RU118080U1

RU118080U1 - INVERTOSCOPE

Info

Publication number: RU118080U1
Application number: RU2011149757/28U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Александрович Шелудяков; Анастасия Владимировна Тулякова; Виталий Николаевич Сафронов; Дмитрий Александрович Ахапкин
Original assignee: Дмитрий Александрович Шелудяков
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2012-07-10

Abstract

1. Инвертоскоп, содержащий корпус, обтюратор, светозащитный щиток, козырек крепления оправы оптических элементов к светозащитному щитку, оправу оптических элементов, оптические элементы для инверсии поля зрения человека, отличающийся тем, что оптические элементы, выполненные в виде двух прямоугольных призм, изготовленных из полимерного оптического материала и дополнительно облегченные специальным профильным вырезом на катетах призм, установлены в гибкий корпус инвертоскопа с помощью специальной оправы, закрепленной с возможностью смещения относительно козырька, крепление которого выполнено в одной вертикальной плоскости в центре светозащитного щитка с сохранением степеней свободы, необходимых для изгиба корпуса инвертоскопа, и выполненной в виде платформы со специальными полками, образующими прямоугольные окуляры по форме выреза прямоугольных призм, позволяющими закрепить призмы таким образом, что попадание неинвертированного света на сетчатки глаз человека исключается. ! 2. Инвертоскоп по п.1, отличающийся тем, что прямоугольные призмы для инверсии поля зрения человека имеют полученную расчетно-экспериментальным путем геометрическую форму и выполнены с профильным вырезом на катетах призм, обращенных к лицу пользователя таким образом, что сохраняется оптическая прозрачность только тех поверхностей призм, которые отвечают за поступление на сетчатки глаз пользователя инвертированного света, и предотвращается возникновение бликов от оптически прозрачных плоскостей призм, обращенных к лицу пользователя. 1. An invertoscope comprising a housing, a shutter, a light shield, a visor for attaching a frame of optical elements to a light shield, a frame of optical elements, optical elements for inverting a human field of view, characterized in that the optical elements are made in the form of two rectangular prisms made of polymer optical material and additionally lightened by a special profile cutout on the prism legs, are installed in the flexible body of the invertoscope with the help of a special frame fixed with the possibility of A hinge relative to the visor, the fastening of which is made in one vertical plane in the center of the light-shielding shield while maintaining the degrees of freedom necessary for bending the invertoscope body, and made in the form of a platform with special shelves forming rectangular eyepieces in the shape of a cutout of rectangular prisms, which allow fixing the prisms in this way, that non-inverted light is excluded from the retina ! 2. The invertoscope according to claim 1, characterized in that the rectangular prisms for the inversion of the human visual field have a geometric calculation obtained experimentally and are made with a profile cut on the legs of the prisms facing the user's face in such a way that optical transparency of only those surfaces is preserved prisms, which are responsible for the arrival of inverted light on the retina of the user's eyes, and the occurrence of glare from the optically transparent planes of the prisms facing the user's face is prevented.

Description

Полезная модель относится к легким оптическим устройствам, предусматривающим возможность ношения на голове пользователя, и может быть использована для инвертирования изображения на сетчатках глаз относительно вертикали с целью тренировки пространственных способностей человека и проведения психологических экспериментов.The utility model relates to lightweight optical devices that can be worn on the user's head, and can be used to invert images on the retinas relative to the vertical in order to train the spatial abilities of a person and conduct psychological experiments.

Известно призматическое оптическое устройство для трансформации изображения, включающее съемную удлиненную призму, изготовленную из материала более легкого, чем стекло, закрепленную в легком корпусе, который плотно подогнан к лицу пользователя и удерживается ремешком, и который включает легкий конструкционный элемент в виде светозащитного щитка, предотвращающий попадание большей части не инвертированного света в глаза пользователя (US 5042910, G02B 23/02, G02B 23/18, G02B 5/04, G02B 7/18 1991; US 5117591, A61F 9/02, G02C 7/00, G02C 7/14, B24B 001/00, 1992).A prismatic optical device for transforming an image is known, comprising a removable elongated prism made of a material lighter than glass, mounted in a lightweight body that fits snugly into the face of the user and is held by a strap, and which includes a lightweight structural element in the form of a light shield to prevent entry most non-inverted light in the user's eyes (US 5042910, G02B 23/02, G02B 23/18, G02B 5/04, G02B 7/18 1991; US 5117591, A61F 9/02, G02C 7/00, G02C 7/14 B24B 001/00, 1992).

Недостатками указанного устройства являются избыточный вес удлиненной призмы, не смотря на ее изготовление из полимерного оптического материала, что понижает комфорт длительного ношения на голове пользователя, учитывая, что основное давление корпуса с призмой оказывается на лицо пользователя из-за отсутствия противовеса, компенсирующего вес призмы, отсутствие возможности равномерной обтюрации по человеческому лицу с любыми морфологическими особенностями из-за повышенной жесткости конструкции корпуса и, как следствие - не достаточно равномерное распределение веса устройства по лицу в основном с помощью мягкого обтюратора, или появление необходимости индивидуальной подгонки геометрии корпуса к морфологическим особенностям лица пользователя, низкая эффективность защиты глаз от не инвертированного света из-за образования щели между призмой и снегозащитным щитком при регулировке устройства по параметру глубины глазных впадин человека, образование бликов на полированной поверхности оптического элемента, обращенной к лицу пользователя, возникающих вследствие отражения света, проникающего в щель между призмой и светозащитным щитком.The disadvantages of this device are the excess weight of the elongated prism, despite its manufacture from a polymer optical material, which reduces the comfort of prolonged wearing on the user's head, given that the main pressure of the case with the prism is on the face of the user due to the lack of a counterweight to compensate for the weight of the prism, the lack of the possibility of uniform obturation on a human face with any morphological features due to the increased rigidity of the hull structure and, as a result, is not sufficient uniform distribution of the weight of the device over the face, mainly using a soft shutter, or the need to individually adjust the geometry of the case to the morphological features of the user's face, poor eye protection from non-inverted light due to the formation of a gap between the prism and the snow shield when adjusting the device according to the depth parameter human eye sockets, glare on the polished surface of the optical element facing the user's face, arising from light penetrating into the gap between the prism and the light shield.

Задачей, решаемой полезной моделью, является обеспечение длительного комфортного ношения инвертоскопа на голове пользователя и улучшения эргономических характеристик устройства без применения противовеса за счет снижения веса оптических элементов, и равномерной обтюрации по человеческому лицу с любыми морфологическими особенностями без необходимости индивидуальной подгонки геометрии корпуса устройства, а также повышение эффективности защиты глаз от не инвертированного света и исключение возможности образования бликов на поверхностях оптических элементов, обращенных к лицу пользователя.The problem solved by the utility model is to ensure long-term comfortable wearing of the invertoscope on the user's head and improve the ergonomic characteristics of the device without using a counterweight by reducing the weight of the optical elements and uniform obturation on the human face with any morphological features without the need for individual adjustment of the geometry of the device’s body, as well as improving the efficiency of protecting the eyes from non-inverted light and eliminating the possibility of glare on top nosti optical elements facing the face of the user.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в инвертоскопе, содержащем корпус, обтюратор, светозащитный щиток, козырек крепления оправы оптических элементов к светозащитному щитку, оправу оптических элементов, оптические элементы из легкого полимерного оптического материала, согласно полезной модели оптические элементы для инверсии зрительного поля выполнены в виде двух прямоугольных призм, имеющих полученную расчетно-экспериментальным путем геометрическую форму, позволяющую, имея углы поля зрения пользователя по вертикали и горизонтали такие же, как при использовании одной удлиненной призмы в прототипе, снизить вес оптической части инвертоскопа в среднем на 40% и тем самым существенно снизить вес инвертоскопа, а также исключить возможность образования бликов от плоскостей оптических элементов, обращенных к лицу пользователя, что обусловлено выполненным профильным вырезом на катетах призм и оптической прозрачностью только тех поверхностей призм, которые отвечают за поступление на сетчатки глаз пользователя инвертированного света.The solution to this problem is provided by the fact that in an invertoscope containing a housing, an obturator, a light shield, a visor for attaching the optical element frame to a light shield, an optical element frame, optical elements from a light polymer optical material, according to a utility model, optical elements for inverting the visual field are made in the form of two rectangular prisms having a geometric shape obtained by calculation and experimentally, allowing, having the vertical field of view of the user and the horizontal lines are the same as when using one elongated prism in the prototype, reduce the weight of the optical part of the invertoscope by an average of 40% and thereby significantly reduce the weight of the invertoscope, and also eliminate the possibility of glare from the planes of the optical elements facing the user's face, which is due to made by a profile cutout on the prismatic legs and optical transparency of only those surfaces of the prisms that are responsible for the arrival of inverted light on the retina of the user's eyes.

Кроме того, оправа для оптических элементов выполнена в виде платформы, достаточно жесткой для устранения непараллельности оптических осей в пределах допустимых значений для исключения двоения изображения на сетчатке, с возможностью смещаться относительно козырька крепления оправы оптических элементов, установленного на светозащитном щитке, для регулировки положения инвертирующих призм по параметру глубины глазных впадин человека, а также со специальными полками, образующими прямоугольные окуляры и предназначенными для крепления прямоугольных призм с профильным вырезом, что позволяет при появлении щели между светозащитным щитком и призмами, вследствие регулировки положения призм по параметру глубины глазных впадин человека, не допускать попадание не инвертированного света в глаза.In addition, the frame for the optical elements is made in the form of a platform rigid enough to eliminate the parallelism of the optical axes within acceptable values to eliminate the double image on the retina, with the ability to move relative to the visor of the mount of the optical elements mounted on the light shield to adjust the position of the inverting prisms by the depth parameter of the human eye sockets, as well as with special shelves forming rectangular eyepieces and intended for fastening rectangular prisms with a profile cutout, which allows for the appearance of a gap between the light shield and prisms, due to the adjustment of the position of the prisms according to the depth parameter of the human eye sockets, to prevent non-inverted light from entering the eyes.

Также, корпус инвертоскопа и светозащитный щиток, закрепленный на нем, выполнены из легкого гибкого материала, что в совокупности с обтюратором и специальным креплением козырька с оправой в одной вертикальной плоскости в центре гибкого светозащитного щитка для обеспечения необходимых степеней свободы при адаптации корпуса инвертоскопа к лицу человека, позволяет обеспечить равномерную обтюрацию по человеческому лицу с любыми морфологическими особенностями без необходимости индивидуальной подгонки геометрии корпуса инвертоскопа.Also, the invertoscope body and the light shield attached to it are made of light flexible material, which together with the obturator and special visor mount with a frame in one vertical plane in the center of the flexible light shield to provide the necessary degrees of freedom when adapting the invertoscope body to the person’s face , allows for uniform obturation along a human face with any morphological features without the need for individual adjustment of the geometry of the invertoscope body.

Заявленная расчетно-экспериментальная геометрическая форма оптических элементов инвертоскопа для инверсии поля зрения пользователя в виде двух прямоугольных призм, выполненных со специальным профильным вырезом на катетах, обращенных к лицу пользователя и оптической прозрачностью только тех поверхностей призм, которые отвечает за поступление на сетчатки глаз пользователя инвертированного света, позволяющих с помощью профильного выреза жестко закрепить оптические элементы в оправе, представляющей собой платформу со специальными полками, образующими прямоугольные окуляры по форме выреза прямоугольных призм, и которая может смещаться относительно козырька крепления оправы оптических элементов, установленного на светозащитном щитке, для регулировки положения инвертирующих призм по параметру глубины глазных впадин человека, позволяет обеспечить достаточное снижение веса инвертоскопа для комфортного длительного ношения на голове пользователя без применения противовеса, исключить образование бликов от плоскостей оптических элементов и попадание не инвертированного света в глаза пользователя.The claimed calculation and experimental geometric shape of the optical elements of the invertoscope for inverting the user's field of view in the form of two rectangular prisms made with a special profile cutout on the legs, facing the user's face and optical transparency of only those surfaces of the prisms that are responsible for the inverted light entering the user's retina allowing, with the help of a profile cut-out, to rigidly fix optical elements in a frame, which is a platform with special cans that form rectangular eyepieces in the shape of a cutout of rectangular prisms, and which can be displaced relative to the visor of the optical element mount mounted on the light-shielding shield to adjust the position of the inverting prisms according to the depth parameter of the human eye sockets, allows for a sufficient weight reduction of the invertoscope for comfortable long-term wearing to the user's head without using a counterweight, to eliminate the formation of glare from the planes of optical elements and hit not invert nnogo light in the eyes of the user.

Заявленное крепление козырька с закрепленной на нем оправой в виде платформы, достаточно жесткой для устранения непараллельности оптических осей в пределах допустимых значений для исключения двоения изображения на сетчатке, в одной вертикальной плоскости в центре гибкого светозащитного щитка для обеспечения необходимых степеней свободы при адаптации корпуса инвертоскопа к лицу человека и выполнение корпуса с установленным на нем светозащитным щитком из легкого гибкого материала позволяет обеспечить равномерную обтюрацию по человеческому лицу с любыми морфологическими особенностями без необходимости индивидуальной подгонки геометрии корпуса инвертоскопа и улучшить эргономические характеристики устройства.The claimed mount of the visor with a frame fixed in it in the form of a platform, rigid enough to eliminate the optical axis parallelism within acceptable values to exclude doubling of the image on the retina, in one vertical plane in the center of the flexible light-shielding shield to provide the necessary degrees of freedom when adapting the invertoscope body to the face and the execution of the housing with a light-shielding shield made of lightweight flexible material mounted on it allows for uniform obturation on Ceska face with any morphological features without the need for individual adjustment geometry invertoskopa body and improve the ergonomic characteristics of the device.

На Фиг.1 представлен вид инвертоскопа спереди и необходимый разрез для пояснения конструкции и принципа работы; на Фиг.2 представлен вид инвертоскопа сверху с местным вырезом и необходимый разрез для пояснения конструкции и принципа работы; на Фиг.3 представлены два вида прямоугольной призмы для пояснения конструкции.Figure 1 presents the front view of the invertoscope and the necessary section to explain the design and principle of operation; figure 2 presents a top view of the invertoscope with a local cutout and the necessary section to explain the design and principle of operation; figure 3 presents two types of rectangular prisms to illustrate the design.

Инвертоскоп (Фиг.1, Фиг 2) содержит корпус 5, светозащитный щиток 4, козырек 3 крепления оправы 2 прямоугольных инвертирующих призм 1 к светозащитному щитку 4, обтюратор 7, при этом козырек 3 с помощью двух винтов 9 закреплен в одной вертикальной плоскости в центре светозащитного щитка 4. Регулировка положения инвертирующих призм 1 по параметру глубины глазных впадин человека осуществляется при смещении оправы 2 с закрепленными в ней инвертирующими призмами относительно козырька 3 по направляющим пазам 10 и фиксации оправы 2 в необходимом положении с помощью двух винтов с гайками 6. При этом инвертирующие призмы 1 имеют расчетно-экспериментальную геометрию, позволяющую плотно установить призмы в оправу 2 благодаря специальному вырезу на катетах призм, обращенных к наблюдателю и имеющих форму как показано на Фиг.1., а также выполнены с неполированной поверхностью 12 и оптически прозрачными остаются только рабочие поверхности хвоста 11. Равномерная обтюрация инвертоскопа по лицу достигается с помощью прижатия и адаптации корпуса 5 с обтюратором 7 с помощью эластичного ремешка 8 с любым регулировочным механизмом длины ремешка.The invertoscope (Fig. 1, Fig. 2) contains a housing 5, a light shield 4, a visor 3 for attaching the frames 2 of the rectangular inverting prisms 1 to a light shield 4, a shutter 7, while the visor 3 is fixed in one vertical plane in the center with two screws 9 light-shielding shield 4. Adjusting the position of the inverting prisms 1 according to the depth parameter of the human eye sockets is carried out by shifting the frame 2 with the inverting prisms fixed in it relative to the visor 3 along the guide grooves 10 and fixing the frame 2 in the required position and using two screws with nuts 6. Moreover, the inverting prisms 1 have a design-experimental geometry that allows tightly fitting the prisms into the frame 2 due to a special cut-out on the legs of the prisms facing the observer and having a shape as shown in Fig. 1., and made with an unpolished surface 12 and only the working surfaces of the tail 11 remain optically transparent. Uniform obturation of the invertoscope across the face is achieved by pressing and adapting the housing 5 with the obturator 7 using an elastic strap 8 with any egulirovochnym mechanism of the strap length.

Перед использованием инвертоскопа, затяжка гаек 6 ослабляется, устройство надевается на голову пользователя, и с помощью смещения оправы 2 с закрепленными в ней инвертирующими призмами 1 по направляющим пазам 10 козырька 3 осуществляется регулировка положения инвертирующих призм по параметру глубины глазных впадин пользователя, при этом фиксация инвертирующих призм 1 в заданном положении осуществляется обратной затяжкой гаек 6.Before using the invertoscope, the tightening of the nuts 6 is loosened, the device is put on the user's head, and by shifting the frame 2 with the inverting prisms fixed in it along the guiding grooves 10 of the visor 3, the position of the inverting prisms is adjusted according to the depth parameter of the user's eye sockets, while fixing the inverting prisms prisms 1 in a predetermined position is carried out by reverse tightening the nuts 6.

Таким образом, полезная модель обеспечивает длительное комфортное ношение инвертоскопа на голове пользователя и улучшает эргономические характеристики устройства без применения противовеса за счет снижения веса оптических элементов, и равномерной обтюрации по человеческому лицу с любыми морфологическими особенностями без необходимости индивидуальной подгонки геометрии корпуса устройства, а также повышает эффективность защиты глаз от не инвертированного света и исключает возможность образования посторонних бликов от оптических элементов.Thus, the utility model provides long-term comfortable wearing of the invertoscope on the user's head and improves the ergonomic characteristics of the device without using a counterweight by reducing the weight of the optical elements and uniform obturation on the human face with any morphological features without the need for individual adjustment of the geometry of the device’s body, and also increases the efficiency eye protection from non-inverted light and eliminates the possibility of extraneous glare from optical elements.

Claims

1. An invertoscope comprising a housing, a shutter, a light shield, a visor for attaching a frame of optical elements to a light shield, a frame of optical elements, optical elements for inverting a human field of view, characterized in that the optical elements are made in the form of two rectangular prisms made of polymer optical material and additionally lightened by a special profile cutout on the prism legs, are installed in the flexible body of the invertoscope with the help of a special frame fixed with the possibility of A hinge relative to the visor, the fastening of which is made in one vertical plane in the center of the light-shielding shield while maintaining the degrees of freedom necessary for bending the invertoscope body, and made in the form of a platform with special shelves forming rectangular eyepieces in the shape of a cutout of rectangular prisms, which allow fixing the prisms in this way, that non-inverted light is excluded from the retina

2. The invertoscope according to claim 1, characterized in that the rectangular prisms for the inversion of the human field of view have a geometric shape obtained by calculation and experimentally and are made with a profile cut on the legs of the prisms facing the user’s face in such a way that optical transparency of only those surfaces is preserved prisms, which are responsible for the arrival of inverted light on the retina of the user's eyes, and the occurrence of glare from the optically transparent planes of the prisms facing the user's face is prevented.