了使双筒望远镜返回到手动聚焦操作，可以再次按下盖350，使固定销358缩回，第一棘轮构件352和第二棘轮构件362旋转，并且基座302自由旋转，从而手动调节双筒望远镜的焦点。
[0045] 尽管本公开的各方面提出了设置在控制旋钮或塔中或附近的固定焦点组件，但是本领域的技术人员将理解，制动机构及其部件的位置不限于控制旋钮。通过将制动机构全部或部分地放置在双筒望远镜装置中的其他地方，包括但不限于桥，可以实现基本相似的功能。
[0046] 尽管已经出于说明的目的详细描述了各方面，但是可以在不脱离本公开的范围和精神的情况下进行各种
修改。因此，本公开内容不受本文呈现的示例的限制，而是被设想为涵盖所附
权利要求书中描述的范围和所附权利要求书的等效物的全部范围。详细描述和附图仅是对本公开的说明而不是限制，本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。
[0047] 本文已经关于特定实施例描述了益处、其他优点和问题的解决方案。然而，益处、优点、对问题的解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案出现或变得更加明显的要素，不应被解释为本公开的关键、必需或必要特征或要素。
[0048] 应该理解的是，当一个元件被称为“连接”或“联接”到另一个元件(或其变型)时，它可以直接连接或联接到另一个元件，或者可以存在中间元件。
[0049] 此外，应当理解，在所附权利要求中，以单数形式提及的元件并不旨在表示“一个并且只有一个”，除非明确地如此指出，而是“一个或多个”。
[0050] 提供对本公开的描述以使本领域的任何技术人员能够实现或使用本公开。对本公开的各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神或范围的情况下，本文中定义的一般原理可以应用于其他变型。因此，本公开内容不旨在限于本文描述的示例和设计，而是与符合本文公开的原理和新颖性特征的最宽范围相一致。
[0051] 本文使用词语“说明性”或“示例性”来表示用作示例、实例或说明。本文描述为“说明性”或“示例性”的任何方面不一定被解释为比其他方面优选或有利。
[0052] 如本文所使用的，指代项目列表中的“至少一个”的短语是指那些项目的任何组合，包括单个成员。例如，“a，b或c中的至少一个”旨在涵盖：a，b，c，a-b，a-c，b-c和a-b-c。
[0053] 本文公开的方法包括用于实现所描述的方法的一个或多个步骤或动作。在不脱离权利要求的范围的情况下，方法步骤和/或动作可以彼此互换。换句话说，除非
指定了步骤或动作的特定顺序，否则可以修改特定步骤和/或动作的顺序和/或使用而不背离权利要求的范围。
