DE602004002500T2

DE602004002500T2 - Linsenfassung mir integrierter Linse

Info

Publication number: DE602004002500T2
Application number: DE602004002500T
Authority: DE
Inventors: Kimihiro Kikuchi
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2024-02-21
Also published as: EP1455211A3; EP1455211B1; US7180688B2; US20040174618A1; CN1288469C; DE602004002500D1; CN1527082A; EP1455211A2; JP2004271782A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit Anordnungen bestehend aus einem Halter und einem optischen Element, bei denen ein optisches Element in einen Halter integriert ist, und betrifft im Spezielleren eine Anordnung aus einem Halter und einem optischen Element, wobei die Anordnung durch Pressformen aus einem Material des optischen Elements gebildet ist.
2. Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik
Optische Elemente, wie z.B. Linsen, die in Digitalkameras und in Aufnahmeköpfen von CD-Abspielgeräten verwendet werden, benötigen bei der Montage ein hohes Maß an Genauigkeit. Wie z.B. in dem japanischen Patent Nr. 2729702 offenbart ist, wird diese Montage mit hoher Genauigkeit im Allgemeinen erreicht durch Bilden einer Anordnung aus einem Halter und einem optischen Element, bei der das optische Element durch den Halter gehalten ist, wobei dann die Position des Halters während der Montage justiert wird. Bei dieser Anordnung aus einem Halter und einem optischen Element ist das optische Element dadurch gebildet, dass ein Material des optischen Elements in einen zylindrischen Halter gesetzt wird, das Material bis zum Erweichen erwärmt wird und dann das erweichte Material unter Verwendung einer Form einem Pressformvorgang unterzogen wird. Dadurch wird das optische Element gebildet, wobei auch das Element im Presssitz in dem Halter angebracht werden kann, so dass sich eine integrale Ausbildung des Elements und des Halters erzielen lässt.
Wenn beim Pressformen das Material des optischen Elements einen volumenmäßigen Fehler beinhaltet, kann die Dicke des optischen Elements variieren. Dies beeinträchtigt nicht nur die optische Qualität, sondern erfordert auch ein Justieren sowie Fixieren in einer korrekten optischen Position, so dass sich Probleme hinsichtlich der Leistungseigenschaften und der Positionierung ergeben.
Zum Lösen dieser Probleme gibt es ein Verfahren zum Reduzieren von Volumenfehlern durch Verbessern der Volumengenauigkeit des Materials des optischen Elements. Zum Sicherstellen der Wirkung dieses Verfahrens sind jedoch Verbesserungen bei der Genauigkeit nicht nur des Volumens des Materials des optischen Elements sondern auch hinsichtlich der Ausbildung des Halters erforderlich. Dies kann somit zu höheren Materialkosten sowie auch zu höheren Herstellungskosten führen.
Weitere Anordnungen aus einem Halter und einem optischen Element des Standes der Technik sind aus der JP 05066302 , der EP 1 329 756 und der JP 07043575 bekannt.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer hohe Genauigkeit aufweisenden Anordnung aus einem Halter und einem optischen Element, mit der sich Volumenfehler des Materials des optischen Elements kompensieren lassen.
Die vorstehend genannten Probleme werden durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Halter kann über die gesamte innere Oberfläche des Halters mit einer Vielzahl von kontinuierlichen Mikroporen versehen sein.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Begleitzeichnungen beschrieben; darin zeigen:
1 eine Schnittdarstellung einer Anordnung aus einem Halter und einem optischen Element gemäß einem Beispiel, das keine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2A und 2B Schnittdarstellungen der Anordnung des Beispiels bei dessen Herstellungsvorgang;
3 eine Schnittdarstellung einer Anordnung aus einem Halter und einem optischen Element gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4A und 4B Schnittdarstellungen der Anordnung des ersten Ausführungsbeispiels bei ihrem Herstellungsvorgang;
5 eine Schnittdarstellung einer Anordnung aus einem Halter und einem optischen Element gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
6A und 6B Schnittdarstellungen der Anordnung des zweiten Ausführungsbeispiels bei ihrem Herstellungsvorgang.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Anordnung 1 aus einem Halter und einem optischen Element gemäß einem Beispiel, das kein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Die 2A und 2B zeigen Schnittdarstellungen der Anordnung der 1 bei ihrem Herstellungsvorgang.
Die Anordnung 1 wird z.B. in einer Digitalkamera oder einem Aufnahmekopf eines CD-Abspielgeräts verwendet. Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet die An ordnung 1 einen zylindrischen Linsenhalter 10 sowie eine sphärische Linse 20, die in dem Linsenhalter 10 angeordnet ist.
Der Linsenhalter 10 hält die Linse 20 und ist zum Positionieren der Linse 20 in einem optischen Gerät vorgesehen. Der Linsenhalter 10 ist z.B. durch spanende Bearbeitung oder Gießen eines Materials, wie z.B. Aluminium und rostfreien Stahl, gebildet. Der Linsenhalter 10 ist entlang der Innenumfangsfläche 11 des Linsenhalters 10 mit Öffnungen 12 versehen, genauer gesagt mit Eingriffsnuten 12a.
Die Linse 20, die aus Glas gebildet ist, ist in dem Linsenhalter 10 angeordnet. Bei der Linse 20 handelt es sich um eine bikonvexe sphärische Linse, wobei diese durch Pressformen eines Linsenmaterials 20a gebildet ist, wie dies in 2A gezeigt ist. Während des Pressformvorgangs verursacht der aufgebrachte Druck ein Presseinpassen des Linsenmaterials 20a in den Linsenhalter 10, so dass die Linse 20 mit dem Linsenhalter 10 in integraler Weise ausgebildet ist. Von dem Umfang 21 der Linse 20 erstrecken sich teilweise Erhebungen 21a nach außen, die mit den Öffnungen 12 in Eingriff stehen.
Das Linsenmaterial 20a ist aus einem optischen Glas gebildet, wie z.B. aus SFS01, wobei es sich um ein Bleioxid-Glasmaterial handelt. Hinsichtlich des erforderlichen Volumens des Linsenmaterials 20a zum Bilden der Linse 20 ist das Material 20a gezielt mit einem zusätzlichen Volumen vorgesehen. Dieses zusätzliche Volumen kompensiert einen bei dem Linsenmaterial 20a vorhandenen Volumenfehler, so dass das erforderliche Volumen des Linsenmaterials 20a zum Bilden der Linse 20 sichergestellt ist.
Der während des Pressformenvorgangs der Linse 20 ausgeübte Druck führt dazu, dass das zusätzliche Volumen des Linsenmaterials 20a in die Öffnungen 12 fließt, d.h. in die Eingriffsnuten 12a, so dass die Erhebungen 21a gebildet werden. Mit anderen Worten wird das zusätzliche Volumen des Linsenmaterials 20a, bei dem es sich um ein zum Bilden der Linse 20 nicht ursächlich erforderliches Volumen handelt, von den Öffnungen 12 aufgenommen. Dies bedeutet, dass auch der in dem zusätzlichen Volumen vorhandene Volumenfehler von den Öff nungen 12 aufgenommen wird, so dass sich die Bildung einer Linse 20 mit hoher Genauigkeit und einer gewünschten Formgebung erzielen lässt.
Wenn das Linsenmaterial 20a in die Öffnungen 12 fließt, üben die Öffnungen 12 einen Strömungswiderstand gegenüber dem Linsenmaterial 20a aus. Wenn die Breiten der die Öffnungen 12 bildenden Eingriffsnuten 12a groß sind, ist der Strömungswiderstand der Öffnungen 12 insgesamt gering. Wenn dagegen die Breiten gering sind, ist der Strömungswiderstand hoch. Obwohl zwei Eingriffsnuten 12a in 1 vorgesehen sind, können die Anzahl und die Breite der Nuten 12a z.B. in Abhängigkeit von der Viskosität des Linsenmaterials 20a modifiziert werden. Mit anderen Worten kann durch Koordinieren der Anzahl und der Breite der Nuten 12a der Strömungswiderstand der Öffnungen 12 in Bezug auf das Linsenmaterial 20 eingestellt werden. Hierbei muss das Volumen der Öffnungen 12 größer sein als das zusätzliche Volumen des Linsenmaterials 20a.
Ein hoher Strömungswiderstand kann das Fließen des Linsenmaterials 20a in die Öffnungen 12 hinein übermäßig beeinträchtigen und dazu führen, dass das zusätzliche Volumen an sich einen Ausbildungsfehler bei der Linse 20 hervorruft. Andererseits verursacht ein geringer Strömungswiderstand ein zu leichtes Fließen des Linsenmaterials 20a in die Öffnungen 12, wenn der Formgebungsdruck ausgeübt wird, so dass das Linsenmaterial 20a dazu veranlasst wird, die Öffnungen 12 auszufüllen. Da in der vorstehend beschriebenen Weise das räumliche Volumen der Öffnungen 12 größer ausgebildet ist als das zusätzliche Volumen des Linsenmaterials 20a, kommt es beim Ausfüllen der Öffnungen 12 mit dem Linsenmaterial 20a auch zu einer Leckage des zum Bilden der Linse 20 eigentlich erforderlichen Volumens des Linsenmaterials 20a in die Öffnungen 12 hinein. Dies führt zu einem Ausbildungsfehler bei der Linse 20. Mit anderen Worten muss der Strömungswiderstand der Öffnungen 12 in einem derartigen Ausmaß eingestellt werden, dass das gesamte zusätzliche Volumen des Linsenmaterials 20a durch den Formgebungsdruck in die Öffnungen 12 hinein fließen kann, während das eigentlich erforderliche Volumen an dem Eintreten in die Öffnungen 12 gehindert ist.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, muss der Strömungswiderstand der Öffnungen 12 in Bezug auf die Viskosität des Linsenmaterials 20a oder in Bezug auf unterschiedliche Formgebungsdruckwerte eingestellt werden. Mit anderen Worten muss dann, wenn die Viskosität des Linsenmaterials 20a nahe dem Glasübergangspunkt ist und die Fluidität des Materials 20a gering ist, der Strömungswiderstand der Öffnungen 12 auf einen niedrigeren Wert gesetzt werden. Wenn dagegen die Viskosität nahe dem Erweichungspunkt ist und die Fluidität hoch ist, muss der Strömungswiderstand der Öffnungen 12 höher gesetzt werden.
In ähnlicher Weise ist der Strömungswiderstand der Öffnungen 12 derart eingestellt, dass bei geringem Formgebungsdruck der Widerstand geringer ist, und umgekehrt. Auf der Basis dieser Bedingungen kann durch Auswahl einer geeigneten Formgebung für die Öffnungen 12 mit einem Strömungswiderstand, der die gewünschte Funktionalität erbringt, eine flexible Einstellung z.B. hinsichtlich eines Materialwechsels des Linsenmaterials 20a erfolgen. Alternativ hierzu kann der Formgebungsdruck oder die Viskosität des Linsenmaterials 20a nach Möglichkeit eingestellt werden.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen der Anordnung 1 aus einem Halter und einem optischen Element beschrieben. Die 2A und 2B veranschaulichen jeweils eine Herstellungsvorrichtung 80 für die Anordnung 1. Die Herstellungsvorrichtung 80 beinhaltet ein oberes Formteil A, das mit einer inneren oberen Formteilkomponente 81 sowie mit einer äußeren oberen Formteilkomponente 82 versehen ist. Unter diesen Komponenten 81 und 82 befinden sich eine innere untere Formteilkomponente bzw. eine äußere untere Formteilkomponente 84, die ein unteres Formteil B bilden. Außerdem sind das obere und das untere Formteil A und B von einem Schließformteil C umschlossen.
Die innere obere Formteilkomponente 81 und die innere untere Formteilkomponente 83 haben im Wesentliche eine säulenartige Konstruktion. Das untere Ende der Komponente 81 und das obere Ende der Komponente 83 sind jeweils mit einer Übertragungsfläche 81a bzw. 83a zum Formen der Oberflächen der sphärischen Linse versehen.
Dagegen sind die äußere obere Formteilkomponente 82 und die äußere untere Formteilkomponente 84 rohrförmig, wobei sie die jeweilige Komponente 81 bzw. 83 umschließen. Die Wandstärke der Komponenten 82 und 84 ist im Wesentli chen äquivalent zu der des Linsenhalters 10, und der Innenumfang der Schließform C ist im Wesentlichen äquivalent zu dem Außenumfang des Linsenhalters 10. Ferner sind die Komponenten 81 und 82 in Vertikalrichtung unabhängig voneinander verschiebbar.
Unter Bezugnahme auf 2A wird zum Bilden der Anordnung 1 der z.B. durch spanende Bearbeitung auf vorbestimmte Abmessungen vorgeformte Linsenhalter 10 zuerst auf die Komponente 84 gesetzt, und anschließend wird das Linsenmaterial 20a in dem Linsenhalter 10 angeordnet.
Obwohl es in den 2A und 2B nicht dargestellt ist, ist eine dem Umfang des Linsenhalters 10 zugewandt gegenüberliegende Heizeinrichtung zum Erwärmen des Halters 10 vorgesehen, um dadurch das Linsenmaterial 20a auf eine Temperatur über dessen Erweichungspunkt zu erwärmen. Ferner kann das Linsenmaterial 20a auch vor der Anordnung von diesem in dem Linsenhalter 10 vorgewärmt werden.
Unter Bezugnahme auf 2B wird dann, wenn das erwärmte Linsenmaterial 20a weich wird, das Material 20a einem Pressformvorgang unterzogen. Genauer gesagt wird die äußere obere Formteilkomponente 82 auf den auf der äußeren unteren Formteilkomponente 84 angeordneten Linsenhalter 10 abgesenkt, so dass der Linsenhalter 10 zwischen der Komponente 82 und der Komponente 84 angebracht ist. Die innere obere Formteilkomponente 81 wird dann auf das auf der inneren unteren Formteilkomponente 83 angeordnete erweichte Linsenmaterial 20a abgesenkt, so dass die Übertragungsflächen 81a und 83a der jeweiligen Komponenten 81 und 83 Druck auf das Linsenmaterial 20a ausüben. Als Ergebnis hiervon wird die Linse 20 gebildet, bei der es sich um eine bikonvexe sphärische Linse handelt. Dieser Pressformvorgang erfolgt innerhalb des Bereichs, in dem die Viskosität des Linsenmaterials 20a zwischen dem Glasübergangspunkt und dem Erweichungspunkt liegt.
Beim Ausüben von Druck auf das Linsenmaterial 20a verursacht der Formgebungsdruck zwangsweise ein Fließen des zusätzlichen Volumens des Materials 20a in die entlang der Innenumfangsfläche 11 des Linsenhalters 10 vorgesehenen Nuten 12a, so dass die Erhebungen 21a entstehen.
Im Folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3 zeigt eine Schnittdarstellung einer Anordnung 2 aus einem Halter und einem optischen Element gemäß der zweiten Ausführungsform. Die 4A und 4B zeigen Schnittdarstellungen der Anordnung 2 bei deren Herstellungsvorgang.
Die Anordnung 2 wird z.B. in einer Digitalkamera oder einem Aufnahmekopf eines CD-Abspielgeräts verwendet, wie dies auch bei der Anordnung 1 der ersten Ausführungsform der Fall ist. Unter Bezugnahme auf 3 beinhaltet die Anordnung 2 einen zylindrischen Linsenhalter 30 sowie eine sphärische Linse 40, die in dem Linsenhalter 30 angeordnet ist.
Der Linsenhalter 30 ist z.B. aus Aluminium oder rostfreiem Stahl gebildet und weist Öffnungen 32, d.h. eine Vielzahl von Poren 32a, über die gesamte Konstruktion des Linsenhalters 30 auf. Genauer gesagt ist der Linsenhalter 30 mit seinen Öffnungen 32, d.h. Poren 32a, beispielsweise durch einen Pulversintervorgang oder einen Formvorgang zum Formen von porösem Metallmaterial gebildet.
Die Linse 40, die aus Glas gebildet ist, ist in dem Linsenhalter 30 angeordnet. Bei der Linse 40 handelt es sich um eine bikonvexe sphärische Linse, wobei diese durch Pressformen eines Linsenmaterials 40a gebildet ist, wie dies in 4A dargestellt ist. Während des Pressformvorgangs verursacht der aufgebrachte Druck ein Presseinpassen des Linsenmaterials 40a in den Linsenhalter 30, so dass die Linse 40 in integraler Weise mit dem Linsenhalter 30 ausgebildet ist. Im Wesentlichen von der gesamten Oberfläche des Umfangs 41 der Linse 40 erstrecken sich Erhebungen 41a nach außen, die mit den Öffnungen 32 in Eingriff stehen.
Hinsichtlich des erforderlichen Volumens des Linsenmaterials 40a zum Bilden der Linse 40 ist das Material 40a gezielt mit einem zusätzlichen Volumen vorgesehen, wie dies auch bei der ersten Ausführungsform der Fall ist. Der während des Pressformens der Linse 40 ausgeübte Druck führt dazu, dass das zusätzliche Volumen des Linsenmaterials 40a in die Öffnungen 32, d.h. die Poren 32a, fließt, um dadurch die Erhebungen 41a zu bilden. Somit wird das zusätzliche Volumen des Linsenmaterials 40a, bei dem es sich um ein zum Bilden der Linse 40 nicht eigentlich erforderliches Volumen handelt, zusammen mit dem Volumenfehler von den Öffnungen 32 aufgenommen, so dass sich eine hohe Genauigkeit aufweisende Linse 40 mit einer gewünschten Formgebung bilden lässt.
Wenn das Linsenmaterial 40a in die Öffnungen 32 fließt, üben die Öffnungen 32 einen Strömungswiderstand gegenüber dem Linsenmaterial 40a aus, wie dies auch bei der ersten Ausführungsform der Fall ist. Wenn die Durchmesser der Poren 32a groß sind, ist der Strömungswiderstand gering, während bei kleinen Durchmessern der Strömungswiderstand hoch ist. Der Strömungswiderstand der Öffnungen 32 muss auf ein Ausmaß eingestellt werden, dass das gesamte zusätzliche Volumen des Linsenmaterials 40a durch den Formgebungsdruck in die Öffnungen 32 hinein fließen kann, während das eigentlich erforderliche Volumen an einem Eintritt in die Öffnungen 32 gehindert ist. Wie bei der ersten Ausführungsform muss die Einstellung des Strömungswiderstands der Öffnungen 32 im Hinblick auf die Viskosität des Linsenmaterials 40a oder unterschiedliche Formgebungsdruckwerte erfolgen. Hierbei muss das räumliche Volumen der Öffnungen 32 größer sein als das zusätzliche Volumen des Linsenmaterials 40a.
Der Strömungswiderstand der Öffnungen 32 gegenüber dem Linsenmaterial 40a kann durch Verändern der Porosität, d.h. des Verhältnisses der Poren 32a zu dem Gesamtvolumen des Linsenhalters 30, eingestellt werden. Die Porosität liegt bei einem Pulversintervorgang vorzugsweise in einem Bereich von 30 % bis 60 % sowie bei einem Formvorgang zum Formen von porösem Metall bei 50 % bis 95 %. Die Poren 32a haben eine Größe in einem Bereich von einigen wenigen μm bis 100 μm und müssen kontinuierlich bzw. flächig vorhanden sein.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen der Anordnung 2 aus einem Halter und einem optischen Element beschrieben. Unter Bezugnahme auf die 4A und 4B handelt es sich bei der Herstellungsvorrichtung 80 für die Anordnung 2 um die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform, so dass auf eine Beschreibung der Konstruktion von dieser verzichtet wird. Unter Bezugnahme auf 4A wird zum Bilden der Anordnung 2 der z.B. durch Pulversintern oder einen Formvorgang zum Formen von porösem Metall auf vorbestimmte Abmessungen vorgeformte Linsenhalter 30 zuerst auf der äußeren unteren Formteilkomponente 84 platziert, und anschließend wird das Linsenmaterial 40a in dem Linsenhalter 30 angeordnet. Unter Bezugnahme auf 4B wird nach dem Erwärmen des Linsenhalters 30 und des Linsenmaterials 40a zum Erweichen des Materials 40a das Material 40a einem Pressformvorgang unterzogen.
Durch den auf das Linsenmaterial 40a ausgeübten Formgebungsdruck wird das zusätzliche Volumen des Materials 40a zwangsweise dazu veranlasst, in die Öffnungen 32 zu fließen, die auf der inneren Umfangsfläche 31 des Linsenhalters 30 vorhanden sind, um dadurch die Erhebungen 41a zu bilden.
Im Folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 5 zeigt eine Schnittdarstellung einer Anordnung 3 aus einem Halter und einem optischen Element gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Die 6A und 6B zeigen Schnittdarstellungen der Anordnung 3 bei deren Herstellungsvorgang.
Die Anordnung 3 wird, wie die Anordnungen 1 und 2 der ersten und der zweiten Ausführungsform, ebenfalls z.B. in einer Digitalkamera oder einem Aufnahmekopf eines CD-Abspielgeräts verwendet. Unter Bezugnahme auf 5 beinhaltet die Anordnung 3 einen zylindrischen Linsenhalter 50 sowie eine sphärische Linse 60, die in dem Linsenhalter 50 angeordnet ist.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beinhaltet der Linsenhalter 50 einen inneren Halterteil 52 und einen äußeren Halterteil 53. Der Teil 52 ist zylindrisch und an der Innenseite des Linsenhalters 50 angeordnet. Der Teil 52 nimmt einen Bereich der Innenumfangsfläche 51 des Linsenhalters 50 ein. Der Teil 52 ist z.B. aus Aluminium oder rostfreien Stahl gebildet und mit Öffnungen 54, d.h. einer Vielzahl von Poren 54a, über die gesamte Konstruktion des Teils 52 ausgebildet. Genauer gesagt ist der Teil 52 mit seinen Öffnungen 54, d.h. Poren 54a, beispielsweise durch Pulversintern oder einen Formvorgang zum Formen von porösem Metallmaterial gebildet. Die Erfordernisse hinsichtlich der Öffnungen 54 sind ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform.
Der äußere Halterteil 53 ist z.B. durch spanende Bearbeitung oder Gießen eines Materials, wie z.B. Aluminium und rostfreien Stahl, gebildet. Der Teil 53 um schließt die äußere Peripherie des Teils 52 und zumindest eine der Oberflächen des Teils 52, der mit dem Teil 53 in Berührung steht. Der Teil 53 gewährleistet eine luftdichte Montage der Anordnung 3 in einer optischen Vorrichtung. Diese sichergestellte luftdichte Ausführung der Anordnung 3 verhindert z.B. interne Korossion eines optischen Geräts aufgrund von Feuchtigkeit. Der Teil 52 ist an dem Teil 53 beispielsweise durch Presspassen oder Verschweißen festgelegt, so dass die Teile 52 und 53 in integraler Weise ausgebildet sind.
Die Linse 60, die aus Glas gebildet ist, ist in dem Linsenhalter 50 angeordnet. Bei der Linse 60 handelt es sich um eine bikonvexe sphärische Linse, wobei diese in der in 6A dargestellten Weise durch Pressformen von Linsenmaterial 60a gebildet wird. Während des Pressformvorgangs führt der ausgeübte Druck dazu, dass das Linsenmaterial 60a im Presssitz an dem Linsenhalter 50 angebracht wird, so dass die Linse 60 und der Linsenhalter 50 in integraler Weise ausgebildet sind. Von dem Umfangsbereich 61 der Linse 60 erstrecken sich Erhebungen 61a teilweise nach außen, die mit den Öffnungen 54 in Eingriff stehen.
Hinsichtlich des erforderlichen Volumens des Linsenmaterials 60a zum Bilden der Linse 60 ist das Material 60 gezielt mit einem zusätzlichen Volumen vorgesehen, wie dies auch bei der ersten und der zweiten Ausführungsform der Fall ist. Der während des Pressformvorgangs der Linse 60 aufgebrachte Druck führt dazu, dass das zusätzliche Volumen des Linsenmaterials 60a in die Öffnungen 54, genauer gesagt die Poren 54a, fließt, um dadurch die Erhebungen 61a zu bilden. Somit wird das zusätzliche Volumen des Linsenmaterials 60a, bei dem es sich um ein zum Bilden der Linse 60 eigentlich nicht erforderliches Volumen handelt, zusammen mit dem Volumenfehler von den Öffnungen 54 absorbiert, so dass sich eine hohe Genauigkeit aufweisende Linse 60 mit einer gewünschten Formgebung bilden lässt.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen der Anordnung 3 aus einem Halter und einem optischen Element beschrieben. Unter Bezugnahme auf die 6A und 6B handelt es sich bei der Herstellungsvorrichtung 80 für die Anordnung 3 um die gleiche wie die des Beispiels und der ersten Ausführungsform, so dass auf eine Beschreibung der Konstruktion von dieser verzichtet wird. Unter Bezugnahme auf 6A wird zum Bilden der Anordnung 3 der Linsenhalter 50, der auf vorbestimmte Abmessungen vorgeformt ist und die Teile 52 und 53 aufweist, zuerst auf der äußeren unteren Formteilkomponente 84 platziert. Anschließend wird das Linsenmaterial 60a in dem Linsenhalter 50 angeordnet. Unter Bezugnahme auf 6B wird nach dem Erwärmen des Linsenhalters 50 und des Linsenmaterials 60a zum Erweichen des Materials 60a das Material 60a dann einem Pressformvorgang unterzogen.
Durch den auf das Linsenmaterial 60a ausgeübten Formgebungsdruck wird das zusätzliche Volumen des Materials 60a dazu veranlasst, in die Öffnungen 54 des inneren Halterteils 52 des Linsenhalters 50 zu fließen, so dass die Erhebungen 61a gebildet werden.
Obwohl für die vorstehenden Ausführungsformen eine sphärische konvexe Linse als Beispiel beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Linsentyp beschränkt. Alternativ hierzu kann die vorliegende Erfindung auch bei einer Linse mit einer anderen Formgebung, wie z.B. einer konkaven Linse, Verwendung finden. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf Linsen beschränkt, sondern sie kann auch bei anderen optischen Elementen verwendet werden, wie z.B. einem Halter mit integriertem Beugungsgitter.

Claims

Anordnung aus einem Halter und einem optischen Element, wobei die Anordnung ein durch Formen gebildetes optisches Element (40, 60) aufweist, das im Presssitz in einem zylindrischen Halter (30, 50) angebracht ist, wobei der zylindrische Halter (30, 50) eine innere Oberfläche (31, 51) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Halter (30, 50) eine Vielzahl kontinuierlicher Mikroporen (32, 54) mit einer Größe in einem Bereich von einigen wenigen μm bis 100 μm aufweist, wobei sich die Mikroporen in Richtung auf die innere Oberfläche (31, 51) öffnen, dass das optische Element Erhebungen (41a, 61a) aufweist, die mit den Mikroporen (32, 54) in Eingriff stehen, und dass die Erhebungen (41a, 61a) aus einem zusätzlichen Volumen des Materials des optischen Elements bestehen, das in die Mikroporen (32, 54) des porösen zylindrischen Halters (30, 50) gepresst ist.
Anordnung aus einem Halter und einem optischen Element nach Anspruch 1, wobei sich die Vielzahl der kontinuierlichen Mikroporen (32, 54) in Richtung auf die gesamte innere Oberfläche (31, 51) des porösen zylindrischen Halters (30, 50) öffnet.