ГЛАЗОК ДВЕРНОЙ Российский патент 1997 года по МПК G02B25/04 G02B23/00 

Изобретение относится к вспомогательным устройствам для дверей помещений, а именно к устройству глазков дверных, позволяющих обеспечить обзор пространства перед входной дверью в угле более, чем 180^o.

Известны современные глазки дверные широкоугольные с углом поля зрения 180^oC200^o, обеспечивающие полный обзор пространства перед входной дверью без "мертвых" зон оптической системой, состоящий из четырех-пяти линз [1] Известные решения глазков дверных широкоугольных рассчитаны на установку в стандартные двери с толщиной полотна двери 35^oC50 мм.

Для повышения безопасности, тепло- и звукоизоляции и декоративного оформления в последнее время стали использоваться либо утолщенные двери /с толщиной полотна двери до 90 мм/, либо двери, утолщенные за счет обшивки или двойной обивки с суммарной толщиной 45-90 мм.

Использование для таких дверей известных оптических систем глазков приводит к значительному удалению глаза от окуляра, что соответственно ухудшает качество изображения и вызывает большое виньетирование, а это приводит к снижению углового поля зрения.

Наиболее близким к предложенному объекту изобретения по технической сущности является глазок дверной [2] с пятилинзовой оптической системой.

Прототип содержит корпус, пятилинзовую оптическую систему, установленную в корпусе и закрепленную конусной гайкой, и гайку крепления глазка к двери. Объектив глазка состоит из четырех линз: выпукло-вогнутой линзы большого диаметра, двух плосковогнутых линз и компенсационной линзы, установленной за плосковогнутыми линзами или между ними, причем для устранения хроматической аберрации компенсационная линза выполнена из марки стекла, отличной от остальных линз.

Окуляр глазка состоит из одной двояковыпуклой линзы.

Эта схема обеспечивает большой угол обзора глазка, приближение окуляра к глазу и высокое качество изображения при использовании его в стандартных дверях. Однако, использование такого глазка для утолщенных дверей ведет к удалению глаза наблюдателя от окуляра, что ухудшает качество изображения, вызывает значительное виньетирование и уменьшение угла поля зрения.

Существенным недостатком глазка является конструкция установки и крепления линз в корпусе. Пять линз и промежуточная втулка методом насыпки установлены в цилиндрический корпус и закреплены в нем резьбовым соединением с помощью конусной гайки. Такое жесткое крепление в единый блок нескольких оптических и механических деталей выполнено с нарушением требований и креплению оптических деталей, требует высокой точности изготовления оптических и механических деталей по толщинам и длинам (высокая трудоемкость), приводит к появлению напряжений в линзах и даже к их растрескиванию и, как следствие, к ухудшению качества изображения. Особо критичными являются напряжения, возникающие в первой и второй линзах объектива (передача усилия по линзе на большом плече).

Задачей изобретения является создание конструкции глазка дверного для утолщенных и стандартных дверей с повышенным качеством изображения, увеличенной светосилой и большим выносом зрачка, при сохранении угла поля зрения 180-200^oC. Кроме того, целью изобретения является улучшение технологичности изготовления и сборки глазка и исключение возникновения напряжений в линзах при креплении их в корпусе.

Для этого в глазке дверном, содержащем пятилинзовую оптическую систему, состоящую из объектива и окуляра, установленных в корпусе, конусную гайку и гайку крепления глазка к двери, при этом объектив включает выпукло-вогнутую, плоско-вогнутую и двояковогнутую линзы, а окуляр-двояковыпуклую линзу, в отличие от прототипа, в окуляр дополнительно введена вторая двояковыпуклая линза.

Вогнутые поверхности плосковогнутой и двояковогнутой линз имеют одинаковые радиусы кривизны, а двояковогнутая линза объектива и обе линзы окуляра выполнены симметричными.

Все линзы через промежуточные втулки поджаты к торцу первой линзы упругим элементом.

Введение второй двояковыпуклой линзы в окуляр позволило ослабить оптическую силу каждой линзы, улучшить качество изображения, увеличить светосилу глазка и добиться значительного выноса зрачка при сохранении угла поля зрения 180^o. 200^o. Поэтому предлагаемый глазок можно использовать в дверях с толщиной полотна от 45 мм до 90 мм. Предложенная конструкция глазка может быть использована и для дверей с толщиной полотна более 90 мм, но с уменьшением угла поля зрения.

Выполнение вогнутых поверхностей второй и третьей линз объектива с одинаковыми радиусами кривизны упрощает и удешевляет их изготовление, а симметричные конструкции двояковогнутой линзы и двух линз окуляра исключают неправильную установку их во время сборки, что повышает технологичность сборки.

Введение упругого элемента, например пружины, для крепления блока оптических деталей с промежуточными втулками обеспечивает постоянство и надежность положения оптических элементов в соответствии с расчетной оптической схемой. В предложенном глазке исключены механические и температурные напряжения в линзах и, как следствие, обеспечено постоянство качества изображений. При этом снижаются требования к точности изготовления линз по толщине, исключаются операции подгонки, снижается трудоемкость изготовления деталей и сборки.

На фиг. 1 представлен общий вид глазка дверного. На фиг. 2 схема установки глазка в дверь; верхняя часть в стандартную дверь, нижняя часть - в утолщенную дверь. На фиг. 3 приведены графики аберраций.

Оптическая схема глазка состоит из трехлинзового объектива линзы 1, 2 и 3 и окуляра 4 и 5. Линза 1 большого диаметра имеет первую поверхность выпуклую, вторую вогнутую с малым радиусом кривизны. Линза 2 имеет первую поверхность плоскую, вторую вогнутую. Линза 3 двояковогнутая. Вторая поверхность линзы 2 и обе поверхности линзы 3 имеют одинаковые радиусы кривизны. Все линзы объектива 1, 2 и 3 выполнены из стекла одной марки. Окуляр состоит из двух симметричных двояковыпуклых линз 4 и 5, причем обе линзы выполнены из оптического стекла с оптическими свойствами, отличными от оптических свойств стекла линз объектива.

Для увеличения длины оптической системы линзы окуляра установлены с большим воздушным промежутком друг от друга, например на расстоянии l-0,9f¹ окуляра. Для дверей толщиной до 85 мм окуляр может состоять из двух одинаковых линз, расположенных близко друг к другу. При этом обеспечивается угол поля зрения 180-200^o.

Линзы 2, 3 объектива и 4, 5 окуляра установлены в цилиндрический корпус 6 методом насыпки с промежуточной втулкой 7 между линзой 3 объектива и линзой 4 окуляра и промежуточной втулкой 8 между линзами 4 и 5 окуляра. Между линзой 5 и торцом 9 цилиндрической проточки корпуса установлена пружина 10. Линза 1 установлена в цилиндрическую проточку 11 фланца корпуса 6 и закреплена в ней конусной гайкой 12. Пружиной 10 линзы 2, 3, 4 и 5 через промежуточные втулки 7 и 8 поджаты к плоскому торцу линзы 1. Таким образом, одна линза закреплена жестко резьбовым соединением, все остальные находятся в эластичном контакте друг с другом и втулками под действием пружины 10. На цилиндрическую часть 13 корпуса 6 нанизана панель 14, выполняющая также функцию стопорного устройства от выворачивания глазка с наружной стороны двери. На панели 14 с наружной стороны выполнена цилиндрическая проточка 15 с выступающим штифтом 16 (или выступом), который входит в паз 17 конусной гайки 12. С другой стороны панели 14 имеются один или два штыря 18. На корпус 6 навернута гайка 19 крепления глазка к двери, выполняющая также функцию наглазника.

Установка глазка в дверь показана на фиг. 2. В верхней части рисунка показана установка в стандартную дверь с толщиной полотна 45 мм, в нижней - для утолщенных дверей до 90 мм.

Глазок с предварительно нанизанной на него панелью 14 установлен с наружной стороны двери в круглое отверстие 20 полотна двери.

При этом штыри 18 входят в отверстие 21 полотна двери, а выступ (штифт) 16 панели 14 в паз 17 конической гайки 12. С внутренней стороны двери глазок крепится гайкой 19.

Установка линз методом насыпки в глухое цилиндрическое отверстие может привести к их неправильной установке за счет переворота и, следовательно, увеличить трудоемкость сборки. Для устранения этого в патентуемом варианте оптической системы линзы 3, 4 и 5 выполнены симметричными по форме.

Графики аберраций, представленные на фиг. 3 и данные в угловой мере, подтверждают высокое качество предложенной оптической системы.

На графике фиг. 3а сферическая аберрация. Ее величина для основной длины волны λ_o=0,546 мкм на краю зрачка не превышает 6''. Сферическая аберрация для дополнительных длин волн на краю зрачка не более 1'. На фиг. 3б и фиг. 3в изображены графики меридиональной и сагиттальной составляющих широкого наклонного пучка для угла поля зрения 2σ₁=180^° На фиг. 3г и фиг. 3д изображены графики меридиональной и сагиттальной составляющих широкого наклонного пучка для угла поля зрения 2σ₁=90^° Для каждого из двух углов поля зрения на всех высотах зрачка и для любой из трех длин волн, указанных на графиках, значения аберраций широкого наклонного пучка не превышает 2', что свидетельствует о высоком качестве изображения оптической системы предлагаемого глазка дверного.

Предлагаемая конструкция глазка пригодна для массового производства с использованием процесса автоматизированной сборки.

Использование: в конструкции глазка дверного широкоугольного для утолщенных и стандартных дверей толщиной от 45 до 90 мм, при большом поле зрения. Сущность изобретения: глазок содержит пятилинзовую оптическую систему, включающую трехлинзовый объектив и двухлинзовый окуляр с большим воздушным промежутком. Первая линза объектива жестко крепится в посадочное место корпуса конусной гайкой, две другие, а также обе линзы окуляра через промежуточные втулки упруго поджаты к плоскому торцу первой линзы пружиной. В дверном глазке выполняются одинаковые радиусы кривизны двояковогнутой и плосковогнутой линз объектива, а также симметричная конструкция двояковогнутой линзы объектива и обеих линз окуляра. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Глазок дверной, содержащий пятилинзовую оптическую систему, состоящую из объектива и окуляра, установленных в корпусе, конусную гайку и гайку крепления глазка к двери, при этом объектив включает выпукло-вогнутую, плоско-вогнутую и двояковогнутую линзы, а окуляр двояковыпуклую линзу, отличающийся тем, что в окуляр дополнительно введена вторая двояковыпуклая линза. 2. Глазок по п. 1, отличающийся тем, что вогнутые поверхности плоско-вогнутой и двояковогнутой линз имеют одинаковые радиусы кривизны, а двояковогнутая линза объектива и обе линзы окуляра выполнены симметричными. 3. Глазок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что все линзы через промежуточные втулки поджаты упругим элементом.