DE69220647T2

DE69220647T2 - Türspion

Info

Publication number: DE69220647T2
Application number: DE69220647T
Authority: DE
Inventors: Pinchas Goldstein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-11-01
Filing date: 1992-10-28
Publication date: 1998-02-05
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: DE69220647D1; CA2081845A1; BR9204240A; IL99941A; US5357367A; IL99941A0; EP0540307A1; EP0540307B1; JPH06148535A; ATE154983T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schaulochbetrachter, der in Türen, Wänden usw. angebracht werden kann.
Derartige Betrachter sind insbesondere aus den US-Patenten 4,726,670 und 4,892,399 bekannt. Diese Betrachter sind früheren Schaulochbetrachtern insofern überlegen, als beide über optische Systeme verfügen, die reelle, projizierbare Bilder erzeugen, die aus gewissen Entfernungen betrachtet werden können, wobei dies einen Unterschied zu früheren Vorrichtungen darstellt, die virtuelle Bilder erzeugten, die es erforderlich machten, daß sich das Auge des Betrachters nahe an dem Okular befindet.
Beide der obengenannten Betrachter nach dem Stand der Technik weisen jedoch Nachteile auf, durch die ihr Nutzen gemindert wird. Beide Vorrichtungen, und insbesondere die in US-Patent 4 892 399 beschriebene, machen große Löcher in der Tür erforderlich, bei letzterer sogar ein abgestuftes Loch mit zwei Durchmessern, das sehr schwierig herzustellen ist und sich auf keinen Fall für die Eigeninstallation eignet, wobei die Nachrüstung ausgehend von einer vorhandenen relativ kleinen Bohrung selbst für einen Fachmann eine sehr schwierige Aufgabe darstellt. Ein weiterer Nachteil dieser Offenbarung besteht im Einsatz eines doppelten Dove-Prismas 9,9', das im Gegensatz zu der bekannten Regel, daß Dove-Prismen nur bei Bündeln paralleler Lichtstrahlen eingesetzt werden sollten (was bei diesem System offensichtlich nicht der Fall ist), da ansonsten Aberrationen auftreten, als ein Aufrichtelement an der Eingangspupille seines optischen Systems eingesetzt wird.
Der Betrachter gemäß US-Patent 4,726,670 weist einige zusätzliche Nachteile auf. Sein optisches System ist eindeutig kein Weitwinkelsystem, was bei diesem Einsatz sehr wichtig ist, und in beiden Offenbarungen wird die Wirksamkeit ihrer Mattscheibe dadurch erheblich beeinträchtigt, daß sie Umgebungslicht ausgesetzt ist, welches den Kontrast erheblich verringert.
US-Patent 4,761,065 offenbart ein weiteres Beispiel eines Schaulochbetrachters mit einer fokussierbaren Bildoberfläche, die von außen auftreffendem Licht ausgesetzt ist. In diesem Fall wird die Bildoberfläche durch eine Mattscheibe oder eine Fresnel-Scheibe gebildet.
JP-A-61245125 offenbart einen Weitwinkel-Schaulochbetrachter mit einem komplexen Objektivsystem, das eine vordere Zersteuerungslinsengruppe umfaßt, die in einer Tür angebracht ist, sowie eine hintere Sammellinsengruppe, die durch einen Umlenkspiegel von der vorderen Gruppe getrennt ist und ein reelles Bild in der Ebene einer Gesichtsfeldblende erzeugt, wo es mit Hilfe eines Vergrößerungslinsensystems betrachtet werden kann.
Ein weiterer Nachteil, der allen diesen Offenbarungen gemeinsam ist, besteht darin, daß die Ausrichtung der optischen Achse des Systems unveränderlich ist. Dadurch müssen sich größere Benutzer bei näherer Betrachtung bücken, während Benutzer mit geringerer Körpergröße sich auf die Zehenspitzen stellen müssen, und auch bei Betrachtung der Mattscheibe aus einem größeren Abstand werden wirklich zufriedenstellende Resultate nur dann erzielt, wenn die Streuscheibe in einer Richtung mehr oder weniger senkrecht dazu betrachtet wird.
Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Weitwinkel- Schaulochbetrachter zu schaffen, der in ein relativ kleines Loch paßt, das mit einem Standardspiralbohrer hergestellt werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Betrachter zu schaffen, bei dem verzeichnungsfreie Aufrichtelemente eingesetzt werden, und dessen Bildschirm vor auftreffendem Licht geschützt ist, und bei dem es vorzugsweise möglich ist, die optische Achse der Betrachtungsseite der Vorrichtung zu neigen, um sie bestmöglich an den einzelnen Benutzer anzupassen.
Unter Berücksichtigung der Offenbarung in JP-A-61245125 wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Schaulochbetrachter für eine Tür oder Wand geschaffen, der umfaßt:
ein Objektivsystem mit einer optischen Achse, das ein reales umgekehrtes Bild erzeugt und in einem röhrenförmigen Element angebracht ist, das fest in der Tür oder Wand installiert werden kann;
wenigstens eine Reflektoreinrichtung, die die Lichtstrahlen von dem Objektivsystem winklig ablenkt; und
ein Gehäuse, das fest an dem röhrenförmigen Element angebracht werden kann und wenigstens die Reflektoreinrichtung und eine Betrachtungslinse aufnimmt, die darin koaxial zu der optischen Achse angebracht ist, die von der Reflektoreinrichtung abgelenkt wird;
wobei der Betrachter eine Aufrichteinrichtung enthält, die sich hinter dem Objektivsystem befindet, um das umgekehrte Bild aufzurichten;
dadurch gekennzeichnet, daß der Betrachter ein optisches Element enthält, das sich in dem Betrachter zwischen dem Objektivsystem und wenigstens einer der Reflektoreinrichtungen befindet und eine optische Fläche umfaßt, auf die das reale Bild, das von dem Objektivsystem erzeugt wird, projiziert wird, wobei die optische Fläche so ist, daß das darauf projizierte reale Bild durch die Betrachtungslinse betrachtet werden kann, wobei die optische Fläche gegen Außenlicht geschützt ist, das direkt darauf auftrifft.
Spezielle Ausführungen der Erfindung werden im folgenden lediglich als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
Fig. 1 eine als Schnitt ausgeführte Draufsicht auf eine erste Ausführung des Betrachters gemäß der Erfingung ist;
Fig. 1A eine Schnittansicht eines röhrenförmigen Körpers ist, der ein Sichtobjektiv trägt und an dem ersten Gehäuseteil angebracht werden kann, wobei er den zweiten Gehäuseteil bei einer Variante der Ausführung in Fig. 1 ersetzt;
Fig. 2 eine als Schnitt ausgeführte Draufsicht auf eine zweite Ausführung des Betrachters gemäß der Erfindung ist; und
Fig. 3 eine ähnliche Ansicht jedoch einer anderen Ausführung ist, bei der der Aufrichter die Form eines Bündels optischer Fasern hat.
In den Zeichnungen ist in Fig. 1 ein Mehrlinsen-Objektivsystem 2 zu sehen, das in einem röhrenförmigen Element 4 angebracht ist, das in eine Bohrung in der Tür 6 eingeführt wird. Aufgrund der Tatsache, daß der schmale Abschnitt des Bündels von Lichtstrahlen, die in das optische System 2 eintreten und es passieren, sich in der Dicke der Tür befindet, ist es möglich, eine 12,7 mm (einhalb Inch)-Bohrung zu nutzen, die seit langem die Standardbohrung für Schaulöcher ist. Die Vorteile einer derartigen, relativ kleinen Bohrung, die mit einem Standardspiralbohrer hergestellt werden kann, liegen auf der Hand. Der erste Teil 8 eines zweiteiligen Gehäuses wird an dem mit Gewinde versehenen Ende des röhrenförmigen Elementes 4 angebracht und durch einen Ring 10 arretiert. Dieser Gehäuseteil 8 nimmt ein Aufrichtprisma 12 vom Amici-Typ sowie eine kugelsichere Panzerplatte 14 auf, die verhindert, daß ein harter Gegenstand mit Gewalt durch das röhrenförmige Element 4 in den Raum eingeführt wird.
Im Inneren des röhrenförmigen Elementes 4 ist in geeignetem Abstand zu dem Objektivsystem 2 eine kontrastverbessernde, jedoch verzerrungsfreie Fresnel-Linse 16 angebracht, deren Rückseite 18 so geschliffen ist, daß eine Streuscheibe entsteht, auf der das reelle, umgekehrte Bild entsteht, das von dem Objektivsystem 2 erzeugt wird.
Der zweite Gehäuseteil 20 ist an dem bundartigen Rand 22 des ersten Gehäuseteils 8 so angebracht, daß er um die optische Achse A geschwenkt werden kann (nach Ablenkung durch das Aufrichtprisma 12), wie dies durch den Doppelpfeil 8 angedeutet ist. Der Zweck dieser Schwenkbarkeit wird weiter unten erläutert.
Der zweite Gehäuseteil 20 nimmt einen reflektierenden Spiegel 24 auf, der die optische Achse A ein zweites Mal ablenkt und sie auf eine Schaulinse 26 zu leitet, durch die das nunmehr aufgerichtete Bild von dem Betrachter U betrachtet werden kann, der dazu beide Augen benutzen kann. Die Kombination aus der Fresnel-Linse 16, ihrer streuenden Rückseite 18, die vor auftreffendem Licht geschützt ist, und der Schaulinse 26 ermöglicht es praktischerweise, das Bild auch aus erheblichem Abstand zu betrachten, wobei gleichzeitig verhindert wird, daß der Raum und eine darin befindliche Person bzw. Personen von außerhalb der Tür gesehen werden können. Um beste Betrachtungsergebnisse zu erzielen, sollte die Sichtlinie des Betrachters U senkrecht zur allgemeinen Ebene der Schaulinse 26 der sein. Dies wird umso wichtiger, je näher man der Schaulinse kommt, um beispeilsweise Einzelheiten zu erkennen. Die obenerwähnte Möglichkeit des Schwenkens gestattet leichtes Einstellen der Höhe für den jeweiligen Betrachter.
Bei einer Abwandlung dieser Ausführung, die praktischerweise in schmalen Korridoren eingesetzt wird, bei denen sich die Tür an einer der Seitenwände befindet, wird statt des zweiten Gehäuseteils 20 mit seinem Ablenkspiegel 24 ein röhrenförmiger Körper 28 (Fig. 1A) eingesetzt, der mit seinem offenen Rand 30 an dem obenerwähnten bundartigen Rand 22 des ersten Gehäuseteils 8 angebracht werden kann und die Schaulinse 26 aufnimmt. Bei dieser Ausführung wird die optische Achse A lediglich einmal abgelenkt (durch den Aufrichter 12), so daß der Betrachter den Korridor von der Seite der Tür aus sehen kann. Obwohl bei dieser Ausführung das Schwenken nicht möglich ist, ist eine Ausführung vorstellbar, bei der der röhrenförmige Körper ebenfalls geschwenkt werden kann, so beispielsweise, indem man das Gehäuse 8 um die Achse des röhrenförmigen Elementes 4 dreht.
Die Ausführung in Fig. 2 weist ein ausgeklügelteres Objektivsystem auf, mit dem ein noch weiterer Betrachtungswinkel möglich ist (über 100º). Die Fresnel-Linse 16 befindet sich nunmehr hinter dem Aufrichter 12. Ansonsten gibt es keine grundlegenden Unterschiede zwischen dieser Ausführung und der in Fig. 1.
Bei der Ausführung in Fig. 3 handelt es sich bei dem Aufrichtelement um ein Bündel kohärenter optischer Fasern 34 mit einer Verdrillung von 180º. So treten die in das Bündel an seinem vorderen Ende 36 eintretenden Bildelemente an seinem hinteren Ende 38 aus und erzeugen ein reelles aufrechtes Bild, das von dem Reflektor 32 auf den Reflektor 24 und anschließend durch die Schaulinse 26 reflektiert wird. Die optische Achse A wird so wie bei den Ausführungen in Fig. 1 und 2 zweimal abgelenkt.
Um den Kontrast zu verbessern, kann eine Fresnel-Linse am hinteren Ende 38 des Faserbündels 34 angefügt werden.
Auf an sich bekannte Weise wird das Faserbündel 34 hier auch eingesetzt, um das Bild zu vergrößern, indem die Endpunkte der Fasern über eine größere Fläche verteilt werden (vergleiche die beiden Flächen 36 und 38), oder indem konische Fasern eingesetzt werden. Wenn das Bündel 34 länger ausgeführt und um 90º gebogen wird, kann es auch dazu dienen, die optische Achse A abzulenken, so daß auf den Reflektor 32 verzichtet werden kann.
Obwohl Dachprismen als Aufrichter zu den besten Ergebnissen führen, könnten relativ zufriedenstellende Ergebnisse auch mit einem Paar Spiegel erzielt werden, die in dachartiger Form angeordnet sind.
Um die besten Resultate zu erzielen, sollte es sich bei allen Reflektorspiegeln um Oberflächenspiegel handeln. Es ist darüber hinaus anzumerken, daß zumindest einige der Elemente des Objektivsystems 2 aus asphärischen Linsen bestehen könnten.
Es versteht sich, daß die obenerläuterte Schwenkbarkeit lediglich wahlweise vorhanden ist und daß die dargestellten Ausführungen auch ohne diese Möglichkeit zufriedenstellend funktionieren würden.
Für den Fachmann ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf die Einzelheiten der obendargestellten Ausführungen beschränkt ist, und daß die vorliegende Erfindung in anderen speziellen Formen ausgeführt werden kann, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Schaulochbetrachter für eine Tür oder Wand (6), der umfaßt:

ein Objektivsystem (2) mit einer optischen Achse (A), das ein reales umgekehrtes Bild erzeugt und in einem röhrenförmigen Element (4) angebracht ist, das fest in der Tür oder Wand (6) installiert werden kann;

wenigstens eine Reflektoreinrichtung (12,24;32,24), die die Lichtstrahlen von dem Objektivsystem (2) winklig ablenkt; und

ein Gehäuse (8,20;8,24), das fest an dem röhrenförmigen Element (4) angebracht werden kann und wenigstens die Reflektoreinrichtung (12,24;32, 24) und eine Betrachtungslinse (26) aufnimmt, die darin koaxial zu der optischen Achse (A) angebracht ist, die von der Reflektoreinrichtung (12,24;32,24) abgelenkt wird;

wobei der Betrachter eine Aufrichteinrichtung (12;34) enthält, die sich hinter dem Objektivsystem (2) befindet, um das umgekehrte Bild aufzurichten;

dadurch gekennzeichnet, daß der Betrachter ein optisches Element (16;34) enthält, das sich in dem Betrachter zwischen dem Objektivsystem (2) und wenigstens einer der Reflektoreinrichtungen (12,24;32,24) befindet und eine optische Fläche (18;38) umfaßt, auf die das reale Bild, das von dem Objektivsystem (2) erzeugt wird, projiziert wird, wobei die optische Fläche (18;38) so ist, daß das darauf projizierte reale Bild durch die Betrachtungslinse (26) betrachtet werden kann, wobei die optische Fläche (18;38) gegen Außenlicht geschützt ist, das direkt darauf auftrifft.

2. Schaulochbetrachter nach Anspruch 1, wobei das Objektivsystem (2) ein aus mehreren Elementen bestehendes Weitwinkelsystem ist.

3. Schaulochbetrachter nach Anspruch 1, wobei wenigstens eines der Elemente des Objektivsystems (2) ein asphärisches Element ist.

4. Schaulochbetrachter nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Reflektoreinrichtung einen Planspiegel (24) umfaßt, der so angeordnet ist, daß er die optische Achse (A) um wenigstens ungefähr 90º ablenkt, und der in dem Gehäuse (8) in der Nähe der Betrachtungslinse (26) angebracht ist.

5. Schaulochbetrachter nach Anspruch 1, wobei die Aufrichteinrichtung eine Prismen-Aufrichteinrichtung (12) ist, die in dem Gehäuse (8) angebracht ist.

6. Schaulochbetrachter nach Anspruch 5, wobei die Prismen- Aufrichteinrichtung (12) ein Amici-Dachprisma ist.

7. Schaulochbetrachter nach Anspruch 1, wobei die Aufrichteinrichtung eine Spiegel-Aufrichteinrichtung ist, die in dem Gehäuse (8) angebracht ist.

8. Schaulochbetrachter nach Anspruch 1, wobei die Aufrichteinrichtung ein kohärentes Bündel optischer Fasern (34) ist, das um 180º verdreht ist und sich wenigstens teilweise in dem röhrenförmigen Element (4) befindet und darin angebracht ist.

9. Schaulochbetrachter nach Anspruch 1, wobei das optische Element eine Fresnel-Linse (16) ist und die optische Fläche durch die geschliffene Rückseite (18) der Fresnel- Linse (16) gebildet wird.

10. Schaulochbetrachter nach Anspruch 8, wobei das Bündel optischer Fasern das optische Element bildet und die optische Fläche durch die von dem Objektivsystem (2) entfernte Abschlußfläche (38) des Bündels optischer Fasern (34) gebildet wird.

11. Schaulochbetrachter nach Anspruch 9, wobei die Fresnel- Linse (16) in dem röhrenförmigen Element (4) angebracht ist.

12. Schaulochbetrachter nach Anspruch 9, wobei die Fresnel- Linse (16) in dem Gehäuse (8) angebracht ist.

13. Schaulochbetrachter nach Anspruch 4, wobei die Reflektoreinrichtung einen zusätzlichen Reflektor (32) umfaßt, der in dem Gehäuse (8) in der Nähe des röhrenförmigen Elementes (4) angebracht ist.

14. Schaulochbetrachter nach Anspruch 4, wobei das Gehäuse ein zweiteiliges Gehäuse ist, dessen erster Teil (2) fest an dem röhrenförmigen Element (4) angebracht werden kann und dessen zweiter Teil (20), der den Planspiegel (24) und die Betrachtungslinse (26) aufnimmt, um eine Achse (B) senkrecht zur Achse des röhrenförmigen Elementes (8) geschwenkt werden kann.

15. Schaulochbetrachter nach Anspruch 14, wobei der zweite Gehäuseteil (20) durch einen röhrenförmigen Körper (28) ersetzt wird, der an einem seiner Enden an dem ersten Gehäuseteil (8) angebracht wird und an seinem anderen Ende eine Bildverstärkungs-Betrachtungslinse (26) umfaßt.

16. Schaulochbetrachter nach Anspruch 1, der weiterhin eine Panzerplatte (14) umfaßt, die in dem Gehäuse (8) hinter dem röhrenförmigen Element (4) angebracht ist.