ДВЕРНОЙ ГЛАЗОК Российский патент 1997 года по МПК G02B25/04 

Изобретение относится к вспомогательным оптическим устройствам, а именно к оптическим системам дверных глазков, позволяющим наблюдать за находящимися снаружи в пределах поля зрения лицами или объектами.

Известен широкоугольный дверной глазок /1/, состоящий из трех линз. Передняя широкоугольная линза имеет переднюю выпуклую поверхность и заднюю вогнутую, а примыкающий к ней объектив имеет переднюю вогнутую и заднюю плоскую поверхности. В составе оптической системы входит также окуляр, направляющий пучок лучей в глаз наблюдателя, на сетчатке которого строится изображение наблюдаемого объекта. Для этого глаз наблюдателя доложен помещаться вблизи от окулярной линзы. Это является недостатком устройства, т.к. оптическая система не строит действительного изображения объекта, которое можно было бы рассматривать на экране, и наблюдатель вынужден подходить вплотную к двери с устройством.

Известен дверной глазок /2/, содержащий призменный блок из двух прямоугольных призм, отражающие грани которых примыкают друг к другу горизонтально, и три последовательно расположенные положительные одиночные линзы.

Призменный блок, служащий для оборачивания изображения, устанавливается во входном окне глазка со стороны пространства предметов. Передняя линза, установленная за призменным блоком, вогнуто-выпуклая. Промежуточная линза, расширяющая угол поля зрения глазка, и задняя /коллективная/ линза, плоской стороной обращенная к наблюдателю, плоско-выпуклые, выпуклыми поверхностями обращенные друг к другу.

Оптическая система глазка строит прямое действительное изображение на плоской матовой поверхности коллективной линзы, являющейся экраном, что позволяет наблюдателю рассматривать его на довольно большом расстоянии от двери.

Недостатком конструкции является сравнительно большой диаметр глазка, определяемый световыми диаметрами промежуточной и коллективной линз, значительно превышающими световые диаметры блока призм и передней линзы, что снижает степень безопасности наблюдателя.

Задачей изобретения является уменьшение диаметра глазка при сохранении угла поля зрения и увеличении светосилы.

Это достигается тем, что в дверном глазке, включающем оборачивающий блок из двух призм, имеющих равнобедренный треугольник в основании, горизонтально совмещенных отражающими гранями, и последовательно установленные за ним три положительные линзы, задняя из которых выполнена плоско-выпуклой, причем ее плоская поверхность, являющаяся экраном, и выпуклая поверхность передней линзы обращены к наблюдателю, передняя линза выполнена на плоско-выпуклой и обращена плоской поверхностью к пространству предметов, а промежуточная линза-двояковыпуклой и установлена от передней линзы на расстоянии, обеспечивающем выполнение соотношения d/2/d1 ≅1,3, где d1, d2 световые диаметры передней и промежуточной линз соответственно.

Уменьшение диаметра глазка осуществляется за счет уменьшения светового диаметра промежуточной и коллективной /задней/ линз путем уменьшения расстояния между промежуточной и передней линзами до величины, при которой выполняется соотношение d/2/d1≅1,3, где d1, d2 световые диаметры передней и промежуточной линз соответственно, а также уменьшения фокусного расстояния оптической системы глазка f до величины, при которой размер изображения на плоской поверхности коллективной линзы не превышает уменьшенного светового диаметра промежуточной линзы.

Уменьшение фокусного расстояния системы при сохранении диаметра входного зрачка позволяет увеличить светосилу системы. При этом увеличивается относительное отверстие, что ведет к росту аберраций высших порядков. Для уменьшения аберраций передняя линза выполнена плоско-выпуклой, а промежуточная двояковыпуклой. Геометрические параметры системы /толщины линз, радиусы кривизны, расстояния между компонентами/ определяются расчетным путем, исходя из заданных условий.

Условие d/2/d1≅1,3 выбирается из соображений соответствия размеров промежуточной и передней линз, обеспечивающих возможность установки всех линзовых компонентов в трубке одного диаметра, не превышающего размеров входной части глазка.

Для уменьшения хроматических аберраций все линзы изготовлены из материала с коэффициентом дисперсии ν ≥ 50.
Для повышения уровня технологичности глазка все линзы могут быть выполнены из одного материала, а сферические поверхности промежуточной и задней линз с одинаковым радиусом кривизны.

В целях повышения эксплуатационных возможностей глазка в условиях пониженной освещенности по меньшей мере одна из преломляющих оптических поверхностей компонентов просветлена.

Уменьшение диаметра глазка и, соответственно, отверстия в двери повышает безопасность наблюдателя, находящегося в помещении, а увеличение светосилы глазка позволяет расширить возможность его использования в условиях пониженной освещенности.

На фиг. 1 изображена оптическая схема глазка; на фиг. 2 разрез общего вида глазка.

Оптическая схема глазка состоит из призменного блока 1, включающего в оптимальном варианте выполнения две прямоугольные призмы, совмещенные горизонтально гипотенузными гранями, передней плоско-выпуклой линзы 2, промежуточной линзы 3 и задней плоско-выпуклой линзы 4, матовая плоская поверхность которой выполняет функцию экрана. Конкретный вариант выполнения глазка представлен на фиг. 2, где оборачивающий призменный блок 1 установлен в головке 5 и фиксируется в ней со стороны пространства предметов перемычки головки, а со стороны наблюдателя втулкой 6, которая крепится к корпусу головки винтом 7. Цилиндрическая часть головки через резьбовое соединение ввинчивается в цилиндрический тубус 8, в котором крепятся с помощью резьбового кольца 9 передняя и промежуточная линзы /2 и 3/. Расстояние между линзами 2 и 3 выдерживаются промежуточным кольцом 10. Задняя линза коллектив 4 крепится в том же тубусе резьбовым кольцом 11. Вся сборка устанавливается с наружной стороны двери, от поворота сборка фиксируется двумя выступами, расположенными на головке /на чертеже не показаны/, которые входят в пазы двери. С внутренней стороны двери с помощью гайки 12 глазок прочно крепится на двери.

Промежуточная линза 3 установлена относительно передней линзы 2 на расстоянии, обеспечивающем величину диаметра промежуточной линзы, не превышающего диаметра резьбовой части головки 5, а также гарантированный воздушный зазор между линзами 2 и 3 на оптической оси при сборке изделия при любом сложении допусков на деталях.

Линзы 2, 3, 4 выполнены из одного материала с коэффициентом дисперсии ν = 64, а сферические поверхности линз 3 и 4 с одинаковыми радиусами кривизны. Полированные поверхности линз просветлены с коэффициентом отражения каждой поверхности ρ ≅ 0,012.
Лучи, освещающие предмет, находящийся перед глазком, попадают в приемный блок 1, оборачивающий изображение, и направляются в объектив глазка, состоящий из линз 2 и 3. Объектив вторично переворачивает изображение и строит его прямым действительным на коллективной линзе 3. Выпуклая поверхность коллектива пригибает полевые лучи к экрану и уменьшает их виньетирование. Изображение получается ярким и четким по всему полю и может рассматриваться как с близкого расстояния, так и с расстояния 1 2 м от двери.

Использование: в оптических системах дверных глазков, позволяющих наблюдать за находящимися снаружи в пределах поля зрения лицами или объектами. Сущность изобретения: глазок содержит оборачивающий призменный блок, состоящий из двух многоугольных призм, совмещенных отражающими гранями, и три последовательно установленные за призменным блоком положительные линзы, формирующие прямое действительное изображение на экране, которым является плоская матовая поверхность третьей коллективной линзы, обращенная к наблюдателю. При этом имеют одинаковые радиуса кривизны поверхностей. 1 с. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Дверной глазок, включающий оборачивающий блок из двух призм, имеющих равнобедренный треугольник в основании, горизонтально совмещенных отражающими гранями, и последовательно установленные на ним три положительные линзы, задняя из которых выполнена плосковыпуклой, причем ее плоская поверхность, являющаяся экраном, и выпуклая поверхность передней линзы обращены к наблюдателю, отличающийся тем, что передняя линза выполнена плосковыпуклой и обращена плоской поверхностью к пространству предметов, а промежуточная линза двояковыпуклой и установлена от передней линзы на расстоянии, обеспечивающем выполнение соотношения d₂/d₁ ≅ 1,3, где d₁ и d₂ световые диаметры передней и промежуточной линз соответственно. 2. Глазок по п.1, отличающийся тем, что все линзы выполнены из материала с коэффициентом дисперсии ν ≥ 50.
3. Глазок по п.2, отличающийся тем, что сферические поверхности промежуточной и задней линз имеют одинаковые радиусы кривизны. 4. Глазок по п.2, отличающийся тем, что все линзы изготовлены из одного материала. 5. Глазок по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из преломляющих оптических поверхностей компонентов просветлена.