DE3842199A1

DE3842199A1 - Refraktor mit veraenderbarem brechungsverhalten

Info

Publication number: DE3842199A1
Application number: DE19883842199
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Phys Thiele
Original assignee: ELECTRONIC WERKE DEUTSCHLAND
Current assignee: ELECTRONIC WERKE DEUTSCHLAND
Priority date: 1988-12-15
Filing date: 1988-12-15
Publication date: 1990-06-21

Description

Die Erfindung geht aus von einem Refraktor gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 1.

Derartige Refraktoren mit veränderbarem Brechungsverhalten werden insbesondere benötigt zur Realisierung von Photoobjek tiven mit veränderbarer Brennweite, für Fernrohre mit verän derbarem Betrachtungsabstand, für Prismen, für Sehbrillen mit Umsteuerung auf Nahsicht und Fernsicht und dgl. Ein Nach teil der bekannten optischen Systeme dieser Art besteht dar in, daß mechanisch angetriebene Elemente zur Veränderung des geometrischen Abstandes einzelner Linsen erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Refraktor mit elektrisch trägheitslos steuerbarem Brechungsverhalten zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Er findung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein Refraktor geschaf fen, dessen Brechungsverhalten ohne mechanische Bewegung von Linsen trägheitslos elektronisch veränderbar ist. Dadurch können ZOOM-Objektive, Fernrohre und Sehbrillen geschaffen werden, die lediglich durch Änderung einer angelegten Steuer spannung auf unterschiedliche Brennweiten und Betrachtungsab stände umschaltbar sind. Vorzugsweise kann eine Sehbrille geschaffen werden, deren Dioptrie-Zahl durch die Steuerspan nung automatisch in Abhängigkeit von der jeweiligen Neigung des Kopfes geändert wird. Dadurch kann jeweils für Nahsicht, Mittelbereich und Fernsicht die optimale Dioptrie-Zahl durch die Steuerspannung eingestellt werden. Die bei der Erfindung verwendete piozopolymere Substanz z.B. Polyvinylidenfluorid wurde bislang als Folie zur Realisierung von Lautsprechern oder Mikrophonen verwendet. Durch die Erfindung wird also für die piezopolymeren Kunststoffe ein völlig neuartiges An wendungsgebiet erschlossen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an mehreren Ausfüh rungsbeispielen erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 die Wirkungsweise der Erfindung für einen planparallelen Refraktor,

Fig. 2 die Anwendung für ein Prisma,

Fig. 3 die Anwendung für eine Sammellinse,

Fig. 4 die Anwendung für eine Zerstreuungslinse und

Fig. 5 ein Beispiel für die Kontaktierung der Kontaktbeläge.

Fig. 1 zeigt eine piezopolymere Folie 1 mit zwei aufgebrach ten, galvanisch voneinander getrennten leitenden Folien 2, 3. An die Folien 2, 3 ist eine Steuerspannung U 1 angelegt. Durch Änderung der Steuerspannung U 1 ist die Stärke D der Folie 1 veränderbar. Dadurch kann auch der Versatz A eines einfallen den Lichtstrahls 4 entsprechend dem Brechungsgesetz verän dert werden. Es wird also erreicht:
D=f (U 1) und A=f (U 1).

Die Anordnung nach Fig. 1 bildet also einen Refraktor, des sen Brechungsverhalten, dargestellt durch den Versatz A, durch die angelegte Steuerspannung U 1 veränderbar ist. Diese Änderung ist praktisch trägheitslos möglich, weil die geome trischen Abmessungen einer piezopolymeren Folie durch die angelegte Steuerspannung mit hoher Geschwindigkeit bis zu < 20 kHz verändert werden können.

Fig. 2 zeigt ein Prisma 5, das aus einem piezopolymeren Kör per mit aufgebrachten leitenden Flächen 2, 3 gebildet ist. An diese Begrenzungsflächen 2, 3 ist wieder die einstellbare Steuerspannung U 1 angelegt. Durch die Steuerspannung U 1 ist die geometrische Form des Prismas 5 und damit der durch das Prisma 5 bewirkte Brechungswinkel ϕ veränderbar. Hier wird also erreicht
Δ ϕ = f (U 1).

Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung für eine Sammellinse 6. Diese besteht wieder aus einer piezopolymeren Folie, auf deren beide Oberflächen die leitenden Folien 2, 3 aufgebracht sind. An die leitenden Folien 2, 3 ist wieder die Steuerspannung U 1 angelegt. Durch die Spannung U 1 ist die Dicke und damit die Brennweite der Sammellinse 6 veränder bar.

Fig. 4 zeigt eine Zerstreuungslinse 7, die ebenfalls aus ei ner piezopolymeren Folie mit aufgebrachten leitenden Belägen 2, 3 besteht, an die die Steuerspannung U 1 anglegt ist. Im übrigen funktioniert die Anordnung nach Fig. 4 ent sprechend der Fig. 3.

Fig. 5 zeigt die Kontaktierung der beiden Kontaktflächen 2, 3 auf einer Linse gemäß Fig. 3, wobei die Kontaktflächen durch metallisches Bedampfen gebildet sind. Die Kontaktflä chen reichen nicht bis zum Rand der Linse 6, da sie für die Ansteuerung mit U 1 galvanisch voneinander getrennt sein müs sen. Auf die beiden Kontaktflächen 2, 3 ist je ein umlaufen der Ring 8, 9 aus Leitgummi aufgelegt, der mit den Kontaktflächen 2, 3 in leitender Verbindung steht. Ein derar tiges Leitgummi kann mit entsprechenden Anschlußdrähten kon taktiert werden, indem die Anschlußdrähte an das Gummi ange drückt oder in das Gummi hineingesteckt werden. Die Ringe 8, 9 aus Leitgummi können gleichzeitig zur Halterung der Linse 6 in einer Fassung oder in einem Objektiv oder auch zur Abdichtung dienen.

Claims

1. Refraktor mit veränderbarem Brechungsverhalten, dadurch gekennzeichnet, daß der Refraktor durch einen transpa renten, piezopolymeren Kunststoffkörper (1) gebildet ist, dessen Abmessungen (D) durch eine an Kontaktflä chen (2, 3) angelegte Spannung (U 1) veränderbar sind.

2. Refraktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper die Form einer planparallelen Platte, eines Prismas (Fig. 2), einer Sammellinse (6) oder einer Zer streuungslinse (7) hat und auf zwei in Lichtdurchtritt srichtung gegenüberliegende Flächen zwei galvanisch ge trennte leitende Kontaktflächen (2, 3) aufgebracht sind.

3. Refraktor nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die galvanisch getrennten leitenden Kontaktflä chen (2, 3) durch metallisches Bedampfen gebildet sind.

4. Refraktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Refraktor das Glas einer Sehbrille bildet, deren Dioptrie-Wert durch die Steuerspannung (U 1) veränderbar ist.

5. Refraktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatischen Umsteuerung auf Nah- und Fernsicht die Steuerspannung (U 1) von einem die Neigung des Kop fes ermittelnden Lagegeber abgeleitet ist.

6. Refraktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung der Kontaktflächen (2, 3) durch anlie gende Elemente (8, 9) aus Leitgummi erfolgt (Fig. 5).

7. Refraktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf die beiden Seiten einer Linse (6) Ringe (8, 9) aus Leitgummi aufgebracht sind, die die Linse in ihrem Rand bereich ringförmig umgeben (Fig. 5).

8. Refraktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Leitgummi bestehenden Ringe (8, 9) zusätzlich zur Halterung der Linse (6) in einem Rahmen oder einem Objektiv und/oder zur Dichtung dienen (Fig. 5).