DE1572682A1 - Optisches System - Google Patents

Description

• Optisches System Die Erfindung bezieht sich auf optische Vorrichtungen und betrifft optische Systeme mit veränderlicher Brennweite, die in Bildumwandlungssystemen und in Systemen zur Abtastung beweglicher Objekte benutzt werden. Optische Systeme mit veränderlicher Brennweite werden vielfach in Photo- und Filmkameras verwendet. Bei diesen optischen Systemen erfolgt die Änderung der Brennweite durch mechanische Verschiebung eines Teiles der Linsen des optischen Systems; Systeme dieser Art sind deshalb träge und eignen sich nicht für schnelles Umschalten. pLit der Erf indung soll dieser Nachteil beseitigt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches System anzugebene bei dem eine Änderung der Brannweite 1-3 . praktisch trägheitslos durch Einwirkung eines elektrischen Feldes erfolgcn kann. Diese Aufgabe wird bei einem optischen System mit veränderlicher Brennweite erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Änderung der Brennweite mit Hilfe mindestens eines physikalischen Körpers mit elektrooptischem Effekt erfolgt, der als fokussierendes Element dient und in einem gesteuerten elektrischen Feld angeordnet ist; Der Brechungsindex dieses Körpers ändert sich unter der Einwirkung des elektrischen Feldes so, daß ein paralleles Lichtbündel im Brennpunkt des Systems fokussiert wird, wobei die Lage des Brennpunktes von der-Größe der zugeführten Spannung abhängt. Der.physikalische Körper mit elektrooptischem Effekt kann in.Form eines zylindrischen Kristalles ausgeführt äein, und das elektrische Feld kann mittels eines 6-Pol-Kondensators, dessen Symmetrieachse mit der Achse des Zylinders zusammenfällt, erzeugt werden. Der physikalische Körper mit elelctrooptischem Effekt kann auch aus einer Flüssigkeit bestehen, die in eine dielektrische Küvette zylindrischer Form mit durchsichtigen planparallelen Stirnflächen eingebracht wird. Das elektrische Feld kann auch in diesem Falle mit Hilfe eines 6-Pol-Kondensators erzeugt werden, dessen Symmetrieachse mit der Symmetrieachse der KÜvette zuzammenfällt.

  DI,# w.-Lrd nachstehend anhand von Ausführungs-

  belspielen unter Bezugnallge auf die Zeichnungen näher

  erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optischen Systems im Querschnitt; Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des optischen Systems im Quersch-nitt; Fig. 3 das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Systems im Längsschnitt; Fig. 4 das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä-Ben optischen Systems im Längsschnitt.
• Das optische System enthält beim ersten Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 1 (Fig. 1)3 in dem ein physikalischer Körper mit elektrooptischem Effekt in Form eines zylindrischen KDP- oder ADP-Kristalles 2 angeordnet ist. Der Kristall 2 ist in einem elektrischen Feld angeordnet, das durch einen 6-1>ol-Kondensator-3 erzeugt wird, dessen Symmetrieachse mit der Zylinderachse des obengenannten Kristalls zusammenfällt.
• Beim zweiten Ausführungsbeispiel, enthält das optische System im Gehäuse 1 einen physikalischen Körper mit elektrooptischem Effekt, der aus einer Flüssigkeit 4 (Fig.2) besteht. Die Flüssigkeit (Nitrobenzol) befindet sich in einer zylindrischen dielektrischen Küvette 5 Mit Plan-

  1)"irall.elen dii:r,clisi,elitifreil GIJ.rnflächen 6 und 7 (Fig

  D - 3).

  Die 1,iivet-te 5 ist in einem elektrischen Feld ang-eordn(,>ijl

  das, wie beim optischen System nacli Fig. 1, durch einen

  5#, dessen Symmetrieachse mit der

  trieaclise der LUvette 5 zus,-j.mmenfällt, erzeugt wird..

  Das Wirl#ungsprinzip des optischen Systems nach Clem ersten

  Ausfiihrungsbeispiel- besteht in folgrendem:

  Ein paralleles Lichtbündel (8 (Fig.11) fällt auf die Stirn-

  f1.:iche, 9 des Lristalles 2. Unter Einwirkung des elektri.-

  schen Feldes des 0-Pol.-Kond("nsatoi-f-, 3 wird die Größe des

  des Kristalles 2 (M#r US

  dient, so daß das

  im 10 des sammeA. Die GrZ3II.(.# _ler Brenn-

  weite hängt- von der G`rö13e der dein Kondensator 72 zugeführ-

  ten Spannung ab.

  Die Wirhungsweise des optischen Systems ist beim zweiten

  Ausfühningsbeispiel im wesentlichen die gleiche wie beim

  optischen System des ersten Ausführungsbeispiels.

  Bei einem Plattonabst-,and des 6-Pol-liloildenp#,-it-or-## von 1 "1,*

  einer I#ondenqa-tir"r-S1),-aniiiing von 15 kV --4.11(1 einer Länge deij

  KDP-Kristalles von 1,1- cm bcträGt die> Brennwelte des Systems

  ca. 10 m.

  Das erfindungsgemäße optische System eriiibgliclit auch die Schaffung eines achromabischen Sysbemsbei dem die Brennweite praktisch'trägheitslos geändert werden kann. Zu diesei.,1 Zweck werden mindestens zwei physikalische Körper mit eIel-,brooptischein Effekt in dem elektrischen P'eld -uigeordneb. Die Dispersion dieser liörper wird dabei so gewählt, daß die suiii.-Iiare chromatisulie Aberrauion im vorgegebenen Speküralbereich auf einen minimalen Wert zurückgeführt wird. Das erfindungsgemäße optische System gewährleistet eine praktisch trägheitslose (in einer Zeit von ca. 1 Mikrosekunde) Änderung #er Bildgröße eines unbeweglichen Objekts oder Bildes, eine bleibende Bildschärfe bei schnell beweglichen Objekten sowie eine schnelle Änderung der Abmessungen und des Abstiindes eines Bereiches der von dem SCähl eines Lasers getroffen werden soll.

Claims (2)

1. Patentansprüche 1. Optisches System mib elekür(,opbisch veränderlicher Brennweite, dadurch ge #zennzeichne t 9 daß zur elektrooptischen Änderung der Brennweite mindestens ein den elektrooptischen Effekt besitzender una als fokussierendes Element dienender physikalischer Körper -innerhalb eines gesteuerten elektrischen Mehrpolfeldes, dessen Symmetrieachse mit der Längsachse des Körpers zusammenfällt, derart, angeordnet ist, da13 sich unter Einwirkung des elektriz;chen Feldes der Brechungsindex so verändert, daß ein paralleles LichtstrahlbÜndel auf einen Brennpunkt fokussiert wird, dessen Lage von der Größe des angelegten Feldes abhängt.
2. 2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als physikalischer Körper mit elekLrooptir"eliein Effekt eLn zylindrischer Kristall (2) verwendi:.It wird tind daß das elektrische klehrpolfeld von einem 6-Pol-Kondensator (3) erzeugt wird, dessen Symmetrieachse ritt der Zylinderachse