DE102009049167A1

DE102009049167A1 - Safety magnifying glass for magnifying and avoiding burning glass effects, has optical system for focusing of incident light with two light transmitting surfaces

Info

Publication number: DE102009049167A1
Application number: DE200910049167
Authority: DE
Inventors: Hans-Erich Gubela Jun.; Hans-Erich Gubela Sen.; Andreas Kaul; Simon WEINGÄRTNER
Original assignee: IMOS Gubela GmbH
Current assignee: IMOS Gubela GmbH
Priority date: 2009-10-12
Filing date: 2009-10-12
Publication date: 2011-05-05

Abstract

The safety magnifying glass has an optical system for focusing of incident light with two light transmitting surfaces. The optical system has a convex cylindrical lens structure at one of its light transmitting surfaces. The cylinder axes (1.3,1.5) of the cylindrical lens structures run transverse to each other. The optical system is partially made of glass or of transparent plastic, particularly polymethyl methacrylate, polycarbonate, cyclo-olefin polymer or cyclo-olefin copolymer.

Description

Um Gegenstände vergrößert mit Hilfe einer Optik anzusehen, verwendet man Lupen. Lupen sind Sammellinsen, das heißt, Linsen mit positiver Brennweite. Beispiele für Sammellinsen, sind plan-konvexe oder bi-konvexe Linsen aus Glas oder Kunststoff. Auch Fresnellinsen mit positiver Brennweite können zur Vergrößerung als Lupe verwendet werden. Paralleles Licht, dass auf die Linse der Lupe trifft, wird durch die Linse im Brennpunkt fokussiert.To magnify objects with the help of an optic, use magnifying glasses. Magnifying glasses are converging lenses, that is, lenses with a positive focal length. Examples of converging lenses are plano-convex or bi-convex lenses of glass or plastic. Even Fresnel lenses with a positive focal length can be used for magnification as a magnifying glass. Parallel light that hits the lens of the magnifying glass is focused through the lens at the focal point.

Es ist aber auch bekannt, dass Linsen als Brennglas verwendet werden können und dass im Brennpunkt einer Linse sehr hohe Temperaturen entstehen können. Die Temperatur liegt sehr viel höher als die Selbstentzündungstemperatur vieler Stoffe aus unserem Alltag. Durch den Brennglaseffekt können Gegenstände innerhalb sehr kurzer Zeit in Brand gesetzt werden. Eine Linse kann daher eine potentielle Gefahr sein, wenn sie direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist.However, it is also known that lenses can be used as a burning glass and that very high temperatures can occur at the focal point of a lens. The temperature is much higher than the auto-ignition temperature of many substances from our everyday lives. Due to the burning glass effect, objects can be set on fire within a very short time. A lens can therefore be a potential hazard when exposed to direct sunlight.

Damit die Linse einer Lupe ein scharfes Bild erzeugt, muss sie gut fokussieren. Gut fokussierende Linsen erreichen Konzentrationsverhältnisse von über 500:1. Das heißt, unter direkter Sonneneinstrahlung entstehen im Fokus Intensitäten von über 500.000 W/m^2. Auf einem schwarzen Körper entstehen bei dieser Strahlungsintensität Temperaturen von ca. 1450°C. Bei dieser hohen Temperatur entzünden sich viele Stoffe innerhalb kürzester Zeit.For the lens of a magnifying glass to produce a sharp image, it must focus well. Well-focusing lenses achieve concentration ratios of over 500: 1. This means that intensities of more than 500,000 W / m ^ 2 are produced in direct sunlight. On a black body temperatures of about 1450 ° C arise at this radiation intensity. At this high temperature, many substances ignite within a very short time.

Stand der TechnikState of the art

Wenn man eine Linse im Freien verwenden will, muss man unbedingt Sicherheitsvorkehrungen treffen. Zum Beispiel werden Linsen im Freien mit einer Schutzblende verdeckt. Die Schutzblende muss zudem mit einem Rückstellmechanismus versehen sein. Sonst könnte es geschehen, dass der Benutzer die Linse nach der Benutzung vergisst wieder zu verschließen, um sie vor ungewollter Sonneneinstrahlung zu schützen.If you want to use a lens in the open air, you have to take precautions. For example, lenses are hidden outdoors with a protective screen. The protective cover must also be provided with a return mechanism. Otherwise it could happen that the user forgets to lock the lens after use to protect it from unwanted sunlight.

Der Schutz mit einer Schutzblende ist jedoch für viele Anwendungen störend oder nicht möglich.The protection with a protective cover is disturbing or not possible for many applications.

Es wurde auch versucht, das Problem des Brennglaseffektes bei Lupen in der Form zu lösen, dass den Lupen ein gelber Warnzettel beigepackt wird, in dem auf die Gefahr des Brennglaseffektes hingewiesen und empfohlen wird, die Lupe nicht in Kinderhand zu geben.It has also been attempted to solve the problem of the magnifying glass effect of loupes in the form that the loupes a yellow warning label is added, which points to the risk of the burning effect and it is recommended not to give the magnifying glass in the hands of children.

Das ist natürlich eine völlig unzureichende Lösung des Problems.This, of course, is a completely inadequate solution to the problem.

Wenn Lupen bisher überwiegend als Leselupen in geschlossenen Räumen verwendet wurden und nur dann im Freien verwendet wurden, um Naturbeobachtungen zu machen, zum Beispiel um den Pilzbefall von Holz zu begutachten, so kommen jetzt auch Anwendungen von zum Teil großen Leselupen im Freien zur Verwendung. Um Senioren beim Einkauf zu ermöglichen, das Kleingedruckte auf den Verkaufsverpackungen zu lesen, werden bei einigen Supermärkten versuchsweise große Leselupen am Einkaufswagen befestigt. Diese Einkaufswagen werden nach der Benutzung meist im Freien oder unter offenen Unterständen abgestellt. So kann es zu unbeabsichtigten Brandereignissen führen, wenn Sonnenlicht diese Leselupen erreicht. Das trifft auch für Leselupen zu, die an öffentlichen Aushängen, zum Beispiel zum Lesen von Wanderkarten oder Fahrplänen angebracht sind. Auch Lupen auf Schaufensterscheiben versucht man zu vermeiden, weil die Brandgefahr durch den Brennglaseffekt zu groß ist. Die bisherigen Lupen auf dem Markt ermöglichen nicht die sichere Verwendung im Freien ohne eine Blende zur Abdeckung gegen Sonnenlicht. Dadurch sind die Verwendungsmöglichkeiten von Lupen bisher erheblich eingeschränkt.Previously, when loupes were predominantly used as indoor reading mirrors and only used outdoors to observe nature, for example, to assess the fungal infestation of wood, applications of sometimes large outdoor reading looms are now also being used. In order to enable seniors to buy, to read the fine print on the sales packaging, at some supermarkets tentatively large reading magnifying glasses are attached to the shopping cart. These shopping carts are parked after use mostly outdoors or under open shelters. So it can lead to unintentional fire events, when sunlight reaches these reading magnifying glasses. This is also true for reading clips that are attached to public posters, for example, to read maps or timetables. Also loupes on shop windows you try to avoid, because the risk of fire is too large by the burning glass effect. The recent loupes in the market do not allow the safe use outdoors without a cover to cover against sunlight. As a result, the uses of magnifying glasses are so far considerably limited.

Beschreibungdescription

Die vorliegende Erfindung will eine Sicherheitslupe schaffen, die auch im Freien und im Sonnenlicht verwendet werden kann und den Brennglaseffekt weitgehend verringert. Dazu bietet die Erfindung eine verblüffend einfache optische und sichere Konstruktion an. So kann die Sicherheitslupe auf Schaufensterscheiben und auf transparente Abdeckungen über Fahrpläne fest oder verschiebbar angebracht werden. Einkaufswagen können mit der erfindungsgemäßen Sicherheitslupe ausgerüstet werden, wobei zusätzlich die Sicherheitslupe so ausgebildet sein kann, dass ihre zum Anwender gerichtete Oberfläche plan eben beschaffen sein kann. Auch in Industriebetrieben, in denen starke Lichtquellen und einfallendes Sonnenlicht herkömmliche Lupen in Brenngläser verwandeln, kann die erfindungsgemäße Sicherheitslupe verwendet werden. Dazu erlaubt die Sicherheitslupe auch eine feste Anbringung oder Fixierung.The present invention seeks to provide a safety loupe which can also be used outdoors and in sunlight and greatly reduces the burning glass effect. For this purpose, the invention offers a surprisingly simple optical and safe construction. Thus, the safety loupe on windows and transparent covers on schedules fixed or slidably mounted. Shopping carts can be equipped with the safety magnifier according to the invention, wherein in addition the safety loupe can be designed so that their user-facing surface can be designed plan just. Even in industrial plants, where strong light sources and incident sunlight transform conventional magnifying glasses into burning glasses, the safety magnifier according to the invention can be used. The safety loupe also allows a fixed attachment or fixation.

So zeigt die vorliegende Erfindung eine optische Sicherheitslupe, die eine Vergrößerung erzeugt ohne einen Brennglaseffekt. Die erfindungsgemäße Optik ermöglicht eine Vergrößerung, bei der im Gegensatz zu konventionellen Linsen hohe Intensitäten im Brennpunkt vermieden werden.Thus, the present invention shows an optical safety magnifier which produces magnification without a burning glass effect. The optical system according to the invention allows an enlargement, in which, in contrast to conventional lenses, high intensities at the focal point are avoided.

Obwohl die Intensitäten im Brennpunkt reduziert sind, erzeugt die Sicherheitslupe ein scharfes Bild des Gegenstandes, der vergrößert wird. Eine derartige Sicherheitslupe kann im wesentlichen ohne Gefahren auch im Freien verwendet und belassen werden, indem die Sicherheitslupe zum Beispiel fest installiert und auf eine Blende zur Abdeckung verzichtet werden kann.Although the intensities are reduced in focus, the safety loupe produces a sharp image of the subject being magnified. Such a safety loupe can be used and left in the open air essentially without dangers, for example, by the safety loupe installed and can be dispensed with a panel for coverage.

Der wesentliche erfindungsgemäße Gedanke zur Lösung der Vermeidung des Brennglaseffektes ist die Kombination zweier unterschiedlicher Linsen, deren Brennweiten sich deutlich unterscheiden und die Sicherheitslupe bilden. Zusätzlich erschließt die Erfindung der Sicherheitslupe besonders vorteilhafte Brennweiten und deren Kombination miteinander. Darüber hinaus schlägt die vorliegende Erfindung verschiedene Bauweisen für die Sicherheitslupe vor. So dass die Sicherheitslupe mittels der Kombination aus zwei Linsen oder aus einer einzigen Linse gefertigt werden kann. Auch ermöglicht die Erfindung nicht nur die Fertigung der Sicherheitslupe aus einem festen transparenten Material in Glas oder Kunststoff, sondern eröffnet auch in einer weiteren Ausführungsform die Möglichkeit der Herstellung der Sicherheitslupe als dünne und/oder elastische Folie. Durch diese besonderen erfindungsgemäßen Ausbildungen sind auch großformatige Sicherheitslupen möglich. Die deutlich unterschiedlichen Ausbildungsformen der Sicherheitslupe zeigen besonders wirtschaftliche und/oder materialsparende erfindungsgemäße Lösungen der Aufgabenstellung auf.The essential idea according to the invention for solving the avoidance of the burning glass effect is the combination of two different lenses whose focal lengths differ significantly and form the safety loupe. In addition, the invention of the safety magnifier opens up particularly advantageous focal lengths and their combination with each other. In addition, the present invention proposes various designs for the safety loupe. So that the safety loupe can be made using the combination of two lenses or a single lens. Also, the invention not only allows the production of the safety loupe of a solid transparent material in glass or plastic, but also opens in a further embodiment, the possibility of producing the safety loupe as a thin and / or elastic film. These special embodiments of the invention also large-sized safety loops are possible. The clearly different embodiments of the safety loupe show particularly economical and / or material-saving inventive solutions to the task.

Die Sicherheitslupe unterscheidet sich von herkömmlichen Lupen dadurch, dass sie in sich zwei unterschiedliche Brennweiten in zwei senkrecht zueinander stehenden Ebenen aufweist, den Brennebenen. In den beiden Brennebenen der erfindungsgemäßen Sicherheitslupe werden keine Punkte sondern linienartige Lichtverteilungen erzeugt. Durch die unterschiedlichen Brennweiten der beiden Brennebenen der Sicherheitslupe ergeben sich unterschiedliche Vergrößerungen in vertikaler und horizontaler Richtung.The safety loupe differs from conventional loupes in that it has two different focal lengths in two mutually perpendicular planes, the focal planes. In the two focal planes of the safety magnifier according to the invention, no points but line-like light distributions are generated. Due to the different focal lengths of the two focal planes of the safety loupe, different magnifications result in the vertical and horizontal directions.

Während der Fachmann für die Konstruktion einer Lupe niemals unterschiedliche Brennweiten verwenden würde, sondern darauf bedacht ist, dass auch bei einer Kombination zweier Linsen zur Verwendung als Lupe möglichst ein einziger Brennpunkt entsteht, um die Verwendungsfähigkeit als Lupe und insbesondere als Leselupe zu gewährleisten, tritt hier die Erfindung dem Fachmann konträr entgegen und empfiehlt dagegen zwei unterschiedliche Brennweiten zu verwenden. Die Erfindung zeigt in ihren Details, dass das überraschender weise kein Nachteil ist. Je nach dem erfindungsgemäßen Verhältnis der Brennweiten, die weiter unten dargestellt werden, ist der Unterschied für das menschliche Auge nicht zu erkennen oder er wird zumindest nicht als störend empfunden.While the person skilled in the art would never use different focal lengths for the construction of a magnifying glass, it is considered that even a combination of two lenses for use as a magnifying glass produces as few focal points as possible in order to ensure their usefulness as a magnifying glass and in particular as a reading magnifier the invention contrary to the expert and contrary recommends to use two different focal lengths. The invention shows in its details that, surprisingly, it is not a disadvantage. Depending on the ratio of the focal lengths according to the invention, which are shown below, the difference can not be recognized by the human eye or it is at least not perceived as disturbing.

Um eine ausreichende Vergrößerung zu erreichen, sollten die Sicherheitslupen Brennweiten zwischen 10 mm und 300 mm haben. Da die Linsen zwei Brennweiten haben, bedeutet dies, dass die erste Brennweite vorzugsweise zwischen 10 und 280 mm liegt, während die zweite Brennweite zwischen 13 mm und 300 mm liegt.To achieve a sufficient magnification, the safety loupes should have focal lengths between 10 mm and 300 mm. Since the lenses have two focal lengths, this means that the first focal length is preferably between 10 and 280 mm, while the second focal length is between 13 mm and 300 mm.

Generell gilt für alle nachfolgend vorgeschlagenen Ausbildungen der Sicherheitslupe, dass sie in beiden Richtungen verwendet werden kann. Das heißt, es kann sowohl die Vorderseite als auch die Rückseite der Sicherheitslupe dem Beobachter zugewandt sein. Die Blickrichtung folgt der eingezeichneten optischen Achse, zum Beispiel in 1 die optische Achse (1.7)In general, for all subsequently proposed embodiments of the safety loupe that it can be used in both directions. That is, both the front and the back of the safety loupe may face the observer. The viewing direction follows the marked optical axis, for example in 1 the optical axis ( 1.7 )

Für die erfindungsgemäße Sicherheitslupe werden verschiedene vorteilhafte Ausbildungen vorgestellt unter Verwendung verschiedener Linsen und Bauweisen. So kann die Sicherheitslupe auch in der Bauhöhe vorteilhaft verändert werden und dabei ihre Funktion beibehalten.For the safety magnifier according to the invention, various advantageous embodiments are presented using different lenses and designs. Thus, the safety loupe can also be advantageously changed in height, while maintaining their function.

So weist die Optik der Sicherheitslupe in 1 bis 5 als Vorderseite und Rückseite jeweils Zylinderlinsen auf. Die Symmetrieachsen der Zylinder der Zylinderlinsen sind dabei gekreuzt und die beiden optisch wirksamen Flächen haben unterschiedliche Krümmungen und erhalten damit unterschiedliche Brennweiten.So has the optics of the safety loupe in 1 to 5 as the front and back on each cylindrical lenses. The symmetry axes of the cylinders of the cylindrical lenses are crossed and the two optically active surfaces have different curvatures and thus obtain different focal lengths.

Eine weitere Ausbildung der Sicherheitslupe zeigt 6, indem die Optik aus zwei plan-konvexen Zylinderlinsen zusammengesetzt wird.Another training shows the safety loupe 6 by the optics of two plano-convex cylindrical lenses is assembled.

Es ist vorteilhaft, wenn als Zylinderlinsen asphärische Linsen verwendet werden. Mit asphärischen Linsen lassen sich Abbildungsfehler verringern. Dadurch entsteht ein schärferes Bild.It is advantageous if aspherical lenses are used as cylindrical lenses. Aspherical lenses reduce aberrations. This creates a sharper picture.

Um die Bauhöhe der Sicherheitslupe zu verringern und/oder die Sicherheitslupe als Folie auszubilden, wird vorgeschlagen, mindestens eine oder beide optische Flächen als Fresnelzylinderstrukturen auszubilden. Der Vorteil der Fresnelzylinderstrukturen liegt in der geringen Bauhöhe gegenüber den konventionellen Linsen. Fresnelzylinderstrukturen haben weiterhin den Vorteil, dass sie sich auf Grund des geringeren Materialverbrauchs wesentlich kostengünstiger herstellen lassen.To reduce the height of the safety loupe and / or form the safety loupe as a film, it is proposed to form at least one or both optical surfaces as Fresnelzylinderstrukturen. The advantage of Fresnelzylinderstrukturen lies in the low height compared to conventional lenses. Fresnel cylinder structures also have the advantage that they can be produced much more cost-effectively due to the lower material consumption.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsart der vorliegenden Erfindung ist eine Optik, bei der die Vorderseite der Sicherheitslupe eine Planfläche oder eine rotationssymmetrische Fläche ist, während die Rückseite der Sicherheitslupe eine Freiformfläche ist. Die Planfläche, wenn sie zum Beobachter zeigt, hat den Vorteil, dass sie wegen ihrer Planizität vom Anwender der Sicherheitslupe auch als provisorische Schreibunterlage dienen kann und/oder zum Schutz mit einer planen Glasplatte geschützt werden kann. Die Planfläche ist wesentlich unempfindlicher als zum Beispiel eine Fresnelzylinderstruktur.A further advantageous embodiment of the present invention is an optical system in which the front of the safety loupe is a plane surface or a rotationally symmetrical surface, while the back of the safety loupe is a free-form surface. The plane surface, if it points to the observer, has the advantage that it can also serve as a provisional writing pad and / or protected by a flat glass plate for protection by the user of the safety loupe because of their Planizität. The plane surface is much less sensitive than, for example, a Fresnel cylinder structure.

Die Freiformfläche wird dabei so ausgebildet, dass unterschiedliche Krümmungen in zwei senkrecht zueinander stehenden Ebenen gebildet werden. Dadurch entstehen die erfindungsgemäßen unterschiedlichen Brennweiten der Sicherheitslupe. Es wird vorgeschlagen, diese Freiformfläche als zylindrische, toroidische oder bikonische Fläche auszuführen. The free-form surface is formed so that different curvatures are formed in two mutually perpendicular planes. This results in the different focal lengths of the safety loupe according to the invention. It is proposed to carry out this freeform surface as a cylindrical, toroidal or biconical surface.

Um Reflexe zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Optik der Sicherheitslupe eine Antireflexbeschichtung aufweist. Da sich die Sicherheitslupe für den Einsatz im Freien eignet, ist auch eine Beschichtung der Oberfläche gegen Verschmutzen oder Beschlagen sinnvoll. Es wird empfohlen. die Lebensdauer der Sicherheitslupe dadurch zu erhöhen, dass sie mit einer kratzfesten Schicht versehen wird. Insbesondere wenn die Sicherheitslupe aus transparentem Kunststoff gefertigt ist, sollte diese kratzfeste Schicht zur Anwendung kommen.To avoid reflections, it is advantageous if the optics of the safety loupe has an antireflection coating. Since the safety loupe is suitable for outdoor use, it is also advisable to coat the surface against soiling or fogging. It is recommended. increase the lifetime of the safety loupe by providing it with a scratch-resistant coating. In particular, if the safety loupe is made of transparent plastic, this scratch-resistant layer should be used.

Figurencharacters

Die Erfindung wird mit den nachfolgenden Figuren im Detail erläutert. Es zeigt dieThe invention will be explained in detail with the following figures. It shows the

1 die Sicherheitslupe, die zur Vergrößerung dient unter Vermeidung des Brennglaseffektes, gebildet aus zwei optischen Zylinderflächen. Die Vorderseite (1.1) der Sicherheitslupe sowie die Rückseite (1.2) der Sicherheitslupe sind Ausschnitte von Zylinderflächen. 1 the safety loupe, which serves to magnify while avoiding the burning glass effect, formed from two optical cylindrical surfaces. The front ( 1.1 ) of the safety loupe and the back ( 1.2 ) of the safety loupe are cutouts of cylindrical surfaces.

Die Zylinder haben Symmetrieachsen, mit denen die Ausrichtung der Zylinder beschrieben werden kann. Die Achse (1.3) der ersten Zylinderfläche (1.1) liegt in der Ebene (1.4). Die Achse (1.5) der zweiten Zylinderfläche (1.2) liegt in der Ebene (1.6). Die Achsen (1.3 und 1.5) stehen senkrecht zueinander.The cylinders have symmetry axes that can be used to describe the orientation of the cylinders. The axis ( 1.3 ) of the first cylindrical surface ( 1.1 ) lies in the plane ( 1.4 ). The axis ( 1.5 ) of the second cylindrical surface ( 1.2 ) lies in the plane ( 1.6 ). The axes ( 1.3 and 1.5 ) are perpendicular to each other.

Die beiden Ebenen (1.4 und 1.6) enthalten die optische Achse (1.7). Dadurch, dass die beiden Zylinderachsen rechtwinklig zueinander angeordnet sind, stehen auch die beiden Ebenen senkrecht aufeinander.The two levels ( 1.4 and 1.6 ) contain the optical axis ( 1.7 ). Because the two cylinder axes are arranged at right angles to one another, the two planes are also perpendicular to one another.

Die Mantelfläche (1.8) hat keine lichtlenkende Funktion. Die Mantelfläche kann zur Fixierung der Linse in einem Halter dienen.The lateral surface ( 1.8 ) has no light-directing function. The lateral surface can serve for fixing the lens in a holder.

2 die Schnittansicht der Sicherheitslupe aus 1 in der Ebene (1.6). 2 the sectional view of the safety loupe 1 in the plane ( 1.6 ).

3 den Schnitt der Sicherheitslupe aus 1 in der Ebene (1.4). Die Krümmung der Rückseite (1.2) ist größer als die Krümmung der Vorderseite (1.1) der Sicherheitslupe. 3 the cut of the safety loupe 1 in the plane ( 1.4 ). The curvature of the back ( 1.2 ) is greater than the curvature of the front ( 1.1 ) of the safety loupe.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Schnittkurven der gekrümmten Flächen asphärische Gestalt haben. Damit lassen sich Abbildungsfehler verringern. Zum Beispiel kann dadurch eine sphärische Aberration vermieden werden.It may be advantageous if the sectional curves of the curved surfaces have aspherical shape. This can reduce aberrations. For example, a spherical aberration can be avoided thereby.

Solche sphärische Aberrationen treten bei Linsen mit großer Krümmung auf und machen das Bild unschärfer.Such spherical aberrations occur on large curvature lenses and blur the image.

4 die Optik aus 1 in der Ansicht von vorne, das heißt in Blickrichtung der optischen Achse (1.7). In dieser Blickrichtung ist zu erkennen, dass die beiden Ebenen (1.4) und (1.6) senkrecht zueinander stehen. 4 the optics out 1 in the view from the front, that is in the direction of the optical axis ( 1.7 ). In this line of sight, it can be seen that the two levels ( 1.4 ) and ( 1.6 ) are perpendicular to each other.

Desweiteren erläutert die 5 den Strahlengang der Sicherheitslupe aus 1. Die parallelen Strahlen (5.1), die in der Ebene (1.6) liegen, werden an der vorderen Zylinderfläche (1.1) gebrochen. Diese Strahlen treffen sich im hinteren Brennpunkt (5.2). Die Strahlen (5.3) liegen in der Ebene (1.4). Diese Strahlen werden auf Grund der größeren Krümmung (1.2) stärker gebrochen und treffen sich im vorderen Brennpunkt (5.3). Die Strahlen (5.1) bilden im hinteren Brennpunkt (5.2) eine Linie, die Strahlen (5.3) bilden entsprechend im vorderen Brennpunkt (5.4) eine Linie. Dadurch ergibt sich ein wesentlich kleineres Konzentrationsverhältnis als bei einer herkömmlichen Sammellinse, die als Lupe verwendet wird.Furthermore, the explained 5 the beam path of the safety loupe 1 , The parallel rays ( 5.1 ), which are in the plane ( 1.6 ), are on the front cylindrical surface ( 1.1 ) Broken. These rays meet in the back focal point ( 5.2 ). The Rays ( 5.3 ) lie in the plane ( 1.4 ). These rays are due to the greater curvature ( 1.2 ) stronger and meet in the front focal point ( 5.3 ). The Rays ( 5.1 ) form in the back focal point ( 5.2 ) a line, the rays ( 5.3 ) form correspondingly in the front focal point ( 5.4 ) a line. This results in a much smaller concentration ratio than in a conventional converging lens, which is used as a magnifying glass.

6 eine weitere Ausführung der Erfindung, bei der die Optik der Sicherheitslupe zweigeteilt ist. Die beiden einzelnen Linsen (6.1) und (6.2) haben jeweils eine Planseite (6.3) und (6.4). Die Vorderseite (6.5) und die Rückseite (6.6) sind Zylinderflächen oder vorteilhaft asphärische Zylinderflächen wie bei der Optik in 1. Die beiden Optiken (6.1) und (6.2) der Sicherheitslupe werden mit den Planflächen (6.3) und (6.4) zueinander gewandt angeordnet. Zwischen den Planflächen kann ein Abstand (6.7) sein oder sie können direkt aneinander gesetzt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Spalt (6.7) mit Klebstoff gefüllt, um die beiden Planflächen fest miteinander zu verbinden. 6 a further embodiment of the invention, in which the optics of the safety loupe is divided into two parts. The two individual lenses ( 6.1 ) and ( 6.2 ) each have a plan page ( 6.3 ) and ( 6.4 ). The front ( 6.5 ) and the back ( 6.6 ) are cylindrical surfaces or advantageous aspherical cylindrical surfaces as in the optics in 1 , The two optics ( 6.1 ) and ( 6.2 ) of the safety loupe with the plane surfaces ( 6.3 ) and ( 6.4 ) arranged facing each other. Between the plane surfaces, a distance ( 6.7 ) or they can be placed directly together. In a further advantageous embodiment, the gap ( 6.7 ) filled with adhesive to firmly connect the two planar surfaces.

7 eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung. Die Optik der Sicherheitslupe hat eine rechteckige Apertur. Die Vorderseite (7.1) und die Rückseite (7.2) sind Zylinderflächen wie in 1. Anstelle einer Mantelfläche (1.8) in 1 ergeben sich in dieser Ausführung vier Außenflächen. In 7 sind zwei der Außenflächen (7.3 und 7.4) zu sehen. Die anderen beiden Flächen sind in dieser Ansicht verdeckt. Die Außenflächen haben keine lichtlenkende Funktion. Daher sind beliebige Formen als Apertur möglich. 7 a further advantageous embodiment of the invention. The optics of the safety loupe has a rectangular aperture. The front ( 7.1 ) and the back ( 7.2 ) are cylindrical surfaces as in 1 , Instead of a lateral surface ( 1.8 ) in 1 arise in this embodiment, four outer surfaces. In 7 are two of the outer surfaces ( 7.3 and 7.4 to see). The other two surfaces are hidden in this view. The outer surfaces have no light-directing function. Therefore, any shapes are possible as an aperture.

8 eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung. Die unterschiedlichen Brennweiten in den Ebenen (1.4) und (1.6) werden hier dadurch erzeugt, dass die Rückseite (8.1) der Sicherheitslupe in den Ebenen (1.4 und 1.6) unterschiedliche Krümmungen aufweist. Die Vorderseite (8.2) der Sicherheitslupe ist eine plane Fläche oder eine rotationssymmetrische asphärische Fläche (1.7) ist wieder die optische Achse der Sicherheitslupe. 8th a further advantageous embodiment of the invention. The different focal lengths in the planes ( 1.4 ) and (1.6) are generated here by the rear side ( 8.1 ) of the safety loupe in the levels ( 1.4 and 1.6 ) has different curvatures. The front ( 8.2 ) of the safety loupe is a plane surface or a rotationally symmetric aspherical surface ( 1.7 ) is again the optical axis of the safety loupe.

9 den Schnitt durch die Optik aus 8 in der Ebene (1.6). Die Rückseite (8.1) hat in dieser Ebene eine schwache Krümmung. 9 the cut through the optics 8th in the plane ( 1.6 ). The backside ( 8.1 ) has a slight curvature in this plane.

10 den Schnitt durch die Optik in Ebene (1.4). Die Krümmung der Rückseite (8.1) der Sicherheitslupe ist in dieser Ebene stärker als in der Ebene (1.6.) Parallele Strahlen in der Ebene (1.4) haben eine kürzere Brennweite als Strahlen in der Ebene (1.6). 10 the cut through the optics in plane ( 1.4 ). The curvature of the back ( 8.1 ) of the safety loupe is stronger at this level than at the level ( 1.6 .) Parallel rays in the plane ( 1.4 ) have a shorter focal length than rays in the plane ( 1.6 ).

11 eine Ausführung der Erfindung der Sicherheitslupe gebildet aus zwei gekreuzten Fresnelzylinderoptiken. 11 an embodiment of the invention of the safety loupe formed of two crossed Fresnel cylinder optics.

Die Ausführung mit Fresnellinsen hat den Vorteil, dass die Bauhöhe sehr gering, das Bauteil sehr leicht ist und wenig Bauraum benötigt. Die Fresneloptiken (11.1 und 11.2) haben jeweils eine Planseite (11.3 und 11.4) und eine Seite, die eine lineare Fresnelstruktur (11.5 und 11.6) aufweist. Die Richtung der Strukturierung der Fresnellinse (11.5) steht senkrecht zu der Richtung der Strukturierung der Fresnellinse (11.6). Die beiden Fresnelstrukturen haben unterschiedliche Krümmungen.The version with Fresnel lenses has the advantage that the height is very low, the component is very light and requires little space. Fresnel optics ( 11.1 and 11.2 ) each have a plan page ( 11.3 and 11.4 ) and a page having a linear Fresnel structure ( 11.5 and 11.6 ) having. The direction of the structuring of the Fresnel lens ( 11.5 ) is perpendicular to the direction of the structuring of the Fresnel lens ( 11.6 ). The two fresnel structures have different curvatures.

Die beiden Linsen können zusammengeklebt werden oder durch einen Halter fixiert werden. In einer weiteren Ausführung werden eine oder beide Fresneloptiken als strukturierte Folien ausgebildet.The two lenses can be glued together or fixed by a holder. In a further embodiment, one or both Fresnel optics are formed as structured films.

12 eine weitere Ausführung der Sicherheitslupe, bei der zwei Fresnelstrukturen auf der Vorderseite (12.1) und auf der Rückseite (12.2) einer Optik angebracht sind. 12 Another embodiment of the safety loupe, in which two Fresnel structures on the front ( 12.1 ) and on the back ( 12.2 ) are attached to an optical system.

13 eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung mit einer Beschichtung auf der Vorderseite (13.1) und der Rückseite (13.2). Eine Beschichtung kann zum einen aus optischer Sicht sinnvoll sein, z. B. eine Antireflexschicht oder eine Antibeschlag-Beschichtung. Anderseits kann eine Beschichtung mit einer Antikratzschicht besonders bei Optiken aus Kunststoff vor schneller Alterung schützen. Es können auch verschiedene Beschichtungen kombiniert werden. 13 a further advantageous embodiment of the invention with a coating on the front ( 13.1 ) and the back ( 13.2 ). A coating may be useful from an optical point of view, for. As an antireflection coating or an anti-fog coating. On the other hand, a coating with an anti-scratching layer can protect against rapid aging, especially with plastic optics. It is also possible to combine different coatings.

14 eine Hälfte der erfindungsgemäßen Sicherheitslupe, bei der die Optik (12.1) in einem Halter (14.2) fixiert ist. Die Optik kann in den Halter geklebt, geschraubt oder eingerastet werden. Auch das Umspritzen der Optik mit einem thermoplastischen Kunststoff ist möglich, um zum Beispiel einen Halterahmen oder einen Tragarm der Sicherheitslupe auszubilden. 14 one half of the safety magnifier according to the invention, in which the optics ( 12.1 ) in a holder ( 14.2 ) is fixed. The optics can be glued, screwed or snapped into the holder. The encapsulation of the optics with a thermoplastic material is possible to form, for example, a support frame or a support arm of the safety loupe.

Claims

A magnifying glass with an optical system for focusing incident light with two light transmission surfaces facing away from one another, wherein the optical system has a first convex cylindrical lens structure at a first of the light transmission surfaces ( 1.1 ; 6.5 ; 7.1 ; 11.5 ; 12.1 ; 13.1 ), characterized in that the optical system has a second convex cylindrical lens structure ( 1.2 ; 6.6 ; 7.2 ; 11.6 ; 12.2 ; 13.2 ) at one of its light transmission surfaces, wherein the cylinder axes ( 1.3 ; 1.5 ) of the cylindrical lens structures ( 1.1 . 1.2 ; 6.5 . 6.6 ; 7.1 . 7.2 ; 11.5 . 11.6 ; 12.1 . 12.2 ; 13.1 . 13.2 ) are transverse to each other and wherein the two cylindrical lens structures ( 1.1 . 1.2 ; 6.5 ; 7.1 . 7.2 ; 11.5 . 11.6 ; 12.1 . 12.2 ; 13.1 . 13.2 ) have different focal lengths.

Magnifying glass according to claim 1, characterized in that the cylinder axes ( 1.3 . 1.5 ) at right angles to each other.

Magnifying glass according to claim 1 or 2, characterized in that a first of the light transmission surfaces with two cylindrical lens structures ( 1.1 . 1.2 ; 6.5 . 6.6 ; 7.1 . 7.2 ; 11.5 . 11.6 ; 12.1 . 12.2 ; 13.1 . 13.2 ) is provided.

Magnifying glass according to claim 3, characterized in that the second of the light passage surfaces a plane surface ( 8.2 ) and / or a rotationally symmetrical surface.

Magnifying glass according to claim 1 or 2, characterized in that each of the two light passage surfaces with one of the cylindrical lens structures ( 1.1 . 1.2 ; 6.5 . 6.6 ; 7.1 . 7.2 ; 11.5 . 11.6 ; 12.1 . 12.2 ; 13.1 . 13.2 ) is provided.

Loupe according to one of the preceding claims, characterized in that the optical system comprises a first lens ( 6.1 ) with the first cylindrical lens structure ( 6.5 ) and a second lens ( 6.2 ) with the second cylindrical lens structure ( 6.6 ) having.

Magnifying glass according to claim 6, characterized in that the two lenses ( 6.1 . 6.2 ) are arranged at a distance from each other.

Magnifying glass according to claim 6, characterized in that the two lenses ( 6.1 . 6.2 ) abut each other.

Loupe according to claim 8, characterized in that the two lenses ( 6.1 . 6.2 ) as a laminate are bonded together by gluing or welding.

A magnifying glass according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the optical system comprises a lens comprising both the first and the second cylindrical lens structure ( 1.1 . 1.2 ; 6.5 . 6.6 ; 7.1 . 7.2 ; 11.5 . 11.6 ; 12.1 . 12.2 ; 13.1 . 13.2 ) having.

Magnifying glass according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the cylindrical lens structures as Fresnelzylinderstruktur ( 11.5 . 11.6 ; 12.1 . 12.2 ) is trained.

Magnifying glass according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the light passage surfaces is formed as an asphere.

Magnifying glass according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the light passage surfaces is provided with an antireflection coating and / or a scratch-resistant coating.

Loupe according to one of the preceding claims, characterized by a holding device ( 14.2 ), in which the optical system is enclosed.

Loupe according to one of the preceding claims, characterized in that the optical system comprises a colored, translucent material.

Lens according to one of the preceding claims, characterized in that the focal length of the second cylindrical lens structure ( 1.2 ; 6.6 ; 7.2 ; 11.6 ; 12.2 ; 13.2 ) 1.1 times to 1.5 times the focal length of the first cylindrical lens structure ( 1.1 ; 6.5 ; 7.1 ; 11.5 ; 12.1 ; 13.1 ) corresponds.

Lens according to one of the preceding claims, characterized in that the focal length of the first cylindrical lens structure ( 1.1 ; 6.5 ; 7.1 ; 11.5 ; 12.1 ; 13.1 ) Is 10 mm to 280 mm and that the focal length of the second cylindrical lens structure ( 1.2 ; 6.6 ; 7.2 ; 11.6 ; 12.2 ; 13.2 ) Is 13 mm to 300 mm.

Lens according to one of the preceding claims, characterized in that the optical system is at least partially made of glass or of transparent plastic, in particular of polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), cyclo-olefin polymers (COP) or cyclo-olefin copolymers ( COC) is made.