DE202011002776U1 - Fully immersed in liquid pressure stable and hermetically sealed flat Fresnel lens assembly with optical properties similar to those in a gaseous environment - Google Patents
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Abstract
Vollständig in Flüssigkeit getauchte druckstabile und hermetisch abgeschlossene flache Fresnel-Linsen-Anordnung dadurch gekennzeichnet, dass das die Anordnung aus der Fresnel-Linse, die mit ihrer strukturierten Seite direkt gegen eine plane transparente Gegenplatte gelegt und mit dieser am Rand dicht verklebt oder verschweißt wird. Wie in 1 dargestellt, entstehen somit die optisch wirksamen hermetisch abgeschlossenen Luftkammern und die Anordnung besitzt damit annähernd dieselben optischen Eigenschaften innerhalb der Flüssigkeit, wie bei ihrer Verwendung in gasförmiger UmgebungCompletely immersed in pressure-stable and hermetically sealed flat Fresnel lens arrangement, characterized in that the arrangement of the Fresnel lens, which is placed with its structured side directly against a flat transparent counter plate and is tightly glued or welded to the edge. As shown in FIG. 1, the optically effective hermetically sealed air chambers thus arise and the arrangement thus has approximately the same optical properties within the liquid as when it was used in a gaseous environment
Description
Gegenstand der Erfindung ist eine beidseitig von einem flüssigen Medium eingeschlossene druckstabile und hermetisch abgeschlossene flächenförmige Fresnel-Linsen-Anordnung, die zum scharfen Sehen, Vergrößern von Objekten und für alle anderen optischen Funktionen direkt in der Flüssigkeit bewegt, justiert und damit nur im Bedarfsfall in ihre Wirkungsposition gebracht werden kann.The invention relates to a pressure-stable and hermetically sealed sheet-like Fresnel lens arrangement enclosed on both sides by a liquid medium, which moves directly into the liquid for sharp vision, magnification of objects and for all other optical functions, and thus only in their case if necessary Effect position can be brought.
Für Taucher, die das Augenproblem haben, weitsichtig zu sein, also im Nahbereich unbedingt eine Lesebrille benötigen (z. B. Dioptrin größer als +0.75), um scharf zu sehen, besteht beim Tauchen das Risiko des genauen Ablesens des Displays des Tauchcomputers und anderer Instrumente.For divers who have the eye problem of being farsighted, that is, needing reading glasses at close range (eg, diopter greater than +0.75) to see clearly, diving poses a risk of accurately reading the display of the dive computer and others instruments.
Auch das scharfe Sehen des LCD-Displays von Fotoapparaten und Videogeräten in Unterwassergehäusen ist für Weitsichtige ohne Sehhilfe nicht möglich.Even the sharp vision of the LCD display of cameras and video equipment in underwater housings is not possible for the farsighted without visual aid.
Beim Tauchen ist es auch nicht optimal möglich, den Sucher einer Kamera zu verwenden, um das Kontrollbild nah vor dem Auge zu haben.When diving, it is also not optimal to use the viewfinder of a camera to have the control image close to the eye.
Entsprechend dem Stand der Technik werden üblicherweise zur Korrektur der Weitsichtigkeit die Gläser der Tauchmaske im unteren Bereich eingeschliffen oder Linsen innerhalb der Maske eingeklebt. Der notwendige Brechungsindexunterschied wird durch die Luft in der Tauchmaske gewährleistet.According to the prior art, the glasses of the diving mask are usually ground in the lower area or lenses are glued within the mask to correct the farsightedness. The necessary refractive index difference is ensured by the air in the diving mask.
Das ist gewöhnungsbedürftig und verlangt beim Schauen auf ein Display eine entsprechende Kopfhaltung. Außerdem steht für die Fernsicht unter Wasser dann nicht mehr die gesamte Maskenglasfläche zur Verfügung.This takes some getting used to and requires a corresponding head posture when looking at a display. In addition, for the distant view under water then no longer the entire mask glass surface available.
Ist die Maske schon in geringem Maße mit Wasser angefüllt, geht bei ungünstiger Kopfhaltung die Lupenwirkung verloren.If the mask is already filled to a small extent with water, the magnifying glass effect is lost in unfavorable head posture.
Andere Alternativen entsprechend dem Stand der Technik, werden in Patent
Für die Präsentation von Objekten unter Wasser werden z. B. an einer Aquariumscheibe halbkonvexe Linsen von außen aufgeklebt. Befindet sich ein interessierendes Objekt aber weiter von der Scheibe entfernt, ist eine optimale großflächige Vergrößerung nicht mehr auf diese Art möglich. Würde man hier separate Lupen für die Vergrößerung von Objekten direkt unter Wasser mit Vergrößerungsfaktoren größer zwei verwenden, müssten diese als abgedichtetes aplanatisches Linsensystem ausgeführt werden hätten damit eine unhandliche Dicke und wegen der runden Form nur eine kleine optisch wirkende Fläche.For the presentation of objects under water z. B. adhered to an aquarium half-convex lenses from the outside. However, if an object of interest is further away from the disk, optimal large-scale magnification is no longer possible in this way. If one were to use separate magnifying glasses for the enlargement of objects directly under water with magnification factors greater than two, these would have to be executed as a sealed aplanatic lens system, thus having an awkward thickness and, due to the round shape, only a small optically acting surface.
In Abbildung
Nur durch Aneinanderlegen der Fresnel-Linse (
Als Werkstoffe sind vorzugsweise Acryl oder andere transparente leichte Materialien zu verwenden.As materials preferably acrylic or other transparent light materials are to be used.
Die Ausführung kann einfach mit einer Linse und einer planen transparenten Gegenplatte oder auch als aplanatisches Linsensystem mit zwei gegeneinander gestellten am Rand hermetisch abgedichteten Fresnel-Linsen erfolgen. Die verbleibende Luft in den abgeschlossenen kreisförmigen Luftkammern zwischen den vielen einzelnen eng aneinanderliegenden konzentrischen Linsenstufen des Systems gewährleistet den für die Lupenfunktion notwendigen Brechungsindexunterschied.The design can be easily done with a lens and a plane transparent backplate or as an aplanatic lens system with two oppositely placed on the edge hermetically sealed Fresnel lenses. The remaining air in the closed circular air chambers between the many closely spaced concentric lens stages of the system ensures the refractive index difference necessary for the magnifying glass function.
In den Luftkammern bleibt der bei der Herstellung herrschende Luftdruck bestehen. Die relativ große Dichte der oberen Kanten der Linsenstufen verhindert durch Eigenabstützung an der gegenüberliegenden transparenten Platte ein mechanisches Brechen der Linse unter dem Wasserdruck in größeren Tiefen. Da der Gegendruck abgefangen werden muss und keine Verformung auftreten darf muss eine gute mechanische Stabilität dieser Kanten auf der Linsenoberfläche gegeben sein,In the air chambers, the pressure prevailing in the production air pressure remains. The relatively high density of the upper edges of the lens stages prevents mechanical breakage of the lens under water pressure at greater depths due to self-support on the opposite transparent plate. Since the back pressure must be intercepted and no deformation must occur, there must be a good mechanical stability of these edges on the lens surface.
Durch die allgemein gegebene flache Bauform von Fresnel-Linsen kann eine solche optische Anordnung großflächig konstruiert werden.Due to the generally flat design of Fresnel lenses, such an optical arrangement can be constructed over a large area.
Dieses Linsensystem kann mit sehr leichten nicht spröden Materialien hergestellt werden. Eine maximal notwendige Stärke von nur ca. 1–2 mm ist möglich.This lens system can be made with very light non-brittle materials. A maximum required thickness of only about 1-2 mm is possible.
Damit das Linsensystem bei Nutzung in kalter Umgebung innen nicht beschlägt, sind kondensationsfähige Gasanteile in den Luftkammern des Linsensystems gering zu halten oder andere Vorkehrungen bei der Herstellung zu treffen. So that the lens system does not fog inside when used in a cold environment, condensable gas components in the air chambers of the lens system are to be kept low or to take other precautions in the production.
Optische Anordnungen mit sich gegenüberliegenden Fresnel-Linsen mit Lufteinschluss sind bekannt z. B. Patente
Die Fresnel-Linsen sind im Patent
Im Folgenden werden unterschiedliche Nutzungsmöglichkeiten und Funktionen der beschriebenen Fresnel-Linsen-Anordnung unter Wasser beschrieben:
- 1. Die flache und leichte Linse wird direkt vor der Tauchmaske im Wasser klappbar z. B. mit Scharnier, Klettband oder auf andere Art und Weise angebracht. So kann insbesondere ein weitsichtiger Taucher Displays vom Tauchcomputer und anderen Instrumenten aus einer Nähe von ca. 10 cm vor dem Auge vergrößert und scharf erkennen bzw. das LCD-Display einer Unterwasserkamera mit dem Effekt, wie durch den Kamerasucher zu schauen, betrachten. Wird die optische Funktion der Linse nicht benötigt, kann die Linse im Wasser zur Seite geklappt werden. Diese Funktionalität ist ebenfalls für Taucher ohne Weitsichtigkeit geeignet.
- 2. Die großflächige leichte Fresnel-Linsen-Konstruktion wird am Unterwassergehäuse im entsprechenden Abstand (ca. 10 cm) zum LCD-Display der Kamera fest oder klappbar montiert, um dieses, in der üblichen Entfernung vom Auge ungefähr 30–40 cm weit weg gehalten, scharf zu erkennen.
- 3. Die großflächige Fresnel-Linsen-Konstruktion wird für die Präsentation von Objekten unter Wasser im entsprechenden Abstand (ca. 10 cm) vor dem Objekt direkt im Wasser montiert.
- 4. Die großflächige Fresnel-Linsen-Konstruktion wird für Lichtstreuungen oder Lichtbündelungen von Scheinwerferlicht unter Wasser im entsprechenden Abstand und entsprechendem Vergrößerungsindex vor dem Scheinwerfer direkt im Wasser montiert.
- 1. The flat and lightweight lens is folded directly in front of the diving mask in the water z. B. attached with a hinge, Velcro or other means. In particular, a farsighted diver can enlarge displays of the dive computer and other instruments from a distance of about 10 cm in front of the eye and see sharply or look at the LCD display of an underwater camera with the effect of looking through the camera viewfinder. If the optical function of the lens is not needed, the lens can be flipped aside in the water. This functionality is also suitable for divers without farsightedness.
- 2. The large-area lightweight Fresnel lens construction is mounted on the underwater housing at the appropriate distance (about 10 cm) to the LCD display of the camera fixed or hinged to this, kept at the usual distance from the eye about 30-40 cm away to recognize sharply.
- 3. The large Fresnel lens construction is mounted directly in the water in front of the object for the presentation of objects under water at the appropriate distance (about 10 cm).
- 4. The large-area Fresnel lens construction is mounted directly in the water for light scattering or light bundling of headlamps underwater at the appropriate distance and magnification index in front of the headlamp.
Alle angeführten Nutzungen und Funktionen sind zur einfachen Nachrüstung bestehender Technik geeignet.All mentioned uses and functions are suitable for easy retrofitting of existing technology.
Beschreibung der Zeichnungen:Description of the drawings:
Die erste Anordnung von links zeigt die Fresnel-Linse (
Die zweite Anordnung von links zeigt zwei sich direkt gegenüberliegende hermetisch abgeschlossenen Fresnel-Linsen.The second arrangement from the left shows two directly opposite hermetically sealed Fresnel lenses.
Die dritte Anordnung von links zeigt zwei sich gegenüberliegende hermetisch abgeschlossenen Fresnel-Linsen mit einer planen transparenten Platte als Träger.The third arrangement from the left shows two opposing hermetically sealed Fresnel lenses with a plane transparent plate as the support.
Die vierte Anordnung von links zeigt die Möglichkeit des kaskadenförmigen erweiterbaren Aufbaus der hermetisch abgeschlossenen Fresnel-Linsen.The fourth arrangement from the left shows the possibility of the cascaded expandable structure of the hermetically sealed Fresnel lenses.
Die die hermetische Abdichtung kann durch Kleben, Verschweißen oder auf andere Art und Weise erfolgen.The hermetic sealing can be done by gluing, welding or other means.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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