一种新型门镜用光学系统及其门镜.pdf

本实用新型提供一种门镜用光学系统，包括设置于门外侧的物镜以及门内侧的目镜，所述物镜为凹透镜，所述目镜为凸透镜，其特征在于：所述物镜还包括一个或一组与所述凹透镜同心设置的辅助凹透镜。本实用新型还提供一种应用有所述光学系统的门镜。本实用新型的光学系统及其门镜具有视场角大、适用于各种规格厚门的特点。

1.  一种门镜用光学系统，包括设置于门外侧的物镜以及门内侧的目镜，所述物镜为凹透镜，所述目镜为凸透镜，其特征在于：所述物镜还包括一个或一组与所述凹透镜同心设置的辅助凹透镜。

2.  如权利要求1所述的一种门镜用光学系统，其特征在于：所述目镜和物镜之间的长径比大于或等于1∶200。

3.  如权利要求2所述的一种门镜用光学系统，其特征在于：所述辅助凹透镜为由两个或两个以上的半凹透镜顺次排列构成。

4.  如权利要求3所述的一种门镜用光学系统，其特征在于：所述各半凹透镜之间设置有间距。

5.  如权利要求4所述的一种门镜用光学系统，其特征在于：所述间距小于该半凹透镜的焦距。

6.  如权利要求5所述的一种门镜用光学系统，其特征在于：所述透镜材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。

7.  一种应用有如权利要求1所述的光学系统的门镜，其特征在于：所述门镜包含有如权利要求1所述的光学系统。

一种新型门镜用光学系统及其门镜
技术领域
本实用新型涉及光学成像系统，特别是涉及一种新型的可用于门镜的光学系统及其门镜，所述光学系统及门镜可以有效适用于厚门，并具有更大的视场角。
背景技术
门镜俗称“猫儿眼”，传统门镜其构造非常简单，一般是由两组透镜组成，门外侧的是凹透镜组，门内侧的是凸透镜组，当从室内通过门镜向外看，能看清门外视场角约为120℃范围内的所有景象，而从门外通过门镜却无法看到室内的任何东西。若在房间的大门上，装上此镜，可以在开门前对家门前的情景有个大致的掌握，特别是对于那些安全状况较差的地区或环境来说，尤其是对于家庭中只有老人及孩子时，能够有效防止被那些居心叵测的外人骗开房门，造成不应有的损失或惨剧，因此，门镜对于大多数家庭的防盗和安全，均能发挥很重要的作用。
其光学原理为：门镜是由两块透镜组合而成。当我们正看时，即从门内向外看时，物镜L1是凹透镜(发散透镜)，目镜L2是凸透镜(会聚透镜)(光路见图2a).物镜L1的焦距极短，它将室外的人或物AB成一缩得很小的正立虚像A′B′，此像正好落在目镜L2的第一焦点之内，L2起着放大镜的作用，最后得到一个较为放大的正立虚像A″B″，此像恰又成在人眼的明视距离附近，对于门外的情况，就看得清楚了。
倒看时(光路见图2b)，L1变成了目镜，L2则成了物镜，室内人或物AB，通过会聚透镜L2后的折射光束本应生成倒立的实像A′B′，但在尚未成像之前就落到发散透镜L1上，由于L1的焦距极短，最后得到的正立虚像A″B″距目镜L1很近，只有2～3cm，又由于门镜的孔径很小，室外的人不得不贴近目镜L1察看，这样，人眼与像A″B″之间的距离，也只不过2～3cm，这个距离远小于正常人眼的近点(近点是人眼能够看清楚物体的最小距离，随人年龄的增长而增大，正常青年人的近点约10cm，但到50岁时，近点大致增为40cm)，因此，对于室外的窥视者，室内的一切都是模糊不清的。
现有的门镜光学系统，仅仅适用于传统的薄门结构，但是，随着科技和经济的发展，过去的40mm-50mm厚度门逐渐被70-80mm厚度甚至120mm厚度门所取代，传统的门镜光学系统越来越不适合于现代的厚门应用；其次，现有的门镜光学系统，即使应用于现有的薄门结构其视场角一般都局限在120℃范围，也就是说，沿门两侧各30℃范围内的人或物体，室内人们并不能通过门镜观察到，这就为那些图谋不轨的人提供了可乘之机，留下了危险的隐患。
实用新型内容
针对现有门镜光学系统存在的缺陷和不足，本实用新型的目的在于提供一种新型的门镜用光学系统及其门镜，该光学系统及门镜适用于厚门并具有较大的视场角。
本实用新型的技术方案如下：
一种门镜用光学系统，包括设置于门外侧的物镜以及门内侧的目镜，所述目镜为凸透镜，所述物镜为凹透镜，其特征在于：所述物镜还包括一个或一组与所述凹透镜同心设置的辅助凹透镜。
所述目镜和物镜之间的长径比大于或等于1∶200。
所述辅助凹透镜为由两个或两个以上的半凹透镜顺次排列构成。
所述各半凹透镜之间设置有间距。
所述间距小于该半凹透镜的焦距。
所述光学系统的各项参数为：
     R           D         ND          Φ
1    .0000       .0000     1.000000
2    251.4000    -1.1000   1.000000    21
3    10.0000     1.3000    1.491000    13
4    .0000       2.5000    1.000000    13
5    12.5000     1.3000    1.491000    10
6    -12.5000    2.1000    1.000000    10
7    .0000       .9000     1.491000    10
8    .0000       36.4000   1.000000    10
9    -25.0000    1.5000    1.491000    10
10   .0000       .0000     1.000000
其中，R为各透镜表面半径，D为透镜各面间间距，ND为折射率，Ф为直径。
所述光学系统的各项参数为：
     R           D         ND          Ф
1    .0000       .0000     1.000000
2    251.4000    -.9000    1.000000    23
3    11.4020     1.2000    1.491000    15
4    .0000       3.0000    1.000000    15
5    14.2230     1.3000    1.491000    12
6    -14.2230    2.6500    1.000000    12
7    .0 000      1.0000    1.491000    12
8    .0000       38.0000   1.000000    12
9    -26.6300    1.5000    1.491000    12
10   .0000       .0000     1.000000
其中，R为各透镜表面半径，D为透镜各面间间距，ND为折射率，Ф为直径。
所述透镜材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。
一种应用有如上所述的光学系统的门镜，其特征在于：所述门镜包含有前述的光学系统。
本实用新型的技术效果在于：
通过在现有的门镜光学系统的物镜内侧设置一个或一组与其同心的凹透镜，通过该凹透镜的发散作用，一方面使得光学系统的长度加长，以适应厚门结构的需要；另一方面，通过附设的凹透镜或凹透镜组件，使得作为目镜的凹透镜组具有更小的焦距，提高目镜的发散性能，相应地扩大了门镜的视场角。
本实用新型所提供的采用上述光学系统的门镜同样具有相应的特点。
附图说明
图1为本实用新型的光学系统结构示意图；
图2a为传统门镜的光学原理图；
图2b为传统门镜的光学原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示为本实用新型的一种光学系统结构示意图。透镜1为门镜最外侧的凹透镜(物镜)，透镜4为门镜另一侧的凸透镜(目镜)，透镜2和透镜3为同心设置于透镜1和透镜4之间的辅助凹透镜，这种辅助凹透镜组的设置，既可以增加门镜光学系统的长度以适应厚门结构的需要，又可以进一步缩小物镜组的焦距，提高门镜光学系统的视场角，改善和提高门镜的性能。
图1所示的透镜2和透镜3作为本实施例的一种结构方式，其圆弧折射面正向相对设置，当然透镜2和透镜3也可以由其他不同形式的凹透镜或凹透镜组来代替，如将透镜2和透镜3的圆弧折射面背向相对设置或是直接采用双面凹透镜等结构。
实施例1：本实用新型光学系统的几何光学参数如下：
     R        D        ND          Ф
1    .0000    .0000    1.000000
2    251.4000    -1.1000   1.000000    21
3    10.0000     1.3000    1.491000    13
4    .0000       2.5000    1.000000    13
5    12.5000     1.3000    1.491000    10
6    -12.5000    2.1000    1.000000    10
7    .0000       .9000     1.491000    10
8    .0000       36.4000   1.000000    10
9    -25.0000    1.5000    1.491000    10
10   .0000       .0000     1.000000
其中，R为各透镜表面半径，D为透镜各面间间距，ND为折射率，Ф为直径。
实施例2：本实用新型光学系统的几何光学参数如下：
      R          D         ND          Ф
1    .0000       .0000     1.000000
2    251.4000    -.9000    1.000000    23
3    11.4020     1.2000    1.491000    15
4    .0000       3.0000    1.000000    15
5    14.2230     1.3000    1.491000    12
6    -14.2230    2.6500    1.000000    12
7    .0000       1.0000    1.491000    12
8    .0000       38.0000   1.000000    12
9    -26.6300    1.5000    1.491000    12
10    .0000    .0000    1.000000
其中，R为各透镜表面半径，D为透镜各面间间距，ND为折射率，Ф为直径。
以上所述的两种实施例中，光学透镜均采用聚甲基丙烯酸甲酯PMMA材料制备，当然，对于本实用新型而言，该光学系统也可采用其他光学材料制成，只要每个透镜的几何光学参数与上述系统一致就可。
本实用新型还提供一种采用上述光学系统的门镜。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说，依据本实用新型的实质，还可以做出其他的变型和改进，但这些变型和改进均将落入本实用新型的保护范围。