DE102005039561A1 - Temperaturkompensation optischer Systeme - Google Patents
Temperaturkompensation optischer Systeme Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005039561A1 DE102005039561A1 DE102005039561A DE102005039561A DE102005039561A1 DE 102005039561 A1 DE102005039561 A1 DE 102005039561A1 DE 102005039561 A DE102005039561 A DE 102005039561A DE 102005039561 A DE102005039561 A DE 102005039561A DE 102005039561 A1 DE102005039561 A1 DE 102005039561A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- optical system
- housing
- length
- camera
- temperature
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/008—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Camera Bodies And Camera Details Or Accessories (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Es wird ein optisches System (110), insbesondere für den Einsatz im Automobilbereich vorgeschlagen, welches mindestens ein Kompensationselement (130) zur Kompensation mindestens einer temperaturbedingten Dimensionsänderung des optischen Systems (110) aufweist. Das mindestens eine Kompensationselement (130) weist ein in mindestens einer Dimension längenänderbares Gehäuse (132) sowie ein in dem mindestens einen Gehäuse (132) aufgenommenes fluides Expansionsmedium (140) auf. Beispielsweise kann das optische System (110) mindestens ein Kamerasystem (112) aufweisen, beispielsweise ein Videosystem, wobei das mindestens eine Kamerasystem (112) mindestens eine Kamerabasis (122) und mindestens ein an die mindestens eine Kamerabasis (122) angegbundenes bildgebendes System (116) mit mindestens einer optischen Achse (128) sowie mindestens einen Bildgebungssensor (128) aufweist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein optisches System mit einer Temperaturkompensation mittels mindestens eines Kompensationselements. Derartige optische Systeme lassen sich, beispielsweise in Form von Kamerasystemen, insbesondere im Automobilbereich einsetzen.
- Im Automobilbereich kommen in zunehmendem Maße optische Systeme zum Einsatz. Dabei sind beispielsweise eine Innen- und/oder Außenraumbeobachtung mittels verschiedener Kamerasysteme zu nennen oder beispielsweise auch Abstandssensoren oder Sichtweitensysteme.
- Optische Systeme, beispielsweise Fixfokus-Videoanwendungen, unterliegen jedoch im Automobilbereich extremen Temperaturanforderungen. Typische Temperaturbereiche, innerhalb derer die Systeme einwandfrei funktionieren müssen, liegen zwischen –40°C und 120°C. Aufgrund dieser extremen Temperaturbereiche tritt oftmals eine starke Dimensionsänderung der in diesen optischen Systemen enthaltenen mechanischen und/oder optischen Komponenten auf. Insbesondere ist hier eine Längenänderung und/oder eine Vergrößerung der Durchmesser von Linsensitzen sowie optischer Komponenten wie zum Beispiel Linsen oder Filtern zu nennen. So ändern sich beispielsweise bei bildgebenden optischen Komponenten häufig Abstände zwischen einzelnen Linsen und einem bildgebenden Sensor. Somit verändert sich auch die Abbildungseigenschaft dieser Systeme, was sich insbesondere bei kurzbrennweitigen Optiken mit großer numerischer Apertur bemerkbar macht. Primär ändert sich dabei der Zustand der Fokussierung des Systems. Sekundär wird auch die Abbildungsleistung abnehmen, was beispielsweise auf eine Zunahme von Aberrationen (insbesondere von Öffnungsfehlern und/oder Coma) zurückzuführen ist.
- Aus dem Stand der Technik sind daher optische Systeme bekannt, welche derartigen Dimensionsänderungen von optischen Systemen aufgrund von Temperaturschwankungen entgegenwirken sollen. So offenbart
DE 102 61 973 A1 ein optisches System für eine Kamera, welches aus mindestens einer Linse, einem Bildsensor und einem Tubus besteht. Die Linse und der die Linse und den Bildsensor haltende Tubus sind aus Kunststoff hergestellt, und der Bildsensor ist in der Fokusebene der Linse angeordnet. Zumindest für einen Teilbereich des Tubus ist ein Material vorgesehen, das einen auf das Material der Linse abgestimmten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, dergestalt, dass eine durch Temperaturänderungen bedingte Änderung der Linsenbrennweite durch eine thermische Längenänderung des Tubus dahingehend kompensiert wird, dass der vom Tubus gehaltene Bildsensor in einem bestimmten Temperaturbereich immer zumindest nahezu in der Fokusebene angeordnet ist. - Aus JP 58-7109A ist ein Temperatur-Kompensator bekannt, welcher zur Kompensation von temperaturbedingten Verschiebungen der Bildebene in Videokameras mit Kunststofflinsen eingesetzt wird. Dabei wird ein Bildaufnahmesensor mit einem Linsenhalter über ein Kunststoffmaterial verbunden, welches eine Dicke entsprechend der Brennweite des Linsensystems aufweist. Dadurch lässt sich eine Verschiebung der Bildebene aufgrund von Temperaturschwankungen kompensieren.
- Die aus dem Stand der Technik bekannten Systeme weisen jedoch in der Praxis eine Reihe von Nachteilen auf. So stellt insbesondere eine Auswahl geeigneter Materialien sowie eine entsprechende Dimensionierung der Systeme eine hohe Anforderung an die konstruktive Ausgestaltung. Wird, beispielsweise aufgrund eines Designwechsels, das optische System konstruktiv verändert, so müssen die Dimensionierungen der Kompensationselemente unmittelbar mit angepasst werden. Hierzu ist in der Regel eine Änderung der mechanischen Dimensionierung und/oder eine Änderung der Materialien der Kompensationselemente erforderlich, was in vielen Fällen eine vollständige Umgestaltung des Designs der optischen Systeme erforderlich macht.
- Weiterhin sind die bekannten Systeme von ihrem Aufbau häufig sehr komplex und somit aufwendig und teuer. So weisen derartige Systeme häufig gefaltete Strahlengänge und/oder gestapelte oder überlappende Elemente zur Kompensation auf, wie beispielsweise in
DE 102 61 973 A1 . - Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die bekannten Systeme zur Temperaturkompensation bei den oben beschriebenen Temperaturänderungen innerhalb extremer Bereiche häufig mechanische Spannungen aufweisen, beispielsweise am Übergang zwischen den einzelnen Elementen der Temperaturkompensation. Diese mechanischen Spannungen können zum einen zur Beschädigung der Komponenten oder Systeme führen. Zum anderen tragen diese Spannungen ihrerseits jedoch auch zur Verschlechterung optischer Eigenschaften bei, da sich beispielsweise Spannungen schlagartig abbauen können, wodurch sich beispielsweise Abbildungseigenschaften der optischen Systeme spontan und unvorhersehbar ändern.
- Vorteile der Erfindung
- Es wird daher ein optisches System vorgeschlagen, welches die Nachteile der oben beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Systeme ganz oder teilweise vermeidet. Das optische System ist somit insbesondere für den Einsatz im Automobilbereich geeignet, lässt sich jedoch auch in nahezu allen anderen Bereichen der Technik und Naturwissenschaften einsetzen. Unter einem "optischen System" kann dabei ein beliebiges System verstanden werden, bei welchem Informationen (zum Beispiel in Form von Bildern, Lichtsignalen oder ähnlichem) auf optischem Wege, d.h. unter Ausnutzung elektromagnetischer Wellen im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereich, gesammelt und/oder übertragen werden sollen. Beispiele derartiger Systeme sind Kamerasysteme, beispielsweise Videokamerasysteme. Weiterhin sollen unter optischen Systemen auch Teilsysteme verstanden werden, beispielsweise Linsensysteme, welche zu einem oder mehreren Objektiven oder anderen bildgebenden Systemen zusammengefasst sind.
- Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, wie auch im Stand der Technik, zur Kompensation mindestens einer temperaturbedingten Dimensionsänderung des optischen Systems, welche insbesondere zu einer Veränderung von Abbildungs- und/oder Bildgebungseigenschaften führen kann, mindestens ein Kompensationselement einzusetzen. Im Gegensatz zu bekannten Anordnungen weist dieses mindestens eine Kompensationselement erfindungsgemäß jedoch mindestens ein in mindestens einer Dimension längenänderbares Gehäuse sowie mindestens ein in dem mindestens einen Gehäuse aufgenommenes fluides Expansionsmedium auf.
- Die längenänderbare Eigenschaft des mindestens einen Gehäuses lässt sich erfindungsgemäß auf verschiedene Weisen verwirklichen. So kann beispielsweise das längenänderbare Gehäuse einen teleskopartig längenänderbaren Gehäuseteil aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das längenänderbare Gehäuse ganz oder teilweise aus Kunststoffmaterialien, beispielsweise Elastomeren oder Thermoplasten, hergestellt sein und kann in mindestens einer Dimension flexible und/oder plastische Eigenschaften aufweisen. Dabei sind flexible Eigenschaften bevorzugt, da diese gewährleisten, dass die thermische Längenänderung des Gehäuses reversibel erfolgt. In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die längenänderbaren Eigenschaften des mindestens einen Gehäuses in mindestens einer Dimension durch Verwendung eines Wellschlauches erzeugt, beispielsweise eines Wellschlauches oder Wellbalgs aus metallischen Materialien und/oder Kunststoffmaterialien.
- Weiterhin kann das mindestens eine längenänderbare Gehäuse mindestens zwei planparallele Stirnflächen aufweisen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse in einer Richtung senkrecht zu diesen planparallelen Stirnflächen längenänderbar ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung gewährleistet, dass die thermische Kompensation insbesondere definiert in dieser Richtung senkrecht zu den planparallelen Stirnflächen erfolgt. Eine Verkippung der planparallelen Stirnflächen gegeneinander infolge von thermischen Längenänderungen kann dabei weitgehend vermieden werden.
- Erfindungsgemäß besteht ein wesentlicher Freiheitsgrad des vorgeschlagenen optischen Systems in der Wahl des fluiden Expansionsmediums. Unter einem "fluiden Expansionsmedium" kann dabei eine Flüssigkeit oder auch ein Gas verstanden werden, wobei erfindungsgemäß eine Flüssigkeit bevorzugt wird. Vorzugsweise wird diese Flüssigkeit blasenfrei in das mindestens eine längenänderbare Gehäuse eingefüllt, dergestalt, dass das mindestens eine längenänderbare Gehäuse die Flüssigkeit dicht einschließt.
- Wahlweise können dabei eine oder mehrere Flüssigkeiten verwendet werden, als Einzelflüssigkeit oder auch als Flüssigkeitsgemisch. In der Praxis hat sich dabei insbesondere Wasser, Alkohol (insbesondere Ethanol) sowie eine Mischung dieser Flüssigkeiten als besonders geeignet erwiesen. Es lassen sich jedoch auch andere Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsgemische, z. B. Mischungen von polaren und unpolaren Flüssigkeiten, einsetzen. Insbesondere lassen sich durch Einstellungen von Mischungsverhältnissen auch die thermischen Expansionseigenschaften des fluiden Expansionsmediums (insbesondere einer Flüssigkeitsmischung) präzise einstellen. Insgesamt ist es von Vorteil, wenn das mindestens eine fluide Expansionsmedium einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten, insbesondere einen höheren thermischen Volumenausdehnungskoeffizienten aufweist als die übrigen, in dem optischen System verwendeten Werkstoffe, insbesondere als diejenigen Werkstoffe, welche beispielsweise zur Halterung optischer Komponenten und/oder zur Beabstandung optischer Komponenten (zum Beispiel Linsen) zu entsprechenden bildgebenden Systemen (zum Beispiel CCD-Chips) verwendet werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass auch mit kleinvolumigen Kompensationselementen eine Kompensation von thermisch bedingten Längenänderungen von zum Beispiel größeren Objektivfassungen oder ähnlichem der optischen Systeme kompensiert werden kann.
- Weiterhin kann das optische System mindestens ein Temperierelement aufweisen, welches ausgestaltet ist, um mindestens eine Temperatur des mindestens einen fluiden Expansionsmediums einzustellen und/oder mindestens eine Temperatur des mindestens einen fluiden Expansionsmediums zu regeln. Beispielsweise kann das mindestens eine Temperierelement mindestens ein Heizelement (z. B. einen Heizwiderstand) aufweisen, über welches das fluide Expansionsmedium aufgeheizt wird. Die Aufheizung kann beispielsweise geregelt erfolgen, z. B. mittels eines einfachen Temperaturreglers. Neben einem einfachen Heizelement kann auch beispielsweise ein Kühlelement oder ein Heiz-/Kühlelement verwendet werden, beispielsweise ein Peltierelement. So kann die Temperatur des fluiden Expansionsmediums gezielt und weitgehend unabhängig von der Umgebungstemperatur eingestellt werden, um eine temperaturbedingte Dimensionsänderung des optischen Systems zu kompensieren. Auf diese Weise ist eine gezielte aktive Nachfokussierung möglich.
- Insbesondere wird erfindungsgemäß ein optisches System vorgeschlagen, welches mindestens ein Kamerasystem aufweist. Dieses mindestens eine Kamerasystem soll mindestens eine Kamerabasis und mindestens ein an die mindestens eine Kamerabasis angebundenes bildgebendes System mit mindestens einer optischen Achse aufweisen. Insbesondere kann dieses mindestens eine bildgebende System ein Objektiv umfassen. Weiterhin soll das erfindungsgemäße Kamerasystem mindestens einen Bildgebungssensor aufweisen, beispielsweise einen CCD-Chip.
- Dabei kann das mindestens eine Kamerasystem beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass der mindestens eine Bildgebungssensor mit der mindestens einen Kamerabasis über das mindestens eine Kompensationselement verbunden ist. Insbesondere kann das Kompensationselement dabei, wie oben beschrieben, mit zwei planparallelen Flächen ausgestattet sein, welche vorzugsweise senkrecht zu der mindestens einen optischen Achse angeordnet sind. Das mindestens eine längenänderbare Gehäuse des mindestens einen Kompensationselements soll parallel zur optischen Achse längenänderbar sein.
- Somit wird erfindungsgemäß das Kompensationselement genutzt, um den mindestens einen Bildgebungssensor derart zu dem bildgebenden System, insbesondere zu dem Objektiv, zu verschieben, dass die temperaturbedingte Defokussierung durch das mindestens eine Kompensationselement wieder ausgeglichen wird. Alternativ oder zusätzlich kann, ähnlich zur Ausgestaltung in
DE 102 61 973 A1 , auch das bildgebende System mit mindestens einem Kompensationselement verbunden werden, dergestalt, dass das bildgebende System relativ zum Bildgebungssensor verschoben wird, um die temperaturbedingte Defokussierung auszugleichen. - Das erfindungsgemäße optische System in einer der beschriebenen Ausgestaltungen weist gegenüber dem Stand der Technik zahlreiche Vorteile auf. Diese Vorteile sind insbesondere durch die Verwendung des fluiden Expansionsmediums bedingt. Diese Verwendung bietet konstruktiv gut nutzbare Freiheitsgrade, da beispielsweise durch Befüllung mit passenden Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsmischungen eine Abstimmung der Längenausdehnung des Kompensationselements ohne eine konstruktive Änderung des optischen Systems möglich ist. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik beschriebenen Systemen bedeutet somit eine Designänderung, beispielsweise durch Verwendung eines neuen bildgebenden Systems (zum Beispiel eines Objektivs) nicht notwendigerweise eine vollständige konstruktive Umgestaltung des optischen Systems, insbesondere der Kamera, zum Zweck der Temperaturkompensation. Es kann vielmehr erfindungsgemäß einfach das fluide Expansionsmedium gegen ein alternatives, angepasstes fluides Expansionsmedium ausgetauscht werden.
- Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass fluide Expansionsmedien im Gegensatz zu festen Material keine inneren Spannungen aufbauen. Somit kommt es zu keiner unerwünschten ungleichmäßigen Längenausdehnung des Kompensationselements, was bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen beispielsweise zu Verspannungen oder Neigungen (Verkippungen) der optischen Systeme führen kann. Durch konvektive Wärmeleitung stellt sich weiterhin in einem mit einem fluiden Expansionsmedium gefüllten Kompensationselement schneller ein thermisches Gleichgewicht ein als in einem Festkörper. Somit reagiert das erfindungsgemäße optische System schneller auf Temperaturänderungen als entsprechende konventionelle Systeme.
- Zudem ist bei den erfindungsgemäßen Systemen kein Aufbau gefalteter Strahlengänge oder einer gestapelten Temperaturkompensation erforderlich, was – wie oben beschrieben – die aus dem Stand der Technik bekannten Temperaturkompensationssysteme unhandlich und teuer macht. Somit ist das erfindungsgemäße optische System konstruktiv einfach auszugestalten und somit kostengünstig und einfach zu montieren. Es lassen sich jedoch auch optische Systeme herstellen, bei welchen ein erfindungsgemäß vorgeschlagenes Kompensationselement mit einem fluiden Expansionsmedium mit "konventionellen" Kompensationselementen, insbesondere Festkörper-Kompensationselementen, kombiniert wird.
- Zeichnung
- Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
- Die einzige Figur (
1 ) zeigt ein Ausführungsbeispiel eines temperaturkompensierten optischen Systems in Form eines Kamerasystems in einer Prinzipdarstellung. - In der einzigen Figur (
1 ) ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines optischen Systems110 in Form eines Kamerasystems112 schematisch dargestellt. Das Kamerasystem umfasst ein Kameragehäuse114 , wobei alternativ auch ungekapselte Kamerasysteme112 eingesetzt werden können, also Kamerasysteme112 ohne Kameragehäuse114 . - Das Kamerasystem
112 weist ein bildgebendes System116 in Form eines Objektivs auf. Dieses bildgebende System116 ist in1 nur symbolisch dargestellt und umfasst ein Objektivgehäuse118 und ein Linsensystem120 . Von dem Linsensystem120 ist lediglich die letzte, dem Kameragehäuse114 zugewandte Linse dargestellt. Es können jedoch auch komplexere Linsensysteme vorhanden sein sowie andere optische Komponenten, beispielsweise Kombinationen aus Linsen und Filtern. Das Linsensystem120 ist in der Regel fest mit dem Objektivgehäuse118 verbunden. - Weiterhin weist das Kamerasystem
112 eine in dem Kameragehäuse114 aufgenommene Kamerabasis122 auf. Diese Kamerabasis122 kann beispielsweise eine Grundplatte aufweisen, kann Bestandteil des Kameragehäuses114 sein oder kann eine in das Kameragehäuse114 aufgenommene Leiterplatte umfassen. - Auf der Kamerabasis ist ein Bildgebungssensor
124 aufgenommen, welcher mit seiner bildsensitiven Oberfläche126 dem Linsensystem120 zuweist. Der Bildgebungssensor124 ist mit seiner bildsensitiven Oberfläche126 im Wesentlichen senkrecht zu einer optischen Achse128 des bildgebenden Systems116 angeordnet. Dabei sind je nach Anwendung bestimmte Abweichungen von der Senkrechten tolerierbar, beispielsweise Abweichungen von nicht mehr als 3°. - Zwischen dem Bildgebungssensor
124 und der Kamerabasis122 ist ein Kompensationselement130 angeordnet, welches Bildgebungssensor124 und Kamerabasis122 verbindet. Dieses Kompensationselement130 weist ein Gehäuse132 auf. Dieses Gehäuse132 verfügt über eine Seitenwand parallel zur optischen Achse128 in Form eines Wellschlauchs134 . Dieser Wellschlauch134 kann beispielsweise aus Edelstahl, Kupfer oder Messing oder aus anderen geeigneten Feststoffen gefertigt sein. Weiterhin weist das Gehäuse132 zwei planparallele, zur optischen Achse128 senkrecht ausgerichtete Stirnflächen136 ,138 auf. Diese planparallelen Stirnflächen136 ,138 verschließen den Wellschlauch134 an der Unter- beziehungsweise Oberseite hermetisch (also insbesondere flüssigkeits- oder gasdicht), beispielsweise durch ein Verlöten mit dem Wellschlauch134 . - In das Gehäuse
132 ist ein fluides Expansionsmedium140 eingebracht, wobei es sich in diesem Ausführungsbeispiel um eine bezüglich dem Gehäuse132 inerte Flüssigkeit handelt. Neben Reinstoffen bieten sich hier insbesondere Mischungen verschiedener Flüssigkeiten an, beispielsweise eine Ethanol-Wasser-Mischung. - Das bildgebende System
116 bildet einen Gegenstand auf die bildsensitive Oberfläche126 des Bildgebungssensors124 ab. Diese Abbildung ist in1 symbolisch mit der Bezugsziffer142 bezeichnet. Beispielsweise wird die bildsensitive Oberfläche126 gerade so positioniert, dass diese für eine scharfe Abbildung eines Gegenstandes in der Bildebene (Brennebene im Falle eines unendlichen Objektabstandes) des bildgebenden Systems116 liegt. - Infolge von Temperaturunterschieden ist jedoch die Dimensionierung des Kameragehäuses
114 und des bildgebenden Systems116 nicht starr. Vielmehr dehnt sich das Objektivgehäuse118 und das Kameragehäuse114 beispielsweise infolge einer Temperaturerhöhung aus. Auch das Linsensystem120 kann sich in seinen optischen Eigenschaften und/oder in seiner Dimensionierung verändern. Dementsprechend ist der Abstand D zwischen der Kamerabasis122 und dem Linsensystem120 von der Temperatur abhängig. Bei einer temperaturbedingten Ausdehnung verändert sich D. Ohne Temperaturkompensation würde somit bei einer derartigen Temperaturerhöhung die Bildebene des Linsensystems120 somit oberhalb der bildsensitiven Oberfläche126 liegen, was zu einer verminderten Abbildungsqualität (zum Beispiel einer Bildunschärfe) führen würde. - Das Kompensationselement
130 ist jedoch derart aufgebaut, dass sich bei Temperaturänderungen auch das fluide Expansionsmedium140 entsprechend seinem Volumenausdehnungskoeffizienten ausdehnt. Entsprechend wird sich die Länge L des Wellschlauchs134 aufgrund der Flexibilität des Wellschlauchs134 ändern. Bei einer Temperaturerhöhung dehnt sich somit das Kompensationselement130 aus, so dass auch der Abstand zwischen Kamerabasis122 und bildsensitiver Oberfläche126 ansteigt. - Bei einer entsprechenden Auswahl des fluiden Expansionsmediums
140 und einer entsprechenden Dimensionierung des Gehäuses132 kann eine Temperaturkompensation der Vergrößerung des Abstandes D erfolgen, indem der Abstand d entsprechend angepasst wird. Diese Temperaturkompensation ist üblicherweise nicht für alle möglichen Temperaturen vollständig erreicht. Durch eine geeignete Auswahl des fluiden Expansionsmediums140 , beispielsweise durch eine entsprechende Einstellung des Ethanol-Wasser-Mischverhältnisses, kann jedoch die Temperaturkompensation so gestaltet werden, dass für eine bestimmte Temperaturänderung die Defokussierung des optischen Systems gerade wieder ausgeglichen wird. Dies bedeutet, dass sich d um den gleichen Betrag vergrößert (gegenüber einer Referenztemperatur) wie D. Das gesamte optische System110 wird also mindestens bei dieser erhöhten Temperatur und bei der Referenztemperatur (welche beispielsweise die Raumtemperatur sein kann) korrekt fokussiert sein, also bei zwei Temperaturen, so dass das bildgebende System116 einen Gegenstand korrekt auf die bildsensitive Oberfläche126 abbildet.
Claims (10)
- Optisches System (
110 ), insbesondere für den Einsatz im Automobilbereich, gekennzeichnet durch mindestens ein Kompensationselement (130 ) zur Kompensation mindestens einer temperaturbedingten Dimensionsänderung des optischen Systems (110 ), wobei das mindestens eine Kompensationselement (130 ) mindestens ein in mindestens einer Dimension längenänderbares Gehäuse (132 ) sowie mindestens ein in dem mindestens einen Gehäuse (132 ) aufgenommenes fluides Expansionsmedium (140 ) aufweist. - Optisches System (
110 ) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, aufweisend mindestens ein Kamerasystem (112 ), wobei das mindestens eine Kamerasystem (112 ) mindestens eine Kamerabasis (122 ) und mindestens ein an die mindestens eine Kamerabasis (122 ) angebundenes bildgebendes System (116 ) mit mindestens einer optischen Achse (128 ), insbesondere ein Objektiv, sowie mindestens einen Bildgebungssensor (124 ) aufweist. - Optisches System (
110 ) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Bildgebungssensor (124 ) mit der mindestens einen Kamerabasis (122 ) über das mindestens eine Kompensationselement (130 ) verbunden ist, wobei das mindestens eine längenänderbare Gehäuse (132 ) des mindestens einen Kompensationselements (130 ) parallel zur optischen Achse (128 ) längenänderbar ist. - Optisches System (
110 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine längenänderbare Gehäuse (132 ) in einer Dimension flexible und/oder plastische Eigenschaften aufweist. - Optisches System (
110 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gehäuse (132 ) mindestens zwei planparallele Stirnflächen (136 ,138 ) aufweist. - Optisches System (
110 ) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (132 ) in einer Richtung senkrecht zu den planparallelen Stirnflächen (136 ,138 ) längenänderbar ist. - Optisches System (
110 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine längenänderbare Gehäuse (132 ) mindestens einen Wellschlauch (134 ) aufweist. - Optisches System (
110 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine fluide Expansionsmedium (140 ) eine Flüssigkeit aufweist. - Optisches System (
110 ) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsmedium (140 ) mindestens eines der folgenden Fluide aufweist: Wasser; einen Alkohol, insbesondere Ethanol. - Optisches System (
110 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein Temperierelement zur Einstellung und/oder Regelung mindestens einer Temperatur des mindestens einen fluiden Expansionsmediums (140 ).
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005039561A DE102005039561A1 (de) | 2005-08-22 | 2005-08-22 | Temperaturkompensation optischer Systeme |
EP06777906A EP1920283B1 (de) | 2005-08-22 | 2006-07-21 | Temperaturkompensation optischer systeme |
PCT/EP2006/064538 WO2007023052A1 (de) | 2005-08-22 | 2006-07-21 | Temperaturkompensation optischer systeme |
US11/990,874 US20090296240A1 (en) | 2005-08-22 | 2006-07-21 | Temperature compensation of optical systems |
AT06777906T ATE445857T1 (de) | 2005-08-22 | 2006-07-21 | Temperaturkompensation optischer systeme |
DE502006005126T DE502006005126D1 (de) | 2005-08-22 | 2006-07-21 | Temperaturkompensation optischer systeme |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005039561A DE102005039561A1 (de) | 2005-08-22 | 2005-08-22 | Temperaturkompensation optischer Systeme |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005039561A1 true DE102005039561A1 (de) | 2007-03-01 |
Family
ID=36991109
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102005039561A Withdrawn DE102005039561A1 (de) | 2005-08-22 | 2005-08-22 | Temperaturkompensation optischer Systeme |
DE502006005126T Active DE502006005126D1 (de) | 2005-08-22 | 2006-07-21 | Temperaturkompensation optischer systeme |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE502006005126T Active DE502006005126D1 (de) | 2005-08-22 | 2006-07-21 | Temperaturkompensation optischer systeme |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090296240A1 (de) |
EP (1) | EP1920283B1 (de) |
AT (1) | ATE445857T1 (de) |
DE (2) | DE102005039561A1 (de) |
WO (1) | WO2007023052A1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2133722A1 (de) | 2008-06-11 | 2009-12-16 | Hella KG Hueck & Co. | Optisches System mit einer Einrichtung zur Kompensation thermischer Einflüsse |
WO2012052308A1 (de) | 2010-10-22 | 2012-04-26 | Robert Bosch Gmbh | Bestimmung der basisbreite eines stereobild-erfassungssystems |
DE102011018311A1 (de) | 2011-04-20 | 2012-10-25 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Optische Vorrichtung mit Temperaturkompensation |
DE102011110167A1 (de) * | 2011-08-13 | 2013-02-14 | Connaught Electronics Ltd. | Bildaufnahmevorrichtung mit einem Abstandskompensationselement sowie Kamera und Fahrzeug mit einer Bildaufnahmevorrichtung |
DE102013102741A1 (de) * | 2013-03-18 | 2014-09-18 | Leuze Electronic Gmbh & Co. Kg | Optischer Sensor |
CN112099175A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-18 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种光学天线离焦弓形双金属热补偿装置 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8248598B2 (en) | 2007-05-21 | 2012-08-21 | Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg | Method for compensating for temperature related measurement errors in a confocal chromatic measuring distance sensor |
WO2011023214A1 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-03 | Hi-Key Limited | Method for determining the sharpness of a fixed-focus camera, test device for testing the sharpness of a fixed-focus camera, fixed-focus camera as well as method for assembling a fixed-focus camera |
EP2906450B1 (de) * | 2012-10-10 | 2017-12-13 | Huf Hülsbeck & Fürst GmbH & Co. KG | Adgedichtete vorrichtung für eine kamera |
CN105242482A (zh) * | 2015-10-08 | 2016-01-13 | 上海新跃仪表厂 | 焦距自动调节成像系统及其自适应温度对焦器 |
CN106405782A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-02-15 | 福建福光天瞳光学有限公司 | 大靶面高精度光学无热化测温镜头及调节方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3612664A (en) * | 1970-01-14 | 1971-10-12 | Us Navy | Optical path compensating device |
US4919519A (en) * | 1988-09-29 | 1990-04-24 | Diversified Optical Corp. | Fluid thermal compensation system |
JPH0990273A (ja) * | 1995-09-20 | 1997-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レンズフォーカシング装置 |
US5838653A (en) * | 1995-10-04 | 1998-11-17 | Reveo, Inc. | Multiple layer optical recording media and method and system for recording and reproducing information using the same |
JP2005092175A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-04-07 | Olympus Corp | 光学特性可変光学素子 |
GB0416885D0 (en) * | 2004-07-29 | 2004-09-01 | Koninkl Philips Electronics Nv | Liquid-based optical device, method for controlling such a device and electronic device |
JP2007155776A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Fujifilm Corp | レンズ鏡筒 |
TW200730881A (en) * | 2005-12-16 | 2007-08-16 | Koninkl Philips Electronics Nv | Piezoelectric variable focus fluid lens and method of focusing |
-
2005
- 2005-08-22 DE DE102005039561A patent/DE102005039561A1/de not_active Withdrawn
-
2006
- 2006-07-21 WO PCT/EP2006/064538 patent/WO2007023052A1/de active Application Filing
- 2006-07-21 US US11/990,874 patent/US20090296240A1/en not_active Abandoned
- 2006-07-21 AT AT06777906T patent/ATE445857T1/de active
- 2006-07-21 DE DE502006005126T patent/DE502006005126D1/de active Active
- 2006-07-21 EP EP06777906A patent/EP1920283B1/de not_active Not-in-force
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2133722A1 (de) | 2008-06-11 | 2009-12-16 | Hella KG Hueck & Co. | Optisches System mit einer Einrichtung zur Kompensation thermischer Einflüsse |
DE102008027721A1 (de) | 2008-06-11 | 2009-12-17 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Optisches System mit einer Einrichtung zur Kompensation thermischer Einflüsse |
WO2012052308A1 (de) | 2010-10-22 | 2012-04-26 | Robert Bosch Gmbh | Bestimmung der basisbreite eines stereobild-erfassungssystems |
DE102010042821A1 (de) | 2010-10-22 | 2012-04-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Basisbreite eines Stereo-Erfassungssystems |
DE102011018311A1 (de) | 2011-04-20 | 2012-10-25 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Optische Vorrichtung mit Temperaturkompensation |
DE102011018311B4 (de) | 2011-04-20 | 2018-09-13 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Optische Vorrichtung mit Temperaturkompensation, Kraftfahrzeug mit einer derartigen optischen Vorrichtung und Verfahren zur Bildverarbeitung |
DE102011110167A1 (de) * | 2011-08-13 | 2013-02-14 | Connaught Electronics Ltd. | Bildaufnahmevorrichtung mit einem Abstandskompensationselement sowie Kamera und Fahrzeug mit einer Bildaufnahmevorrichtung |
DE102011110167B4 (de) | 2011-08-13 | 2021-11-11 | Connaught Electronics Ltd. | Bildaufnahmevorrichtung mit einem Abstandskompensationselement sowie Kamera und Fahrzeug mit einer Bildaufnahmevorrichtung |
DE102013102741A1 (de) * | 2013-03-18 | 2014-09-18 | Leuze Electronic Gmbh & Co. Kg | Optischer Sensor |
CN112099175A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-12-18 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种光学天线离焦弓形双金属热补偿装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090296240A1 (en) | 2009-12-03 |
EP1920283B1 (de) | 2009-10-14 |
WO2007023052A1 (de) | 2007-03-01 |
DE502006005126D1 (de) | 2009-11-26 |
EP1920283A1 (de) | 2008-05-14 |
ATE445857T1 (de) | 2009-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1920283B1 (de) | Temperaturkompensation optischer systeme | |
DE102009055083B4 (de) | Optischer Schichtstapel und Verfahren zu dessen Herstellung | |
EP2312370B1 (de) | Kameraadapter mit Kamerahalterung und Optikadapter | |
DE102007021981B4 (de) | Optisches Gerät mit Vibrationskompensation | |
DE102016103182B4 (de) | Lichtblattmikroskop und Verfahren zur lichtmikroskopischen Abbildung einer Probe | |
DE60033989T2 (de) | Zoomobjektiv | |
DE102007051291A1 (de) | Adaptierbares optisches System | |
DE102009045970A1 (de) | Wärmebildgerät | |
DE102013006999A1 (de) | Telezentrisches modulares Zoomsystem | |
DE112010001784T5 (de) | Afokale galileische vorsatzoptik mit hoher pupillenvergrösserung | |
CN113534423A (zh) | 变焦镜头 | |
DE19933248A1 (de) | Athermalisiertes Teleskop | |
DE102011054087A1 (de) | Optische Bildversatzvorrichtung, optische Bildstabilisierungsvorrichtung und optisches Beobachtungsgerät | |
DE102010060841B3 (de) | Einrichtung zum Fokussieren eines Mikroskopobjektivs auf eine Probe | |
CN106526818B (zh) | 一种三组联动紧凑型高变倍比红外连续变焦光学系统 | |
DE2900282A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum fokussieren einer objektivlinsenanordnung eines endoskops | |
DE2357547A1 (de) | Anamorphotisches objektiv | |
US4330181A (en) | Compact zoom lens | |
DE102012018441B4 (de) | IR-Zoomobjektiv sowie Wärmebildgerät | |
DE102004001481A1 (de) | Zoom-Fernrohr | |
DE19644071B4 (de) | Weitwinkel-Sucher mit variabler Vergrößerung | |
DE102021102096B4 (de) | Adaptiver Spiegel mit in zwei orthogonalen Achsen unterschiedlichen Krümmungsradien | |
DE102010015506B4 (de) | Katadioptrisches Cassegrain-Objektiv | |
DE60310507T2 (de) | Zoomobjektiv | |
DE19526768A1 (de) | Sucher mit variabler Vergrößerung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110301 |