RU2786354C1 - Optical device - Google Patents

Abstract

FIELD: optics.

SUBSTANCE: invention relates to optoelectronic and optomechanical devices, in particular to devices for improvement of near vision of objects. An optical device for change in a focal distance contains lenses, an electric drive connected to them, an electronic control device generating a signal for control of the electric drive, a battery. A laser rangefinder is embedded in the device, measuring a distance to a viewed object. The electronic control device is made with the possibility of storage in memory of a value of a distance, at which the electric drive is actuated for input or output of lenses from the field of view, change in the specified value of the distance, and generation of a signal for control of the electric drive. A photosensor, light diodes, and elements of fastening to glasses are also introduced.

EFFECT: increase in a depth of clear vision due to automated change of a focal distance, while saving user mobility.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к оптико-электронным и оптико-механическим приборам, в частности к устройствам для улучшения видения предметов вблизи.The invention relates to optical-electronic and optical-mechanical devices, in particular to devices for improving the vision of objects near.

Известно приспособление для очков (GB2251702A МПК G02C 9/04, опубл. 15.07.1992). Данное приспособление предназначено для улучшения четкости видения в случае недостаточной аккомодации глаз пользователя. Приспособление фиксируется на очках с помощью зажима. Поворотный механизм приспособления позволяет при необходимости вводить в поле зрения пользователя линзы с требуемыми значениями диоптрий и выводить их, если необходимости в этом нет. Устройство увеличивает скорость изменения фокусного расстояния для глаз пользователя, расширяет глубину четкого различения мелких предметов. Однако изменение фокусного расстояния очков происходит в ручную, вводом линз приспособления в поле зрения пользователя. Это не позволяет достаточно оперативно переключать внимание с предметов расположенных вблизи и в дали.A device for glasses is known (GB2251702A IPC G02C 9/04, publ. 15.07.1992). This device is designed to improve the clarity of vision in case of insufficient accommodation of the user's eyes. The device is fixed on the glasses with a clip. The rotary mechanism of the device allows, if necessary, lenses with the required diopters to be introduced into the user's field of view and removed if necessary. The device increases the speed of changing the focal length for the user's eyes, expands the depth of a clear distinction between small objects. However, changing the focal length of the glasses occurs manually by entering the lenses of the device into the user's field of view. This does not allow you to switch attention quickly enough from objects located near and far.

Существует так же телескопическое устройство, фиксируемое на голове пользователя. (US 3,865,468, МПК G02B 25/00, опубликовано 11.02.1975 г.) Данное устройство также предназначено для улучшения четкости видения в случае недостаточной аккомодации глаза. Устройство фиксируется на голове пользователя и имеет механизм ввода системы оптических линз в поле зрения пользователя. Ввод линз производиться с помощью 2-х электроприводов установленных на устройстве и механически связанных с линзами. Включение и выключение электроприводов осуществляется с помощью педали, на которую, пользователь должен нажимать, если требуется изменить фокусное расстояние оптического устройства. Устройство обеспечивает полуавтоматическое изменение фокусного расстояния оптического устройства, при этом не требует для этого задействования рук пользователя. Недостатками устройства является громоздкость, необходимость во внешнем источнике питания и низкая мобильность из-за наличия проводов для подключения к педали и внешнему источнику питания.There is also a telescopic device fixed on the user's head. (US 3,865,468, IPC G02B 25/00, published 02/11/1975) This device is also designed to improve the clarity of vision in case of insufficient accommodation of the eye. The device is fixed on the user's head and has a mechanism for introducing an optical lens system into the user's field of vision. The lenses are inserted using 2 electric drives installed on the device and mechanically connected to the lenses. Turning on and off the electric drives is carried out using a pedal, which the user must press if it is necessary to change the focal length of the optical device. The device provides a semi-automatic change in the focal length of the optical device, while not requiring the involvement of the user's hands. The disadvantages of the device are bulkiness, the need for an external power source and low mobility due to the presence of wires for connecting to the pedal and an external power source.

Имеется также изобретение, выбранное в качестве прототипа - интеллектуальные 3D очки с изменяемым фокусом (CN106154577A, МПК G02B 27/22, опубликовано 23.11.2016). Данные 3D очки позволяют пользователю изменять фокусное расстояние и увеличивать тем самым глубину четкого видения предметов вблизи. На 3D очках имеется поворотный механизм, который вводит в поле зрения пользователя линзы позволяющие улучшать четкость видения вблизи. Механизм приводиться в движение электроприводом встроенным в очки. Питание электропривода осуществляется с помощью встроенного аккумулятора. Управление электроприводом осуществляется дистанционно по беспроводной связи от интеллектуального автономного устройства. Недостатком данного устройства является необходимость во внешнем автономном устройстве управления, что снижает мобильность 3D очков.There is also an invention chosen as a prototype - smart 3D glasses with variable focus (CN106154577A, IPC G02B 27/22, published 11/23/2016). These 3D glasses allow the user to change the focal length and thereby increase the depth of a clear vision of near objects. The 3D glasses have a swivel mechanism that brings lenses into the wearer's field of view to improve near vision clarity. The mechanism is driven by an electric drive built into the glasses. The electric drive is powered by a built-in battery. The electric drive is controlled remotely via wireless communication from an intelligent autonomous device. The disadvantage of this device is the need for an external stand-alone control device, which reduces the mobility of 3D glasses.

Целью создания изобретения является повышение глубины четкого видения без прикладывания каких-либо усилий со стороны пользователя для изменения фокусного расстояния оптического приспособления, при сохранении мобильности пользователя.The purpose of the invention is to increase the depth of clear vision without any effort on the part of the user to change the focal length of the optical device, while maintaining the mobility of the user.

Достижение заявленной цели обеспечивается автоматическим изменением фокусного расстояния оптической системы образованной глазом и линзами очков, если последние используются. Происходит это с помощью линз приспособления оптического (далее по тексту-приспособление), которые автоматически вводятся в поле зрения пользователя при приближении рассматриваемых предметов к глазам. Введение в поле зрения линз приводит к изменению фокусного расстояния, что позволяет пользователю с пониженной аккомодацией глаз четко видеть мелкие детали предметов. Кроме того, модульное исполнение приспособления, позволяет устанавливать его на разные очки, повышая тем самым гибкость и удобство пользования.The achievement of the declared goal is ensured by the automatic change of the focal length of the optical system formed by the eye and the lenses of the glasses, if the latter are used. This happens with the help of lenses of an optical device (hereinafter referred to as the device), which are automatically introduced into the user's field of view when the objects under consideration approach the eyes. The introduction of lenses into the field of view leads to a change in focal length, which allows the user with reduced eye accommodation to clearly see the fine details of objects. In addition, the modular design of the device allows you to install it on different glasses, thereby increasing flexibility and ease of use.

Оптическое приспособление предназначено для людей с пресбиопией, а также для тех, кому необходимо часто переключать внимание с мелких деталей предметов на удаленные предметы при недостаточной, для такой работы, аккомодации глаза.The optical device is intended for people with presbyopia, as well as for those who often need to switch their attention from small details of objects to distant objects with insufficient eye accommodation for such work.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом фиг. 1 и фиг. 2.The present invention is illustrated by the drawing of Fig. 1 and FIG. 2.

Оптическое приспособление содержит электропривод 1 (см. фиг. 1) приводящий в движение линзы 2 при помощи поворотного механизма, электронное устройство управления 3 (ЭУУ), лазерный дальномер 4, аккумулятор 5. Кроме того, на приспособлении имеются светодиоды 6 и фотодатчик 7. Для установки приспособления на очки служат зажимы 8, например, прищепки. Если пользователь не носит очки, то приспособление может быть выполнено с элементами фиксации на лбу, например, помощью удерживающего устройства типа резинового ремешка.The optical device contains an electric drive 1 (see Fig. 1) that drives the lenses 2 using a rotary mechanism, an electronic control device 3 (ECU), a laser range finder 4, a battery 5. In addition, the device has LEDs 6 and a photo sensor 7. For clamps 8, for example, clothespins, serve to install the fixture on the glasses. If the user does not wear glasses, then the device can be made with fixation elements on the forehead, for example, using a retaining device such as a rubber strap.

Работает приспособление следующим образом. При включении, лазерный дальномер 4 производит периодическое измерение расстояния от оптического приспособления до предмета находящегося напротив дальномера. Лазерный дальномер расположен таким образом, что его линия визирования проходит в центре поля зрения пользователя. Если расстояние измеренное дальномером меньше фиксированного значения записанного в ЭУУ 4, срабатывает электропривод 1, который приводит в движение линзы 2 и устанавливает их напротив линз очков (см. фиг. 1), обеспечивая тем самым переключение фокусного расстояния для рассматривании предметов вблизи. Значение дальности, записанное в ЭУУ при котором происходит срабатывания электропривода, может быть изменено пользователем нажатием соответствующей кнопки в ЭУУ. При этом новым значением дальности срабатывания станет значение расстояния, измеренное дальномером в момент нажатия кнопки.The device works as follows. When turned on, the laser rangefinder 4 periodically measures the distance from the optical device to the object located opposite the rangefinder. The laser rangefinder is positioned so that its line of sight is in the center of the user's field of view. If the distance measured by the rangefinder is less than the fixed value recorded in the ECU 4, the electric drive 1 is activated, which drives the lenses 2 and sets them opposite the lenses of the glasses (see Fig. 1), thereby switching the focal length for viewing objects up close. The range value recorded in the ECU at which the electric drive is triggered can be changed by the user by pressing the corresponding button in the ECU. In this case, the new value of the response range will be the value of the distance measured by the range finder at the moment the button was pressed.

Если объект рассматриваемый пользователем убран из поля зрения, показания лазерного дальномера изменяются в сторону увеличения. При этом, если измеренное расстояние станет больше значения срабатывания электропривода сохраненного в памяти ЭУУ, формируется сигнал управления электроприводом, который переводит линзы приспособления в крайнее верхнее положение, выводя их тем самым из поля зрения пользователя (см. фиг. 2). В этом положении обеспечивается лучшее условие видения предметов находящихся на удалении.If the object considered by the user is removed from the field of view, the readings of the laser range finder change upwards. In this case, if the measured distance becomes greater than the actuation value of the electric drive stored in the memory of the ECU, an electric drive control signal is generated that moves the lenses of the device to the highest position, thereby removing them from the user's field of view (see Fig. 2). In this position, the best condition for seeing objects at a distance is provided.

Кроме того в приспособлении присутствуют светодиоды 7, которые включаются при уменьшении освещенности в поле зрения пользователя. Уровень освещенности измеряется с помощью фотодатчика 6 также размещенного на приспособлении и измеряющего уровень освещенности пространства перед пользователем. В качестве фотодатчика может выступать фотодиод или фоторезистор. Если уровень освещенности станет меньше порогового значения, ЭУУ включает светодиоды, которые освещают пространство в поля зрения пользователя и выключает их, если освещенность превысить порог.In addition, the device contains LEDs 7, which turn on when the illumination decreases in the user's field of vision. The level of illumination is measured using a photo sensor 6 also placed on the device and measuring the level of illumination of the space in front of the user. A photodiode or a photoresistor can act as a photo sensor. If the light level falls below the threshold value, the ECU turns on the LEDs that illuminate the space in the user's field of view and turns them off if the light level exceeds the threshold.

На фиг. 1 показано приспособление, зафиксированное на очках. При этом линзы приспособления находятся в нижнем положении, что в сумме увеличивает значение диоптрий оптической системы очки-приспособление. На фиг. 2 представлено то же приспособление, зафиксированное на очках, но с линзами, выведенными из поля зрения пользователя. В этом случае оптическая сила определяется только диоптриями линз очков.In FIG. 1 shows a device fixed on glasses. In this case, the lenses of the device are in the lower position, which in total increases the value of the diopter of the optical system glasses-device. In FIG. Figure 2 shows the same fixture attached to glasses, but with the lenses out of the user's field of view. In this case, the optical power is determined only by the diopters of the lenses of the glasses.

Приспособление для очков позволяет автоматически изменять фокусное расстояние очков, тем самым избавляя пользователя от необходимости применять лупы или менять очки с линзами с большим значением диоптрий для рассматривания мелких предметов. Изобретение повышает, таким образом, скорость работы пользователя с пресбиопией до скорости человека с нормальным зрением. Приспособление так же может быть полезно и для людей с нормальным зрением позволяя работать с мелкими предметами для рассматривания, которых недостаточно аккомодации глаза.The spectacle attachment allows the spectacles to automatically change the focal length of the spectacles, thereby eliminating the need for the user to use loupes or change spectacles with high diopter lenses to view small objects. The invention thus increases the speed of a user with presbyopia to that of a person with normal vision. The device can also be useful for people with normal vision, allowing you to work with small objects for viewing, which are not enough accommodation for the eye.

Claims (1)

Приспособление оптическое для изменения фокусного расстояния, содержащее линзы, связанный с ними электропривод, электронное устройство управления, формирующее сигнал управления электроприводом, аккумулятор, отличающееся тем, что в приспособление встроен лазерный дальномер, измеряющий расстояние до рассматриваемого предмета, при этом дополнительно электронное устройство управления выполнено с возможностью хранить в памяти значение расстояния, при котором срабатывает электропривод для ввода или вывода линз из поля зрения, изменять указанное значение расстояния и формировать сигнал управления электроприводом, а также введены фотодатчик, светодиоды и элементы крепления к очкам.An optical device for changing the focal length, containing lenses, an electric drive associated with them, an electronic control device that generates a control signal for the electric drive, a battery, characterized in that the device has a built-in laser range finder that measures the distance to the object in question, while additionally the electronic control device is made with the ability to store in memory the value of the distance at which the electric drive is triggered to put the lenses in or out of the field of view, change the specified distance value and generate a drive control signal, as well as a photo sensor, LEDs and fastening elements for glasses.

Images