猫眼为什么用凹透镜（防盗门上的“猫眼儿”透镜及其应用）

防盗门上的“猫眼儿”

---透镜及其应用

猫眼儿，又称门镜，是装在住宅户门上的一种小型光学仪器，便于居民观察户外情况。已经成为居家安全的必需品。

它是由一块室外凹透镜（物镜）和一块室内凸透镜组成。物镜的焦距极短，它使室外的人或物成正立缩小的虚像，此像正好落在目镜的焦点以内，最后得到一个正立放大的虚像，此像恰又成在人眼的明视距离附近，对门外的情况就看得清楚了。

一、门镜的作用

从室内通过门镜向外看，能看清门外视场角约为120度范围内的所有景象，而从门外通过门镜却无法看到室内的任何东西。若在公房或私寓等处的大门上，装上此镜，对于家庭的防盗和安全，能发挥一定的作用。

【视场角FOV】在光学仪器中,以光学仪器的镜头为顶点,以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角,称为视场角。

二、门镜成像的光学原理

门镜是由两块透镜组合而成．当我们从门内向外看时，物镜L1是凹透镜，目镜L2是凸透镜（光路见图1）。

物镜L1的焦距极短，它将室外的人或物AB成一正立缩小的虚像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，最后得到一个正立放大的虚像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。

那么，同样通过此门镜，为什么从门外向里看（倒看）时，却什么也见不着呢？

在倒看时（光路见图2），L1变成了目镜，L2则成了物镜，室内的景物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，因此，对于室外的窥视者，室内的一切当然也就“视而不见”了。

（近点是人眼能够看清楚物体的最小距离，近点距离随年龄的增长而增大，正常青年人的近点约10cm，但正常人到50岁时，近点大致为40cm。）