DE102006016376A1 - Linsenverstellvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Linsenverstellvorrichtung mit mindestens einer elastisch verformbaren optischen Linse und mit einer Verformvorrichtung. Dazu verändert die Verformvorrichtung mittels Veränderung einer auf die optische Linse wirkenden Kraft die Gestalt und die optischen Eigenschaften der optischen Linse. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Linsenverstellvorrichtung entwickelt, die die optischen Eigenschaften einer optischen Linse gezielt verändert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Linsenverstellvorrichtung mit mindestens einer elastisch verformbaren optischen Linse und mit einer Verformvorrichtung.
  • Optische Linsen können aus elastisch verformbaren Werkstoffen, z.B. aus silikonartigen Thermoplasten hergestellt werden. Die einzelne optische Linse kann Teil einer Lichtquelle sein, beispielsweise als Lichtverteilkörper einer Leuchtdiode. Die optische Linse kann aber auch einer Lichtquelle optisch nachgeschaltet sein, z.B. beim Einsatz der optischen Linse in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer. Auch ist es denkbar, die elastisch verformbare optische Linse unabhängig von Lichtquellen in einem optischen Instrument, z.B. in einem Fernrohr oder in einem Mikroskop, einzusetzen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, eine Linsenverstellvorrichtung zu entwickeln, die die optischen Eigenschaften einer optischen Linse gezielt verändert.
  • Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu verändert die Verformvorrichtung mittels Veränderung einer auf die optische Linse wirkenden Kraft die Gestalt und die optischen Eigenschaften der optischen Linse.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.
  • 1: Ansicht einer Linsenverstellvorrichtung mit einem Schlauch;
  • 2: Längsschnitt von 1;
  • 3: 1 mit elastisch verformter Linse;
  • 4: Linsenverstellvorrichtung mit Zugband;
  • 5: 4 mit verformter Linse;
  • 6: Optische Linse aus 5 mit Zugband;
  • 7: Linsenverstellvorrichtung mit einer Druckplatte;
  • 8: Linsenverstellvorrichtung mit Druckräumen;
  • 9: Linsenverstellvorrichtung mit Stellring;
  • 10: Längsschnitt von 9;
  • 11: 9 mit verformter Linse;
  • 12: Längsschnitt von 11;
  • 13: Linsenverstellvorrichtung mit variablem Hohlraum;
  • 14: Längsschnitt von 13;
  • 15: Längsschnitt von 13 mit verformter Linse.
  • Die 1 bis 3 zeigen eine Linsenverstellvorrichtung (10) mit einer elastisch verformbaren optischen Linse (20) und mit einer Verformvorrichtung (40). In der 1 ist eine Ansicht und in der 2 ein Längsschnitt der Linsenverstellvorrichtung (10) in einem Ausgangszustand dargestellt. In der 3 ist die Linsenverstellvorrichtung (10) in einem zweiten Be triebszustand dargestellt, in dem die optische Linse (20) verformt ist.
  • Die Linsenverstellvorrichtung (10) ist beispielsweise Teil eines hier nicht weiter dargestellten Scheinwerfers, z.B. eines Kraftfahrzeugscheinwerfers. Der Scheinwerfer umfasst beispielsweise eine Lichtquelle, gegebenenfalls einen Reflektor und eine oder mehrere optische Linsen.
  • Die elastisch verformbare Linse (20) ist in diesem Ausführungsbeispiel aus einem silikonartigen thermoplastischen Werkstoff hergestellt. Sie ist z.B. eine beidseitig konvex gekrümmte Sammellinse mit einem kreisförmigen Querschnitt. Die größte Dicke der in den 1 und 2 dargestellten optischen Linse (20) beträgt beispielsweise die Hälfte ihres Durchmessers. Im Ausgangszustand beträgt die Linsendicke an den Rändern (21) in diesem Ausführungsbeispiel 40% der größten Dicke der optischen Linse (20).
  • Die Umfangsfläche (23) der optischen Linse (20) ist als konkav gewölbte Fläche ausgebildet. Der Radius der Wölbung beträgt hier ein Drittel der größten Dicke der optischen Linse (20) im Ausgangszustand. Die Radiusmittelpunkte liegen auf einer mit der Mittelquerfläche der Linse (20) konzentrischen kreisförmigen Linie in der gedachten Mittelquerebene der optischen Linse (20).
  • Die Verformvorrichtung (40) umfasst einen Schlauch (41) und eine pneumatische Ansteuerungsvorrichtung (4851) des Schlauches (41). Der Schlauch (41) ist in einer Felge (42) geführt und liegt an der Umfangsfläche (23) der optischen Linse (20) an.
  • Die Felge (42) ist beispielsweise ein Stahlring mit einer rückwärtigen (44) und zwei seitlichen Flanken (43, 45), die den Schlauch (41) umgreifen. Der Felgengrund (46) ist rinnenförmig ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel liegen im Ausgangszustand 50% der Umfangsfläche (47) des Schlauchs (41) an der Felge (42) an.
  • Der Schlauch (41) ist beispielsweise mit einem Gas befüllt. Dieses Gas kann z.B. Luft, Stickstoff, etc. sein. Im Ausgangszustand ist der Innendruck des Schlauches (41) beispielsweise so gewählt, dass die Linse (20) und die Felge (42) koaxial zueinander sind. Die Koaxialitätstoleranz der optischen Achse (22) und der Mittelachse der Felge (42) beträgt beispielsweise ein Mikrometer. Im Ausgangszustand ist daher der Gasdruck im Schlauch (41) so gewählt, dass der Quotient aus der Gewichtskraft der optischen Linse (20) und der Federsteifigkeit der Gasfüllung kleiner ist als die Koaxialitätstoleranz. Die Dimension der Federsteifigkeit ist hier Newton pro Meter, die Dimension der Gewichtskraft ist Newton.
  • Der Schlauch (41) ist z.B. mittels einer Pneumatikleitung (48) z.B. mit einer hier nicht dargestellten Verdichtungseinheit, einem Druckspeicher oder einer Kolbeneinheit verbunden. In der Pneumatikleitung (48) ist z.B. ein Absperrventil (49) angeordnet. Der Gasdruck im Schlauch (41) wird beispielsweise mittels eines Manometers (51) überwacht. Das Absperrventil (49), das Manometer (51) und die Verdichtungseinheit können in einen Steuer- oder in einen Regelkreis eingebunden sein. Mittels dieses Steuer- oder Regelkreises wird der Gasdruck im Schlauch (41) eingestellt und verändert. Statt eines Manometers (51) kann beispielsweise ein Druckschalter eingesetzt sein, der beim Erreichen eines voreingestellten Solldrucks das Öffnen oder das Schließen des Absperrventils (49) bewirkt.
  • Im Ausgangszustand wirkt die Verformvorrichtung (40) mit einer entlang des Umfangs konstanten radialen Streckenlast auf die Umfangsfläche (23) der optischen Linse (20).
  • Um die optische Linse (20) zu verformen, wird der Gasdruck im Schlauch (41) erhöht. Hierzu wird beispielsweise die Verdichtungseinheit eingeschaltet und das Absperrventil (49) geöffnet. Das Luftvolumen im Schlauch (41) wird erhöht. Gleichzeitig expandiert der Schlauch (41). Die Felge (42) verhindert eine radial nach außen gerichtete und eine axiale Verformung des Schlauches (41). Dadurch wird die Kraft auf die Umfangsfläche (23) der optischen Linse (20) erhöht. Die Umfangsfläche (23) wird radial in Richtung der optischen Achse (22) belastet. Hierbei wird die optische Linse (20) verformt und ihre Gestalt geändert, vgl. 3. Die Krümmung der Refraktionsflächen (24, 25) wird erhöht. Hierdurch wird die Brennweite der optischen Linse (20) verringert. Die optischen Eigenschaften der Linse (20) werden verändert.
  • Sobald der mittels des Manometers (51) überwachte Gasdruck einen z.B. voreingestellten Sollwert erreicht hat, wird das Absperrventil (49) geschlossen und die Verdichtungseinheit abgeschaltet. Die optische Linse (20) hat jetzt beispielsweise die in der 3 dargestellte Gestalt.
  • Um die ursprüngliche Brennweite der optischen Linse (20) wiederherzustellen, wird das Absperrventil (49) geöffnet und der Innendruck des Schlauches (41) reduziert. Hierbei wird die radial auf die optische Linse (20) wirkende Druckkraft verringert. Die elastisch verformte optische Linse (20) verformt sich zurück. Die Umfangs- (23) und die Refraktionsflächen (24, 25) nehmen beispielsweise wieder die Gestalt des Ausgangszustandes an.
  • Sobald der Gasdruck im Schlauch (41) z.B. einen unteren Schwellenwert erreicht hat, wird das Absperrventil (49) geschlossen.
  • Die Gestalt der optische Linse (20) kann mittels der Verformvorrichtung (40) zwischen zwei Endlagen verstellt werden. Es ist aber auch denkbar, durch eine entsprechende Wahl des Gasdrucks eine beliebige Gestalt der optischen Linse (20) zwischen diesen beiden Endlagen einzustellen.
  • Zur Montage der Linsenverstellvorrichtung (10) wird beispielsweise zunächst der Schlauch (41) in die Felge (42) eingesetzt. Hiernach wird die optische Linse (20) z.B. verformt in die Felge (42) eingesetzt. Nach dem Öffnen des Absperrventils (49) fördert die Verdichtungseinheit Gas in den Schlauch (41) und zentriert die optische Linse (20) in der Felge (42).
  • In den 46 ist eine Linsenverstellvorrichtung (10) dargestellt, deren Verformvorrichtung (40) ein Zugband (54) umfasst. Die optischen Linse (20) ist beispielsweise ähnlich aufgebaut wie die in den 1 bis 3 dargestellte optische Linse (20). Aus der Umfangsfläche (23) ragen hier vier Führungszapfen (26) radial heraus, vgl. die in den 4 und 5 dargestellten Querschnitte der Linsenverstellvorrichtung (10). Diese Führungszapfen (26) sitzen in Ausnehmungen (53) eines Ringes (52), der koaxial zur optischen Linse (20) angeordnet ist und diese umgibt. Die Umfangsfläche (23) ist in einem Segment von beispielsweise mehr als 360 Grad umschlungen von einem Zugband (54). Das Zugband ist an der Umfangsfläche (23) befestigt und weist z.B. im Bereich der Führungszapfen (26) Aussparungen (55) auf. Das freie Ende des Zugbandes (54) ist hier durch einen Spalt (56) des Rings (52) hindurch in die Umgebung (1) geführt.
  • Der Ring (52) ist beispielsweise zweiteilig und hat eine in Umfangsrichtung verlaufenden, hier nicht dargestellte Trennfuge. Er ist z.B. fest im Scheinwerfer eingebaut.
  • In der 4 ist die optische Linse (20) im Ausgangszustand dargestellt. Das Zugband (54) ist leicht gespannt und übt eine geringe radiale Druckkraft auf die Umfangsfläche (23) der optischen Linse (20) aus.
  • Um die optischen Eigenschaften der Linse (20) zu verstellen, wird die Verformvorrichtung (40) betätigt. Hierzu wird das Zugband (54) angezogen. Die radial auf die optische Linse (20) wirkende Kraft nimmt zu und bewirkt eine elastische Verformung der optischen Linse (20). Beispielsweise wird die Gestalt der optischen Linse (20) vom Ausgangszustand in den in den 5 und 6 dargestellten verformten Zustand verändert. Die Führungszapfen (26) wandern in den Ausnehmungen (53) radial nach innen. Die Refraktionsflächen (24, 25) wölben sich nach außen. Hiermit werden die optische Eigenschaften der Linse (20) verändert, beispielsweise wird bei einer Vergrößerung der Wölbung einer Refraktionsfläche (24; 25) die Brennweite der Linse (20) verkleinert.
  • Soll die ursprüngliche Gestalt der optischen Linse (20) wiederhergestellt werden, wird beispielsweise die Zugvorrichtung gelöst. Die radial auf die optische Linse (20) wirkende Kraft wird verringert. Die optische Linse (20) verformt sich elastisch zurück und erhält wieder die ursprünglichen optischen Eigenschaften.
  • Selbstverständlich kann mittels der Verformvorrichtung (40) auch jede andere Gestalt der optischen Linse (20) zwischen den beiden hier beschriebenen Endstellungen eingestellt werden.
  • Die 7 zeigt eine Linsenverstellvorrichtung (10) mit einer Gruppe elastisch verformbarer Linsen (20) und mit einer Verformvorrichtung (40), die eine transparente Druckplatte (61) umfasst. Die Schnittebene der Darstellung der 7 verläuft durch eine Reihe optischer Linsen (20) und durch die Verformvorrichtung (40).
  • Die hier dargestellten optischen Linsen (20) sind beispielsweise Teile von Leuchtdioden (31). Die Leuchtdioden (31) umfassen jeweils z.B. einen lichtemittierenden Chip (32), wobei die lichtemittierenden Chips (32) beispielsweise auf einer gemeinsamen Platine (33) angeordnet sind. Jeder Chip (32) ist hier von einem Lichtverteilkörper (34) umgeben. Diese Lichtverteilkörper (34) sind die optische Linsen (20). Die optischen Linsen (20) dieses Ausführungsbeispiels bestehen aus dem gleichen Werkstoff wie die optischen Linsen (20), die im Zusammenhang mit den 16 beschrieben sind.
  • Die optischen Linsen (20) ragen z.B. in konkave Ausnehmungen (62) einer Druckplatte (61). Die Druckplatte (61) liegt auf den optischen Linsen (20) auf und übt auf diese beispielsweise eine Druckkraft aus.
  • An der Platine (33) ist eine Hub- (63) und eine Führungsvorrichtung (64) angeordnet. Die Hubvorrichtung (63) umfasst beispielsweise ein Piezoelement (65), das zwischen der Platine (33) und der Druckplatte (61) angeordnet ist. Die Führungsvorrichtung (64) umfasst z.B. eine in der Platine (33) befestigte Führungshülse (66), in der eine an der Druckplatte (61) befestigte Führungsstange (67) verdrehsicher geführt ist. Die Führungslänge ist beispielsweise größer als das Zehnfache der größten Querschnittslänge der Führungsvorrichtung (64).
  • Um die optischen Eigenschaften der optischen Linse (20) zu verändern, wird beispielsweise das Piezoelement (65) mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt. Das Piezoelement (65) wird zusammengezogen und senkt die Druckplatte (61) ab. Hierbei verhindert die Führungsvorrichtung (64) ein Verkippen oder ein Verdrehen der Druckplatte (61). Beim Absenken der Druckplatte (61) steigt die Druckkraft auf die optische Linse (20). Die optische Linse (20) wird verformt. Hierbei wird beispielsweise die Wölbung der Refraktionsflächen (24, 25) verringert. Die Brennweiten der optischen Linsen (20) wird erhöht.
  • Soll die Brennweite der optischen Linsen (20) verringert werden, wird beispielsweise die am Piezoelement (65) anliegende elektrische Spannung reduziert. Die Druckplatte (61) wird angehoben, wobei diese mittels der Führungsvorrichtung (64) geführt wird. Die Druckkraft auf die optische Linse (20) wird verringert. Die optische Linse (20) verformt sich elastisch beispielsweise zurück in die Ausgangsgestalt.
  • Auf der Platine (33) kann auch eine einzelne Leuchtdiode (31) angeordnet sein. Die Hubvorrichtung (63) kann auch mehrere Piezoelemente (65) umfassen, die dann beispielsweise synchron angesteuert werden. Auch andere Hub- und/oder Führungsvorrichtungen sind denkbar.
  • Bei einer Gruppe von optischen Linsen (20) können diese im Ausgangszustand die gleiche oder eine unterschiedliche Gestalt aufweisen.
  • Die 8 zeigt eine weitere Linsenverstellvorrichtung (10) mit einer elastisch verformbaren Linse (20). Die Verformvorrichtung (40) umfasst beispielsweise zwei in einem Gehäuse (71) aneinander angrenzende Druckräume (72, 73), die mittels einer ringförmigen Scheibe (74) voneinander getrennt sind. Das Gehäuse (71) hat z.B. einen zylindrischen Querschnitt. Es umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Mantel (76), die ringförmige Scheibe (74), eine Bodenscheibe (77) und eine z.B. starre Ausgleichlinse (78). Der Mantel (76) und die ringförmige Scheibe (74) sind beispielsweise ein gemeinsames Bauteil, in das die anderen Teile z.B. eingeklebt sind.
  • Auf der Bodenscheibe (77), die hier transparent oder nicht-transparent ausgeführt sein kann, ist beispielsweise eine Platine (33) mit einem lichtemittierenden Chip (32) angeordnet. Die Bodenscheibe (77) kann auch die Platine (33) sein. Der lichtemittierende Chip (32) ist in diesem Ausführungsbeispiel umgeben von der verformbaren optischen Linse (20). Bei einer transparenten Bodenscheibe (77) kann der lichtemittierende Chip (32), beispielsweise geschützt durch einen Elektronikschutzkörper, außerhalb des Gehäuses (71) angeordnet sein.
  • Die optische Linse (20) liegt am gesamten Umfang des Durchbruchs (75) der ringförmigen Scheibe (74) an und ragt durch den Durchbruch (75) hindurch in den oberen Druckraum (72). Hierbei schnürt die ringförmige Scheibe (74) die optische Linse (20) ein, so dass die beiden Druckräume (72, 73) miteinander keine pneumatische Verbindung haben. Auch gegenüber der Umgebung (1) sind die beiden Druckräume pneumatisch isoliert.
  • Beide Druckräume (72, 73) sind beispielsweise über Leitungen (48) und Ventile (49) an einem oder an mehreren hier nicht dargestellten Druckspeichern angeschlossen. Die Verformvorrichtung (40) kann auch so ausgeführt sein, dass nur der obere (72) oder nur der untere Druckraum (73) mit einem Druckspeicher verbunden ist. Der jeweils andere Druckraum (73; 72) ist dann z.B. mit der Umgebung (1) verbunden.
  • Im Ausgangszustand sind beispielsweise beide Druckräume (72, 73) mit Luft oder einem anderen Gas mit Umgebungsdruck beaufschlagt. Der Gasdruck kann niedriger oder höher als der Umgebungsdruck sein. Auch kann der Druck in den Druckräumen (72, 73) unterschiedlich sein.
  • Um die Brennweite der optischen Linse (20) zu vergrößern, wird beispielsweise der Luftdruck im oberen Druckraum (72) erhöht. Der Druck im unteren Druckraum (73) bleibt unverändert oder wird beispielsweise vermindert. Mit der Erhöhung des Gasdrucks im oberen Druckraum (72) nimmt die Druckkraft auf die optische Linse (20) zu. Die optische Linse (20) wird, ausgehend vom oberen Druckraum (72), im oberen (72) und im unteren Druckraum (73) verformt. Hierbei wird die optische Linse (20) im oberen Druckraum (72) beispielsweise komprimiert, so dass die Wölbung der optischen Linse (20) verringert wird. Im unteren Druckraum (73) wird die optische Linse (20) z.B. aufgeweitet. Wird der Gasdruck im unteren Druckraum (73) vermindert, wird die optische Linse zusätzlich verformt und damit die Brennweite der optischen Linse (20) z.B. weiter erhöht. Um die optische Linse (20) mit dieser Brennweite über eine längere Zeitdauer zu betreiben, werden beispielsweise die Ventile (49) geschlossen.
  • Soll die Brennweite der optischen Linse (20) wieder verringert werden, wird z.B. der Gasdruck im oberen Druckraum (72) vermindert.
  • In den 912 ist eine Linsenverstellvorrichtung (10) mit einer Verformvorrichtung (40) dargestellt, die mittels eines Stellrings (81) einstellbar ist. Die 9 und 11 zeigen Querschnitte, die 10 und 11 Längsschnitte der Linsenverstellvorrichtung (10). Die Verformvorrichtung (40) umfasst zwei zumindest annähernd koaxial zueinander angeordnete Ringe (81, 82). Der innere Ring (82) ist beispielsweise fest in einem hier nicht dargestellten Scheinwerfergehäuse angeordnet. Der äußere Ring (81) ist der Stellring (81). Er ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels Gleitelementen (83) auf dem inneren Ring (82) geführt. Statt der Gleitelemente (83) können beispielsweise am Stellring (81) Wälzlagerkäfige mit Wälzelementen befestigt sein, wobei die Wälzelemente auf dem inneren Ring (82) abwälzen. An seiner Außenfläche trägt der Stellring (81) z.B. ein Zahnsegment (85). Mit diesem Zahnsegment (85) kämmt ein Ritzel (86), das hier mittels eines Elektromotors (87) angetrieben ist. Der Elektromotor (87) ist in diesem Ausführungsbeispiel auf dem inneren Ring (82) befestigt.
  • Die beispielsweise runde verformbare optische Linse (20) ist koaxial mit den beiden Ringen (81, 82) angeordnet. Sie ist in diesem Ausführungsbeispiel von drei um z.B. 120 Grad versetzt zueinander angeordneten Bändern (88) umschlungen. Diese Bänder (88) liegen in Nuten (27) am Umfang der optischen Linse (20) und umschlingen die optische Linse (20) in diesem Ausführungsbeispiel jeweils um 180 Grad. Die Bänder (88) sind durch Durchbrüche (84) des inneren Rings (82) hindurchgeführt und am Stellring (81) befestigt. Alle Enden (89) der Bänder (88) sind hier im Uhrzeigersinn ausgerichtet.
  • In den 9 und 10 sind die optische Linse (20) und die Verformvorrichtung (40) im z.B. unverformten Ausgangszustand dargestellt. Die optische Linse (20) wird mittels der Bän der (88) in ihrer Position gehalten. Um die Brennweite der optischen Linse (20) zu verkürzen, wird beispielsweise der Elektromotor (87) eingeschaltet. Das Ritzel (86) treibt das Zahnsegment (85) z.B. bis zu einem Anschlag. Hierbei wird der Stellring (81) beispielsweise im Uhrzeigersinn in die in der 11 dargestellte Position gedreht. Die Bänder (88) werden vom Stellring (81) mitgezogen. Die von den Bändern (88) auf die Umfangsfläche (23) der optischen Linse (20) ausgeübte Druckkraft nimmt zu. Die optische Linse (20) wird elastisch verformt. Der Durchmesser der optischen Linse (20) wird verkleinert und die Wölbung der Refraktionsflächen (24, 25) nimmt zu. Damit wird die Brennweite der optischen Linse (20) verkürzt, vgl. 12.
  • Um mittels der Verformvorrichtung (40) die Brennweite der optischen Linse (20) zu vergrößern, wird der Elektromotor (87) in der Gegenrichtung angetrieben. Der Stellring (81) dreht gegen den Uhrzeigersinn von der in der 11 dargestellten Position in die in der 9 gezeigte Position. Die von den Bändern (88) auf die optische Linse (20) ausgeübte Druckkraft wird verringert. Die elastisch verformte optische Linse (20) verformt sich z.B. in den Ausgangszustand zurück. Die Bänder (88) bleiben hierbei gespannt. Im Ausgangszustand und im Zustand mit einer verformten optischen Linse (20) kann die Verformvorrichtung (40) verriegelbar sein. Hierdurch wird beispielsweise der Antrieb (87) entlastet. Auch mit dieser Linsenverstellvorrichtung (10) kann die Gestalt der optischen Linse (20) auch so eingestellt werden, dass die Brennweite der optischen Linse (20) einen Wert zwischen zwei z.B. durch Anschläge der Verformvorrichtung (40) begrenzte Endwerte einnimmt.
  • In den 1315 ist eine Linsenverstellvorrichtung (10) dargestellt, deren optische Linse (20) mittels der Veränderung einer von der Verformvorrichtung (40) ausgeübten Zugkraft verformt wird. Die 13 und 14 zeigen die Linsenverstellvorrichtung (10) im Ausgangszustand in einem Quer- und in einem Längsschnitt, in der 15 ist die Linsenverstellvorrichtung (10) mit einer optischen Linse (20) im verformten Zustand dargestellt.
  • Die optische Linse (20) trägt umfangsseitig zwei Flankenringe (91, 92), die in diesem Ausführungsbeispiel in die Refraktionsflächen (24, 25) übergehen. Der Außendurchmesser der Flankenringe (91, 92) ist hier beispielsweise doppelt so groß wie der Außendurchmesser der optischen Linse (20). Die Flankenringe (91, 92) sind aus einem elastisch verformbaren Werkstoff hergestellt, beispielsweise aus dem gleichen Werkstoff wie die elastisch verformbare optische Linse (20). Der Werkstoff der Flankenringe (91, 92) kann aber auch einen anderen Elastizitätsmodul aufweisen als der Werkstoff der optischen Linse (20).
  • Die Flankenringe (91, 92) sind in einem Flanschring (93) eingespannt, der beispielsweise fest im Scheinwerfergehäuse angeordnet ist. Die optische Linse (20) liegt koaxial zum Flanschring (93). Die beiden Flankenringe (91, 92) und der Flanschring (93) begrenzen einen Hohlraum (94), der beispielsweise mittels einer Pneumatikleitung (48) mit einem hier nicht dargestellten Kompressor verbunden ist. Die pneumatische Ansteuerung kann die Komponenten aufweisen, die im Zusammenhang mit dem in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
  • Im Ausgangszustand ist die elastisch verformbare optische Linse (20) z.B. kontrahiert, vgl. 14. Sie hat aufgrund der großen Wölbung der Refraktionsflächen (24, 25) eine kurze Brennweite. Die Flankenringe (91, 92) sind gestreckt und üben am gesamten Umfang der optischen Linse (20) eine Zugkraft aus. Der Gasdruck im Hohlraum (94) entspricht beispielsweise dem Umgebungsdruck.
  • Soll die Brennweite der optischen Linse (20) vergrößert werden, wird der Gasdruck im Hohlraum (94) erhöht. Die Flankenringe (91, 92) werden ausgebeult und ziehen die elastisch verformbare optische Linse (20) radial nach außen. Die Wölbung der Refraktionsflächen (24, 25) wird verringert. Die Brennweite der optischen Linse (20) wird vergrößert, vgl. 15.
  • Um die optische Linse (20) wieder in den Ausgangszustand zurückzuverformen, wird der Hohlraum (94) entlastet. Die Zugkraft auf die optische Linse (20) wird verringert. Mit abnehmender Zugkraft verformt sich die optische Linse (20) elastisch zurück. Die Flankenringe (91, 92) werden radial in Richtung der optischen Achse (22) gezogen. Die Wölbung der Refraktionsflächen (24, 25) vergrößert sich und die Brennweite der optischen Linse (20) nimmt ab.
  • In den beschriebenen Ausführungsbeispielen hat die optische Linse einen kreisförmigen Querschnitt. Gegebenenfalls kann der Querschnitt auch oval, eckig, etc. sein. Die Linse (20) kann bikonvex, plankonvex, plankonkav, bikonkav, etc. ausgeführt sein. Beispielsweise bei einer dicken Linse kann die Linsenverstellvorrichtung (10) auch so ausgeführt sein, dass nur eine der Refraktionsflächen (24; 25) verformt wird.
  • 1
    Umgebung
    10
    Linsenverstellvorrichtung
    20
    optische Linse
    21
    Ränder von (20)
    22
    optische Achse von (20)
    23
    Umfangsfläche von (20)
    24
    Refraktionsfläche
    25
    Refraktionsfläche
    26
    Führungszapfen
    27
    Nuten
    31
    Leuchtdioden, Lichtquellen
    32
    lichtemittierender Chip
    33
    Platine
    34
    Lichtverteilkörper
    40
    Verformvorrichtung
    41
    Schlauch
    42
    Felge
    43–45
    Flanken von (42)
    46
    Felgengrund
    47
    Umfangsfläche von (41)
    48
    Pneumatikleitung, Teil der Ansteuervorrichtung
    49
    Absperrventil, Teil der Ansteuervorrichtung
    51
    Manometer, Teil der Ansteuervorrichtung
    52
    Ring
    53
    Ausnehmungen
    54
    Zugband
    55
    Aussparungen
    56
    Spalt
    61
    Druckplatte
    62
    Ausnehmungen
    63
    Hubvorrichtung
    64
    Führungsvorrichtung
    65
    Piezoelement
    66
    Führungshülse
    67
    Führungsstange
    71
    Gehäuse
    72
    Druckraum, oben
    73
    Druckraum, unten
    74
    ringförmige Scheibe
    75
    Durchbruch von (74)
    76
    Mantel
    77
    Bodenscheibe
    78
    Ausgleichlinse
    81
    äußerer Ring, Stellring
    82
    innerer Ring
    83
    Gleitelemente
    84
    Durchbrüche in (82)
    85
    Zahnsegment
    86
    Ritzel
    87
    Elektromotor
    88
    Bänder
    89
    Enden von (88)
    91, 92
    Flankenringe
    93
    Flanschring
    94
    Hohlraum

Claims (8)

  1. Linsenverstellvorrichtung mit mindestens einer elastisch verformbaren optischen Linse und mit einer Verformvorrichtung, wobei die Verformvorrichtung (40) mittels Veränderung einer auf die optische Linse (20) wirkenden Kraft die Gestalt und die optischen Eigenschaften der optischen Linse (20) verändert.
  2. Linsenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformvorrichtung (40) direkt oder indirekt die Gestalt mindestens einer Refraktionsfläche (24; 25) der optischen Linse (20) verändert.
  3. Linsenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformvorrichtung (40) eine auf die optische Linse (20) wirkende Druckkraft verändert.
  4. Linsenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformvorrichtung (40) eine auf die optische Linse (20) wirkende Zugkraft verändert.
  5. Linsenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Linse (20) eine runde Linse ist.
  6. Linsenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformvorrichtung (40) auf die Umfangsfläche (23) der optischen Linse (20) wirkt.
  7. Linsenverstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Linse (20) Teil einer Lichtquelle (31) ist.
  8. Verfahren zur Veränderung der optischen Eigenschaften einer optischen Linse, wobei eine Verformvorrichtung (40) mittels Veränderung einer auf die optische Linse (20) wirkenden Kraft die Gestalt zumindest einer Refraktionsfläche (24; 25) der optischen Linse (20) verändert.
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