DE10358906A1 - Optical element as a lens with variable focal length has an attachment container for first and second media with flexible shape - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein optisches Element gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein optisches System sowie ein optisches Gerät.The The present invention initially relates to an optical element according to the generic term of claim 1. Furthermore, the invention also relates to a optical system and an optical device.
Aus dem Stand der Technik sind bereits veränderliche optische Elemente bekannt. Ein bekanntes optisches Element weist einen Tropfen einer leitenden Flüssigkeit auf, der auf einer Isolationsschicht aufgetragen ist. Die Isolationsschicht wiederum bedeckt eine flache Elektrode. Bei Anwesenheit eines elektrischen Feldes, das durch eine zwischen der Leiterflüssigkeit und der Elektrode angelegte Spannung verursacht wird, kann die Benetzung wesentlich vergrößert werden. Dieses bekannte Phänomen wird auch als Elektrobenetzen (electro-wetting) bezeichnet.Out The prior art already has variable optical elements known. A known optical element has a drop of a conductive liquid on, which is applied to an insulating layer. The insulation layer in turn covers a flat electrode. In the presence of an electrical Field passing through a between the conductor liquid and the electrode applied voltage, the wetting can be significantly increased. This well-known phenomenon is also referred to as electro-wetting.
Eine Umsetzung dieses Phänomens ist beispielsweise aus der US-A-5,659,330 bekannt. Darin wird eine Anzeigeeinrichtung beschrieben, bei der einzelne Tropfen einer Leiterflüssigkeit auf einer Isolationsschicht angeordnet sind. Unterhalb dieser Isolationsschicht sind Elektroden vorhanden. Durch die selektive Erzeugung eines elektrischen Feldes kann die Form eines jeden Tropfens der Leiterflüssigkeit variiert werden, wodurch ein farbiges Pixel eines Bildes erzeugt wird.A Implementation of this phenomenon is known for example from US-A-5,659,330. This will be one Display device described in the individual drops of a conductor liquid are arranged on an insulating layer. Below this insulation layer There are electrodes. By selectively generating an electrical Feldes can vary the shape of each drop of the conductor liquid which creates a colored pixel of an image.
Eine
Lösung,
wie die vorstehend beschriebene Art optischer Elemente auch im Bereich
von Linsenelementen eingesetzt werden kann, ist in der
Das optische Element besteht aus einem Aufnahmebehälter, der eine erste, elektrisch leitfähige Flüssigkeit sowie einen Tropfen einer zweiten, isolierenden Flüssigkeit beinhaltet. Die beiden Flüssigkeiten sind nicht mischbar und im Aufnahmebehälter räumlich fixiert. Die beiden Flüssigkeiten berühren einander an einer Grenzfläche. Der Tropfen der zweiten Flüssigkeit ist konzentrisch um die optische Achse des optischen Elements herum angeordnet, wobei die optische Achse ebenfalls durch einen transparenten Bereich des Bodens des Aufnahmebehälters verläuft. Die erste, elektrisch leitfähige Flüssigkeit liegt zumindest bereichsweise an Elektroden an, die sich innerhalb des Aufnahmebehälters befinden. Darüber hinaus ist wenigstens eine weitere Elektrode vorgesehen, die außerhalb des Behälterbodens angeordnet ist. Dabei ist diese weitere Elektrode auf der dem Behälterinnenraum abgewandten Oberfläche des Behälterbodens angeordnet.The optical element consists of a receptacle, a first, electrically conductive liquid and a drop of a second, insulating liquid includes. The two liquids are immiscible and spatially fixed in the receptacle. The two liquids touch each other at an interface. The drop of the second liquid is concentric around the optical axis of the optical element arranged, wherein the optical axis also by a transparent Area of the bottom of the receptacle runs. The first, electric conductive liquid lies at least partially on electrodes that are within of the receptacle are located. Furthermore At least one further electrode is provided outside of the tank bottom is arranged. In this case, this further electrode on the container interior remote surface of the tank bottom arranged.
Schließlich weist das bekannte optische Element Mittel zum Ändern der Grenzfläche zwischen den Flüssigkeiten auf. Über diese Mittel kann ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden erzeugt werden. Dadurch ändert sich die Benetzbarkeit der mit der ersten, leitfähigen Flüssigkeit überdeckten Fläche, so dass sich darüber auch die Form des Tropfens der zweiten, isolierenden Flüssigkeit verändert. Durch die Variation der Größe und/oder Form der Grenzfläche zwischen den beiden Flüssigkeiten kann der Fokus des optischen Elements kontinuierlich verstellt werden.Finally, points the known optical element means for changing the interface between the liquids on. about This means can be an electric field between the electrodes be generated. This changes the wettability of the surface covered with the first conductive liquid, so that's about it also the shape of the drop of the second, insulating liquid changed. By the variation of the size and / or Shape of the interface between the two liquids can the focus of the optical element are continuously adjusted.
Ähnliche Lösungen sind beispielsweise auch aus der WO 03/071335 A2 sowie der WO 03/069380 A1 bekannt.Similar solutions are for example also from WO 03/071335 A2 and WO 03/069380 A1 known.
Alle die bekannten Lösungen weisen jedoch einen Nachteil auf. Die darin beschriebenen optischen Elemente können durch Erschütterungen zerstört werden, in dem das entsprechende Medium, das insbesondere in Form eines Tropfens vorliegt, in mehrere Einzeltropfen zerfällt. Insbesondere, wenn das optische Element als Linse eingesetzt wird, werden durch eine solche Aufspaltung des Tropfens die optischen Eigenschaften der Linse erheblich verändert. Die bekannten Lösungen eignen sich daher nur für die Realisierung sehr kleiner optischer Elemente.All the known solutions However, they have a disadvantage. The optical described therein Elements can by shaking destroyed be in which the appropriate medium, in particular in the form of a drop, breaks down into several individual drops. Especially, when the optical element is used as a lens, are through such a splitting of the droplet's optical properties the lens changed significantly. The known solutions are therefore only suitable for the realization of very small optical elements.
Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein optisches Element der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die zum Stand der Technik beschriebenen Nachteile vermieden werden können. Insbesondere soll ein optisches Element bereitgestellt werden, mit dem einer Zerstörung des optischen Elements durch Zerfall in mehrere Tropfen wirksam entgegengewirkt werden kann. Weiterhin soll ein entsprechend verbessertes optisches System sowie Gerät bereitgestellt werden.outgoing Of the cited prior art, the present invention Therefore, the object of an optical element of the aforementioned Form such a way that the described in the prior art Disadvantages can be avoided. In particular, an optical element is to be provided with that of destruction of the optical element by decay into several drops effective can be counteracted. Furthermore, a correspondingly improved optical system as well as device to be provided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das optische Element mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, das optische System mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 31 sowie das optische Gerät mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 32. Weitere Vorteile, Merkmale, Details, Aspekte und Effekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen optischen Element beschrieben sind, gelten dabei selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen optischen System und jeweils umgekehrt. Analoges gilt für das erfindungsgemäße optische Gerät.This object is achieved by the optical element having the features according to independent claim 1, the optical system having the features according to independent claim 31 and the optical device having the features according to the independent Claim 32. Further advantages, features, details, aspects and effects of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. Features and details described in connection with the optical element according to the invention, of course, also apply in connection with the optical system according to the invention and in each case vice versa. The same applies to the optical device according to the invention.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass nunmehr geeignete Stabilisierungsmittel verwendet werden, die einem unerwünschten Zerfall wirksam entgegenwirken.Of the The present invention is based on the finding that now suitable stabilizing agents are used which are undesirable Effectively counteract decay.
Die Erfindung ist insbesondere für große optische Elemente mit variabler Fokallänge einsetzbar, beispielsweise für große Linsen (Variolinsen) und dergleichen. Während die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen für die Realisierung großer optischer Elemente aus den oben geschilderten Gründen problematisch sind, führt der Einsatz der erfindungsgemäßen Stabilisierungsmittel nunmehr zu dem Ergebnis, dass auch große optische Elemente realisiert werden können. Wenn die optischen Elemente beispielsweise in Form von variablen Linsen ausgebildet sind, können mit der vorliegenden Erfindung beispielsweise Linsen mit einem Durchmesser von größer 5mm hergestellt werden. Insbesondere lassen sich auch Linsen realisieren, die einen Durchmesser bis 5cm oder auch mehr aufweisen können. Derartige Linsen finden beispielsweise in Mikroskopen, etwa Operationsmikroskopen, und dergleichen Anwendung.The Invention is particularly for size can be used with variable focal length optical elements, for example for big lenses (Variolenses) and the like. While the known from the prior art solutions for the realization of large optical Elements are problematic for the reasons outlined above, leads the Use of the stabilizing agent according to the invention now the result that realizes also large optical elements can be. If the optical elements, for example, in the form of variable Lenses are formed, can with the present invention, for example, lenses with a diameter of bigger 5mm getting produced. In particular, lenses can also be realized which can have a diameter of up to 5cm or more. such For example, lenses are found in microscopes, such as surgical microscopes. and the like application.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein optisches Element bereitgestellt, mit einem Aufnahmebehälter, der ein erstes formflexibles Medium sowie ein zweites formflexibles Medium beinhaltet, wobei die Medien in dem Aufnahmebehälter räumlich fixiert sind und wobei sich die beiden Medien an wenigstens einer Grenzfläche berühren, und mit Mitteln zum Ändern der Größe und/oder Form der Grenzfläche(n) zwischen den beiden Medien. Das optische Element ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Stabilisieren (Stabilisierungsmittel) der Oberflächenstruktur des ersten und/oder zweiten Mediums vorgesehen sind.According to one First aspect of the invention provides an optical element with a receptacle, the first formflexibles medium and a second formflexibles Medium includes, wherein the media in the receptacle spatially fixed and wherein the two media touch at least one interface, and with Means to change the size and / or Shape of the interface (s) between the two media. The optical element is according to the invention by characterized in that stabilizing agent (stabilizing agent) the surface structure of the first and / or second medium are provided.
Die Stabilisierungsmittel können die Oberflächenstrukturen des ersten und/oder zweiten Mediums zusammenhalten, ohne dass dabei die optische Qualität des optischen Elements wesentlich beeinträchtigt wird. Dabei erfolgt die Stabilisierung, wie weiter unten noch näher erläutert wird, vorzugsweise durch den Einsatz äußerer und/oder innerer Strukturen.The Stabilizing agents can the surface structures hold the first and / or second medium together without doing so the optical quality of the optical element is significantly impaired. This takes place the stabilization, as will be explained in more detail below, preferably by the use of external and / or internal structures.
Das optische Element weist wenigstens einen Aufnahmebehälter auf, der ein erstes formflexibles Medium und ein zweites formflexibles Medium beinhaltet, die sich an einer Grenzfläche berühren. Dabei können beispielsweise formflexible Medien verwendet werden, die nicht mischbar sind.The optical element has at least one receptacle, the first formflexibles medium and a second formflexibles Contains medium that touch at an interface. It can, for example form-flexible media are used, which are immiscible.
Weiterhin sollen Mittel zum Ändern der Größe und/oder Form der Grenzfläche zwischen den Medien vorgesehen sein. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf bestimmte Medientypen beschränkt. Wichtig ist lediglich, dass die Medien formflexibel sind. „Formflexibel" bedeutet im Lichte der vorliegenden Beschreibung, dass die Medien keine starre Oberfläche aufweisen, sondern dass sich die Medien innerhalb des Aufnahmebehälters in ihrer Form verändert können.Farther are meant to change the size and / or Shape of the interface be provided between the media. Basically, the invention is not limited to certain types of media. The only important thing is that the media are form flexible. "Shape flexible" means in the light the present description that the media does not have a rigid surface, but that the media within the receptacle in can change their shape.
Die Stabilisierungsmittel können auf unterschiedlichste Art und Weise ausgebildet sein, so dass die Erfindung nicht auf bestimmte Ausgestaltungsformen beschränkt ist. Nachfolgend werden hierzu einige nicht ausschließliche Beispiele beschrieben.The Stabilizing agents can be formed in various ways, so that the Invention is not limited to specific embodiments. In the following some non-exclusive examples will be described.
Vorteilhaft können die Stabilisierungsmittel zumindest teilweise im Bereich der Grenzfläche(n) zwischen den beiden formflexiblen Medien vorgesehen sein. Dabei soll jedoch auch mit umfasst sein, dass zumindest zeitweilig ein gewisser Abstand zwischen den Stabilisierungsmitteln und der/den Grenzfläche(n) besteht. Dieser Abstand ist dabei so zu wählen, dass eine Zerstörung der Oberflächenstruktur des ersten und/oder zweiten Mediums nicht auftreten kann.Advantageous can the stabilizing agent at least partially in the region of the interface (s) between be provided the two form-flexible media. However, it should also be included with that, at least temporarily, a certain distance between the stabilizing agents and the interface (s). This distance should be chosen that a destruction the surface structure of the first and / or second medium can not occur.
Beispielsweise können die Stabilisierungsmittel als wenigstens eine – insbesondere elastische – Folie, insbesondere als Lochfolie, oder dergleichen ausgebildet sein. In diesem Fall handelt es sich bei den Stabilisierungsmitteln um eine Stabilisierungsfolie. Wenn die Stabilisierungsmittel als durchgängige Folie ausgebildet sind, ist es nicht erforderlich, dass die beiden formflexiblen Medien nicht mischbar sind.For example can the stabilizing agent as at least one - in particular elastic - film, in particular be designed as a perforated film, or the like. In In this case, the stabilizers are one Stabilizing film. If the stabilizing agent as a continuous film are formed, it is not necessary that the two form-flexible Media are immiscible.
In weiterer Ausgestaltung können die Stabilisierungsmittel wenigstens ein Element mit einer Maschenstruktur, insbesondere mit wenigstens einer – möglicherweise elastische – Struktur aus Fäden und/oder Bändern, oder dergleichen aufweisen. Es können auch zwei oder mehr solcher Elemente vorgesehen sein. Dies gilt übrigens auch für die als Folie ausgebildeten Stabilisierungsmittel. Bei der elastischen Ausgestaltung des wenigstens einen Elements handelt es sich um ein optionales Merkmal, das für die Durchführbarkeit der Erfindung nicht zwingend erforderlich ist. In diesem Fall handelt es sich bei den Stabilisierungsmitteln beispielsweise um ein Stabilisierungsnetz. Das Stabilisierungsnetz kann vorteilhaft als feinmaschiges Netz aus Fäden oder Bändchen ausgebildet sein, die die Oberflächenstruktur des Mediums zusammenhalten und die optische Qualität nicht wesentlich beeinträchtigen. Die einzelnen Fäden sind vorteilhaft nicht zu dick ausgebildet.In a further embodiment, the stabilization means may comprise at least one element with a mesh structure, in particular with at least one - possibly elastic - structure of threads and / or bands, or the like. There may also be two or more such elements. Incidentally, this also applies to the stabilizer formed as a film. The elastic configuration of the at least one element is an optional feature which is not absolutely necessary for the feasibility of the invention. In this case, the stabilizing agents are, for example, a stabilizing network. The stabilization network can be advantageously designed as a fine-meshed network of threads or ribbons, which are the surfaces structure of the medium and do not significantly affect the optical quality. The individual threads are advantageously not formed too thick.
Allerdings ist auch eine Dickenvariation über die gesamte Kontur möglich. Insbesondere dort, wo große Belastungen auf die Stabilisierungsmittel einwirken, wenn sich die Grenzfläche zwischen den Medien ändert, können die Fäden dicker sein als beispielsweise dort, wo eine geringere Belastung auftritt.Indeed is also a thickness variation over the entire contour possible. Especially where big ones Strain on the stabilizing agents act when the interface between the media changes, can The strings thicker than, for example, where a lower load occurs.
Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Materialien beschränkt, aus denen die Stabilisierungsmittel hergestellt sein können. Beispielsweise handelt es sich bei geeigneten Materialien um Glasfasern, um Nylon und dergleichen.The Invention is not limited to specific materials where the stabilizers can be made. For example suitable materials are glass fibers, nylon and the same.
Vorteilhaft können die Stabilisierungsmittel zumindest bereichsweise oder teilweise transparent ausgebildet sein. Dadurch wird die optische Qualität des optischen Elements durch die zusätzlichen Stabilisierungsmittel nicht beeinträchtigt. Grundsätzlich sind jedoch auch nicht transparente Stabilisierungsmittel denkbar, solange diese die Funktion des optischen Elements nicht beeinträchtigen, etwa, wenn diese nicht zu dick sind.Advantageous can the stabilizing agent at least partially or partially be transparent. This will increase the optical quality of the optical Elements through the additional Stabilizer not impaired. Basically However, non-transparent stabilizer conceivable as long these do not affect the function of the optical element, for example, if they are not too thick.
Die Stabilisierungsmittel können je nach Ausgestaltungsform im ersten und/oder zweiten formflexiblen Medium angeordnet sein.The Stabilizing agents can depending on the embodiment in the first and / or second formflexiblen Be arranged medium.
Beispielsweise können die Stabilisierungsmittel innerhalb des zweiten formflexiblen Mediums angeordnet sein. In einem solchen Fall ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Stabilisierungsmittel in einer Weise ausgebildet sind, um das zweite formflexible Medium an der/den Oberfläche(n) der Stabilisierungsmittel festzuhalten, insbesondere durch eine besondere Oberflächenbeschichtung der Stabilisierungsmittel. Beispielsweise können die Stabilisierungsmittel, etwa ein Stabilisierungsnetz, mit einem Material oberflächenbeschichtet sein, oder aus einem Material bestehen, das das zweite Medium, etwa in Form eines Öls, an der Oberfläche „festhält", wenn das Stabilisierungsnetz innerhalb des zweiten Mediums plaziert ist. Die Stabilisierungsmittel sind somit in einer Weise ausgestaltet, dass deren Oberfläche(n) für das zweite formflexible Medium benetzbar gemacht/gehalten wird.For example can the stabilizing agent disposed within the second mold-flexible medium be. In such a case, it is advantageously provided that the Stabilizing agents are formed in a way to the second flexible medium on the surface (s) of the stabilizing agent to hold on, in particular by a special surface coating the stabilizer. For example, the stabilizers, such as a stabilization net, surface-coated with a material be, or consist of a material that the second medium, about in the form of an oil, on the surface "holds" when the stabilization network placed within the second medium. The stabilizers are thus designed in such a way that their surface (s) for the second formflexible medium wettable made / held.
Ebenso ist möglich, dass die Stabilisierungsmittel innerhalb des ersten formflexiblen Mediums angeordnet sind. In einem solchen Fall können die Stabilisierungsmittel beispielsweise in einer Weise ausgebildet sein, um das zweite formflexible Medium von der/den Oberfläche(n) der Stabilisierungsmittel zu verdrängen, insbesondere durch eine besondere Oberflächenbeschichtung der Stabilisierungsmittel. Beispielsweise können die Stabilisierungsmittel, etwa ein Stabilisierungsnetz, mit einem Material oberflächenbeschichtet sein, oder aus einem Material bestehen, das das zweite Medium, etwa in Form eine Öls, von der Oberfläche verdrängt, wenn das Stabilisierungsnetz außerhalb des zweiten Mediums plaziert ist. Gleichzeitig soll das andere Medium, nämlich das erste Medium, in dem sich die Stabilisierungsmittel dann befinden – etwa Wasser – nicht von den Stabilisierungsmitteln verdrängt werden.As well is possible, that the stabilizing agent within the first flexible Mediums are arranged. In such a case, the stabilizing agents For example, be formed in a way to the second formflexible Medium of the surface (s) displace the stabilizing agent, in particular by a special surface coating the stabilizer. For example, the stabilizers, such as a stabilization net, surface-coated with a material be, or consist of a material that the second medium, about in the form of an oil, from the surface repressed, if the stabilization network outside of the second medium is placed. At the same time, the other medium, namely the first medium in which the stabilizing agents are then - for example, water - not be displaced by the stabilizing agents.
Ebenso sind Ausführungsformen realisierbar, bei denen Stabilisierungsmittel sowohl innerhalb des ersten formflexiblen Mediums als auch innerhalb des zweiten formflexiblen Mediums angeordnet sind.As well are embodiments feasible, in which stabilizing agents both within the first form-flexible medium as well as within the second form-flexible Mediums are arranged.
Vorzugsweise können die Stabilisierungsmittel zumindest bereichsweise eine Vorspannung aufweisen. Das bedeutet, dass die Stabilisierungsmittel mit einer vorgeformten Kontur ausgebildet sein können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass diese vorgeformte Kontur an die Kontur der Grenzfläche zwischen den beiden Medien angepasst ist, beispielsweise im Bereich der maximalen und/oder minimalen Ausdehnung des zweiten Mediums. Dies wird allgemein im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung noch näher erläutert.Preferably can the stabilizing agent at least partially a bias exhibit. This means that the stabilizers with a preformed contour can be formed. For example, can be provided be that this preformed contour to the contour of the interface between adapted to the two media, for example in the area of maximum and / or minimal expansion of the second medium. This is going to be general explained in more detail in connection with the description of the figures.
Vorteilhaft können die Stabilisierungsmittel den gleichen oder zumindest einen ähnlichen Brechungsindex aufweisen wie das formflexible Medium, in dem sie sich befinden. Wenn sich die Stabilisierungsmittel innerhalb des zweiten Mediums befinden, sollte deren Material den Brechungsindex des zweiten Mediums, etwa eines Öls oder dergleichen, haben. Wenn sich die Stabilisierungsmittel außerhalb des zweiten Mediums befinden, sollten sie vorzugsweise den Brechungsindex des ersten Mediums, beispielsweise Wasser, haben.Advantageous can the stabilizers the same or at least a similar Have refractive index as the form-flexible medium in which they to find oneself. When the stabilizers within the second medium, their material should be the refractive index of the second medium, such as an oil or the like. When the stabilizers outside the second medium, they should preferably have the refractive index of the first medium, for example water.
Erfindungsgemäß weist das optische Element nunmehr in Bezug auf das zweite Medium je nach Ausgestaltung eine innere und/oder äußere Struktur zur Stabilisierung auf, wodurch der Gefahr eines Zerfalls des ersten und/oder zweiten Mediums und einer damit einhergehenden Zerstörung entgegengewirkt werden kann.According to the invention the optical element now with respect to the second medium depending on Embodiment an inner and / or outer structure for stabilization on, whereby the danger of a disintegration of the first and / or second Medium and a concomitant destruction are counteracted can.
Vorteilhaft kann eine oder mehrere Wandungen des Aufnahmebehälters zumindest bereichsweise transparent ausgebildet sein, um einen Lichtdurchtritt zu ermöglichen.Advantageous can one or more walls of the receptacle at least partially be transparent to allow passage of light.
Beispielsweise kann wenigstens eines der formflexiblen Medien zumindest bereichsweise transparent ausgebildet ist. Vorteilhaft ist jedoch vorgesehen, dass beide formflexiblen Medien zumindest teilweise transparent ausgebildet sind.For example At least one of the form-flexible media can at least partially is transparent. Advantageously, however, is provided that both form-flexible media at least partially transparent are formed.
Vorteilhaft kann das zweite formflexible Medium zumindest bereichsweise an wenigstens einer Anlagefläche innerhalb des Aufnahmebehälters anliegen. Ebenso liegt natürlich auch das erste Medium zumindest bereichsweise an wenigstens einer Anlagefläche innerhalb des Aufnahmebehälters an.Advantageously, the second form-flexible Me dium at least partially abut on at least one contact surface within the receptacle. Likewise, of course, the first medium is at least partially on at least one contact surface within the receptacle on.
Dabei kann sich die Anlagefläche an unterschiedlichen Orten innerhalb des Aufnahmebehälters befinden, so dass die Erfindung nicht auf bestimmte Anordnungs- beziehungsweise Ausbildungsvarianten beschränkt ist. Nachfolgend werden hierzu einige nicht ausschließliche Beispiele beschrieben. Bei der Anlagefläche kann es sich beispielsweise um zumindest einen Teilbereich einer Behälteraußenwand, etwa den Behälterboden und/oder ein Deckelelement und/oder wenigstens eine Seitenwand handeln. Bei der letztgenannten Variante ist insbesondere eine Ausgestaltung realisierbar, bei der das Medium nicht den Behälterboden berührt, sondern nur an den seitlichen Wänden anliegt. Natürlich sind auch Ausgestaltungsvarianten denkbar, bei denen es sich bei der genannten Anlagefläche um zumindest einen Teilbereich einer im Aufnahmebehälter-Innenraum befindlichen Zwischenschicht handelt. Dort, wo das Medium an der Anlagefläche des Aufnahmebehälters anliegt, ist dieses vorzugsweise aus einem transparenten Material gebildet, sodass von außen in den Aufnahmebehälter eintretendes Licht durch die Behälterwände und die im Aufnahmebehälter befindlichen transparenten Medien hindurchstrahlen kann. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Anlageflächen durch zumindest Teilbereiche der Seitenwände gebildet werden, ist dies nicht unbedingt erforderlich, eventuell sogar schädlich (Streulicht), so dass die Anlageflächen in einem solchen Fall auch aus einem nicht transparenten Material gebildet sein können.there may be the contact surface located at different locations within the receptacle, so that the invention is not limited to certain arrangement or Training variants limited is. Here are some non-exclusive examples described. At the contact surface For example, it may be at least a portion of a Container outer wall, about the container bottom and / or a lid member and / or at least one sidewall. In the latter variant is in particular an embodiment feasible, in which the medium does not touch the container bottom, but only on the side walls is applied. Naturally are also design variants conceivable, which are at said contact surface around at least a portion of a receptacle interior located intermediate layer is. There, where the medium at the contact surface of the receptacle is present, this is preferably made of a transparent material formed, so from the outside in the receptacle entering light through the container walls and in the receptacle can pass therethrough transparent media. At a Embodiment, in which the contact surfaces by At least portions of the side walls are formed, this is not absolutely necessary, possibly even harmful (stray light), so that the contact surfaces in such a case also of a non-transparent material can be formed.
Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Medientypen beschränkt. Beispielsweise kann das erste formflexible Medium und/oder das zweite formflexible Medium eine Flüssigkeit sein. Beispielsweise kann es sich bei dem ersten Medium um Wasser, um Wasser mit Salzzusätzen und dergleichen handeln, während das zweite Medium als Öl ausgebildet ist. Natürlich können die Medien auch in anderer Weise ausgebildet sein. Wichtig ist lediglich, dass die Medien formflexibel sind. Daher ist es beispielsweise auch denkbar, dass das erste Medium und/oder das zweite Medium gelartig ausgebildet ist/sind.The Invention is not limited to specific types of media. For example can be the first form-flexible medium and / or the second form-flexible medium a liquid be. For example, the first medium may be water, to add salt to water and the like while the second medium as an oil is trained. Naturally can the media also be formed in other ways. All that matters is that that the media are dimensionally flexible. Therefore, for example, it is also conceivable that the first medium and / or the second medium are gel-like is / are.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass das zweite formflexible Medium in Form eines oder mehrerer Tropfen ausgebildet ist. Dabei ist unter einem Tropfen generell eine kleine Mediummenge von zumindest bereichsweise kugeliger oder länglich runder Form zu verstehen.Advantageous can be provided that the second form-flexible medium in the form one or more drops is formed. It is under a drop generally a small amount of medium of at least partially spherical or oblong to understand round shape.
Vorzugsweise können das erste formflexible Medium und das zweite formflexible Medium die gleiche Dichte aufweisen, um Gravitationseffekte auszuschließen.Preferably can the first form-flexible medium and the second form-flexible medium have the same density to exclude gravitational effects.
Weiterhin können das erste formflexible Medium und das zweite formflexible Medium durchaus unterschiedliche optische Eigenschaften, beispielsweise unterschiedliche optische Indizes, aufweisen. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das erste Medium und das zweite Medium unterschiedliche Brechungszahlen aufweisen. So ist gemäß einem vorteilhaften – nicht ausschließlichen – Beispiel vorgesehen, dass das erste Medium eine niedrige Brechzahl (Brechungsindex) aufweist, während das zweite Medium eine hohe Brechzahl aufweist.Farther can the first form-flexible medium and the second form-flexible medium quite different optical properties, for example different optical indices. It can, for example be provided that the first medium and the second medium different Have refractive indices. So, according to an advantageous - not exclusive - example provided that the first medium has a low refractive index (refractive index) while, while the second medium has a high refractive index.
Wenn die Medien an einer transparenten Anlagefläche anliegen, beispielsweise an einer zumindest teilweise transparenten Wandung des Aufnahmebehälters, weisen diese transparenten Bereiche der Anlagefläche beziehungsweise der Behälterwand vorzugsweise die gleiche oder eine ähnliche Brechzahl wie das anliegende Medium auf. Dadurch werden gebrochene Strahlengänge und unerwünschte Reflexionen vermieden.If the media abut against a transparent contact surface, for example on an at least partially transparent wall of the receptacle, have These transparent areas of the contact surface or the container wall preferably the same or a similar refractive index like the attached medium. As a result, broken beam paths and undesirable Reflections avoided.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass ein formflexibles Medium über die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) derart in Richtung des jeweils anderen formflexiblen Mediums verschoben wird, dass sich die Krümmung wenigstens einer Grenzfläche zwischen den beiden formflexiblen Medien ändert.Advantageous can be provided that a formflexible medium on the Means to change the interface (s) moved in the direction of the other form-flexible medium that will be the curvature at least one interface between the two form-flexible media changes.
Wie eingangs bereits dargelegt wurde, ist die Erfindung nicht auf bestimmte Ausgestaltungsformen für die Mittel zur Änderung der Grenzfläche(n) zwischen den Medien beschränkt. Nachfolgend werden hierzu einige nicht ausschließliche Beispiele angegeben.As has already been stated, the invention is not limited to certain Embodiments for the means of change the interface (s) limited between the media. Here are a few non-exclusive examples.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das optische Element auf der Basis des wie weiter oben bereits beschriebenen Elektrobenetzens (Electrowetting) ausgebildet ist. Dabei wirken die Mittel zum Ändern der Grenzfläche zwischen den beiden Medien auf ein elektrisch leitendes Medium ein. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung wird die Benetzbarkeit einer Oberfläche, an der das elektrisch leitende Medium anliegt, durch dieses elektrisch leitende Medium verändert, sodass sich dadurch indirekt auch die Kontur des elektrisch isolierenden Mediums verändern kann.For example can be provided that the optical element based on the as already described above electrowetting (electrowetting) is trained. The means for changing the interface between act the two media on an electrically conductive medium. By Applying an electrical voltage will increase the wettability of a Surface, at which the electrically conductive medium is applied, by this electrically conductive medium changed, Thus, indirectly, the contour of the electrically insulating Change medium can.
Das Prinzip des Elektrobenetzens über die Erzeugung eines elektrischen Feldes kann nun vorsehen, dass das erste formflexible Medium und das zweite formflexible Medium eine unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Das Medium mit der geringeren elektrischen Leitfähigkeit, beispielsweise ein Öl, kann zwischen dem Medium mit der größeren elektrischen Leitfähigkeit, beispielsweise Wasser oder Wasser mit Zusätzen sowie wenigstens einer Elektrode angeordnet sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Medium mit der geringeren elektrischen Leitfähigkeit auf einer Oberfläche eines Substrats angeordnet ist, während auf der anderen Oberfläche des Substrats die wenigstens eine Elektrode angeordnet ist. Wenn nun ein elektrisches Feld zwischen der wenigstens einen Elektrode und dem Medium mit der größeren elektrischen Leitfähigkeit angelegt wird, wird dadurch die Grenzfläche zwischen den beiden formflexiblen Medien verändert. Eine solche Lösung ist beispielsweise in der WO 03/069380 A1 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die Beschreibung der vorliegenden Erfindung mit einbezogen wird.The principle of electrowetting via the generation of an electric field can now provide that the first form-flexible medium and the second form-flexible medium have a different electrical conductivity. The medium with the lower electrical conductivity, for example an oil, can be between the medium with the greater electrical conductivity, for example Be arranged water or water with additives and at least one electrode. In this case, it can be provided that the medium with the lower electrical conductivity is arranged on one surface of a substrate, while the at least one electrode is arranged on the other surface of the substrate. Now, if an electric field between the at least one electrode and the medium with the greater electrical conductivity is applied, thereby the interface between the two form-flexible media is changed. Such a solution is described for example in WO 03/069380 A1, the disclosure content of which is included in the description of the present invention.
In anderer Ausgestaltung können die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) zur Einwirkung auf das erste und/oder zweite Medium ausgebildet sein, wobei die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) zum Erzeugen eines Drucks auf das erste und/oder zweite Medium ausgebildet sind und wobei ein Medium über diese Mittel an wenigstens einer Grenzfläche in zumindest einer Vorzugsrichtung in Richtung des jeweils anderen Mediums verschoben, insbesondere gedrückt, wird oder werden kann. Derartige Mittel können konstruktiv einfach und in energiesparender Weise ausgestaltet werden, wobei solche Mittel häufig nur sehr kleine Steuerspannungen benötigen.In another embodiment can the means to change the interface (s) designed to act on the first and / or second medium be the means of change the interface (s) designed to generate a pressure on the first and / or second medium are and being a medium about this Means at least one interface in at least one preferred direction moved in the direction of the other medium, in particular pressed, is or can be. Such means can be structurally simple and be designed in an energy-saving manner, such means often need only very small control voltages.
Durch diese Mittel wird erreicht, dass ein Druck auf das entsprechende Medium ausgeübt wird, sodass dieses an der Grenzfläche in zumindest einer Vorzugsrichtung in Richtung des jeweils anderen Mediums verschoben – insbesondere gedrückt – werden kann. Bei dieser Vorzugsrichtung kann es sich in dem Fall, in dem das optische Element als Linsenelement ausgebildet ist, vorzugsweise um die optische Achse des Linsenelements handeln. Die Änderung der Brennweite des optischen Elements und damit die Änderung der Fokallänge in einem optischen Gerät erfolgt dann quasi durch das Herausdrücken des einen Mediums in Richtung des anderen Mediums.By These funds will achieve that pressure on the corresponding one Medium is exercised, so this at the interface in at least one preferred direction in the direction of the other Mediums postponed - in particular be pressed can. In this preferred direction, in the case where the optical element is designed as a lens element, preferably to act around the optical axis of the lens element. The change the focal length of the optical element and thus the change the focal length in an optical device then, as it were, by pushing out the one medium in the direction of the other medium.
Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) zur Einwirkung auf das zweite Medium ausgebildet sind und dass das zweite Medium über diese Mittel an wenigstens einer Grenzfläche in zumindest einer Vorzugsrichtung in Richtung des ersten Mediums verschoben, insbesondere gedrückt, wird oder werden kann. Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) zur Einwirkung auf das erste Medium ausgebildet sind und dass das erste Medium über diese Mittel an wenigstens einer Grenzfläche in zumindest einer Vorzugsrichtung in Richtung des zweiten Mediums verschoben, insbesondere gedrückt, wird oder werden kann.there For example, it may be provided that the means for changing the Interface (s) are designed to act on the second medium and that the second medium over this means at least one interface in at least one preferred direction shifted in the direction of the first medium, in particular pressed, is or can be. additionally Alternatively, it is also conceivable that the means for changing the Interface (s) are designed to act on the first medium and that the first medium over this means at least one interface in at least one preferred direction moved in the direction of the second medium, in particular pressed, is or can be.
In weiterer Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass sich die beiden Medien an zwei Grenzflächen berühren und dass ein Medium über die Mittel zum Ändern der Grenzflächen an einer oder beiden Grenzflächen in zumindest einer Vorzugsrichtung in Richtung des jeweils anderen Mediums verschoben, insbesondere gedrückt, wird oder werden kann. In einem solchen Fall ist es beispielsweise auch möglich, dass zwei Vorzugsrichtungen – für jede Grenzfläche eine – gewählt werden können. Hierbei können die Vorzugsrichtungen gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung entgegengesetzt ausgerichtet sein.In Another embodiment may also be provided that the both media at two interfaces touch and that a medium about the Means to change the interfaces at one or both interfaces in at least one preferred direction in the direction of the other Moved media, especially pressed, will or can. In such a case, for example, it is also possible that two preferred directions - one for each interface - are selected can. in this connection can the preferred directions according to an advantageous Training be aligned opposite.
Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein Medium über die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) derart in Richtung des jeweils anderen Mediums verschoben, insbesondere gedrückt, wird, dass sich die Krümmung wenigstens einer Grenzfläche zwischen den beiden Medien ändert.there can be advantageously provided that a medium on the Means to change the interface (s) so moved in the direction of the other medium, in particular pressed that will be the curvature at least one interface between the two media changes.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform kann das zweite formflexible Medium allseitig von dem ersten formflexiblen Medium umschlossen sein, wobei die Mittel zum Ändern der Grenzfläche zur Einwirkung auf das erste und/oder zweite Medium ausgebildet sind und wobei die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) zum Erzeugen eines Drucks auf das erste und/oder zweite Medium ausgebildet sind.According to one Another embodiment, the second form-flexible medium be surrounded on all sides by the first form-flexible medium, wherein the means to change the interface designed to act on the first and / or second medium are and the means of change the interface (s) designed to generate a pressure on the first and / or second medium are.
Bei dieser Lösung ist eine besondere Anlagefläche nicht erforderlich. Vielmehr ist das zweite Medium, das im Ausgangszustand vorteilhaft eine kugelartige Konfiguration aufweist, von allen Seiten von dem ersten Medium umgeben. Bei dem ersten Medium kann es sich beispielsweise wiederum um Wasser und bei dem zweiten Medium vorteilhaft um ein geeignetes Öl handeln. Die beiden Medien weisen vorteilhaft die gleiche Dichte ab, damit das zweite Medium innerhalb des ersten Mediums in Position gehalten wird und nicht absinken kann, das heißt, damit Gravitationseffekte wirksam ausgeschlossen werden können.at this solution is a special investment area not mandatory. Rather, the second medium is in the initial state advantageously has a spherical configuration, from all sides of surrounded by the first medium. For example, the first medium may be turn to water and the second medium advantageous to a suitable oil act. The two media advantageously have the same density to keep the second medium in position within the first medium will and can not sink, that is, with it gravitational effects can be excluded effectively.
Die Mittel zum Ändern der Grenzfläche üben nun einen Druck auf das erste und/oder zweite Medium aus. Wenn der Druck auf das erste Medium ausgeübt wird, wird der Druck vom ersten auf das zweite Medium übertragen, so dass dieses an der Druck-Einwirkstelle komprimiert wird, was die Größe und/oder Form der Grenzfläche zwischen den beiden Medien verändert. Beispielsweise kann das zweite Medium von der ursprünglich kugelartigen Ausgangsform in eine elliptische Konfiguration gebracht werden. Wenn der Druck auf das zweite Medium ausgeübt wird, wird sich dieses gegen das erste Medium ausdehnen, so dass sich auch in diesem Fall die Größe und/oder Form der Grenzfläche zwischen den beiden Medien ändern wird.The Means to change the interface practice now a pressure on the first and / or second medium. When the pressure exercised on the first medium when the pressure is transferred from the first to the second medium, so this at the pressure-impact site is compressed, what the size and / or Shape of the interface changed between the two media. For example, the second medium may be of the original spherical type Starting form can be brought into an elliptical configuration. When the pressure is exerted on the second medium, this will expand the first medium, so that in this case the Size and / or Shape of the interface change between the two media becomes.
Beispielsweise können die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) als mechanische Mittel ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Kolbeneinrichtung, einer Zylindereinrichtung, und dergleichen.For example can the means to change the interface (s) be designed as mechanical means, for example in shape a piston device, a cylinder device, and the like.
In anderer Ausgestaltung können die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) beispielsweise auch in Form einer ansteuerbaren Membran ausgebildet sein.In another embodiment can the means to change the interface (s) for example, be formed in the form of a controllable membrane.
Dabei ist die Erfindung selbstverständlich ebenfalls nicht auf bestimmte Antriebsarten für die Mittel zum Ändern der Grenzfläche beschränkt. So ist es etwa möglich, dass die Mittel elektrisch betätigbar ausgebildet sind. Die in einem solchen Fall benötigten Spannungen liegen im unteren Voltbereich. Daher sind solche Mittel besonders energiesparend und kosteneffizient einsetzbar. Selbstverständlich sind auch andere Antriebsarten für die Mittel zum Ändern der Grenzfläche möglich. So ist es beispielsweise denkbar, dass diese magnetisch und/oder elektromagnetisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch und/oder piezoelektrisch betätigbar ausgebildet sind. Die Auswahl der jeweils geeigneten Antriebsart ergibt sich je nach Anwendungsart und Einsatzort des optischen Elements.there Of course, the invention is also not on certain types of drives for the means of changing the interface limited. So it is possible, that the means formed electrically actuated are. The voltages required in such a case are in the lower volt range. Therefore, such funds are particularly energy-efficient and cost-efficient use. Of course, other types of drives for the Means of changing the interface possible. For example, it is conceivable that these magnetic and / or electromagnetically and / or pneumatically and / or hydraulically and / or piezoelectrically actuated are formed. The selection of the appropriate drive type results depending on the type of application and location of the optical element.
Die weiter oben bereits erwähnte räumliche Fixierung des ersten und/oder zweiten formflexiblen Mediums innerhalb des Aufnahmebehälters kann mittels geeigneter Fixiermittel erfolgen. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das optische Element in Form eines Linsenelements ausgestaltet ist, bei dem ein Strahlengang definiert durch das Linsenelement hindurchlaufen soll. Die räumliche Fixierung erfolgt vorzugsweise mittels dazu geeigneter Fixiermittel. Dabei ist die Erfindung jedoch nicht auf bestimmte Typen von Fixiermitteln beschränkt. Beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, können die Fixiermittel in Form einer besonderen Oberflächengestaltung der Anlagefläche und/oder in Form einer besonderen Oberflächenbeschaffenheit der Anlagefläche ausgebildet sein. Die Oberfläche ist dabei vorteilhaft so gestaltet, dass sie das anliegende Medium in Position halten kann. Die besondere Oberflächenbeschaffenheit kann beispielsweise mittels einer besonderen Oberflächenbeschichtung realisiert werden. Vorteilhaft kann eine besondere Oberflächenbeschaffenheit bezüglich der Benetzbarkeit vorgesehen sein. Dabei ist die Erfindung natürlich nicht auf die genannten Beispiele beschränkt.The already mentioned above spatial fixation of the first and / or second form-flexible medium within the receptacle can be done by means of suitable fixatives. This is special then important if the optical element in the form of a lens element is configured, wherein a beam path defined by the lens element should go through. The spatial Fixation is preferably carried out by means of suitable fixative. However, the invention is not limited to certain types of fixatives limited. For example, but not limited to, the fixatives may be in the form of a special surface design the contact surface and / or formed in the form of a special surface finish of the contact surface be. The surface is advantageously designed so that they are the applied medium in Can hold position. The special surface texture, for example by means of a special surface coating will be realized. Advantageously, a special surface finish in terms of wettability provided. Of course, the invention is not limited to the examples mentioned.
Beispielsweise
ist denkbar, dass die Fixierung der Medien durch eine geeignete
Wahl der Oberflächenmaterialien
und/oder lokale Oberflächenbeschichtungen
innerhalb des Aufnahmebehälters,
beispielsweise der Wand des Aufnahmebehälters, erfolgt. Ebenso kann
die räumliche
Fixierung der Medien über
das Anlegen einer geeigneten, vorzugsweise festgelegten Spannung,
erfolgen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das erste Medium
als elektrisch leitfähiges
Medium und das zweite Medium als elektrisch isolierendes Medium
ausgebildet ist. Eine solche Möglichkeit
ist generell in der
Die Fixiermittel haben generell die Aufgabe, dass die Position der Medien innerhalb des Aufnahmebehälters unverändert bleibt, sodass über das optische Element insbesondere ein definierter Strahlengang erzeugt werden kann.The Fixing agents generally have the task of adjusting the position of the media inside the receptacle unchanged stays that way over the optical element generates in particular a defined beam path can be.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass in der Anlagefläche des Aufnahmebehältersbeispielsweise in einer Zwischenschicht – an der das zweite Medium anliegt, eine Öffnung vorgesehen ist, und dass das zweite Medium im Bereich dieser Öffnung fixiert ist. Die Öffnung kann sich insbesondere um eine optische Achse des optischen Elements herum erstrecken, sodass ein Lichtstrahl durch diese Öffnung und anschließend durch das erste und zweite Medium hindurchtreten kann. Insbesondere sind im Bereich der Öffnung dazu alle in Frage kommenden Komponenten des optischen Elements transparent ausgebildet.Advantageous can be provided that in the contact surface of the receptacle, for example, in an intermediate layer - at the second medium is present, an opening is provided, and that the second medium is fixed in the region of this opening. The opening can in particular about an optical axis of the optical element extend around so that a beam of light through this opening and then through the first and second medium can pass through. In particular are in the area of the opening in addition all components of the optical element in question transparent.
Die Erfindung ist des Weiteren nicht auf bestimmte Einsatzgebiete für die optischen Elemente beschränkt. So ist es beispielsweise denkbar, dass es sich bei den optischen Elementen um solche zum veränderbaren Einstellen der Fokallänge in einem optischen Gerät, etwa um variable Linsenelemente oder andere, beispielsweise elektrisch ansteuerbare optische Elemente handelt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße optische Element als Linsenelement, beispielsweise als sphärisches Linsenelement, Zylinder-Linsenelement und dergleichen, oder als Prismenelement, beispielsweise als Prismenelement mit variablen spektralen Aufspaltungsvermögen, oder als Spiegelelement, etwa als schaltbarer Spiegel, oder dergleichen ausgebildet ist. Besonders bevorzugt wird das optische Element jedoch als Linsenelement mit variabler Brennweite eingesetzt. Natürlich ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese konkreten Beispiele beschränkt ist.The Furthermore, the invention is not limited to specific fields of application for the optical Limited elements. So it is conceivable, for example, that it is the optical Elements around those to changeable Adjusting the focal length in an optical device, around variable lens elements or others, for example electrically controllable optical elements is. For example, can be provided be that the optical element of the invention as a lens element, such as a spherical lens element, cylinder lens element and the like, or as a prism element, for example as a prism element with variable spectral splitting power, or as a mirror element, such as a switchable mirror, or the like is trained. However, the optical element is particularly preferred used as a lens element with variable focal length. of course is it goes without saying that the invention is not limited to these specific examples.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein optisches System bereitgestellt, aufweisend wenigstens ein wie vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes optisches Element. Bei einem solchen optischen System kann es sich beispielsweise um eine Anordnung von optischen Elementen, beispielsweise eine Anordnung von variablen Linsenelementen oder dergleichen handeln.According to a further aspect, there is provided an optical system comprising at least one optical element according to the invention as described above. Such an optical system can be, for example, an Anord act of optical elements, such as an array of variable lens elements or the like.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird ein optisches Gerät bereitgestellt, aufweisend wenigstens ein wie vorstehend beschriebenes optisches Element oder ein wie vorstehend beschriebenes optisches System. Dabei ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf bestimmte Typen optischer Geräte beschränkt. So können die erfindungsgemäßen optischen Elemente bei allen optischen Geräten eingesetzt werden, bei denen eine Änderung der Fokallänge notwendig ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um Video-Camcorder, Kameras, Ferngläser, Brillen mit Nah- und Fernsicht, anpassbare Brillen und dergleichen handeln. Besonders vorteilhaft kann es sich bei einem solchen optischen Gerät um ein Fernrohr, oder ein Mikroskop, insbesondere ein Operationsmikroskop, oder ein Endoskop handeln.According to one more In another aspect, an optical device is provided comprising at least one optical element as described above or an optical system as described above. It is the Invention of course not limited to certain types of optical devices. Thus, the optical Elements on all optical devices be used, in which a change in the focal length necessary is. These may be, for example, video camcorders, cameras, Binoculars, Eyewear with close and distant vision, customizable glasses and the like act. It can be particularly advantageous in such an optical Device around a telescope, or a microscope, in particular a surgical microscope, or act an endoscope.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described by way of embodiments with reference explained in more detail in the accompanying drawings. Show it:
Im
Zusammenhang mit der
Bei
dem ersten Medium
Bei
dem optischen Element
Der
Aufnahmebehälter
Innerhalb
des Aufnahmebehälters
Im
Ausgangszustand gemäß
Über eine
Steuereinrichtung (nicht dargestellt) kann die Beaufschlagung mit
einer geeigneten Spannung erfolgen, so dass darüber die Fokallänge des
optischen Elements (
Im
Betrieb des optischen Elements
Das
Stabilisierungsnetz ist über
geeignete Befestigungselemente
Die
Anordnung des Stabilisierungsnetzes
In
Das
in
Zumindest
in einem Bereich um die optische Achse
Innerhalb
des Aufnahmebehälters
Innerhalb
des Aufnahmebehälters
Ebenso
wie der transparente Bereich des Behälterbodens
Bei
dem in
Die
beiden Flüssigkeiten
Ein
in das optische Element
Eine
Veränderung
der Brennweite des optischen Elements
Wenn
das Plättchen
Durch
die Mittel
Im
Ausgangszustand befindet sich die Membran
Wenn
nun der Elektromagnet
Um
eine Zerstörung
des Tropfens der zweiten Flüssigkeit
Im
Unterschied zu
Die
Form der Stabilisierungsmittel
In
In
In
- 1010
- optisches Elementoptical element
- 1111
- Aufnahmebehälterreceptacle
- 1212
- erstes formflexibles Mediumfirst shapely medium
- 1313
- zweites formflexibles Mediumsecond shapely medium
- 1414
- Grenzfläche zwischen den MedienInterface between the media
- 1515
- Substratschichtsubstrate layer
- 1616
- Behälterdeckelcontainer lid
- 1717
- erste Elektrodefirst electrode
- 1818
- zweite Elektrodesecond electrode
- 1919
- elektrisches Feldelectrical field
- 2020
- Behälterbodencontainer bottom
- 2121
- LichtstrahlrichtungBeam direction
- 2222
- Anlagefläche (Zwischenschicht)Investment surface (intermediate layer)
- 2323
- Mittel zum Ändern der Grenzflächemedium to change the interface
- 2424
- Membranmembrane
- 2525
- optische Achseoptical axis
- 2626
- PlättchenTile
- 2727
- Elektromagnetelectromagnet
- 2828
- Öffnungopening
- 3030
- Stabilisierungsmittelstabilizer
- 3131
- Stabilisierungsnetzstabilization network
- 31a31a
- Stabilisierungsnetzstabilization network
- 3232
- Stabilisierungsfoliestabilizing film
- 3333
- Befestigungselementfastener
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