DE3644225A1 - Optisches bauteil mit veraenderlicher brennweite - Google Patents
Optisches bauteil mit veraenderlicher brennweiteInfo
- Publication number
- DE3644225A1 DE3644225A1 DE19863644225 DE3644225A DE3644225A1 DE 3644225 A1 DE3644225 A1 DE 3644225A1 DE 19863644225 DE19863644225 DE 19863644225 DE 3644225 A DE3644225 A DE 3644225A DE 3644225 A1 DE3644225 A1 DE 3644225A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- elastomer
- elastomer part
- component according
- substance
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0875—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
- G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
Description
Die Erfindung betrifft ein optisches Bauteil mit veränderli
cher Brennweite, das in der Lage ist, die Brennweite durch
Verformung einer optischen Oberfläche zu ändern.
Als Objektive mit veränderlichem Brennpunkt oder veränder
licher Brennweite wurden bislang ein aus einem elastischen
Körper bestehender, mit einer Flüssigkeit gefüllter Behälter,
dessen Gestalt sich durch den Flüssigkeitsdruck ändert (ja
panische Patent-Offenlegungsschrift 36 857/1980) und ein Ob
jektiv in Verbindung mit einem piezoelektrischen Element
(japanische Patent-Offenlegungsschriften 1 10 403/1981 und
85 415/1983) vorgeschlagen. Allerdings benötigt das zuerst
erwähnte sogenannte Flüssigobjektiv ein Flüssigkeitsreser
voir und eine Druckgebereinrichtung, was dem Bestreben, ein
kompaktes Bauteil zu erhalten, entgegensteht. Außerdem be
steht die Schwierigkeit, daß aufgrund von Schwerkraftein
wirkungen und Vibrationen starke Oberflächenverformungen ent
stehen. Das letztgenannte Objektiv besitzt den Nachteil,
daß der Bereich, in welchem die Brennweite geändert werden
kann, nicht besonders groß ist.
Um die genannten Schwierigkeiten zu vermeiden, wurde ein
Bauteil mit veränderlicher Brennweite vorgeschlagen, bei dem
ein elastisches oder Elastomerteil veranlaßt wird, über ein
Blendenloch oder eine Öffnung vorzustehen oder durch die
Öffnung abzusinken, um so die durch das Elastomerteil gebil
dete optische Oberfläche willkürlich in der Öffnung zu ver
formen und dadurch eine gewünschte Brennweite zu erhalten
(japanische Offenlegungsschrift 84 502/1985).
Allerdings ist dieses optische Bauteil mit dem Problem be
haftet, daß in der Nähe des Umfangs der Öffnung eine stärkere
Verformung entsteht als im Bereich der Öffnungsmitte, z. B.
aufgrund der Spannungskonzentration in der Nähe des Umfangs
der Öffnung. Dadurch entsteht eine nicht-sphärische Ober
fläche mit einer stärkeren Krümmung in der Nähe der Öff
nungs-Peripherie, so daß es schwierig ist, eine gewünschte
Oberflächenverformung zu erhalten. Dies macht es unmöglich,
gewünschte optische Kennwerte zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Bau
teil mit veränderlicher Brennweite zu schaffen, welches in
der Lage ist, während der Verformung konstant eine sphärische
Oberfläche oder eine gewünschte asphärische Oberfläche bei
zubehalten.
Hierzu schafft die Erfindung ein optisches Bauteil mit ver
änderlicher Brennweite, umfassend ein Elastomerteil mit
einem Schermodulgradienten im Inneren des Elastomerteils
entlang dessen optischer Achse, und ein Verformungsglied
mit einer Öffnung zum Veranlassen des Vorstehens oder des
Absinkens des Elastomerteils durch oder auf die Öffnung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen angegeben.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an
hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungs
form eines erfindungsgemäßen optischen Bauteils mit
veränderlicher Brennweite, und
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Aus
führungsform des erfindungsgemäßen optischen Bauteils
mit veränderlicher Brennweite.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen opti
schen Bauteils mit veränderlicher Brennweite. Diese Ausfüh
rungsform umfaßt ein elastisches oder Elastomerteil 1, eine
wahlweise vorzusehende Halteplatte 2 aus beispielsweise
Glas, eine Lochplatte 3 als Verformungsglied oder Verfor
mungs-Verursacher mit einer Öffnung 4 zum Veranlassen einer
Verformung des Elastomerteils 1, und eine optische Mittel
achse 5.
Das Elastomerteil 1 besitzt in seinem Inneren entlang der
optischen Achse 5 einen Schermodulgradienten. Der Gradienten
des Schermoduls (Schubmoduls) kann vorzugsweise einen konti
nuierlichen Verlauf haben, wobei sich der Schermodul allmäh
lich entlang der optischen Achse des Elastomerteils ändert.
Bei dieser Ausführungsform besitzt das Elastomerteil einen
durchgehenden Schermodulgradienten, der von einem maximalen
Schermodul an der Oberfläche des Elastomerteils, die im Be
reich der Öffnung 4 freiliegt, allmählich zu der Halteplatte
2 hin abnimmt. Das Elastomerteil 1 wird bei dieser Ausfüh
rungsform vorab in Form einer konvexen Linse hergestellt, je
doch ist die Form nicht auf diese spezielle Möglichkeit be
schränkt. Das Elastomerteil 1 kann vielmehr eine praktisch
beliebige ursprüngliche Gestalt haben, z. B. die Form einer
Platte oder einer konkaven Linse haben. Der zu schaffende
Schermodulgradient kann abhängen von der gewünschten Form
des optischen Bauteils mit veränderlicher Brennweite, und er
kann sich kontinuierlich in einer Richtung entlang der opti
schen Achse 5 ändern. Alternativ kann, wenn das optische
Bauteil mit veränderlicher Brennweite beispielsweise die in
Fig. 2 dargestellte Ausgestaltung aufweist, ein Elastomer
teil 1 mit einem Paar Lochplatten 3 vorgesehen sein, wobei
die Lochplatten das Elastomerteil 1 in Richtung der opti
schen Achse 5 sandwichartig einfassen. Dabei kann das Elasto
merteil 1 einen Gradienten besitzen, der in der Nähe der
beiden Lochplatten 3 relativ groß und im Bereich einer Quer
mittellinie 6 relativ klein ist. In diesem Fall können die
Schermoduln an den beiden Oberflächen im Bereich der Loch
platten gleich groß oder unterschiedlich sein.
Das optische Bauteil veränderlicher Brennweite gemäß Fig. 1
ähnelt dem in der oben erwähnten japanischen Offenlegungs
schrift 84 502/1985 beschriebenen Bauteil, mit der Ausnahme,
daß das Elastomerteil 1 den oben näher beschriebenen Scher
modulgradienten besitzt.
Für den Betrieb des optischen Bauteils wird die Lochplatte
3 entlang der optischen Achse 5 bewegt, damit sich die Ober
flächengestalt des Elastomerteils 1 ändert. Hierzu wird das
Elastomerteil 1 veranlaßt, aus der Öffnung 4 der Lochplatte
3 auszutreten oder in die Öffnung zurückzusinken, um die ge
wünschte Brennweite zu erhalten. Wenn das Elastomerteil ver
anlaßt wird, aus der Öffnung vorzutreten, wird die Loch
platte 3 entlang der optischen Achse 5 in Richtung auf die
Halteplatte 2 bewegt, um das Elastomerteil 1 zusammenzu
pressen. Wird andererseits das Elastomerteil 1 veranlaßt,
zurückzusinken, so geschieht dies dadurch, daß die Loch
platte 3 nach oben bewegt wird, um auf das Elastomerteil 1
einen Unterdruck auszuüben. Das in Fig. 2 dargestellte opti
sche Bauteil kann ähnlich gehandhabt werden wie das Bauteil
nach Fig. 1, indem zumindest eine der Lochplatten 3 ent
lang der optischen Achsen bewegt wird, um die relative Lage
der Lochplatten 3 zu ändern. Der Schermodul des Elastomer
teils 1 liegt vorzugsweise im Bereich von 104 bis 108 dyn/cm2
(103-107 N/m2), insbesondere im Bereich von 104 bis
107 dyn/cm2 (103-106 N/m2). Folglich kann der Schermodul
gradient des Elastomerteils 1 vorzugsweise in den genannten
Bereichen liegen.
Der Schermodul (oder Steifigkeitsmodul) läßt sich im vor
liegenden Zusammenhang definieren als ein Schermodul, wie er
mit Hilfe eines Rheometers gemessen wird, welches ein Paar
Kreisplatten oder eine Kombination aus einer Kreisplatte und
einem Konus (ASTM D-4065) aufweist. Ein handelsübliches
Rheometer dieses Typs ist das Universal Rheometer RDS 700,
hergestellt von der Firma Rheometrics Co.
Für gewöhnlich wird ein optisches Bauteil bei Zimmertempe
ratur verwendet, es kann jedoch auch vorkommen, daß höhere
oder niedrigere Temperatur herrschen, so daß die oben ange
gebenen Bereiche des Schermoduls zu verstehen sind für
eine Temperatur, bei der das optische Bauteil eingesetzt
wird.
Im folgenden soll etwas näher auf die Bedeutung des Scher
modulgradienten eingegangen werden. In einem optischen Bau
teil mit veränderlicher Brennweite, das von einem Elastomer
teil Gebrauch macht, welches nicht den oben erläuterten
Schermodulgradienten besitzt, sondern in seinem Inneren
einen gleichförmigen einheitlichen Schermodul besitzt, be
steht die Neigung, daß in der Nähe des Umfangs der Öffnung 4
eine starke Verformung auftritt und lediglich in der Nähe
der optischen Achse 5 eine kleinere Verformung stattfindet.
Dies hat zur Folge, daß die Oberfläche des Elastomerteils 1
eine nicht-sphärische (nicht-kugelige) Oberfläche ist, deren
Krümmungsradius in der Nähe des Umfangs der Öffnung größer
ist. Demzufolge ist es schwierig, eine sphärische oder eine
asphärische Oberfläche mit einer gewünschten Krümmung zu
erhalten.
Im Gegensatz dazu werden solche Schwierigkeiten durch das
erfindungsgemäße Bauteil mit variabler Brennweite verhindert.
Der Grund dafür ist noch nicht vollständig geklärt, kann
jedoch in folgendem gesehen werden: Bei dem erfindungsge
mäßen Bauteil mit veränderlicher Brennweite besitzt das
Elastomerteil, wie es in Verbindung mit der Ausführungs
form nach Fig. 1 erläutert wurde, einen solchen Schermodul
gradienten, daß der Schermodul um so größer wird, desto
dichter man sich an der Oberfläche der Öffnung befindet,
so daß die gesamte Verformungsenergie minimiert werden kann,
wenn der freie Energieaustausch eines Bereichs in der Nach
barschaft der Oberfläche des Elastomerteils 1 in der Öff
nung 4 so klein wie möglich gemacht wird. Wenn deshalb das
Elastomerteil 1 einen Überdruck oder einen Unterdruck durch
Einwirkung der Lochplatte 3 empfängt, besitzt der Oberflä
chenbereich des Elastomerteils 1 die Neigung, in einem Be
reich in der Nähe des Umfangs der Öffnung 4, der eine
größere Fläche aufweist, eine kleinere Verformung zu verur
sachen, während in einem Bereich dicht bei der optischen
Achse 5 eine größere Verformung verursacht wird. Demzufolge
erfährt der Oberflächenbereich des Elastomerteils 1 eine
solche Verformung, daß eine nicht-sphärische Oberfläche ge
schaffen wird, die in der Nähe des Umfangs eine kleinere
Krümmung und in der Nähe der optischen Achse 5 eine größere
Krümmung besitzt, abhängig von dem internen Schermodul
gradienten, wodurch in dem Elastomerteil insgesamt die oben
erwähnte unerwünschte Verformung, die eine nicht-sphärische
Oberfläche mit größerer Krümmung am Umfang erzeugt, neutra
lisiert wird. Als Gesamtergebnis erhält man ein optisches
Bauteil mit veränderlicher Brennweite, welches sich ver
formen kann, während eine sphärische oder eine gewünschte
asphärische Oberfläche beibehalten wird. Weiterhin hat ein
kleinerer Schermodulgradient die Funktion, in einem Bereich
in der Nähe des Umfangs eine größere Krümmung zu schaffen,
während ein größerer Gradient die Funktion hat, in der Nähe
des Umfangs eine kleinere Krümmung zu schaffen. Mithin ist
es möglich, ein optisches Bauelement mit veränderlicher
Brennweite zu schaffen, das in der Lage ist, eine Verformung
zu veranlassen, während eine sphärische oder eine gewünschte
asphärische Oberfläche beibehalten wird, z. B. dadurch, daß
man einen kleineren Schermodulgradienten vorsieht, wenn eine
sphärische oder eine asphärische Oberfläche mit einer großen
Krümmung insgesamt gewünscht wird, oder dadurch, daß man
einen größeren Schermodulgradienten vorsieht, um eine sphä
rische oder eine asphärische Oberfläche mit insgesamt klei
nerer Krümmung zu erhalten.
Es ist erforderlich, daß das Elastomerteil mit einem Scher
modulgradienten in Richtung der optischen Achse nicht nur
die Eigenschaft besitzt, ansprechend auf eine beaufschlagende
Belastung eine Formänderung durch Spannung zu veranlassen,
sondern außerdem Reversibilität besitzt, um bei Fortfall der
Spannung aufgrund einer Belastungs-Beseitigung die Ursprungs
form weiter anzunehmen. Das den Schermodulgradienten auf
weisende Elastomerteil läßt sich leicht dadurch herstellen,
daß man beispielsweise eine optisch transparente Elastomer-
Substanz mischt mit einer optisch transparenten anorgani
schen Substanz, um einen Konzentrations-Gradienten der anor
ganischen Substanz zu bilden. Der Konzentrations-Gradient
der anorganischen Substanz kann beispielsweise dadurch er
halten werden, daß man eine Sedimentation verwendet oder
Schwerkräfte ausnutzt.
Bevorzugte Beispiele für die anorganische Substanz umfassen
optisch transparente Stoffe wie Silicagel und transparentes
Aluminiumoxid. Besonders bevorzugte Stoffe sind Kieselerde
in der Form von Silicagel und gedampfter Kieselerde. Die
Kieselerde muß sich nicht aus Siliciumdioxid (SiO2) aus
schließlich zusammensetzen, sondern kann in Form eines
Hydrats vorliegen oder ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall,
ein Übergangsmetall, ein Seltene-Erden-Metall oder derglei
chen enthalten. Auch eignet sich Kieselerde, die zum Zweck
der Neutralisierung von Silanolgruppen (Si-OH) einer Fett
affinitäts-Behandlung unterworfen wurde, wie man es bei
Silicagel und dergleichen beobachtet. Es ist ebenfalls mög
lich, in die Oberfläche einer Kieselerdesubstanz eine orga
nische Funktionsgruppe einzubringen, indem man eine Behand
lung mit einer Reihe von organischen Silanverbindungen durch
führt, die allgemein als Silankoppelmittel bezeichnet werden,
z. B. Trimethylchlorsilan, Vinyltrimethoxysilan und γ-Gly
cidoxypropyltrimethylsilan oder organische Titanverbindungen,
die als "Titanat-Koppelmittel" bezeichnet werden.
Die anorganische Substanz kann in irgendeiner Form verwendet
werden, einschließlich Granulatform oder zerkleinerte oder
pulverisierte Partikel. Im allgemeinen verwendet man die an
organische Substanz vorzugsweise in Form von Pulver oder
Teilchen, einschließlich Teilchen der oben genannten Form,
deren mittlere Teilchengröße vorzugsweise 50 µm oder weniger,
am meisten bevorzugt 0,5 bis 50 µm, insbesondere 1 bis 20 µm
beträgt, um eine Lichtstreuung zu vermeiden. Die Menge der
mit der Elastomer-Substanz vermischten anorganischen
Substanz liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 0,5 bis
30 Gew.-Teile pro 100 Teile Elastomer-Substanz, abhängig von
dem gewünschten Schermodulgradienten.
Die Elastomer-Substanz, die im Rahmen der vorliegenden Erfin
dung zu verwenden ist, kann ausgewählt werden aus einer
breiten Vielfalt von Substanzen, einschließlich Polymer-
Substanzen wie Polysiloxane und Gummi, die nicht nur die
Eigenschaft besitzen, ansprechend auf eine beaufschlagende
Belastung eine Formänderung durch Spannung zu veranlassen,
sondern ebenfalls Reversibilität besitzen, damit bei Fort
fall der Beanspruchung die ursprüngliche Form durch Weg
fall der Spannung wiederhergestellt wird. Unter diesen
Stoffen sind Polysiloxane besonders bevorzugt, da sie einen
hohen Schermodul besitzen und außerdem hervorragende opti
sche Eigenschaften aufweisen. Darüber hinaus lassen sich die
mechanischen Festigkeitseigenschaften dieser Stoffe, z. B.
die Zugfestigkeit und die Zerreißfestigkeit, dadurch er
höhen, daß man die oben genannte anorganische Substanz,
insbesondere eine Kieselerde, einbringt.
Ein durch Mischen von Kieselerde mit einem Polysiloxan er
haltenes Elastomerteil hat gegenüber einem Elastomerteil,
welches nur aus Polysiloxan besteht, verbesserte physikali
sche Eigenschaften, z. B. besitzt der Stoff eine Zugfestig
keit, die bis zu 50 mal größer ist als ein Elastomerteil aus
nur Polysiloxan. Die Zerreißfestigkeit ist etwa 6 bis 7 mal
höher, und die Bruchdehnung ist bis zu 5 mal größer als bei
einem Teil aus nur Polysiloxan. Außerdem erhält man einen
breiten Bereich für den Schermodul, nämlich einen Bereich
von 5 × 103 dyn/cm2 bis 109 dyn/cm2 (5 × 102 bis 108 N/m2).
Typische Beispiele für die Polysiloxane umfassen Polysiloxan-
Verbindungen wie Polydimethylsiloxan, Poly-(dimethylsiloxan
polydiphenylsiloxan-)Copolymer, Polymethylphenylsiloxan und
Poly-(dimethyl-diphenylmethylphenyl-)Siloxan-Copolymer.
Diese Verbindungen lassen sich entweder allein oder in
Kombination von zwei oder drei Stoffen verwenden. Diese
Polysiloxane können modifiziert oder denaturiert sein mit
Hilfe einer organischen Funktionsgruppe wie z. B. einer
Carboxyl-, Amin- oder Vinyl-Gruppe. Derartige Polysiloxane,
die mit einer organischen Funktionsgruppe modifiziert sind,
werden deshalb bevorzugt, weil sie dem Elastomerteil da
durch eine außerordentliche Verformbarkeit verleihen, daß
sie verschiedene Arten von Vernetzungs- oder Härtungseigen
schaften in Abhängigkeit von Wärme, Licht oder dergleichen
zeigen.
Beispiele für Elastomer-Substanzen zur Herstellung des Elasto
merteils umfassen Polybutadien, Polychloropren, Polyisopren
und ein sogenanntes Acrylgel, welches vernetztes Polymer aus
Acrylharz, Methacrylats oder einer Kombination dieser Stoffe,
aufgequollen mit Wasser oder einem organischen Lösungsmittel,
enthält.
Das erfindungsgemäße optische Bauelement läßt sich z. B. da
durch betreiben, daß man auf das Verformungsglied 3 mecha
nisch eine Kraft ausübt.
Im folgenden soll ein spezielles Beispiel für die Herstellung
eines Modulationsbauelements mit veränderlicher Brennweite
erläutert werden.
Das in Fig. 1 dargestellte optische Bauteil mit veränderli
cher Brennweite wurde wie folgt hergestellt:
Das Elastomerteil 1 wurde folgendermaßen hergestellt: Poly
dimethylsiloxan (KE 106 der Firma Shinetsu Kagaku Kogyo K.K.)
wurde in einer Menge von 100 Gew.-Teilen mit 20 Gew.-Teilen
Silicagel (Siloid von der Firam Fuji Division K. K.) bei
Zimmertemperatur ausreichend gemischt, und das Gemisch wurde
in eine Form gegeben, dessen innere Kontur der Gestalt des
Elastomerteils nach Fig. 1 entsprach. Die Abmessungen der
Form waren so gewählt, daß das Elastomerteil eine Dicke von
10 mm entlang der optischen Achse, eine Länge von 50 mm und
eine Querbreite von 10 mm besaß. Das Elastomer-Gemisch in
der Form wurde in einem Zentrifugen-Separator derart ange
ordnet, daß seine die Öffnungsoberfläche bildende Seite be
züglich der Drehachse der Zentrifuge nach außen zeigte. Dann
wurde der Zentrifugen-Separator mit 12 000 UPM gedreht, um
einen Konzentrations-Gradienten des Silicagels in dem Ge
misch zu erhalten. Dann wurde bei 120°C ausgehärtet, um
ein Elastomerteil 1 zu erhalten.
Separat wurde eine Meßprobe zum Messen des Schermoduls des
Elastomerteils in gleicher Weise hergestellt. Das Proben-
Elastomerteil 1 wurde mit flüssigem Stickstoff abgekühlt,
und es wurden drei Probenschichten von jeweils 20 µm Dicke
von einer oberen Schicht, einer mittleren Schicht (genau
in der Dicken-Mitte) und einer unteren Schicht abge
schnitten, betrachtet in Richtung von der Öffnungsseite
zur Halteplatte 2 hin. Die drei Probenschichten wurden mit
Hilfe eines Spannungstestgeräts gemessen, wobei die Scher
moduln der drei Probenschichten von der oberen, der mittle
ren und der unteren Schicht folgende durch Messung und Be
rechnung ermittelten Werte hatten: 2,4 × 107 dyn/cm2
(2,4 × 106 N/m2), 6 × 106 dyn/cm2 (6 × 105 N/m2) bzw.
1, × 106 dyn/cm2 (1,1 × 105 N/m2).
An dem so erhaltenen Elastomerteil 1 wurden eine Glasträger
platte 2 und eine Lochplatte 3 befestigt, um das in Fig. 1
gezeigte fertige optische Bauteil mit veränderlicher Brenn
weite zu vervollständigen.
Das schließlich erhaltene optische Bauteil besaß eine sphä
rische Öffnungsfläche mit einem Krümmungsradius von 50 mm,
einer Länge a von 25 mm und einem Öffnungsdurchmesser b von
20 mm.
Bei dem so erhaltenen Elastomerteil 1 wurde die Oberflächen
gestalt geändert, indem die Lochplatte 3 angedrückt wurde,
so daß das Elastomerteil 1 verformt wurde, während eine
exakt sphärische Oberfläche mit einem Krümmungsradius im
Bereich von 25 bis 110 mm beibehalten wurde.
Ein optisches Bauteil mit veränderlicher Brennweite gemäß
Fig. 1 wurde wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme,
daß in das Elastomerteil 1 keine Kieselerde eingemischt wurde
und das Elastomerteil nicht mit einem Schermodulgradienten
ausgestattet wurde. Als die Glas-Lochplatte gegen das so
hergestellte Elastomerteil gedrückt wurde, um die Oberflä
chenform zu ändern, zeigte die sich einstellende Oberfläche
in der Nähe des Öffnungsumfangs eine stärkere Krümmung, be
saß also nicht eine gleichförmige sphärische Form.
Die Erfindung schafft mithin ein optisches Bauteil mit ver
änderlicher Brennweite, bei dem eine veränderliche Brenn
weite durch Verformung geschaffen werden kann, während eine
sphärische oder eine gewünschte asphärische Oberfläche bei
behalten wird.
Claims (11)
1. Optisches Bauteil mit veränderlicher Brennweite,
gekennzeichnet durch
- - ein Elastomerteil (1), das in seinem Inneren entlang seiner optischen Achse einen Schermodulgradienten be sitzt, und
- - ein Verformungsglied (3) mit einer Öffnung (4) zum Veranlassen, daß das Elastomerteil (1) durch die Öff nung vorsteht oder in die Öffnung absinkt, um die Ober fläche des Elastomerteils zu verformen.
2. Bauteil nach Anspruch 1,
bei dem der Schermodulgradient des Elastomerteils von
der Oberfläche der Öffnung an zum Inneren des Elastomer
teils hin kontinuierlich abnimmt.
3. Bauteil nach Anspruch 1,
bei dem der Schermodul des Elastomerteils im Bereich
von 104-108 dyn/cm2 (103-107 N/m2) liegt.
4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schermodul des Elastomerteils im Bereich von 104-
107 dyn/cm2 (103-106 N/m2) liegt.
5. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Elastomerteil eine Elastomer-Substanz und eine anorga
nische Substanz enthält, und daß der Schermodulgradient
geschaffen wird durch einen Konzentrations-Gradienten der
anorganischen Substanz in dem Elastomerteil entlang der
optischen Achse.
6. Bauteil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die anorganische Substanz in Form von Partikeln mit
einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 0,5 bis
50 µm vorhanden ist.
7. Bauteil nach Anspruch 6,
bei dem die anorganische Substanz die Form von Partikeln
mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 1 bis
20 µm hat.
8. Bauteil nach Anspruch 5,
bei dem die anorganische Substanz in dem Material mit
einem Anteil von 0,5 bis 30 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-
Teile der Elastomer-Substanz enthalten ist.
9. Bauteil nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
bei dem die anorganische Substanz Kieselerde aufweist.
10. Bauteil nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
bei dem die Elastomer-Substanz Polysiloxan aufweist.
11. Bauteil nach Anspruch 5,
bei dem die anorganische Substanz Kieselerde und die
Elastomer-Substanz Polysiloxan aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60289191A JPS62148903A (ja) | 1985-12-24 | 1985-12-24 | 可変焦点光学素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3644225A1 true DE3644225A1 (de) | 1987-07-02 |
DE3644225C2 DE3644225C2 (de) | 1989-02-02 |
Family
ID=17739949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863644225 Granted DE3644225A1 (de) | 1985-12-24 | 1986-12-23 | Optisches bauteil mit veraenderlicher brennweite |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4783153A (de) |
JP (1) | JPS62148903A (de) |
DE (1) | DE3644225A1 (de) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19605984C1 (de) * | 1996-02-17 | 1997-09-11 | Karlsruhe Forschzent | Verstellbare optische Linse |
DE10129787A1 (de) * | 2001-06-20 | 2003-01-09 | Coronis Gmbh | Optisches Bauelement, insbesondere Augenimplantat |
US7813047B2 (en) | 2006-12-15 | 2010-10-12 | Hand Held Products, Inc. | Apparatus and method comprising deformable lens element |
US8027095B2 (en) | 2005-10-11 | 2011-09-27 | Hand Held Products, Inc. | Control systems for adaptive lens |
US8027096B2 (en) | 2006-12-15 | 2011-09-27 | Hand Held Products, Inc. | Focus module and components with actuator polymer control |
US8045280B2 (en) | 2006-10-11 | 2011-10-25 | Polight As | Compact adjustable lens |
US8199410B2 (en) | 2006-09-21 | 2012-06-12 | Polight As | Polymer lens |
US8310772B2 (en) | 2008-07-11 | 2012-11-13 | Polight As | Method and arrangement for reducing thermal effects in compact adjustable optical lenses |
US8390939B2 (en) | 2007-02-12 | 2013-03-05 | Polight As | Flexible lens assembly with variable focal length |
US8883019B2 (en) | 2006-10-11 | 2014-11-11 | Polight As | Method for manufacturing adjustable lens |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5438486A (en) * | 1992-07-20 | 1995-08-01 | Mcnair; Edward P. | Headlights with variably shaped optical elements |
US5682263A (en) * | 1994-02-14 | 1997-10-28 | Lockheed Missiles & Space Company, Inc. | Broad-band ultraviolet lens systems well-corrected for chromatic aberration |
US5886332A (en) * | 1994-04-19 | 1999-03-23 | Geo Labs, Inc. | Beam shaping system with surface treated lens and methods for making same |
DE4436620A1 (de) * | 1994-10-13 | 1996-04-18 | Bosch Gmbh Robert | Scheinwerfer für Fahrzeuge |
DE19728956C2 (de) | 1997-06-30 | 2003-04-24 | Vodafone Ag | Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge |
EP1461664A4 (de) * | 2001-12-07 | 2008-10-01 | Smartlens Corp | Selektives fokussystem zur verwendung bei der fotografie |
WO2006011937A2 (en) * | 2004-03-31 | 2006-02-02 | The Regents Of The University Of California | Fluidic adaptive lens |
US7359124B1 (en) * | 2004-04-30 | 2008-04-15 | Louisiana Tech University Research Foundation As A Division Of The Louisiana Tech University Foundation | Wide-angle variable focal length lens system |
EP1816493A1 (de) * | 2006-02-07 | 2007-08-08 | ETH Zürich | Abstimmbares Diffraktionsgitter |
WO2007090843A2 (en) * | 2006-02-07 | 2007-08-16 | ETH Zürich, ETH Transfer | Tunable optical active elements |
JP2010513952A (ja) * | 2006-12-15 | 2010-04-30 | ハンド ヘルド プロダクツ インコーポレーティッド | 変形可能なレンズ要素よりなる装置、および方法 |
US8100539B2 (en) * | 2007-04-10 | 2012-01-24 | Tunable Optix Corporation | 3D imaging system employing electronically tunable liquid crystal lens |
WO2010015093A1 (en) | 2008-08-08 | 2010-02-11 | Optotune Ag | Electroactive optical device |
US8699141B2 (en) | 2009-03-13 | 2014-04-15 | Knowles Electronics, Llc | Lens assembly apparatus and method |
US8659835B2 (en) * | 2009-03-13 | 2014-02-25 | Optotune Ag | Lens systems and method |
US8366002B2 (en) | 2010-05-26 | 2013-02-05 | Hand Held Products, Inc. | Solid elastic lens element and method of making same |
EP2239600A1 (de) | 2010-06-02 | 2010-10-13 | Optotune AG | Einstellbare optische Linse |
WO2012027851A1 (en) | 2010-09-02 | 2012-03-08 | Optotune Ag | Illumination source with variable divergence |
EP2633341B1 (de) | 2010-10-26 | 2019-12-25 | Optotune AG | Linse mit veränderlichem fokus mit zwei flüssigkeitskammern |
JP2013076806A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Hitachi High-Technologies Corp | 光学素子およびその製造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3424068A1 (de) * | 1983-10-17 | 1985-05-02 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Optisches bauelement |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2525863A1 (de) * | 1975-06-10 | 1977-05-12 | Siemens Ag | Optisches schichtsystem |
US4289379A (en) * | 1977-04-27 | 1981-09-15 | Quantel S.A. | Optical system having a variable focal length |
FR2425085A1 (fr) * | 1978-05-05 | 1979-11-30 | Quantel Sa | Objectif a longueur focale variable |
JPS57201207A (en) * | 1981-06-05 | 1982-12-09 | Fuji Xerox Co Ltd | Optical device with variable focal length |
US4514048A (en) * | 1981-08-17 | 1985-04-30 | Polaroid Corporation | Variable focus elastomeric lens system |
JPS6084502A (ja) * | 1983-10-17 | 1985-05-13 | Canon Inc | 光学素子 |
JPS60144703A (ja) * | 1984-01-05 | 1985-07-31 | Canon Inc | 可変焦点距離レンズ |
-
1985
- 1985-12-24 JP JP60289191A patent/JPS62148903A/ja active Pending
-
1986
- 1986-12-17 US US06/942,791 patent/US4783153A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-23 DE DE19863644225 patent/DE3644225A1/de active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3424068A1 (de) * | 1983-10-17 | 1985-05-02 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Optisches bauelement |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19605984C1 (de) * | 1996-02-17 | 1997-09-11 | Karlsruhe Forschzent | Verstellbare optische Linse |
DE10129787A1 (de) * | 2001-06-20 | 2003-01-09 | Coronis Gmbh | Optisches Bauelement, insbesondere Augenimplantat |
US8027095B2 (en) | 2005-10-11 | 2011-09-27 | Hand Held Products, Inc. | Control systems for adaptive lens |
US8199410B2 (en) | 2006-09-21 | 2012-06-12 | Polight As | Polymer lens |
US8883019B2 (en) | 2006-10-11 | 2014-11-11 | Polight As | Method for manufacturing adjustable lens |
US8045280B2 (en) | 2006-10-11 | 2011-10-25 | Polight As | Compact adjustable lens |
US9134464B2 (en) | 2006-12-15 | 2015-09-15 | Hand Held Products, Inc. | Focus module and components with actuator |
US8505822B2 (en) | 2006-12-15 | 2013-08-13 | Hand Held Products, Inc. | Apparatus and method comprising deformable lens element |
US8687282B2 (en) | 2006-12-15 | 2014-04-01 | Hand Held Products, Inc. | Focus module and components with actuator |
US8027096B2 (en) | 2006-12-15 | 2011-09-27 | Hand Held Products, Inc. | Focus module and components with actuator polymer control |
US7813047B2 (en) | 2006-12-15 | 2010-10-12 | Hand Held Products, Inc. | Apparatus and method comprising deformable lens element |
US9207367B2 (en) | 2006-12-15 | 2015-12-08 | Hand Held Products, Inc. | Apparatus and method comprising deformable lens element |
US9699370B2 (en) | 2006-12-15 | 2017-07-04 | Hand Held Products, Inc. | Apparatus and method comprising deformable lens element |
US9739911B2 (en) | 2006-12-15 | 2017-08-22 | Hand Held Products, Inc. | Focus module and components with actuator |
US8390939B2 (en) | 2007-02-12 | 2013-03-05 | Polight As | Flexible lens assembly with variable focal length |
US8310772B2 (en) | 2008-07-11 | 2012-11-13 | Polight As | Method and arrangement for reducing thermal effects in compact adjustable optical lenses |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62148903A (ja) | 1987-07-02 |
DE3644225C2 (de) | 1989-02-02 |
US4783153A (en) | 1988-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3644225C2 (de) | ||
DE3424068C2 (de) | ||
DE2854175C2 (de) | Wiedergabevorrichtung mit einem flüssigen Wiedergabemedium | |
DE3712146A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines optischen bauteils | |
DE19914766B4 (de) | Kunststoff-Fensterscheibe und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE2713444C2 (de) | Copolymerisierbares Gemisch, daraus hergestellte Kontaktlinse und Verfahren zu deren Herstellung durch Formpressen | |
DE2218782A1 (de) | Transparenter Polymerisatformkörper zur Ablenkung einfallender elektromagnetischer Strahlung und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE2954176C2 (de) | Kontaktlinse | |
DE3415022A1 (de) | Ununterbrochen variable kontaktlinse | |
DE102007039776A1 (de) | Optischer Koppelkörper | |
DE102004037318A1 (de) | Radiowellen-Absorber und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE60318589T2 (de) | Photohärtbare harzzusammensetzung, die ein poröses material bildet, und gegenstand aus porösem gehärtetem harz | |
DE60103438T2 (de) | Acrylharz-Zusammensetzung, Harzplatte mit lackierter Folie, und Beschichtung für Sonnenzellenanordnung | |
DE102004059432B4 (de) | Rückspiegel | |
DE2522710A1 (de) | Zurueckstrahlendes verbundmaterial, insbesondere fuer strassenmarkierung | |
DE102019201492A1 (de) | Sensor für eine physikalische grösse und halbleitervorrichtung | |
DE4200397C1 (de) | ||
CN110261939B (zh) | Pdms基双层结构磁响应微透镜阵列制造方法 | |
DE2844078C2 (de) | Polymeres und dessen Verwendung für die Herstellung von Kotaktlinsen | |
DE3712145C2 (de) | ||
DE69133368T2 (de) | Integrierte hydrolyse-verbindungsschicht | |
DE4033545A1 (de) | Verbundsicherheitsglasscheibe und verfahren zu deren herstellung | |
EP2062443B1 (de) | Farbrad | |
EP1956368A1 (de) | Nano-Hybridgele als Polymer-Elektrolyte | |
DE60112647T2 (de) | Objektiv für Infrarot Sichtsystem |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: G02B 1/00 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: DRES. WESER UND MARTIN, 81245 MUENCHEN |
|
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: WESER & KOLLEGEN, 81245 MUENCHEN |