DE10033472A1

DE10033472A1 - Optisches Gerät

Info

Publication number: DE10033472A1
Application number: DE10033472A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Metz
Original assignee: METZ ELEKTRONIK GmbH
Current assignee: METZ ELEKTRONIK GmbH
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2002-01-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Gerät, insbesondere eine Kamera, mit einer Einrichtung zum Heizen, die mindestens ein elektrisches Heizelement (1; 1.1, ..., 1.36) aufweist. DOLLAR A Um ein Beschlagen einer Linse des optischen Geräts zu vermeiden oder zu beseitigen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das mindestens eine Heizelement (1; 1.1, ..., 1.36) ein diskreter ohmscher Widerstand ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Gerät nach dem Oberbegriff des An spruchs 1.

Es ist bereits eine Kamera der Firma ARRI mit einer Okular-Heizung be kannt, die dazu dient, ein Beschlagen einer Linse zu vermeiden oder zu be seitigen. Diese Heizeinrichtung besteht aus Leiterbahnen, die auf einen Ke ramikträger aufgebracht sind. Die Herstellung einer solchen Heizeinrichtung ist prozesstechnisch vergleichsweise komplex und dementsprechend ko stenaufwendig.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein optisches Gerät mit einer Heizeinrichtung der eingangs ge nannten Art zu schaffen, die in vergleichsweise einfacher Weise herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein optisches Gerät gelöst, das in den Ansprüchen definiert ist.

Die Erfindung ist mit einer Mehrzahl von Vorteilen verbunden.

Die Heizeinrichtung des erfindungsgemäßen optischen Geräts weist minde stens einen diskreten ohmschen Widerstand, insbesondere einen sogenannten Chip- oder SMD-Widerstand auf. Derartige diskrete Widerstände einschließlich der Chip- bzw. SMD-Widerstände sind vergleichsweise preis günstig und lassen sich in der bekannten Surface Mounting Device (SMD)- Technik in einfacher Weise auf ein Trägermedium aufbringen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen opti schen Geräts ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heize lement auf einem Heizelementträger, insbesondere auf einem elastischen Heizelementträger angeordnet ist. Durch die elastische Ausgestaltung des Heizelementträgers wird im Gegensatz zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Heizelementträger aus Keramik vermieden, dass mechanische Beanspruchungen wie Erschütterungen zu einem Bruch des Trägers, zu ei ner Unterbrechung elektrischer Leiter, die auf dem Träger angeordnet sind, und damit zu einem Funktionsausfall der gesamten Heizeinrichtung des opti schen Geräts führen.

Die Heizeinrichtung des optischen Geräts weist insbesondere eine Mehrzahl von Heizelementen auf, wobei jedes Heizelement an einer vorgebbaren Po sition auf dem Heizelementträger angeordnet ist, an welcher eine vorgebba re Heizleistung zu erbringen ist. Vorzugsweise weisen jeweils zwei benach barte Heizelemente denselben Abstand zueinander auf, so dass die ge samte Heizleistung gleichmäßig auf das jeweilige Heizobjekt (z. B. Linse) verteilt wird. Alternativ hierzu wird in vorteilhafter Weise unterschiedliche Heizleistung durch ohmsche Widerstände unterschiedlicher Widerstands werte positionsindividuell auf dem Heizelementträger gebildet und auf das Heizobjekt abgegeben.

Dem mindestens einen Heizelement kann eine erste Einrichtung zur Heiz steuerung zugeordnet sein, mit der sich zum Beispiel durch unterschiedliche Betriebsspannungen unterschiedliche Heizleistungen realisieren lassen. Die Steuerung der Heizleistung erfolgt in Abhängigkeit des Wertes einer ersten Temperatur, die sich aus der Umgebungstemperatur und der von den Heizelementen erzeugten Temperatur ergibt und von einem (ersten) Tempera tursensor erfasst wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist dem min destens einen Heizelement bzw. der Heizeinrichtung ein zweiter Tempera tursensor, der eine von der Haut einer Bedienperson abgegebene Tempe ratur und/oder eine Umgebungstemperatur erfasst, und/oder ein Luftfeuch tigkeitssensor zugeordnet. Dabei ist eine (zweite) Einrichtung zur Steuerung der Heiztemperatur in der Weise ausgestaltet, dass die Heiztemperatur in Abhängigkeit der vom zweiten Temperatursensor erfassten Temperatur und/oder in Abhängigkeit der vom Feuchtigkeitssensor erfassten Feuchtig keit gesteuert wird. Insbesondere wird die Heiztemperatur auf einen Tempe raturwert gesteuert, der in etwa der vom zweiten Temperatursensor erfass ten Temperatur entspricht. Damit lässt sich ein Beschlagen einer Linse bzw. eines sonstigen Mediums in besonders effektiver Weise verhindern bzw. be seitigen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in Unteransprü chen definiert.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 ein Heizelementträger mit ersten Heizelementen eines erfin dungsgemäßen optischen Geräts; und

Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild einer elektrischen Heizeinrichtung mit den ersten Heizelementen des optischen Geräts nach Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte Heizelementträger 2 ist Teil einer Heizeinrichtung eines optischen Geräts, beispielsweise einer Kamera. Die Heizeinrichtung weist mindestens ein elektrisches Heizelement 1; 1.1, . . ., 1.36 auf, vorzugs weise jedoch eine Mehrzahl elektrischer Heizelemente. Das bzw. die Heize lemente sind jeweils ein diskreter ohmscher Widerstand. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem eine Heizung mittels einer oder mehrerer Leiter bahnen auf einem Keramikträger erfolgt, ist bei dem erfindungsgemäßen optischen Gerät jeder ohmsche Einzelwiderstand, zum Beispiel in Form ei nes Quader- oder eines Zylinderkörpers, an einer vorgegebenen Position auf einem Heizelementträger 2 angeordnet. Als diskrete ohmsche Wider stände werden insbesondere Chipwiderstände bzw. SMD-Widerstände (z. B. Mikromelf bzw. Schichtwiderstände mit einer Kohleschicht) verwendet, die in der bekannten Surface Mounting Device-Technik auf den jeweiligen Heize lementträger 2 aufgebracht werden.

Der Heizelementträger 2 besteht vorzugsweise aus elastischem Material, zum Beispiel Epoxiharz G80 und ist bruchfest sowie temperaturbeständig. Die verwendeten Heizelementträger lassen sich aus marktüblichen Leiter platten ausstanzen.

Der in Fig. 1 dargestellte Heizelementträger 2 ist ringscheibenförmig aus gebildet. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht eingeschränkt. Der Heizele mentträger kann auch in anderer Weise ausgeformt sein. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von Heizelementen ra dialsymmetrisch auf einem ringscheibenförmigen Heizelementträger ange ordnet. Dabei weisen jeweils zwei benachbarte Heizelemente 1.1, 1.2; 1.2, 1.3 denselben Abstand zueinander auf. Die mittels der Heizelemente gebil dete Heizleistung wird damit gleichmäßig auf dem Heizelementträger gebil det bzw. wird gleichmäßig verteilt auf das zu heizende Objekt (z. B. optische Linse) übertragen.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen 36 ohmsche Widerstände 1.1, . . ., 1.36 jeweils denselben Widerstandswert, nämlich 750 Ohm auf. Alle Widerstände sind parallel geschaltet, wobei in Fig. 1 die elektrischen Verbindungen zwischen den einzelnen Widerstän den auf der Rückseite des Heizelementträgers angeordnet und damit nicht in der Figur dargestellt sind.

Die Parallelschaltung der Widerstände ist mit dem zusätzlichen Vorteil ver bunden, dass bei einem Ausfall eines oder sogar auch mehrerer Widerstän de die Funktionsfähigkeit der Heizeinrichtung praktisch unverändert erhalten bleibt.

Bei anderen, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsformen können die Widerstände auch unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen, um unterschiedliche Heizleistungen an unterschiedlichen Positionen des Heize lementträgers zu bilden.

Der Heizeinrichtung kann eine erste Einrichtung 41 zur Heizsteuerung zuge ordnet sein, wobei dieser Steuerungseinrichtung vorzugsweise ein erster Temperatursensor 31 zugeordnet ist. Dieser Temperatursensor 31 (tempe raturabhängiger Widerstand NTC) erfaßt die Umgebungstemperatur bzw. die von den Heizelementen 1.1, . . ., 1.36 gebildete Temperatur und bildet einen entsprechenden Temperaturwert, der die Steuergröße für die Heizsteue rungseinrichtung ist.

Mit der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Parallelschaltung von 36 Ohm schen Widerständen von jeweils 750 Ohm wird ein Gesamtwiderstand von etwa 21 Ohm realisiert. An Lötstellen PAD1, PAD2 (= Masse) (Fig. 2) wird zum Beispiel eine Spannung von 10 Volt angelegt. Mit einem resultierenden Strom von etwa 480 mA wird eine Leistung von 4,8 Watt gebildet. In Abhän gigkeit anderer angelegter Spannungen werden andere Leistungen gebildet.

Zwischen Masse (PAD2) und einer Lötstelle PAD3 ist der (erste) Tempera tursensor 31 geschaltet.

Die Heizsteuerungseinrichtung kann auch in der Weise ausgestaltet sein, daß zum Beispiel durch Pulsbreitensteuerung bei unterschiedlichen Be triebsspannungen von z. B. 10 bis 35 Volt eine konstante Heizleistung gebil det wird.

Während bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform die Heizelemente 1.1, . . ., 1.36 und der erste Temperatursensor 31 zur Heizsteuerung gemein sam auf dem Heizelementträger angeordnet sind, können in einer anderen Ausführungsform die Heizelemente 1.1, . . ., 1.36, die erste Einrichtung 41 zur Heizsteuerung und der erste Temperatursensor 31 gemeinsam auf einem Heizelementträger 2 angeordnet sein.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft auch ein optisches Ge rät, beispielsweise eine Kamera, mit einer Einrichtung zum Heizen, die mindestens ein elektrisches Heizelement 1; 1.1, . . ., 1.36 aufweist. Dieser Heizeinrichtung ist ein zweiter Temperatursensor und/oder ein Feuchtig keitssensor zugeordnet.

Der zweite Temperatursensor erfasst eine von der Haut einer Bedienperson abgegebene Temperatur und/oder eine Umgebungstemperatur und ist vor zugsweise in einem Bereich angeordnet, in dem die Augenmuschel einer Bedienperson bei der Benutzung des optischen Geräts ruht.

Der Heizeinrichtung dieser Ausführungsform der Erfindung ist eine (zweite) Einrichtung zur Steuerung der Heiztemperatur zugeordnet, die vorzugsweise durch ein Steuerungsprogramm in der Weise ausgestaltet ist, dass die von den Heizelementen gebildete Heiztemperatur in Abhängigkeit der vom zweiten Temperatursensor erfassten Temperatur und/oder in Abhängigkeit der vom Feuchtigkeitssensor erfassten Feuchtigkeit gesteuert wird.

Insbesondere wird die Heiztemperatur auf einen Temperaturwert gesteuert, der in etwa gleich der vom zweiten Temperatursensor erfassten Temperatur ist oder eine vorgebbare Temperaturdifferenz zu der vom zweiten Tempera tursensor erfassten Temperatur aufweist.

Das erfindungsgemäße optische Gerät ist insbesondere eine Kamera, ein Fernrohr, ein Mikroskop, eine Lupe oder eine Brille. Die beschriebenen Ausführungsformen der Heizeinrichtung und der Heizsteuereinrichtungen lassen sich unter anderem auch im Zusammenhang mit Fenstern und Spie geln verwenden.

Bezugszeichenliste

1

;

1.1

, . . .,

1.36

Heizelement

2

Heizelementträger

31

erster Temperatursensor

41

erste Einrichtung zur Heizsteuerung

Claims

1. Optisches Gerät, insbesondere Kamera, mit einer Einrichtung zum Hei zen, die mindestens ein elektrisches Heizelement (1; 1.1, . . ., 1.36) auf weist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heizelement (1; 1.1, 1.36) ein diskreter ohmscher Widerstand ist.

2. Optisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heizelement (1; 1.1, . . ., 1.36), auf einem Heizelement träger (2) angeordnet ist.

3. Optisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizelementträger (2) elastisch ist.

4. Optisches Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizelementträger (2) kreisförmig, insbesondere ringscheibenförmig ausgebildet ist.

5. Optisches Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Einrichtung eine Mehrzahl von Heizelementen aufweist und dass jeweils zwei benachbarte Heizelemente (1.1, 1.2; 1.2, 1.3, . . .) denselben Abstand zueinander aufweisen.

6. Optisches Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Einrichtung eine Mehrzahl von Heizelementen aufweist und dass jedes Heizelement in Abhängigkeit einer zu bildenden Heizlei stung an einer vorgebbaren Position auf dem Heizelementträger ange ordnet ist.

7. Optisches Gerät nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Heizelemente radialsymmetrisch auf dem ringscheiben förmigen Heizelementträger angeordnet ist.

8. Optisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das mindestens eine Heizelement (1; 1.1, . . ., 1.36) ein Chipwiderstand ist.

9. Optisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Einrichtung mindestens zwei diskrete ohmsche Widerstände gleicher oder unterschiedlicher Widerstandswerte aufweist, und dass die mindestens zwei diskreten ohmschen Widerstände parallel geschaltet sind.

10. Optisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass dem mindestens einen Heizelement (1; 1.1, . . ., 1.36) eine erste Einrichtung (41) zur Heizsteuerung zugeordnet ist.

11. Optisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der ersten Einrichtung (41) zur Heizsteuerung ein er ster Temperatursensor (31) zugeordnet ist.

12. Optisches Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, dass die erste Einrichtung (41) zur Heizsteuerung und/oder der erste Temperatursensor (31) auf dem Heizelementträger (2) angeordnet ist(sind).

13. Optisches Gerät, insbesondere Kamera, mit einer Einrichtung zum Hei zen, die mindestens ein elektrisches Heizelement(1; 1.1, . . ., 1.36) auf weist, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizeinrichtung ein zweiter Tempera tursensor zugeordnet ist, der eine von der Haut einer Bedienperson ab gegebene Temperatur und/oder eine Umgebungstemperatur erfasst, und/oder daß der Heizeinrichtung ein Luftfeuchtigkeitssensor zugeordnet ist, dass der Heizeinrichtung eine zweite Einrichtung zur Steuerung der Heiztemperatur vorgesehen ist, und dass die zweite Einrichtung zur Steuerung in der Weise ausgestaltet ist, dass die Heiztemperatur in Ab hängigkeit der vom zweiten Temperatursensor erfassten Temperatur und/oder in Abhängigkeit der vom Feuchtigkeitssensor erfassten Feuch tigkeit gesteuert wird.

14. Optisches Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einrichtung zur Steuerung der Heiztemperatur in der Weise aus gestaltet ist, dass die Heiztemperatur auf einen Temperaturwert gesteuert wird, der in etwa der vom zweiten Temperatursensor erfassten Tempe ratur entspricht.

15. Einrichtung zum Heizen für ein optisches Gerät nach einem der vorste henden Ansprüche.

16. Optisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, dass dieses eine Kamera, ein Fernrohr, ein Mikroskop, eine Lupe oder eine Brille ist.