DE102013003224A1 - Verfahren zum Pressen eines optischen Linsenelementes - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pressen eines optischen Linsenelementes, insbesondere eines Arrays mit mehreren Linsen, insbesondere eines Mikrolinsenarrays, mittels zumindest einer Unterform und zumindest einer Oberform, wobei ein erwärmter Rohling aus transparentem Material in oder auf der Unterform platziert wird, wobei die Oberform und die Unterform aufeinander zugefahren werden ohne dass die Oberform und die Unterform eine geschlossene Gesamtform bilden, wobei eine Dichtung zu Erzeugung eines luftdichten Raumes, in dem die Oberform und die Unterform angeordnet sind, geschlossen wird, wobei in dem luftdichten Raum ein Unterdruck erzeugt wird, und wobei die Oberform und die Unterform zum Pressen des optischen Linsenelementes aufeinander zugefahren werden, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Oberform und die Unterform eine geschlossene Gesamtform bilden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pressen eines optischen Linsenelementes, insbesondere eines Arrays mit mehreren Linsen, insbesondere eines Mikrolinsenarrays, mittels zumindest einer Unterform und zumindest einer Oberform.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Oberfläche eines gepressten bzw. blankgepressten optischen Bauteils bzw. optischen Linsenelements zu verbessern.
  • Vorgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Pressen eines optischen Linsenelementes, insbesondere eines Arrays mit mehreren Linsen, insbesondere eines Mikrolinsenarrays, mittels zumindest einer Unterform und zumindest einer Oberform, gelöst,
    • (a) wobei ein erwärmter Rohling aus transparentem Material in oder auf der Unterform platziert wird,
    • (b) wobei (anschließend oder danach) die Oberform und die Unterform (zueinander positioniert und) aufeinander zugefahren werden ohne dass die Oberform und die Unterform eine geschlossene Gesamtform bilden,
    • (c) wobei (anschließend oder danach) eine Dichtung zu Erzeugung eines luftdichten Raumes, in dem die Oberform und die Unterform angeordnet sind, geschlossen wird,
    • (d) wobei (anschließend oder danach) in dem luftdichten Raum ein Unterdruck erzeugt wird,
    • (e) und wobei (anschließend oder danach) die Oberform und die Unterform zum (insbesondere (insbesondere beid- bzw. allseitigem) (Blank)Pressen des optischen Linsenelementes aufeinander zugefahren werden, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Oberform und die Unterform eine geschlossene Gesamtform bilden.
  • Ein Rohling im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Gob. Ein erwärmter Rohling kann im Sinne der Erfindung ein (von Raumtemperatur) wiedererwärmter Rohling sein. Ein erwärmter Rohling im Sinne der Erfindung kann jedoch auch ein Rohling sein, der temperiert worden ist und/oder dessen Temperaturgradient umgekehrt wurde. Das Umkehren von Temperaturgradienten ist zum Beispiel in der DE 20 2006 005 261 U1 oder der DE 11 2007 000 182.8 offenbart. Ein erwärmter Rohling im Sinne der Erfindung hat insbesondere eine Temperatur, die so hoch ist, dass er gepresst bzw. blankgepresst werden kann.
  • Eine Unterform im Sinne der Erfindung kann zum Beispiel eine Platte bzw. eine Formplatte sein.
  • Eine Dichtung im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere einen Balg bzw. einen Faltenbalg. Eine Dichtung im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere einen Balg bzw. Faltenbalg aus Metall. Ein geeignetes Metall ist beispielsweise Stahl und/oder Aluminium. Eine Dichtung im Sinne der Erfindung berührt insbesondere die Unterform und/oder die Oberform nicht. Eine Dichtung im Sinne der Erfindung ist insbesondere von der Oberform und/oder von der Unterform beabstandet. Ein geeigneter Abstand ist insbesondere nicht kleiner als 10 mm.
  • Ein optisches Linsenelement im Sinne der Erfindung weist insbesondere eine Oberfläche bzw. eine optisch wirksame Oberfläche auf, die eine Mikrostruktur bzw. eine rasterförmige Mikrostruktur bzw. eine periodische Mikrostruktur bzw. eine rasterförmige periodische Mikrostruktur umfasst. Eine geeignete Mikrostruktur offenbart zum Beispiel die DE 10 2008 023 551 A1 . Eine Mikrostruktur im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Struktur mit einer Ausdehnung bzw. Amplitude im, insbesondere einstelligen, Mikrometerbereich. Eine optisch wirksame Oberfläche im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Oberfläche, an der bei bestimmungsgemäßer Verwendung des optischen Linsenelementes die Richtung von Licht, das durch diese Oberfläche durchtritt, geändert wird.
  • Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere Glas. Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere anorganisches Glas. Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere Silikatglas. Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere B270. Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere F2. Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere Glas, wie es in der PCT/EP2008/010136 beschrieben ist. Glas im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere
    0,2 bis 2 Gew.-% Al2O3,
    0,1 bis 1 Gew.-% Li2O,
    0,3, insbesondere 0,4, bis 1,5 Gew.-% Sb2O3,
    60 bis 75 Gew.-% SiO2,
    3 bis 12 Gew.-% Na2O,
    3 bis 12 Gew.-% K2O und
    3 bis 12 Gew.-% CaO.
  • Unter Blankpressen soll im Sinne der Erfindung insbesondere verstanden werden, eine optisch wirksame Oberfläche derart zu pressen, dass eine anschließende Nachbearbeitung der Kontur dieser optisch wirksamen Oberfläche entfallen kann bzw. entfällt bzw. nicht vorgesehen ist. Es ist somit insbesondere vorgesehen, dass eine blankgepresste Oberfläche nach dem Blankpressen nicht geschliffen wird.
  • Die Oberform und die Unterform können dadurch aufeinander zugefahren werden, dass die Oberform auf die Unterform und/oder die Unterform auf die Oberform (vertikal) zubewegt wird.
  • Zum Pressen werden die Oberform und die Unterform insbesondere solange aufeinander zugefahren, bis sie sich berühren bzw. eine geschlossene Gesamtform bilden.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden im Schritt (b) die Oberform und die Unterform insbesondere so weit zusammengefahren, dass der Abstand (insbesondere der vertikale Abstand) zwischen der Oberform und dem Rohling nicht weniger als 4 mm und/oder nicht mehr 10 mm beträgt.
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird
    • (f) (an Schritt (e) anschließend oder nach Schritt (e)) in dem luftdichten Raum Normaldruck erzeugt. Normaldruck im Sinne der Erfindung ist insbesondere atmosphärischer (Luft)Druck. Normaldruck im Sinne der Erfindung ist insbesondere der außerhalb der Dichtung herrschende Druck bzw. Luftdruck. Anschließend oder danach wird in weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Dichtung geöffnet bzw. in ihre Ausgangsposition zurückgefahren.
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden
    • (g) (anschließend oder danach oder während Schritt (f)) die Oberform und die Unterform auseinander gefahren. Die Oberform und die Unterform können dadurch auseinander gefahren werden, dass die Oberform von der Unterform weg und/oder die Unterform von der Oberform weg bewegt wird. Anschließend oder danach wird in weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung das optische Linsenelement entnommen. Anschließend oder danach wird in weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung das optische Linsenelement gemäß einem vorbestimmten Kühlregime abgekühlt.
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vor dem Pressen des optischen Linsenelementes (bzw. zwischen Schritt (d) und Schritt (e)) eine vorbestimmte Wartezeit abgewartet. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt die vorbestimmte Wartezeit nicht mehr als 3 s (abzüglich der Dauer des Schrittes (d)). In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt die vorbestimmte Wartezeit nicht weniger als 1 s (abzüglich der Dauer des Schrittes (d)).
  • In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Unterdruck nicht größer als 0,1 bar, nicht größer als 0,05 bar.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Pressen eines optischen Linsenelementes,
  • 2 ein Ausführungsbeispiel für eine Form zur Durchführung des Verfahrens gemäß 1,
  • 3 ein Ausführungsbeispiel für eine Oberform der Form gemäß 2 zur Durchführung des Verfahrens gemäß 1,
  • 4 ein Ausführungsbeispiel eines optischen Linsenelementes in einer Seitenansicht und
  • 5 das optische Linsenelement gemäß 4 in einer Draufsicht.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Pressen eines optischen Linsenelementes, wie es beispielhaft in 4 und 5 offenbart ist. Dabei wird in einem Schritt 101 ein aus transparentem Material Rohling erwärmt bzw. z. B. derart temperiert, dass er innen kälter ist als außen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Rohling derart erwärmt wird, dass er eine annähernd homogene Temperaturverteilung aufweist. Die des Rohlings kann (z. T.) aus der Schmelze kommen. Es folgt ein Schritt 102, in dem der erwärmte Rohling in oder auf einer Unterform platziert wird. Eine geeignete Form zum Pressen des optischen Linsenelements zeigt 2, wobei die Form in einem Querschnitt dargestellt ist. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 1 die Unterform und Bezugszeichen 2 eine – in 3 vergrößert dargestellte – Oberform zum Pressen des optischen Linsenelements. Die Form umfasst eine Dichtung, die einen, nicht im Querschnitt dargestellten Faltenbalg 5 und eine obere Dichtfläche 6 sowie eine untere Dichtfläche 7 aufweist. Der Dichtung sind Hydraulikzylinder 8 und 9 zugeordnet, mittels der die obere Dichtfläche 6 rauf und runter gefahren werden kann. Beim Runterfahren der oberen Dichtfläche 6 entfaltet sich der Faltenbalg 5.
  • Es folgt ein Schritt 103, in dem die Oberform und die Unterform aufeinander zugefahren werden, ohne dass die Oberform und die Unterform eine geschlossene Gesamtform bilden. In einem folgenden Schritt 104 wird die obere Dichtfläche 6 zur Erzeugung eines luftdichten Raumes, in dem die Oberform 2 und die Unterform 1 angeordnet sind, auf die untere Dichtfläche 7 gefahren. Dadurch wird die Dichtung, gebildet aus Faltenbalg 5 und oberer Dichtfläche 6 im Zusammenwirken mit der unteren Dichtfläche 7, geschlossen.
  • Es folgt ein Schritt 105, in dem in dem luftdichten Raum ein Unterdruck von etwa 0,05 bar erzeugt wird. Zudem wird der Prozess angehalten, sodass die Dauer des Schrittes 105 einer vorbestimmten Dauer entspricht. Eine vorbestimmte Dauer ist insbesondere nicht kleiner als 1 Sekunde und/oder nicht länger als 3 Sekunden.
  • In einem nachfolgenden Schritt 106 wird der Rohling durch zusammenfahren der Ober- und der Unterform zu dem optischen Linsenelement blankgepresst, wobei durch das Zusammenfahren von Oberform und Unterform eine geschlossene Gesamtform gebildet wird. Es folgt ein Schritt 107, in dem die Oberform und die Unterform auseinandergefahren werden. In einem nachfolgendem Schritt 108 wird das optische Linsenelement entnommen und einer Kühlbahn zum Abkühlen gemäß einem vorbestimmten Kühlregime zugeführt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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    • EP 2008/010136 [0008]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Pressen eines optischen Linsenelementes, insbesondere eines Arrays mit mehreren Linsen, insbesondere eines Mikrolinsenarrays, mittels zumindest einer Unterform und zumindest einer Oberform, wobei ein erwärmter Rohling aus transparentem Material in oder auf der Unterform platziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberform und die Unterform aufeinander zugefahren werden ohne dass die Oberform und die Unterform eine geschlossene Gesamtform bilden, wobei eine Dichtung zu Erzeugung eines luftdichten Raumes, in dem die Oberform und die Unterform angeordnet sind, geschlossen wird, wobei in dem luftdichten Raum ein Unterdruck erzeugt wird, und wobei die Oberform und die Unterform zum Pressen des optischen Linsenelementes aufeinander zugefahren werden, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Oberform und die Unterform eine geschlossene Gesamtform bilden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem luftdichten Raum Normaldruck erzeugt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberform und die Unterform auseinander gefahren werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Pressen des optischen Linsenelementes eine vorbestimmte Wartezeit abgewartet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Wartezeit nicht mehr als 3 s beträgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Wartezeit nicht weniger als 1 s beträgt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung einen Balg umfasst.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung einen Faltenbalg aus Metall umfasst.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck nicht größer ist als 0,1 bar.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck nicht größer ist als 0,05 bar.
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