stoffschlüssig miteinander verbundenen Linsen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein optisches Linsensystem mit wenigstens zwei stoffschlüssig miteinander verbundenen Linsen, wobei eine erste Linse eine erste Fügefläche und eine zweite Linse eine zweite Fügefläche aufweist, und wobei die Fügeflächen wenigstens mittelbar stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

STAND DER TECHNIK

Die DE 10 2010 004 825 A1 beschreibt ein optisches Linsensystem mit zwei stoffschlüssig miteinander verbundenen Linsen, welche aus Glas gefertigt sind. Zum stoffschlüssigen Verbinden der beiden Linsen werden diese aufeinandergepresst und direkt unter Erweichung des Glasmaterials verklebt, wobei der Erweichungsbereich wenigstens einer der beiden Gläser erreicht wird. Hierzu werden die Gläser entsprechend aufgeheizt. Nachteilhafterweise ergibt sich ein hoher technischer Aufwand zur Verbindung der beiden Linsen. Insbesondere bei Plankonvexlinsen oder bei Plankonkavlinsen sind zur Bildung von optischen Linsensystemen die beiden Planflächen miteinander zu verbinden. Da Linsen für optische Linsensysteme insbesondere für Scheinwerfer nicht geschliffen werden, sondern im Pressverfahren bereits mit der Endkontur hergestellt werden, können Abweichungen der Planflächen von einer idealen Planfläche dazu führen, dass bei einem aufeinander Bringen der beiden Planflächen diese nicht vollflächig miteinander in Kontakt stehen. Topografische Oberflächenabweichungen bilden dabei Sub-Mikrometerspalte, die einen optischen Einfluss auf das mit dem optischen Linsensystem kollimierte oder geformte Licht haben können. Wünschenswert sind folglich einfache Möglichkeiten zur stoffschlüssigen Verbindung von wenigstens zwei Linsen insbesondere über deren Planflächen, wobei Planabweichungen der Planflächen möglichst außer Acht gelassen werden können. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines optischen Systems mit wenigstens zwei stoffschlüssig miteinander verbundenen Linsen, das einfach herstellbar ist. Insbesondere sollen auf einfache Weise komplementär zueinander ausgeführte Flächen der Linsen miteinander stoffschlüssig verbunden werden können, wobei die Möglichkeit bestehen soll, Formabweichungen der Fügeflächen zu kompensieren.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem optischen Linsensystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung eines optischen Linsensystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zwischen den Fügeflächen ein optisch transparenter Fügekörper aus einem Silikonmaterial angeordnet ist, wobei die erste Fügefläche mit einer ersten Seite und die zweite Fügefläche mit einer gegenüberliegenden zweiten Seite des Flächenkörpers mittels eines Bondverfahrens stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

Ein Bondprozess basiert auf einer vorangegangenen Oberflächenfunktionalisierung, indem chemisch reaktive Gruppen an der Oberfläche erzeugt werden, die unter Ein- fluss von Temperatur und Druck miteinander reagieren. Durch diese Reaktion entstehen zwischen den zu fügenden Oberflächen dauerhaft feste Verbindungen, wobei eine Beeinflussung der Fügepartner im Wesentlichen nicht stattfindet. Eine Bondverbindung bildet dabei insbesondere eine optisch störungsfreie Verbindung zwischen zwei Materialien, wobei die Oberflächenfunktionalisierung insbesondere eine Plasmaaktivierung oder eine sogenannte Koronabehandlung umfassen kann. Vorliegend kann folglich entweder die Oberfläche des transparenten Flächenkörpers und damit des Silikonmaterials oder die Fügefläche aktiviert werden, wobei insbesondere auch beide zu fügenden Flächen aktiviert werden können. Der besondere Vorteil der Erfindung liegt in einem optisch hochwertigen Übergang zwischen den beiden Linsen. Insbesondere können Abweichungen von einer idealen Planfläche, die die Fügeflächen aufweisen können, durch das nachgiebige Silikonmaterial des transparenten Flächenkörpers ausgeglichen werden. Überdies sind keine weiteren Klebemittel erforderlich, und der Prozess kann ohne eine Erhitzung wenigstens einer der beiden Linsen in einen Erweichungsbereich hinein stattfinden, beispielsweise wenn die Linsen aus Glas gefertigt sind.

Beispielsweise bildet die erste Linse und/oder die zweite Linse eine Plankonvexlinse oder eine Plankonkavlinse, wobei die Planseite die Fügefläche bildet. Werden zwei Plankonvexlinsen mit den Planflächen als Fügeflächen aufeinander gebracht und miteinander gebondet, so kann eine Bikonvexlinse als optisches Linsensystem erzeugt werden. Werden die Linsen insbesondere aus Glasmaterial im Pressverfahren hergestellt, ohne dass die Linsen einem Schleifprozess unterzogen werden, so sind die herzustellenden Volumina des Glasmaterials insbesondere mit Bezug auf die Dicke der Linsen begrenzt. Folglich weisen Bikonvexlinsen einen zweiteiligen Aufbau aus zwei Plankonvexlinsen auf, wobei die beiden Planseiten aufeinander gebracht werden, sodass das heiß zu pressende Volumen der einzelnen Linse kleiner wird. Wird das Bondverfahren ausgeführt, so kann eine Oberflächenaktivierung der Planflächen der beiden Plankonvexlinsen oder Plankonkavlinsen vorangehen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann eine Linse auch eine entartete Linse mit einem unendlichen Radius umfassen, sodass beispielsweise eine der beiden Linsen lediglich einen Scheibenkörper bildet. Folglich ist es auch denkbar, dass eine Plankonvexlinse mit einem Scheibenkörper gebondet wird, sodass im Ergebnis wieder eine Plankonvexlinse als optisches Linsensystem gebildet ist.

Die erste Linse und/oder die zweite Linse kann mit weiterem Vorteil ein Glasmaterial oder ein Silikonmaterial aufweisen. Glas und/oder Silikon bilden bondfähige Materialien. Auch ist es denkbar, dass wenigstens eine oder beide Linsen ein Kunststoff mate- rial aufweisen, wobei die Fügefläche der aus einem Kunststoffmaterial hergestellten Linse zur Ausführung des Bondverfahrens eine bondfähige Beschichtung aufweist. Die bondfähige Beschichtung kann entsprechend aktiviert werden, sodass das Bond- verfahren folglich ausführbar ist. Im Ergebnis können auch optische Linsensysteme mit einer Kombination aus Kunststoff /Glas/Silikon hergestellt werden.

Mit weiterem Vorteil ist der transparente Flächenkörper umfangsseitig über den Linsen hervorstehend ausgebildet und weist wenigstens eine Funktionsanformung auf. Der Bereich des Flächenkörpers, der sich zwischen den beiden Fügeflächen der Linsen befindet, kann dünn ausgeführt werden, beispielsweise bemaßt mit etwa 1 mm oder weniger. Der Randbereich des Flächenkörpers kann dabei Funktionsanformungen aufweisen, um dem Flächenkörper über die Verbindungsfunktion der beiden Linsen hinaus weitere Funktionen zuzuordnen.

Beispielsweise ist es möglich, dass die Funktionsanformung eine Dichtlippe umfasst, die umlaufend um die Linsen ausgebildet ist. Auch ist es möglich, dass die Dichtlippe eine Art Rippe bildet, über die das Linsensystem in einer Halterung aufgenommen werden kann. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, dass die Funktionsanformung eine Zentrierung und/oder eine haltende Aufnahme für wenigstens eine der Linsen umfasst.

Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Linsensystems mit wenigstens zwei stoffschlüssig miteinander verbundenen Linsen, wobei eine erste Linse eine erste Fügefläche und eine zweite Linse eine zweite Fügefläche aufweist, wobei die Fügeflächen wenigstens mittelbar stoffschlüssig miteinander verbunden werden, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Anordnen eines optisch transparenten Flächenkörpers aus einem Silikonmaterial zwischen den beiden Fügeflächen und stoffschlüssiges Verbinden wenigstens einer der Fügeflächen mit einer zugeordneten Seite des Flächenkörpers mittels eines Bondverfahrens.

Mit besonderem Vorteil wird die erste Fügefläche der ersten Linse mit einer ersten Seite des Flächenkörpers gebondet und es wird eine zweite Fügefläche der zweiten Linse mit einer gegenüberliegenden zweiten Seite des Flächenkörpers gebondet. Dabei ist es auch denkbar, dass das Bondverfahren nur zwischen einer Linse und dem Flächenkörper ausgeführt wird. Gemäß einer Variante des Verfahrens ist es auch möglich, dass die erste Linse und/oder die zweite Linse ein Kunststoff material aufweist, wobei auf der Fügefläche der aus einem Kunststoffmaterial gebildeten Linse vor dem Bonden mit dem Flächenkörper eine bondfähige Beschichtung angeordnet wird. Die bondfähige Beschichtung kann dabei entsprechend aktiviert werden, um das Bondverfahren mit dem Flächenkörper auszuführen. Auch Linsen aus Kunststoff material können unter Bildung der Endkontur im Pressverfahren hergestellt werden, sodass die Vorteile des mechanisch nachgiebigen Flächenkörpers aus Silikonmaterial auch für Kunststofflinsen genutzt werden können.

BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines optischen Linsensystems mit einer ersten und einer zweiten Plankonvexlinse,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines optischen Linsensystems mit einer Plankonkavlinse und einer Plankonvexlinse, wobei die Fügeflächen der Linsen eine bondfähige Beschichtung aufweisen, und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines optischen Linsensystems mit einem Flächenkörper zwischen zwei Linsen, wobei der Flächenkörper randseitig Funktionsanformungen umfasst.

Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optischen Linsensystems 1 mit einer ersten Linse 10 und einer zweiten Linse 1 1 . Zwischen den beiden Linsen 10 und 1 1 befindet sich ein Flächenkörper 14. Beide Linsen 10, 1 1 sind beispielhaft als Plankonvexlinsen ausgeführt. Es sind jedoch auch andere Linsenformen möglich, beispielsweise Plankonkavlinsen oder Konkav-Konvexlinsen. Insbesondere müssen die beiden Fügeflächen nicht plan sein, diese sollten jedoch einen zueinander korrespondieren Verlauf aufweisen. Der Flächenkörper 14 muss sich folglich nicht in einer Ebene erstrecken und kann auch einer Krümmung der Linsen 10 und 1 1 folgen.

Die erste Linse 10 weist eine erste Fügefläche 12 auf, und die zweite Linse 1 1 weist eine zweite Fügefläche 13 auf. Die erste Fügefläche 12 ist mit einer ersten Seite des Flächenkörpers 14 in einem Bondverfahren verbunden. Die zweite Fügefläche 13 ist mit der gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche des Flächenkörpers 14 ebenfalls in einem Bondverfahren verbunden. Im Ergebnis ergibt sich ein optisches Linsensystem 1 mit einem optisch hochwertigen Übergang zwischen zwei Linsen 10 und 1 1 , welche insgesamt eine Bikonvexlinse bilden.

Figur 2 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines optischen Linsensystems mit beispielhaft zwei Linsen 10 und 1 1 , die ein Kunststoff material umfassen. Um das Kunststoff material bondfähig zu machen, weisen die Fügeflächen 12 und 13 der aus Kunststoff hergestellten Linsen 10 und 1 1 jeweils eine bondfähige Beschichtung 15 auf. In Kontakt mit dem Flächenkörper 14 können folglich auch Linsen 10 und 1 1 aus einem Kunststoff material im Bondverfahren mit dem Flächenkörper 14 aus einem Silikonmaterial gebondet werden. Im Ergebnis ergibt sich eine Konvex-Konkavlinse, wobei die bondfähige Beschichtung so ausgeführt ist, dass diese die optische Qualität des optischen Linsensystems 1 nicht oder zumindest nicht wesentlich beeinträchtigt.

Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optischen Linsensystems 1 mit einer ersten Linse 10 und mit einer zweiten Linse 1 1 . Zwischen den beiden Linsen 10 und 1 1 befindet sich ein optisch transparenter Flächenkörper 14 aus einem Silikonmaterial. Beide Linsen 10 und 1 1 sind an die Seitenflächen des Flächenkörpers 14 im Bondverfahren stoffschlüssig angebunden.

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Weiterbildung des Flächenkörpers 14 mit randsei- tig ausgebildeten Funktionsanformungen 16. Die Funktionsanformungen 1 6 umfassen beispielsweise eine umlaufende Dichtlippe 17, die auch als Aufnahmerippe zur Auf- nähme in einer Linsenhalterung dienen kann. Beispielhaft ist weiterhin eine Zentrierung 18 gezeigt, die die erste Linse 10 zur zweiten Linse 1 1 zentriert.

Die Funktionsanformung 1 6 umfasst weiterhin eine Aufnahme 19 für die zweite Linse 1 1 , sodass der Flächenkörper 14 beispielsweise selbsthaltend an der zweiten Linse 1 1 aufgenommen und formschlüssig befestigt werden kann.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten oder räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1 optisches Linsensystem

10 Linse

1 1 Linse

12 erste Fügefläche

13 zweite Fügefläche

14 Flächenkörper

15 bondfähige Beschichtung

1 6 Funktionsanformung

17 Dichtlippe

18 Zentrierung

19 Aufnahme für Linse