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DE10349467A1 - An optical element for variably adjusting the focal length in an optical device and optical device - Google Patents

An optical element for variably adjusting the focal length in an optical device and optical device

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DE10349467A1
DE10349467A1 DE2003149467 DE10349467A DE10349467A1 DE 10349467 A1 DE10349467 A1 DE 10349467A1 DE 2003149467 DE2003149467 DE 2003149467 DE 10349467 A DE10349467 A DE 10349467A DE 10349467 A1 DE10349467 A1 DE 10349467A1
Authority
DE
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Application
Patent type
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Withdrawn
Application number
DE2003149467
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German (de)
Inventor
Andreas Dr. Obrebski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CARL ZEISS SURGICAL GMBH, 73447 OBERKOCHEN, DE
Original Assignee
Carl Zeiss AG
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Filing date
Publication date

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating
    • G02B26/004Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/12Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length

Abstract

Es wird ein optisches Element (60) zum veränderbaren Einstellen der Fokallänge in einem optischen Gerät beschrieben, mit einem Aufnahmebehälter (62), der ein erstes formflexibles Medium (66) sowie ein zweites formflexibles Medium (67) beinhaltet, wobei die Medien nicht mischbar sind, wobei die Medien in dem Aufnahmebehälter (62) räumlich fixiert sind, wobei das zweite Medium (67) zumindest bereichsweise an wenigstens einer Anlagefläche (68) innerhalb des Aufnahmebehälters (62) anliegt und wobei sich die beiden Medien an wenigstens einer Grenzfläche (69) berühren. There will be described an optical element (60) for variably adjusting the focal length in an optical device, having a receiving container (62) having a first form flexible medium (66) and a second form flexible medium (67), wherein the media are not miscible wherein the media are spatially fixed in the receiving container (62), wherein the second medium (67) at least partially on at least one abutment surface (68) within the receptacle (62) rests and wherein the two media on at least one boundary surface (69) touch. Weiterhin sind Mittel (70) zum Ändern der Größe und/oder Form der Grenzfläche (69) zwischen den beiden Medien vorgesehen. Furthermore, means are provided (70) for changing the size and / or shape of the interface (69) between the two media. Um dies in einer konstruktiv einfachen und energiesparenden Weise zu realisieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Mittel (70) zum Ändern der Grenzfläche(n) (69) zur Einwirkung auf das erste und/oder zweite Medium (66, 67) ausgebildet sind, dass die Mittel (70) zum Ändern der Grenzfläche(n) (69) zum Erzeugen eines Drucks auf das erste und/oder zweite Medium (66, 67) ausgebildet sind und dass das Medium über diese Mittel (70) an wenigstens einer Grenzfläche (69) in zumindest einer Vorzugsrichtung (61) in Richtung des jeweils anderen Mediums verschoben, insbesondere gedrückt, wird. In order to realize this in a constructively simple and energy-saving manner, the invention provides that the means (70) for changing the interface (s) (69) for acting on the first and / or second medium (66, 67) are formed, that the means (70) for changing the interface (s) (69) for generating a pressure to the first and / or second medium (66, 67) are formed and that the medium through these means (70) (on at least one interface 69) moved in at least (a preferred direction 61) in the direction of the other medium, in particular pressed, will be.

Description

  • [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein optisches Element zum veränderbaren Einstellen der Fokallänge in einem optischen Gerät gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 8. Weiterhin betrifft die Erfindung ein optisches Gerät. The present invention first relates to an optical element for variably adjusting the focal length in an optical device according to the preamble of claim 1 and according to the preamble of patent claim 8. The invention further relates to an optical device.
  • [0002]
    Aus dem Stand der Technik sind bereits veränderliche optische Elemente bekannt. variable optical elements are already known from the prior art. Eine solche bekannte Lösung ist in Such known solution is in 1 1 dargestellt. shown. Das bekannte optische Element The known optical element 10 10 weist einen Tropfen has a drop 13 13 einer leitenden Flüssigkeit auf, der auf einer Isolationsschicht a conductive liquid, the insulating layer on a 12 12 aufgetragen ist. is plotted. Die Isolationsschicht The insulation layer 12 12 wiederum bedeckt eine flache Elektrode in turn covering a flat electrode 11 11 . , Bei Anwesenheit eines elektrischen Feldes In the presence of an electric field 14 14 , das durch eine zwischen der Leiterflüssigkeit Defined by a liquid between the printed circuit 13 13 und der Elektrode and electrode 11 11 angelegte Spannung verursacht wird, kann die Benetzung wesentlich vergrößert werden. applied voltage is caused, the wetting can be substantially increased. Wie sich aus As is clear from 1 1 ergibt, weist der Tropfen shows, the drop 13 13 aus Leiterflüssigkeit im Ruhezustand ( (Of conductive fluid at rest 1a 1a ) eine wesentlich kompaktere und flächenmäßig kleinere Kontur auf, als dies im Falle der Beaufschlagung mit einer Spannung ( ) To a more compact and of smaller area contour, in the case of applying as this (with a voltage 1b 1b ) der Fall ist. ) the case is. Dieses bekannte Phänomen wird auch als Elektrobenetzen (electro-wetting) bezeichnet. This well-known phenomenon is referred to as Elektrobenetzen (electro-wetting).
  • [0003]
    Eine Umsetzung dieses Phänomens ist beispielsweise aus der US-A-5,659,330 bekannt. An implementation of this phenomenon is known, for example from US-A-5,659,330. Darin wird eine Anzeigeeinrichtung beschrieben, bei der einzelne Tropfen einer Leiterflüssigkeit auf einer Isolationsschicht angeordnet sind. Is a display device will be described, are arranged in the individual drops of a liquid conductor on an insulating layer. Unterhalb dieser Isolationsschicht sind Elektroden vorhanden. Below this insulating layer electrodes are present. Durch die selektive Erzeugung eines elektrischen Feldes kann die Form eines jeden Tropfens der Leiterflüssigkeit variiert werden, wodurch ein farbiges Pixel eines Bildes erzeugt wird. By the selective generation of an electric field, the shape of each drop of the liquid director can be varied, whereby a color pixel of an image is generated.
  • [0004]
    Diese bekannte Lösung ist jedoch für optische Elemente in Form von verstellbaren Linsenelementen ungeeignet. However, this known solution is not suitable for optical elements in the form of adjustable lens elements. Insbesondere wären für einen solchen Einsatz transparente Elektroden erforderlich, sodass die optischen Elemente in ihrer Gesamtheit konstruktiv aufwendig und kostenintensiv wären. Especially transparent electrodes would be required for such use, so that the optical elements in their entirety would be structurally complex and costly.
  • [0005]
    Eine Lösung, wie die vorstehend beschriebene Art optischer Elemente auch im Bereich von Linsenelementen eingesetzt werden kann, ist in der A solution such as the type of optical elements in the field of lens elements described above may be employed is in the DE 698 04 119 T2 DE 698 04 119 T2 beschrieben. described. Die darin geschilderte Erfindung, die beispielhaft auch in The described in the invention, by way of example in 2 2 dargestellt ist, liegt auf dem Gebiet verstellbarer Fokuslinsen, und dort insbesondere auf dem Gebiet flüssiger Linsen mit einem verstellbaren, elektrisch gesteuerten Fokus. is shown, is in the field adjustable focus lenses, and in particular to the field of liquid lenses with an adjustable, electrically controlled focus. Dabei soll es mit dem dort beschriebenen Linsenelement möglich sein, den Fokus mit Hilfe des sogenannten „Elektrobenetzens" kontinuierlich zu verstellen. Gemäß dieser bekannten Lösung wird in Verbindung mit It should be possible with the described there lens element to adjust the focus with the aid of the so-called "electrowetting" continuously. According to this known solution is in connection with 2 2 ein optisches Element 20 zum veränderbaren Einstellen der Fokallänge bereitgestellt. provided an optical element 20 for variably adjusting the focal length. Bei der Fokallänge handelt es sich generell um den Abstand des Brennpunkts zur Ebene des optischen Elements, beispielsweise zur Linsenebene. When the focal length is generally the distance of the focal point to the plane of the optical element, for example, to the lens plane.
  • [0006]
    Das optische Element The optical element 20 20 besteht aus einem Aufnahmebehälter consists of a receiving container 22 22 , der eine erste, elektrisch leitfähige Flüssigkeit Having a first, electrically conductive liquid 28 28 sowie einen Tropfen einer zweiten, isolierenden Flüssigkeit and a drop of a second, insulating liquid 29 29 beinhaltet. includes. Die beiden Flüssigkeiten The two liquids 28 28 , . 29 29 sind nicht mischbar und im Aufnahmebehälter are immiscible and in the receiving container 22 22 räumlich fixiert. spatially fixed. Die beiden Flüssigkeiten The two liquids 28 28 , . 29 29 berühren einander an einer Grenzfläche contact each other at an interface 30 30 . , Der Tropfen der zweiten Flüssigkeit The drop of the second liquid 29 29 ist konzentrisch um die optische Achse concentrically around the optical axis 21 21 des optischen Elements of the optical element 20 20 herum angeordnet, wobei die optische Achse arranged around the optical axis 21 21 ebenfalls durch einen transparenten Bereich also by a transparent area 24 24 des Bodens of the soil 23 23 des Aufnahmebehälters the receiving container 22 22 verläuft. runs. Die zweite Flüssigkeit The second liquid 29 29 liegt zumindest bereichsweise an Elektroden is at least partially to electrodes 25 25 an, die sich innerhalb des Aufnahmebehälters in that within the receptacle 22 22 befinden. are located. Die Elektroden electrodes 25 25 wiederum sind mit einer isolierenden Schicht are in turn with an insulating layer 26 26 versehen. Provided. Schließlich weist das bekannte optische Element Finally, the known optical element 20 20 Mittel medium 31 31 zum Ändern der Grenzfläche To change the interface 30 30 zwischen den Flüssigkeiten between the liquids 28 28 , . 29 29 auf. on. Über diese Mittel About these agents 31 31 kann ein elektrisches Feld an electric field 27 27 zwischen der leitenden Flüssigkeit between the conductive liquid 28 28 und den Elektroden and the electrodes 25 25 erzeugt werden. be generated. Dadurch ändert sich die Benetzbarkeit der Flüssigkeit Thereby, the wettability of the fluid changes 28 28 , sodass sich darüber auch die Form des Tropfens der zweiten, isolierenden Flüssigkeit , So that also the shape of the droplet of the second insulating liquid 29 29 verändert. changed. In dem in Where in 2 2 dargestellten Beispiel ändert sich die Form des Tropfens der Flüssigkeit Example shown, the shape of the droplet of the liquid changes 29 29 bei Anwesenheit des elektrischen Feldes in the presence of the electric field 27 27 von der in Form einer durchgezogenen Linie dargestellten flachen Form hin zu der in Form einer gestrichelt dargestellten gewölbten Form, wobei die Strichlinien jeweils die Grenzfläche from the position shown in the form of a solid line toward the flat shape in the form of a domed shape shown in dashed lines, the dashed lines in each case, the interface 30 30 zwischen den beiden Flüssigkeiten between the two liquids 28 28 , . 29 29 darstellen. represent. Durch die Variation der Größe und/oder Form der Grenzfläche By varying the size and / or shape of the interface 30 30 zwischen den beiden Flüssigkeiten between the two liquids 28 28 , . 29 29 kann der Fokus des optischen Elements kontinuierlich verstellt werden. the focus of the optical element can be continuously adjusted.
  • [0007]
    Auch wenn dieses bekannte optische Element bereits eine vorteilhafte Ausführung eines flexiblen Linsenelements darstellt, so weist die bekannte Lösung doch noch einige Nachteile auf. Although this known optical element itself represents an advantageous embodiment of a flexible lens element so, the known solution but still have some disadvantages. So benötigen beispielsweise alle nach dem Prinzip des „Elektrobenetzens" arbeitenden Systeme relativ hohe Spannungen bis in den Bereich von 100 bis 170 V, um die gewünschten Effekte zu erzielen. For example, all need according to the principle of the "electrowetting" operating systems relatively high voltages up to the range from 100 to 170 V in order to achieve the desired effects.
  • [0008]
    Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein optisches Element der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die zum Stand der Technik beschriebenen Nachteile vermieden werden können. Starting from the aforementioned prior art the present invention is therefore the object of developing an optical element of the aforementioned type such that the described drawbacks of the prior art can be avoided. Insbesondere soll ein optisches Element bereitgestellt werden, mit dem auf einfache Weise bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch eine Änderung der fokalen Länge in einem optischen Gerät realisierbar ist. In particular, an optical element is to be provided, a change in the focal length can be realized with the simple manner with low power consumption in an optical device. Weiterhin soll ein entsprechend verbessertes optisches Gerät bereitgestellt werden. Furthermore a correspondingly improved optical device should be provided.
  • [0009]
    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das optische Element mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 8, das optische Gerät mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch This object is achieved by the optical element having the features according to the independent claims 1 and 8, the optical device having the features according to independent claim 24 24 sowie die vorteilhaften Verwendungen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen as well as the advantageous uses according to the independent patent claims 25 25 und and 26 26 . , Weitere Vorteile, Merkmale, Details, Aspekte und Effekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Further advantages, features, details, aspects and effects of the invention will be apparent from the dependent claims, the description and the drawings. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen optischen Elementen beschrieben sind, gelten dabei selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen optischen Gerät und jeweils umgekehrt. Features and details described in connection with the inventive optical elements, obviously apply also in connection with the inventive optical device and in each case vice versa. Analoges gilt für die erfindungsgemäßen Verwendungen. The same applies to the uses of this invention.
  • [0010]
    Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein optisches Element zum veränderbaren Einstellen der Fokallänge in einem optischen Gerät bereitgestellt, mit einem Aufnahmebehälter, der ein erstes formflexibles Medium sowie ein zweites formflexibles Medium beinhaltet, wobei die Medien nicht mischbar sind, wobei die Medien in dem Aufnahmebehälter räumlich fixiert sind, wobei das zweite Medium zumindest bereichsweise an wenigstens einer Anlagefläche innerhalb des Aufnahmebehälters anliegt und wobei sich die beiden Medien an wenigstens einer Grenzfläche berühren, und mit Mitteln zum Ändern der Größe und/oder Form der Grenzfläche(n) zwischen den beiden Medien. According to a first aspect of the invention, an optical element for variably adjusting the focal length is provided in an optical apparatus, having a receiving container including a first form flexible medium and a second form flexible medium, wherein the media are not miscible, the media in the receptacle are spatially fixed, wherein the second medium at least partially bears against at least one abutment surface within the receiving container with the two media contact at at least one boundary surface, and means for changing the size and / or shape of the interface (s) between the two media , Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) zur Einwirkung auf das erste und/oder zweite Medium ausgebildet sind, dass die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) zum Erzeugen eines Drucks auf das erste und/oder zweite Medium ausgebildet sind und dass ein Medium über diese Mittel an wenigstens einer Grenzfläche in zumindest einer Vorzugsrichtung in Richtung des jeweils anderen Mediums verschoben, insbesondere gedrückt, wird oder werden kann. According to the invention it is provided that the means for changing the interface (s) are designed to act on the first and / or second medium, that the means for changing the interface (s) for generating a pressure to the first and / or second medium are formed and that a medium on these funds to at least one interface in at least one preferred direction in the direction of the respective other medium displaced, in particular pressed, or can be.
  • [0011]
    Die vorliegende Erfindung geht dabei von der Lehre gemäß der The present invention is based on the teachings of the DE 698 04 119 T2 DE 698 04 119 T2 aus, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die Beschreibung der vorliegenden Erfindung mit einbezogen wird. , whose disclosure of which is included in the description of the present invention. Bei dieser bekannten Lösung, die nach dem Prinzip des „Elektrobenetzens" arbeitet, wirken die Mittel zum Ändern der Grenzfläche zwischen den beiden Medien auf das elektrisch leitende Medium ein. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung wird die Benetzbarkeit dieses elektrisch leitenden Mediums verändert, sodass sich dadurch indirekt auch die Kontur des elektrisch isolierenden Mediums verändern kann. In this known solution, which works according to the principle of the "electrowetting", which means act to change the boundary between the two media on the electrically conductive medium is a. The wettability of this electrically conductive medium is changed by applying an electric voltage, so that characterized can change the contour of the electrically insulating medium indirectly.
  • [0012]
    Bei der erfindungsgemäßen Lösung hingegen wirken die Mittel zum Ändern der Grenzfläche in solch einer Weise auf das erste und/oder zweite Medium ein, dass das entsprechende Medium über diese Mittel an der Grenzfläche zwischen den beiden Medien in zumindest einer Vorzugsrichtung in Richtung des ersten Mediums verschoben, insbesondere gedrückt wird oder werden kann. In the inventive solution, however, the agents act to change the boundary surface in such a manner on the first and / or second medium is an that the corresponding medium moved on these means at the interface between the two media in at least one preferred direction in the direction of the first medium , in particular pressed or can be. Wie weiter unten noch näher beschrieben wird, kann es sich bei dieser Vorzugsrichtung beispielsweise um die optische Achse eines als Linsenelement ausgebildeten optischen Elements handeln. As will be described in more detail below, may be, in this preferred direction, for example, about the optical axis of a lens element constructed as the optical element.
  • [0013]
    Im Vergleich zu der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung ist es nunmehr nicht mehr erforderlich, die Änderung der Größe und/oder der Grenzfläche zwischen den beiden Medien durch das Anlegen einer hohen Spannung zu bewirken. In comparison to the way known from the prior art solution, it is now no longer necessary to effect the change in the size and / or the interface between the two media to a high voltage by the application. Aus diesem Grund muss keines der verwendeten Medien mehr elektrisch leitfähig sein, was die Auswahlmöglichkeit an geeigneten Medien erheblich verbessert. For this reason, none of the media used must be more electrically conductive, which significantly improves the choice of appropriate media.
  • [0014]
    Erfindungsgemäß sind die Mittel zum Ändern der Grenzfläche zwischen den beiden Medien nunmehr in einer Weise ausgebildet, dass diese einen Druck auf das erste und/oder zweite Medium ausüben, wobei sich die Grenzfläche zwischen den beiden Medien durch die Ausübung des Drucks verändert. According to the invention the means for changing the interface between the two media are now formed in such a way that they exercise a pressure on the first and / or second medium, wherein the interface between the two media altered by the application of the pressure. Derartige Mittel, zu denen im weiteren Verlauf einige nicht ausschließliche Beispiele erläutert werden, können konstruktiv einfach und in energiesparender Weise ausgestaltet werden, wobei solche Mittel häufig nur sehr kleine Steuerspannungen benötigen. Such agents, including some non-exclusive examples will be explained in the further course, can structurally simple and can be configured in energy-saving manner, such means often require very small control voltages.
  • [0015]
    Wenn das erfindungsgemäße optische Element zum veränderbaren Einstellen der Fokallänge in einem optischen Gerät eingesetzt wird, kann die Änderung der Fokallänge erfolgen, ohne dass die einzelnen Komponenten des optischen Geräts bewegt werden müssten. If the optical element according to the invention for variably adjusting the focal length is used in an optical device, the change in the focal length can be effected without the individual components of the optical device would have to be moved.
  • [0016]
    Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf bestimmte Arten optischer Elemente beschränkt. Basically, the invention is not limited to specific types of optical elements. So ist es beispielsweise denkbar, dass es sich bei den optischen Elementen um variable Linsenelemente oder andere, beispielsweise elektrisch ansteuerbare optische Elemente handelt. Thus, it is for example conceivable that it is in the optical elements to variable lens elements or other, for example, electrically controllable optical elements. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße optische Element als Linsenelement, beispielsweise als sphärisches Linsenelement, Zylinder-Linsenelement und dergleichen, oder als Prismenelement, beispielsweise als Prismenelement mit variablen spektralen Aufspaltungsvermögen, oder als Spiegelelement, etwa als schaltbarer Spiegel, oder dergleichen ausgebildet ist. For example, it can be provided that the inventive optical element as a lens element, for example as a spherical lens element cylinder lens element, and the like, or as a prism element, such as a prism element with variable spectral resolving ability, or as a mirror element, such as a switchable mirror, or the like is formed. Besonders bevorzugt wird das optische Element jedoch als Linsenelement mit variabler Brennweite eingesetzt. the optical element is particularly preferred, however, used as a lens element of variable focal length. Auch wenn die Erfindung nachfolgend in erster Linie anhand einer solchen Ausgestaltungsform beschrieben wird, so ist es doch selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf dieses konkrete Beispiel beschränkt ist. Although the invention is described below primarily with reference to such an embodiment form, it goes without saying that the invention is not limited to this specific example.
  • [0017]
    Erfindungsgemäß weist das optische Element zunächst einen Aufnahmebehälter auf, der zwei unterschiedliche Medien beinhaltet. According to the invention, the first optical element on a receptacle which includes two different media. Dabei können zumindest Bereiche einzelner Außenwände des Behälters vorzugsweise aus einem transparenten Material gebildet sein. In this case, at least portions of individual outer walls of the container may preferably be formed of a transparent material.
  • [0018]
    Innerhalb des Aufnahmebehälters befinden sich zwei formflexible Medien, wobei die einzelnen Medien nicht mischbar sind. Within the receptacle are two dimensionally flexible media, the individual media are immiscible. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf bestimmte Medientypen beschränkt. Basically, the invention is not limited to specific types of media. Wichtig ist lediglich, dass die Medien formflexibel sind. It is only important that the media are dimensionally flexible. „Formflexibel" bedeutet im Lichte der vorliegenden Beschreibung, dass die Medien keine starre Oberfläche aufweisen, sondern dass sich die Medien innerhalb des Aufnahmebehälters in ihrer Form verändern können. Beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, kann es sich bei dem ersten Medium um Wasser und bei dem zweiten Medium um ein Öl handeln. "Form Flexible" in the light of the present description, that the media do not have a rigid surface, but that the media may change within the receptacle in shape. For example, but not exclusively, it may be in the first medium is water and in which second medium be an oil.
  • [0019]
    Die Medien sind vorzugsweise zumindest teilweise transparent und können beispielsweise die gleiche oder zumindest eine ähnliche Dichte aufweisen, um Gravitationseffekte auszuschließen. The media is preferably partially transparent at least, and for example, the same or at least have a similar density in order to eliminate gravitation effects.
  • [0020]
    Die beiden Medien sind im Aufnahmebehälter räumlich fixiert, wobei das zweite Medium zumindest bereichsweise an wenigstens einer Anlagefläche innerhalb des Aufnahmebehälters anliegt. The two media are spatially fixed in the receiving container, wherein the second medium at least partially bears against at least one abutment surface within the receiving container. Ebenso liegt natürlich auch das erste Medium zumindest bereichsweise an wenigstens einer Anlagefläche innerhalb des Aufnahmebehälters an. Likewise, of course, the first medium is an abutment surface within the receiving container is located at least partially on at least.
  • [0021]
    Dabei kann sich die Anlagefläche an unterschiedlichen Orten innerhalb des Aufnahmebehälters befinden, so dass die Erfindung nicht auf bestimmte Anordnungs- beziehungsweise Ausbildungsvarianten beschränkt ist. Here, the contact surface at different locations within the receptacle can be located so that the invention is not limited to certain locating or training options. Nachfolgend werden hierzu einige nicht ausschließliche Beispiele beschrieben. Several nonexclusive examples are described below. Bei der Anlagefläche kann es sich beispielsweise um zumindest einen Teilbereich einer Behälteraußenwand, etwa den Behälterboden und/oder ein Deckelelement und/oder wenigstens eine Seitenwand handeln. In the contact surface, it may act to at least a portion of a vessel wall, as the container bottom and / or a cover element and / or at least one side wall, for example. Bei der letztgenannten Variante ist insbesondere eine Ausgestaltung realisierbar, bei der das Medium nicht den Behälterboden berührt, sondern nur an den seitlichen Wänden anliegt. In the latter variant in particular, a configuration can be realized in the medium does not touch the vessel bottom, but is present only on the side walls. Natürlich sind auch Ausgestaltungsvarianten denkbar, bei denen es sich bei der genannten Anlagefläche um zumindest einen Teilbereich einer im Aufnahmebehälter-Innenraum befindlichen Zwischenschicht handelt. Of course, variant embodiments are conceivable in which it is at said contact surface at least a portion of an intermediate layer located within the receptacle interior. Dort, wo das Medium an der Anlagefläche des Aufnahmebehälters anliegt, ist dieses vorzugsweise aus einem transparenten Material gebildet, sodass von außen in den Aufnahmebehälter eintretendes Licht durch die Behälterwände und die im Aufnahmebehälter befindlichen transparenten Medien hindurchstrahlen kann. Where the medium abuts on the abutment surface of the receptacle, it is preferably formed of a transparent material so that radiation can pass through the container walls and located in the receiving container transparent media from outside into the receiving container, light entering. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei denen die Anlageflächen durch zumindest Teilbereiche der Seitenwände gebildet werden, ist dies nicht unbedingt erforderlich, eventuell sogar schädlich (Streulicht), so dass die Anlageflächen in einem solchen Fall auch aus einem nicht transparenten Material gebildet sein können. In one embodiment, in which the contact surfaces are formed by at least partial regions of the side walls, this may not be strictly necessary, even harmful (scattered light), so that the contact surfaces can be formed in such a case, also of a non-transparent material.
  • [0022]
    Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass sich die beiden Medien an einer Grenzfläche berühren. According to the invention it is furthermore provided that the two media are in contact at an interface. Um nun die Brennweite des optischen Elements zu verändern, sind besondere Mittel zum Ändern der Größe und/oder Form der Grenzfläche zwischen diesen beiden Medien vorgesehen. In order to change the focal length of the optical element, special means for changing the size and / or shape of the interface between these two media are provided.
  • [0023]
    Durch diese Mittel wird erreicht, dass ein Druck auf das entsprechende Medium ausgeübt wird, sodass dieses an der Grenzfläche in zumindest einer Vorzugsrichtung in Richtung des jeweils anderen Mediums verschoben – insbesondere gedrückt – werden kann. can be - in particular pushed - by these means that a pressure is exerted onto the appropriate medium, so that this displaced at the interface in at least one preferred direction in the direction of the other medium is achieved. Bei dieser Vorzugsrichtung kann es sich in dem Fall, in dem das optische Element als Linsenelement ausgebildet ist, vorzugsweise um die optische Achse des Linsenelements handeln. In this preferred direction may be in the case in which the optical element is designed as a lens element, preferably around the optical axis of the lens element. Die Änderung der Brennweite des optischen Elements und damit die Änderung der Fokallänge in einem optischen Gerät erfolgt dann quasi durch das Herausdrücken des einen Mediums in Richtung des anderen Mediums. The change of the focal length of the optical element and thus the change of focal length in an optical device then quasi through the pushing of the one medium toward the other medium.
  • [0024]
    Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) zur Einwirkung auf das zweite Medium ausgebildet sind und dass das zweite Medium über diese Mittel an wenigstens einer Grenzfläche in zumindest einer Vorzugsrichtung in Richtung des ersten Mediums verschoben, insbesondere gedrückt, wird oder werden kann. It can thereby be provided, for example, that the means for changing the interface (s) are configured for acting on the second medium, and that the second medium is moved over said means on at least one interface in at least one preferential direction towards the first medium, in particular pressed, is or can be. Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) zur Einwirkung auf das erste Medium ausgebildet sind und dass das erste Medium über diese Mittel an wenigstens einer Grenzfläche in zumindest einer Vorzugsrichtung in Richtung des zweiten Mediums verschoben, insbesondere gedrückt, wird oder werden kann. Additionally or alternatively, it is also conceivable that the means for changing the interface (s) are configured for acting on the first medium and the first medium via said means at at least one interface in at least one preferred direction in the direction of the second medium displaced, in particular pressed is or can be.
  • [0025]
    In weiterer Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass sich die beiden Medien an zwei Grenzflächen berühren und dass ein Medium über die Mittel zum Ändern der Grenzflächen an einer oder beiden Grenzflächen in zumindest einer Vorzugsrichtung in Richtung des jeweils anderen Mediums verschoben, insbesondere gedrückt, wird oder werden kann. In a further embodiment can also be provided that the two media come into contact at two interfaces, and that moved a medium through the means for changing the boundary surfaces in one or both interfaces in at least one preferred direction in the direction of the other medium, in particular pressed, or can be. In einem solchen Fall ist es beispielsweise auch möglich, dass zwei Vorzugsrichtungen – für jede Grenzfläche eine – gewählt werden können. In such a case, it is also possible for example, that two preferred directions - for each interface one - can be selected. Hierbei können die Vorzugsrichtungen gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung entgegengesetzt ausgerichtet sein. Here, the preferred directions may be oriented in opposite directions in accordance with an advantageous development.
  • [0026]
    Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein Medium über die Mittel zum Ändern der Grenzfläche(n) derart in Richtung des jeweils anderen Mediums verschoben, insbesondere gedrückt, wird, dass sich die Krümmung wenigstens einer Grenzfläche zwischen den beiden Medien ändert. It can be advantageously provided that a medium through the means for changing the interface (s) in such a manner shifted in the direction of the other medium, in particular pressed, is that the curvature of at least varies an interface between the two media.
  • [0027]
    Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein optisches Element zum veränderbaren Einstellen der Fokallänge in einem optischen Gerät bereitgestellt, mit einem Aufnahmebehälter, der ein erstes formflexibles Medium sowie ein zweites formflexibles Medium beinhaltet, wobei die Medien nicht mischbar sind, wobei die Medien in dem Aufnahmebehälter räumlich fixiert sind und wobei sich die beiden Medien an einer Grenzfläche berühren, und mit Mitteln zum Ändern der Größe und/oder Form der Grenzfläche zwischen den beiden Medien. According to a second aspect of the invention, an optical element for variably adjusting the focal length is provided in an optical apparatus, having a receiving container including a first form flexible medium and a second form flexible medium, wherein the media are not miscible, the media in the receptacle are spatially fixed, and wherein the two media contact at an interface, and means for changing the size and / or shape of the interface between the two media. Dieses optische Element ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Medium allseitig von dem ersten Medium umschlossen ist, dass die Mittel zum Ändern der Grenzfläche zur Einwirkung auf das erste und/oder zweite Medium ausgebildet sind und dass die Mittel zum Ändern der Grenzfläche zum Erzeugen eines Drucks auf das erste und/oder zweite Medium ausgebildet sind. This optical element according to the invention characterized in that the second medium is enclosed on all sides from the first medium, that the means are adapted to change the interface for acting on the first and / or second medium, and that the means for changing the interface for generating a pressure formed on the first and / or second medium.
  • [0028]
    Bei dieser Lösung ist eine besondere Anlagefläche nicht erforderlich. In this solution, a special contact surface is not required. Vielmehr ist das zweite Medium, das im Ausgangszustand vorteilhaft eine kugelartige Konfiguration aufweist, von allen Seiten von dem ersten Medium umgeben. Rather, the second medium, advantageously having a ball-like configuration in the initial state, surrounded on all sides by the first medium. Bei dem ersten Medium kann es sich beispielsweise wiederum um Wasser und bei dem zweiten Medium vorteilhaft um ein geeignetes Öl handeln. The first medium may be advantageous to water and the second medium is a suitable oil, for example, in turn. Die beiden Medien weisen vorteilhaft die gleiche Dichte ab, damit das zweite Medium innerhalb des ersten Mediums in Position gehalten wird und nicht absinken kann, das heißt, damit Gravitationseffekte wirksam ausgeschlossen werden können. The two media have advantageously from the same density so that the second medium is retained in position within the first medium and can not sink, that is, so that the effects of gravity can be effectively excluded.
  • [0029]
    Die Mittel zum Ändern der Grenzfläche üben nun einen Druck auf das erste und/oder zweite Medium aus. The means for changing the interface now exert a pressure on the first and / or second medium. Wenn der Druck auf das erste Medium ausgeübt wird, wird der Druck vom ersten auf das zweite Medium übertragen, so dass dieses an der Druck-Einwirkstelle komprimiert wird, was die Größe und/oder Form der Grenzfläche zwischen den beiden Medien verändert. When the pressure on the first medium is applied, the pressure from the first to the second medium is transmitted, so that this is compressed at the pressure Einwirkstelle, changing the size and / or shape of the interface between the two media. Beispielsweise kann das zweite Medium von der ursprünglich kugelartigen Ausgangsform in eine elliptische Konfiguration gebracht werden. For example, the second medium can be brought from the originally spherical initial shape into an elliptical configuration. Wenn der Druck auf das zweite Medium ausgeübt wird, wird sich dieses gegen das erste Medium ausdehnen, so dass sich auch in diesem Fall die Größe und/oder Form der Grenzfläche zwischen den beiden Medien ändern wird. When the pressure on the second medium is applied, this will expand against the first medium, so that also in this case will change the size and / or shape of the interface between the two media.
  • [0030]
    Vorteilhaft kann dabei vorgesehen sein, dass die Mittel zum Ändern der Grenzfläche derart auf das erste und/oder zweite Medium einwirken, dass sich die Krümmung der Grenzfläche zwischen dem ersten und zweiten Medium ändert. Advantageously, it can be provided that the means for changing the interface in such a way to act on the first and / or second medium, that the curvature of the interface between the first and second medium changes.
  • [0031]
    Wie weiter oben bereits erläutert wurde, ist die Erfindung nicht auf bestimmte Mediumtypen beschränkt. As already explained above, the invention is not limited to specific media types. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das erste Medium und/oder das zweite Medium eine Flüssigkeit ist. For example, it can be provided that the first medium and / or the second medium is a liquid. Beispielsweise kann es sich bei dem ersten Medium um Wasser handeln, während das zweite Medium als Öl ausgebildet ist. For example, it may be in the first medium is water, while the second medium is formed as an oil. Natürlich sind auch andere Medientypen möglich. Of course, other media types are possible. Ebenso kann, wie in der Also, as in the DE 698 04 119 T2 DE 698 04 119 T2 beschrieben, das erste Medium ein elektrisch leitendes Medium sein, während das zweite Medium elektrisch isolierend ist. described, the first medium may be an electrically conductive medium, while the second medium is electrically insulating. Allerdings ist die elektrische Leitfähigkeit zumindest eines der Medien bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht mehr erforderlich. However, the electrical conductivity is at least one of the media in the inventive solution no longer required.
  • [0032]
    Natürlich können die Medien auch in anderer Weise ausgebildet sein. Of course, the media can also be formed in other ways. Wichtig ist lediglich, dass die Medien formflexibel sind. It is only important that the media are dimensionally flexible. Daher ist es beispielsweise auch denkbar, dass das erste Medium und/oder das zweite Medium gelartig ausgebildet ist/sind. Therefore, it is for example also conceivable that the first medium and / or the second medium is formed gel-like / are.
  • [0033]
    Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass das zweite Medium in Form eines Tropfens ausgebildet ist. Advantageously, it may be provided that the second medium is in the form of a drop. Dabei ist unter einem Tropfen generell eine kleine Mediummenge von zumindest bereichsweise kugeliger oder länglich runder Form zu verstehen. Here, under a drop of a small amount of medium of at least locally spherical or oblong round shape is generally understood.
  • [0034]
    Bevorzugt weisen – wie oben schon ausgeführt – das erste und zweite Medium die gleiche Dichte auf. Preferably have - as already stated above - the first and second medium, the same density.
  • [0035]
    In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das erste Medium und das zweite Medium unterschiedliche optische Eigenschaften, beispielsweise unterschiedliche optische Indizes, aufweisen. In a further embodiment it can be provided that the first medium and the second medium have different optical properties, such as different optical indices. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das erste Medium und das zweite Medium unterschiedliche Brechungszahlen aufweisen. It can thereby be provided, for example, that the first medium and the second medium have different refractive indices. So ist gemäß einem vorteilhaften – nicht ausschließlichen – Beispiel vorgesehen, dass das erste Medium eine niedrige Brechzahl (Brechungsindex) aufweist, während das zweite Medium eine hohe Brechzahl aufweist. Thus, according to an advantageous - provided example, that the first medium is a low refractive index has (refractive index), while the second medium has a high refractive index - not exclusive.
  • [0036]
    Wenn die Medien an einer transparenten Anlagefläche anliegen, beispielsweise an einer zumindest teilweise transparenten Wandung des Aufnahmebehälters, weisen diese transparenten Bereiche der Anlagefläche beziehungsweise der Behälterwand vorzugsweise die gleiche oder eine ähnliche Brechzahl wie das anliegende Medium auf. If the media abut against a transparent contact surface, for example on an at least partially transparent wall of the receptacle, these transparent regions of the contact surface or the vessel wall, preferably the same or similar refractive index as the applied medium. Dadurch werden gebrochene Strahlengänge und unerwünschte Reflexionen vermieden. This broken beam paths and unwanted reflections are avoided.
  • [0037]
    Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das erste und/oder zweite Medium innerhalb des Aufnahmebehälters räumlich fixiert ist. It is advantageously provided that the first and / or second medium is fixed within the receptacle space. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das optische Element in Form eines Linsenelements ausgestaltet ist, bei dem ein Strahlengang definiert durch das Linsenelement hindurchlaufen soll. This is particularly important when the optical element is configured in the form of a lens element, wherein a beam path defined to pass through the lens element. Die räumliche Fixierung erfolgt vorzugsweise mittels dazu geeigneter Fixiermittel. The spatial fixing preferably takes place by means of suitable fixing means thereto. Dabei ist die Erfindung jedoch nicht auf bestimmte Typen von Fixiermitteln beschränkt. However, the invention is not limited to specific types of fixing. Beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, können die Fixiermittel in Form einer besonderen Oberflächengestaltung der Anlagefläche und/oder in Form einer besonderen Oberflächenbeschaffenheit der Anlagefläche ausgebildet sein. For example, but not exclusively, the fixing agent in the form of a special surface design of the contact surface and / or may be in the form of a special surface properties of the contact surface. Die Oberfläche ist dabei vorteilhaft so gestaltet, dass sie das anliegende Medium in Position halten kann. The surface is advantageously designed so that it can keep the presence of the media in position. Die besondere Oberflächenbeschaffenheit kann beispielsweise mittels einer besonderen Oberflächenbeschichtung realisiert werden. The special surface finish can for example be realized by means of a special surface coating. Vorteilhaft kann eine besondere Oberflächenbeschaffenheit bezüglich der Benetzbarkeit vorgesehen sein. Advantageously, a special surface finish can be provided in wettability. Dabei ist die Erfindung natürlich nicht auf die genannten Beispiele beschränkt. The invention is not limited to these examples.
  • [0038]
    Beispielsweise ist denkbar, dass die Fixierung der Medien durch eine geeignete Wahl der Oberflächenmaterialien und/oder lokale Oberflächenbeschichtungen innerhalb des Aufnahmebehälters, beispielsweise der Wand des Aufnahmebehälters, erfolgt. For example, it is conceivable that the fixing of the media is provided by a suitable choice of the surface materials and / or local surface coatings inside the receiving container, such as the wall of the receptacle. Ebenso kann die räumliche Fixierung der Medien über das Anlegen einer geeigneten, vorzugsweise festgelegten Spannung, erfolgen. Similarly, the spatial fixing of the media can take place via the application of a suitable, preferably fixed voltage. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das erste Medium als elektrisch leitfähiges Medium und das zweite Medium als elektrisch isolierendes Medium ausgebildet ist. In this case, it is advantageous if the first medium is formed as an electrically conductive medium and the second medium as an electrically insulating medium. Eine solche Möglichkeit ist generell in der Such a possibility is generally in the DE 698 04 119 T2 DE 698 04 119 T2 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die Beschreibung der vorliegenden Erfindung mit einbezogen wird. , the disclosure content of which is included in the description of the present invention. Natürlich ist es auch denkbar, die räumliche Fixierung über die konstruktive Ausgestaltung der Wände innerhalb des Aufnahmebehälters zu erreichen, beispielsweise in dem diese mit geeigneten Vorsprüngen, Kanten, Hinterschneidungen, Aussparungen und dergleichen versehen sind. Of course, it is also conceivable to achieve the spatial fixing on the structural configuration of the walls inside the receptacle, for example, in which they are provided with suitable projections, edges, undercuts, recesses and the like.
  • [0039]
    Die Fixiermittel haben generell die Aufgabe, dass die Position der Medien innerhalb des Aufnahmebehälters unverändert bleibt, sodass über das optische Element insbesondere ein definierter Strahlengang erzeugt werden kann. The fixing agents generally have the task that the position of the media within the receiving container remains unchanged, so that a defined beam path can be generated by the optical element in particular.
  • [0040]
    Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass in der Anlagefläche des Aufnahmebehältersbeispielsweise in einer Zwischenschicht – an der das zweite Medium anliegt, eine Öffnung vorgesehen ist, und dass das zweite Medium im Bereich dieser Öffnung fixiert ist. Advantageously, it may be provided that in the bearing surface of the receptacle For example, in an intermediate layer - at the present, the second medium, an opening is provided, and that the second medium is fixed in the region of this opening. Die Öffnung kann sich insbesondere um eine optische Achse des optischen Elements herum erstrecken, sodass ein Lichtstrahl durch diese Öffnung und anschließend durch das erste und zweite Medium hindurchtreten kann. The opening can extend in particular to an optical axis of the optical element around, so that a light beam through said aperture and then pass through the first and second medium can. Insbesondere sind im Bereich der Öffnung dazu alle in Frage kommenden Komponenten des optischen Elements transparent ausgebildet. In particular, the opening to all components in question of the optical element formed in the transparent area.
  • [0041]
    Wie weiter oben bereits ausgeführt wurde, ist die Erfindung nicht auf bestimmte Ausgestaltungsformen für die Mittel zum Ändern der Grenzfläche beschränkt. As already explained above, the invention is not limited to specific configurations for the means for changing the interface. Nachfolgend werden hierzu einige nicht ausschließliche Beispiele näher beschrieben. Several nonexclusive examples will be described in more detail below.
  • [0042]
    So ist es beispielsweise denkbar, dass die Mittel zum Ändern der Grenzfläche als mechanische Mittel ausgebildet sind. So it is for example conceivable that the means are designed for changing the interface area than mechanical means. In einem solchen Fall können die mechanischen Mittel beispielsweise als Kolbeneinrichtung oder Zylindereinrichtung ausgebildet sein. In such a case, the mechanical means may be formed for example as a piston device or cylinder device.
  • [0043]
    In weiterer Ausgestaltung ist es auch denkbar, dass die Mittel zum Ändern der Grenzfläche in Form einer ansteuerbaren Membran ausgebildet sind. In a further embodiment it is also conceivable that the means for changing the interface are formed in the form of a controllable diaphragm.
  • [0044]
    Dabei ist die Erfindung selbstverständlich ebenfalls nicht auf bestimmte Antriebsarten für die Mittel zum Ändern der Grenzfläche beschränkt. The invention is of course also not limited to certain types of drive for the means for changing the interface. So ist es etwa möglich, dass die Mittel elektrisch betätigbar ausgebildet sind. Thus, it is possible for example, that the means are constructed to be electrically actuated. Die in einem solchen Fall benötigten Spannungen liegen im unteren Voltbereich. The voltages required in such a case are in the lower voltage range. Daher sind solche Mittel besonders energiesparend und kosteneffizient einsetzbar. Thus, such agents are particularly energy-saving and cost-effective use. Selbstverständlich sind auch andere Antriebsarten für die Mittel zum Ändern der Grenzfläche möglich. Of course, other types of drive for the means for changing the interface are possible. So ist es beispielsweise denkbar, dass diese magnetisch und/oder elektromagnetisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch und/oder piezoelektrisch betätigbar ausgebildet sind. So it is for example conceivable that these are formed magnetically and / or electromagnetically and / or pneumatically and / or hydraulically and / or piezoelectrically actuated. Die Auswahl der jeweils geeigneten Antriebsart ergibt sich je nach Anwendungsart und Einsatzort des optischen Elements. The selection of the appropriate Engine results based on the application and location of the optical element.
  • [0045]
    Mit dem erfindungsgemäßen optischen Element wird es auf besonders einfache und kostengünstige Weise möglich, eine Änderung der Brennweite des optischen Elements zu realisieren. The inventive optical element, it is possible in a particularly simple and cost-effective way to realize a change in focal length of the optical element. Dabei kann dies in besonders einfacher Weise durch die Auswahl geeigneter Parameter erfolgen, beispielsweise die Auswahl geeigneter Medien – etwa Flüssigkeiten – innerhalb des Aufnahmebehälters, die geeignete Ausgestaltung der Oberflächen innerhalb des Aufnahmebehälters, die Form und Größe der Öffnung(en), die Auswahl des geeigneten Winkels der Grenzflächenkrümmung und dergleichen. In this case, this can be effected in a particularly simple manner by selecting appropriate parameters, such as the selection of suitable media - such as liquids - within the receptacle, the suitable design of the surfaces within the receptacle, the shape and size of the opening (s), the selection of the appropriate angle of the interfacial curvature and the like.
  • [0046]
    Auch wenn das optische Element bisher nur unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Medien beschrieben worden ist, so sind selbstverständlich auch optische Elemente möglich, mit drei oder mehr Medien innerhalb des Aufnahmebehälters, wobei diese dann insbesondere jeweils unterschiedlich ausgebildet ist. Even if the optical element has so far been described only by using two different media, including optical elements are of course possible, having three or more media within the receiving container, which is then formed in particular in each case different. Die Ausgestaltung und Funktionsweise derartiger optischer Elemente ergibt sich in analoger Weise aus dem zuvor Beschriebenen, so dass diesbezüglich auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen und verwiesen wird. The design and operation of such optical elements results in an analogous manner from the one described above, so that in this respect reference is made to the above statements and directed.
  • [0047]
    Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird ein optisches Gerät mit veränderlicher Fokallänge bereitgestellt, das eine Anzahl optischer Elemente aufweist. According to the third aspect of the invention an optical apparatus having a variable focal length is provided, which has a number of optical elements. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass wenigstens eines der optischen Elemente in einer wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Weise ausgebildet ist. According to the invention it is provided that at least one of the optical elements is formed in a manner as described above according to the invention. Dabei ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf bestimmte Typen optischer Geräte beschränkt. The invention is of course not limited to specific types of optical devices. So können die erfindungsgemäßen optischen Elemente bei allen optischen Geräten eingesetzt werden, bei denen eine Änderung der Fokallänge notwendig ist. So the optical elements of the invention can be used in all optical devices in which a change in the focal length is necessary. Hierbei kann es sich beispielsweise um Video-Camcorder, Kameras, Ferngläser, Brillen mit Nah- und Fernsicht, anpassbare Brillen und dergleichen handeln. This may, for example, to video camcorders, cameras, binoculars, eyeglasses with near and distant vision, adjustable eyeglasses and the like. Besonders vorteilhaft kann es sich bei einem solchen optischen Gerät um ein Mikroskop, insbesondere ein Operationsmikroskop, oder ein Endoskop handeln. It is particularly advantageous may be in such an optical device is a microscope, in particular a surgical microscope or an endoscope.
  • [0048]
    Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein wie vorstehend beschriebenes optisches Element daher in besonders vorteilhafter Weise in einem optischen Gerät mit veränderlicher Fokallänge und/oder mit veränderlicher spektraler Aufspaltung und/oder mit veränderlicher Strahlführung, insbesondere in einem Mikroskop oder einem Endoskop, oder einem Fernrohr, oder einem Teleskop, oder einer Kamera, oder einem Camcorder, oder einer Kamera in einem Mobiltelefon, oder einer Lupe, oder einer Kopflupe, verwendet. According to a further aspect of the invention there is provided a as described above optical element, therefore, in a particularly advantageous manner in an optical device with a variable focal length and / or variable spectral splitting and / or variable beam guide, in particular in a microscope or an endoscope or a telescope or a telescope, or a camera, or a camcorder or a camera in a mobile phone, or a magnifying glass, or a head magnifier used.
  • [0049]
    Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. The invention will now be explained in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying drawings. Es zeigen: Show it:
  • [0050]
    1 1 ein optisches Element gemäß einer ersten aus dem Stand der Technik bekannten Lösung; an optical element according to a first known from the prior art solution;
  • [0051]
    2 2 ein optisches Element einer weiteren aus dem Stand der Technik bekannten Lösung; an optical element of another known from the prior art solution;
  • [0052]
    3 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines optischen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung; a first embodiment of an optical element according to the present invention;
  • [0053]
    4 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines optischen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung; A second embodiment of an optical element according to the present invention;
  • [0054]
    5 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optischen Elements; A third embodiment of an optical element according to the invention; und and
  • [0055]
    6 6 noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optischen Elements. yet another embodiment of an optical element of the invention.
  • [0056]
    Die in den In the 1 1 und and 2 2 dargestellten optischen Elemente optical elements shown 10 10 , . 20 20 sind bereits im Zusammenhang mit der Beschreibungseinleitung erläutert worden, sodass diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird. have already been discussed in connection with the introduction, so that in this regard, please refer to the relevant passages.
  • [0057]
    In den In the 3 3 bis to 6 6 sind optische Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei denen es sich um Linsenelemente mit veränderlicher Brennweite handeln soll. optical elements are represented according to the present invention in which it is to concern lens elements with variable focal length. Die optischen Elemente sollen in einem optischen Gerät mit veränderlichen Fokallänge, beispielsweise in einem Operationsmikroskop oder einem Endoskop (jeweils nicht dargestellt) eingesetzt werden. The optical elements are to be used in an optical device with variable focal length, for example, in a surgical microscope or an endoscope (not shown, respectively).
  • [0058]
    Das in This in 3 3 dargestellte optische Element illustrated optical element 60 60 besteht zunächst aus einem Aufnahmebehälter initially consists of a receiving container 62 62 , der unter anderem durch einen Behälterboden , Among other things, by a container base 64 64 und einem diesem gegenüberliegenden Behälterdeckel and a container lid opposite thereto 63 63 begrenzt ist. is limited. Senkrecht zum Behälterboden Perpendicular to the container base 64 64 verläuft die optische Achse passing the optical axis 61 61 , entlang derer der Strahlengang Along which the beam path 65 65 eines Lichtstrahls durch das optische Element a light beam through the optical element 60 60 hindurch verläuft. extends therethrough.
  • [0059]
    Zumindest in einem Bereich um die optische Achse At least in a region around the optical axis 61 61 herum weist der Behälterboden around, the container bottom 64 64 und ebenso der Behälterdeckel as well as the container lid 63 63 einen transparenten Bereich auf. a transparent area on. Natürlich ist es auch denkbar, dass der gesamte Behälterboden Of course, it is also conceivable that the entire tank bottom 64 64 und der gesamte Behälterdeckel and the entire container lid 63 63 aus einem transparenten Material gebildet sind. are formed of a transparent material.
  • [0060]
    Innerhalb des Aufnahmebehälters Within the receptacle 62 62 befinden sich zwei unterschiedliche, jeweils formflexible Medien There are two different, each form flexible media 66 66 , . 67 67 . , Beide Medien both media 66 66 , . 67 67 sind nicht mit einander mischbar, weisen unterschiedliche optische Eigenschaften (unterschiedliche Brechzahlen n1 und n2) auf und verfügen zumindest über eine ähnliche Dichte. are immiscible with each other, have different optical characteristics (different refractive indices n1 and n2), and have at least a similar density. Darüber hinaus sind beide Medien Moreover, both media 66 66 , . 67 67 transparent. transparent. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann es sich bei den formflexiblen Medien In the present embodiment may be in the form flexible media 66, 67 66, 67 um Flüssigkeiten handeln, wobei beispielsweise das erste Medium be liquids, in which, for example, the first medium 66 66 als Wasser und das zweite Medium than water and the second medium 67 67 als Öl ausgebildet sein kann. may be formed as an oil.
  • [0061]
    Innerhalb des Aufnahmebehälters Within the receptacle 62 62 befindet sich in diesem eine als Anlagefläche is in this one as a contact surface 68 68 ausgebildete Zwischenschicht, die wiederum über eine Öffnung formed intermediate layer, which in turn through an opening 74 74 verfügt. features. Ebenso wie der transparente Bereich des Behälterbodens As well as the transparent area of ​​the container base 64 64 ist auch die Öffnung is also the opening 74 74 innerhalb der Zwischenschicht within the intermediate layer 68 68 konzentrisch um die optische Achse concentrically around the optical axis 61 61 herum ausgebildet. formed around.
  • [0062]
    Bei dem in In the in 3 3 dargestellten Beispiel sind solche Oberflächen innerhalb des Aufnahmebehälters Example shown such surfaces are within the receptacle 62 62 , die mit dem ersten Medium With said first medium 66 66 benetzt werden, durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet, während diejenigen Oberflächen, die mit dem zweiten Medium are wetted by a broken line, while those surfaces with the second medium 67 67 benetzt werden, durch eine strichpunktierte Linie gekennzeichnet sind. are wetted, are characterized by a chain line.
  • [0063]
    Die beiden Flüssigkeiten The two liquids 66 66 , . 67 67 sind über geeignete Mittel im Aufnahmebehälter are by suitable means in the receptacle 62 62 räumlich fixiert, wobei die zweite Flüssigkeit spatially fixed, wherein the second liquid 67 67 zumindest bereichsweise an der als Anlagefläche ausgebildeten Zwischenschicht at least partially at the contact surface formed as the intermediate layer 68 68 innerhalb des Aufnahmebehälters within the receiving container 62 62 anliegt. is applied. Dabei ist die zweite Flüssigkeit Here, the second liquid 67 67 ebenfalls im Bereich der Öffnung also in the area of ​​the opening 74 74 fixiert, sodass sich die Flüssigkeit fixed, so that the liquid 67 67 , die zumindest im Bereich der Grenzfläche That at least in the region of the interface 69 69 zwischen der ersten und zweiten Flüssigkeit between the first and second liquid 66 66 , . 67 67 eine Tropfenform aufweist, konzentrisch um die optische Achse has a teardrop shape, concentrically around the optical axis 61 61 herum erstreckt. extends around.
  • [0064]
    Ein in das optische Element An optical element in the 60 60 eintretender Lichtstrahl incoming light beam 65 65 durchläuft somit zunächst den transparenten Bereich des Behälterbodens thus first passes through the transparent portion of the container bottom 64 64 , anschließend die zweite Flüssigkeit , Then the second liquid 67 67 sowie die Öffnung and the opening 74 74 in der Anlagefläche in the contact surface 68 68 innerhalb des Aufnahmebehälters within the receiving container 62 62 , dann die erste Flüssigkeit , Then the first liquid 66 66 und anschließend einen transparenten Bereich des Behälterdeckels and then a transparent portion of the container lid 63 63 . ,
  • [0065]
    Eine Veränderung der Brennweite des optischen Elements A change in the focal length of the optical element 60 60 und damit eine Veränderung der fokalen Länge des optischen Geräts erfolgt nun in einer Weise, das die Größe und/oder Form der Grenzfläche and thus a change in the focal length of the optical device is now carried out in a manner that the size and / or shape of the interface 69 69 – zum Beispiel deren Krümmung – zwischen den beiden Flüssigkeiten - for example, the curvature - between the two liquids 66 66 , . 67 67 verändert wird. is changed. Dies erfolgt über entsprechend ausgestaltete Mittel This is done by correspondingly configured means 70 70 . , Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Mittel In the present embodiment, the means 70 70 zum Ändern der Grenzfläche To change the interface 69 69 in Form einer Membran in the form of a membrane 71 71 ausgebildet, die einen Teil der Zwischenschicht formed, a portion of the intermediate layer 68 68 bildet. forms. An oder in der Membran On or in the membrane 71 71 befindet sich wenigstens ein Magnet- oder Metallplättchen is at least one magnetic or metal plate 72 72 . , Auf dieses Plättchen On this plate 72 72 kann mittels eines Elektromagneten can by means of an electromagnet 73 73 eingewirkt werden. be acted upon.
  • [0066]
    Wenn das Plättchen When the wafer 72 72 als Magnetplättchen ausgebildet ist, kann dieses, je nach Polung, bei Betätigung des Elektromagneten is constructed as a magnetic plate, this can, depending on the polarity, upon actuation of the solenoid 73 73 in Richtung des Behälterbodens in the direction of the container bottom 64 64 angezogen, oder aber in Richtung des Behälterdeckels attracted, or in the direction of the container lid 63 63 abgestoßen werden. are repelled. Wenn das Plättchen When the wafer 72 72 als Metallplättchen ausgebildet ist, wird dieses bei Betätigung des Elektromagneten is formed as a metal plate, this upon actuation of the solenoid 73 73 entweder angezogen, oder abgestoßen. either attracted or repelled.
  • [0067]
    Durch die Mittel By means 70 70 zum Ändern der Grenzfläche To change the interface 69 69 ist es nunmehr möglich, auf die Flüssigkeit it is now possible to the liquid 67 67 direkt einzuwirken. directly influence. Dies geschieht in einer Weise, das die zweite Flüssigkeit This is done in a manner that the second liquid 67 67 an der Grenzfläche at the interface 69 69 zur ersten Flüssigkeit to the first liquid 66 66 in zumindest einer Vorzugsrichtung – im vorliegenden Beispiel in Richtung der optischen Achse in at least one preferred direction - in the present example in the direction of the optical axis 61 61 – in Richtung der ersten Flüssigkeit - in the direction of the first liquid 66 66 gedrückt wird. is pressed. Dies erfolgt in besonders einfacher und energiesparender Weise durch eine Betätigung der Membran This is done in a particularly simple and energy-saving manner by actuating the membrane 71 71 . ,
  • [0068]
    Im Ausgangszustand befindet sich die Membran In the initial state the membrane is 71 71 in ihrer waagerechten Ausgangsstellung. in its horizontal starting position. Die zweite Flüssigkeit The second liquid 67 67 weist auf der Anlagefläche includes the abutment surface 68 68 eine Tropfenform auf, wobei die Grenzfläche a drop shape, wherein the interface 69 69 zwischen den Flüssigkeiten between the liquids 67 67 und and 66 66 eine flache Krümmung aufweist. having a flat curvature. Dies ist durch eine durchgezogene Linie dargestellt. This is illustrated by a solid line.
  • [0069]
    Wenn nun der Elektromagnet Now, if the electromagnet 73 73 betätigt wird und das Plättchen is actuated and the plate 72 72 beispielsweise in Richtung des Behälterbodens For example, in the direction of the container bottom 64 64 angezogen wird, führt dies dazu, dass sich auch die Membran is tightened, this results in that the membrane 71 71 in Richtung des Behälterbodens in the direction of the container bottom 64 64 auslenkt. deflects. Dadurch wird die zweite Flüssigkeit Thereby, the second liquid 67 67 durch die Öffnung through the opening 74 74 herausgedrückt, wodurch sich die Krümmung der Grenzfläche forced out, thus increasing the curvature of the interface 69 69 in eine wesentlich gewölbtere Form ändert, die durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. changes in a substantially gewölbtere shape that is represented by a dashed line. Die zweite Flüssigkeit The second liquid 67 67 wird somit in Richtung der optischen Achse is thus in the optical axis direction 61 61 in Richtung der ersten Flüssigkeit in the direction of the first liquid 66 66 gedrückt, wodurch sich ebenfalls eine Änderung der Fokallänge des optischen Geräts (nicht dargestellt) ergibt. pressed, thereby also a change in the focal length of the optical device (not shown) is obtained.
  • [0070]
    In In 4 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines optischen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, welches eine weitere Ausgestaltungsform für die Mittel zum Ändern der Grenzfläche aufweist. another embodiment of an optical element is illustrated according to the present invention having a further embodiment of the means for changing the interface.
  • [0071]
    Das in This in 4 4 dargestellte optische Element illustrated optical element 40 40 besteht zunächst wiederum aus einem Aufnahmebehälter consists first turn of a receptacle 42 42 , der unter anderem durch einen Behälterboden , Among other things, by a container base 43 43 und einen diesem gegenüberliegenden Behälterdeckel begrenzt ist. and a container lid opposite thereto is limited. Senkrecht zum Behälterboden Perpendicular to the container base 43 43 verläuft die optische Achse passing the optical axis 41 41 , entlang derer der Strahlengang Along which the beam path 45 45 eines Lichtstrahls durch das optische Element a light beam through the optical element 40 40 hindurch verläuft. extends therethrough. Zumindest in einem Bereich um die optische Achse At least in a region around the optical axis 41 41 herum weist der Behälterboden around, the container bottom 43 43 und ebenso der Behälterdeckel einen transparenten Bereich and also the container cover a transparent area 44 44 auf. on. Natürlich ist es auch denkbar, dass der gesamte Behälterboden Of course, it is also conceivable that the entire tank bottom 43 43 und der gesamte Behälterdeckel aus einem transparenten Material gebildet sind. and the entire container lid are made of a transparent material.
  • [0072]
    Innerhalb des Aufnahmebehälters Within the receptacle 42 42 befinden sich zwei unterschiedliche formflexible Medien There are two different form flexible media 46 46 , . 47 47 . , Beide Medien both media 46 46 , . 47 47 sind nicht mit einander mischbar, weisen unterschiedliche optische Eigenschaften auf und verfügen zumindest über eine ähnliche Dichte. are immiscible with each other, have different optical properties and have at least a similar density. Darüber hinaus sind beide Medien Moreover, both media 46 46 , . 47 47 zumindest teilweise transparent. at least partially transparent. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann es sich bei den formflexiblen Medien ebenfalls um Flüssigkeiten handeln, wobei beispielsweise das erste Medium In the present embodiment, it may likewise be in the form of flexible media to liquids, for example, the first medium 46 46 als Wasser und das zweite Medium than water and the second medium 47 47 als Öl ausgebildet sein kann. may be formed as an oil.
  • [0073]
    Das erste Medium The first medium 46 46 liegt unter anderem an dem zumindest bereichsweise transparenten Behälterdeckel an. is on, inter alia, on the at least partially transparent container lid. Vorteilhaft weisen das Medium und der transparente Bereich des Behälterdeckels gleiche Brechungszahlen n1 auf, so dass weder gebrochene Strahlen, noch unerwünschte Reflexionen entstehen können. Advantageously, the medium and the transparent portion of the container lid have equal refractive indices n1, so that neither refracted rays, can still unwanted reflections arise. Ebenso weisen deshalb auch der transparente Bereich Likewise therefore also have the transparent area 44 44 des Behälterbodens the container base 43 43 und das Medium and the medium 47 47 , das an dem transparenten Bereich That of the transparent region 44 44 anliegt, identische oder ähnliche Brechzahlen n2 auf. is applied, identical or similar refractive indices n2. Behälterdeckel und erstes Medium Container lid and first medium 46 46 , beziehungsweise Behälterboden , Or tank bottom 43 43 und zweites Medium and second medium 47 47 können dann jeweils wie ein einziges Medium betrachtet werden. as a single medium can then be viewed, respectively.
  • [0074]
    Innerhalb des Aufnahmebehälters Within the receptacle 42 42 befindet sich in diesem eine Anlagefläche is in that a contact surface 48 48 in Form einer Zwischenschicht, die wiederum über eine Öffnung in the form of an intermediate layer, which in turn through an opening 52 52 verfügt. features. Ebenso wie der transparente Bereich As well as the transparent area 44 44 des Behälterbodens the container base 43 43 ist auch die Öffnung is also the opening 52 52 innerhalb der Anlagefläche within the contact surface 48 48 konzentrisch um die optische Achse concentrically around the optical axis 41 41 herum ausgebildet. formed around. Die Zwischenschicht kann je nach Ausgestaltungsform eine waagerechte oder aber auch eine schräge Ausrichtung haben. The intermediate layer may have a horizontal or have an oblique orientation depending on the embodiment.
  • [0075]
    Die beiden Flüssigkeiten The two liquids 46 46 , . 47 47 sind über geeignete Mittel im Aufnahmebehälter are by suitable means in the receptacle 42 42 räumlich fixiert, wobei die zweite Flüssigkeit spatially fixed, wherein the second liquid 47 47 zumindest bereichsweise an der Anlagefläche at least partially against the bearing surface 48 48 des Aufnahmebehälters the receiving container 42 42 anliegt. is applied. Dabei ist die zweite Flüssigkeit Here, the second liquid 47 47 ebenfalls im Bereich der Öffnung also in the area of ​​the opening 52 52 fixiert, sodass sich die Flüssigkeit fixed, so that the liquid 47 47 , die zumindest im Bereich der Grenzfläche That at least in the region of the interface 49 49 zwischen der ersten und zweiten Flüssigkeit between the first and second liquid 46 46 , . 47 47 eine Tropfenform aufweist, konzentrisch um die optische Achse has a teardrop shape, concentrically around the optical axis 41 41 herum erstreckt. extends around. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Formgebung und/oder Oberflächenbeschichtung der Anlagefläche This may for example by a suitable shaping and / or surface coating of the contact surface 48 48 realisiert werden. will be realized.
  • [0076]
    Ein in das optische Element An optical element in the 40 40 eintretender Lichtstrahl incoming light beam 45 45 durchläuft somit zunächst den transparenten Bereich thus first passes through the transparent region 44 44 des Behälterbodens the container base 43 43 , anschließend die zweite Flüssigkeit , Then the second liquid 47 47 sowie die Öffnung and the opening 52 52 in der Wand in the wall 48 48 des Aufnahmebehälters the receiving container 42 42 , dann die erste Flüssigkeit , Then the first liquid 46 46 und anschließend einen transparenten Bereich des Behälterdeckels. and then a transparent portion of the container lid.
  • [0077]
    Eine Veränderung der Brennweite des optischen Elements A change in the focal length of the optical element 40 40 und damit eine Veränderung der fokalen Länge des optischen Geräts erfolgt nun in einer Weise, das die Größe und/oder Form der Grenzfläche and thus a change in the focal length of the optical device is now carried out in a manner that the size and / or shape of the interface 49 49 – zum Beispiel deren Krümmung – zwischen den beiden Flüssigkeiten - for example, the curvature - between the two liquids 46 46 , . 47 47 verändert wird. is changed. Dies erfolgt über entsprechend ausgestaltete Mittel This is done by correspondingly configured means 50 50 . , Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Mittel In the present embodiment, the means 50 50 zum Ändern der Grenzfläche To change the interface 49 49 in Form einer Kolbeneinrichtung in the form of a piston means 51 51 ausgebildet, wobei sich der Kolben formed, wherein the piston 51 51 innerhalb eines Zylinders within a cylinder 53 53 bewegt. emotional.
  • [0078]
    Durch die Mittel By means 50 50 zum Ändern der Grenzfläche To change the interface 49 49 ist es nunmehr möglich, auf die Flüssigkeit it is now possible to the liquid 47 47 direkt einzuwirken. directly influence. Dies geschieht in einer Weise, das die zweite Flüssigkeit This is done in a manner that the second liquid 47 47 an der Grenzfläche at the interface 49 49 zur ersten Flüssigkeit to the first liquid 46 46 in zumindest einer Vorzugsrichtung – im vorliegenden Beispiel in Richtung der optischen Achse in at least one preferred direction - in the present example in the direction of the optical axis 41 41 – in Richtung der ersten Flüssigkeit gedrückt wird. - is pressed toward the first liquid. Dies erfolgt in besonders einfacher und energiesparender Weise durch eine Betätigung der Kolbeneinrichtung This is done in a particularly simple and energy-saving manner by actuation of the piston device 51 51 . ,
  • [0079]
    Im Ausgangszustand befindet sich die Kolbeneinrichtung In the initial state the piston device is 51 51 in der mittels einer durchgezogenen Linie dargestellten Ausgangsstellung. in the illustrated by a solid line starting position. Die zweite Flüssigkeit The second liquid 47 47 weist auf der Wand has, on the wall 48 48 eine Tropfenform auf, wobei die Grenzfläche a drop shape, wherein the interface 49 49 zwischen den Flüssigkeiten between the liquids 47 47 und and 46 46 eine flache Krümmung aufweist. having a flat curvature. Dies ist ebenfalls durch eine durchgezogene Linie dargestellt. This is also shown by a solid line.
  • [0080]
    Wenn nun die Kolbeneinrichtung Now, when the piston device 51 51 betätigt und in eine durch die gestrichelte Linie dargestellte zweite Position verschoben wird, wozu lediglich eine geringe Steuerspannung erforderlich ist, wird die zweite Flüssigkeit is actuated and moved in a direction shown by the dotted line second position, for which purpose only a low driving voltage is required, the second liquid is 47 47 durch die Öffnung through the opening 52 52 herausgedrückt, wodurch sich die Krümmung der Grenzfläche forced out, thus increasing the curvature of the interface 49 49 in eine wesentlich gewölbtere Form ändert, die durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. changes in a substantially gewölbtere shape that is represented by a dashed line. Die zweite Flüssigkeit The second liquid 47 47 wird somit in Richtung der optischen Achse is thus in the optical axis direction 41 41 in Richtung der ersten Flüssigkeit in the direction of the first liquid 46 46 gedrückt, wodurch sich ebenfalls eine Änderung der Fokallänge des optischen Geräts (nicht dargestellt) ergibt. pressed, thereby also a change in the focal length of the optical device (not shown) is obtained.
  • [0081]
    Das in This in 5 5 dargestellte optische Element illustrated optical element 80 80 verfügt wiederum über einen Aufnahmebehälter in turn, has a receptacle 82 82 , der durch ein Deckelelement , By a lid member 83 83 , einen Behälterboden , A container bottom 84 84 sowie Seitenwände and side walls 86 86 , . 87 87 begrenzt ist. is limited. Zumindest im Bereich der optischen Achse At least in the optical axis 81 81 , entlang derer die Lichtstrahlrichtung Along which the light beam direction 85 85 verläuft, sind der Behälterboden runs, the container bottom are 82 82 und der Behälterdeckel and the container lid 83 83 transparent ausgebildet. transparent.
  • [0082]
    In dem Aufnahmebehälter In the receiving container 82 82 befinden sich zwei formflexible Medien There are two dimensionally flexible media 90 90 , . 91 91 mit gleicher Dichte, aber unterschiedlichen optischen Eigenschaften. with the same density, but with different optical properties. Im vorliegenden Beispiel hat das erste formflexible Medium In the present example, the first form flexible medium 90 90 eine Brechzahl n1, während das formflexible zweite Medium a refractive index n1, while the second medium form flexible 91 91 eine Brechzahl n2 hat. a refractive index is n2. Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen liegt das zweite Medium In contrast to the embodiments described above, the second medium is 91 91 nicht am Behälterboden not on the container bottom 84 84 oder einer im Aufnahmebehälter or in the receiving container 82 82 befindlichen Zwischenschicht an. located on the intermediate layer.
  • [0083]
    Vielmehr sind die Anlageflächen Rather, the contact surfaces 88 88 , . 89 89 im vorliegenden Beispiel als Teilbereiche der Seitenwände In the present example, as portions of the side walls 86 86 , . 87 87 ausgebildet. educated. Das zweite Medium The second medium 91 91 wird somit seitlich festgehalten, und nicht auf der optischen Achse is thus held laterally, and not on the optical axis 81 81 . , Die Anlageflächen The contact surfaces 88 88 , . 89 89 müssen daher auch nicht transparent ausgebildet sein. must therefore not be transparent. Vorteilhaft ist die Oberfläche der Anlageflächen the surface of the contact surfaces is advantageous 88 88 , . 89 89 jeweils derart gestaltet, dass das zweite Medium each designed in such a way that the second medium 91 91 dort festgehalten wird. is held there.
  • [0084]
    Das erste Medium The first medium 90 90 befindet sich sowohl oberhalb als auch unterhalb des zweiten Mediums is located both above and below the second medium 91 91 , so dass sich die beiden Medien So that the two media 90 90 , . 91 91 an zwei Grenzflächen at two interfaces 92 92 , . 93 93 berühren. touch.
  • [0085]
    Bei dem in In the in 5 5 dargestellten Beispiel sind solche Oberflächen innerhalb des Aufnahmebehälters Example shown such surfaces are within the receptacle 82 82 , die mit dem ersten Medium With said first medium 90 90 benetzt werden, durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet, während diejenigen Oberflächen, die mit dem zweiten Medium are wetted by a broken line, while those surfaces with the second medium 91 91 benetzt werden, durch eine strichpunktierte Linie gekennzeichnet sind. are wetted, are characterized by a chain line.
  • [0086]
    Wenn nun nicht näher dargestellte Mittel zum Ändern der Grenzflächen betätigt werden, wird das zweite Medium If now means not shown are operated for changing the boundary surfaces, the second medium is 91 91 nach außen gedrückt, wodurch sich die Krümmung der Grenzflächen pressed outwardly, thereby the curvature of the boundary surfaces 92 92 , . 93 93 in eine wesentlich gewölbtere Form ändern. Change in a much gewölbtere form. Das zweite Medium The second medium 91 91 wird somit in zwei entgegengesetzt ausgerichtete Vorzugsrichtungen in Richtung der optischen Achse is thus in two oppositely oriented preferential directions in the optical axis direction 81 81 in Richtung des ersten Medium in the direction of the first medium 90 90 gedrückt, wodurch sich ebenfalls eine Änderung der Fokallänge des optischen Geräts (nicht dargestellt) ergibt. pressed, thereby also a change in the focal length of the optical device (not shown) is obtained.
  • [0087]
    In In 6 6 ist schließlich noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optischen Elements Finally yet another embodiment of an optical element 100 100 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Teilfiguren a) und b) jeweils unterschiedliche Betriebszustände darstellen. Prepared according to the present invention, wherein the part figures a) and b) respectively represent different operating states.
  • [0088]
    Das optische Element The optical element 100 100 verfügt wiederum über einen Aufnahmebehälter in turn, has a receptacle 102 102 , unter anderem mit einem Behälterboden , Among other things, a container bottom 103 103 und einem Deckelelement and a lid member 104 104 . , Im vorliegenden Beispiel sollen nicht nur deren Bereiche um die optische Achse In this example, are not only the areas around the optical axis 101 101 herum transparent ausgebildet sein. be formed around transparent. Vielmehr sollen sowohl der Behälterboden Rather, should both the container bottom 103 103 als auch das Deckelement and the cover element 104 104 in ihrer Gesamtheit transparent ausgebildet sein. be transparent in its entirety. Hinzu kommt, dass der Behälterboden In addition, the container bottom 103 103 einen in den Aufnahmebehälter hinein gerichtete, gekrümmte Oberfläche aufweist. having an inside directed into the receiving container, curved surface.
  • [0089]
    Sowohl der Behälterboden Both the tank bottom 103 103 als auch das Deckelelement and the cover element 104 104 weisen eine Brechzahl n1 auf, die identisch oder ähnlich mit der Brechzahl n1 eines ersten, im Aufnahmebehälter have a refractive index n1, the identical or similar to the refractive index n1 of a first, in the receiving container 102 102 befindlichen formflexiblen Mediums located flexibly shaped medium 105 105 ist. is. Bei dem ersten Medium The first medium 105 105 kann es sich beispielsweise um Wasser handeln, während der Behälterboden it may for example be water while the container bottom 103 103 und das Deckelelement and the lid member 104 104 beispielsweise aus Glas gefertigt sind. are made for example of glass.
  • [0090]
    Im Aufnahmebehälter In the receptacle 102 102 befindet sich weiterhin ein zweites formflexibles Medium furthermore located a second form flexible medium 106 106 mit gleicher Dichte wie das erste Medium with the same density as the first medium 105 105 , aber mit einer anderen Brechzahl n2. However, n2 with a different refractive index. Bei dem zweiten Medium handelt es sich beispielsweise um ein Öl. In the second medium is, for example, an oil. Das zweite Medium The second medium 106 106 , das in der Ausgangsposition gemäß That in the initial position shown in 6a 6a ) in etwa eine Kugelform aufweist, ist allseitig vom ersten Medium ) Has approximately a spherical shape, on all sides by the first medium 105 105 umgeben. surround. Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen liegt das zweite Medium somit an keinerlei Anlagefläche an. In contrast to the embodiments described above, the second medium is thus applied to any bearing surface. Da beide Medien Since both media 105 105 , . 106 106 die gleiche Dichte haben und durch die Ausgestaltung des Behälterbodens have the same density and by the design of the container bottom 103 103 ist sichergestellt, dass das zweite Medium This ensures that the second medium 106 106 in der in the 6a 6a in Position gehalten wird. is held in position.
  • [0091]
    Eine Veränderung der Brennweite des optischen Elements A change in the focal length of the optical element 100 100 und damit eine Veränderung der fokalen Länge des optischen Geräts erfolgt nun in einer Weise, das die Größe und/oder Form der Grenzfläche and thus a change in the focal length of the optical device is now carried out in a manner that the size and / or shape of the interface 107 107 – zum Beispiel deren Krümmung – zwischen den beiden Medien - For example, the curvature of which - between the two media 105 105 , . 106 106 verändert wird. is changed. Dies erfolgt über entsprechend ausgestaltete Mittel This is done by correspondingly configured means 108 108 . , Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Mittel In the present embodiment, the means 108 108 zum Ändern der Grenzfläche To change the interface 107 107 in Form einer Kolbeneinrichtung in the form of a piston means 109 109 ausgebildet, wobei sich der Kolben formed, wherein the piston 109 109 entlang seiner Verschieberichtung along its displacement direction 110 110 innerhalb des Aufnahmebehälters within the receiving container 102 102 bewegt. emotional.
  • [0092]
    Aus diesem Grund ist die Kolbeneinrichtung For this reason, the piston device 109 109 aus einem transparenten Material gefertigt, beispielsweise aus Glas. made of a transparent material, for example made of glass. Weiterhin weist die Kolbeneinrichtung Furthermore, the piston means 109 109 vorteilhaft eine Brechzahl n1 auf, die der Brechzahl n1 des ersten Mediums advantageously have a refractive index of n1, the refractive index n1 of the first medium 105 105 entspricht, oder aber ähnlich zu dieser ist. corresponds, or is similar to this.
  • [0093]
    Durch die Mittel By means 108 108 zum Ändern der Grenzfläche To change the interface 107 107 ist es nunmehr möglich, auf das erste Medium it is now possible, on the first medium 105 105 direkt, und auf das zweite Medium directly, and to the second medium 106 106 indirekt einzuwirken. affecting indirectly. Im Ausgangszustand befindet sich die Kolbeneinrichtung In the initial state the piston device is 109 109 in der in in the in 6a 6a dargestellten Ausgangsstellung. Starting position shown. Das zweite Medium The second medium 106 106 weist eine Kugelform auf. has a spherical shape.
  • [0094]
    Wenn nun die Kolbeneinrichtung Now, when the piston device 109 109 betätigt und entlang der Verschieberichtung actuated and along the displacement direction 110 110 in eine in in a in 6b 6b dargestellte zweite Position verschoben wird, wird das zweite Medium in eine elliptische Form gedrückt, wodurch sich ebenfalls eine Änderung der Fokallänge des optischen Geräts (nicht dargestellt) ergibt. illustrated second position is shifted, the second medium is pressed into an elliptical shape, thereby also a change in the focal length of the optical device (not shown) is obtained.

Claims (26)

  1. Optisches Element zum veränderbaren Einstellen der Fokallänge in einem optischen Gerät, mit einem Aufnahmebehälter ( An optical element for variably adjusting the focal length in an optical device (with a receiving container 22 22 , . 42 42 , . 62 62 , . 82 82 ), der ein erstes formflexibles Medium ( ), The (a first form flexible medium 28 28 , . 46 46 , . 66 66 , . 90 90 ) sowie ein zweites formflexibles Medium ( ) And a second form flexible medium ( 29 29 , . 47 47 , . 67 67 , . 91 91 ) beinhaltet, wobei die Medien nicht mischbar sind, wobei die Medien in dem Aufnahmebehälter ( ), Wherein the media are immiscible, wherein the media (in the receptacle 22 22 , . 42 42 , . 62 62 , . 82 82 ) räumlich fixiert sind, wobei das zweite Medium ( ) Are spatially fixed, wherein the second medium ( 29 29 , . 47 47 , . 67 67 , . 91 91 ) zumindest bereichsweise an wenigstens einer Anlagefläche ( ) At least partially (at least one abutment surface 23 23 , . 48 48 , . 68 68 , . 88 88 , . 89 89 ) innerhalb des Aufnahmebehälters ( ) (Within the receptacle 22 22 , . 42 42 , . 62 62 , . 82 82 ) anliegt und wobei sich die beiden Medien an wenigstens einer Grenzfläche ( ) Is present and wherein the two media (at least at an interface 30 30 , . 49 49 , . 69 69 , . 92 92 , . 93 93 ) berühren, und mit Mitteln ( touch), and with means ( 31 31 , . 50 50 , . 70 70 ) zum Ändern der Größe und/oder Form der Grenzfläche(n) ( ) (To adjust the size and / or shape of the interface s) ( 30, 49, 69, 92, 93 30, 49, 69, 92, 93 ) zwischen den beiden Medien, dadurch gekennzeichnet , dass die Mittel ( ) Between the two media, characterized in that the means ( 50 50 , . 70 70 ) zum Ändern der Grenzfläche(n) ( () (To adjust the interfacial n) 49, 69, 92, 93 49, 69, 92, 93 ) zur Einwirkung auf das erste und/oder zweite Medium ausgebildet sind, dass die Mittel ( ) Are designed to act on the first and / or second medium, that the means ( 50 50 , . 70 70 ) zum Ändern der Grenzfläche(n) ( () (To adjust the interfacial n) 49, 69, 92, 93 49, 69, 92, 93 ) zum Erzeugen eines Drucks auf das erste und/oder zweite Medium ausgebildet sind und dass ein Medium über diese Mittel ( ) Are adapted to generate a pressure to the first and / or second medium, and that a medium (this means 50 50 , . 70 70 ) an wenigstens einer Grenzfläche ( ) (On at least one interface 49 49 , . 69 69 , . 92 92 , . 93 93 ) in zumindest einer Vorzugsrichtung ( ) (In at least one preferred direction 41 41 , . 61 61 , . 81 81 ) in Richtung des jeweils anderen Mediums verschoben, insbesondere gedrückt, wird oder werden kann. ) Shifted in the direction of the other medium, in particular pressed, or can be.
  2. Optisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ( An optical element according to claim 1, characterized in that the means ( 50 50 , . 70 70 ) zum Ändern der Grenzfläche(n) ( () (To adjust the interfacial n) 49, 69, 92, 93 49, 69, 92, 93 ) zur Einwirkung auf das zweite Medium ( ) (For acting on the second medium 47 47 , . 67 67 , . 91 91 ) ausgebildet sind und dass das zweite Medium ( ) Are formed and that the second medium ( 47 47 , . 67 67 , . 91 91 ) über diese Mittel ( ) (This means 50 50 , . 70 70 ) an wenigstens einer Grenzfläche ( ) (On at least one interface 49 49 , . 69 69 , . 92 92 , . 93 93 ) in zumindest einer Vorzugsrichtung ( ) (In at least one preferred direction 41 41 , . 61 61 , . 81 81 ) in Richtung des ersten Mediums ( ) (In the direction of the first medium 46 46 , . 66 66 , . 90 90 ) verschoben, insbesondere gedrückt, wird oder werden kann. ) Moved, particularly pressed, or can be.
  3. Optisches Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ( Optical element according to claim 1 or 2, characterized in that the means ( 50 50 , . 70 70 ) zum Ändern der Grenzfläche(n) ( () (To adjust the interfacial n) 49, 69, 92, 93 49, 69, 92, 93 ) zur Einwirkung auf das erste Medium ( ) (For acting on the first medium 46 46 , . 66 66 , . 99 99 ) ausgebildet sind und dass das erste Medium ( ) Are formed and that the first medium ( 46 46 , . 66 66 , . 90 90 ) über diese Mittel ( ) (This means 50 50 , . 70 70 ) an wenigstens einer Grenzfläche ( ) (On at least one interface 49 49 , . 69 69 , . 92 92 , . 93 93 ) in zumindest einer Vorzugsrichtung ( ) (In at least one preferred direction 41 41 , . 61 61 , . 81 81 ) in Richtung des zweiten Mediums ( ) (In the direction of the second medium 47 47 , . 67 67 , . 91 91 ) verschoben, insbesondere gedrückt, wird oder werden kann. ) Moved, particularly pressed, or can be.
  4. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Medien an zwei Grenzflächen ( Optical element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two media (at two interfaces 92 92 , . 93 93 ) berühren und dass ein Medium über die Mittel zum Ändern der Grenzflächen ( touch) and that a medium through the means for changing the boundary surfaces ( 92 92 , . 93 93 ) an einer oder beiden Grenzflächen ( ) (On one or both interfaces 92 92 , . 93 93 ) in zumindest einer Vorzugsrichtung ( ) (In at least one preferred direction 81 81 ) in Richtung des jeweils anderen Mediums verschoben, insbesondere gedrückt, wird oder werden kann. ) Shifted in the direction of the other medium, in particular pressed, or can be.
  5. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche ( Optical element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bearing surface ( 88 88 , . 89 89 ) innerhalb des Aufnahmebehälters ( ) (Within the receptacle 42 42 , . 62 62 , . 82 82 ) als zumindest ein Teilbereich eines Deckelements ( ) As at least a portion of a cover member ( 63 63 , . 83 83 ) und/oder eines Bodenelements ( () And / or a floor element 44 44 , . 64 64 , . 84 84 ) und/oder wenigstens einer Seitenwand ( () And / or at least one side wall 86 86 , . 87 87 ) ausgebildet ist. ) is trained.
  6. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche ( Optical element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bearing surface ( 48 48 , . 68 68 ) innerhalb des Aufnahmebehälters ( ) (Within the receptacle 42 42 , . 62 62 ) als zumindest ein Teilbereich einer innerhalb des Aufnahmebehälters ( ) As at least a portion of a (within the receptacle 42 42 , . 62 62 ) angeordneten Zwischenfläche ausgebildet ist. ) Disposed intermediate surface is formed.
  7. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Medium über die Mittel ( Optical element according to one of claims 1 to 6, characterized in that a medium via the means ( 50 50 , . 70 70 ) zum Ändern der Grenzfläche(n) ( () (To adjust the interfacial n) 49, 69, 92, 93 49, 69, 92, 93 ) derart in Richtung des jeweils anderen Mediums verschoben wird, dass sich die Krümmung wenigstens einer Grenzfläche ( ) Is so displaced in the direction of the respective other medium that the curvature of at least an interface ( 49 49 , . 69 69 , . 92 92 , . 93 93 ) zwischen den beiden Medien ändert. ) Between the two media changes.
  8. Optisches Element zum veränderbaren Einstellen der Fokallänge in einem optischen Gerät, mit einem Aufnahmebehälter ( An optical element for variably adjusting the focal length in an optical device (with a receiving container 102 102 ), der ein erstes formflexibles Medium ( ), The (a first form flexible medium 105 105 ) sowie ein zweites formflexibles Medium ( ) And a second form flexible medium ( 106 106 ) beinhaltet, wobei die Medien nicht mischbar sind, wobei die Medien in dem Aufnahmebehälter ( ), Wherein the media are immiscible, wherein the media (in the receptacle 102 102 ) räumlich fixiert sind und wobei sich die beiden Medien an einer Grenzfläche ( ) Are spatially fixed, and wherein the two media (at an interface 107 107 ) berühren, und mit Mitteln ( touch), and with means ( 108 108 ) zum Ändern der Größe und/oder Form der Grenzfläche ( ) (To adjust the size and / or shape of the interface 107 107 ) zwischen den beiden Medien, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Medium ( ) Between the two media, characterized in that the second medium ( 106 106 ) allseitig von dem ersten Medium ( ) On all sides (of the first medium 105 105 ) umschlossen ist, dass die Mittel ( ) Is enclosed, that the means ( 108 108 ) zum Ändern der Grenzfläche ( ) (For changing the interface 107 107 ) zur Einwirkung auf das erste und/oder zweite Medium ( ) (To act on the first and / or second medium 105 105 , . 106 106 ) ausgebildet sind und dass die Mittel ( ) Are formed and that the means ( 108 108 ) zum Ändern der Grenzfläche ( ) (For changing the interface 107 107 ) zum Erzeugen eines Drucks auf das erste und/oder zweite Medium ( ) (For generating a pressure to the first and / or second medium 105 105 , . 106 106 ) ausgebildet sind. ) Are formed.
  9. Optisches Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ( An optical element according to claim 8, characterized in that the means ( 108 108 ) zum Ändern der Grenzfläche ( ) (For changing the interface 107 107 ) derart auf das erste und/oder zweite Medium ( ) In such a way (on the first and / or second medium 105 105 , . 106 106 ) einwirken, dass sich die Krümmung der Grenzfläche ( ), Act that the curvature of the interface ( 107 107 ) zwischen dem ersten ( ) Between the first ( 105 105 ) und zweiten ( ) And second ( 106 106 ) Medium ändert. ) Medium changes.
  10. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Medium ( Optical element according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first medium ( 46 46 , . 66 66 , . 90 90 , . 105 105 ) und/oder das zweite Medium ( () And / or the second medium 47 47 , . 67 67 , . 91 91 , . 106 106 ) eine Flüssigkeit ist. ) Is a liquid.
  11. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Medium ( Optical element according to one of claims 1 to 10, characterized in that the first medium ( 46 46 , . 66 66 , . 90 90 , . 105 105 ) und/oder das zweite Medium ( () And / or the second medium 47 47 , . 67 67 , . 91 91 , . 106 106 ) gelartig ausgebildet ist. ) Is gel-like.
  12. Optisches Element nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Medium ( Optical element according to claim 10 or 11, characterized in that the second medium ( 47 47 , . 67 67 , . 91 91 , . 106 106 ) in Form eines Tropfens ausgebildet ist. ) Is in the form of a drop.
  13. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Medium ( Optical element according to one of claims 1 to 12, characterized in that the first medium ( 46 46 , . 66 66 , . 90 90 , . 105 105 ) und das zweite Medium ( ) And the second medium ( 47 47 , . 67 67 , . 91 91 , . 106 106 ) die gleiche Dichte aufweisen. ) Have the same density.
  14. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Medium ( Optical element according to one of claims 1 to 13, characterized in that the first medium ( 46 46 , . 66 66 , . 90 90 , . 105 105 ) und das zweite Medium ( ) And the second medium ( 47 47 , . 67 67 , . 91 91 , . 106 106 ) unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen. have) different optical properties.
  15. Optisches Element nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Medium ( An optical element according to claim 14, characterized in that the first medium ( 46 46 , . 66 66 , . 90 90 , . 105 105 ) und das zweite Medium ( ) And the second medium ( 47 47 , . 67 67 , . 91 91 , . 106 106 ) unterschiedliche Brechungszahlen aufweisen. have) different refractive indices.
  16. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Fixierung des ersten ( Optical element according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the spatial fixing of the first ( 46, 66, 90, 105 46, 66, 90, 105 ) und/oder zweiten ( () And / or second 47, 67, 91, 106 47, 67, 91, 106 ) Mediums innerhalb des Aufnahmebehälters ( ) Medium within the receptacle ( 42 42 , . 62 62 , . 82 82 , . 102 102 ) mittels Fixiermitteln erfolgt. ) By means of fixing agents.
  17. Optisches Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiermittel in Form einer besonderen Oberflächengestaltung der Anlagefläche ( Optical element according to claim 16, characterized in that the fixing means (in the form of a special surface configuration of the abutment surface 48 48 , . 68 68 , . 88 88 , . 89 89 ) und/oder in Form einer besonderen Oberflächenbeschaffenheit der Anlagefläche ( ) And / or (in the form of a special surface finish of the contact surface 48 48 , . 68 68 , . 88 88 , . 89 89 ) ausgebildet sind. ) Are formed.
  18. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anlagefläche ( Optical element according to one of claims 1 to 17, characterized in that (in the contact surface 48 48 , . 68 68 ) des Aufnahmebehälters ( () Of the receiving container 42 42 , . 62 62 ), an der das zweite Medium ( ) At which the second medium ( 47 47 , . 67 67 ) anliegt, eine Öffnung ( ) Is applied, an opening ( 52 52 , . 74 74 ) vorgesehen ist und dass das zweite Medium ( ) Is provided and that the second medium ( 47 47 , . 67 67 ) im Bereich der Öffnung ( ) (In the region of the opening 52 52 , . 74 74 ) fixiert ist. ) Is fixed.
  19. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ( Optical element according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the means ( 50 50 , . 108 108 ) zum Ändern der Grenzfläche ( ) (For changing the interface 49 49 , . 107 107 ) als mechanische Mittel ausgebildet sind. ) Are constructed as mechanical means.
  20. Optisches Element nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Mittel als Kolbeneinrichtung ( An optical element according to claim 19, characterized in that the mechanical means (as piston means 51 51 , . 109 109 ) oder Zylindereinrichtung ausgebildet sind. ) Or cylinder means are formed.
  21. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ( Optical element according to any one of claims 1 to 20, characterized in that the means ( 70 70 ) zum Ändern der Grenzfläche ( ) (For changing the interface 69 69 ) in Form einer ansteuerbaren Membran ( ) (In the form of a controllable diaphragm 71 71 ) ausgebildet sind. ) Are formed.
  22. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ( Optical element according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the means ( 50 50 , . 70 70 , . 108 108 ) zum Ändern der Grenzfläche(n) ( () (To adjust the interfacial n) 49, 69, 92, 93, 107 49, 69, 92, 93, 107 ) elektrisch und/oder magnetisch und/oder elektromagnetisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch und/oder piezoelektrisch betätigbar ausgebildet sind. ) Are formed electrically and / or magnetically and / or electromagnetically and / or pneumatically and / or hydraulically and / or piezoelectrically actuated.
  23. Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als Linsenelement oder Prismenelement oder Spiegelelement ausgebildet ist. Optical element according to one of claims 1 to 22, characterized in that it is designed as a lens element or prism element or the mirror element.
  24. Optisches Gerät mit veränderlicher Fokallänge, aufweisend eine Anzahl optischer Elemente, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der optischen Elemente ( An optical device with a variable focal length, comprising a number of optical elements, characterized in that at least one of the optical elements ( 40 40 , . 60 60 , . 80 80 , . 100 100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 23 ausgebildet ist. ) Is designed according to one of claims 1 to 23rd
  25. Verwendung eines optischen Elements ( Using an optical element ( 40 40 , . 60 60 , . 80 80 , . 100 100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 23 in einem optischen Gerät mit veränderlicher Fokallänge und/oder mit veränderlicher spektraler Aufspaltung und/oder mit veränderlicher Strahlführung. ) According to one of claims 1 to 23 in an optical device with a variable focal length and / or variable spectral splitting and / or variable beam guide.
  26. Verwendung eines optischen Elements ( Using an optical element ( 40 40 , . 60 60 , . 80 80 , . 100 100 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 23 in einem Mikroskop, oder einem Endoskop, oder einem Fernrohr, oder einem Teleskop, oder einer Kamera, oder einem Camcorder, oder einer Kamera in einem Mobiltelefon, oder einer Lupe, oder einer Kopflupe. ) According to one of claims 1 to 23 in a microscope or an endoscope or a telescope, or a telescope, or a camera, or a camcorder or a camera in a mobile phone, or a magnifying glass, or a head magnifier.
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