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DE102015211579A1 - Linsenartige optische Bauelemente - Google Patents

Linsenartige optische Bauelemente Download PDF

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DE102015211579A1
DE102015211579A1 DE102015211579.8A DE102015211579A DE102015211579A1 DE 102015211579 A1 DE102015211579 A1 DE 102015211579A1 DE 102015211579 A DE102015211579 A DE 102015211579A DE 102015211579 A1 DE102015211579 A1 DE 102015211579A1
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    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein linsenartiges optisches Bauteil 301 zur Beeinflussung eines Strahlengangs. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass das linsenartige optische Bauteil 301 die Funktion einer Linse 102 erfüllt, wobei das linsenartige optische Bauteil 301 einteilig ist. In seinem Randbereich weist das linsenartige optische Bauteil 301 eine Positionierungsstruktur 302 auf, die zur Positionierung des linsenartigen optischen Bauteils 301 im Bezug zu wenigstens einem weiteren optischen Bauteil und/oder einem Gehäuse dient.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft optische Bauteile, die zur Konstruktion eines Objektivs verwendet werden können.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene optische Elemente zur Konstruktion verschiedenster Objektive bekannt. Darunter fallen Linsen, Abstandselemente, Blenden und weitere Bauteile.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung beschreibt ein linsenartiges optisches Bauteil zur Beeinflussung eines Strahlengangs. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass das linsenartige optische Bauteil die Funktion einer Linse erfüllt, wobei das linsenartige optische Bauteil einteilig ist. In seinem Randbereich weist das linsenartige optische Bauteil eine Positionierungsstruktur auf, die zur Positionierung des linsenartigen optischen Bauteils im Bezug zu wenigstens einem weiteren optischen Bauteil und/oder einem Gehäuse dient.
  • Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das eine linsenartige optische Bauteil gleichzeitig die Funktion einer Linse erfüllt sowie die Funktion eines Abstandselements. Durch die Verwendung entsprechender Bauteile verkleinert sich die Anzahl der optischen Elemente, die zur Konstruktion eines Objektivs benötigt werden. Dadurch verkleinern sich die Positionierungstoleranzen beim Zusammenbau von entsprechenden Objektiven. Durch die verkleinerten Toleranzen sind exaktere Anordnungen möglich, wodurch Abbildungsfehler des Objektivs bzw. der optischen Vorrichtung verkleinert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführung des linsenartigen optischen Bauteils gibt die Positionierungsstruktur über ihre Ausdehnung in einer Anordnungsrichtung des linsenartigen optischen Bauteils einen Montageabstand zu wenigstens einem weiteren optische Bauteil und/oder einem Gehäuse vor.
  • Der Vorteil einer entsprechenden Positionierungsstruktur besteht darin, dass bei einer Aneinanderreihung von mehreren linsenartigen optischen Bauteilen keine zusätzlichen separaten Abstandselemente nötig sind, da diese Elemente durch die Positionierungsstrukturen ersetzt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung besteht das gesamte linsenartige optische Bauteil aus dem gleichen Material, insbesondere aus Glas oder Kunststoff.
  • Dies bietet den Vorteil, dass das linsenartige optische Bauteil in einem Verfahrensschritt hergestellt werden kann. Das linsenartige optische Bauteil könnte beispielsweise in einem Gießverfahren hergestellt werden. Wird das linsenartige optische Bauteil aus Glas oder Kunststoff gefertigt, so hat dies den Vorteil, dass sich die Bauteile aufgrund der optisch günstigen Eigenschaften von Glas als auch Kunststoff besonders für den Einbau in Vorrichtungen zur Beeinflussung von optischen Strahlengängen eignen.
  • Speziell bei der Fertigung von Kunststofflinsen lassen sich aufgrund der hochpräzisen Fertigungstechniken sehr exakt reproduzierbare linsenartige optische Bauteile herstellen, welche nach ihrem Zusammenschluss, beispielsweise in einer Optik, hochpräzise Abbildungseigenschaften aufweisen. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Kunststoff ist das geringe Gewicht der linsenartigen optischen Bauteile. Da sich unter Verwendung moderner Gießverfahren sehr präzise Bauteile herstellen lassen, können Fertigungsfehler der linsenartigen optischen Bauteile stark reduziert werden. Bei einer Fertigung der linsenartigen optischen Bauteile im Gießverfahren lassen sich die Teile zudem sehr kostengünstig und in großer Stückzahl anfertigen. Das erfindungsgemäße linsenartige optische Bauteil kann sich deshalb auch dadurch auszeichnen, dass es in einem Gießverfahren hergestellt wurde.
  • In einer vorteilhaften Ausführung des linsenartigen optischen Bauteils weist die Positionierungsstruktur wenigstens eine Positiv- und/oder Negativstruktur auf. Die Positiv- und/oder Negativstruktur kann dabei insbesondere entlang des Umfangs des linsenartigen optischen Bauteils angeordnet sein.
  • Mit der Anordnung entlang des Umfangs des linsenartigen optischen Bauteils ist nicht zwangsweise eine Anordnung direkt am Rand des linsenartigen optischen Bauteils gemeint, sondern bevorzugt eine Anordnung im Randbereich, mit gegebenenfalls einem gewissen Abstand zur äußersten Randlinie des linsenartigen optischen Bauteils. Bei einer durchgängigen Positiv- und/oder Negativstruktur und einem kreisförmigen linsenartigen optischen Bauelement ergibt sich eine entsprechend kreisförmig oder ringförmige Positiv- und/oder Negativstruktur. Diese Ausführungsform der Positionierungsstruktur bietet den Vorteil, dass mehrere linsenartige optische Bauteile aneinandergereiht werden können und diese mechanisch durch die Positionierungsstruktur stabilisiert werden. Unter Positiv- und/oder Negativstrukturen können alle Strukturen verstanden werden, die sich von einer glatten Oberfläche unterscheiden.
  • In einer weiter bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die wenigstens eine Positiv- und/oder Negativstruktur eine konkave und/oder konvexe Ausformung des linsenartigen optischen Bauteils in Richtung einer Anordnungsrichtung des linsenartigen optischen Bauteils zu wenigstens einem weiteren optischen Bauteil auf.
  • Unter konkaven Ausformungen werden in dieser Beschreibung hervorstehende Bereiche des linsenartigen optischen Bauteils verstanden und unter konvexen Ausformungen Bereiche, in denen das linsenartige optische Bauteil Vertiefungen aufweist. Der Vorteil bei der Verwendung von Positiv- und/oder Negativstrukturen mit konkaven und/oder konvexen Ausformungen in Richtung einer Anordnungsrichtung des linsenartigen optischen Bauteils besteht darin, dass bei einer Anordnung zu einem weiteren optischen Bauteil oder einem linsenartigen optischen Bauteil mit Hilfe der Positiv- und/oder Negativstruktur, sowohl der Abstand entlang der Anordnungsrichtung definiert werden kann als auch die laterale Ausrichtung der wenigstens zwei optischen Elemente zueinander. Unter konvexen Ausformungen in Richtung einer Anordnungsrichtung des linsenartigen optischen Bauteils können beispielsweise Stifte verstanden werden. Die zugehörige Negativstruktur bzw. konkave Ausformung wäre in diesem Fall eine Vertiefung mit der entsprechenden negativen Form des Stiftes.
  • In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann die Positiv- und/oder Negativstruktur entlang des Umfangs des linsenartigen optischen Bauteils mehrere unterschiedliche Höhen und Tiefen aufweisen.
  • Hierdurch ist es möglich, bei der Anordnung mehrerer optischer Bauteile aneinander bestimmte Positionen der Bauteile zueinander zu fixieren.
  • In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist wenigstens eine Positiv- und/oder Negativstruktur derart ausgebildet, dass mittels der Positiv- und/oder Negativstruktur des linsenartigen optischen Bauteils eine Justierung in Bezug zu wenigstens einem anderen optischen Bauteil möglich ist. Insbesondere ist hierbei eine Justierung des Abstands des linsenartigen optischen Bauteils im Bezug zu dem wenigstens einen weiteren optischen Bauteil entlang einer Anordnungsrichtung des wenigstens einen linsenartigen optischen Bauteils zu dem wenigstens einen weiteren optischen Bauteil möglich.
  • Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass mittels der Positiv- und/oder Negativstruktur der Abstand zu einem weiteren optischen Bauteil veränderbar ist. Die Justierung kann hierbei in lateraler Richtung stattfinden, in Bezug auf die Anordnungsrichtung des wenigstens einen linsenartigen optischen Bauteils zu wenigstens einem weiteren optischen Bauteil, oder entlang der Anordnungsrichtung des wenigstens einen linsenartigen optischen Bauteils zu wenigstens einem weiteren optischen Bauteil.
  • In einer weiter bevorzugten Ausführung der Erfindung sind als Blenden dienende Blendenstrukturen direkt auf dem linsenartigen optischen Bauteil aufgebracht. Diese Blendenstrukturen können insbesondere durch lithographische Prozesse aufgebracht worden sein.
  • Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass keine zusätzlichen Blendenstrukturen im optischen Aufbau nötig sind. Hierdurch lassen sich wiederum Toleranzketten verkleinern. Zudem ist er Abstand der Blende zur Linse fest fixiert, wodurch die Blendengröße optimal einstellbar ist.
  • Anstelle des Lithographieverfahrens sind auch andere Methoden denkbar, wie die Blendenstrukturen auf den linsenartigen optischen Bauteilen aufgebracht werden können. Zum Beispiel könnten die optischen Eigenschaften des Materials des linsenartigen optischen Bauteils verändert werden, beispielsweise durch eine Bearbeitung mittels eines Lasers.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind Abschirmstrukturen direkt auf dem linsenartigen optischen Bauteil angebracht, insbesondere Abschirmstrukturen gegen Streulicht.
  • Dies hat den Vorteil, dass das optische Bauteil von außen gegen Streulicht geschützt wird, welches nicht dafür vorgesehen ist, vom linsenartigen optischen Bauteil erfasst zu werden. Die Anbringung der Abschirmstrukturen an den linsenartigen optischen Bauteilen ist insbesondere auf den Positionierungsstrukturen vorgesehen. Bevorzugt werden die Abschirmstrukturen am äußeren Randbereich aufgebracht, wobei der Randbereich den Bereich bezeichnet, der bezogen auf den Schnittpunkt des linsenartigen optischen Bauteils mit der optischen Achse des linsenartigen optischen Bauteils, entlang der Richtung aller denkbaren, zur optischen Achse senkrecht stehenden und diese schneidende Vektoren, am weitesten vom Schnittpunkt entfernt liegt.
  • Erfindungsgemäß wird zudem eine Vorrichtung zur optischen Beeinflussung eines Strahlengangs beschrieben, welche aus wenigstens einem erfindungsgemäßen linsenartigen optischen Bauteil und wenigstens einem weiteren optischen Bauteil besteht. Hierbei sind die wenigstens zwei optischen Bauteile zueinander positionierbar.
  • Die Positionierung geschieht hierbei mit Hilfe der Positionierungsstruktur des wenigstens einen linsenartigen optischen Bauteils. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass aufgrund der Positionierungsstruktur des wenigstens einen linsenartigen optischen Bauteils kein zusätzliches Abstandselement nötig ist, wodurch sich bei der Konstruktion der Vorrichtung zur optischen Beeinflussung eines Strahlengangs Komponenten einsparen lassen und somit die Toleranzkette verkleinert wird.
  • In einer vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung kann der Abstand der wenigstens zwei optischen Bauteile zueinander durch Verdrehen der optischen Bauteile gegeneinander um eine gemeinsame Achse entlang der Anordnungsrichtung der wenigstens zwei optischen Bauteile verändert werden.
  • Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ohne zusätzliche Abstandselemente der Abstand der wenigstens zwei optischen Bauteile zueinander alleine durch Verdrehen der optischen Bauteile gegeneinander um eine gemeinsame Achse entlang der Anordnungsrichtung der wenigstens zwei optischen Bauteile veränderbar ist. Hierdurch lassen sich mit Hilfe der zwei optischen Bauteile mehrere Anordnungsvarianten realisieren. Zudem ist es möglich, eine Feinjustierung des Abstands der wenigstens zwei optischen Elemente zueinander durchzuführen, beispielsweise um den Strahlengang zu optimieren.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung kann das weitere optische Bauteil ein weiteres linsenartiges optisches Bauteil und/oder eine Blende und/oder eine Linse und/oder ein separates Abstandselement sein und/oder ein beliebiges anderes optisches Bauteil.
  • Die hier genannten optischen Bauteile sind nicht als abschließende Listung zu verstehen. Es können auch andere Bauteile, welche in gängigen Objektivaufbauten verwendet werden, in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbaut werden. Diese Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass zur Ausbildung der Vorrichtung zur optischen Beeinflussung eines Strahlengangs alle gängigen optischen Elemente verwendet werden können. Die Verwendung der linsenartigen optischen Bauteile schließt nicht die Verwendung weiterer optischer Bauteile aus.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das wenigstens eine weitere optische Bauteil in seinem Randbereich eine Positionierungsstruktur auf, welche komplementär zu einer Positionierungsstruktur eines benachbarten optischen Bauteils ist. Das benachbarte optische Bauteil kann hierbei ein beliebiges weiteres optisches Bauteil und/oder das linsenartige optische Bauteil sein.
  • Unter einem benachbarten Bauteil kann hierbei ein Bauteil verstanden werden, das direkten Kontakt zum ursprünglichen Bauteil hat. In der Regel befinden sich zwischen zwei benachbarten Bauteilen keine weiteren optischen Bauteile. Eine Positionierungsstruktur wird dann als komplementär zu einer weiteren Positionierungsstruktur bezeichnet, wenn sie gegensätzliche, aber sich ergänzende Eigenschaften zu der weiteren Positionierungsstruktur hat. Dies ist vergleichbar mit dem Schlüssel-Schloss-Prinzip, welches die Funktion von zwei oder mehreren komplementären Strukturen beschreibt, die räumlich zueinander passen müssen, um eine bestimmte mechanische Funktion erfüllen zu können. In dieser Ausführungsform dienen die Positionierungsstrukturen der Positionierung der Bauteile zueinander. Unter Positionierung kann hier eine mechanische Fixierung und/oder Begrenzung der Bauteile in eine beliebige Richtung verstanden werden und/oder die Definition einer festen Beziehung zwischen zwei Bauteilen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass auf die wenigstens zwei optischen Bauteile Abschirmstrukturen aufgebracht sind und/oder die optischen Bauteile aus lichtundurchlässigem Material gefertigt sind, wodurch die Vorrichtung gegen Streulicht geschützt wird.
  • Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass im Zusammenschluss mehrerer optischer Bauteile eine Art Abschirmummantelung um die Anordnung der optischen Bauteile entsteht. Hierbei bilden die Abschirmstrukturen der einzelnen optischen Elemente eine Gesamtstruktur, welche die Abschirmfunktion eines Objekttubus ersetzt. Hierdurch ist es möglich, durch eine Anordnung der optischen Elemente ein Objektiv zu kreieren, welches keinen zusätzlichen Tubus benötigt, um störendes Streulicht abzuschirmen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die wenigstens zwei optischen Bauteile fest miteinander verbunden, insbesondere durch eine Klebeverbindung.
  • Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die wenigstens zwei optischen Bauteile fest miteinander fixiert sind und dadurch eine stabile Vorrichtung zur Beeinflussung eines optischen Strahlengangs bilden. Anstelle einer Klebeverbindung sind auch weitere Methoden denkbar, mit denen die Bauteile miteinander verbunden werden können. Beispielsweise können die wenigstens zwei optischen Bauteile formschlüssig miteinander verbunden werden, z. B. durch Ineinanderschrauben oder durch eine feste Steckverbindung. Des Weiteren sind auch Klemmen denkbar, die die optischen Bauteile zusammenhalten. Zudem könnten die optischen Bauteile so ausgelegt werden, dass diese durch Verformung der einzelnen optischen Bauteile miteinander fixierbar sind. Weitere Methoden, wie Punktschweißen, sind ebenfalls denkbar.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen, Vorteile und Wirkungen auf Basis der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung und aus den Zeichnungen. Diese zeigen in schematischer
  • Darstellung:
  • 1 zeigt ein herkömmliches Objektiv mit Linsen, Abstandselementen und Blenden.
  • 2 zeigt eine erfindungsgemäße Objektivanordnung.
  • 3 zeigt Ausführungsbeispiele der linsenartigen optischen Bauteile.
  • 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Positiv- bzw. Negativstrukturen zur Justierung der linsenartigen optischen Bauteile.
  • Ausführungsbeispiele
  • In 1 ist ein herkömmliches Objektiv, bestehend aus einem Tubus 101, Linsen 102, Abstandselementen 103 und Blenden 104 dargestellt.
  • In 2 ist eine beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es wird eine selbsttragende Objektivstruktur vorgeschlagen, bei der die Positionierung und gegebenenfalls Fixierung der linsenartigen optischen Bauteile 201 in der Ausformung der linsenartigen optischen Bauteile 201 integriert ist. Auch können hierbei teilweise Blendenfunktionen mit abgebildet werden. Beim vorgeschlagenen Aufbau bilden die linsenartigen optischen Bauteile 201, einen mechanisch stabilen Objektivkörper, der die geforderten optischen Abbildungseigenschaften erfüllen kann. Die Abstandselemente 103 und Linsen 102 werden beim Einsatz der erfindungsgemäßen linsenartigen optischen Bauteile 201 zu einer Einheit, wodurch sich die Anzahl an Bauteilen im Strahlengang des Objektivs deutlich reduzieren lässt. Anstelle der fünf Linsen 102 und drei Abstandselemente 103 reduziert sich das Objektiv auf fünf linsenartige optische Bauteile 201. Durch die Integration der Abstandselemente 103 in die linsenartigen optischen Bauteile 201 verkürzen sich Toleranzketten, wodurch eine deutlich genauere Linsenpositionierung möglich ist. Die linsenartigen optischen Bauteile 201 sind im Ausführungsbeispiel zudem so ausgelegt, dass sie beim Aneinanderreihen eine geschlossene Struktur ergeben, die dadurch den Tubus 101 ersetzt und weiteren Bauraum einspart.
  • Des Weiteren sieht die im Ausführungsbeispiel geplante Gestaltung mittels der linsenartigen optischen Bauteile 201 vor, dass wie in einem herkömmlichen Objektiv zusätzliche Blenden 104, 203 in den Strahlengang bzw. zwischen den linsenartigen optischen Bauteilen 201 positioniert/angebracht werden können.
  • Alternativ können die Blendenstrukturen 202 direkt auf den linsenartigen optischen Bauteilen 201 angebracht werden, beispielsweise mittels eines Lithographieverfahrens. Hierdurch verkleinern sich erneut die Toleranzketten, da keine separaten Blenden 203 in die Anordnung integriert werden müssen. Zudem ist keine Verschiebung vom optischen Pfad zu der Blendenposition mehr möglich, da sie direkt auf dem linsenartigen optischen Bauteil 201 angebracht ist.
  • Um die erfindungsmäße Vorrichtung aus linsenartigen optischen Bauteilen 201 gegen Streulicht von außen zu schützen, können Abschirmstrukturen 204 auf den linsenartigen optischen Bauteilen 201 angebracht werden. Diese können sowohl am äußeren Rand der linsenartigen optischen Bauteile 201 als auch in der Innenseite an Hohlräumen angebracht werden. Der bisher für den Tubus 101 benötigte Bauraum kann somit für das Optikdesign verwendet werden.
  • In 3 sind beispielhaft zwei Ausführungsformen der linsenartigen optischen Bauteile 301 abgebildet. Um eine mechanisch stabile Aneinanderreihung der verschiedenen linsenartigen optischen Bauteile 301 zu ermöglichen, ist vorgesehen, an den linsenartigen optischen Bauteilen 301, bzw. an den Positionierungsstrukturen 302 der linsenartigen optischen Bauteile 301 sowohl Positivstrukturen 303 als auch Negativstrukturen 304 anzubringen.
  • Die Positiv- 303 als auch Negativstrukturen 304 werden bevorzugt ringförmig im äußeren Bereich der linsenartigen optischen Bauteile 301 angebracht.
  • Alternativ können die Positiv- 303 und Negativstrukturen 304 auch beliebige andere geometrische Formen aufweisen, die eine Aneinanderreihung ermöglichen. Beispielsweise sind als Positivstrukturen 303 stiftförmige Elemente denkbar und als Negativstrukturen 304 entsprechend angepasste Aushöhlungen.
  • Die Positiv- 303 bzw. Negativstrukturen 304 sind so gestaltet, dass die Positionierungsstrukturen 302 jeweils zweier benachbarter optischer Bauteile komplementär ausgestaltet sind mit aufeinander abgestimmten Aushöhlungen und Erhebungen.
  • Im Ausführungsbeispiel sind die Positiv- 303 und Negativstrukturen 304 zudem so ausgelegt, dass sie zusätzlich zur mechanischen Stabilisierung der linsenartigen optischen Bauteile 301 eine exakte Justierung der linsenartigen optischen Bauteile 301 zueinander ermöglichen. Hierbei sind die Positiv- 303 bzw. Negativstrukturen 304 so ausgelegt, dass sich der Abstand der linsenartigen Bauteile 301 zueinander durch einfaches Verdrehen der linsenartigen optischen Bauteile 301 gegeneinander verstellen lässt. Das Verdrehen geschieht hierbei um eine gemeinsame Achse entlang der Anordnungsrichtung der linsenartigen optischen Bauteile 301 zueinander.
  • Die Positiv- 403 bzw. Negativstrukturen 404 können hierbei beispielsweise wie in 4 konstruiert sein. Die in 3 ringartige Positivstruktur 303 bzw. Negativstruktur 304 ist in 4 zum besseren Verständnis auseinandergezogen und von der Seite betrachtet abgebildet. Die Positiv- 403 bzw. Negativstruktur 404 ist im Ausführungsbeispiel in sechs 60°-Zonen unterteilt. In Abhängigkeit der Verdrehung der linsenartigen optischen Bauteile 301 zueinander ergeben sich durch die Positiv- 403 bzw. Negativstrukturen 404 unterschiedliche Abstände der linsenartigen optischen Bauteile 301 zueinander. In der beispielhaften Anordnung 401 passen die Positiv- 403 bzw. Negativstrukturen 404 genau ineinander, so dass die linsenartigen optischen Bauteile 301 direkt aneinander liegen. Wird die Negativstruktur 404 um 60° im Uhrzeigersinn gedreht (in Pfeilrichtung), so ergibt sich die Anordnung nach 402 und die linsenartigen optischen Bauteile 301 liegen etwas weiter auseinander. Durch eine feinere Aufteilung der Positiv- 403 bzw. Negativstrukturen 404 können die Abstände noch feiner einstellbar gewählt werden. Die Positiv- 403, bzw. Negativstrukturen 404 lassen sich im Ausführungsbeispiel nicht voneinander trennen, da beide Strukturen sowohl Erhebungen als auch Vertiefungen aufweisen. Generell können die Positiv- 403 und Negativstrukturen als Mischformen auftreten und sind nicht auf herausstehende oder versenkte Konturen beschränkt.
  • Die Abstandsjustierung könnte ebenfalls durch beliebige andere Strukturelemente, wie beispielsweise stiftförmige Positivstrukturen 402 und entsprechend angepasste Negativstrukturen 404 realisiert werden.
  • Die linsenartigen optischen Bauteile 301 können zudem beliebige Linsenformen enthalten, beispielsweise Sammellinsen, Streulinsen, konkave, konvexe, halbkonkave, halbkonvexe und konkavkonvexe Linsen.
  • Zur finalen Fixierung der linsenartigen optischen Bauteile 301 und gegebenenfalls zusätzlichen Blendenstrukturen 202 können die optischen Bauteile miteinander verklebt werden. Hierdurch entsteht eine mechanisch stabile bzw. stoffschlüssige Verbindung der einzelnen optischen Bauteile. Hierdurch entsteht eine mechanisch stabile Konstruktion, die den Tubus 101 bei herkömmlichen Objektiven ersetzt.
  • Die im Ausführungsbeispiel verwendeten linsenartigen optischen Bauteile 301 können aus beliebigen Materialien gefertigt werden, welche optische Eigenschaften, die zur Realisierung des gewünschten optischen Strahlengangs nötig sind, aufweisen. Speziell fallen hierunter alle Arten von Gläsern und Kunststoffen. Des Weiteren sind alle Materialien denkbar, die zumindest eine Teiltransmission von Licht erlauben.
  • Im Ausführungsbeispiel sind die linsenartigen optischen Bauteile 301 aus Kunststoff gefertigt. Hierdurch können sie direkt in einem Gießverfahren hergestellt werden. Mittels der verwendeten Gussformen können alle genannten Strukturen realisiert werden und die linsenartigen optischen Bauteile 301 somit in großer Anzahl und sehr kostengünstig hergestellt werden.

Claims (15)

  1. Linsenartiges optisches Bauteil (301) zur Beeinflussung eines Strahlengangs, dadurch gekennzeichnet, dass das linsenartige optische Bauteil (301) die Funktion einer Linse erfüllt, wobei das linsenartige optische Bauteil (301) einteilig ist und wobei das linsenartige optische Bauteil (301) in seinem Randbereich eine Positionierungsstruktur (302) aufweist, die zur Positionierung des linsenartigen optischen Bauteils (301) in Bezug zu wenigstens einem weiteren optischen Bauteil und/oder einem Gehäuse dient.
  2. Linsenartiges optisches Bauteil (301) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsstruktur (302) über ihre Ausdehnung in einer Anordnungsrichtung (306) des linsenartigen optischen Bauteils (301) einen Montageabstand zu wenigstens einem weiteren optischen Bauteil und/oder einem Gehäuse vorgibt.
  3. Linsenartiges optisches Bauteil (301) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte linsenartige optische Bauteil (301) aus dem gleichen Material besteht, insbesondere aus Glas oder Kunststoff.
  4. Linsenartiges optisches Bauteil (301) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsstruktur (302) wenigstens eine Positiv- und/oder Negativstruktur (303, 304) aufweist, insbesondere eine entlang des Umfangs des linsenartigen optischen Bauteils (301) angeordnete Positiv- und/oder Negativstruktur (303, 304).
  5. Linsenartiges optisches Bauteil (301) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Positiv- und/oder Negativstruktur (303, 304) eine konkave und/oder konvexe Ausformung des linsenartigen optischen Bauteils (301) in Richtung einer Anordnungsrichtung (306) des linsenartigen optischen Bauteils (301) zu wenigstens einem weiteren optischen Bauteil aufweist.
  6. Linsenartiges optisches Bauteil (301) nach Anspruch 4 und/oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Positiv- und/oder Negativstruktur (303, 304, 403, 404) entlang des Umfangs des linsenartigen optischen Bauteils (301) mehrere unterschiedliche Höhen und Tiefen aufweist.
  7. Linsenartiges optisches Bauteil (301) nach wenigstens einem der Ansprüche 4–6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Positiv- und/oder Negativstruktur (303, 304, 403, 404) derart ausgebildet ist, dass mittels der Positiv- und/oder Negativstruktur (303, 304, 403, 404) eine Justierung des linsenartigen optischen Bauteils (301) in Bezug zu wenigstens einem anderen optischen Bauteil möglich ist, insbesondere eine Justierung des Abstands des linsenartigen optischen Bauteils (301) in Bezug zu wenigstens einem weiteren optischen Bauteil entlang einer Anordnungsrichtung (306) des wenigstens einen linsenartigen optischen Bauteils (301) zu wenigstens einem weiteren optischen Bauteil.
  8. Linsenartiges optisches Bauteil (301) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Blenden dienende Blendenstrukturen (202) direkt auf dem linsenartigen optischen Bauteil (301) aufgebracht sind, insbesondere solche Blendenstrukturen (202), welche durch lithographische Prozesse aufgebracht wurden.
  9. Linsenartiges optisches Bauteil (301) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abschirmstrukturen (204) direkt auf dem linsenartigen optischen Bauteil (301) aufgebracht sind, insbesondere Abschirmstrukturen (204) gegen Streulicht.
  10. Vorrichtung zur optischen Beeinflussung eines Strahlengangs, bestehend aus wenigstens einem linsenartigen optischen Bauteil (301) nach wenigstens einem der Ansprüche 1–9 und wenigstens einem weiteren optischen Bauteil, wobei die wenigstens zwei optischen Bauteile zueinander positionierbar sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der wenigstens zwei optischen Bauteile zueinander durch Verdrehen der optischen Bauteile gegeneinander um eine gemeinsame Achse entlang der Anordnungsrichtung (306) der wenigstens zwei optischen Bauteile, veränderbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere optische Bauteil ein weiteres linsenartiges optisches Bauteil (301) und/oder eine Blende (203) und/oder eine Linse (102) und/oder ein separates Abstandselement (103) sein kann und/oder ein beliebiges anderes optischen Bauteil.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine weitere optische Bauteil in seinem Randbereich eine Positionierungsstruktur (302) aufweist, welche komplementär zu einer Positionierungsstruktur (302) eines benachbarten optischen Bauteils ist, wobei das benachbarte optische Bauteil ein beliebiges weiteres optisches Bauteil und/oder das linsenartige optische Bauteil (301) sein kann.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf die wenigstens zwei optischen Bauteile Abschirmstrukturen (204) aufgebracht sind und/oder die optischen Bauteile aus lichtundurchlässigem Material gefertigt sind, wodurch die Vorrichtung gegen Streulicht geschützt wird.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei optischen Bauteile fest miteinander verbunden sind, insbesondere durch eine Klebeverbindung.
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