DE102011054072A1

DE102011054072A1 - Linsenhalterung für Flüssiglinsen sowie Dentalkamera mit einer in einer Linsenhalterung aufgenommenen Flüssiglinse

Info

Publication number: DE102011054072A1
Application number: DE102011054072A
Authority: DE
Inventors: Norbert Eder; Stefan Knoch; Ulrich Partheymüller
Original assignee: Qioptiq Photonics GmbH and Co KG
Current assignee: Qioptiq Photonics GmbH and Co KG
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-04
Anticipated expiration: 2031-10-01
Also published as: DE102011054072B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Linsenhalterung mit einem Linsensitz zu Aufnahme einer Flüssiglinse. Die Flüssiglinse weist zwei in einer Kammer aufbewahrte Flüssigkeiten unterschiedlicher Brechkraft auf, deren Flächenkrümmung über das Anlegen einer Spannung zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Linsenelektrode der Flüssiglinse zum Verändern der Brennweite der Flüssiglinse veränderbar ist. Die Linsenhalterung weist eine erste und eine zweite Kontaktelektrode auf, zum Verbinden der Linsenelektroden mit einem Elektronikelement. Erfindungsgemäß ist der Linsensitz als erste Kontaktelektrode der Linsenhalterung ausgebildet, indem er in dem Kontaktbereich, der dem Aufsitzen der Flüssiglinse dient, zumindest bereichsweise aus einem leitenden Material besteht, das bei eingesetzter Flüssiglinse in direktem Kontakt mit der ersten Linsenelektrode steht und ein elastisches, leitendes Kontaktelement ist als zweite Kontaktelektrode der Linsenhalterung ausgebildet, um die zweite Linsenelektrode der aufgenommen Flüssiglinse zu kontaktieren, wenn die Flüssiglinse in die Linsenhalterung eingesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Linsenhalterung für Flüssiglinsen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Dentalkamera mit einer in einer Linsenhalterung aufgenommenen Flüssiglinse nach dem Oberbegriff von Anspruch 16.
Eine Flüssiglinse ist eine aus verschiedenen Flüssigkeiten unterschiedlicher Brechzahl, üblicherweise einer öligen und einer wässrigen Flüssigkeit, aufgebaute Linse. Die Brennweite der Linse ist durch Änderung der Oberflächenkrümmung der Flüssigkeit durch Anlegen einer Spannung zwischen Elektroden veränderbar. Hierfür sind an der Linse wenigstens zwei Elektroden angebracht, welche über elektrische Leitern kontaktet werden. Durch Veränderung der Brennweite kann so eine Fokussierung realisiert werden. Derartige Linsen, wie sie bspw. in der EP 1 662 276 A1 beschrieben sind, werden z.B. von der Firma VARIOTIC hergestellt und in Kameras von Mobiltelefonen, Endoskopen, Dentalkameras, etc. verwendet.
Zum Justieren, Fixieren und Kontaktieren der Flüssiglinsen mit einer elektrischen Kontaktfläche, wie einer Platine einer Steuerelektronik, in derartigen Kamerasystemen, sind die Linsen in Linsenfassungen integriert. Linsenfassungen bzw. Linsenhalter für Flüssiglinsen sind bspw. in der US 2008/0013187 offenbart. Diese Linsenfassungen weisen Linsensitze auf, auf denen die Flüssiglinsen aufliegen und Führungen für die Leiterbahnen der elektrischen Kontakte, welche die Elektroden zum Anlegen der Spannung mit der Platine verbinden. Die Elektroden weisen hier spezielle geformte, zum Teil federnd ausgebildete, metallene Kontaktelemente auf, welche die Flüssiglinse kontaktieren und darüber hinaus in ihrer Position fixieren. Derartige Linsenfassungen sind aufwändig in der Fertigung der Einzelteile und in der Montage der gesamten Fassung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Linsenhalterung für Flüssiglinsen so auszubilden, dass sie einfach und kostengünstig hergestellt und mit der Flüssiglinse montiert werden kann sowie eine Dentalkamera mit einer Linsenhalterung für Flüssiglinsen zu versehen, die kostengünstig und einfach hergestellt und auch einfach und damit kostengünstig in einer Dentalkamera montiert und verwendet werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung durch eine Linsenhalterung mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie eine Dentalkamera mit einer Linsenhalterung zur Aufnahme von Flüssiglinsen mit den Merkmalen von Anspruch 16.
Erfindungsgemäß weist eine Linsenhalterung, mit einem Linsensitz zur Aufnahme einer Flüssiglinse, die zwei in einer Kammer aufbewahrte Flüssigkeiten unterschiedlicher Brechkraft aufweist, deren Flächenkrümmung über das Anlegen einer Spannung zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Linsenelektrode der Flüssiglinse zum Verändern der Brennweite der Flüssiglinse veränderbar ist, wie sie beispielsweise von der Firma VARIOPTIC vertrieben werden, eine erste und eine zweite Kontaktelektrode auf, welche zum Verbinden der Linsenelektroden mit einem Elektronikelement dienen, wobei die Kontaktelektroden so realisiert sind, dass der Linsensitz als erste Kontaktelektrode der Linsenhalterung ausgebildet ist, indem er in dem Kontaktbereich, der dem Aufsitzen der Flüssiglinse dient, zumindest bereichsweise aus einem leitenden Material besteht, das bei eingesetzter Flüssiglinse in direktem Kontakt mit der ersten Linsenelektrode steht und ein elastisches, leitendes Kontaktelement als zweite Kontaktelektrode der Linsenhalterung ausgebildet ist, um die zweite Linsenelektrode der aufgenommen Flüssiglinse zu kontaktieren, wenn die Flüssiglinse in die Linsenhalterung eingesetzt ist. Die Flüssiglinsen umfassen zumeist zwei Linsenelektroden, die Linsenhalterung eignet sich aber auch für Flüssiglinsen, welche mehr als zwei, z.B. vier Elektroden aufweisen. Die ersten und zweiten Linsenelektroden der Flüssiglinse sich dadurch bestimmt, dass sie mit entgegengesetzten Polen der Spannungsquelle zu verbinden sind. Unter dem Linsensitz ist der Bereich der Linsenhalterung zu verstehen, auf dem die Flüssiglinse aufsitzt. Er besteht erfindungsgemäß zumindest im Kontaktbereich mit der Flüssiglinse aus einem leitenden Material, vorzugsweise Metall. Dieser leitende Kontaktbereich des Linsensitzes erstreckt sich vorzugsweise bis zu dem, zu kontaktierenden Elektronikelement oder bis in die Nähe der zweiten Kontaktelektrode, so dass die beiden Kontaktelektroden von einer Seite der Flüssiglinse aus kontaktiert werden können. Bei diesem kann es sich entweder um den zu kontaktierenden Pol der Spannungsquelle selbst handeln oder um eine elektrische Leitung, welche die Linsenhalterung mit der Spannungsquelle verbindet oder um eine Platine oder Ähnliches. Dadurch, dass der Linsensitz selbst als erste Kontaktelektrode ausgebildet ist, kann eine als separates Formteil herzustellende und zu montierende Kontaktelektrode eingespart werden. Die Flüssiglinse kontaktiert auch elektrisch mit dem Kontaktbereich des Linsensitzes, auf dem sie ohnehin aufgesetzt und justiert wird. Durch die Einsparung eines Formteils verringern sich Herstellungs- und Montagekosten, insbesondere ist aber die Position der Flüssiglinse in der Linsenhalterung genau bestimmt, indem diese direkt, ohne dazwischen abgeordnete Kontaktelektrode auf dem Linsensitz aufsitzt. Die zweite Kontaktelektrode ist als elastisch leitendes Kontaktelement realisiert, so dass sie flexibel ist und die Flüssiglinse federn in der Linsenhalterung fixiert, so dass die justierte Flüssiglinse fest an ihrer Position gehalten ist, dabei aber nicht unter Spannung steht. Die erfindungsgemäße Linsenhalterung kann auch mit Flüssiglinsen verwendet werden, welche mehr als zwei Elektroden aufweisen.
Vorzugsweise ist das elastische, leitende Kontaktelement der Linsenhalterung als, eine Verbindung von leitenden Partikeln und einem Elastomer ausgebildet ist, bzw. als Elastomer, in das leitende Bestandteile eingebracht sind oder auf das leitende Bestandteile aufgebracht sind. Es kann sich um eine Mischung aus leitenden Partikeln und einem Elastomer handeln oder ein Elastomer kann von leitenden Partikeln oder einem aus leitenden Partikeln bestehenden Geflecht oder Netz oder Ähnlichem umgeben sein. Für das Elastomer können verschiedene Materialien zum Einsatz kommen, z. B. Silikon oder EPDM (Ethylen-Propylen-Kautschuk), wesentlich ist, dass es sich um ein elastisches aber formfestes, kostengünstiges Material handelt, das einfach mit leitenden Partikeln versetzt oder mit diesen besetzt werden kann. Elastomer-Formteile mit leitenden Partikeln können günstig, sogar als Massenprodukte, gekauft und so wie sie sind verwendet werden, eine Spezialanfertigung ist nicht notwendig. Dabei erfüllen sie die Anforderungen, die an eine Kontaktelektrode zu stellen sind, sie greifen federnd an der Flüssiglinse an und haltern diese damit elastisch in der Linsenhalterung und sie sind leitend, so dass über sie eine Spannung an die Flüssiglinse angelegt werden kann. Die Wirkung des Elastomers als federndes Halterungselement der Flüssiglinse kann besonders vorteilhaft genutzt werden, indem dass das leitende Partikel enthaltende Elastomer auf der, dem Linsensitz gegenüberliegenden Seite der Flüssiglinse angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ist die Flüssiglinse zwischen starrem Linsensitz und elastischem aber formfesten Elastomer zuverlässig in seiner Position fixiert ohne dabei unter Druck zu stehen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das leitende Partikel enthaltende Elastomer ringförmig ausgebildet. Es kann sich bspw. Um einen einfachen O-Ring handeln. Da auch die Flüssiglinsen zumeist rund sind, liegt ein ringförmig geformtes Elastomer gleichmäßig an einer solchen Flüssiglinse an, der Druck, der über das halternde Elastomer auf die Flüssiglinse ausgeübt wird, verteilt sich gleichmäßig auf die Linsenfläche.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das leitende Partikel enthaltende Elastomer mehrere unabhängige, leitende Partikel enthaltende Elastomerparzellen, deren Anzahl der Anzahl der zu kontaktierenden Linsenkontakte entspricht. Diese Ausführungsform bietet sich dann an, wenn die Flüssiglinse mehr als zwei Linsenkontakte umfasst, so dass mehrere Linsenkontakte über das Elastomer mit demselben Pol einer Spannungsquelle kontaktieren. Bevorzugt sind leitende Elastomerpunkt auf das zu kontaktende Elekronikelement, wie bspw. eine Platine z. B. mittels eines Dosiergeräts aufgesetzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Elastomer mit Metallpartikeln durchsetzt, so dass es leitend ist. So kann auf einfache kostengünstige Weise ein elastisches, leitendes Kontaktelement realisiert werden. Alternativ zu Metallpartikeln können auch Graphitpartikel in das Elastomer gemischt sein. Auch eine Mischung aus Metall- und Graphitpartikeln kann vorteilhaft verwendet werden. Als leitende Materialien kommen bevorzugt Mischungen aus Ag und Al, Ag und Cu oder Ni und Graphit oder auch nur Ni zur Verwendung. Derartige mit Metallund/oder Graphitpartikeln durchsetzte Elastomere werden in vielen Bereichen verwendet und können insbesondere in Form von O-Ringen als Massenprodukt günstig bereitgestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind Metall- und/oder Graphitpartikel auf die Oberfläche das Elastomers aufgedampft. Es konnte gezeigt werden, dass nicht das gesamte Elastomer leitend sein muss, es genügt vielmehr, wenn es leitende Bereiche gibt, die mit den Flüssiglinsenkontakten und den Kontakten des Spannung führenden Elektronikelements in Verbindung stehen. So reicht es insbesondere aus, wenn die Oberfläche des Elastomers leitend ist. Dies kann vorteilhaft dadurch realisiert werden, indem Metallpartikel auf die Oberfläche aufgedampft sind. In einer weiteren Ausführungsform kann dies dadurch erreicht werden, dass das Elastomer durch ein Metallgeflecht ummantelt ist. Durch den Einsatz eines Elastomers ergeben sich vielfältige Realisierungsmöglichkeiten. Dadurch ist es besonders einfach, ein elastisches leitendes Element zu finden, das als Massenprodukt einfach und günstig hergestellt wird und für dieses Spezialgebiet der Halterung von Flüssiglinsen verwendet werden kann, ohne dass eine spezielle Fertigung notwendig ist. Dies führt zu erheblicher Kosteneinsparung der gesamten Linsenhalterung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind flexible Leiterbahnen zum Verbinden der Kontaktelemente der Linsenhalterung mit dem Elektronikelement vorgesehen. Da die Kontakte der Linsenhalterung die Flüssiglinse fixieren und gleichzeitig kontaktieren, können Leiterbahnen verwendet werden, die Kontakte der Linsenhalterung mit der Spannungsquelle oder Platine zu verbinden, um den elektrischen Kontakt mit der Spannungsquelle oder Platine herzustellen. Die Leiterbahnen kontaktieren mit den Kontakten der Linsenhalterung. Leiterbahnen haben den Vorteil, dass sie beliebig geführt werden können und damit an jeden Geräteaufbau angepasst werden können. So kann die Flüssiglinse mit ihrer Linsenhalterung unabhängig vom Gerät, in dem sie Verwendung findet, entwickelt und montiert werden. Vorteilhafterweise sind die Leiterbahnen zumindest bereichsweise flexibel ausgebildet, so dass es besonders einfach ist, sie in ihrer Führung dem Geräteaufbau anzupassen.
Vorzugsweise sind die Leiterbahnen zumindest Bereichsweise ringförmig ausgebildet. Der Leiterbahnenring liegt an dem ringförmigen Kontakt der Linsenhalterung an. Die Größen der Ringe sind zumindest annähernd gleich, so dass die Ringe überlappen. Dies gewährleistet guten Kontakt mit den bevorzugt ringförmig geformten Kontakten der Linsenhalterung. Bevorzugt sind die zwei, jeweils unterschiedliche Pole kontaktierenden, Leiterbahnen als zwei Ringe ausgebildet, wobei ein kleinerer Ring innerhalb eines größeren angeordnet ist. Die Leiterbahnenringe sind bevorzugt mittels eines nicht leitenden Materials miteinander verbunden und somit als ein Teil geformt. In dieser Ausführungsform sind die Kontakte der Linsenhalterung so angeordnet, dass sie als zwei ineinander angeordnete Ringe nebeneinander liegen und so durch einfaches Auflegen von den Leiterbahnenringen kontaktiert werden können. Bevorzugt ist der ringförmige Bereich der Leiterbahnen starr ausgeführt, so dass eine gute Kontaktierung erfolgt, die Weiterleitungen, welche die Leiterbahnenringe mit den weiteren elektronischen Bauteilen verbinden aber flexibel ausgebildet, so dass diese einfach im Gerät zu führen sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das elastische, leitende Kontaktelement auf die Leiterbahnen aufgebracht, bevorzugt auf einen ringförmigen Bereich einer Leiterbahn. Diese Ausführungsform wird bevorzugt dann verwendet, wenn die Flüssiglinse mehrere zu kontaktierende Linsenkontakte aufweist. In diesem Fall werden Bereiche elastisch leitender Kontaktelemente so auf die Leiterbahnen aufgebracht, dass sie gegen gleich zu den zu kontaktenden Flüssiglinsenkontakten angeordnet sind. Zwischen den elastischen, leitenden Kontaktbereichen befindet sich ein Isolator oder ein Luftabstand. Die elastischen leitenden Bereiche werden bevorzugt punktweise aufbracht. Dies kann vorteilhaft mit einem Dosiergerät geschehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Fixierelement, zum Fixieren des elastischen, leitenden Kontaktelements und der Flüssiglinse auf dem Linsensitz auf der, dem Linsensitz gegenüber liegenden Seite der Flüssiglinse angeordnet und mit dem Linsensitz verbindbar. Das Fixierelement ist so angeordnet, dass Flüssiglinse, elastisches, leitendes Kontaktelement und das Elektronikelement oder zumindest eine Verbindung, wie z.B. eine Leiterbahn zum Elektronikelement sich zwischen dem Fixierelement und dem Linsensitz befinden. Das Fixierelement greift in den Linsensitz oder eine Verlängerung des Linsensitzes ein, so dass Linsensitz und Fixierelement fest, vorzugsweise lösbar miteinander verbunden sind und die zwischen ihnen angeordneten Elemente in ihrer Position fixieren. Als Verbindung von Fixierelement und Linsensitz eignet sich eine Schraub- oder auch Steckverbindung.
Bevorzugt ist das Fixierelement als Blende ausgebildet, indem der Innendurchmesser des Fixierelements kleiner ist als der Innendurchmesser der optisch aktiven Fläche der Linse. Indem das Fixierelement die Doppelfunktion, Fixierung und Blendenwirkung, erfüllt, kann ein weiteres Bauteil eingespart werden.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel stellt eine Dentalkamera dar. Diese umfasst ein Gehäuse, ein darin angeordnetes Objektiv, mit Linsen zum Abbilden eines Objektes auf ein Bildaufnahmeelement und ein Elektronikelement zum Anlegen einer Spannung an eine der Linsen, welche als Flüssiglinse ausgebildet ist. Diese ist in einer erfindungsgemäßen Linsenhalterung mit einem Linsensitz aufgenommen. Die Flüssiglinse weist zwei in einer Kammer aufbewahrte Flüssigkeiten unterschiedlicher Brechkraft auf, deren Flächenkrümmung über das Anlegen einer Spannung, zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Linsenelektrode der Flüssiglinse zum Verändern der Brennweite der Flüssiglinse veränderbar ist. Die Linsenhalterung weist eine erste und eine zweite Kontaktelektrode auf, zum Verbinden der Linsenelektroden mit dem Elektronikelement, wobei der Linsensitz als erste Kontaktelektrode der Linsenhalterung ausgebildet ist, indem er in dem Bereich, der dem Aufsitzen der Flüssiglinse dient, aus einem leitenden Material besteht und bei eingesetzter Flüssiglinse in direktem Kontakt mit der ersten Linsenelektrode steht und ein elastisches, leitendes Kontaktelement ist als zweite Kontaktelektrode der Linsenhalterung ausgebildet, um die zweite Linsenelektrode der aufgenommen Flüssiglinse zu kontaktieren, wenn die Flüssiglinse in die Linsenhalterung eingesetzt ist. Dadurch, dass der Linsensitz selbst leitend als Kontaktelektrode ausgebildet ist, kann auf ein Bauteil herkömmlicher Linsenhalterungen für Flüssiglinsen, eine Kontaktelektrode, welche üblicherweise als federndes Stanzbiegeteil ausgebildet ist, verzichtet werden. Indem die Flüssiglinse direkt auf dem Linsensitz der Linsenhalterung oder Fassung aufsitzt, d. h. ohne eine dazwischen eingefügte Kontaktelektrode, ist die genaue Position der Flüssiglinse gegenüber der Linsenhalterung und damit in der Dentalkamera genauer bestimmt. Besonders vorteilhaft kann der leitende Bereich des Linsensitzes sich bis in die Nähe der zweiten Kontaktelektrode erstrecken, so dass die beiden Kontaktelektroden von einer Seite der Flüssiglinse aus kontaktiert werden können.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind Leiterbahnen, bevorzugt zumindest bereichsweise flexible Leiterbahnen, zum Verbinden der Kontaktelektroden mit dem Elektronikelement vorgesehen. In einer Dentalkamera ist das Elektronikboard üblicherweise nicht in der Nähe der Flüssiglinse angeordnet, sondern beim Bildaufnahmeelement. Durch das Verwenden von Leiterbahnen ist es möglich, dasselbe Elektronikelement zur Kontaktierung des Bildaufnahmeelements und der Flüssiglinse zu verwenden. Die Distanz zwischen den Linsenelektroden der Flüssiglinse und dem Elektronikboard lässt sich über Leiterbahnen einfach überwinden. Es wurde erkannt, dass Leiterbahnen dann verwendet werden können, wenn diese die Linsenelektroden nicht direkt kontaktieren müssen, sondern die Kontaktierung über Kontaktelektroden der Linsenhalterung erfolgt. Diese sind erfindungsgemäß besonders vorteilhaft für diese Ausführungsform über den leitenden Linsensitz und einer elastischen, leitenden Kontaktelektrode realisiert. Der Linsensitz gibt ausreichend Stabilität, die elastische Kontaktelektrode ermöglicht es, die Flüssiglinse mit ausreichend Flexibilität und Spielraum, ohne das Ausüben von zu viel Druck auf die Flüssiglinse zu fixieren.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Leiterbahnen zumindest bereichsweise ringförmig ausgebildet sind. Die Linsen in Dentalkameras, auch die Flüssiglinse, sind im Allgemeinen rund. Eine optimale Kontaktierung mit diesen runden Linsen ergibt sich dann, wenn die Kontakte auch rund bzw. kreisförmig ausgebildet sind. Vorteilhafter weise sind alle Kontakte kreisförmig ausgebildet. Der als erste Kontaktelektrode ausgebildete Linsensitz hat bevorzugt die Form eine Kontakthülse und erstreckt sich über ihre kreisförmige Wand als solche von der Linsenelektrode bis zu den Leiterbahnen, die besonders gut kontakten, wenn sie ebenfalls ringförmig ausgebildet sind. Das als zweite Kontaktelektrode ausgebildete elastische, leitende Kontaktelement ist besonders vorteilhaft als mit leitenden Partikeln versetztes oder benetztes Elastomer ausgebildet, bevorzugt als Elastomer-O-Ring. So ist auch hier die Kreisform fortgesetzt. Die Linse wird über ihren gesamten Radius hinweg über das Elastomer mit gleichmäßigem Druck gehaltert und kontaktiert. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn die Leiterbahnen als zwei nebeneinander laufende Ringe, von denen einer größer und einer kleiner im Durchmesser ist, realisiert sind.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, welche anhand der Zeichnungen eingehend erläutert werden.
Es zeigen:
1a eine schematische Schnittdarstellung einer Linsenhalterung mit einer darin eingesetzten Flüssiglinse mit zwei Linsenkontakten,
1b eine entsprechende Explosionsdarstellung einer Linsenhalterung mit Flüssiglinse,
1c eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Flexleitung,
2a eine schematische Schnittdarstellung einer Linsenhalterung mit einer darin eingesetzten Flüssiglinse mit vier Linsenkontakten,
2b eine entsprechende Explosionsdarstellung einer Linsenhalterung mit Flüssiglinse und
3 eine schematische Schnittdarstellung einer Dentalkamera mit einer, in einer Linsenhalterung aufgenommenen Flüssiglinse.
Die 1a zeigt eine erfindungsgemäße Linsenhalterung 1 mit einer aufgenommenen Flüssiglinse 2 in einer Schnittdarstellung. Die 1b zeigt eine entsprechende Linsenhalterung 1 in einer Explosionsdarstellung. Dargestellt ist jeweils eine Flüssiglinse 2 in einer Linsenhalterung 1. Bestandteile der Linsenhalterung 1 sind eine Platinenfassung 3, eine Kontakthülse 4, in deren Innenraum eine Isolierhülse 5 angeordnet ist, ein O-Ring 6, eine Flexleitung 7 und eine Vorschraubblende 8. Die Flüssiglinse 2 ist, wie in diesem Beispiel, üblicherweise rund. Hier handelt es sich um eine Flüssiglinse 2 der Firma VARIOPTIC, welche zwei in einer Kammer aufbewahrte Flüssigkeiten unterschiedlicher Brechkraft aufweist, deren Flächenkrümmung über das Anlegen einer Spannung zwischen einer ersten Linsenelektrode 201 und einer zweiten Linsenelektrode 202 zum Verändern der Brennweite der Flüssiglinse 2 veränderbar ist. Die Linsenelektroden 201, 202 befinden sich jeweils auf der Unter- und der Oberseite der Flüssiglinse 2. Die erste Flüssiglinse 2 sitzt mit der Linsenelektrode 201 auf dem der Kontakthülse 4 auf, welche gleichzeitig als Linsensitz und als Kontaktelektrode der Linsenhalterung 1 dient. Zu diesem Zweck ist die Kontakthülse 4 elektrisch leitend, hier aus Metall geformt. Die Kontakthülse 4 ist ebenso wie die Flüssiglinse 2 rund geformt, ihr Innendurchmesser entspricht in den Bereich, der als Linsensitz dient dem Durchmesser der ersten Linsenelektrode 201. Der Durchmesser des Seitenbereichs der Kontakthülse, welcher sich bei eingesetzter Flüssiglinse 2 seitlich der Flüssiglinse 2 erstreckt und auf der, dem Linsensitz gegenüberliegenden Seite der Flüssiglinse 2 über die Flüssiglinse 2 hinausreicht, ist deutlich größer als der Durchmesser der Flüssiglinse 2. Dadurch ergibt sich zwischen Kontakthülse 4 und der Außenseite der Flüssiglinse 2 ein Hohlraum, in dem eine Isolierhülse 5 angeordnet ist. Diese trennt die leitende Kontakthülse 4 außer im Kontaktbereich der ersten Linsenelektrode 201 elektrisch von der Flüssiglinse 2. Auf der zweiten Linsenelektrode 202 der Flüssiglinse 2 liegt ein leitender, elastischer O-Ring 6 auf, welcher aus einem, mit Partikeln aus Graphit und Nickel durchsetztem Elastomer besteht. Die Isolierhülse 5 reicht erstreckt sich in ihrer Höhe über die Flüssiglinse 2 hinaus, so dass sie auch den O-Ring 6 elektrisch von der Kontakthülse 4 trennt. Kontakthülse 4 und Isolierhülse 5 schließen in ihrer Höhe miteinander ab, der, auf einer eingesetzten Flüssiglinse 2 aufliegende O-Ring 6 reicht ein wenig über die Oberfläche der Hülsen 4, 5 hinaus. Auf der Kontakthülse 4 und dem O-Ring 6 liegt eine Flexleitung 7 auf. Ein Ausschnitt einer Flexleitung 7 ist schematisch in 1c dargestellt. Sie weist zwei gegeneinander isolierte Leitungsringe 701 und 702 auf, welche sich an einer Seite öffnen und in Leitungsbahnen 703 und 704 auslaufen, welche die Leitungsringe 701 und 702 mit nicht dargestellten entgegengesetzten Elektroden einer Spannungsquelle oder Platine verbinden. Die Leitungsringe 701 und 702 der Flexleitung 7 sind starr ausgebildet. Sie liegen auf dem O-Ring 6 und der Kontakthülse 4 auf, wobei der innere, kleinere Leitungsring 701 den O-Ring 6 kontaktiert und der äußere, größere Leitungsring 702 an die Kontakthülse 4. So wird an O-Ring 6 und Kontakthülse 4 und darüber an den Linsenelektroden 201 und 202 eine Spannung angelegt. All diese Bestandteile der Linsenhalterung 1 sind in einer Platinenfassung 3 aufgenommen, welche den Außenbereich der Kontakthülse 4 umschließt und im optisch aktiven Bereich der Flüssiglinse 2 geöffnet ist. Diese Platinenfassung 3 erstreckt sich über die darin aufgenommenen Bestandteile der Linsenhalterung 1, mit der oben aufliegenden Flexleitung 7 hinaus. In den oberhalb der Flexleitung 7 liegenden Bereich der Platinenfassung 3 greift an deren Innenseite eine Vorschraubblende 8 ein. Diese ist z.B. mit einer Schraubverbindung mit der Platinenfassung 3 verbunden. Sie fixiert die Flexleitung 7 und damit auch die, unterhalb dieser liegenden Bestandteile der Linsenhalterung 1.
Die 2a und 2b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Linsenhalterung 11 für eine Flüssiglinse 12, je in einer schematischen Schnitt- und Explosionsdarstellung. Auch diese Linsenhalterung 11 nimmt mit ihren Bestandteilen, Platinenfassung 13, Kontakthülse 14, Isolierhülse 15, Elastomer 16, Flexleitung 17 und Vorschraubblende 18 die Flüssiglinse 12 auf, kontaktiert und fixiert sie. Allerdings unterscheidet sich die Flüssiglinse 12 von der, im ersten Ausführungsbeispiel 1 genannten Flüssiglinse 2 dadurch, dass die Flüssiglinse 12 vier, nicht im Detail dargestellte zweite Linsenelektroden aufweist. Diese vier Linsenelektroden werden von vier Elastomer-Punkten 16 kontaktiert, welche mittels eines Dosiergeräts auf der Flexleitung 17 abgesetzt werden. So können auch Flüssiglinsen 12 mit einer erfindungsgemäßen Linsenhalterung 11 gehaltert und kontaktiert werden, welche mehr als zwei Linsenelektroden aufweisen.
Zusätzlich ist auch der Aufbau der, in der Platinenfassung 13, aufgenommenen Bestandteile der Linsenhalterung 11 verändert. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Flexleitung 17 als erstes in die Platinenfassung 13 eingesetzt, auf ihr sind die Elastomer-Punkte 16 als Kontakte der Linsenhalterung 11 aufgesetzt, welche die zweiten Linsenelektroden direkt kontaktieren und über die Kontakthülse 14 die ersten Linsenelektroden erreichen. Die Vorschraubblende 18 ist wiederum mit der Platinenfassung 13 verschraubt, haltert aber bei diesem Aufbau die Kontakthülse 14 und über diese die Flüssiglinse 12 mit allen übrigen Bestandteilen der Linsenhalterung 11.
Sowohl eine Linsenhalterung 1 mit Flüssiglinse 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, als auch eine Linsenhalterung 11 mit Flüssiglinse 12 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eignet sich besonders gut für den Einsatz in einer Dentalkamera 30. In dem, in der 3 gezeigten Ausführungsbeispiel einer derartigen Dentalkamera 30 ist eine Linsenhalterung 1 mit Flüssiglinse 2, wie sie anhand der 1 beschrieben ist, in eine Linsengruppe 31 integriert. Diese Linsengruppe 31 befindet sich im Zentrum der Dentalkamera 30, im Strahlengang der einfallenden Strahlen hinter einem Objektiv 32 und vor einer Linsengruppe 33. Das Objektiv 32 befindet sich Vorne im Mundstück 34 mit Umlenkprisma 35, zum Umlenken des Lichts, welches von dem aufzunehmenden Objekt, welches mit der LED-Beleuchtung 36 beleuchtet wird, reflektiert wird. Die Linsengruppen 31 und 33 und das Objektiv 32 bilden das Bild des Objektes auf einen Bildaufnehmer 37 ab, welcher in Strahlrichtung hinter der Linsengruppe 33 angeordnet ist. Der Bildaufnehmer 37 kann z. B. als CCD oder CMOS ausgebildet sein. Vor dem Bildaufnehmer 37 befindet sich ein Filter 38, zum Herausfiltern, der zu nutzenden Wellenlänge. Bei dem Bildaufnehmer 39 ist eine Elektronik 39 angeordnet, welche den Bildaufnehmer 37 ansteuert. Diese ist über eine Flexleitung 7 mit der Linsenhalterung 1 und darüber mit der Flüssiglinse 2 verbunden. Dadurch, dass eine Flexleitung 7 verwendet wird, um die Flüssiglinse 2 zu kontaktieren, kann die Elektronik 39 an einem, von der Flüssiglinse 2 entfernten Ort, nahe des Bildaufnehmers 37 angeordnet werden. Die Linsenhalterung 1 mit der Flüssiglinse 2 muss nicht direkt auf der Elektronik 39 aufsitzen. Flüssiglinse 2 und Bildaufnahmer 37 können von einem Ort der Elektronik 39 aus gesteuert werden. Insbesondere können Linsenhalterung 1 mit Flüssiglinse 2 und Elektronik 39 der Dentalkamera 30 unabhängig voneinander produziert werden. Lediglich die Länge der Flexleitung 7 richtet sich an der Anordnung von Linsenhalterung 1 und Elektronik 39 in der Dentalkamera 30. All die Bestandteile der Dentalkamera 30 sind in einem Gehäuse 40 untergebracht.
Bezugszeichenliste

1: Linsenhalterung
2: Flüssiglinse
201: erste Linsenelektrode
202: zweite Linsenelektrode
3: Platinenfassung
4: Kontakthülse
5: Isolierhülse
6: O-Ring
7: Flexleitung
701: Leitungsring
702: Leitungsring
703: Leiterbahn
704: Leiterbahn
8: Vorschraubblende
11: Linsenhalterung
12: Flüssiglinse
13: Platinenfassung
14: Kontakthülse
15: Isolierhülse
16: Elastomer-Punkt
17: Flexleitung
18: Vorschraubblende
30: Dentalkamera
31: Linsengruppe
32: Objektiv
33: Linsengruppe
34: Mundstück
35: Umlenkprisma
36: LED-Beleuchtung
37: Bildaufnehmer
38: Filter
39: Elektronik
40: Gehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1662276 A1 [0002]
US 2008/0013187 [0003]

Claims

Linsenhalterung (1, 11) mit einem Linsensitz (4, 14) zu Aufnahme einer Flüssiglinse (2, 12), wobei die Flüssiglinse (2, 12) zwei in einer Kammer aufbewahrte Flüssigkeiten unterschiedlicher Brechkraft aufweist, deren Flächenkrümmung über das Anlegen einer Spannung zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Linsenelektrode (201, 202) der Flüssiglinse (2, 12) zum Verändern der Brennweite der Flüssiglinse (2, 12) veränderbar ist und wobei die Linsenhalterung (1, 11) eine erste und eine zweite Kontaktelektrode (4, 6, 14, 16) aufweist, zum Verbinden der Linsenelektroden (201, 202) mit einem Elektronikelement, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsensitz (4, 14) als erste Kontaktelektrode (4, 14) der Linsenhalterung (1, 11) ausgebildet ist, indem er in dem Kontaktbereich, der dem Aufsitzen der Flüssiglinse (2, 12) dient, zumindest bereichsweise aus einem leitenden Material besteht, das bei eingesetzter Flüssiglinse (2, 12) in direktem Kontakt mit der ersten Linsenelektrode (201) steht und ein elastisches, leitendes Kontaktelement (6, 16) als zweite Kontaktelektrode (6, 16) der Linsenhalterung (1, 11) ausgebildet ist, um die zweite Linsenelektrode (202) der aufgenommen Flüssiglinse (2, 12) zu kontaktieren, wenn die Flüssiglinse (2, 12) in die Linsenhalterung (1, 11) eingesetzt ist.
Linsenhalterung (1, 11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische, leitende Kontaktelement (6, 16) als, leitende Partikel enthaltendes Elastomer ausgebildet ist.
Linsenhalterung (1, 11) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Partikel enthaltende Elastomer auf der, dem Linsensitz (4, 14) gegenüberliegenden Seite der Flüssiglinse (2, 12) angeordnet ist.
Linsenhalterung (1, 11) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Partikel enthaltende Elastomer ringförmig ausgebildet ist.
Linsenhalterung (1, 11) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Partikel enthaltende Elastomer mehrere unabhängige, leitende Partikel enthaltende Elastomerparzellen umfasst, deren Anzahl der Anzahl der zu kontaktierenden Linsenkontakte (202) entspricht.
Linsenhalterung (1, 11) nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer mit Metallpartikeln durchsetzt ist.
Linsenhalterung (1, 11) nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer mit Grafitpartikeln durchsetzt ist.
Linsenhalterung (1, 11) nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer mit Metall bedampft ist.
Linsenhalterung (1, 11) nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer durch ein Metallgeflecht ummantelt ist.
Linsenhalterung (1, 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Leiterbahnen (7, 17) zum Verbinden der Kontaktelemente (4, 14, 6, 16) der Linsenhalterung (1, 11) mit dem Elektronikelement vorgesehen sind.
Linsenhalterung (1, 11) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (7, 17) zumindest bereichsweise flexibel ausgebildet sind.
Linsenhalterung (1, 11) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (7, 17) zumindest bereichsweise ringförmig ausgebildet sind.
Linsenhalterung (1, 11) nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische, leitende Kontaktelement (16) auf die Leiterbahnen (7) aufgebracht ist.
Linsenhalterung (1, 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fixierelement (8, 18), zum Fixieren des elastischen, leitenden Kontaktelements (6, 16) und der Flüssiglinse (2, 12) auf dem Linsensitz (4, 14) auf der, dem Linsensitz (4, 14) gegenüberliegenden Seite der Flüssiglinse angeordnet und mit dem Linsensitz (4, 14) verbindbar ist.
Linsenhalterung (1, 11) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Fixierelements (8, 18) kleiner ist als der Innendurchmesser der optisch aktiven Fläche der Flüssiglinse (2, 12), so dass das Fixierelement (8, 18) als Blende fungiert.
Dentalkamera (30) mit einem Gehäuse, mit einem darin angeordneten Objektiv, mit Linsen (31, 32, 33) zum Abbilden eines Objektes auf ein Bildaufnahmeelement (37) und mit einem Elektronikelement (39) zum Verändern der Brennweite der Linsen, wobei eine der Linsen als Flüssiglinse (2) ausgebildet ist, welche in einer Linsenhalterung (1) mit einem Linsensitz (4) aufgenommen ist, wobei die Flüssiglinse (2) zwei in einer Kammer aufbewahrte Flüssigkeiten unterschiedlicher Brechkraft aufweist, deren Flächenkrümmung über das Anlegen einer Spannung, zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Linsenelektrode (201, 202) der Flüssiglinse (2) zum Verändern der Brennweite der Flüssiglinse (2) veränderbar ist und wobei die Linsenhalterung(1) eine erste und eine zweite Kontaktelektrode (4, 6) aufweist, zum Verbinden der Linsenelektroden(201, 202) mit dem Elektronikelement (39), dadurch gekennzeichnet, dass der Linsensitz (4) als erste Kontaktelektrode der Linsenhalterung (1) ausgebildet ist, indem er in dem Bereich, der dem Aufsitzen der Flüssiglinse (2) dient, aus einem leitenden Material besteht und bei eingesetzter Flüssiglinse (2) in direktem Kontakt mit der ersten Linsenelektrode (201) steht und ein elastisches, leitendes Kontaktelement (6) als zweite Kontaktelektrode der Linsenhalterung (1) ausgebildet ist, um die zweite Linsenelektrode (202) der aufgenommen Flüssiglinse (2) zu kontaktieren, wenn die Flüssiglinse (2) in die Linsenhalterung (1) eingesetzt ist.
Dentalkamera (30) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass Leiterbahnen (7) zum Verbinden der Kontaktelektroden (4, 6) mit dem Elektronikelement (39) vorgesehen sind.
Dentalkamera (30) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (7) zumindest bereichsweise flexibel ausgebildet sind.
Dentalkamera (30) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (7) zumindest bereichsweise ringförmig ausgebildet sind.
Dentalkamera (30) nach Anspruch 15, 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische, leitende Kontaktelement (6) als Elastomerring ausgebildet ist.