DE102007011062B4

DE102007011062B4 - magnifying glass

Info

Publication number: DE102007011062B4
Application number: DE200710011062
Authority: DE
Inventors: Mark Alles; Wolfgang Gilgert
Original assignee: Eschenbach Optik GmbH and Co
Current assignee: Eschenbach Optik GmbH and Co
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2027-03-08
Also published as: DE102007011062A1

Abstract

Lupe mit einer Mehrzahl von unterschiedlich vergrößernden optischen Elementen, die an den Seitenflächen (2a, b, c, f) eines hohlen Polyeders (1) angeordnet sind, wobei jeder ein optisches Element enthaltenden Seitenfläche (2a, b, c, f) eine dieser gegenüberliegende Seitenfläche (2c, d, e, a) des Polyeders (1) derart zugeordnet ist, dass die Mittensenkrechten (8) dieser einander gegenüberliegenden Seitenflächen (2a, b, c, f; c, d, e, a) parallel zueinander sind und zumindest die den optischen Elementen gegenüberliegenden Seitenflächen (2c, d, e, a) des Polyeders (1) durchsichtig sind.A magnifying glass having a plurality of different magnifying optical elements disposed on the side surfaces (2a, b, c, f) of a hollow polyhedron (1), each side surface (2a, b, c, f) containing an optical element being one of these opposite side surface (2c, d, e, a) of the polyhedron (1) is assigned such that the center verticals (8) of these opposite side surfaces (2a, b, c, f, c, d, e, a) are parallel to each other and at least the opposite side of the optical elements (2c, d, e, a) of the polyhedron (1) are transparent.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lupe, mit der es möglich ist, ein Objekt mit einer Mehrzahl von verschiedenen Vergrößerungen zu betrachten.The The invention relates to a magnifying glass with which it is possible to an object with a plurality of different magnifications consider.

Herkömmliche Lupen ermöglichen in der Regel die Betrachtung eines Objekts mit nur einer einzigen Vergrößerung. Um kleine Details des Objektes, beispielsweise kleingedruckte Passagen auf einer Textseite, zu erkennen, ist es beispielsweise im Stand der Technik bekannt, in den Strahlengang einer ersten vergrößernden Hauptlinse der Lupe, bei der es sich um eine Hand- oder Standlupe handeln kann, eine weitere Hilfslinse einzuschwenken, um auf diese Weise den Vergrößerungsfaktor zu erhöhen. Zum Einschwenken dieser zusätzlichen Linse bedarf es eines an der Lupe angeordneten Verstellmechanismus, beispielsweise Hebel oder Schieber, der den konstruktiven Aufwand für die Lupe erhöht und insbesondere für sehschwache ältere Menschen mit eingeschränkten feinmotorischen Fähigkeiten nicht einfach zu bedienen ist und oftmals auch bei der Bedienung versehentlich zerstört wird.conventional Enable loupes usually the viewing of an object with only a single one Enlargement. To small details of the object, such as small print passages on a text page, for example, it is in the state known in the art, in the beam path of a first magnifying Main lens of the magnifying glass, which is a hand or stand magnifier can act to turn another auxiliary lens on to this Way the magnification factor to increase. To swing in this additional Lens requires an adjustment mechanism arranged on the magnifying glass, For example, lever or slide, the design effort for the Magnifier raised and especially for weak-sighted older People with limited fine motor skills are not easy to use and often inadvertently when operating destroyed becomes.

Aus der AT 316 906 B sind Schmucksteine mit optischen Funktionen bekannt. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist ein Schmuckstein, der als Lupe ausgeführt ist.From the AT 316 906 B Gemstones are known with optical functions. An embodiment of this is a gem, which is designed as a magnifying glass.

Die DE 31 49 149 A1 zeigt aus mehreren Teilen zusammengesetzte, facettierte und damit polyedrische Schmucksteine, die einen Hohlraum aufweisen können.The DE 31 49 149 A1 shows, consisting of several parts, faceted and thus polyhedral gemstones, which may have a cavity.

Die DE 198 00 769 A1 zeigt eine Anordnung zum Schutz, Archivieren und Präsentieren historisch wertvoller Gegenstände. Teile der Umhüllung einer derartigen Anordnung können als optische Linse ausgeführt sein. Die Umhüllung kann die Form eines Würfels haben.The DE 198 00 769 A1 shows an arrangement for the protection, archiving and presentation of historically valuable objects. Portions of the envelope of such an arrangement may be embodied as an optical lens. The serving may take the form of a cube.

Die DE 692 29 700 T2 beschreibt eine biokulare Lupe mit brechenden und beugenden optischen Elementen.The DE 692 29 700 T2 describes a biocular magnifying glass with refractive and diffractive optical elements.

Die US 2006/0262416 A1 zeigt ein Linsensystem mit diffraktiven Strukturen.The US 2006/0262416 A1 shows a lens system with diffractive structures.

Die US 6,912,092 B2 zeigt ebenfalls optische Komponenten mit diffraktiven Strukturen.The US 6,912,092 B2 also shows optical components with diffractive structures.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine Lupe mit einer Mehrzahl von verschiedenen Vergrößerungen anzugeben, mit der es auf einfache Weise möglich ist, die je nach Bedarf gewünschten Vergrößerungen auszuwählen.Of the Invention is now based on the object, a magnifying glass with a plurality of different magnifications which makes it possible in a simple way, as needed desired enlargements select.

Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einer Lupe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Gemäß diesen Merkmalen enthält die Lupe eine Mehrzahl von unterschiedlich vergrößernden optischen Elementen, die an den Seitenflächen eines hohlen Polyeders angeordnet sind, wobei jeder ein optisches Element enthaltenden Seitenfläche eine dieser gegenüberliegende Seitenfläche des Polyeders derart zugeordnet ist, dass die Mittensenkrechten dieser einander gegenüberliegenden Seitenflächen parallel zueinander sind und zumindest die den optischen Elementen gegenüberliegenden Seitenflächen des Polyeders durchsichtig sind.The said object is according to the invention solved with a magnifying glass with the features of claim 1. According to these features contains the magnifying glass a plurality of different magnifying optical elements, the on the side surfaces a hollow polyhedron are arranged, each one an optical Element-containing side surface one of these opposite Side surface of the Polyeders is assigned such that the center verticals of this parallel opposite side surfaces to each other and at least the opposite of the optical elements faces of the polyhedron are transparent.

Auf diese Weise lassen sich je nach Anzahl der Seitenflächen des Polyeders und je nach Anzahl der Seitenflächen, die ein optisches Element enthalten, eine Mehrzahl von Vergrößerungen realisieren. Hierzu muss der Benutzer das Polyeder entweder nur mit einer seiner Seitenflächen auf das Lesegut aufsetzen, die dem für die Vergrößerung ausgewählten optischen Element gegenüberliegt, oder das Lesegut bei der Verwendung als Handlupe durch das optische Element oder ein an gegenüberliegenden Seitenflächen angeordnetes Elementpaar betrachten. Es ist somit nicht mehr erforderlich, einen Mechanismus vorzusehen, mit dem eine zusätzliches optisches Element in den Strahlengang eingeschwenkt werden kann.On This way, depending on the number of side surfaces of the Polyeders and depending on the number of side surfaces, which is an optical element contain a plurality of enlargements. For this the user must either open the polyhedron with only one of its side surfaces set up the grapes that are for the magnification selected optical Element opposite, or the reading material when used as a hand magnifier by the optical Element or arranged on opposite side surfaces Consider element pair. It is therefore no longer necessary to have one Provide mechanism with which an additional optical element can be pivoted in the beam path.

Das hohle Polyeder muss nicht zwangsläufig ein vollständig geschlossener Körper sein. Vielmehr ist es auch möglich, dass das Polyeder durch ein Gestell oder Rahmen gebildet wird, bei dem nur einige der Seitenflächen ein optisches Element enthalten. Wesentlich ist nur, dass die dem optischen Element gegenüberliegende Seitenfläche durchsichtig ist, d. h. entweder keine oder eine optisch transparente Wand aufweist.The Hollow polyhedra does not necessarily have to be a completely closed one body be. Rather, it is also possible that the polyhedron is formed by a frame or frame, at the only some of the side surfaces contain an optical element. The only important thing is that the optical element opposite side surface is transparent, d. H. either no or an optically transparent wall having.

Eine ästhetisch besonders ansprechende Gestaltung ergibt sich, wenn insbesondere alle Seitenflächen des Polyeders durchsichtig sind.An aesthetic particularly appealing design results, if in particular all side surfaces of the polyhedron are transparent.

Vorzugsweise ist das Polyeder regulär, d. h. seine Seitenflächen sind kongruent. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Polyeder ein Hohlwürfel. In dieser einfachen Ausgestaltung ist bei einer hohen Anzahl von möglichen Vergrößerungen eine gute Standfestigkeit möglich. Mit einem solchen Würfel können bis zu 6 unterschiedliche Vergrößerungen erzielt werden, wenn jede Seitenfläche ein optisches Element enthält.Preferably is the polyhedron regular, d. H. his side surfaces are congruent. In a particularly preferred embodiment the polyhedron is a hollow cube. In this simple embodiment is at a high number of potential enlargements a good stability possible. With such a cube can up to 6 different magnifications achieved when each side surface contains an optical element.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind zumindest zwei optische Elemente aneinander gegenüberliegenden Seitenflächen des Polyeders angeordnet, wobei vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende optische Elemente ein Galilei-Fernrohr bilden.In Another preferred embodiment of the invention are at least two optical elements on opposite side surfaces of the Polyeders arranged, preferably two opposing one another optical elements a Galilean telescope form.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest eines der optischen Elemente an seiner inneren Oberfläche mit einer abbildenden diffraktiven Struktur versehen. Durch die Verwendung einer innenliegenden diffraktiven Optik kann außerdem nahezu die gesamte Seitenfläche der angrenzenden optischen Elemente für die optische Abbildung ausgenutzt werden, da es für die optische Vergrößerung ausreichend ist, die diffraktive Struktur auf einer ebenen Fläche aufzubringen, so dass keine störenden, konvex in das Innere des Würfels gewölbten Flächen vorhanden sind. Da außerdem die diffraktive Struktur auf der inneren Oberfläche der Linse angeordnet ist, ist diese vor mechanischer Zerstörung geschützt. Wenn das Polyeder einen vollständig geschlossenen Körper bildet, ist außerdem eine innenliegende diffraktive optische Struktur zusätzlich vor Verschmutzung geschützt.In a particularly advantageous Ausfüh At least one of the optical elements is provided on its inner surface with an imaging diffractive structure. Moreover, by using an internal diffractive optics, almost the entire side surface of the adjacent optical elements can be exploited for the optical imaging, since it is sufficient for the optical magnification to apply the diffractive structure on a flat surface, so that no disturbing, convex in the Inside of the cube arched areas are present. In addition, since the diffractive structure is disposed on the inner surface of the lens, it is protected from mechanical destruction. In addition, when the polyhedron forms a completely closed body, an internal diffractive optical structure is further protected from contamination.

Wenn die äußere Oberfläche der optischen Elemente eben ist, kann das Polyeder unmittelbar mit dieser äußeren Oberfläche oder allenfalls in einem durch einen umlaufenden Rahmen hervorgerufenen sehr kleinen Abstand auf ein Lesegut aufgesetzt werden.If the outer surface of the Even if the optical elements are flat, the polyhedron can be directly connected to this outer surface or at most in a very evocative environment small distance to be placed on a reading material.

Wenn jedem mit einer diffraktiven Struktur versehenen diffraktiven optischen Element an der gegenüberliegenden Seitenfläche ein refraktives optisches Element zugeordnet ist, ist die optische Abbildungsqualität gegenüber zwei einander gegenüberliegenden diffraktiven optischen Elementen verbessert.If each diffractive optical diffractive structure Element on the opposite side surface a refractive optical element is assigned, is the optical picture quality across from two opposite ones improved diffractive optical elements.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bilden gegenüberliegende optische Elemente ein aplanatisches Linsensystem.In form a further advantageous embodiment of the invention opposing optical elements an aplanatic lens system.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das Ausführungsbeispiel der Zeichnung verwiesen, in deren einziger Figur eine Lupe gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung veranschaulicht ist.to further explanation The invention is based on the embodiment referred to the drawing, in the only figure of a magnifying glass according to the invention is illustrated in a perspective view.

Im Ausführungsbeispiel gemäß der Figur besteht die Lupe aus einem hohlen regulären Polyeder 1 in Form eines Hohlwürfels, dessen Seitenflächen 2a–f mit transparenten Seitenwänden verschlossen sind, die außen und innen eben sind. Drei aneinandergrenzende und eine gemeinsame Ecke 4 bildende Seitenflächen 2a, 2b, 2f enthalten jeweils ein vergrößerndes optisches Element, wobei im Ausführungsbeispiel die Seitenflächen jeweils durch eine ebene Flachseite des optischen Elementes gebildet sind. Im Ausführungsbeispiel sind als optische Elemente diffraktive optische Elemente vorgesehen, die an ihren den ebenen Flachseiten gegenüberliegenden, im Inneren des Polyeders 1 angeordneten inneren Oberflächen jeweils mit einer diffraktiven Struktur 6a, b, f versehen sind, mit der die Wirkung einer vergrößernden Sammellinse erzeugt wird. Jeder Seitenfläche, die ein diffraktives optisches Element enthält, ist eine dieser gegenüberliegende Seitenfläche derart zugeordnet, dass ihre Mittensenkrechten 8 parallel zueinander sind. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel fallen sie zusammen, wie dies für die Seitenflächen 2a und 2c in der Figur veranschaulicht ist.In the embodiment according to the figure, the magnifying glass consists of a hollow regular polyhedron 1 in the form of a hollow cube, whose side surfaces 2a -F are closed with transparent side walls, which are flat outside and inside. Three adjoining and one common corner 4 forming side surfaces 2a . 2 B . 2f each contain a magnifying optical element, wherein in the embodiment, the side surfaces are each formed by a flat flat side of the optical element. In the exemplary embodiment, diffractive optical elements are provided as optical elements, which at their flat flat sides opposite, in the interior of the polyhedron 1 arranged inner surfaces each with a diffractive structure 6a , b, f, with which the effect of a magnifying converging lens is produced. Each side surface containing a diffractive optical element is associated with one of these opposite side surfaces such that their center verticals 8th are parallel to each other. In the preferred embodiment, they collapse, as do the side surfaces 2a and 2c is illustrated in the figure.

Die Brennweiten der jeweiligen diffraktiven Strukturen 6a, b, f unterscheiden sich, so dass, je nachdem mit welcher seiner Seitenflächen 2a–f der Würfel auf dem zu betrachtenden Objekt aufliegt oder an das Objekt gehalten wird, unterschiedliche Vergrößerungen erzielt werden können.The focal lengths of the respective diffractive structures 6a , b, f are different, so that, depending on which of its side surfaces 2a -F the cube rests on the object to be observed or is held against the object, different magnifications can be achieved.

Grundsätzlich sind auf diese Weise bis zu sechs unterschiedliche Vergrößerungen möglich, wenn alle sechs Seitenflächen 2a–f ein optisches Element enthalten und sich diese in ihren Brennweiten unterscheiden.In principle, up to six different magnifications are possible in this way, if all six side surfaces 2a -F contain an optical element and these differ in their focal lengths.

Im Ausführungsbeispiel ist eine Variante dargestellt, bei der die der Seitenfläche 2a gegenüberliegende Seitenfläche 2c ebenfalls eine diffraktive Struktur 6c (gestrichelt eingezeichnet) enthält, mit der die Wirkung einer Zerstreuungslinse erzeugt wird, die dann als Okular für die gegenüberliegende, durch die diffraktive Struktur 6a gebildete Sammellinse wirkt, so dass auf diese Weise ein Galilei-Fernrohr gebildet wird.In the embodiment, a variant is shown in which the side surface 2a opposite side surface 2c also a diffractive structure 6c (dashed line) contains, with which the effect of a diverging lens is generated, which then as eyepiece for the opposite, through the diffractive structure 6a formed collecting lens acts, so that in this way a Galilean telescope is formed.

Die planen Seitenflächen des Würfels dienen zugleich als Stand- oder Auflageflächen, die unmittelbar auf ein flaches Objekt, beispielsweise ein Schriftstück aufgesetzt werden können. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, die Kanten des Würfels mit einem geringfügigem Überstand 10 zu versehen, so dass diese gegen eine mechanische Beschädigung geschützt sind, wenn der Würfel auf dem Objekt verschoben wird. Wenn dieser Überstand gering ist, in der Praxis kleiner als 1 mm, hat ein auf das Objekt aufgesetztes optisches Element keine optische Wirkung.The flat side surfaces of the cube also serve as standing or supporting surfaces which can be placed directly on a flat object, for example a document. In principle, however, it is also possible, the edges of the cube with a slight projection 10 so that they are protected against mechanical damage when the cube is moved on the object. If this supernatant is small, in practice less than 1 mm, an optical element placed on the object has no optical effect.

Das Polyeder 1, im Beispiel der Würfel muss nicht an allen Seitenflächen mit einer Seitenwand versehen sein, d. h. nicht notwendigerweise einen vollständig geschlossenen Hohlkörper bilden. So können beispielsweise die Seitenwände an den Seitenflächen 2e und 2d grundsätzlich entfallen. In diesem Fall werden die Auflage- oder Standflächen durch die Kanten der angrenzenden und als diffraktive optische Elemente ausgestalteten Seitenflächen 2a, b, c und f gebildet.The polyhedron 1 In the example of the cube need not be provided on all side surfaces with a side wall, ie not necessarily form a completely closed hollow body. For example, the side walls on the side surfaces 2e and 2d basically omitted. In this case, the supporting or standing surfaces through the edges of the adjacent and designed as a diffractive optical elements side surfaces 2a , b, c and f formed.

An den den optischen Elementen mit den diffraktiven Strukturen 6a, 6b und 6f gegenüberliegende Seitenflächen können außerdem refraktive optische Elemente angeordnet sein, die vorzugsweise die gleiche Brennweite besitzen, wie die ihnen gegenüberliegenden diffraktiven optischen Elemente, so dass bei der Verwendung als Handlupe jedes Elementpaar ein aplanatisches optisches System bildet.At the optical elements with the diffractive structures 6a . 6b and 6f Opposing side surfaces may also be arranged refractive optical elements, which preferably have the same focal length as the diffractive optical elements opposite them, such that when used as a hand-held magnifier, each element pair forms an aplanatic optical system.

Grundsätzlich müssen auch die an den Seitenflächen 2a–f des Polyeders 1 angeordneten optischen Elemente nicht zwingend plane äußere Oberflächen haben, sondern können auch leicht nach außen gewölbt sein, wobei diese Wölbung jedoch nur ein Ausmaß annehmen darf, das die Höhe des Überstandes 10 nicht überschreitet.Basically, also on the side surfaces 2a -F of the polyhedron 1 arranged optical elements not necessarily have flat outer surfaces, but may also be slightly curved outward, but this curvature may only assume an extent that the height of the supernatant 10 does not exceed.

Claims

Magnifying glass with a plurality of differently magnifying optical elements attached to the side surfaces ( 2a , b, c, f) of a hollow polyhedron ( 1 ), each side surface containing an optical element (FIG. 2a , b, c, f) have a side surface ( 2c , d, e, a) of the polyhedron ( 1 ) is assigned such that the center verticals ( 8th ) of these opposing side surfaces ( 2a , b, c, f; c, d, e, a) are parallel to one another and at least the side surfaces ( 2c , d, e, a) of the polyhedron ( 1 ) are transparent.

A magnifying glass according to claim 1, wherein the polyhedron ( 1 ) forms a completely closed body.

A magnifying glass according to claim 1 or 2, in which all side surfaces ( 2a -F) of the polyhedron ( 1 ) are transparent.

A magnifying glass according to claim 1, 2 or 3, wherein a regular polyhedron ( 1 ) is provided.

Loupe according to Claim 4, in which polyhedra ( 1 ) A hollow cube is provided.

Magnifying glass according to one of the preceding claims, in which at least two optical elements are arranged on mutually opposite side surfaces ( 2a , c) the polyhedron ( 1 ) are arranged.

A magnifying glass according to claim 6, wherein the at least two opposite each other optical elements form a Galilean telescope.

A magnifying glass according to one of the preceding claims, in which at least one of the optical elements is provided on its inner surface with an imaging diffractive structure ( 6a , b, c, f) is provided.

Loupe according to one of the preceding claims, at the outer surface of the is even optical elements.

A magnifying glass according to claim 8 or 9, wherein each one has a diffractive structure provided diffractive optical element at the opposite side surface a refractive optical element is associated.