JP2023525151A - カスタマイズされた光学面形状を製造するための光学部品のラピッドプロトタイピング、特にレンズのラピッドプロトタイピング - Google Patents

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Abstract

本発明は、少なくとも1つの光学部品(1)を製造するための方法に関し、前記方法は、以下の工程:a)少なくとも1つの空洞部(2)を設ける工程であって、前記少なくとも1つの空洞部(2)は、第1の膜部分(3)の表面(3a)によって第1の側面で区画され、前記第1の膜部分(3)の形状は調整可能である、前記工程;b)材料(4)が前記第1の膜部分(3)の表面(3a)に接触するように、少なくとも1つの光学部品(1)を形成するために前記少なくとも1つの空洞部(2)に前記材料(4)を充填する工程;c)前記第1の膜部分(3)の形状を調整する工程;d)前記材料(4)が前記少なくとも1つの光学部品(1)の第1の界面(例えば第1の光学面)(1a)を形成するように、前記少なくとも1つの空洞部(2)に充填された前記材料(4)を硬化する工程であって、この第1の界面(1a)は、前記第1の膜部分(3)の表面(3a)の形状によって規定される形状を備える、前記工程、を含む。【選択図】図1

Description

本発明は、少なくとも1つの光学部品の製造方法に関する。さらに、本発明は、本発明による方法を用いて製造される少なくとも1つの光学部品を備える光学デバイスに関する。さらに、本発明は、カスタマイズされた光学面を有する光学デバイス、及び本発明による方法を実施するために使用することができるデバイスに関する。
光学部品、特にレンズの製造に関しては、高い光学品質を確保しつつ、同時に効率的かつ十分に速い様式でそれぞれの部品を成形することが困難となることが多い。特に、従来の金型を使用することは、部品の形状を決めてから部品が完成するまでの時間に相当するリードタイムが長くなるため、比較的時間を要する。さらに、研削/3Dフライス加工などの確立された処理は、比較的高価で時間を要する。さらに、3Dプリンティングに基づくラピッドプロトタイピングは迅速でコスト効率に優れるが、特にレンズに適用する場合は品質が劣ることがほとんどである。
以上のことから、本発明が解決しようとする課題は、レンズなどの光学部品を比較的高速かつ高い費用効率で製造することができつつ、同時に十分な光学品質を確保することができる方法を提供することである。
少なくとも1つの光学部品を製造するための方法であって、以下の工程:
a1)少なくとも1つの空洞部(2)を設ける工程
b1)前記少なくとも1つの空洞部(2)に液体材料(4)を充填する工程
c1)前記液体材料(4)の第1の表面(4a)の形状を調整する工程
d1)前記液体材料(4)が剛体材料(40)となり、前記第1の表面(4a)が第1の界面(40a)となるように、前記少なくとも1つの空洞部(2)に充填された前記液体材料(4)を硬化する工程であって、ここで前記第1の界面(40a)の形状は、前記第1の表面(4a)の形状によって規定される、前記工程、及び以下のいずれかの工程、
e1)成形プロセス(molding process)によって前記少なくとも1つの光学部品を形成する工程であって、ここで前記第1の界面(40a)は、成形型の少なくとも1つの表面を提供し、かつ前記光学部品(1)の光学面の形状は、前記第1の界面(40a)によって形成される、前記工程、若しくは
e2)前記光学部品は、前記剛体材料(40)を備え、かつ前記第1の界面(40a)は、前記光学部品(1)の光学面である工程、
を含む。
図1は、カスタマイズされた光学面を有する光学部品を製造するための本発明による方法の一実施形態を示す概略図である。 図2は、光学面を成形するための膜部分を調整する実施形態を示す図である。 図3は、光学部品(複数可)を形成するための液体材料を適用するための流路を有するマスクを使用する本発明による方法の更なる一実施形態を示す図である。 図4は、2段階硬化処理において光学部品を形成するために使用される空洞部を区画するための担体を使用する本発明による方法の更なる実施形態を示す図である。 図5は、硬化時に剛体材料が接合される光学素子を用いた本発明による方法の更なる実施形態を示す図である。 図6は、硬化時に剛体材料が接合される光学素子を用いた本発明による方法の更なる実施形態を示す図である。 図7は、本発明による方法の更なる実施形態を示し、ここで光学部品の光学面は、周囲圧力P2、P3に対して液体材料の圧力P1を調整することによって成形される。 図8は、本発明による方法の更なる一実施形態を示し、ここで光学部品の光学面は、重力により影響を受ける成形液L1、L2の助けにより成形される。 図9は、硬化時に剛体材料が接合される担体を用いた本発明による方法の更なる一実施形態を示し、ここで担体は光学部品のアパーチャーを形成する。 図10は、プリズムを形成する光学部品を製造するための本発明による方法の更なる実施形態を示す図である。 図11は、本発明による方法を実施するためのデバイスの上面図である。 図12は、本発明による方法を実施するためのデバイスの断面図である。 図13は、少なくとも1つの光学部品を製造するための方法の例示的な実施形態を概略的断面図で示し、ここで第1の表面の形状は、ピストンによって規定される。 図14a及び図14bは、少なくとも1つの光学部品を製造するための方法の例示的な実施形態を概略的断面図で示し、ここで更なる界面が作製される。 図15は、少なくとも1つの光学部品を製造するための方法の例示的な実施形態を概略的断面図で示し、ここで第1及び/又は第2の表面の形状は、測定ユニットによって測定される。 図16は、少なくとも1つの光学部品を製造するための方法の例示的な実施形態を概略的断面図で示し、ここで第2の表面の形状は、作動ユニット101によって規定される。
方法の工程a1)では、少なくとも1つの空洞部が設けられる。ここで、及び以下では、空洞部とは、単一又は複数の固体構造体によって区画された密閉空間である。固体構造体は弾性的に変形可能であり得、固体構造体の変形は制御可能である。したがって、空洞部の形状は調整可能であり得る。空洞部は、液体を保持するように構成される。空洞部は、全ての側面で液体を完全に区画するように構成され得る。特に、空洞部は液密に密閉される。或いは、空洞部は、空洞部を通る液体の流れを可能にするために開口していてもよい。例えば、空洞部はバルブを備え、これは空洞部への液体の流れの出入りを制御するように構成される。空洞部は、ポンプ、対流、又は空洞部を傾けるか若しくは回転させることによって、空洞部内の液体を所定の方法で移動させるように構成されてもよい。
方法の工程b1)において、液体材料は、少なくとも1つの空洞部に充填される。ここで、及び以下において、この液体材料は、100000mPa・sの最大粘度を有し、好ましくは1000mPa・sの最大粘度、非常に好ましくは100mPa・sの最大粘度を有する。空洞部は、少なくとも一側面で液体材料を区画するように構成されている。第1の代替形態によれば、空洞部は液体材料で完全に充填されていてもよい。第2の代替形態によれば、空洞部は液体材料で部分的に充填され、かつさらに空洞部は一流体(気体又は液体)で充填され、ここで該流体及び液体材料は非混和性であるか、又は異なる密度を持つ。そのため、空洞部内で液体材料と該流体とが分離される。
一実施形態によれば、液体材料は担体(carrier)上に提供されてもよく、方法の工程b1)において、担体は空洞部内に配置されるか、又は空洞部を区画する固体構造体が前記担体を備える。特に、液体材料は、担体の面上に配置され、その面は、湾曲しており、ナノ構造を備え、突起を備え、及び/又は凹部を備える。特に、担体はウエハであり、好ましくはシリコン、セラミック又はガラスを含むものである。
特に、空洞部は更なる側面で開口しており、この更なる側面において、液体材料は流体(気体又は液体)材料に隣接している。特に、流体材料は常圧であってもよい。
液体材料を備えるリザーバーが、空洞部に接続されてもよい。空洞部は、液体材料が空洞部に流入及び流出する開口部を備えてもよい。特に、空洞部内の液体材料の流れは、連続的に制御され得る。特に、液体材料は空洞部内で液体材料を循環させるように、又は液体材料を空洞部を通して流すように送り込まれ、液体材料の運動は対流以上になる。
方法の工程b1)の後に実行される方法の工程b2)において、空洞部は閉口され得る。したがって、液体材料が空洞部に充填される開口部は、閉口され得る。特に、液体材料によって形成される第1の表面上に可撓性膜を配置することによって、可撓性膜が液体材料に隣接することにより、空洞部が閉口される。例えば、液体材料の小領域を硬化し、それによって液体材料が該小領域で硬くなることによって、空洞部を閉じることができる。
方法の工程c1)において、液体材料の第1の表面の形状が調整される。該第1の表面は、流体材料に隣接し得る。第1の表面の形状は、空洞部を区画する構造に対する液体材料の接触角を制御することによって調整することができる。第1の表面の形状は、第1の表面に局所的に圧力を加える連続的な空気流によって制御することができる。
特に、方法の工程c1)では、空洞部の容積が調整される。例えば、空洞部は液体材料が含まれるリザーバーに接続される。第1の表面の形状を調整する際、液体材料がリザーバーと空洞部との間を流れることができる。第1の表面の形状は、液体材料と第1の表面に隣接する流体材料との間の相対圧力を調整することによって調整することができる。空洞部の容積を調整することで、第1の表面の形状を調整することができる。特に、第1/第2の膜部分は、不均一な剛性を有していてもよい。特に、第1/第2の膜部分の形状が該膜の対向する両側面での圧力が異なることにより変化する際に、第1/第2の膜部分は非球面状に形作られる。第1/第2の膜部分の剛性は、異方性であってもよい。特に、第1/第2の膜部分は、不均一な厚さを有していてもよく、これにより、第1/第2の膜部分の剛性が不均一になる。
方法の工程d1)において、液体材料は、液体材料が剛体材料となり、かつ第1の表面は第1の界面となるように硬化され、ここで該第1の界面は、方法の工程c1)で定義される第1の表面と本質的に同じ形状を有している。ここで、及び以下において、剛体材料は、100000mPa・sの最小粘度を有し、好ましくは1000000mPa・sの最小粘度を有し、非常に好ましくは10000000mPa・sの最小粘度を有する。
例えば、液体材料はUV放射によって硬化され、UV放射は液体材料の小領域に適用される。液体材料は、例えば、液体材料を融点未満に冷却することによって、又は液体材料を硬化温度超過に加熱することにより、熱硬化可能である。
特に小領域は順次、UV放射にさらされる。
特に、UV放射は、硬化中に、既に硬化した剛体材料に液体材料が含まれることを避けるような方法で行われる。例えば、液体材料の中央の小領域を先に曝露し、その中央の小領域の周囲の小領域を順次曝露する。有利なことに、剛体材料の機械的応力、亀裂、気泡が減少する。例えば、中央の小領域からUV放射が適用され、その後に曝露される小領域は、前記中央の小領域の周りに放射状に配置されている。例えば、スポット状にUV放射が適用され、そのスポットの直径を順次大きくしていく。スポットの形状、位置、及び大きさは、可変レンズ(tunable lens)、可変ミラー、又は可変プリズムなどの可変光学部品によって制御することができる。
液体材料は、液体材料の層が順次硬化される層状様式で硬化されてもよい。特に、これらの層は、光学部品の光軸に対して垂直である主延在方向を有する。特に、第1の表面及び/又は第2の表面を含む層は、硬化対象の最後の層である。
特に、空洞部は補償領域を備えるか、又は補償領域は空洞部に隣接している。この補償領域は、方法の工程d1)の間に硬化される液体材料の部分と液体接続の状態にある。空洞部内の液体材料の硬化時の容積の変化が、補償領域の容積の変化によって補償されるように、この補償領域は容積が可変である。特に、補償領域は、補償領域内の容積の変化が補償領域内を流れる周囲空気によって補償されるように、周囲環境に対し開口されるように設計されてもよい。
一実施形態によれば、液体材料を硬化させながら、第1の表面の形状を変化させる。例えば、液体材料の第1の小領域は硬化して剛体材料となり、ここで空洞部内の他の小領域の液体材料は硬化していない。液体材料の更なる小領域を硬化する前に、第1の表面の形状を変化させるように空洞部内の剛体材料の位置を操作する。例えば、第1の小領域がUV放射にさらされた後、剛体材料の位置を変更するようにピンが剛体材料を押して、それによって第1の表面の形状が変更される。
特に、空洞部を密閉する固体構造体及び/又は空洞部内の流体材料の温度を制御する。特に、空洞部内の液体材料の温度を制御することで、液体材料の硬化を局所的に初期化、遅延、又は加速させることができる。特に、方法の工程d1)で液体材料を硬化する間、液体材料内の温度分布がモニターされる。
方法の工程e1)において第1の代替形態によれば、光学部品は成形プロセスによって製造され、成形型は該剛体材料を備える。特に、成形型は、光学部品の形状を規定し、ここで第1の界面は、光学部品の光学面の形状を規定する。成形プロセスでは、第1の界面は、製造される光学部品に隣接している。第1の界面は、光学部品の光学面の対応部分(片割れ)をもたらす。
剛体材料は、可視波長域の電磁波に対して非透過性であってもよい。有利には、剛体材料は、接着特性及び機械的特性に関して最適化することができ、剛体材料の光学特性は無視することができる。したがって、方法の工程e1)は、剛体材料の材料選択に関する制約が少ないことを意味する。
方法の工程e2)において、第2の代替形態によれば、光学部品は、剛体材料を備える。特に、光学部品は剛体材料からなる。第1の界面は、光学部品の光学面を備える。光学部品は、屈折光学部品であってもよく、この光学部品は、光学面に特化した形状及び特化した屈折率の変化を提供することによって光と相互作用するように構成される。特に、剛体材料は、前記光に対して本質的に透明である。或いは、光学部品は反射光学部品であってもよく、光学面は特化した波長範囲の電磁波を反射するように構成される。特に、該光学面の反射力が提供されるように、メタライゼーションが、第1の界面に適用されてもよい。第1の界面のメタライゼーション及び形状により、光学面の光学特性を規定することができる。特に、剛体材料は、光学部品と相互作用すると考えられる電磁波に対して非透過性であってもよい。
一実施形態によれば、方法の工程d1)の後に行われる方法の工程f2)において、剛体材料は空洞部から解放される。特に、空洞部内の圧力を増加させることによって、及び/又は空洞部に隣接する領域の圧力を減少させることによって、剛体材料が空洞部から押し出される。
特に、液体材料の硬化は、方法の工程d1)の後に液体材料の層が剛体材料に隣接するように制御されてもよい。特に、このような液体材料の層は、空洞部を区画する固体構造体と剛体材料との間に配置することができ、空洞部から剛体材料を解放することが容易になる。特に、方法の工程d1)において硬化した後、液体材料は空洞部から除去され、好ましくは、剛体材料が空洞部から解放される前に除去される。
空洞部は、剛体材料の解放を簡単にするために、接着防止層又は犠牲層を備えてもよい。空洞部が膜部分によって区画されている場合、剛体材料が空洞部から解放される際、膜部分は除去、溶解、又は破裂させることが可能である。
一実施形態によれば、方法の工程d1)の後に、方法の工程f3)において剛体材料が後処理される。例えば、この後処理は:
- 剛体材料をUV放射にさらすこと;
- 剛体材料を焼き戻すこと;
- 傷防止コーティング、光学フィルターコーティング、反射防止コーティング、又は反射コーティングにより、剛体材料をコーティングすること;
- 剛体材料を真空にさらすこと;
のうちの少なくとも1つを含む。
特に、後処理は、剛体材料の縁部領域を処理することを含んでいてもよい。縁部領域は、第1の界面の上面図に見られるように、剛体材料の外側輪郭を画定する剛体材料の部分である。縁部領域の処理には、縁部領域の黒化、コーティングなどの付加的な処理を含むことができる。縁部領域の処理には、縁部領域を酸化又はプラズマ処理する変換処理を含むことができる。縁部領域の処理には、例えばエッチング、フライス加工、パンチング、又は切断によって剛体材料の一部を除去する減法的処理(subtractive process)を含むことができる。
一実施形態によれば、
方法の工程a1)において、少なくとも1つの空洞部(2)は、第1の膜部分(3)の表面(3a)によって第1の側面で区画され、ここで前記第1の膜部分(3)の形状は、調整可能であり;
方法の工程b1)において、液体材料(4)は、液体材料(4)が第1の膜部分(3)の表面(3a)に接触するように、少なくとも1つの空洞部(2)内に充填され;
方法の工程c1)において、第1の膜部分(3)の形状を調整することにより、液体材料の第1の表面(4a)の形状が調整される。
一実施形態によれば、少なくとも1つの光学部品を製造するための方法であって、以下の工程を含む:
a1)少なくとも1つの空洞部を設ける工程であって、前記少なくとも1つの空洞部は、第1の膜部分の表面によって少なくとも第1の側面で区画され、前記第1の膜部分の形状(及び/又は位置)は(例えば、前記第1の膜を所望の形状に形成することによって)調整可能である、前記工程;
b1)少なくとも1つの光学部品を形成するための前記少なくとも1つの空洞部に液体材料を充填する工程であって、ここで前記液体材料が前記第1の膜部分の第1の表面に接触する、前記工程;
c1)前記第1の膜部分の形状を調整する工程;
d1)硬化した液体材料が前記少なくとも1つの光学部品の第1の界面を形成し、この第1の界面は前記第1の膜部分の第1の表面の形状によって規定される形状を備えるように、前記少なくとも1つの空洞部に充填された前記液体材料を硬化する工程。
好ましい実施形態によれば、少なくとも1つの光学部品は、レンズであり、光学面は、該レンズの屈折面である。特に、第1の界面は、少なくとも1つの光学部品の第1の光学面を形成することができる。しかしながら、少なくとも1つの光学部品の実際の第1の光学面は、第1の界面上に配置されたコーティング又は層によって形成することもできる。特に、第1の膜部分は、剛体材料上に留まることができる。この場合、第1の膜部分は、好ましくは、硬化した剛体材料と同じ屈折率を有する。
好ましくは、更なる一実施形態によれば、剛体材料は、硬化される際に透明である。さらに、好ましくは、液体材料は、少なくとも1つの空洞部に充填される際に、最初は液体状態である。
さらに、本方法の一実施形態によれば、工程a)において、少なくとも1つの空洞部は、マスクに形成された開口部によって形成され、ここで第1の膜部分は、前記第1の側面で少なくとも1つの空洞部を区画するように、マスクに接続され、かつ前記開口部をカバーする。
一実施形態によれば、マスクの開口部は、円形輪郭、非円形輪郭、楕円形輪郭、多角形輪郭、のうちの1つを備える。
さらに、一実施形態によれば、開口部の輪郭は、少なくとも1つの光学部品(例えば、レンズ)の輪郭を規定する。特に、開口部の直径は、10mm未満、好ましくは5mm未満であってもよい。
さらに、一実施形態によれば、マスクは、少なくとも1つの空洞部の側壁を形成する。
本方法の更なる実施形態によれば、マスクは、工程b1)において、少なくとも1つの空洞部が液体材料で満たされる少なくとも1つの流路(又は複数の流路)を備える。
さらに、本願による方法の一実施形態によれば、マスクは、液体材料の硬化後に少なくとも1つの光学部品を保持する。
一実施形態によれば、本方法は、方法の工程e1)を含み、ここで光学部品の第1の界面への付着は、第1の界面上に、若しくは第1の界面と光学部品との間に配置される膜上に塗布されるコーティングによって、又は第1の界面によって形成されるナノ構造によって、低減される。一実施形態によれば、本方法は、方法の工程e2)を含み、ここで第1の界面における可視波長域の光の反射は、第1の界面若しくは膜に施されたコーティングによって、又は第1の界面により形成されたナノ構造によって低減される。
さらに、一実施形態では、工程d1)における液体材料の硬化後、第1の膜部分は、少なくとも部分的に又は完全にマスクから除去され、第1の界面は、少なくとも1つの光学部品の第1の光学面をコーティングし、及び/又は形成する。別の実施形態では、液体材料の硬化後、第1の膜部分は、硬化した材料上(すなわち、前記第1の界面上)に留まり、少なくとも1つの光学部品の第1の光学面をコーティングし、及び/又は形成する。
つまり、第1の界面が最終的な第1の光学面を形成できるか、又は第1の界面上に配置された層(例えばコーティング)により最終的な第1の光学面を形成できるということである。特に、第1の光学面は、その上に配置された第1の膜部分又は層(例えばコーティング)により形成することができる。
特に、第1の膜部分の部分的な除去は、第1の膜部分の層(例えば担持層、例えば下記参照)のみが除去され、第1の膜部分の別の層(例えば第1の膜部分の層)は第1の界面上に残ることを意味し得る。
さらに、特に、前記液体材料を少なくとも1つの空洞部に充填するための前記少なくとも1つの流路(又は複数の流路)を設けるために、前記マスクは、第1の部分及び第2の部分を備え、前記少なくとも1つの流路は、前記第1の部分と前記第2の部分との間に形成される。特に、マスクの第1の部分と第2の部分とは、それぞれプレートとして形成することができ、これらのプレートはそれぞれの流路を形成するために互いに直接接触するか、又は互いに近接する。特に、第1の部分及び第2の部分は、第1の膜と本質的に平行に延びる主延長方向を有する。特に、工程d)における少なくとも1つの光学部品の分離のために、2つの部品(例えば、プレート)を互いに分離することができる。
さらに、本発明による方法の好ましい一実施形態によれば、マスクは可撓性である。マスクが可撓性であることにより、第1の膜部分を所望の形状にするために容易に変形させて、第1の膜部分の前記表面とそれに伴う本発明による方法を用いて製造される少なくとも1つの光学部品の第1の界面(特に第1の光学界面)を調整することが可能である。
本方法の更なる一実施形態によれば、マスクの開口部は、特に、液体材料が硬化された際に(例えば工程d))、少なくとも1つの光学部品(例えばレンズ)の横面を規定するように、マスクの透明な円周部分によって取り囲まれている。
一実施形態によれば、本方法は、方法の工程e2)を含み、光学素子は、工程a)において、第1の表面とは反対に面するマスクの側面に設けられる。特に光学素子は、工程a)において、特に少なくとも1つの空洞部が第1の膜部分と光学素子との間に配置されるように、第1の膜部分とは反対に面するマスクの側面に設けられる。
特に、一実施形態では、光学素子は、剛体材料の屈折率と等しい屈折率を備える。好ましくは、一実施形態によれば、光学素子と剛体材料とは同じ材料を含む。好ましくは、光学素子は、液体材料が硬化する際に(例えば、工程d1))、剛体材料に接合される。
さらに、一実施形態によれば、光学素子は、少なくとも1つの空洞部に充填された液体材料に対して反対に面する湾曲した光学面を備える。
方法の工程e2)を含む本方法の更なる一実施形態によれば、方法の工程a1)において、少なくとも1つの空洞部は、第2の膜部分の表面によって前記第1の側面に対向する第2の側面で区画され、ここで第2の膜部分の形状(及び/又は位置)は(例えば、第2の膜部分を所望の形状に形成することによって)調節可能である。したがって、第2の膜部分は、少なくとも1つの光学部品の第2の界面(例えば、光学面)の形状を調整することを可能にする。
さらに、前記実施形態によれば、方法の工程b1)は、液体材料が第2の膜部分の表面にも接触するように、少なくとも1つの空洞部に液体材料を充填することをさらに含む。
さらに、前記実施形態によれば、方法の工程c1)は、第2の膜部分の形状を調整することをさらに含む。
さらに、前記実施形態によれば、工程d1)は、液体材料が少なくとも1つの光学部品の第2の界面(例えば光学面)を形成するように、少なくとも1つの空洞部に充填された液体材料を硬化することをさらに含み、この第2の界面は、第2の膜部分の表面の調整形状によって規定される形状を備える。
方法の工程e2)を含む本方法の一実施形態によれば、工程a1)は、担体を設けることをさらに含む。担体は、空洞部を密閉する固体構造体の一部であってもよい。
特に、方法の工程d1)は、液体材料の硬化後に、少なくとも1つの光学部品から担体を除去することをさらに含む。
本方法の別の実施形態によれば、担体は、工程d1)における液体材料の硬化後に、少なくとも1つの光学部品用のマウントを形成する。
好ましい一実施形態によれば、担体はプリント回路基板である。これは、光学部品を、光学部品と動作的に相互作用するプリント回路基板上の更なる部品に対して直接的に位置調整できるために有利である。
好ましくは、更なる実施形態によれば、担体は、第1の表面、特に第1の膜部分と一列に並び得る少なくとも1つの開口部、及び少なくとも1つの空洞部を備え、工程b1)において、液体材料が硬化される際に、少なくとも1つの光学部品を担体に形状適合する様式で接続するために、液体材料が前記少なくとも1つの開口部にも充填されることが好ましい。特に、工程d1)は、少なくとも1つの光学部品を担体に形状適合する様式で接続するために、少なくとも1つの空洞部、及び担体の少なくとも1つの開口部に充填された液体材料を硬化することをさらに含む。
有利には、更なる実施形態によれば、担体の少なくとも1つの開口部は、少なくとも1つの光学部品のアパーチャーとして使用される。
別の実施形態では、担体の開口部の代わりに、担体を透明な担体とすることもできる。透明な担体は、ガラス又はポリマーを含み得、好ましくは、透明な担体は、剛体材料と同じ材料を含む。担体は、方法の工程b1)において空洞部に充填される液体材料に面する第1の側面と、担体の第1の側面とは反対に面する第2の側面とを備える。特に、担体の第2の側面は、第2の膜部分に面している(下記も参照)。
特に、透明な担体は連続的であり、透明な担体は、第1の側面から始まり担体とは反対方向に延びる第1の領域と、第2の側面から始まり担体とは反対方向に延びる第2の領域とに、少なくとも1つの空洞部を分離する。特に、第1の領域は、第1の膜部分と担体の第1の側面との間に配置され、かつ第2の領域は、前記第2の膜部分と担体の第2の側面との間に配置される。
さらに、この点に関して、工程b1)は、液体材料が担体の第1の側面にも接触するように、少なくとも1つの空洞部の第1の領域に液体材料を充填することを含む。
特に、前記実施形態によれば、工程d1)は、剛体材料が担体の第1の側面に接合されるように、少なくとも1つの空洞部の第1の領域に充填された液体材料を硬化することをさらに含む。
特に、担体の両側面に液体材料を適用し、第1及び第2の表面の形状を調整すること、特に第1及び第2の膜部分を調整すること、並びに担体の両側面の液体材料を硬化することは、独立した処理工程で行うことができ、すなわち、工程b1)、c1)及びd1)において、担体の第1の側面の液体材料が処理されるが、一方、担体の第2の側面の液体材料は、更なる工程b2)、c2)及びd2)において処理することができ、すなわち、対応する実施形態では、本方法は、更なる工程:
b2)液体材料が担体の第2の側面、特に第2の膜部分の表面に接触するように、液体材料を少なくとも1つの空洞部の第2の領域に充填する工程;
c2)第2の領域における液体材料の第2の表面の形状を調整する工程;
d2)液体材料が剛体材料となり、かつ第2の表面が第2の界面となるように、少なくとも1つの空洞部にて第2の領域に充填された材料を硬化する工程であって、ここで第2の界面の形状は、第2の表面の形状によって、かつ剛体材料が担体の第2の側面に接合されるように規定される、前記工程;
を含む。特に、第2の界面は、少なくとも1つの光学部品の光学面を形成する。第2の界面は、第2の膜部分の表面の調整された形状によって規定される形状を備えることができる。
さらに、一実施形態によれば、第1の膜部分は、反射防止面(AR面:anti-reflective surface)を備える。一実施形態によれば、AR面は、少なくとも1つの光学部品の前記剛体材料とは反対に面する前記第1の膜部分の側面に配置される。
別の実施形態によれば、第1の膜部分は、少なくとも1つの光学部品の前記剛体材料に面する前記第1の膜部分の側面に配置された表面構造、特にナノ構造を備える。特に、この表面構造により、第1の膜部分を硬化した液体材料から除去する際に、第1の光学面を反射防止の第1の光学面とすることができる。
別の実施形態によれば、第1の膜部分は、少なくとも1つの光学部品の前記液体/剛体材料に面する第1の膜部分の担持層の一側面に配置された反射防止層(AR層)を備え、AR層は、剛体材料の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を備え、液体材料の硬化後、第1の膜部分の担持層が除去されてAR層は硬化した材料上、特に少なくとも1つの光学部品上に残存する。
好ましい一実施形態によれば、AR層は、ナノ構造を備える。それぞれのナノ構造は、モスアイ反射防止構造とすることができ、すなわち、複数の突起を備える配列であり、各突起の寸法はその上に入射する光の波長よりも小さい。これらの突起は、2つの媒体の間の界面に段階的な屈折率の領域を形成し、界面によって反射される光の量を本質的に減少させる。
特に、同様の様式で、第2の膜部分は、AR層を備えることが可能であり、これは、第1の膜部分に関して説明した実施形態と類似して形成することができる。
さらに、一実施形態によれば、第1の膜部分は、少なくとも1つの光学部品の剛体材料とは反対に面する側面に、傷防止層を備えることができる。ここで、特に、第1の膜部分は第1の界面上に残り、特に、第1の光学面を形成する。
さらに、別の実施形態によれば、第1の膜部分は、硬化した材料に面する第1の膜部分の担持層の一側面に配置される傷防止層を備えてもよい。ここで、特に、液体材料の硬化後、第1の膜部分の担持層が除去され、傷防止層が第1の界面に残り、特に第1の光学面を形成する。
第2の膜部分は、第2の光学面の傷防止層を生成するために類似の様式で使用することができる。
特に、全ての実施形態において、液体材料は、液体状態で少なくとも1つの空洞部に(特に、少なくとも1つの空洞部の第1の領域及び/又は第2の領域に)充填される。
さらに、好ましい一実施形態によれば、方法の工程b)は、少なくとも1つの空洞部への液体材料の充填後(特に、少なくとも1つの空洞部の第1及び/又は第2の領域への液体材料の充填後)に液体材料の脱気を行うことをさらに含む。
特に、液体材料を空洞部に充填した後に、液体材料は、脱気されてもよい。液体材料は、液体材料の圧力を下げることにより、例えば、隣接する流体材料の圧力を下げることによって、脱気されてもよい。特に、脱気のために液体材料に超音波を適用するように空洞部が構成される。液体材料を脱気する間に液体材料から分離した気体は、空洞部の専用領域で捕捉することができる。特に、気体をこの専用領域に移動させるために、重力及び/又は遠心力を利用することができる。液体材料から分離した気体は、空洞部内の液体材料の連続的な流れによって、専用領域に移動させることができる。或いは、脱気中に液体材料から分離した気体は、空洞部から除去してもよい。例えば、液体から分離する気体は、開口している更なる側面にて空洞部から排出されてもよい。
少なくとも1つの光学部品のそれぞれの界面/光学面の形状を規定するために使用されるそれぞれの膜部分の形状の調整に関しては、本発明に従って様々な技術を使用することが可能である。特に、方法の工程c1)及び/又はc2)は、以下の少なくとも1つを含む:
- マスクを変形させること(特に、マスクを変形させることで、少なくとも1つの光学部品の非点収差及びプリズムを調整することができる);
- マスクのいくつかの箇所で同時にマスクに圧力を適用すること;
- 液体材料の圧力及び/又は少なくとも1つの空洞部の外側の周囲圧力を調整すること;
- 第1の膜部分を成形型に吸着又は押圧し、及び/又は第2の膜部分を成形型に吸着又は押圧すること;
- 第1の膜部分に対してマスターを押し付け、及び/又は第2の膜部分に対してマスターを押し付けること[マスターはガラス部材によって形成することができ、特にフラットなマスター(例えばフラットなガラス部材)が第1の膜部分に対して押し付けられ、少なくとも1つの光学部品をプリズムに形成するように第1の膜部分を傾斜させる];
- マスクの第1の部分と第2の部分との間の距離を変更すること;
- 第1の膜部分と第2の膜部分との間の距離を変更すること;
- 第1及び/又は第2(4b)の表面の形状が、液体材料に適用される遠心力によって少なくとも部分的に規定されるように、液体材料を回転すること。
更なる実施形態によれば、方法の工程c1)、c2)、d1)及び/又はd2)において、第1及び/又は第2の表面の形状が測定される。特に、第1の膜部分の表面の形状を調整する際、第1の膜部分の形状を(例えば、反射モード又は透過モードにおいて)測定する。それに応じて、第2の膜部分の形状も(例えば、反射モード又は透過モードにおいて)測定することができる。
第1の表面及び/又は第2の表面の形状を測定するための測定ユニットが配置されてもよい。特に、第1/第2の表面の形状は、閉ループ制御によって調整される。測定ユニットは、シャック・ハルトマンセンサを備えてもよい。特に、シャック・ハルトマンセンサは、照明又は撮像のための可変レンズ又は可変プリズムのような可変光学部品を備えることができる。
特に、測定ユニットは、基準レンズの形状に対する第1/第2の表面の形状の相対的な偏差を測定するように構成される。測定ユニットは、第1/第2の表面の1点の偏向を測定するように配置されたシングルポイントシステムを備えてもよい。特に、測定ユニットは、第1/第2の表面の偏向の点群を生成するように構成されてもよい。例えば、測定ユニットは、第1/第2の表面上にグリッドパターンを投影するように配置されたプロジェクターを備え、測定ユニットは、投影されたグリッドパターンを撮像することによって、第1/第2の表面の形状を決定するように構成される。
本発明による方法のなおさらに好ましい実施形態によれば、第1の表面(4a)及び/又は第2の表面(4b)の形状は、反復的に調整される。特に、第1の表面と第2の表面の形状を同時に、又は交互に測定及び調整する。さらに、一実施形態によれば、第1の膜部分及び第2の膜部分の形状は、反復的に調整され、ここで第1の膜部分及び第2の膜部分の形状は、同時に又は交互に測定及び調整される。
特に、一実施形態によれば、少なくとも1つの光学部品の第1及び/又は第2の界面(例えば光学面)を液体材料を硬化する前に測定することができる。
さらに、本発明による方法の好ましい実施形態によれば、液体材料を硬化するために、液体材料にUV光を照射する(例えば、工程d1)又はd2))。
特に、一実施形態において、マスクは、UV光の一部を遮断するように配置されてもよく、それによって、マスクは、少なくとも1つの光学部品の輪郭を規定する。特に、マスクは、少なくとも1つの光学部品の非円形の輪郭を規定することができる。さらに、複数の光学部品を空洞部内で同時に作製してもよく、ここで隣接する光学部品間の領域をUV放射から遮光するようにマスクを配置することができる。マスクのこのような構造では、隣接する光学部品間の液体材料が液体のままであるため、複数の光学部品の分離が容易になる。したがって、硬化後、光学部品(レンズなど)は剛体材料で相互接続されない。例えば、光学部品の分離のために、余分な液体材料をすすぐことができる。
さらに、一実施形態によれば、UV光を、少なくとも1つの空洞部に充填された液体材料に均一に(特に平行に(collimated))入射するように放射する。
特に、一実施形態において、第1の表面、特に第1の膜部分の湾曲によって引き起こされる不均一な硬化を避けるために、第1の膜部分の最上部に転移液体(transition liquid)が配置され、この転移液体は、液体材料の屈折率、特に少なくとも1つの光学部品の前記剛体材料の屈折率に等しい屈折率を備える。これにより、転移液体から前記液体材料に透過される際に、UV光の屈折が回避される。
本方法の一実施形態によれば、少なくとも1つの光学部品の液体材料の小領域は、連続して硬化される。
一実施形態によれば、液体材料は、少なくとも1つの空洞部の対向する両側面から連続して硬化することができる。
特に、一実施形態によれば、液体材料は、第1及び第2の小領域を備え、第1の小領域が最初に硬化されて不動点(fixpoint)となり、第2の小領域がその後に硬化され、ここで第2の小領域が第1の小領域に隣接している。
例えば、一実施形態において、少なくとも1つの光学部品は、複数のレンズを備えるレンズアレイであり、レンズアレイの複数の縁部(第1の小領域を形成する)を先に硬化し、その後、レンズアレイの複数のレンズ(第2の小領域を形成する)を硬化する。
さらに、一実施形態によれば、UV光は、アパーチャーを通して放射され、ここでアパーチャーの直径は、少なくとも1つの光学部品の液体材料の硬化の間に変化する。
さらに、一実施形態によれば、第1の表面、特に第1の膜部分、及び/又は第2の表面、特に第2の膜部分の形状は、硬化工程中に変更されてもよく、ここで少なくとも1つの光学部品の液体材料の異なる小領域が連続して硬化される。
更なる一実施形態によれば、液体材料は、少なくとも1つの光学部品の直径よりも小さい直径を備える光ビーム(特にレーザビーム)によって硬化され、ここで光ビームが、液体材料を硬化するために第1の表面を走査する。同様に、一実施形態では、このような光ビームは、第2の表面を走査することができる。
さらに、一実施形態によれば、少なくとも1つの光学部品の液体材料を硬化するためのUV光は、パターン化されたUV光である。特に、一実施形態では、UV光は、液晶ディスプレイ(LCD:liquid-crystal display)プロジェクター又はデジタル光処理(DLP:digital light processing)プロジェクターによってパターン化される。
別の一実施形態によれば、液体材料を硬化するために(例えば、工程d1)又はd2))、少なくとも1つの光学部品の液体材料が加熱される。
さらに、本方法の一実施形態によれば、少なくとも1つの光学部品の液体材料を硬化した後に、マスクを除去する。
特に、一実施形態では、第1の膜部分及び/又は第2の膜部分は、剛体材料から除去される。特に、第1の膜部分及び/又は第2の膜部分は、剥離により除去することができる。
さらに、一実施形態において、少なくとも1つの光学部品の液体材料の硬化後、第1の膜部分は少なくとも部分的に又は完全に除去され、かつ第1の界面は、少なくとも1つの光学部品の第1の光学面でコーティングされ、及び/又はそれを形成する。或いは、液体材料の硬化後、第1の膜部分は剛体材料上に残り、少なくとも1つの光学部品の第1の光学面でコーティングされ、及び/又はそれを形成する。
更なる実施形態によれば、少なくとも1つの光学部品の液体材料の硬化後、第2の膜部分は少なくとも部分的又は完全に除去され、かつ第2の界面は、少なくとも1つの光学部品の第2の光学面でコーティングされ、及び/又はそれを形成する。或いは、少なくとも1つの光学部品の液体材料を硬化した後、第2の膜部分は、硬化した液体材料上に残り、かつ少なくとも1つの光学部品の第2の光学面でコーティングされ、及び/又はそれを形成する。
特に、この文脈では、それぞれの膜部分の部分的な除去により、それぞれの膜の層(例えば担持層、例えば下記参照)のみが除去され、それぞれの膜部分の別の層(例えば膜部分の層)が第1の界面上に残ることを意味することが可能である。
さらに、一実施形態において、第1の膜部分の担持層と剛体材料との間に配置されるAR層、例えばコーティング(上記も参照)は、第1の界面に残存することができる。同様に、第2の膜部分の担持層と剛体材料との間に配置されるAR層、例えばコーティング(上記も参照)は、少なくとも1つの光学部品の第2の界面に残存することができる。
更なる一実施形態によれば、本方法は、複数の光学部品を製造するためのものである。
このため、方法の工程a1)では、複数の空洞部が設けられる。前記複数の空洞部の各空洞部は、(例えば可撓性の)第1の膜部分の表面によって少なくとも1つの側面で区画され得、ここでそれぞれの第1の膜部分の形状は(例えば、それぞれの第1の膜部分を所望の形状に形成することによって)調整可能である。
方法の工程b1)において、前記複数の空洞部の各空洞部は、液体材料で満たされ、前記複数の空洞部の各々について、前記液体材料がそれぞれ第1の表面を形成する。特に、各空洞部には光学部品が形成される。例えば、液体材料は、それぞれの第1の膜部分の表面に接触する。
方法の工程c1)において、第1の表面の形状が調整され、特に第1の膜部分の形状を調整することによって調整される。
方法の工程d1)において、液体材料は、液体材料が剛体材料となり、かつ第1の表面は、第1の界面(例えば光学面)となるように硬化され、ここで第1の界面の形状は、第1の表面の調整形状によりそれぞれ規定される。
特に、本明細書に記載される全ての実施形態は、少なくとも1つの光学部品の代わりに複数の光学部品を形成することを含むことが可能である。マスクは、対応する数の開口部、並びに第1の膜部分、及び特に第2の膜部分も備える。
特に、本方法の一実施形態によれば、前記複数の空洞部のそれぞれの空洞部は、マスクに形成された開口部によって形成され、それぞれの第1の膜部分は、前記少なくとも1つの側面でそれぞれの空洞部を区画するように、前記マスクに接続され、かつ前記それぞれの開口部をカバーする。
2つ以上の空洞部が存在する場合、各第1の膜部分は、別個の(例えば可撓性の)第1の膜によって形成することができる。しかしながら、第1の膜部分は、代わりに、単一の(例えば可撓性の)第1の膜の統合部分を形成することができる。第2の膜部分についても同じことが言え、すなわち、第2の膜部分は別個の(例えば可撓性の)第2の膜によってそれぞれ形成することができ、又は代わりに、単一の(例えば可撓性の)第2の膜の統合部分を形成することができる。
一実施形態によれば、工程a1)に関して、それぞれの空洞部は、前記第1の側面に対向する第2の側面で第2の膜部分によって区画され、それぞれの第2の膜部分の形状は(及び/又は位置)は(例えば、それぞれの第2の膜部分を所望の形状に形成することにより)調整可能である。
特に、一実施形態において、工程b1)は、液体材料がそれぞれの第2の膜部分の表面にも接触するように、それぞれの空洞部に液体材料を充填することをさらに含む。
さらに、一実施形態では、工程c1)は、それぞれの第2の膜部分の形状を調整することをさらに含む。
さらに、一実施形態によれば、工程d1)は、液体材料が第2の界面(例えば光学面)を形成するように、それぞれの空洞部に充填された液体材料を硬化することをさらに含み、このそれぞれの第2の界面は、それぞれの第2の膜部分の表面の調整された形状によって規定される形状を備える。
また、複数の空洞部及び/又は複数の第1の膜部分及び特に第2の膜部分の場合、それぞれの膜部分は、液体材料の硬化後に除去することができ、又は上記のようにそれぞれの界面上に留まることができるので、それぞれの光学面は、第1/第2の膜部分に関して上記のとおり界面(又はその上に配置された層/コーティング)又はそれぞれの膜部分(又はその上に配置された層/コーティング)のいずれかにより形成することができる。
好ましい一実施形態によれば、光学部品は互いに接続され、光学部品のアレイを形成し、特に光学部品の各々はレンズである(すなわち、光学部品のアレイはレンズアレイである)。
特に、隣接する光学部品間の余分な液体材料は、液体材料の硬化後に除去される。
更なる一実施形態によれば、方法の工程f1)において、個々の光学部品(特にレンズ)は、特にフライス加工、レーザー切断、スタンピング、切断、パンチング、のうちの少なくとも1つの手段により、アレイから切り出される。方法の工程f1)は、方法の工程d1)の後に実行される。特に、方法の工程f1)は、方法の工程f2)及び/又は方法の工程f3)を含む。
一実施形態によれば、本方法は、方法の工程e2)及び更なる方法の工程b2)、c2)及びd2)を含み、更なる界面が作製され、これにより光学部品の更なる光学面が形成される。特に、方法の工程b2)、c2)及びd2)を複数回繰り返して、複数の更なる界面を形成してもよく、ここで各更なる界面は、個別の形状を有していてもよい。その後に形成される剛体材料は、互いに隣接しており、異なる屈折率を有する。これにより、これらの更なる界面が、光学部品に対してそれぞれ屈折面を形成する。
方法の工程b2)において、更なる液体材料が少なくとも1つの空洞部に充填され、ここで更なる液体材料は、先の方法の工程d1)又はd2)で作製された界面に隣接する。方法の工程b2)、c2)、及びd2)を複数回繰り返す場合、更なる液体材料は、それぞれ、前の反復で作製された界面に隣接する。
方法の工程c2)において、更なる表面の形状が調整され、更なる表面(4c)は、先の方法の工程d1)又はd2)で作製された界面(40a)に対向する更なる液体材料の側面に配置される。
方法の工程d2)において、更なる液体材料が更なる剛体材料となり、かつ更なる表面(4c)が更なる界面(40c)となるように硬化され、ここで更なる界面(40c)の形状が更なる表面(4c)の形状によって規定される。方法の工程b2)、c2)及びd2)は、方法の工程d1)の後に実行される。
剛体材料及び更なる剛体材料(複数可)は、アクロマート、アポクロマート、又はスーパーアクロマートであり得る屈折光学部品を形成してもよい。特に、剛体材料及び更なる剛体材料は、様々なアッベ数及び様々な屈折率を有する。特に、剛体材料及び更なる剛体材料は、界面又は更なる界面において、形状に適合する様式でしっかりと接合されている。このように、光学部品は、一体的様式に形成されている剛体材料と更なる剛体材料とを備える。
有利には、本発明は、眼鏡、拡張現実及び仮想現実のヘッドセット、内視鏡、カメラレンズ及び任意の球面及び非球面のレンズ、プリズム、及び他の任意の光学部品のためのブランクの作成に使用することができる。
本発明のさらに別の態様は、本発明による方法で製造された少なくとも1つの光学部品(又は複数の光学部品)を備える光学デバイスに関する。
本発明の更なる態様は、光学デバイスに関するものであり、前記光学デバイスは:
- 剛体材料、
- 前記剛体材料中に少なくとも部分的に埋め込まれた構成部品、
を備え、
前記光学デバイスは、予め定義された様式で前記構成部品との光の相互作用に影響を与えるように構成された少なくとも1つの光学面を備え、前記少なくとも1つの光学面は、剛体材料、前記剛体材料に配置された層(例えば、反射防止層及び/又は傷防止層)、剛体材料に配置された膜部分、のうちの1つによって形成される。
特に、膜部分は、このような層又は他の任意のコーティングを備えることができる。
この光学デバイスの好ましい実施形態によれば、前記構成部品は、剛体材料が前記構成部品の全側面で前記構成部品をカバーするように、剛体材料に完全に埋め込まれている。
更なる一実施形態によれば、埋め込まれた構成部品は、電子部品、光学部品、回折格子、光学アパーチャー、フィルタ、光電子部品、宝石片、センサー、光源、のうちの1つである。
光学デバイスのさらに別の実施形態によれば、少なくとも1つの光学面は、剛体材料の液体状態において形成される。
本発明のさらに別の態様によれば、少なくとも1つの光学部品を製造するためのデバイスが開示され、該デバイスは:
- 液体硬化性材料(4)を受け入れるための少なくとも1つの空洞部(2)、
- 前記空洞部(2)内の液体硬化性材料(4)の第1の表面(4a)の形状を規定するためのアクチュエータユニット、及び
- 前記液体材料が前記少なくとも1つの空洞部(2)内にある間に、前記液体材料(4)を硬化するための硬化ユニット(102)、
を備える。
少なくとも1つの光学部品を製造するためのデバイスの一実施形態によれば:
- 開口部を備えるマスク、
- 前記少なくとも1つの空洞部を少なくとも第1の側面で区画するように、前記マスクに接続され、かつ前記開口部をカバーする第1の膜部分であって、前記液体材料が前記少なくとも1つの空洞部に充填され、かつ前記第1の膜部分の前記表面に接触する場合に、前記第1の膜部分が、製造対象の少なくとも1つの光学部品の第1の界面(例えば、光学面)の形状を規定するための表面を備える、前記第1の膜部分、
- 少なくとも1つの光学部品の界面の形状を調整するために、第1の膜部分の形状を調整するように構成されたアクチュエータユニット、及び
- 液体材料が前記少なくとも1つの空洞部に充填された場合に、前記液体材料を硬化するための硬化ユニット、
を備える。
デバイスの一実施形態によれば、硬化ユニットは、UV光を放射するように構成されたUV光源、又は空洞部内の液体材料を加熱するように構成されたヒーター、又は液体材料を冷却するように構成された冷却ユニットであってもよい。
デバイスの更なる実施形態によれば、デバイスは、第1の膜部分によって少なくとも1つの側面で制限される少なくとも1つの空洞部を保持するように構成されたマウントを備えてもよい。
デバイスのさらに別の実施形態によれば、デバイスは、少なくとも1つの空洞部を前記液体材料で充填するように構成された充填ユニットを備える。
本発明の実施形態と同様に本発明の更なる特徴及び利点を図を参照して以下に説明する。
図1は、本発明による方法の一般的な概念を示している。本方法では、第1の膜部分3によって一側面で区画された空洞部2を使用する。第1の膜部分3は、空洞部2内に充填される液体材料4が接触するであろう表面3aを備える。材料が液体の状態であり、膜3は、例えば凸レンズ面を形成するように調整される。そして、空洞部2に充填された液体材料4は、液体材料4に応じて、熱8又はUV光8のいずれかによって硬化することが可能である。そして、光学部品1は、ここでは第1の膜部分3の表面3aの形状に対応する形状を備える光学面1aの形態の、界面1aを備える。一般に、実際の光学面は、界面1aによって形成することができるが、界面1a上に配置される層(例えば、コーティング)によって形成することも可能である。特に、第1の膜部分3は、硬化した材料4/界面1a上に残ることができ、その後、実際の光学面を形成することができる。また、ここで、第1の膜部分3は、第1の膜部分3を基礎として使用して光学面を形成するためにさらに処理されてもよい。
特に、一般に、硬化性液体材料は、好ましくは可視光に対して透明であるUV硬化性ポリマーであり得る。
特に、空洞部2の側壁5bを形成し、かつそれにより製造対象の光学部品1の側方輪郭を規定するマスク5に形成された開口部5aによって、空洞部2を形成することができる。開口部5aは、好ましくは可撓性の第1の膜部分3によってカバーされ、空洞部2を区画し、液体/剛体材料4を空洞部2内に保持することができる。
表面3a及びそれに付随する光学面1aの形状を調整するために、力10を可撓性マスク5に適用することができ、ここで前記力はマスク5に対して垂直に走る光軸に沿って特に延びる。図2は、マスク5の開口部5aのいずれかの側面に力10を適用することで、光学面1aが凸形状になる例を示す。力は、例えば、光学部品をプリズムに形成するためにも、異なることが可能である。
図3は、図1及び図2に示した実施形態の変更例を示しており、ここでは、マスク5は、マスクの空洞部2を液体材料で満たすための少なくとも1つの流路7を備える。
特に、マスク5は、図3に示す部分51、52の積層構成において、互いの上に積層され、少なくとも1つの流路7を共に形成する第1及び第2の部分51、52を備えることができる。しかし、流路7は、他の方法で形成することも可能である。
ここでも、空洞部2は、マスク5の開口部5aによって形成することができ、この開口部5aは、ここでは、可撓性の第1の膜部分3及び可撓性の第2の膜部分6によって対向する2つの側面で区画されている。
マスク5のこのような構成を用いることにより、液体材料4が少なくとも1つの流路7を通って空洞部2内に充填される際に液体材料4が接触するそれぞれの膜部分3、6の表面3a、6aの形状に応じた形状とすることができる2つの対向する光学面1a、1bを有する光学部品1を生成することができる。
表面3a、6aが所望の形状になると、空洞部2内の液体材料を硬化して光学部品1(ここでは例えば両凸レンズ1)を形成することができる。
図1~3では、単一の空洞部2のみが示される。しかし、本方法には、複数の光学部品1を平行して形成できるように、このような空洞部2を複数個並べて配置して使用する実施形態も含まれる。最終的には、光学部品1を互いに分離して、個々の光学デバイス1を形成することができる。或いは、光学部品1は、レンズアレイなどの光学デバイス1を接続したアレイの形態の光学デバイスの相互接続構成に維持することもできる。
複数の光学部品1から構成されるこのようなレンズアレイの2段階での処理による製造を例として図4に示す。
ここで、マスク5は、複数の開口部5aを備え、各開口部5aは可撓性の第1の膜部分3を縁取っている。第1の膜部分3は、マスク5と空洞部2との間に連続して延在してもよい。或いは、各開口部5aは、別個の第1の膜部分3によって封止されてもよい。
特に、相互接続された光学部品1は、2段階で硬化することができる。第1の工程において、空洞部2は、図4の上部に示されるように、側面のマスク5及び膜部分3によって、並びにマスク5及び膜部分3の反対側に配置された担体9によって区画される。所望のとおり表面3aを成形した後、相互接続された空洞部2は液体材料4で充填される。次に、光学部品1の最終アレイの前半分を得る第1の硬化工程の後、この硬化した半分をひっくり返し、担体9が取り除かれる。第2の工程中、硬化した半分が担体の代わりに空洞部2を区画する。光学部品1のアレイの硬化した半分と、膜部分3を有するマスク5とによって区画される空洞部2は、液体材料4で次いで充填され、この液体材料4が液体材料4の硬化時に既に硬化した半分に接合する。この結果、ここでは両凸レンズの形態の光学部品1のアレイが得られる。しかし、他の光学部品1のアレイもまたこのように形成することができる。
図5は、本発明による方法の別の変形例を示す。ここでは、例えばブランク光学素子11であり、これは、第1の膜部分3に対向する側面で空洞部(又は複数の空洞部)2を区画する。この光学素子11は、硬化中に剛体材料4に接合される。特に、剛体材料4と光学素子11とは、同じ屈折率を有していてもよい。さらに、光学素子11は、剛体材料4とは反対に面している凹面又は凸面11aを有していてもよい。
特に、液体材料4を硬化した後、剛体材料40のz方向に沿う厚さは、光学素子のz方向に沿う厚さよりも小さい。例えば、第1の表面4aの形状と剛体材料40に面する光学素子11の表面との間の偏差が最小となるように、光学素子を選択することができる。特に、剛体材料40は厚みが不均一であり、この厚みはz方向に沿って測定される。例えば、z方向に沿った剛体材料の最小厚さは、大きくても0.5mmであり、好ましくは大きくても0.1mm、非常に好ましくは大きくても0.05mmである。
図6に示すさらに別の実施形態によれば、マスク5を不透明な材料で作成することができる。したがって、マスク5は、図6に示されるように、UV光8又は熱8によって硬化される液体材料の部分の輪郭を規定する。
図7は、本方法で製造される光学部品1の最終的な光学面1a、1bを成形するために、更なる可能な膜部分3、6の表面3a、6aの成形を示す。特に、図7に示す実施形態では、横方向に並んで配置される複数の相互接続された空洞部2を用いているが、図3に示す構成を使用している。
第1及び第2の膜部分3、6の形状を調整するために、第1及び第2の膜部分3、6の形状が凸面及び凹面の光学部品/レンズ1となるように、マスク5のいずれかの側面の周囲圧力P1、P2に関連して空洞部2内に充填される液体材料4の圧力P1が調整される。しかし、圧力P1、P2、P3によっては、他の表面形状1a、1bも容易に生成することができる。
さらに、図8は、2つの成形液L1、L2によって第1の膜部分3(複数可)の形状を調整する一実施形態を示している。成形液L1、L2の互いに対する密度の比、及び液体材料4に対する密度の比、並びに液面L1、L2は、図8に示すとおり、第1の膜部分の所望の形状をもたらすように選択される。
図9は、本発明による方法のさらに別の実施形態を示す。ここでは、担体9が空洞部2内に配置されている。特に、担体9は、プリント基板(PCB:Printed Circuit Board)であってもよい。担体9は、開口部9aが製造対象の光学部品1のアパーチャーを最終的に形成するように、対向する2つの膜部分3,6、すなわち第1の膜部分3及び第2の膜部分6が一列に並ぶ開口部9aを備える。
特に、膜部分3、6の形状を所望のとおり調整した後、液体材料4を、開口部9a内に、並びに担体9の上下に配置する(図9の上段)。液体材料4の硬化には、担体9により液体材料4に影が付くことを避けるために、液体材料4を両側からUV光8に曝露することが好ましい。
液体材料4が硬化した後(図9の中央部)、マスク5及び硬化していない液体材料4を除去する。特に、膜部分3、6が除去される。開口部9aが材料4で満たされているため、光学部品1を担体に形状適合する様式で接続することができる(図9の下段参照)。特に、担体9は、発光素子及び/又は検出素子を備える。発光素子及び/又は検出素子は、硬化した材料4によって包埋されてもよい。特に、光学部品1は、ガスセンサの一部であってもよい。
さらに、開口部9aを設ける代わりに、担体9は連続的であってもよいが透明である。したがって、担体9は、空洞部2を第1及び第2の領域2a、2bに分割する。ここで、液体材料は、担体2のいずれかの側面で独立して処理することができる。例えば、第1の膜部分3の形状を調整した後、第1の膜部分3と担体9の第1の側面91との間の空洞部2の第1の領域2aに液体材料4を充填し、次いで硬化して、光学部品1の第1の光学面1aを形成することが可能である。別の工程では、第2の膜部分6の形状を調整した後、第2の膜部分6と担体9の第2の側面92との間の空洞部2の第2の領域2bに液体材料4を充填し、次いで硬化して、光学部品1の第2の光学面1bを形成することが可能である。
本発明による方法を用いて、図10に示すとおり、プリズム形態の光学部品、又はプリズムを備える光学部品も作成することができる。
ここで、第1の膜部分3は、剛性の高い材料で構成することも可能である。第1の膜部分3の傾斜は、マスク5に力を適用することによって、特に環境に対する液体材料の圧力を調整することによって調整することができる。液体材料は、第1の膜部分3を通して放射するUV光8によって硬化され得る。本発明の枠組みでは、第1の膜部分3の傾斜位置も第1の膜部分3の形状とみなす。
特に、本発明による方法は、例示的な様式で図11及び図12に示す種類のデバイス100を用いることによって実施することができる。このデバイス100は、既に上述した個々の実施形態に容易に適合させることができる。
特に、デバイス100は、マスク5(上記も参照)を備え、マスク5は、開口部5aをカバーする第1の膜部分3を有する少なくとも1つの開口部5aを備える。マスク5と第1の膜部分3とは、少なくとも1つの側面で空洞部2を区画している。空洞部2を液体材料4で充填するように、充填ユニットが配置されている。
特に、該デバイスは、第1の膜部分3の周りの周方向に配置可能な複数のアクチュエータ103を備えることが可能なアクチュエータユニット101を備える。特に、アクチュエータ103は、z軸(例えば光軸)に沿った力をマスク5上に適用するように構成される。それにより、マスク5のz軸に沿った位置が調整される。例えば、デバイス100は、少なくとも4つのアクチュエータ103、好ましくは少なくとも8つのアクチュエータ103を備える。好ましくは、アクチュエータ103は、第1の膜部分3の外周に沿って(又は開口部5aに沿って)等距離に配置される。マスク5のz軸に沿った位置を調整することによって、第1の膜部分の形状が調整され、それは、次いで、液体材料4が第1の膜部分3の表面3aに接触し、それ故、第1の膜部分3の表面3aの形状をとるという事実により、デバイス100によって製造される光学部品1の光学面1aの最終的な形状を決定する。
さらに、好ましくは、UV光8を発生させるためのUV光などの硬化ユニット102(或いは、液体材料4を加熱するためのヒーター)を備える。硬化ユニット102は、アクチュエータ103によって第1の膜部分3の形状が調整された後、例えば図12に示すとおり、液体材料4を硬化するように配置される。
本発明による方法は、高い光学品質を有するカスタマイズされた光学面をコスト効率よく、かつ迅速に製造することを可能にする。
図13は、少なくとも1つの光学部品を製造するための方法の例示的な実施形態を概略的断面図で示し、ここで第1の表面4aの形状は、ピストン71によって規定される。ピストン71と第1の膜部分3は、方法の工程a1)で設けられる空洞部2を、対向する2つの側面で区画する。マスク5は、空洞部2を横方向に区画する。
方法の工程b1)において、液体材料4は、注入口72を介して空洞部2内に充填されてもよい。注入口72は、ピストン内に一体的に形成されている。
液体材料4の第1の表面4aは、第1の膜部分に隣接している。方法の工程c1)において、空洞部2内の圧力を変化させることにより、液体材料4の第1の表面4aの形状を調整する。ピストンを第1の膜部分3の方へ、又は反対へ移動させることによって、及び/又は注入口72を通して空洞部に液体材料4をより多く又はより少なく充填することによって、圧力を変更することができる。
特に、第2の表面4bの形状は、ピストン71の形状によって規定される。ピストン71は、第2の表面4bの所望の形状の対応部分(片割れ)を形成する形状を有する剛性レンズを備えてもよい。特に、ピストン71の剛性レンズは、方法の工程a1)、b1)、c1)、d1)及びe1)に従って作製することができる。
方法の工程d1)において、液体材料4は、液体材料4が剛体材料40となり、かつ第1の表面4aが第1の界面40aとなるように硬化され、ここで第1の界面40aの形状は、第1の表面4aの形状によって規定される。液体材料は、硬化ユニット102によって照射されるUV放射8によって硬化され、UV放射8について透明なマスク5を通り空洞部に入射する。
後続の方法の工程において、少なくとも1つの光学部品は、成形プロセス(molding process)によって形成されてもよく、第1の界面40aは、成形型の少なくとも1つの表面を提供し、光学部品1の光学面の形状は、第1の界面40aによって形成される。
方法の工程e1)に代えて、方法の工程e2において、光学部品は、剛体材料40を備え、かつ第1の界面40aは、光学部品1の光学面である。
図14a及び14bは、少なくとも1つの光学部品を製造するための方法の例示的な実施形態を概略的断面図で示し、ここで更なる界面4cが作製される。
図14aに示すとおり、方法の工程a1)において、空洞部2が設けられる。空洞部2は、第1の膜部分3及び担体9によって対向する両側面で区画されている。特に、担体9は、曲面を有するレンズなどの光学素子11であってもよい。或いは、担体9は、フラットな透明な担体であってもよい。マスク5は、空洞部2を横方向に区画する。マスク5は、空洞部を横方向に区画するベローズ53を備える。マスク5をz方向に沿って移動させて、第1の膜部分3の形状を調整してもよい。マスク5、特にベローズ53は、側壁54と第1の膜部分3aとの間に可撓性かつ特に液密な接続を提供する。
側壁54は、担体9を横方向(x-y平面に沿った方向)に周方向に取り囲む。担体はZ方向に移動可能である。特に、担体は、担体9をz軸に沿って移動させるように配置された位置決めユニット93に取り付けられている。位置決めユニットは、ネジ山を備えてもよく、これにより、担体9の位置を調整することができる。
方法の工程b1)において、液体材料4は、空洞部2内に充填される。方法の工程c1)において、液体材料4の第1の表面4aの形状が調整される。この特定の実施形態では、第1の表面4aは、凹状に形成されている。また、空洞部2と、第1の膜3に対して空洞部と対向する側面の領域との間の相対圧力を変化させることにより、形状を調整してもよい。或いは、マスク5をz方向に沿って移動させることにより、形状を調整してもよい。さらに、担体9をz方向に沿って移動させることで、第1の膜部分3aの形状を調整してもよい。
方法の工程d1)において、液体材料4は、液体材料4が剛体材料40となり、かつ第1の表面4aが第1の界面40aとなるように硬化され、ここで、第1の界面40aの形状は、第1の表面4aの形状によって規定される。
方法の工程d1)の後、担体9の位置がz方向に沿って調整され、ここで剛体材料は担体9と接触したままである。したがって、空洞部2内に更なる領域21が生成され、この更なる領域21は、第1の界面40aによって1つの側面で区画される。
図14bに示されるとおり、後続の方法の工程b2)、c2)及びd2)において、更なる界面40cが作成される。図14bに示されるとおり、方法の工程b2)において、更なる液体材料41が、少なくとも1つの空洞部、特に更なる領域21に充填され、更なる液体41は、前の方法の工程d1)で作成された界面40aに隣接する。特に、更なる液体41は、複数の更なる界面40cが作成される場合、前の方法の工程d2)で作成された更なる界面40cに隣接することができる。
方法の工程c2)において、更なる液体材料の更なる表面4cの形状が調整される。更なる表面4cは、前述の方法の工程d1)又はd2)で作成された界面40a、40cに対向する更なる液体材料41の側面に配置される。更なる表面の形状は、方法の工程c1)と同様の手段で調整することができる。
方法の工程d2)において、更なる液体材料は、更なる液体材料41が更なる剛体材料410となり、かつ更なる表面4cが更なる界面40cとなるように硬化され、更なる界面40cの形状は、更なる表面4cの形状によって規定される。
方法の工程b2)、c2)及びd2)の少なくとも1つの反復を実行した後、光学部品は、剛体材料40及び更なる剛体材料410を備える。第1の界面40a及び更なる界面40c(複数可)は、光学部品の光学面である。特に、剛体材料と更なる剛体材料は、異なる屈折率を有する。互いに隣接して配置される(更なる)剛体材料40a、40cは、異なる屈折率を有し、それによって更なる界面40c(複数可)は、屈折界面を形成する。特に、光学部品は、アクロマート又はアポクロマートである。
図15は、少なくとも1つの光学部品を製造するための方法の例示的な実施形態を概略的断面図で示し、ここで第1の表面4a及び/又は第2の表面4bの形状が測定ユニット120によって測定される。
方法の工程a1)において、空洞部2が設けられ、ここで空洞部の対向する両側面の第1の膜部分3及び第2の膜部分6によって区画される。マスク5は、空洞部2を横方向(X-Y平面に沿って)に区画する。
方法の工程b1)において、液体材料4は、流路7を介して空洞部2内に充填される。流路7は、空洞部2と液体材料4を備えるリザーバー55とを接続している。
方法の工程c1)において、第1の表面4a及び第2の表面4bの形状が調整される。第1の膜部分3(圧力P2)と第2の膜部分6(圧力P3)とに隣接する領域と空洞部2との間の相対圧力値を調整することで、第1の表面4a及び第2の表面4bの形状を調整する。流路7は、方法の工程c1)の間、液体材料4が空洞部2とリザーバー55との間を流れることができるように、開口したままであってもよい。特に、リザーバー55と空洞部2とは、同じ圧力値P1である。リザーバー55は、常圧になるように開口したままであってもよい。P1とP2との比率は、P1とP3との比率から独立して規定してもよい。空洞部2は一定の圧力値P1のままであるため、圧力値P2及びP3を調整することによって、第1の表面の形状を第2の表面の形状から独立して制御することができる。したがって、第1の表面又は第2の表面の形状が変化することにより、流路7を通る液体材料の流れが引き起こされる。有利なことに、第1の表面の形状を調整しても第2の表面の形状に、及びその逆に、影響を与えることはない。
測定ユニットは、第1の表面4a及び第2の表面4bを透過する測定ビーム123によって、第1の表面及び第2の表面の形状を測定するように配置されている。或いは、測定ユニットは、第1/第2の表面(4a、4b)の形状を、第1の表面及び/又は第2の表面での反射によって測定するように配置されてもよい。特に、測定ユニット120は、シャック・ハルトマンセンサを備える。
方法の工程d1)において、液体材料4は、液体材料4が剛体材料40となり、かつ第1の表面4aが第1の界面40aとなり、並びに第2の表面4bが第2の界面40bとなるように、UV放射8によって硬化される。UV放射は偏向ミラー81によって空洞部の方に導かれ、この偏向ミラーは測定ビームに対して透明であってもよい。特に、測定ビーム120とUV放射8とは、共通の光路に沿って延びている。図16は、少なくとも1つの光学部品を製造するための方法の例示的な実施形態を概略的断面図で示し、ここで第2の表面4bの形状は、作動ユニット101によって規定される。特に、作動ユニット101は、第2の表面4bの離散点のz軸に沿った位置を規定するように配置される。作動ユニット101は、第2の膜部分6に対して押し付けるように配置された複数のアクチュエータ103を備える。特に、アクチュエータは、第2の膜部分に接触するピンを備え、ピンのz軸に沿う位置が調整可能である。z軸に沿うピンの位置を調整するためのアクチュエータ103は、ピエゾアクチュエータ、ボイスコイルアクチュエータ、永久磁石アクチュエータ、ステッピングモータ、又は油圧アクチュエータであってもよい。
液体材料4の圧力P1は、方法の工程c1)の間、一定のままである。特に、圧力P1は常圧に相当する。したがって、第2の表面の形状を変えても第1の表面4aの形状に影響を与えない。第1の表面4aの形状は、P1とP2との間の相対圧力を調整することによって調整される。

Claims (38)

  1. 少なくとも1つの光学部品(1)を製造するための方法であって、以下の工程:
    a1)少なくとも1つの空洞部(2)を設ける工程、
    b1)前記少なくとも1つの空洞部(2)に液体材料(4)を充填する工程、
    c1)前記液体材料(4)の第1の表面(4a)の形状を調整する工程、
    d1)前記液体材料(4)が剛体材料(40)となり、かつ前記第1の表面(4a)が第1の界面(40a)となるように、前記少なくとも1つの空洞部(2)に充填された前記液体材料(4)を硬化する工程であって、ここで前記第1の界面(40a)の形状は、前記第1の表面(4a)の形状によって規定される、前記工程、及び以下のいずれかの、
    e1)成形プロセス(molding process)によって前記少なくとも1つの光学部品を形成する工程であって、ここで前記第1の界面(40a)は、成形型の少なくとも1つの表面を提供し、かつ前記光学部品(1)の光学面の形状は、前記第1の界面(40a)によって形成される、前記工程、若しくは
    e2)前記光学部品は、前記剛体材料(40)を備え、かつ前記第1の界面(40a)は、前記光学部品(1)の光学面である工程、
    を含む、前記方法。
  2. 方法の工程a1)において、前記少なくとも1つの空洞部(2)は、第1の膜部分(3)の表面(3a)によって第1の側面で区画され、ここで前記第1の膜部分(3)の形状は、調整可能であり;
    方法の工程b1)において、前記液体材料(4)は、前記液体材料(4)が前記第1の膜部分(3)の表面(3a)に接触するように、前記少なくとも1つの空洞部(2)に充填され;
    方法の工程c1)において、前記第1の膜部分(3)の形状を調整することにより、前記液体材料の前記第1の表面(4a)の形状が調整される、
    請求項1に記載の方法。
  3. 前記少なくとも1つの光学部品(1)は、レンズであり、かつ前記光学面は、前記レンズの屈折面である、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記少なくとも1つの空洞部(2)は、マスク(5)に形成された開口部(5a)によって形成され、前記第1の膜部分(3)は、前記第1の側面で前記少なくとも1つの空洞部(2)を区画するように、前記マスク(5)に接続され、かつ前記開口部(5a)をカバーする、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記マスク(5)は、少なくとも1つの流路(7)を備え、前記少なくとも1つの流路(7)を介して、前記少なくとも1つの空洞部(2)が前記液体材料(4)で充填される、請求項4に記載の方法。
  6. 方法の工程d1)の後に、前記マスク(5)は、前記剛体材料(40)を保持する、請求項4又は5に記載の方法。
  7. 前記方法は、方法の工程e1)を含み、ここで前記第1の界面(40a)への前記光学部品の付着が、前記第1の界面(40a)若しくは前記第1の界面(40a)と前記光学部品(1)との間に配置される前記膜(3)上に適用されたコーティング、又は前記第1の界面(40a)により形成されたナノ構造によって、低減される、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記方法は、方法の工程e2)を含み、ここで前記第1の界面(40a)での可視波長域の光の反射が、前記第1の界面(40a)若しくは前記膜(3)上に適用されたコーティング、又は前記第1の界面により形成されたナノ構造によって、低減される、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記方法は、方法の工程e2)を含み、かつ光学素子(11)が、前記第1の表面(4a)とは反対に面する前記マスク(5)の側面に設けられる、請求項4~8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記光学素子(11)は、前記剛体材料(40)の屈折率と本質的に等しい屈折率を備え、及び/又は前記光学素子(11)は、前記剛体材料(40)と同じ材料を含む、請求項9に記載の方法。
  11. 方法の工程d1)において、前記光学素子(11)は、前記剛体材料(40)に接合される、請求項9又は10に記載の方法。
  12. 前記光学素子(11)は、湾曲した光学面(11a)を備え、かつ前記湾曲した光学面(11a)は、前記少なくとも1つの空洞部(2)に充填された前記剛体材料(40)とは反対に面する、請求項9~11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記方法は、方法の工程e2)を含み、ここで前記少なくとも1つの空洞部(2)は、第2の膜部分(6)の表面(6a)によって、前記第1の側面に対向する第2の側面で区画され、前記第2の膜部分(6)の形状は調整可能であり、
    工程b1)では、前記液体材料(4)が前記第2の膜部分(6)の表面(6a)にも接触するように、前記液体材料(4)を前記少なくとも1つの空洞部(2)に充填することをさらに含み、
    工程c1)では、前記第2の膜部分(6)の形状を調整することをさらに含み、
    工程d1)では、前記液体材料が前記少なくとも1つの光学部品(1)の第2の界面(40b)を形成するように、前記少なくとも1つの空洞部(2)に充填された前記液体材料(4)を硬化することをさらに含み、この第2の界面(40b)は、前記第2の膜部分(6)の表面(6a)の形状によって規定される形状を備える、
    請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記方法は、方法の工程e2)を含み、
    工程a1)では、担体(9)を設けることをさらに含み、特に前記少なくとも1つの光学部品(1)を保持するための担体(9)を設けることをさらに含み、かつ
    方法の工程d1)では、前記担体(9)を前記剛体材料(40)から除去することをさらに含むか、又は
    前記担体(9)は、前記剛体材料(40)に固定的に取り付けられ、かつ前記担体(90)は、前記少なくとも1つの光学部品(1)用のマウントを形成する、
    請求項1~13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記担体(9)は、プリント回路基板である、請求項14に記載の方法。
  16. 前記担体(9)は、少なくとも1つの開口部(9a)を備え、方法の工程d1)において、前記少なくとも1つの光学部品(1)を前記担体(9)に形状適合する様式で接続するために、前記液体材料(4)は、前記担体(9)の前記少なくとも1つの開口部(9a)にも充填される、請求項14又は15に記載の方法。
  17. 前記担体(9)の前記少なくとも1つの開口部(9a)は、前記少なくとも1つの光学部品(1)のアパーチャーを形成する、請求項16に記載の方法。
  18. 前記担体(9)は、方法の工程b1)において前記空洞部に充填される前記液体材料(4)に面する第1の側面(91)及び前記担体(9)の前記第1の側面とは反対に面する第2の側面(92)を備える透明な担体であり、
    前記担体(9)は、前記少なくとも1つの空洞部(2)を、前記第1の側面(91)から始まり前記担体(9)とは反対方向に延びる第1の領域(2a)と、前記第2の側面(92)から始まり前記担体(9)とは反対方向に延びる第2の領域(2b)とに分離し、
    ここで、工程b1)では、前記液体材料(4)が前記担体(9)の前記第1の側面(91)に接触するように、前記少なくとも1つの空洞部(2)に前記液体材料(4)を充填することをさらに含み、かつ
    工程d1)では、前記剛体材料(40)が前記担体(9)の前記第1の側面(91)に接合されるように、前記第1の領域(2a)内の前記液体材料(4)を硬化することをさらに含む、
    請求項14又は16に記載の方法。
  19. 前記方法は、以下の更なる工程:
    b2)前記液体材料が前記担体(9)の前記第2の側面(92)に接触するように、前記液体材料(4)を前記少なくとも1つの空洞部(2)の前記第2の領域(2b)に充填する工程;
    c2)前記第2の領域(2b)内の前記液体材料(4)の第2の表面(4b)の形状を調整する工程;
    d2)前記液体材料(4)が剛体材料(40)となり、かつ前記第2の表面(4b)が第2の界面(40b)となるように、前記第2の領域(2b)に充填された前記液体材料(4)を硬化する工程であって、ここで前記第2の界面(40b)の形状は、前記第2の表面(4b)の形状によって、かつ前記剛体材料(4)が前記担体(9)の前記第2の側面(92)に接合されるように、規定される、前記工程、
    を含み、
    方法の工程b2)、c2)及びd2)は、方法の工程d1)の後に、記載された順序で実行される、請求項18に記載の方法。
  20. 方法の工程c1)及び/又は方法の工程c2)は:
    - 前記マスク(5)を変形させること;
    - 前記マスク(5)の複数個所で同時に前記マスク(5)に圧力を適用すること;
    - 前記液体材料(4)の圧力(P1)及び/又は前記少なくとも1つの空洞部(2)の外側の周囲圧力(P2、P3)を調整すること;
    - 前記第1の膜部分(3)を成形型に吸着又は押圧し、及び/又は前記第2の膜部分(6)を成形型に吸着又は押圧すること;
    - マスターを前記第1の膜部分(3)に押し付け、及び/又はマスターを前記第2の膜部分(6)に押し付けること;
    - 前記マスク(5)の第1の部分と第2の部分(51、52)との間の距離を変更すること;
    - 前記第1の膜部分(3)と前記第2の膜部分(6)との間の距離を変更すること;
    - 前記第1の表面(4a)及び/又は前記第2の表面(4b)の形状が前記液体材料(4)に適用される遠心力によって少なくとも部分的に規定されるように、前記液体材料を回転させること;
    のうちの少なくとも1つを含む、請求項1~19のいずれか一項に記載の方法。
  21. 方法の工程c1)、c2)、d1)及び/又はd2)において、前記第1の表面(4a)及び/又は第2の表面(4b)の形状が測定される、請求項1~20のいずれか一項に記載の方法。
  22. 前記第1の表面(4a)及び/又は前記第2の表面(4b)の形状が反復して調整される、請求項1~21のいずれか一項に記載の方法。
  23. 方法の工程d1)及び/又は方法の工程d2)において、前記液体材料(4)が硬化のためにUV光(8)で照射される、請求項1~22のいずれか一項に記載の方法。
  24. 方法の工程d1)及び/又は方法の工程d2)において、前記少なくとも1つの光学部品(1)の前記液体材料(4)の小領域は、連続的に硬化される、請求項1~23のいずれか一項に記載の方法。
  25. 方法の工程d1)及び/又は方法の工程d2)において、前記液体材料(4)は、硬化のために加熱される、請求項1~22のいずれか一項に記載の方法。
  26. 前記少なくとも1つの光学部品(1)の前記液体材料(4)の硬化後に、前記マスク(5)が除去される、請求項4~25のいずれか一項に記載の方法。
  27. 方法の工程a1)において、複数の空洞部(2)が設けられ、
    方法の工程b1)において、前記複数の空洞部(2)が前記液体材料(4)で充填され、ここで前記複数の空洞部(2)のそれぞれについて、前記液体材料(4)が第1の表面(4a)をそれぞれ形成し;
    方法の工程c1)において、前記複数の第1の表面(4a)の形状が調整され;かつ
    工程d1)において、前記液体材料(4)が剛体材料(40)となり、かつ前記複数の第1の表面(4a)が複数の第1の界面(40a)となるように、前記液体材料(4)が硬化され、ここで前記複数の第1の界面(40a)の形状は、前記複数の第1の表面(4a)の形状によってそれぞれ規定される、請求項1~26のいずれか一項に記載の方法。
  28. 前記光学部品(1)は、複数のレンズを備えるレンズアレイであり、各第1の界面(40a)は、前記複数のレンズの屈折面の形状をそれぞれ規定する、請求項27又は28に記載の方法。
  29. 前記液体材料(4)の硬化後に、隣接するレンズ間の余分な材料が除去され、特に未硬化の液体材料(4)が除去される、請求項29に記載の方法。
  30. 方法の工程f1)において、前記レンズアレイの複数のレンズは、フライス加工、レーザー切断、スタンピング、切断、パンチング、のうちの少なくとも1つの手段によって分離され、
    ここで方法の工程f1)は、方法の工程d1)の後に実行される、請求項30に記載の方法。
  31. 方法の工程e2)を含み、ここで、方法の工程d1)の後に、
    方法の工程b2)において、更なる液体材料が前記少なくとも1つの空洞部に充填され、ここで前記更なる液体は、先行する方法の工程d1)又はd2)で作製された界面に隣接し、
    方法の工程c2)において、更なる表面(4c)の形状が調整され、ここで前記更なる表面(4c)は、先行する方法の工程d1)又はd2)で作製された界面(40a)に対向する前記更なる液体材料の側面に配置され、かつ
    方法の工程d2)において、前記更なる液体材料は、前記更なる液体材料が更なる剛体材料となり、かつ前記更なる表面(4c)が更なる界面(40c)となるように硬化され、ここで前記更なる界面(40c)の形状は、前記更なる表面(4c)の形状によって規定される、請求項1~30のいずれか一項に記載の方法。
  32. 請求項1~31のいずれか一項に記載の方法で製造される少なくとも1つの光学部品(1)を備える光学デバイス。
  33. - 剛体材料(40)、
    - 前記剛体材料(40)に少なくとも部分的に埋め込まれた構成部品、
    を備える光学デバイスであって、
    前記光学デバイスは、予め定められた様式で前記構成部品との光の相互作用に影響を与えるように構成された少なくとも1つの光学面(1a、1b)を備え、前記少なくとも1つの光学面(1a、1b)は、前記剛体材料(40)、前記剛体材料(40)上に配置された層、前記剛体材料(40)上に配置された膜部分、のうちの1つによって形成される、前記光学デバイス。
  34. 前記構成部品は、前記剛体材料(4)に完全に埋め込まれている、請求項33に記載の光学デバイス。
  35. 前記埋め込まれた構成部品は、電子部品、光学部品、回折格子、光学アパーチャー、フィルタ、光電子部品、宝石片、センサー、光源、のうちの1つである、請求項43又は44に記載の光デバイス。
  36. 前記少なくとも1つの光学面(1a、1b)は、液体状態の前記剛体材料(4)において形成される、請求項43~45のいずれか一項に記載の光学デバイス。
  37. - 液体硬化性材料(4)を受け入れるための少なくとも1つの空洞部(2)、
    - 前記空洞部(2)内の前記液体硬化性材料(4)の第1の表面(4a)の形状を規定するためのアクチュエータユニット、及び
    - 前記液体材料が前記少なくとも1つの空洞部(2)内にある間に、前記液体材料(4)を硬化するための硬化ユニット(102)、
    を備える、少なくとも1つの光学部品(1)を製造するためのデバイス(100)。
  38. - 開口部(5a)を有するマスク(5)、
    - 前記少なくとも1つの空洞部(2)を少なくとも第1の側面で区画するように、前記マスク(5)に接続され、かつ前記開口部(5a)をカバーする第1の膜部分(3)であって、前記液体材料(4)が前記少なくとも1つの空洞部(2)に充填され、かつ前記第1の膜部分(3)の前記表面(3a)に接触する際に、製造対象の前記少なくとも1つの光学部品(1)の第1の界面(1a)の形状を規定するための表面(3a)を備える、前記第1の膜部分(3)、
    - 前記少なくとも1つの光学部品(1)の前記界面(1a)の形状を調整するために、前記第1の膜部分(3)の形状を調整するように構成されるアクチュエータユニット(101)、及び
    - 前記液体材料(4)が前記少なくとも1つの空洞部(2)に充填された際に、前記液体材料(4)を硬化するための硬化ユニット(102)、
    を備える、請求項37に記載のデバイス(100)。
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