DE3835307A1

DE3835307A1 - Optisches system zum einbau in eine tuer

Info

Publication number: DE3835307A1
Application number: DE3835307A
Authority: DE
Inventors: Chul Hoon Ahn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-08-05
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 1990-02-08
Also published as: JPH0274914A; HK89993A; US4892399A; GB2221549A; GB8822840D0; KR920001168B1; KR900003508A; GB2221549B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches System zum Einbau in eine Tür, d. h. einen sogenannten Türspion, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und insbesondere auf einen Türspion, durch den man vor der Tür stehende Personen oder Objekte betrachten kann.

Es wurden bisher verschiedene Arten derartiger optischer Systeme vorgeschlagen. Wie in Fig. 3A dargestellt ist, zeigt die US-PS 40 82 434 einen Türspion in Form eines optischen Weitwinkelsystems, das aus einer konkaven, d. h. negativen Objektivlinse 21, einer konkaven Zwischenlinse 22 und einer in einem vorbestimmten Abstand von der Objektivlinse 21 angeordnete konvexe, d. h. positiven Betrachtungslinse 23, besteht. Die Aberrationen des von der Objektivlinse 21 erzeugten aufrechten, virtuellen Bildes werden durch die Zwischenlinse 22 korrigiert. Das von der Zwischenlinse 22 erzeugte Bild wird durch die Betrachtungslinse 23 vergrößert, so daß auf der Betrachtungslinse 23 ein aufrechtes, virtuelles Bild entsteht.

Ein derartiges optisches System hat den Nachteil, daß das auf der Betrachtungslinse 23 erzeugte virtuelle Bild nicht auf einer Abbildungsvorrichtung, wie z. B. einer Mattscheibe, sichtbar gemacht werden kann. Daher muß sich das Auge eines Benutzers sehr nahe an der Betrachtungslinse 23 befinden, um eine außenstehende Person oder ein Objekt betrachten zu können. Außerdem ist das auf der Betrachtungslinse erzeugte Bild relativ dunkel, da durch den geringen effektiven Durchmesser der konkaven Objektivlinse 21 nur wenig Licht einfallen kann. Wenn der effektive Durchmesser der konkaven Objektivlinse 21 vergrößert wird, um ein helleres Bild zu erhalten, kann der Besucher von außen in den Innenraum hineinsehen.

In der US-PS 42 57 670 wird ein optisches System für ein Guck loch beschrieben, das aus drei Linsenanordnungen besteht, die aufeinanderfolgend auf einer gemeinsamen optischen Achse ange ordnet sind. Ein derartiges optisches System ist in Fig. 3B dargestellt. Die erste Linsenanordnung ist ein Doublet mit einem dickrandigen Meniskus 31 und einer Bikonkavlinse 32. Die zweite Linsenanordnung besteht aus fünf, in gleichem Abstand voneinander stehenden gleichartigen Plankonvexlinsen 33, 34, 35, 36 und 37 und die dritte Linsenanordnung dient zur Akkommodation, d. h. zur Anpassung und besteht aus einer Plankonvexlinse 38 und einer Betrachtungslinse. Bei diesem optischen System wird das von dem Meniskus 31 erzeugte, virtuelle, aufrechte Bild mittels der Plankonvexlinse 33 in ein umgekehrtes, reelles Bild umgewandelt. Die anderen Plankonvex linsen 34 bis 38 korrigieren die Aberrationen und kehren nochmals das reelle Bild um, so daß schließlich auf der Plan konvexlinse 38 ein aufrechtes reelles Bild erzeugt wird.

Dieses optische System hat ebenfalls Nachteile, obwohl von der Plankonvexlinse 38 ein aufrechtes und reelles Bild erzeugt wird. Aufgrund des hohen Lichtverlustes in den einzelnen Linsen ist die Helligkeit des erzeugten Bildes sehr gering. Daher kann keine Abbildungseinrichtung, wie z. B. eine Mattscheibe verwen det werden, und das Auge des Benutzers muß sich sehr nahe an der Betrachtungslinse befinden, um eine Person bzw. ein Objekt betrachten zu können. Darüber hinaus ist dieses optische System aufgrund seiner großen Gesamtlänge nicht zum Einbau in eine Tür geeignet, sondern es kann lediglich in eine relativ dicke Wand eingebaut werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weitwinkel-Tür spion zu schaffen, der es einem Benützer ermöglicht, sogar aus einiger Entfernung vom Türspion ein klares und helles Bild zu sehen, ohne das Auge an die Betrachtungslinse drücken zu müssen.

Dabei soll die Länge des Türspions ungefähr gleich der Dicke einer normalen Tür sein, so daß er nach dem Einbau nicht weit aus dieser herausragt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das optische System gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Mit der Erfindung wird ein optisches System bzw. ein Türspion geschaffen, das bzw. der zwei Prismen, deren Hypotenusenflächen aufeinanderliegen, eine konvexe Frontlinse zur Umkehrung des von den Prismen erzeugten umgekehrten Bildes, eine Zwischenlin se zur Vergrößerung des von der konvexen Frontlinse erzeugten Bildes und eine konvexe Betrachtungslinse aufweist. Diese Bauteile sind aufeinanderfolgend entlang einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet, so daß in der Betrachtungslinse ein klares, aufrechtes und reelles Bild entsteht.

Weitere Ziele, Anwendungen und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig ersichtlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Türspions gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Türspion gemäß Fig. 1

Fig. 3A und 3B Längsschnitte durch herkömmliche optische Systeme.

Gemäß den Fig. 1 und 2 sind zwei im wesentlichen dreieckförmige Prismen 9 und 9′ vorgesehen, deren Hypotenusenflächen horizontal aufeinanderliegen, um die Einfallsfläche des Lichtes zu vergrößern. Die Prismen 9 und 9′ sind in eine Prismen halterung eingesetzt, wobei ihre Kanten durch ein Halteelement 8′, einen Halterahmen 10 und eine Befestigungsschraube 12 gehalten sind. Eine konvexe, d. h. positive Frontlinse 4, eine plankonvexe Zwischenlinse 4′ und eine hintere konvexe Betrach tungslinse 4′′ sind in ein Linsengehäuse 1 eingesetzt und gemäß ihren Brennweiten in vorbestimmten Abständen mittels Befestigungshülsen 5 und 5′ positioniert, die ebenfalls in das Linsengehäuse eingesetzt sind. Ein hinterer Teil des Linsenge häuses 1 ist mit einem Haltering 7 verschraubt.

Zum Einbau des Türspions in eine Tür 11 wird das Linsengehäuse 1 von innen, d. h. gemäß Fig. 1 von rechts in ein in der Tür 11 ausgebildetes Durchgangsloch eingesteckt und die Prismenhal terung 8 wird mit einem Vorderteil des Linsengehäuses 1 ver schraubt. Dann wird ein Befestigungsring 3 auf ein Außengewinde 2 des Linsengehäuses 1 aufgeschraubt, um den Türspion fest in der Tür 11 zu halten. Um die Prismenhalterung 8 und das Linsen gehäuse 1 gegen Verdrehung zu sichern, greift ein Vorsprung 13, der an der Oberseite der Prismenhalterung 8 ausgebildet ist, in eine Nut 14 im oberen Bereich des Durchgangslochs ein.

Von einer außenstehenden Person oder einem Objekt wird mittels der Prismen 9 und 9′ ein helles, umgekehrtes, reelles Bild er zeugt und die konkave Frontlinse 4 korrigiert die Aberrationen und kehrt das von den Prismen 9 und 9′ erzeugte, reelle, umge kehrte Bild in ein aufrechtes, reelles Bild um, wenn ihre vordere konkave Fläche einen größeren Krümmungsradius als ihre hintere konvexe Fläche hat. Die plankonvexe Zwischenlinse 4′ erweitert den Bildwinkel und vergrößert das von der konvexen Frontlinse 4 erzeugte reelle, aufrechte Bild. Die konvexen Flächen der beiden Plankonvexlinsen 4′ und 4′′ sind einander gegenüberliegend in einem vorbestimmten Abstand angeordnet, um die tonnenförmige Verzeichnung des Bildes zu korrigieren.

Bei Linsen mit gleichem effektivem Durchmesser steigt die Lichtstärke mit sich verringernder Brennweite an. Deshalb erweitert die konvexe Betrachtungslinse 4′′, die eine kurze Brennweite hat, den Bildwinkel und vergrößert die Bildhellig keit verglichen mit der Helligkeit des von der Zwischenlinse 4′ erzeugten Bildes.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die rückseitige Planfläche der konvexen Betrachtungslinse 4′′ fein geschliffen, so daß sie als Abbildungsschirm verwendet werden kann und so daß auf ihr mittels der Betrachtungslinse 4′′ ein aufrechtes, reelles Bild hell und klar ausgebildet wird.

Auch chromatische Aberrationen können korrigiert werden, indem der Krümmungsradius der vorderen konkaven Fläche der konvexen Frontlinse 4 größer als der ihrer hinteren konvexen Fläche ausgebildet wird.

Alternativ zum Schleifen der rückseitigen Fläche der konvexen Betrachtungslinse 4′′ kann ein geschliffenes Glas, beispiels weise eine Mattscheibe, an der rückseitigen Fläche anliegen.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die beste Helligkeit erreicht werden, indem die beiden einen rechten Winkel aufweisenden Prismen 9 und 9′ derart eingesetzt werden, daß ihre Grundflächen 6 und 6′, d. h. ihre Hypotenusenflächen aneinanderliegen.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß ein Bild einer außenstehen den Person oder eines Objektes auch aus einer Entfernung von 1 bis 2 m vom Türspion als helles und klares, reelles Bild auf der rückseitigen, geschliffenen Fläche der Betrachtungslinse 4′′ oder der Mattscheibe zu sehen ist und daß der Türspion auf grund seiner geringen Länge nach dem Einbau nur um ein geringes Maß aus der Türinnenseite herausragt.

Vorstehend ist nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert worden. Es liegt jedoch für den Fachmann auf der Hand, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen ausführbar sind, ohne den Rahmen und den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

Ein optisches System zum Einbau in eine Tür, d. h. ein soge nannter Türspion, umfaßt zwei Prismen, die jeweils die Form eines im wesentlichen gleichschenkligen Dreiecks aufweisen, deren Hypotenusenflächen horizontal aneinanderliegen, eine konvexe Frontlinse, eine plankonvexe Zwischenlinse und eine plankonvexe Betrachtungslinse. Zur Korrektur der chromatischen Aberrationen weist die konvexe Frontlinse eine vordere konkave und eine hintere konvexe Fläche auf. Um die tonnenförmige Verzeichnung zu korrigieren, sind jeweils die konvexen Flächen der Zwischen- und der Betrachtungslinse gegenüberliegend angeordnet.

Claims

1. Optisches System zum Einbau in eine Tür, gekennzeichnet durch
zwei Prismen (9, 9′), deren Grundflächen aufeinanderliegen und die der Umkehrung eines Bildes einer vor der Tür stehenden Person dienen,
eine konvexe Frontlinse (4), die eine vordere konkave Fläche und eine hintere konvexe Fläche aufweist und zur nochmaligen Umkehr des mittels der Prismen (9, 9′) umgekehrten Bildes dient,
eine konvexe Zwischenlinse (4′) zur Erweiterung des Bildwinkels der Frontlinse (4) und
eine hintere konvexe Betrachtungslinse (4′′), die in einem gemäß den Brennweiten der Zwischenlinse (4′) und der Betrach tungslinse (4′′) vorbestimmten Abstand von der konvexen Zwischenlinse (4′) angeordnet ist.

2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Prismen (9, 9′) jeweils einen rechten Winkel aufweisen, wobei die den rechten Winkeln der Prismen gegenüberliegenden Flächen (6, 6′) horizontal aufeinanderliegen.

3. Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Krümmungsradius der vorderen konkaven Fläche der konvexen Frontlinse (4) größer als der Krümmungsradius ihrer hinteren konvexen Fläche ist, so daß die chromatischen Aberrationen korrigierbar sind.

4. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Zwischenlinse (4′) und die hintere konvexe Betrachtungslinse (4′′) jeweils eine Plankonvexlinse ist, wobei ihre konvexen Flächen zur Korrektur der tonnenförmigen Verzeichnung gegenüberliegend angeordnet sind.

5. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere konvexe Betrachtungs linse (4′′) eine geschliffene rückseitige Planfläche aufweist, die als Abbildungsschirm dient.

6. Optisches System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß eine Mattscheibe an der Planfläche der hinteren konvexen Betrachtungslinse (4′′) anliegt.