DE4345070A1 - Pneumatisch- oder Hydraulisch- brennweitenverstellbare Konvexlinse - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß in allen optischen Geräten, vor allem in Videokameras und Fotoapparaten, Glaslinsen verwendet werden. Bei einem Betrieb mit Autofokus oder Zoom müssen dabei eine oder mehrere Linse in der Kamera mechanisch, durch einen Elektromotor und Getriebe, bewegt werden, wobei relativ viel Energie verbraucht wird. Weiterhin sind diese Linsensysteme relativ schwer und langsam.

Durch den Einsatz der im Patentanspruch angegebenen Linse sollen die oben aufgeführten Nachteile soweit wie möglich verringert werden.

Der hauptsächliche Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die brennweitenverstellbare Linse schneller zu verstellen ist als ein mechanisches Linsensystem, weil bei ihr nur ein Ventil geöffnet werden braucht, um eine Brennweitenverstellung vorzunehmen, wobei bei dem mechanischen Linsensystem erst der Motor anlaufen muß, dann das Getriebe und sich erst zum Schluß die Glaslinse in Bewegung setzt. Bei der neuen Linse wird zudem noch eine Menge Energie gespart, da bei ihr nur ein elektrisches Ventil geöffnet werden braucht und somit die ganzen Energieumsetzung wie beim mechanischen Linsensystem entfallen (elektrische Energie in Bewegungsenergie in mechanische Energie und wieder in Bewegungsenergie inkl. Reibungsverluste). Ein weiterer Vorteil ist die Gewichtseinsparung, da die ganze Mechanik entfällt und die neue Linse wesentlich leichter ist als eine massive Glaslinse.

Zwei Folien (aus dem Material für die zu erstellende Linse), die zu einem mit Flüssigkeit (ebenfalls für die zu erstellende Linse) gefüllten Beutel verschweißt wurden, werden in der Mitte durch zwei kreisrunde Ringe (einer von oben und einer von unten) zentrisch zusammen gepreßt, wobei außerhalb der Ringe auf den Beutel Druck ausgeübt werden muß, damit sich die Flüssigkeit zwischen den beiden Ringen sammelt. Der Druck und die Größe der Ringe muß der zu erstellenden Linse angepaßt sein. Dann wird der äußere Teil des Beutels aufgetrennt und die überige Flüssigkeit entfernt. Nun gibt es zwei Möglichkeiten. Erstens: Die Ränder des Beutels hochklappen und die beiden Folien von innen an der Preßnaht verkleben. Zweitens: Die Folien direkt hinter den Ringen verschweißen. Danach wird der äußere Teil des Beutels in einem gewissen Abstand (genug Abstand um den Druckschlauch daran zu kleben oder zu schweißen) von den beiden Ringen gleichmäßig abgetrennt und die beiden Ringe entfernt. Der Druckschlauch wird aus zwei ringförmigen Folien (aus einem möglichst gering dehnbarem Material und mit Ein- und Auslaßventilen versehen), deren Innendurchmesser dem Durchmesser der geplanten Linse entspricht und dessen Außendurchmesser wesentlich größer als die gewünschte Größe des Schlauches sein muß, hergestellt; Die Innenkanten der beiden ringförmigen Folien werden verklebt oder verschweißt und dann wird die Linse in der Mitte des Schlauches eingesetzt und ebenfalls mit dem Schlauch verklebt oder verschweißt. Danach muß der äußere Rand des Schlauches soweit gleichmäßig gespannt werden, bis die Linse ihren vorgesehenen minimalen Durchmesser hat. Zwischen den beiden Folien des Schlauches muß nun noch ein stabiler Ring (aus Metall, Fiberglas oder ähnlichem) zentrisch zur Linse eingesetzt werden und dann die Folien direkt hinter diesem Ring verkleben oder verschweißen. Der überstehende Rest kann zum Befestigen genutzt werden. Die Ein- und Auslaßventile müssen sich so weit wie möglich am Außenrand des Schlauches befinden um mögliche Verzerrungen in der Linse zu vermeiden.

In Bild 1 ist der Druckschlauch als einzelne Komponente dargestellt, in dieser Version verbraucht eine Verstellung der Brennweite vom Maximum zum Minimum sehr viel Druck. Eine Verbesserung (Verringerung des Druckverbrauchs, Energieverbrauchs) des Druckschlauches ist in Bild 2 dargestellt. Der Druckschlauch an sich bleibt erhalten, nur das er nicht mehr selbst mit Druck gefüllt wird, sondern nur noch die in ihm mittig liegenden kleinen Druckschläuche.

Claims (1)

1. Pneumatisch- oder hydraulisch- brennweitenverstellbare Konvexlinse für optische Geräte, insbesonders für Videokameras und Fotoapparate, mit folgenden Merkmalen:

   • 1) einer Linse, bestehend aus einer flexiblen und lichtdurchlässigen Folie, die mit einer lichtdurchlässigen Flüssigkeit gefüllt ist,
   • 2) einem Druckschlauch, der gering dehnungsfähig und mit Ventilen versehen ist,
   • 3) einem Metall- oder Kunststoffring;
     dadurch gekennzeichnet, daß
   • 4) der Druckschlauch am äußeren Rand der Linse verklebt oder verschweißt ist,
   • 5) der Druckschlauch aus einer oder mehreren Kammern besteht, wobei nur die mittleren unter Druck gesetzt werden,
   • 6) der Metall oder Kunststoffring sich im äußeren Rand des Druckschlauches befindet und den Druckschlauch mit der Linse unter Spannung hält.