DE3712145C2

DE3712145C2 -

Info

Publication number: DE3712145C2
Application number: DE19873712145
Authority: DE
Inventors: Takeshi Atsugi Kanagawa Jp Baba; Noriyuki Sagamihara Kanagawa Jp Nose; Eigo Kawakami; Toshiyuki Atsugi Kanagawa Jp Nakajima; Nobuo Ebina Kanagawa Jp Kushibiki; Yukichi Atsugi Kanagawa Jp Niwa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-04-11
Filing date: 1987-04-10
Publication date: 1991-04-11
Also published as: DE3712145A1; JPS62239106A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Brennweite eines optischen Bauelements veränderlicher Brennweite nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for adjusting the focal length an optical component of variable focal length according to the preamble of claim 1.

Optische Bauelemente finden in verschiedensten Bereichen Anwendung, zum Beispiel als optische Bauteile in Kameras und Videogeräten, in elektrooptischen Instrumenten für die optische Nachrichtenübertragung sowie in Laserplatten. Als optisches Bauelement dieser Art wurde ein optisches Bauelement mit veränderlicher Brennweite vorgeschlagen, bei dem die Brennweite durch Verformung einer optischen Fläche eines Elastomerteils geändert werden kann (JP-OS 1 11 201/1985).Optical components can be found in various areas Application, for example as optical components in cameras and Video equipment, in electro-optical instruments for optical Message transmission as well as in laser plates. As an optical Component of this type was an optical component with variable Focal length suggested where the focal length by deforming an optical surface of an elastomer part can be changed (JP-OS 1 11 201/1985).

Dieses bekannte optische Bauelement besitzt ein Elastomerteil und ein relativ starres Aperturteil mit einer Öffnung, welche das Elastomerteil kreisförmig kontaktiert, um einen Teil der optischen Fläche des Elastomerteils freizulegen. Diese Fläche läßt sich in ihrer Gestalt ändern durch Verformung des Elastomerteils. Man kann eine Vielfalt von Brennweiten einstellen, indem die auf das Elastomerteil aufgebrachte Kraft variiert wird. This known optical component has an elastomer part and a relatively rigid aperture portion with an opening which the elastomeric part contacts in a circular fashion to form part of the to expose the optical surface of the elastomer part. This area can be changed in shape by deforming the elastomer part. A variety of focal lengths can be set by the force applied to the elastomer part is varied.

In der Praxis wird zum Einstellen der Brennweite gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 das Apertur-Fassungsteil relativ zu dem Gegenfassungsteil über ein Gewinde verdreht, so daß sich die Wölbung des durch Öffnung freiliegenden Elastomerteils und mithin die Brennweite ändert.In practice, the focal length is set according to the generic term of claim 1, the aperture socket part relative to the counterpart part rotated via a thread, so that the curvature of the elastomer part exposed through the opening and therefore changes the focal length.

Die DE 34 24 121 zeigt eine optische Linse mit einer zylindrischen Kammer aus zwei Teilen, die in Gewindeeingriff stehen. An den Stirnseiten des Gehäuses befinden sich Membranelemente. Das Innere des Gehäuses ist mit einem optischen Medium gefüllt. Durch Verdrehen der beiden Gehäuseteile gegeneinander verändert sich die Länge des Gehäuses. Zum Volumenausgleich wölben sich die Membranen an den Stirnseiten mehr oder weniger stark.DE 34 24 121 shows an optical lens with a cylindrical chamber made of two parts that engage in thread stand. Membrane elements are located on the front of the housing. The inside of the case is with an optical Medium filled. By turning the two housing parts against each other the length of the case changes. For volume compensation the membranes bulge more on the end faces or less strong.

Das oben erwähnte optische Bauelement mit dem verformbaren Elastomerteil (siehe auch DE 34 24 069 A1) eröffnet zwar die Möglichkeit, verschiedene Brennweiten relativ einfach zu realisieren. Allerdings hat sich gezeigt, daß die Beziehung zwischen einer Änderung der Brennweite und einer Verformung des Elastomerteils unregelmäßig ist. Es ist daher schwierig, ein solches optisches Bauelement in dem gewünschten Arbeitsbereich so zu steuern, daß die für den jeweiligen Zweck gewünschte Brennweite erhalten wird. Entsprechende Schwierigkeiten können sich bei der optischen Linse nach der DE 34 24 121 A1 ergeben. The above-mentioned optical component with the deformable Elastomer part (see also DE 34 24 069 A1) opens the Possibility to realize different focal lengths relatively easily. However, it has been shown that the relationship between a change in the focal length and a deformation of the elastomer part is irregular. It is therefore difficult to find one optical component in the desired work area control the focal length desired for the purpose is obtained. Corresponding difficulties can arise with the optical lens according to DE 34 24 121 A1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem eine definierte, einer bestimmten Gesetzmäßigkeit folgende Beziehung zwischen der Brennweitenänderung und der Verformung des Elastomerteils erzielen läßt. Außerdem soll ein optisches Bauelement angegeben werden, mit dem sich das Verfahren leicht anwenden läßt.The invention has for its object a method of specify the type mentioned at the beginning, with which a defined, relationship between a certain law the change in focal length and the deformation of the elastomer part can be achieved. In addition, an optical component is to be specified with which the method can be easily applied.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Ein entsprechend ausgestaltetes optisches Bauelement ist im Anspruch 2 angegeben.This object is achieved by the invention specified in claim 1 solved. A correspondingly designed optical component is specified in claim 2.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 13.Advantageous refinements of the invention result from subclaims 2 to 13.

Es wurde herausgefunden, daß eine regelmäßige Änderung der Brennweite entsprechend der Verformung eines Elastomerteils realisiert werden kann, wenn man dauernd eine externe (zusätzliche) Vorspannkraft auf das Elastomerteils eines optischen Bauelements mit veränderlicher Brennweite aufbringt.It has been found that a regular change in the Focal length according to the deformation of an elastomer part can be realized if you have an external (additional) Preload force on the elastomer part of an optical component with a variable focal length.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der genannten Erkenntnis, wonach die zusätzliche konstante Kraft einen im wesentlichen linearen Zusammenhang zwischen Verformung des Elastomerteils einerseits und Brennweitenänderung andererseits ergibt. The method according to the invention is based on the knowledge mentioned, after which the additional constant force essentially one linear relationship between deformation of the elastomer part on the one hand and focal length change on the other.

Unregelmäßigkeiten der freiliegenden Oberfläche des Elastomerteils, insbesondere eine unzureichende Rotationssymmetrie oder eine schlechte sphärische Gestalt, werden vermieden. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme läßt sich die gewünschte Brennweitenänderung in einfacher Weise durch entsprechende Verformung des Elastomerteils erzielen. Wird zum Beispiel die Verformung des Elastomerteils durch Komprimieren des Elastomerteils erzielt, indem Fassungsteil und Gegenfassungsteil gegeneinander gedrückt werden, so darf bei dem erfindungsgemäß verstellten Bauelement erwartet werden, daß sich die Brennweite - in Grenzen - ziemlich genau linear mit dem Ausmaß des Zusammendrückens von Fassungsteil und Gegenfassungsteil ändert.Irregularities in the exposed surface of the Elastomer part, in particular an insufficient rotational symmetry or a bad spherical shape avoided. The measure according to the invention can the desired focal length change in a simple manner achieve appropriate deformation of the elastomer part. Becomes for example the deformation of the elastomer part by compression of the elastomer part achieved by the socket part and counter-socket part can be pressed against each other, so according to the invention adjusted component are expected to be Focal length - within limits - pretty much linear with extent the compression of the version and counter version changes.

Wenn die freiliegende Oberfläche veranlaßt wird, ihre ursprüngliche Gestalt anzunehmen, das heißt diejenige Gestalt, die sie annimmt, wenn keine externe Kraft aufgebracht wird, zum Beispiel eine konvexe oder eine konkave Form, so läßt sich in einigen Fällen die Tendenz feststellen, daß die Krümmung freiliegenden Oberfläche, nachdem das gefertigte Teil die Fertigungsform verlassen hat, etwas kleiner ist als die Krümmung der Formoberfläche, d. h., der beabsichtigten Krümmung. Eine derartige Unregelmäßigkeit kann beispielsweise verursacht werden durch eine Verformung des Elastomerteils beim Lösen von der Form. Erfindungsgemäß wird jedoch ein derartiger unerwünschter Effekt aufgrund einer Abweichung der Krümmung der freiliegenden Oberfläche von der gewünschten Form bei Bedarf im wesentlichen beseitigt, und zwar durch Aufbringung der externen Kraft vorbestimmter Größe.When the exposed surface is caused, its original To take shape, that is, to take shape assumes when no external force is applied, for example a convex or a concave shape, so can in some cases find the tendency to curvature exposed surface after the finished part the Has left the mold, is slightly smaller than the curvature the mold surface, d. H., the intended curvature. Such an irregularity can be caused, for example, by deformation of the elastomer part when detaching from the mold. According to the invention however, such an undesirable effect is due to a deviation in the curvature of the exposed surface essentially of the desired shape if necessary eliminated, by applying the external force predetermined size.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Wenn nicht anders angegeben, verstehen sich sämtliche Prozentangaben und "Teile"-Angaben als auf das Gewicht bezogen, wenn nichts anderes gesagt ist.Exemplary embodiments of the invention are described below the drawing explained in more detail. Unless otherwise stated, all percentages and "parts" are understood than by weight unless otherwise stated.

In der Zeichnung zeigt:The drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht des Elastomerteils eines bereits konzipierten optischen Bauelements veränderlicher Brennweite, Fig. 1 is a schematic longitudinal sectional view of the elastomeric part of a previously designed optical component of variable focal length,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Ausmaß der Verformung des Elastomerteils und der sich dabei ergebenden Brechkraft für das in Fig. 1 gezeigte optische Bauelement, FIG. 2 shows a graphical representation of the relationship between the extent of the deformation of the elastomer part and the resulting refractive power for the optical component shown in FIG. 1, FIG.

Fig. 3 eine Längsschnittansicht des Elastomerteils einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Bauelements mit veränderlicher Brennweite, Fig. 3 is a longitudinal sectional view of the elastomer portion of an embodiment of an optical component according to the invention with variable focal length,

Fig. 4 eine Längsschnittansicht eines optischen Bauelements in einem Zustand, in welchem ein Druckring als Einrichtung zum Aufbringen einer vorbestimmten externen Kraft weggelassen ist, und Fig. 4 is a longitudinal sectional view of an optical device in a state in which a pressure ring omitted as means for applying a predetermined external force, and

Fig. 5 eine schematische Längsschnittansicht, die ein Verfahren zur Verwendung des optischen Bauelements veranschaulicht. Fig. 5 is a schematic longitudinal sectional view illustrating a method for using the optical component.

Zur Beschreibung der Erfindung im einzelnen soll zunächst die Gestalt eines optischen Bauelements ohne eine Einrichtung zur kontinuierlichen Aufbringung einer vorbestimmten externen Kraft beschrieben werden. Ein solches optisches Bauelement wurde bereits in der japanischen Patentanmeldung 88 483/1986 vorgeschlagen.To describe the invention in detail, the Shape of an optical component without a device for continuous application of a predetermined external Force are described. Such an optical component was already in Japanese patent application 88 483/1986 suggested.

Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht durch das Elastomerteil eines optischen Bauelements 1a. Das optische Bauelement 1a umfaßt ein Aperturteil 2 mit einer Apertur oder Öffnung 2a; ein Elastomerteil 3, bestehend aus einer ersten elastomeren Schicht 31 und einer zweiten elastomeren Schicht 32, die auf die erste Schicht auflaminiert ist; und einer Bodenplatte 4. Die Teile sind in der genannten Reihenfolge, beginnend auf der Seite der freiliegenden Oberfläche des Elastomerteils, entlang der optischen Achse Z des optischen Bauelements angeordnet. Fig. 1 is a schematic sectional view through the elastomer part of an optical component 1 a. The optical component 1 a comprises an aperture part 2 with an aperture or opening 2 a; an elastomer part 3 , consisting of a first elastomeric layer 31 and a second elastomeric layer 32 , which is laminated onto the first layer; and a base plate 4 . The parts are arranged in this order, starting on the side of the exposed surface of the elastomer part, along the optical axis Z of the optical component.

Fig. 2 zeigt in Form einer graphischen Darstellung die Korrelation zwischen dem Ausmaß der Verformung ΔZ, gezählt vom Anfangszustand aus, in welchem keine externe Kraft aufgebracht wird, und dem Ausmaß der Veränderung des Brechungsvermögens oder der Brechkraft (dem Reziprokwert der Brennweite) ΔC, ausgedrückt in Dioptrien. Im folgenden wird der obige Wert ΔZ ausgedrückt als Betrag der Bewegungslänge der Bodenplatte 4 entlang der optischen Achse Z. Fig. 2 is a graph showing the correlation between the amount of deformation ΔZ counted from the initial state in which no external force is applied and the amount of change in refractive power or power (the reciprocal of the focal length) ΔC in diopter. In the following, the above value ΔZ is expressed as the amount of the length of movement of the base plate 4 along the optical axis Z.

Gemäß Fig. 2 weisen in einer Zone relativ kleiner Werte von ΔZ die Größen ΔZ und ΔC eine komplizierte Korrelation auf.According to Fig. 2 are in a zone of relatively small values of the sizes .DELTA.Z .DELTA.Z and .DELTA.C a complex correlation.

Im Gegensatz dazu wird bei dem erfindungsgemäßen optischen Bauelement eine externe Vorspannkraft vorbestimmter Größe kontinuierlich auf das Elastomerteil aufgebracht, so daß die Verformung ΔZ und die Brechkraft ΔC eine gute Korrelation aufweisen, wie aus dem im wesentlichen linearen Abschnitt des Graphen in Fig. 2 erkennbar ist. In contrast, in the optical component according to the invention, an external prestressing force of a predetermined size is continuously applied to the elastomer part, so that the deformation ΔZ and the refractive power ΔC have a good correlation, as can be seen from the essentially linear section of the graph in FIG. 2.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Bauelements. Das Bauelement weist auf: ein relativ starres zylindrisches Aperturteil 2 mit einer kreisförmigen Öffnung oder Apertur 2a in seiner Mitte; ein stabförmiges oder scheibenförmiges laminiertes Elastomerteil 3 mit einer ersten elastomeren Schicht 31, die in Berührung steht mit dem Aperturteil 32, und einer zweiten elastomeren Schicht 32, deren Elastizitätsmodul verschieden von dem der ersten elastomeren Schicht ist, und die auf letzterer in laminierter Form aufgebracht ist; eine transparente und relativ starre, kreisscheibenförmige Bodenplatte 4 als Gegenglied, wobei das laminierte Elastomerteil von dem Gegenglied im Verein mit dem Aperturglied 2 sandwichartig eingeschlossen ist; einen zylindrischen Druckring 5 als Mittel zum Aufbringen einer externen Kraft, welches die kreisförmige Bodenplatte 4 beaufschlagt, um andauernd die externe Kraft vorbestimmter Größe auf das laminierte Elastomerteil 3 zwischen dem Aperturglied 2 und der Bodenplatte 4 aufzubringen; die Teile sind in der genannten Reihenfolge, beginnend auf der Seite der freiliegenden Oberfläche des Elastomerteils, entlang der optischen Achse Z des optischen Bauelements angeordnet. Fig. 3 shows a preferred embodiment of the optical device according to the invention. The device comprises: a relatively rigid cylindrical aperture part 2 with a circular opening or aperture 2 a in its center; a rod-shaped or disc-shaped laminated elastomer part 3 with a first elastomeric layer 31 , which is in contact with the aperture part 32 , and a second elastomeric layer 32 , whose modulus of elasticity is different from that of the first elastomeric layer, and which is applied to the latter in laminated form ; a transparent and relatively rigid, circular disk-shaped base plate 4 as a counter member, the laminated elastomer part being sandwiched by the counter member in association with the aperture member 2 ; a cylindrical pressure ring 5 as a means for applying an external force, which acts on the circular bottom plate 4 to continuously apply the external force of a predetermined size to the laminated elastomer member 3 between the aperture member 2 and the bottom plate 4 ; the parts are arranged in this order, starting on the side of the exposed surface of the elastomer part, along the optical axis Z of the optical component.

Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel des optischen Bauelements 1 ist die kreisförmige Bodenplatte 4 in Richtung der optischen Achse Z beweglich angeordnet, um eine gewünschte Verformung des laminierten Elastomerteils 3 zu veranlassen. Wenn letzteres durch Druckbeaufschlagung mit einer positiven externen Kraft verformt wird, haftet der Druckring 5 an dem Aperturteil 2 und ist an diesem fixiert.In the exemplary embodiment of the optical component 1 explained above, the circular base plate 4 is arranged to be movable in the direction of the optical axis Z in order to induce a desired deformation of the laminated elastomer part 3 . If the latter is deformed by the application of pressure with a positive external force, the pressure ring 5 adheres to the aperture part 2 and is fixed thereon.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines optischen Bauelements 1b in einem Zustand, in welchem keine externe Kraft auf das laminierte Elastomerteil 3 aufgebracht wird (d. h., in einem Zustand, in dem der Druckring 5 nicht vorhanden ist). Gemäß Fig. 4 kommt als Material für das stabförmige laminierte Elastomerteil 3 ein natürliches oder synthetisches Polymermaterial mit elastomeren oder elastischen Eigenschaften bei der Temperatur, unter der das Bauelement verwendet werden soll, in Betracht, ohne daß diesbezüglich irgendwelche besonderen Beschränkungen existieren. Derartige elastomere oder elastische Stoffe, die im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden können, haben vorzugsweise einen Elastizitätsmodul E von 10² bis 10⁸ N/m², insbesondere von 10³ bis 10⁶ N/m², und zwar bei der Temperatur, bei der das Bauelement eingesetzt werden soll. Der Elastizitätsmodul (E) wird dargestellt durch E=σ/γ (wobei σ eine Spannung und γ eine elastische Dehnung ist). Der Elastizitätsmodul E läßt sich ermitteln durch einen Eindringversuch entsprechend der japanischen Industrienorm (JIS) K 6301 und K 2808. FIG. 4 is a sectional view of an optical component 1 b in a state in which no external force is applied to the laminated elastomer part 3 (ie, in a state in which the pressure ring 5 is not present). According to Fig. 4, a natural or synthetic polymer material is used as a material for the rod-shaped laminated elastomer part 3 with elastomeric or elastic properties at the temperature at which the component is to be used into consideration, without regard to any particular restrictions. Such elastomeric or elastic materials that can be used in the context of the invention preferably have an elastic modulus E of 10² to 10⁸ N / m², in particular 10³ to 10⁶ N / m², at the temperature at which the component is to be used . The modulus of elasticity (E) is represented by E = σ / γ (where σ is a stress and γ is an elastic strain). The modulus of elasticity E can be determined by a penetration test in accordance with the Japanese industrial standard (JIS) K 6301 and K 2808.

Liegt der Elastizitätsmodul E unterhalb von 10² N/m², so ist es schwierig, eine ursprüngliche oder Anfangs-Form des Elastomerteils exakt herzustellen, da sich das Elastomerteil aufgrund der Schwerkraft oder aufgrund von Schwingungen und anderen Einflüssen zu sehr verformt und zu weich wird. Wenn der Elastizitätsmodul E oberhalb von 10⁸ N/m² liegt, wird die externe Kraft zum Verformen des Elastomerteils unerwünscht groß.If the elastic modulus E is below 10² N / m², then it is difficult to find an original or initial form of the To produce the elastomer part exactly, because the elastomer part due to gravity or due to vibrations and other influences become too deformed and too soft. If the elastic modulus E is above 10⁸ N / m², the external force for deforming the elastomer part becomes undesirable large.

Wenn außerdem das optische Bauelement als Linse oder Objektiv eingesetzt wird, sollte das Elastomerteil vorzugsweise eine hohe Lichtdurchlässigkeit zumindest für die in Betracht kommenden Licht-Wellenlängen aufweisen.If also the optical component as a lens or lens is used, the elastomer part should preferably be a high light transmittance at least for those under consideration have coming light wavelengths.

Beispiele für elastomere Materialien, die im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden können, sind Gummis allgemein, nämlich Naturgummis und synthetische Gummis, wie z. B. Styrol-Butadien-Gummi (SBR), Butadiengummi (BR), Isopren-Gummi (IR), Ethylen-Propylen-Gummi (EPM, EPDM), Butyl-Gummi (IIR), Chloropren-Gummi (CR), Acrylonitril-Butadien-Gummi (NBR), Urethan-Gummi (U), Silicon-Gummi (Si), Fluor-Gummi (FPM), Polysulfid-Gummi (T), Polyäther-Gummi (POR, CHR, CHC) und dergleichen.Examples of elastomeric materials within the scope of the invention can be used, rubbers are general, namely Natural rubbers and synthetic rubbers, such as. B. styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), Ethylene propylene rubber (EPM, EPDM), butyl rubber (IIR), Chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), Urethane rubber (U), silicone rubber (Si), fluorine rubber (FPM), Polysulfide rubber (T), polyether rubber (POR, CHR, CHC) and the like.

Die oben genannten elastomeren Stoffe können nach Bedarf vernetzt werden. Der Elastizitätsmodul E läßt sich dadurch ändern, daß man das Ausmaß der Vernetzung steuert. Die Vernetzung kann erreicht werden durch Verwendung eines Vernetzungsmittels wie Schwefel, Peroxid und dergleichen.The above-mentioned elastomeric substances can be crosslinked as required will. The modulus of elasticity E can thereby change that you control the extent of networking. The networking can be achieved using a crosslinking agent such as sulfur, peroxide and the like.

Die genannten verschiedenen Elastomere können als Stoff für die erste elastomere Schicht 31 oder die zweite elastomere Schicht 32 verwendet werden, während Silicongummi, Ethylen-Propylen-Gummi und dergleichen besonders bevorzugt werden im Hinblick auf gewünschte mechanische Eigenschaften, insbesondere den Elastizitätsmodul und dergleichen, außerdem wegen gewünschter optischer Eigenschaften wie dem Brechungsindex und dergleichen.The various elastomers mentioned can be used as a material for the first elastomeric layer 31 or the second elastomeric layer 32 , while silicone rubber, ethylene-propylene rubber and the like are particularly preferred in view of desired mechanical properties, in particular the modulus of elasticity and the like, because of desired optical properties such as the refractive index and the like.

Wenn die Elastizitätsmoduli der ersten elastomeren Schicht 31 und der zweiten elastomeren Schicht 32, die aus den oben genannten Stoffen bestehen, mit E₁ bzw. E₂ bezeichnet werden, und wenn die Dicken der ersten und der zweiten elastomeren Schicht entlang der optischen Achse Z in der ursprünglichen Gestalt als t₁ bzw. t₂ bezeichnet werden, so gilt vorzugsweise die Beziehung E₁<E₂, und insbesondere wird bevorzugt, wenn die Beziehung t₁t₂ zusammen mit E₁<E₂ erfüllt ist. Bei t₁<t₂ ist die externe Kraft, die zur Verformung des laminierten Elastomerteils 3 aufgebracht wird, erhöht. When the moduli of elasticity of the first elastomeric layer 31 and the second elastomeric layer 32 , which consist of the above-mentioned substances, are denoted by E₁ and E₂, respectively, and when the thicknesses of the first and second elastomeric layers along the optical axis Z in the original Shape are designated as t₁ or t₂, the relationship E₁ <E₂ preferably applies, and is particularly preferred if the relationship t₁t₂ together with E₁ <E₂ is satisfied. At t 1 <t 2, the external force that is applied to deform the laminated elastomer part 3 is increased.

Um außerdem ein laminiertes Elastomerteil 3 zu erhalten, welches in der Lage ist, die freiliegende Oberfläche 3a in praktisch kugelförmiger (sphärischer) Form zu halten, während die Verformung stattfindet, sollte die folgende Beziehung (1) erfüllt sein:Furthermore, in order to obtain a laminated elastomer part 3, which is able to keep the exposed surface 3a in almost spherical (spherical) shape, while the deformation takes place, the following relation (1) should be satisfied:

5 < (E₁xt₁)/(E₂xt₂) < 100 (1)5 <(E₁xt₁) / (E₂xt₂) <100 (1)

Die erste und die zweite elastomere Schicht 31 bzw. 32 können aus ähnlichen Stoffen oder aber auch aus verschiedenen Stoffen bestehen. Allerdings sollten diese elastomeren Schichten vorzugsweise von einem ähnlichen oder gleichen Materialtyp gebildet sein, z. B. aus Silicongummi bestehen, damit das laminierte Elastomerteil 3 ohne Schwierigkeiten mit hervorragenden optischen Eigenschaften aufgrund einer relativ geringen Differenz im Brechungsindex, oder zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Haftvermögens zwischen den beiden Schichten, hergestellt werden kann.The first and the second elastomeric layers 31 and 32 can consist of similar substances or else of different substances. However, these elastomeric layers should preferably be formed from a similar or the same type of material, e.g. B. consist of silicone rubber, so that the laminated elastomer part 3 can be easily produced with excellent optical properties due to a relatively small difference in refractive index, or to maintain a desired adhesion between the two layers.

Das Aperturteil 2, welches das laminierte Elastomerteil aufnimmt, besteht aus einem hohlen und bodenlosen zylindrischen Teil mit einer kreisförmigen Öffnung 2a in seiner Oberseite. Das Teil ist z. B. aus einer 1 bis 2 mm dicken Platte gebildet und besteht aus einem relativ starren Material, z. B. aus einem Metall, Glas oder Harz. The aperture part 2 , which receives the laminated elastomer part, consists of a hollow and bottomless cylindrical part with a circular opening 2 a in its top. The part is e.g. B. formed from a 1 to 2 mm thick plate and consists of a relatively rigid material, for. B. from a metal, glass or resin.

Vorzugsweise besteht das Aperturteil 2 aus einem opaken Material.The aperture part 2 preferably consists of an opaque material.

Die kreisförmige Bodenplatte 4 schließt das laminierte Elastomerteil 3 zwischen sich und dem Aperturteil 2 ein; es kann aus einem relativ starren transparenten Material wie Glas, Harz oder dergleichen bestehen. Vorzugsweise hat es eine Dicke von etwa 1 bis 5 mm.The circular base plate 4 encloses the laminated elastomer part 3 between it and the aperture part 2 ; it can be made of a relatively rigid transparent material such as glass, resin or the like. It preferably has a thickness of approximately 1 to 5 mm.

Die Form der Bodenplatte 4 ist nicht speziell beschränkt, solange es in der Lage ist, im Verein mit dem Aperturteil 2 eine Druck- oder Zugkraft auf das Elastomerteil aufzubringen.The shape of the base plate 4 is not particularly limited as long as it is able to apply a compressive or tensile force to the elastomer part in conjunction with the aperture part 2 .

Gemäß Fig. 3 kann der gegen die Bodenplatte 4 drückende Druckring 5 als Einrichtung zur Aufbringung einer externen Kraft aus einem ähnlichen Material bestehen wie das Aperturteil 2. Durch Befestigen und Fixieren des Druckrings 5 an dem Aperturteil 2 ändert sich der Zustand, in welchem keine externe Kraft auf das Elastomerteil 3 aufgebracht wird (wie Fig. 4 zeigt), in den Zustand, in welchem eine externe Kraft vorbestimmter Größe auf das Elastomerteil 3 aufgebracht wird, so daß das optische Bauelement 1 in der erfindungsgemäßen Weise vorliegt.According to FIG. 3, the pressure ring 5 pressing against the base plate 4 can be made of a similar material as the aperture part 2 as a device for applying an external force. By attaching and fixing the pressure ring 5 to the aperture part 2 , the state in which no external force is applied to the elastomer part 3 (as shown in FIG. 4) changes to the state in which an external force of predetermined magnitude is applied to the elastomer part 3 is applied so that the optical component 1 is present in the manner according to the invention.

Die erwähnte externe Kraft wird auf das Elastomerteil 3 durch den Druckring 5 aufgebracht, mit dem Zweck, eine regelmäßige Korrelation zwischen dem Ausmaß der Änderung der Brechkraft (oder der Brennweite) und dem Ausmaß der Verformung des Elastomerteils zu realisieren. Das Ausmaß der vorbestimmten Kraft wird vorzugsweise bestimmt als Betrag der Verformung des Elastomerteils 3, verursacht durch die auf es aufgebrachte Kraft (d. h., das Ausmaß der Verformung wird gezählt oder gemessen, indem man mit dem in Fig. 4 dargestellten Zustand (ohne externe Kraft) beginnt und zu dem Zustand nach Fig. 3 (mit Vorspannkraft) gelangt).The mentioned external force is applied to the elastomer part 3 by the pressure ring 5 with the purpose of realizing a regular correlation between the extent of the change in the refractive power (or the focal length) and the extent of the deformation of the elastomer part. The amount of the predetermined force is preferably determined as the amount of deformation of the elastomeric member 3 caused by the force applied to it (ie, the amount of the deformation is counted or measured by using the state shown in FIG. 4 (without external force) begins and reaches the state shown in FIG. 3 (with pretensioning force).

Das Ausmaß der Bewegung und der Versetzung (ΔZ₀) der kreisförmigen Bodenplatte 4 entlang der optischen Achse Z, entsprechend der Änderung von dem Zustand nach Fig. 4 in den Zustand nach Fig. 3, kann etwas in Abhängigkeit der Elastizitätsmoduli E₁ und E₂ der ersten bzw. der zweiten elastomeren Schicht variieren, oder in Abhängigkeit der ursprünglichen Dicke der Schichten entlang der optischen Achse Z (t₁ und t₂). Allerdings sollte das Verhältnis ΔZ₀ zur Gesamtdicke (T=t₁+t₂) des laminierten Elastomerteils 3 entlang der optischen Achse Z vorzugsweise 1 bis 20% betragen, vorzugsweise 2 bis 10%.The amount of movement and displacement (ΔZ₀) of the circular base plate 4 along the optical axis Z, corresponding to the change from the state according to FIG. 4 to the state according to FIG. 3, can be somewhat dependent on the elastic moduli E₁ and E₂ of the first or . vary the second elastomeric layer, or depending on the original thickness of the layers along the optical axis Z (t₁ and t₂). However, the ratio ΔZ₀ to the total thickness (T = t₁ + t₂) of the laminated elastomer part 3 along the optical axis Z should preferably be 1 to 20%, preferably 2 to 10%.

Wenn das genannte Verhältnis ΔZ₀ zu T kleiner ist als 1%, ist es schwierig, eine gute oder regelmäßige Korrelation (z. B. eine Proportionalität) zwischen dem Ausmaß der Verformung des Elastomerteils 3 (ΔZ) und dem Ausmaß der Änderung der Brechkraft (ΔC) des optischen Bauelements 1 zu erhalten, oder es kann Schwierigkeiten bereiten, die Unregelmäßigkeit der freiliegenden Oberfläche 3a zu vermeiden. Im vorliegenden Fall werden sowohl ΔZ als auch ΔC, ausgehend von dem in Fig. 3 gezeigten Zustand, gemessen.If the said ratio ΔZ₀ to T is less than 1%, it is difficult to establish a good or regular correlation (e.g. a proportionality) between the degree of deformation of the elastomer part 3 (ΔZ) and the degree of change in the refractive power (ΔC ) to obtain the optical component 1 , or it can be difficult to avoid the irregularity of the exposed surface 3 a. In the present case, both ΔZ and ΔC are measured, starting from the state shown in FIG. 3.

Wenn andererseits das Verhältnis ΔZ₀ zu T größer als 20% ist, wird die von dem Druckglied 5 auf das Elastomerteil 3 aufgebrachte externe Kraft zum Ändern des Wertes von ΔZ₀ unerwünscht groß.On the other hand, if the ratio ΔZ₀ to T is larger than 20%, the external force applied by the pressure member 5 to the elastomer part 3 for changing the value of ΔZ₀ becomes undesirably large.

Bei der Erfindung kann die erwähnte regelmäßige Korrelation zwischen dem Ausmaß der Verformung des Elastomerteils 3 und dem Ausmaß der Änderung der Brechkraft (oder der Brennweite) vorzugsweise eine funktionelle Korrelation entsprechend einer gewissen Formel sein, z. B. eine Proportionalität, eine umgekehrte Proportionalität oder ein Exponential-Verlauf. Diese Korrelation kann vorzugsweise eine Proportionalität oder eine lineare Korrelation sein, damit die Brechkraft sehr einfach genau gesteuert werden kann.In the invention, the mentioned regular correlation between the extent of the deformation of the elastomer part 3 and the extent of the change in the refractive power (or the focal length) can preferably be a functional correlation according to a certain formula, e.g. B. a proportionality, an inverse proportionality or an exponential curve. This correlation can preferably be a proportionality or a linear correlation, so that the refractive power can be controlled very easily.

Um die Unregelmäßigkeit der freiliegenden Oberfläche zu vermeiden, kann die externe Kraft, die durch das Druckglied 5 auf die Bodenplatte 4 aufgebracht wird, vorzugsweise in einer solchen Richtung wirken, daß die Flächengröße der freiliegenden Oberfläche 3a vergrößert wird. Wenn also die ursprüngliche Form der freiliegenden Oberfläche 3a konvex ist, während keine externe Kraft einwirkt, wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird vorzugsweise eine externe Kraft in eine Richtung aufgebracht, bei der das Elastomerteil 3 druckbeaufschlagt wird, indem die Bodenplatte 4, wie Fig. 3 zeigt, nach oben bewegt wird. Wenn andererseits die ursprüngliche Form der freiliegenden Oberfläche konkav ist (dieses Beispiel ist in der Zeichnung nicht dargestellt), so wird vorzugsweise eine externe Kraft in einer Richtung aufgebracht, bei der das Elastomerteil 3 einem Unterdruck ausgesetzt wird, indem die Bodenplatte 4 nach unten gezogen wird. Wenn das Elastomerteil 3 von Unterdruck beaufschlagt wird, ist es erforderlich, die erste Elastomerschicht 31 fest an dem Aperturteil 2 zu fixieren (d. h., die Fläche auf der Seite der freiliegenden Oberfläche 3a fest mit dem Aperturteil 2 zu verbinden).In order to avoid the irregularity of the exposed surface, the external force, which is applied to the base plate 4 by the pressure member 5 , can preferably act in such a direction that the area size of the exposed surface 3 a is increased. Thus, if the original shape of the exposed surface of a convex is 3, is applied while no external force, as shown in Fig. 4 is shown, an external force is applied in one direction, preferably wherein said elastomeric member is pressurized 3 in that the base plate 4, as Fig. 3 shows, is moved upward. On the other hand, if the original shape of the exposed surface is concave (this example is not shown in the drawing), an external force is preferably applied in a direction in which the elastomer part 3 is subjected to a negative pressure by pulling the bottom plate 4 downward . If the elastomer part 3 is subjected to negative pressure, it is necessary to fix the first elastomer layer 31 firmly to the aperture part 2 (ie to firmly connect the surface on the side of the exposed surface 3 a to the aperture part 2 ).

Als Mittel zur Aufbringung einer externen Kraft kommen an sich bekannte Mittel zum Einsatz, darunter eine Feder, eine Spirale und dergleichen, also Mittel, die in der Lage sind, eine konstante externe Kraft auf das Elastomerteil 3 aufzubringen. Diese Teile und deren Verwendung unterliegen nur insoweit einer Einschränkung, als gewährleistet sein muß, daß sie die optischen Eigenschaften des optischen Bauelements 1 (im Fall eines Objektivs also beispielsweise die Durchlässigkeit für einen Lichtstrahl) nicht beeinträchtigen. Um eine externe Kraft stabil und genau gesteuert auf das Elastomerteil 3 aufzubringen, wird vorzugsweise eine statische Aufbringeinrichtung wie der oben erwähnte Druckring 5 verwendet.As a means for applying an external force, means known per se are used, including a spring, a spiral and the like, that is to say means which are able to apply a constant external force to the elastomer part 3 . These parts and their use are subject to a restriction only insofar as it must be ensured that they do not impair the optical properties of the optical component 1 (in the case of an objective, for example, the permeability to a light beam). In order to apply an external force to the elastomer part 3 in a stable and precisely controlled manner, a static application device such as the pressure ring 5 mentioned above is preferably used.

Das optische Bauelement 1 mit dem oben beschriebenen Aufbau kann beispielsweise in seiner Gesamtheit in zylindrischer Form ausgebildet sein, wie Fig. 3 zeigt. Allerdings kann im Rahmen der Erfindung das optische Bauelement auch beispielsweise ein Elastomerteil in Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds und ein Aperturteil mit einer rechtwinkligen, schlitzförmigen Öffnung in der Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds aufweisen. Die schlitzförmige freiliegende Oberfläche eines solchen Bauelements kann als zylindrische Linse, als torische Linse und dergleichen fungieren.The optical component 1 with the structure described above can be designed, for example, in its entirety in a cylindrical shape, as shown in FIG. 3. However, in the context of the invention, the optical component can also have, for example, an elastomer part in the form of a rectangular parallelepiped and an aperture part with a rectangular, slit-shaped opening in the form of a rectangular parallelepiped. The slit-shaped exposed surface of such a component can function as a cylindrical lens, as a toric lens and the like.

Außerdem kann die freiliegende Oberfläche 3a des Elastomerteils 3 als reflektierende Oberfläche ausgebildet sein, z. B., indem man auf die freiliegende Oberfläche Metall aufdampft. Bei einer solchen Ausführungsform muß der Stoff, aus dem das Elastomerteil besteht, nicht unbedingt transparent sein. Außerdem können in dem Elastomerteil Füllstoffe, z. B. ein Metallpulver, dispergiert sein.In addition, the exposed surface 3 a of the elastomer part 3 can be formed as a reflective surface, for. B. by evaporating metal onto the exposed surface. In such an embodiment, the material from which the elastomer part is made does not necessarily have to be transparent. In addition, fillers, e.g. B. a metal powder, be dispersed.

Nachdem das den oben beschriebenen Aufbau aufweisende optische Bauelement 1 hergestellt ist, indem eine externe Vorspannkraft auf das Elastomerteil ausgeübt wurde, läßt sich das Bauelement betreiben, indem eine zusätzliche externe Kraft auf das Bauelement aufgebracht wird, damit sich die Brennweite (oder der Brechungsindex) ändert. Dies geschieht mittels zusätzlicher Verformung des Elastomerteils.After the optical component 1 having the structure described above is manufactured by exerting an external prestressing force on the elastomer part, the component can be operated by applying an additional external force to the component so that the focal length (or the refractive index) changes . This is done by means of additional deformation of the elastomer part.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei der ein zylindrisches Treiberglied 6 in Richtung der optischen Achse Z beweglich angeordnet ist und in Berührung mit einer Seite der kreisförmigen Bodenplatte 4, die den Druckring 5 kontaktiert, steht. Das Treiberglied 6 ist an eine (nicht gezeigte) Antriebsvorrichtung, z. B. einen Motor oder eine Spirale, angeschlossen. Fig. 5 shows an arrangement in which a cylindrical driver member is movably disposed in the optical axis direction Z 6 and in contact with one side of the circular bottom plate 4 contacting the compression ring 5, is available. The driver member 6 is connected to a drive device (not shown), e.g. B. a motor or a spiral connected.

Wenn das Treiberglied 6 nach oben bewegt wird und dadurch auf das Elastomerteil 3 ein positiver Druck aufgebracht wird, wird die freiliegende Oberfläche 3a des Elastomerteils 3 noch weiter, als in Fig. 3 gezeigt ist, durch die Öffnung 2a des Aperturteils 2 vorgeschoben, so daß sich eine konvexe Linse entsprechend der Stärke des aufgebrachten Drucks ausbildet. Es läßt sich also durch Steuern der Stärke des auf das Elastomerteil aufgebrachten Drucks die Form der konvexen Linse reversibel ändern, wodurch man eine gewünschte Brennweite erhalten kann.If the driver member 6 is moved upwards and thereby a positive pressure is applied to the elastomer part 3 , the exposed surface 3 a of the elastomer part 3 is pushed even further than shown in FIG. 3 through the opening 2 a of the aperture part 2 , so that a convex lens is formed according to the strength of the pressure applied. Thus, by controlling the strength of the pressure applied to the elastomeric member, the shape of the convex lens can be reversibly changed, whereby a desired focal length can be obtained.

Die externe Kraft vorbestimmter Stärke wird z. B. dadurch auf das Elastomerteil 3 aufgebracht, daß man den in Fig. 3 gezeigten Druckring 5 verwendet. Aus diesem Grund gibt es eine gute Korrelation (z. B. einer Proportionalität) zwischen dem Ausmaß der Verformung des Elastomerteils (ΔZ, gezählt vom Zustand gemäß Fig. 3 aus), hervorgerufen durch das Treiberglied 6, und dem Ausmaß der Änderung der Brechkraft (ΔC, gemessen vom Zustand nach Fig. 3 aus).The external force of predetermined strength is e.g. B. applied to the elastomer part 3 by using the pressure ring 5 shown in Fig. 3. For this reason, there is a good correlation (e.g. proportionality) between the extent of the deformation of the elastomer part (ΔZ, counted from the state according to FIG. 3) caused by the driver element 6 and the extent of the change in the refractive power ( ΔC, measured from the state according to FIG. 3).

Durch Steuern der oben genannten Verformung läßt sich also eine gewünschte Brechkraft (oder eine gewünschte Brennweite) exakt einstellen.By controlling the above-mentioned deformation, a desired refractive power (or a desired focal length) set exactly.

Wenn andererseits ein negativer Druck (eine Zugkraft) auf das Elastomerteil 3 aufgebracht wird, kann dessen freiliegende Oberfläche 3a eine reversibel veränderliche konkave Linse (in der Zeichnung nicht dargestellt) darstellen, bei der eine gute Korrelation zwischen ΔZ und ΔC vorhanden ist. In diesem Fall wird der Druckring 5 an der Bodenplatte 4 befestigt, nicht jedoch an dem Aperturteil 2.On the other hand, if a negative pressure (a tensile force) is applied to the elastomer part 3 , its exposed surface 3 a can represent a reversibly variable concave lens (not shown in the drawing), in which there is a good correlation between ΔZ and ΔC. In this case, the pressure ring 5 is fastened to the base plate 4 , but not to the aperture part 2 .

Die Wirkung des oben beschriebenen optischen Bauelements 1 läßt sich leicht analysieren, z. B. entsprechend dem Finit-Element-Verfahren unter Verwendung eines Strukturanalyseprogramms.The effect of the optical component 1 described above can be easily analyzed, e.g. B. according to the finite element method using a structure analysis program.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind das Treiberglied 6 und der Druckring 5 als Mittel zum Aufbringen einer externen Kraft vorbestimmter Größe als separate Teile ausgebildet. Es ist im Rahmen der Erfindung jedoch ebenfalls möglich, ein einzelnes Teil zu verwenden, das in der Lage ist, eine externe Kraft mit vorbestimmter Stärke aufzubringen (z. B. kann dies mit Hilfe des Treiberglieds 6 geschehen), anstatt beide Teile 5 und 6 vorzusehen.In the embodiment described above, the driver member 6 and the pressure ring 5 as means for applying an external force of a predetermined size are formed as separate parts. However, it is also possible within the scope of the invention to use a single part which is able to apply an external force with a predetermined strength (for example this can be done with the aid of the driver member 6 ) instead of both parts 5 and 6 to provide.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein als Laminat ausgebildetes Elastomerteil 3 verwendet, was insofern vorteilhaft ist, als die Form der freiliegenden Oberfläche 3a in der gewünschten Form aufrechterhalten werden kann, einschließlich Kugelform oder dergleichen, während die Verformung des Elastomerteils vonstatten geht. Es ist aber ebenfalls möglich, eine gute Korrelation zwischen ΔZ und ΔC zu erreichen, wenn man ein aus einer einzigen Schicht bestehendes Elastomerteil anstelle des als Laminat ausgebildeten Elastomerteils 3 verwendet.In the embodiment described above, an elastomer part 3 formed as a laminate is used, which is advantageous in that the shape of the exposed surface 3 a can be maintained in the desired shape, including spherical shape or the like, while the deformation of the elastomer part takes place. However, it is also possible to achieve a good correlation between ΔZ and ΔC if an elastomer part consisting of a single layer is used instead of the elastomer part 3 designed as a laminate.

Die Erfindung schafft ein optisches Bauelement mit veränderlicher Brennweite, umfassend eine Einrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen einer externen Kraft vorbestimmter Größe auf ein elastomeres Teil des Bauelements, dessen Brechkraft (oder Brennweite) mühelos mit größerer Genauigkeit gesteuert werden kann. Der genannte Effekt läßt sich dadurch erreichen, daß man die Unregelmäßigkeiten der freiliegenden Oberfläche beseitigt und eine gute Korrelation zwischen dem Ausmaß der Verformung oder Versetzung des elastomeren Teils und der Änderung der Brechkraft (oder der Brennweite) realisiert.The invention creates an optical component with variable Focal length, comprising a device for continuous Apply an external force of a predetermined magnitude on an elastomeric part of the component, its refractive power (or focal length) effortlessly with greater accuracy can be controlled. The effect mentioned can be achieve that the irregularities of the exposed Surface eliminated and a good correlation between the Extent of deformation or misalignment of the elastomeric part and the change in refractive power (or focal length).

Im folgenden soll ein Beispiel eines solchen Bauelements detailliert erläutert werden:An example of such a component is to be detailed below are explained:

example

Es wurde ein optisches Bauelement 1b gemäß Fig. 4 hergestellt.It has been an optical component 1 b of FIG. 4 is produced.

Das als Laminat ausgebildete Elastomerteil 3 wurde dadurch hergestellt, daß eine transparente, zweite elastomere Schicht 32 mit einer Dicke t₂ von 4 mm entlang der optischen Achse Z auf einer transparenten, ersten elastomeren Schicht 31 mit einer Dicke t₁ von 1 mm entlang der optischen Achse Z auflaminiert wurde. Die erste elastomere Schicht 31 wurde gebildet durch Herstellen eines Gemisches von 100 Teilen eines Silicongummis (Handelsbezeichnung: KE 106 der Fa. Shinetsu Kagaku Kogyo K. K.) und 10 Teilen eines Aushärtemittels (Handelsbezeichnung: Catalyst RG, hergestellt durch Shinetsu Kagaku Kogyo K. K.) durch Zusammenfügen der Stoffe und Mischen, woraufhin das Gemisch unter Vakuum entgast wurde, bevor es bei 65°C 4 Stunden lang ausgehärtet wurde. Die zweite elastomere Schicht 32 wurde gebildet durch Herstellen eines Gemisches aus 10 Gew.-Teilen Silicongummi KE 106, 1 Gew.-Teil des Aushärtemittels Catalyst RG, 100 Gew.-Teilen Silicongummi KE 104 Gel und 10 Gew.-Teilen des Aushärtemittels Catalyst 104 (jeweils von der Firma Shinetsu Kagaku Kogyo K. K. hergestellt), durch Mischen der Stoffe, durch Entgasen des Gemisches unter Vakuum und durch anschließendes Aushärten des Gemisches bei einer Temperatur von 40°C während einer Standzeit von 72 Stunden.The formed as a laminate elastomer part 3 was produced in that a transparent, second elastomeric layer 32 with a thickness t₂ of 4 mm along the optical axis Z on a transparent, first elastomeric layer 31 with a thickness t₁ of 1 mm along the optical axis Z was laminated. The first elastomeric layer 31 was formed by preparing a mixture of 100 parts of a silicone rubber (trade name: KE 106 from Shinetsu Kagaku Kogyo KK) and 10 parts of a curing agent (trade name: Catalyst RG, manufactured by Shinetsu Kagaku Kogyo KK) by joining the Fabrics and mixing, after which the mixture was degassed under vacuum before being cured at 65 ° C for 4 hours. The second elastomeric layer 32 was formed by making a mixture of 10 parts by weight of KE 106 silicone rubber, 1 part by weight of the curing agent Catalyst RG, 100 parts by weight of silicone rubber KE 104 Gel and 10 parts by weight of the curing agent Catalyst 104 (each manufactured by Shinetsu Kagaku Kogyo KK), by mixing the substances, by degassing the mixture under vacuum and then curing the mixture at a temperature of 40 ° C. for a standing time of 72 hours.

Dann wurde ein laminiertes Elastomerteil 3 in der ursprünglichen Gestalt eines Stabs mit sphärischer freiliegender Oberfläche 3a gebildet, wobei der Krümmungsradius der sphärischen Oberfläche 50 mm betrug, während eine Bodenfläche (d. h., die der Bodenplatte 4 gegenüberliegende Bodenfläche) einen Durchmesser von 25 mm besaß.Then a laminated elastomer part 3 was formed in the original shape of a rod with a spherical exposed surface 3 a, the radius of curvature of the spherical surface being 50 mm, while a bottom surface (ie, the bottom surface 4 opposite the bottom surface) had a diameter of 25 mm.

Dann wurde das in Fig. 4 dargestellte optische Bauelement 1b fertiggestellt, indem das oben beschriebene laminare Elastomerteil 3 zwischen einer kreisförmigen Bodenplatte 4 eines Durchmessers von 30 mm und einem zylindrischen Aperturteil 2 mit einer kreisförmigen Öffnung 2a eines Durchmessers von 20 mm und einem Innendurchmesser von 30 mm sandwichartig eingefaßt wurde. Bezüglich weiterer Einzelheiten bei der Herstellung des optischen Bauelements 1b sei verwiesen auf die auf einer Anmeldung der Anmelderin der vorliegenden Erfindung zurückgehende japanische Patentanmeldung 88 483/1986.Then the optical component 1 b shown in FIG. 4 was completed by the above-described laminar elastomer part 3 between a circular base plate 4 with a diameter of 30 mm and a cylindrical aperture part 2 with a circular opening 2 a with a diameter of 20 mm and an inner diameter of 30 mm was sandwiched. For further details in the manufacture of the optical component 1 is b referred to the present invention goes back to an application by the applicant, Japanese Patent Application 88 483/1986.

Dann wurde, wie Fig. 3 zeigt, ein aus Aluminium bestehender zylindrischer Druckring 5 mit einem Innendurchmesser von 25 mm an dem Aperturteil 2 befestigt, wodurch die Bodenplatte 4 nach oben bewegt wurde (d. h. in die einer Druckbeaufschlagung des Elastomerteils 3 entsprechende Richtung), und zwar um ein Stück ΔZ₀=0,2 mm, gemessen vom Zustand des optischen Bauelements 1b gemäß Fig. 4 entlang der optischen Achse Z, so daß das in Fig. 3 gezeigte erfindungsgemäße optische Bauelement 1 erhalten wurde. Bei dem Bauelement 1 nach Fig. 3 wurden Unregelmäßigkeiten, wie sie möglicherweise bei der Bildung des Elastomerteils 3 hätten erwartet werden können, vermieden, und es wurde eine optische Oberfläche mit hoher Genauigkeit erhalten.Then, as shown in FIG. 3, an aluminum cylindrical pressure ring 5 having an inner diameter of 25 mm was attached to the aperture part 2 , whereby the base plate 4 was moved upward (ie in the direction corresponding to pressurization of the elastomer part 3 ), and , along the optical axis while being a piece ΔZ₀ = 0.2 mm measured from the state of the optical component 1 b of FIG. 4 Z, so that the inventive optical component 1 shown in Fig. 3 was obtained. In the component 1 according to FIG. 3, irregularities, as might possibly have been expected when the elastomer part 3 was formed , were avoided, and an optical surface with high accuracy was obtained.

Gemäß Fig. 5 wurde ein zylindrisches Treiberglied 6 mit einem Innendurchmesser von 23 mm in dem optischen Bauelement 1 angeordnet, und mit Hilfe des Treiberglieds 6 wurde die aus Glas bestehende Bodenplatte 4 in der einer Druckbeaufschlagung des Elastomerteils 3 entsprechenden Richtung um ein Stück ΔZ=0-0,4 mm, gemessen vom Zustand nach Fig. 3 aus, entlang der optischen Achse Z bewegt. Als Ergebnis dieses Vorgangs verformte sich die freiliegende Oberfläche 3a des Elastomerteils 3 reversibel und kontinuierlich, während eine praktisch sphärische Oberfläche mit einem Krümmungsradius im Bereich von 45-30 mm beibehalten wurde.Referring to FIG. 5, a cylindrical driver member 6 was repeated with an inner diameter of 23 mm in the optical component 1 is arranged, and with the help of the drive member 6, the glass-made base plate 4 in the pressurization of the elastomer part 3 corresponding direction by a piece .DELTA.Z = 0 -0.4 mm, measured from the state according to FIG. 3, moved along the optical axis Z. As a result of this operation, the exposed surface 3 deformed reversibly and continuously a portion of the elastomer 3, while a substantially spherical surface was maintained mm with a radius of curvature in the range of 45-30.

In diesem Fall wurde entsprechend dem obigen Wert ΔZ die Brechkraft des optischen Bauelements 1 fast linear in dem Bereich von 8,8-13,3 Dioptrien geändert.In this case, according to the above value ΔZ, the refractive power of the optical component 1 was changed almost linearly in the range of 8.8-13.3 diopters.

Claims

1. A method for setting the focal length of an optical component of variable focal length, the component being constructed from

- an elastomer part ( 3 ) with an optically effective surface ( 3 a),
- A rigid against this, an opening ( 2 a) having aperture socket part ( 2 ), against which the elastomer part lies with part of the optical surface ( 3 a), and
a counter-mounting part ( 4 ) for mounting the elastomer part together with the aperture mounting part,

wherein an external force deforming the elastomeric part is optionally exerted on this via one of the mounting plates in order to adjust the focal length to the desired value by an accompanying change in shape of the optical surface, characterized in that, in order to achieve a preload, a further, constant force is continuously applied to the Elastomer part is exercised such that the relationship between the deformation and the change in focal length is substantially linear.

2. Optical component of variable focal length for performing of the method according to claim 1, characterized in that means are provided that a permanent, exert constant force on the elastomer part.

3. The component according to claim 2, wherein the change in thickness of Elastomer part along the optical axis as a result of the exerted constant force 1 to 20%, based on the original Thickness is.

4. The component according to claim 2, wherein the change in thickness of Elastomer part is 2 to 10%.

5. The component according to claim 2, 3 or 4, in which the optical effective area without exerted constant force convex or is concave.

6. The component according to one of claims 2 to 5, in which the optically effective surface is reflective.

7. The component according to one of claims 2 to 6, wherein the Elastic modulus of the elastomer part 10² to 10⁸ N / m², is.

8. The component according to one of claims 2 to 7, in which the Modulus of elasticity of the elastomer part 10³ to 10⁶ N / m² is.

9. The component according to one of claims 2 to 8, in which the Elastomer part a silicone rubber or an ethylene-propylene rubber is.

10. The component according to one of claims 2 to 8, wherein the elastomer part is a laminate of two elastomer layers ( 31 and 32 ) lying one behind the other in the direction of the optical axis.

11. The component according to claim 10, in which the elastic modulus E₁ of the aperture-facing part facing the first elastomeric layer ( 31 ) is greater than the elastic modulus E₂ of the second elastomeric layer ( 32 ).

12. The component according to claim 10 or 11, wherein the thickness t₁ the first elastomeric layer less than or equal to that Thickness t₂ of the second elastomeric layer along the optical Axis is.

13. The component according to claim 11 or 12, wherein the relationship 5 <(E₁xt₁) / (E₂xt₂) <100.