用于制造透鏡晶片的沖模工具、設備和方法

專利名稱：用于制造透鏡晶片的沖模工具、設備和方法
技術領域：
本發明涉及根據權利要求1、6和10的用于制造、尤其是沖壓具有多個微透鏡的單片透鏡晶片的沖模工具、設備和方法。
背景技術：
微透鏡首先應用于需要光學聚焦裝置的設備，例如應用于移動電話的相機。由于微型化壓力，功能區域應該變得越來越小。微透鏡越應該微型化，其光學正確的制造越困難，因為同時對于理想地在大量生產中要制造的微透鏡存在巨大成本壓力。在現有技術中，在載體襯底上通過不同的制造方法來產生微透鏡，如例如在US 6,846, 137 BK US5，324，623,US 5，853，960和US 5，871，888中所示的那樣。所有前述方法共同的是，原理決定地需要一定的厚度并且穿過微透鏡的光不僅必須通過透鏡，而且必須通過載體襯底。由于同時所需要的高質量和在同時尤其是取決于沿著光軸、也即光路的光學系統的厚度和數量的較高亮度情況下對較高分辨率的要求，對根據現有技術的微透鏡的進一步優化是值得期望的。此外，需要盡可能高的光產量，其尤其是對于微光學系統是決定性的，因為圖像傳感器占用大多非常小的光能射到上面的面。在EP 2 168 746 Al中公開了無載體式的微透鏡陣列的制造方法。在制造無載體式的微透鏡陣列時有問題的是在制造透鏡陣列時、尤其是在沖壓和硬化時透鏡陣列材料的收縮。

發明內容
本發明所基于的任務是，說明一種沖模工作或者此類設備或此類方法，利用它們尤其是在大量生產中可以制造具有高的光產量以及高亮度和同時高生產精度的微透鏡的透鏡晶片。該任務利用權利要求1、6和10的特征來解決。本發明的有利的改進方案在從屬權利要求中說明。所有由至少兩個在說明書、權利要求書和/或圖中所說明的特征組成的組合均落入本發明的范圍中。在所說明的值域情況下，處于所述極限內的值也應該作為極限值認為是公開的并且可以任意的組合要求保護。本發明所基于的思想是，這樣設計用于制造透鏡晶片的沖模工具，使得沖模限定用于接納可硬化的流體的沖壓空間地構造用于制造透鏡陣列，使得在沖壓或制造透鏡陣列時自動地構造透鏡陣列的側周邊邊緣。通過這種方式明顯地簡化透鏡陣列的進一步處理，因為為此可以使用已經存在的載體系統和處理設備。同時使得能夠以高精度制造非常均質的、最佳硬化的透鏡陣列。此外，通過本發明的構型可以作為具有大量微透鏡的單片透鏡晶片利用唯一的沖壓步驟制造實際上任意的透鏡形狀，尤其是球面的和/或非球面的、凸狀的和/或凹狀的以及菲涅耳透鏡。根據本發明，通過沖模工具的該構型可制造無載體式的微透鏡陣列，其中微透鏡由于放棄載體而具有比帶有載體的微透鏡小的厚度。根據沖模工具的一種有利的實施方式，根據本發明規定，凸出部被構造為尤其是環形的、優選圓形的壩，所述壩尤其是具有200mm、300mm或450mm的內徑Di。由此進一步簡化透鏡晶片的處理。此外有利地規定，沖壓空間在沖壓時部分地、尤其是在上面由第二沖壓側限制。根據本發明的另一有利的實施方式規定，沖模中的至少一個、尤其是第一沖模對于電磁輻射是可穿透的。通過這種方式，不僅可以通過穿過沖模照射進行硬化，而且也可以在制造透鏡晶片時檢測用于定向和楔誤差補償的可能的定向標記。本發明通過以下方式來改進，即第一沖模具有相對于第二沖模的第二定向標記來定向第一沖模的第一定向標記。由此并且尤其是通過將定向標記集成到沖模中、優選凸出部中，能夠實現沖模的高度精確的定向，并且通過具有凸出部的沖模工具的本發明構型最小化或甚至排除在進一步加工和進一步處理時的后續誤差。從利用本發明沖模工具制造的透鏡晶片的邊緣可以精確地推斷出每個單個的在透鏡晶片中所設置的微透鏡的位置，甚至當發生了透鏡晶片材料的收縮時也是如此。利用本發明，具有小于3 μ m、尤其是小于I μ m、優選小于0.5 μ m、更優選小于
0.1ym定向精度偏差的可再現精度的在X和Y方向上的定向精度是可能的。本發明設備除了前述沖模工具之外具有以下特征:
-用于在背離第一沖壓側的接納側處尤其是靜態固定地接納第一沖模的第一接納裝置。該接納裝置可以是卡盤，其安裝在固定的或靜態的支架處。例如可以通過真空槽來固定第一沖模。-用于在其背離第二載體側的接納側接納第二沖模的第二接納裝置。接納裝置尤其是同樣可以被構造為卡盤，所述卡盤優選具有通過真空槽實施的固定裝置。所述設備被構造為使得所述設備可以實施第二沖模在X-Y層面中和與之正交地伸展的Z方向上的受控制的運動以及圍繞平行于Z方向伸展的旋轉軸的受控制的旋轉以用于使第一沖模與第二沖模定向。X-Y層面基本上平行于在沖壓時沖模的沖壓側。此外，所述設備可被控制為使得定向根據沖模的位置、尤其是定向標記的位置來進行。根據本發明設備的一種有利的實施方式，設置行程驅動裝置，通過所述行程驅動裝置可實施第二接納裝置在Z方向上的運動。行程驅動裝置尤其是由三個機動化的、彼此無關的、優選旋轉對稱地在周邊處彼此以120度的角度間隔地在軸向上平行地定位的螺桿傳動裝置組成。由此一方面能夠實現第二沖模在接納裝置上在Z方向上的平行運動。另一方面行程驅動裝置同時可以引起第二沖模傾斜。只要本發明設備包括楔誤差均衡裝置，利用其可以均衡沖模之間的楔誤差，則沖模可以準確地彼此平行地被定向，由此可以制造具有最佳光軸的均質透鏡。這尤其是在多個透鏡稍后被堆疊時是重要的。楔誤差均衡裝置有利地被設置為均衡臺或均衡卡盤，其固定在行程驅動裝置上。在本發明的另一實施方式中規定，設置尤其是在Z方向上可運動的光學系統以用于檢測所述定向標記中的每一個在X、Y和Z方向上的位置。本發明方法在使用前述沖模工具和/或前述設備的情況下通過以下方法步驟來表征:
-將沖模相對地布置和固定在相對應的接納裝置上，
-只要需要，尤其是以小于100 μ m、優選小于50 μ m、更優選小于10 μ m的精度進行沖模彼此在X和Y方向上以及在圍繞旋轉軸的旋轉方向上的至少粗略的定向(所謂的預對齊)，
-通過楔誤差均衡裝置進行楔誤差均衡，以便尤其是以小于5 μ m、優選小于3 μ m、更優選小于I μ m的精度平行地定向沖壓側，
-接著將可硬化的流體、尤其是聚合物以流體形式施加到平面沖壓側之一上，尤其是第二沖壓側上，所述第二沖壓側優選地布置在下面并且通過凸出部形成沖壓空間，所述沖壓空間的底部形成第二沖壓側，
-通過可硬化的流體的成型并且接著硬化來沖壓透鏡晶片，其中成型通過沖模的朝向彼此運動來進行。根據本發明的一種有利的實施方式規定，沖壓在沖模之間無接觸的情況下進行。由此，在沖壓空間的側邊緣處形成開放的環縫隙，所述環縫隙被構造允許可硬化的流體在成型透鏡晶片時或在沖壓透鏡晶片時從側向溢出。只要沖壓在Z方向上以經過力調節和/或位置調節的方式來進行，則可以以小于10 μ m、優選小于5 μ m、優選小于3 μ m、更優選小于I μ m定向精度偏差的可再現精度精確地定義和均質地制造透鏡晶片。第一和第二沖模被設計為透鏡沖模，該透鏡沖模具有構造微透鏡的負片(Negativ)、也即凹狀/凸狀的沖壓結構，其中也可設想球面的/非球面的和/或菲涅耳透鏡。在透鏡沖模的直徑約為200mm的情況下，例如可以在一個沖壓步驟中沖壓大約2000個微透鏡。根據本發明可以由可UV硬化的或者可熱硬化的材料形成可硬化的流體，其中透鏡材料根據本發明至少主要地、優選完全地是無溶劑的并且適用于完全交聯。通過根據本發明單片地制造透鏡晶片，該透鏡晶片具有均質的熱膨脹系數，使得每個從該透鏡晶片制造的微透鏡在不同的溫度狀態下是自相似的并且其光學特性在一定程度上不改變。


本發明的其他優點、特征和細節從優選實施例的隨后描述中以及根據附圖得出。這些附圖:
圖1示出用于制造具有大量微透鏡的透鏡晶片的本發明設備的示意性剖面側視圖，
圖2a在第一實施方式中示出用于制造具有大量微透鏡的透鏡晶片的本發明沖模工具的示意性剖面側視圖，
圖2b在第二實施方式中示出本發明沖模工具的示意性剖面側視圖，
圖2c示出利用根據圖2a或圖2b的沖模工具或根據圖1的設備所制造的透鏡晶片的示意性剖面側視圖，
圖3a至3c示出利用根據圖2a的沖模工具沖壓透鏡晶片的方法流程的示意圖，
圖4a至4c示出利用根據圖2b的沖模工具沖壓透鏡晶片的方法流程的示意圖，
圖5a至5c在第三實施方式中示出本發明沖模工具的示意性剖面側視圖和沖壓透鏡晶片的相應的方法流程，和
圖6示出根據圖5的沖模工具的第二沖模的示意性俯視圖。
具體實施例方式在圖中，本發明的優點和特征用對其分別進行標識的附圖標記根據本發明的實施方式來表示，其中具有相同的或起相同作用的功能的部件或特征用相同的附圖標記來表
/Jn ο在圖1中示出由具有本發明沖模工具的本發明設備組成的系統。沖模工具由第一沖模I和第二沖模2組成并且沖模工具在根據圖2a和2b的第一和第二實施方式中詳細地被示出并且進一步在下面予以描述。在圖1中，根據在圖2a中所示的實施方式的沖模工具被使用在設備中。第一沖模I在其第一接納側23尤其是水平地通過至少一個真空軌道25被固定在第一接納裝置21上。第一接納裝置21通過尤其是環形的、優選圓環形的支承裝置27剛性地和盡可能無震動地固定，尤其是固定在在圖中未示出的堅固的支架處。第一接納裝置21被構造為尤其是對于電磁輻射至少部分地可穿透的卡盤。電磁輻射尤其是可見光或UV光。第一沖模I對于電磁輻射、尤其是可見光也是可穿透的。第一沖模I尤其是在其與第一接納側23相對的第一沖壓側6處具有尤其是嵌入式的第一定向標記4a、4i。第一定向標記4a、4i在圖1中處于水平的X方向和與X方向正交的Y方向上以及在與之垂直地伸展的Z方向上的位置可以通過這里由顯微鏡32、33組成的、尤其是光學的探測裝置檢測。探測裝置、尤其是顯微鏡32、33可在X、Y和/或Z方向上活動并且分別可被固定，以便能夠檢測定向標記4a、4i的位置。探測裝置如此起作用，使得所述探測裝置在定向標記4a、4i的方向上發送電磁輻射并且由此探測定向標記4a、4i的位置。探測裝置布置在第一接納裝置21的背離第一接納側23的側、也即第一沖模I和第一接納裝置21的上部并且支承在支架處。在第一接納裝置21和第一沖模I之下布置第二接納裝置22并且相對于第一接納裝置可在X、Y和/或Z方向上定向。此外，通過旋轉裝置28可以圍繞在Z方向上伸展的旋轉軸旋轉第二接納裝置22。在X方向上的運動通過X驅動裝置29實施，所述X驅動裝置由非示出的控制裝置控制。在Y方向上的運動通過與X驅動裝置29相鄰地布置的Y驅動裝置30實施，所述Y驅動裝置30同樣由控制裝置控制。控制裝置此外控制旋轉裝置28和探測裝置或各個顯微鏡32、33的活動。第二接納裝置22在Z方向上的運動通過行程驅動裝置31進行，所述行程驅動裝置尤其是由執行器34、35、36組成。執行器34、35、36尤其是在Z方向上起作用地被定向。作為執行器34、35、36例如可考慮螺桿。執行器34、35、36分別可以單獨地通過控制裝置被控制。執行器34、35、36優選地在X驅動裝置29、Y驅動裝置30或旋轉裝置28之下分布式地布置在側周邊處，以便布置在行程驅動裝置31上的部件安全地位于行程驅動裝置上并且可以通過執行器34、35、36的彼此無關地可控制的內縮和外伸運動實現第二接納裝置22的精確地可控制的運動、尤其是楔誤差均衡。在第二接納裝置22上，在與第一接納側23相對的第二接納側24處可接納第二沖模2。通過至少一個優選地布置在第二沖模2的側周邊處的真空軌道26進行固定。第二沖模2尤其是具有其背離第一接納側23的第二沖壓側7、尤其是嵌入式的第二定向標記5a、5i。第二定向標記5a、5i的位置可以通過布置在第一接納裝置21之上的探測裝置檢測，使得通過檢測分別相對地布置的相對應的定向標記4a、41、5a、5i的位置能夠實現第一沖模I相對于第二沖模2的運動的精確控制。第一沖壓側6因此可以與第二沖壓側7平行地和相對地布置和定向，而且在整個沖壓過程期間。第一沖壓側6具有第一沖壓結構8并且第二沖壓側7具有第二沖壓結構9。沖壓結構8、9對應于利用沖模工具或本發明設備所制造的透鏡晶片10的上側11和下側12的負片，第一和第二沖壓結構8、9的每個相對應的、相對的單結構從而對應于相對應的微透鏡20的第一光學有效面13和第二光學有效面14的負片。微透鏡20可以在制造透鏡晶片10之后被分離，例如通過切割。在由沖壓結構8、9所構成的面之外，根據本發明至少在兩個沖模1、2之一處、尤其是至少在第二沖模2處設置尤其是環形的、優選圓環形的凸出部。該凸出部尤其是被構造為壩3、3’。在圖2a中所示的本發明實施方式情況下，僅僅第二沖模2具有壩3，所述壩從第二沖壓側7突出并且高出第二沖壓結構9。凸出部利用其指向第二沖壓結構9的方向的壁3w與第二沖壓側7 —起形成池狀空間，該池狀空間是沖壓空間19的一部分。沖壓空間19此外在根據圖3c和4c的沖壓位置中由第一沖壓側6構成。沖壓空間19在其尤其是圓環形的壁3w處具有內徑Di，該內徑基本上對應于根據圖2d的待制造的透鏡晶片10的直徑。在此“基本上”意味著，可考慮透鏡晶片10在沖壓或硬化時的可能的收縮。在圖2b中所示的實施方式中，第一沖模I同樣具有作為壩3’所構造的凸出部，該凸出部以其對應于壁3w的壁3w’限定沖壓空間19。在圖2a中所示的本發明實施方式中，作為第一定向標記4a、4i設置至少兩個布置在第一沖壓結構8的區域中的內部定向標記4i。此外，在第一沖壓結構8之外、尤其是在凸出部之外設置至少兩個外部定向標記4a。在圖2b中所示的本發明實施方式中，在凸出部中、尤其是在壩3中設置外部定向標記4a。壩3與壩3’相對地布置并且與所述壩3’相對應地構造。壩3、3’具有環寬度B和高度H，其中高度H或者在根據圖2b的實施方式情況下用
3、3’表示的壩的高度H1、H2大約與第一和第二沖壓結構8、9的高度相對應。通過將外部定向標記4a、5a集成到壩3、3’中，不僅可以檢測定向標記4a、5a的位置而且同時也可以檢測在Z方向上壩3、3’的位置，而在根據圖2a的實施方式情況下高度H被存儲。通過根據本發明的設備可以如此控制沖模1、2，使得在沖壓位置中至少在壩3的端側37和第一沖壓側6或壩3’的可相對地布置的端側38之間設置間距R，該間距小于或等于壩3或壩3、3’的高度H、Hl或H2。在圖3a和4a中，沖模1、2如此寬地相間隔，使得可硬化的流體15尤其是作為水洼被施加到第二沖壓側7上。水洼由于可硬化的流體15的表面張力形成。該可硬化的流體15優選居中地、也即例如與壁3w等距地或同中心地被施加。根據3b和4b，通過行程驅動裝置31使第二沖模2在Z方向上朝向第一沖模I運動，使得仍以流體形式存在的可硬化的流體15逐漸地在壁3w的方向上推進，直至達到在圖3c和4c中所示的沖壓位置為止。可硬化的流體15的量精確地如此被定劑量，使得沖壓空間19在沖壓位置中幾乎完全由可硬化的流體15填滿。有利地，如此測定該量，使得在透鏡晶片10的上側周邊邊緣18處形成圓的周邊邊緣，從而透鏡晶片10的定向毫無問題地可確定。在相對的側周邊邊緣處，透鏡晶片10制造決定地具有有棱角的邊緣。在沖模1、2朝向彼此的通過控制裝置控制的運動期間，持續地由探測裝置檢測定向標記4a、41、5a、5i的位置并且轉發給控制裝置，所述控制裝置根據相對應的定向標記4a、41、5a、5i的相對位置轉發用于旋轉裝置28、X驅動裝置29、Y驅動裝置30和行程驅動裝置31或各個執行器34、35和36的所需要的控制指令。通過執行器34、35和36可以同時進行楔誤差補償。通過在沖壓位置中在第一沖模I和第二沖模2之間設置最小間距R，可以保證透鏡晶片10的均質的和完美的形狀，其中也可以考慮可硬化的流體在沖壓或硬化成成品透鏡晶片時的收縮。通過根據本發明的設備或根據本發明的方法或根據本發明的沖模工具所制造的透鏡晶片10可直接地和無進一步加工步驟地在沖壓之后由于其預先給定的外輪廓通過標準化的晶片加工工具來處理。本發明的另一特殊優點在于，根據本發明可制造單片透鏡晶片10，其中可以放棄載體襯底，使得可以減小由這樣的透鏡晶片10或由此獲得的微透鏡20所制造的晶片級相機的形狀因子并且同時降低生產成本，因為可以毫無問題地大量生產。使用聚合物作為可硬化的流體進一步積極地影響微透鏡20的成本。可硬化的流體在沖壓或硬化時的收縮可以通過以下方式得到優化，即對行程驅動裝置31進行力調節。對于單片透鏡晶片的進一步加工，可以通過沖模工具和本發明設備同時地考慮透鏡晶片的以下特性，即外徑、厚度和自動地將對齊配合標記壓印到透鏡晶片10上用于稍后的加工過程，例如切割透鏡晶片10用于分離單個微透鏡20。執行器34、35、36尤其是被構造為三個機動化的、彼此無關地運行地、尤其是以120°的間距旋轉對稱地彼此平行地定位的螺桿。由此，能夠實現由X驅動裝置29和Y驅動裝置30和旋轉裝置28組成的定向臺連同工具夾持裝置、也即第二接納裝置22在Z方向上的平行運動以及同時地在任意方向上的傾斜，該傾斜對于楔誤差均衡是需要的。在此可以看出根據本發明的楔誤差均衡裝置。在沖壓過程期間，沖壓力可以通過集成到行程驅動裝置31中、尤其是每個執行器34、35、36中的壓力測量單元連續地被測量并且同時被調節。壓力測量單元例如可以實現在螺桿和定向臺的下側上的放置點之間。根據本發明的一種替換的實施方式，第一接納裝置21不是靜態地、而是可在至少一個規定的方向上、也即X、Y和/或Z方向上和/或在旋轉方向上被驅動。沖模1、2的定向也可以在將可硬化的流體15施加到第二沖模2上之前進行。
可硬化的流體15的硬化尤其是通過UV輻射和/或熱硬化進行。關于沖模1、2的定向(對齊)，微透鏡沖壓的本發明方法被分配給厚層處理。由于單片透鏡晶片10在0.2_和2_之間的厚度和光學探測裝置的有限的景深范圍，探測裝置在Z方向上如此被定位，使得沖模1、2的定向標記4a、41、5a、5i在定向過程期間在探測裝置的景深內可清晰地被映射。替換于此地，根據本發明可設想，探測裝置在Z方向上靜態地固定并且在Z方向上進行沖模的同步活動。就此而言，根據圖2b的實施方式是特別有利的，因為定向標記4a和5a彼此具有盡可能小的間距。根據本發明的一種優選的實施方式，只有在持續的沖壓過程期間、尤其是沖壓過程快結束時、優選地在基本上達到沖壓位置的最終的間距R時或者在透鏡晶片10被成型，但是還未被硬化時，以小于3 μ m、尤其是小于I μ m、優選地小于0.5 μ m、更優選地小于0.1ym偏差的可再現精度進行沖模在X和Y方向上以及在旋轉方向上的精確定向。在本發明的另一實施方式中，路徑控制地、也即尤其是經由用于檢測間距R的測量設備來控制沖模朝向彼此的運動，所述間距R連續地至少在沖模工具的周邊處的位置處被測量。為了獲得透鏡晶片10的均質的表面，根據一種優選的實施方式至少朝向彼此地運動直至真空中的沖壓位置為止，以便在通過可硬化的流體15填滿沖壓空間19時避免氣泡或空腔的形成。根據本發明的一種有利的實施方式規定，使用透氣的聚合物作為可硬化的流體15。根據本發明的另一有利的實施方式規定，沖模1、2中的至少一個由具有開放孔隙度的材料制成，其中孔隙度這樣被定尺寸，使得可硬化的流體15不能滲入孔中，但是氣體分子可以暢通無阻地通過多孔的沖模逸出。在沖壓過程和硬化過程之后的脫模過程于是通過對多孔的沖模的與透鏡晶片10相對的側施加過壓來進行，在所述脫模過程時透鏡晶片10被脫模。在圖5a至5c中所示的實施方式中，除了在圖2b中所示的實施方式之外，設置至少一個作為平臺39所構造的凸出部，在這里所示的實施方式情況下是大量平臺39。平臺39的高度為壩3的高度H、H1或H2的至少一半高，尤其是至少3/4，并且最大與壩3的高度H、H1或H2完全一樣高。平臺39的寬度為壩3的寬度B的至少一半寬，尤其是至少3/4并且最大與壩3的寬度B完全一樣寬。平臺39總是分別與第二沖模2的兩個相鄰的第二沖模結構9等距(參見圖6)。平臺39優選地與第二沖模2是單片的。平臺39可以尤其是錐形地、從第二沖模2的沖壓側逐漸變細地伸出。特別有利的是，將內部定向標記51嵌入到平臺39中，尤其是在其背離第二接納裝置22的側處。通過這種方式，在相對應的定向標記4i之間的間距被最小化，使得能夠實現通過探測裝置的較精確的檢測和沖模1、2的更精確的定向。在根據圖2a和2b的兩個實施方式中，平臺39是可設想的。此外，根據本發明在一種實施方式中規定，壩3和/或壩3’彈性可變形地被構造，使得在沖壓時通過端面37和38的接觸進行沖壓空間19的密封。
第一沖模I例如可以由玻璃組成，而第二沖模2由聚合物組成，其中壩3和/或壩3’的聚合物可以由比第二沖模2的聚合物軟的聚合物組成。在圖6中示出第二沖模2的俯視圖并且在那里設置從壩3和/或壩3’向內指向沖壓空間19的方向的凸出部40，所述凸出部負責在透鏡晶片10處構造缺口。該缺口優選地對應于在晶片情況下已知的缺口(凹口)。由此顯著地簡化透鏡晶片10的進一步處理。只要定向標記4a、5a集成在壩3和/或3’中地被構造，則壩3、3’不僅履行限定沖壓空間19的功能，而且一并帶來改善的定向精度，因為定向標記移動得彼此更近并且可以更清楚地在探測裝置中被檢測。這也適用于定向標記41、5i,只要這些定向標記集成到平臺39中地被構造。附圖標記列表 I第一沖模
2第二沖模 3，3，壩 3w,3w’ 壁
4a, 4i第一定向標記 5a, 5i第二定向標記 6第一沖壓側 7第二沖壓側 8第一沖壓結構 9第二沖壓結構 10透鏡晶片 11上側 12下側
13第一光學有效面 14第二光學有效面 15可硬化的流體 18邊緣 19沖壓空間 20微透鏡 21第一接納裝置 22第二接納裝置 23第一接納側 24第二接納側 25真空軌道 26真空軌道 27支承裝置 28旋轉裝置
29X驅動裝置
30Y驅動裝置31行程驅動裝置32顯微鏡33顯微鏡34執行器35執行器36執行器37端面38端面39平臺40凸出部Di內徑H, HI, H2 高度B環寬度R間距。
權利要求
1.用于制造、尤其是沖壓具有大量微透鏡(20)的單片透鏡晶片(10)的沖模工具，由以下組成: -帶有具有第一沖壓結構(8)的第一沖壓側(6)的第一沖模(1)，和 -帶有具有第二沖壓結構(9)的第二沖壓側(7)的第二沖模(2)，其中 沖模(1，2)中的至少一個在其沖壓側(6，7)處具有在周邊至少部分地限定沖壓空間(19)的凸出部。
2.根據權利要求1所述的沖模工具，其中凸出部構造為尤其是環形的、優選圓環形的壩(3)，所述壩(3)尤其是具有200mm、300mm或450mm的內徑Di。
3.根據前述權利要求之一所述的沖模工具，其中沖壓空間(19)在沖壓時部分地、尤其是在上面由第二沖壓側(9)限定。
4.根據前述權利要求之一所述的沖模工具，其特征在于，沖模(1，2)中的至少一個、尤其是第一沖模(I)對于電磁輻射是能穿透的。
5.根據前述權利要求之一所述的沖模工具，其中第一沖模(I)具有用于相對于第二沖模(2)的第二定向 標記(5a, 5i)定向第一沖模(I)的第一定向標記(4a, 4i)。
6.用于制造具有大量微透鏡(20)的單片透鏡晶片(10)的設備，具有: -根據前述權利要求之一所述的沖模工具， -用于尤其是牢固地固定地在背離第一沖壓側(6)的第一接納側(23)處接納第一沖模(I)的第一接納裝置(21)，和 -用于在其背離第二沖壓側(7)的第二接納側(24)處接納第二沖模(2)的第二接納裝置(22)，其中 能實施第二沖模(2)在X-Y層面中和與此正交地伸展的Z方向上的受控制的運動以及圍繞平行于Z方向伸展的旋轉軸的受控制的旋轉以用于使第一沖模(I)與第二沖模(2)定向，并且其中定向能根據沖模(1，2)的位置、尤其是定向標記(4a，4i，5a，5i)的位置來控制。
7.根據權利要求6所述的設備，其中設置行程驅動裝置(31)，通過所述行程驅動裝置能實施第二接納裝置(22)在Z方向上的運動。
8.根據權利要求6或7所述的設備，所述設備包括楔誤差均衡裝置(34，35，36)，利用所述楔誤差均衡裝置能均衡在沖模(1，2)之間的楔誤差。
9.根據權利要求6至8之一所述的設備，其中設置尤其是能在Z方向上運動的光學系統(32，33)以用于檢測定向標記(4a，4i，5a，5i)在X、Y和Z方向上的位置。
10.用于利用根據權利要求1至5之一所述的沖模工具和/或根據權利要求6至9之一所述的設備制造具有大量微透鏡(20)的單片透鏡晶片(10)的方法，具有以下步驟，尤其是具有以下流程: -在接納裝置(21，22 )上相對地布置和固定沖模(I，2 )， -在X和Y方向上以及圍繞旋轉軸至少粗略地彼此定向沖模(1，2)， -將可硬化的流體(15)、尤其是聚合物以流體的形式施加到沖壓側(6，7)之一、尤其是第二沖壓側(7)上，和 -通過楔誤差均衡裝置(34，35，36)執行楔誤差均衡以用于平行地定向沖壓側(6，7)， -沖壓透鏡晶片(10)以用于使可硬化的流體(15)成型并且接著硬化，其中成型通過沖模(1，2)的朝向彼此的運動來進行。
11.根據權利要求10所述的方法，其中沖壓在沖模(1，2)之間無接觸的情況下進行。
12.根據權利要求1 0或11所述的方法，其中沖壓以經過力調節和/或位置調節的方式來進行。
全文摘要
本發明涉及用于制造、尤其是沖壓具有多個微透鏡(20)的單片透鏡晶片(10)的沖模工具、設備和方法。
文檔編號B29D11/00GK103080779SQ201080068891
公開日2013年5月1日 申請日期2010年9月2日 優先權日2010年9月2日
發明者M.卡斯特, M.溫普林格 申請人:Ev 集團有限責任公司