CN115066322A - 透镜元件的制造方法 - Google Patents

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CN115066322A CN202180010272.8A CN202180010272A CN115066322A CN 115066322 A CN115066322 A CN 115066322A CN 202180010272 A CN202180010272 A CN 202180010272A CN 115066322 A CN115066322 A CN 115066322A
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Abstract

本发明涉及一种制造特别是用于照明目的的光学透镜元件的方法，特别是制造用于车辆大灯，特别是用于汽车大灯(10)的大灯透镜的方法，其中借助于至少一个模具由通过加热而液化的透明塑料注射成型预制透镜元件(42，43)，其中如此地冷却所述预制透镜元件(42，43)，使得所述塑料凝固，且其中随后如此地加热所述预制透镜元件(42，43)的至少一个光学有效表面，使得所述塑料在所述光学有效表面上是可塑的，可塑深度特别是最高不超过1000微米，其中在最终轮廓模具中将具有所述光学有效表面的所述预制透镜元件(42，43)压制成所述透镜元件。

Description

透镜元件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种制造特别是用于照明目的的(光学)透镜元件的方法，特别是一种制造用于车辆大灯，特别是用于汽车大灯的大灯透镜的方法。
背景技术
DE 10 2007 037 204 A1揭示过一种制造特别是用于照明目的的光学透镜元件的方法，特别是一种制造用于车辆大灯，特别是用于汽车大灯的大灯透镜的方法，其中由透明的、特别是热塑性的、特别是大体上液态的塑料，特别是借助于注射压制工艺在注射压模中成型胚件，且其中随后借助于最终轮廓模具将此胚件压制成透镜元件，特别是毛坯。WO2014/161014 A1、WO 2019/179571 A1和US 10,183,429 B2(全部内容以引用方式并入)揭示过一种制造注塑件、特别是光学元件的方法，其中在至少两个注塑工位上借助于至少两个注塑过程浇注注塑料，其中在这至少两个注塑过程之间，将这至少两个注塑过程中的一个中制成的预制注塑体在冷却工位上冷却。
发明内容
本发明的目的特别是在于，提供一种(主要)由塑料制成的特别适用于矩阵式大灯或矩阵灯或自适应远光灯的大灯透镜，或者一种(主要)由塑料制成的光学透镜元件。矩阵灯或自适应远光灯的示例例如可以参阅以下网页：web.archive.org/web/20150109234745/http://www.audi.de/content/de/brand/de/vorsprung_durch_technik/content/013/08/Audi-A8-erstrahlt-in-neuem-Licht.html(访问于2019年9月5日)、www.all-electrocs.de/matrix-led-und-laserlicht-bietet-viele-vorteile/(访问于2019年9月2日)和www.next-mo bility.news/led-im-fahrzeug-die-rolle-der-matrixscheinwerfer-und-was-sie-leisten-a-756004/(访问于2019年9月2日)。人们希望降低特别是以工业规模制造特别是用于照明目的的前述透镜元件的成本，特别是制造用于车辆大灯的前述大灯透镜的成本。“可用于工业规模”特别是应指建立一个制程，该制程允许在废品率较低的情况下依次制造数千个透镜元件，而不违背所规定的品质标准或公差。此点特别是既针对几何尺寸，又针对光学特性。因此，大灯透镜在光学特性或光学技术基准值方面有严格的设计标准。这一点特别是适用于明暗截止线，如《博世汽车工程手册》第9版，ISBN 978-1-119-03294-6，第1040页示例性所示。其中，重要的光学技术基准值有明暗截止线的梯度G和安装有大灯透镜的车辆大灯的眩光值HV。所有需要遵循的光学技术值的一个示例例如在《博世汽车工程手册》第9版，ISBN 978-1-119-03294-6，第1040页揭示过。对用于自适应大灯或矩阵式大灯的光学透镜元件甚至有更高的品质要求。因此，例如需要在较低的废品率下，在遵循可比的光学技术特性的情况下制造数千个透镜。较低的废品率特别是指不超过10％，特别是不超过5％，有利地不超过2％的废品率。
本发明用以达成上述目的的解决方案为一种根据权利要求所述的方法。本发明主要涉及一种制造特别是用于照明目的的光学透镜元件的方法，特别是制造用于车辆大灯，特别是用于汽车大灯的大灯透镜的方法，其中借助于至少一个模具或一个(第二)注塑模具，由通过加温或加热而液化的透明的、特别是非晶态塑料或聚合物注射成型预制透镜元件，其中如此地冷却预制透镜元件，使得塑料凝固，且其中随后如此地加热预制透镜元件的至少一个光学有效表面，使得塑料在该光学有效表面上是可塑的，可塑深度特别是最高不超过1000微米，特别是不超过500微米，特别是不超过100微米，其中在最终轮廓模具中将具有光学有效表面的预制透镜元件压制成透镜元件。
本发明用以达成上述目的的解决方案例如为一种制造特别是用于照明目的的光学透镜元件的方法，特别是制造用于车辆大灯，特别是用于汽车大灯的大灯透镜的方法，其中借助于至少一个模具由通过加热而液化的透明塑料注射成型预制透镜元件，其中如此地冷却预制透镜元件，使得塑料凝固，且其中随后如此地加热预制透镜元件的至少一个设置为光学有效表面的表面，使得塑料在该设置为光学有效表面的表面上是可塑的，可塑深度特别是最高不超过1000微米，特别是不超过500微米，特别是不超过100微米，其中在最终轮廓模具中将预制透镜元件压制成具有光学有效表面的透镜元件。
在本发明的另一技术方案中，借助于第一注塑模具将注塑料(通过加热而液化的透明塑料)注塑成型为预制注塑件，所述预制注塑件包括至少一个预制注塑体和至少一个与所述预制注塑体连接的第一浇口，其中随后在第一注塑模具外部将预制注塑体冷却，且其中随后在第二注塑模具中将预制注塑件注射和/或注塑包封成注塑件，所述注塑件至少包括预制透镜元件以及可选的至少一个第二浇口或者由第一浇口和第二浇口形成的整体浇口。
本发明用以达成上述目的的解决方案例如为一种制造特别是用于照明目的的光学透镜元件的方法，特别是制造用于车辆大灯，特别是用于汽车大灯的大灯透镜的方法，其中借助于第一注塑模具将注塑料(通过加热而液化的透明塑料)注塑成型为预制注塑体和/或预制注塑件，所述预制注塑件包括至少一个预制注塑体和至少一个与所述预制注塑体连接的第一浇口，其中随后在第一注塑模具外部将预制注塑体和/或预制注塑件(直接或间接地，也就是在一个中间步骤或多个中间步骤之后)冷却，且其中随后在第二注塑模具中至少部分地借助于其他注塑料(通过加热而液化的透明塑料)将预制注塑体注塑包封和/或注射成型为预制透镜元件，其中如此地冷却预制透镜元件，使得塑料(特别是完全)凝固，且其中随后如此地加热预制透镜元件的至少一个设置为光学有效表面的表面，使得塑料在该设置为光学有效表面的表面上是可塑的，可塑深度特别是最高不超过1000微米，特别是不超过500微米，特别是不超过100微米，其中在最终轮廓模具中将预制透镜元件压制成具有光学有效表面的透镜元件。在本公开案中，在塑料的温度低于塑料的TG(转变温度)的情况下，塑料被视为凝固。在本公开案中，在由塑料制成的相应元件的温度完全低于塑料的TG(转变温度)的情况下，塑料被视为完全凝固。
在一种技术方案中，在将预制透镜元件在最终轮廓模具中压制成具有光学有效表面的透镜元件时，预制透镜元件的至少90％，例如至少95％的温度低于塑料的TG(转变温度)。
在表面上导致预制透镜元件的温度局部升高超过TG，也就是转变温度或软化温度意义上的对预制透镜元件的加热可以在工具，也就是特别是最终轮廓模具的外部或内部实施。可以通过传导、对流和/或辐射来将热量传递至预制透镜元件。例如可以将预制透镜元件暴露于例如形式为红外线辐射器的红外辐射的热辐射，或者由感应热辐射器产生的热辐射。随后，在最终轮廓模具中进行压制或压印。
但作为补充或替代方案，加热也可以在最终轮廓模具中或借助于最终轮廓模具实施。其中最终轮廓模具的各部分可以具有不同的温度。传导或预制透镜元件的加热可以通过穿过下模的传导实施，而预制透镜元件的上表面的加热可以通过对流和/或热辐射(但也可能通过传导)实施。
在通过对流传递热量时，经加热的模具或最终轮廓模具或者最终轮廓模具的成型件以较小的压印行程停留，也就是与预制透镜元件间隔较小，直至边缘层温度(表面温度)高于TG。随后将其抬起。
但也可以在最终轮廓模具中设置所谓的有源元件，例如陶瓷辐射器，其在压印行程之后同样用于边缘层的成型。但也可以设置用于调温的平面状的有源元件。因此，例如可以设有轮廓匹配的电阻加热元件，例如铣切而成的铜嵌件，该铜嵌件例如通过漆与模具的其余部分热绝缘。但也可以将可接触的模具涂层用作电阻加热元件。也可以在模具中设置加热通道。在本发明的一种技术方案中，所述最终轮廓模具为闭合的最终轮廓冷却模具，在该最终轮廓冷却模具中冷却预制透镜元件，在本发明的另一技术方案中，所述最终轮廓冷却模具具有至少两个闭锁的成型件，或者最终轮廓模具具有至少一个下模和至少一个上模，其中上模的重量形成压力，从而由预制透镜元件形成透镜元件。在本发明的另一技术方案中，所述最终轮廓冷却模具具有预设的温度。在本发明的进一步有利技术方案中，所述最终轮廓冷却模具为注塑模具的部分，并且与用来最后注射成型的注塑机的预制透镜元件一起被取出。
在本发明的另一技术方案中，所述光学透镜元件包括光学有效的透镜主体和光学无效的边缘，其中第二浇口与光学透镜主体直接连接(且有利地不间接经由光学无效的边缘)。在本发明的进一步有利技术方案中，所述第二浇口至少部分地沿第一浇口延伸，其中第一浇口和第二浇口在不同的步骤中产生，且在凝固后有利地形成共用浇口(＝整体浇口)。第一浇口特别是形成第二浇口的空穴的分壁。
在本发明的另一技术方案中，所述预制注塑件包括至少一个第二预制注塑体，其中至少第一浇口将第一预制注塑体与第二预制注塑体连接在一起。在本发明的进一步有利技术方案中，所述注塑件包括至少一个第二光学透镜元件，其中至少第二浇口和/或整体浇口将第一光学预制透镜元件与第二光学预制透镜元件连接在一起。
在本发明的另一技术方案中，仅在注射注塑件时形成所述光学无效边缘。在本发明的另一技术方案中，冷却时仅将所述注塑件保持在第二浇口或整体浇口上。在本发明的另一技术方案中，所述第二浇口的绝大部分沿第一浇口延伸。在本发明的另一技术方案中，选择性地在第一冷却工位或第二冷却工位上冷却所述预制注塑件。在本发明的另一技术方案中，所述第一浇口的体积占预制注塑件的至少30％。在本发明的另一技术方案中，所述第二浇口的体积占注塑件的至少30％。在本发明的另一技术方案中，第一浇口的横截面面积为至少25mm2或至少40mm2。在本发明的另一技术方案中，所述第二浇口的横截面面积为至少25mm2或至少40mm2。在本发明的另一技术方案中，所述第一光学(汽车)透镜元件与整体浇口分离。在本发明的另一技术方案中，所述至少第二光学预制透镜元件与整体浇口分离。在本发明的另一技术方案中，在一个压制步骤中压制至少8个预制透镜元件和/或至少16个预制注塑体。
在本发明的另一技术方案中，在一个压制步骤中，在一个步骤中压制至少8个注塑件和/或至少8个预制注塑件，包括一个浇口和至少两个预制注塑体。在本发明的另一技术方案中，在一个压制步骤中，在一个步骤中压制至少16个注塑件和/或至少16个预制注塑件，包括一个浇口和至少两个预制透镜坯件或预制注塑体。在本发明的另一技术方案中，所述压制装置包括至少一个热通道。有利地，热通道或热通道的绝大部分的横截面面积不小于25mm2，有利地不小于40mm2。在本公开案中，热通道的横截面面积特别是指与热通道的纵向正交或者与热通道中的液态塑料的流向/平均流向正交的横截面面积。例如也可以设有至少两个热通道，即第一热通道和至少一个第二热通道。第一注塑模具的第一热通道可以与第二注塑模具的第二热通道对应，或者为这个注塑模具供应或充填液态塑料。在本发明的另一技术方案中，预制注塑件或预制透镜元件在工具(与注塑模具同义)或闭合工具中停留130至180秒，或不超过180秒。在本发明的另一技术方案中，这既包括注塑的时间，又包括再压制的时间。
有利地，以不小于600bar，特别是不小于800bar的压力注射成型。有利地，以不超过1000bar的压力注射成型。有利地，以800bar至1000bar的压力注射成型。
用来将最终轮廓模具的模具或子模具压向彼此的压制压力特别是不大于1000bar。用于借助于最终轮廓模具由预制透镜元件压制透镜元件的压制压力可以不超过10bar。
在本发明的一种技术方案中，借助于最终轮廓模具在调透镜元件的待成型的光学有效表面中成型衍射透镜DOE或光散射表面结构。适宜的光散射表面结构例如包括至少0.05μm，特别是至少0.08μm的调幅和/或(表面)粗糙度，或者设计成视情况具有至少0.05μm，特别是至少0.08μm的(表面)粗糙度的调幅。在本公开案中，特别是根据ISO 4287，粗糙度特别是应被定义为Ra。在本公开案的另一技术方案中，所述光散射表面结构可以包括仿高尔夫球表面的结构，或者可以被设计成仿高尔夫球表面的结构。
DE 10 2005 009 556、DE 102 26 471 B4和DE299 14 114 U1例如揭示过适宜的光散射表面结构。光散射表面结构的适用的其他技术方案在德国专利说明书1 099 964、DE36 02 262 C2、DE 40 31 352 A1、US 6 130 777、US 2001/0033726 A1、JP 2010-123307A、JP 2009-159810 A、WO 2018/177757 A1和JP 2001-147403 A中揭示过。
本发明还涉及一种制造车辆大灯的方法，其中将根据上述方法制成的光学透镜元件安装在大灯壳体中。
本发明还涉及一种制造车辆大灯的方法，其中将根据上述方法制成的光学透镜元件放置在大灯壳体中，并且与至少一个光源一起安装成车辆大灯。
本发明还涉及一种制造车辆大灯的方法，其中将根据上述方法制成的光学透镜元件特别是在大灯壳体中与至少一个光源和一个遮光板一起安装成车辆大灯，使得遮光板的边沿可以借助于光源所发出的光被透镜元件映射为明暗截止线。
本发明还涉及一种制造用于实现矩阵灯和/或自适应远光灯(例如HD-SSL)的车辆大灯的方法，其中将根据上述方法制成的光学透镜元件特别是在大灯壳体中与至少一个光源和一个附加透镜一起安装成车辆大灯且该附加透镜用于由光源所产生的光在该附加透镜的输出面上产生光分布，使得该光分布可以借助于充当二次透镜的透镜元件映射。US 9,689,545 B2(全部内容以引用方式并入)、US 9,851,065 B2(全部内容以引用方式并入)和DE 11 2017 000 180 A5(全部内容以引用方式并入)例如揭示过特别适用的附加透镜。
本发明还涉及一种制造用于实现矩阵灯和/或自适应远光灯的车辆大灯的方法，其中将根据上述方法制成的光学透镜元件与至少另一透镜元件一起安装成镜头，其中，特别是在大灯壳体中，将至少一个光源和一个附加透镜安装成车辆大灯且该附加透镜用于由光源所产生的光在该附加透镜的输出面上产生光分布，使得该光分布可以借助于镜头映射。
本发明还涉及一种制造汽车的方法，其中将根据上述方法制成的车辆大灯安装在所述汽车的前部。
本发明还涉及一种制造汽车的方法，其中将根据上述方法制成的车辆大灯安装在所述汽车的前部，使得光分布可以映射至汽车前方的环境。
在制造光学透镜元件时，例如对透明塑料进行加工。例如PC、PMMA、COC、COP和非晶态PA。也可以对弹性材料，例如热塑性弹性体进行加工。
在本公开案中，(光学)透镜元件特别是指大灯透镜。在本公开案中，(光学)透镜元件特别是指聚光透镜。在本公开案中，压制成的透镜(或透镜元件)特别是指体积为至少50cm3和/或厚度为至少25mm的无浇口透镜(或透镜元件)。特别地，使用以下术语：预制注塑件包括一个浇口和至少一个预制注塑体。预制注塑件还可以包括具有两个或两个以上预制注塑体的浇口。注塑件包括至少一个浇口和至少一个透镜元件，或者至少一个浇口和至少一个透镜。透镜元件或透镜包括透镜主体，且视情况包括透镜边缘或边缘。
在上述情形中，注塑模具这一表达特别是应与注塑空穴和/或工具同义。有利地，第一注塑模具为第一注塑机的(第一注塑工具的)部分，第二注塑模具为特别是第二注塑机的第二注塑工具的部分。但第一注塑模具和第二注塑模具也可以在一个注塑工具实现，特别是也在一个注塑机中实现。对此，例示性地参阅对图14的说明。
在本公开案中，浇口特别是指预制注塑件或注塑件的不属于之后的透镜元件的部分。在本公开案中，特别是由在输送通道中凝固成铸模的塑料(熔体)产生。在本公开案中，浇口特别是指体积不会使“有用部分”的体积，也就是使透镜元件的体积增大的部分。在本公开案中，浇口特别是包括英文中用“sprue”、“runner”和“gate”或凝固在其中的材料表示的物体。在本公开案或术语中，浇口特别是不限于英文的“sprue”。
所揭示的方法特别适用于两侧表面弯曲的透镜，也就是适用于入光面和出光面均弯曲的透镜。所述方法特别适用于入光侧和出光侧上均外凸弯曲的透镜。所描述的方法特别适用于US 9,506,614 B2(全部内容以引用方式并入)所揭示的透镜。
在本公开案中，冷却段与术语冷却轨道同义。在本公开案中，冷却段或冷却轨道能够缓慢地冷却热量增加的同时通过冷却轨道或冷却段的部分。其中，部件所承受的温度随着停留时间增加以及在冷却段上进一步移动而降低。特别是将待冷却的部分放置在类似于WO 2019/072325 A1中的传送元件的传送元件上。
在本公开案中，边缘或透镜边缘特别是三维的。在本公开案中，边缘或透镜边缘特别是具有某个体积。在本公开案中，边缘或透镜边缘特别是朝弯曲表面方向包括支承肩部。在研磨平面时，支承肩部可以用作基准或基准面。支承肩部特别是与压坯表面处于固定关系。
在本公开案中，附加透镜特别是布置在镜头与光源配置之间。在本公开案中，附加透镜特别是布置在镜头与光源配置之间的光路中。在本公开案中，附加透镜特别是指用于根据光形成光分布的光学器件，光由光源配置产生并且由这个光源配置射入附加透镜。其中，特别是通过TIR，也就是通过全反射来产生或形成光分布。但也可以通过光折射或光衍射来产生或形成光分布。所述方法特别是也可以有利地应用于具有至少一个平面或至少一个凹面的透镜。特别是也可以用于弯月透镜和双凹透镜。
在本公开案中，车辆大灯特别是指自适应远光灯或矩阵灯或SSL或HD-SSL。
本发明所述及的汽车特别是指可在道路交通中单独使用的陆上车辆。本发明所述及的汽车特别是不限于具有内燃机的陆上车辆。
附图说明
更多优点和细节参阅下文对实施例所作的说明。其中：
图1为具有车辆大灯的汽车的实施例，
图2为图1所示车辆大灯的实施例的原理图，
图3为矩阵灯或自适应远光灯的实施例，
图4为矩阵灯或自适应远光灯的另一实施例，
图5为图2所示车辆大灯的照明装置的实施例，
图6为替代方案的车辆大灯的另一实施例，
图7为制造汽车透镜元件的方法的实施例，
图8A为预制注塑件的实施例，
图8B为注塑件的实施例，
图8C为两个压制步骤的注射压制材料(注塑材料)连接后，图8B所示注塑件，
图8D为单体化的汽车透镜元件，
图9为注塑件的实施例的截取部分的透视图；
图10为用于制造预制透镜元件的两个注塑机以及随后的与压制步骤相关的热表面处理的级连的示意图，该热表面处理用于在预设的公差内实现(透镜元件的)光学有效表面的轮廓，
图11为注塑机的实施例的基本横截面图，
图12为预制注塑件在注塑机的模具中的基本布置方案的实施例，
图13为预制注塑件在注塑机的模具中的基本布置方案的另一实施例，
图14为注塑机的另一实施例的基本横截面图，
图15为用于在预设的公差内压制(透镜元件的)光学有效表面的轮廓的压制工位的实施例，以及
图16为加热装置与最终轮廓模具的集成的实施例。
具体实施方式
图1示出具有自适应大灯或车辆大灯10的汽车1，所述大灯或车辆大灯用于根据汽车1的图2所示环境传感构2对汽车1前方的环境或路面实施地形相关或交通相关的照明。为此，图2示意性示出的车辆大灯10具有照明装置4，借助于车辆大灯1的控制器3来控制该照明装置。照明装置4所产生的光L4作为照明图形L5借助于镜头5从车辆大灯10射出，该镜头可以包括一或多个光学透镜元件或大灯透镜。图3和图4示出相应照明图形的示例，其中图3参阅网页web.archive.org/web/20150109234745/http://www.audi.de/content/de/brand/de/vorsprung_durch_technik/content/2013/08/Audi-A8-erstrahlt-in-neuem-Licht.html(访问于2019年9月5日)，图4参阅网页www.all-electronics.de/matrix-led-und-laserlicht-bietet-viele-vorteile/(访问于2019年9月2日)。在图4所示技术方案中，照明图形L5包括照亮区(aufgeblendete Bereich)L51、暗区L52和转弯光L53。另一大灯系统可以参阅网页www.next-mobility.news/led-im-fahrzeug-die-rolle-der-matrixscheinwerfer-und-was-sie-leisten-a-756004/(访问于2019年9月2日)。
图5示出照明装置4的实施例，其中这个照明装置包括具有大量可单独调节的区域或像素的光源配置410。例如可以设置最高100像素、最高1000像素或不低于1000像素，其可以借助于控制器3单独调节，即例如可单独接通或断开。照明装置4还可以包括附加透镜411，其用于根据光源配置410的相应受控区域或像素或者相应地射入附加透镜411的光L41在出光面412上产生照明图形(如L4)。
DE 10 2017 105 888 A1或参照图6所描述的大灯例如揭示过根据本发明制成的透镜的另一适用领域。其中，图6示例性地示出光模块(大灯)M20，其包括具有多个矩阵状布置的(点状)光源的发光单元M4，这些光源分别发射(具有朗伯辐射特性的)光ML4，光模块还包括凹透镜M5和投影透镜M6。如图6所示，在DE 10 2017 105 888 A1中示出的示例中，投影透镜M6包括两个依次布置在光路中的透镜，这些透镜根据相当于所揭示方法的方法制成。投影透镜M6将发光单元M4所发出的光ML4以及穿过凹透镜M5后进一步形成的光ML5作为光模块M20的总的光分布ML6映射在装有(被装入)光模块或大灯的汽车前方的路面上。
光模块M20具有用附图标记M3表示的控制器，该控制器根据传感机构或环境传感机构M2的参数来控制发光单元M4。凹透镜M5在背离发光单元M4一侧具有呈凹形弯曲的出射面。凹透镜M5的出射面将从发光单元M4以较大的光束角射入凹透镜M5的光ML4借助于全反射朝凹透镜的边缘转向，使光不穿过投影透镜M6。DE 10 2017 105 888 A1中将以下光束称为以“较大的光束角”从发光单元M4发出的光束：(在光路中未布置凹透镜M5的情况下)基于光学像差，借助于投影透镜M6较差地、特别是不清晰地映射在路面上的光束，以及/或者，可能形成散射光的光束，散射光会降低路面上的映射的对比度(此点参阅DE 10 2017 105888 A1)。投影透镜M6仅能清晰地映射张角限制在约+/-20°的光。因此，通过在光路中布置凹透镜M5，防止张角大于+/-20°、特别是大于+/-30°的光束击中投影透镜M6。
发光单元M4可以以不同方式构建。根据一种技术方案，发光单元M4的各点状光源分别包括一个半导体光源，特别是发光二极管(LED)。可以以单独或分组的方式针对性地控制LED，以将这些(半导体光源)接通或断开或调暗。光模块M20具有例如超过1000个可单独控制的LED。光模块M20特别是可以构建为所谓的pAFS(micro-structured adaptivefront-lighting System，微结构自适应大灯系统)光模块。
根据一种替代方案，发光单元M4具有半导体光源和DLP或包括大量微镜的微镜阵列，可以单独控制或翻转这些微镜，其中微镜中的每个均形成发光单元M4的点状光源中的一个。微镜阵列例如包括至少一百万个微镜，其例如可以以最高5000Hz的频率翻转。
图7对例示性地使用图10所示装置制造(光学)透镜元件或(光学)汽车透镜元件的方法的实施例进行描述。其中，在步骤111中注射压制(注射)图8A所示预制注塑件20。其中，图8A中的附图标记21表示浇口，附图标记22和23分别表示一个预制注塑体。
在步骤112中，在注射压模(注塑模具)中冷却预制注塑件20，随后在步骤113中将其取出并输往冷却站或注射压模(注塑模具)外部的存储器(同样为冷却站)。
随后是步骤114，其中将预制注塑件20布置在第二注射压模中。随后是类似于注射步骤111的注射压制步骤或注射压制步骤115，其中如图8B所示将预制注塑件20注射压制成注塑件30。其中，图8A和图8B中的附图标记21表示预制注塑件20的浇口(见上文)，图8B中的附图标记31表示另一浇口，其中这两个浇口21和31形成图8B中用附图标记41表示的整体浇口。图8B中的附图标记32表示注射压制材料，用于注塑包封预制注塑体22以形成预制透镜元件42，附图标记33表示注塑材料，用于注塑包封预制注塑体23以形成预制透镜元件43。图8C示出注塑件的原理图或原理性草图，其中注塑件包括预制透镜元件42和43以及整体浇口41，在该整体浇口处，(两个)注射压制步骤中的注塑材料连接在一起。预制透镜元件42包括透镜主体420和边缘421。预制透镜元件43包括透镜主体430和边缘431。图9示出注塑件的一个具体实施例。其中，可以省略用附图标记441、442、443、444表示的盲突起
Figure BDA0003757031650000101
步骤115之后是步骤116，在该步骤中将注塑件冷却，随后是步骤117，在该步骤中将注塑件从注射压模取出并且进一步冷却。随后是步骤118，在该步骤中将整体浇口41与预制透镜元件42和43分离，从而将预制透镜元件42和43单体化。在步骤119中，由预制透镜元件42或43制造(光学)透镜元件。也可以在步骤118前实施步骤119。
图10示出用于实施参照图7所描述的光学透镜元件的制造方法的装置的示意图。其中，P1表示用于制造预制注塑件20的注射压床(注塑机)或注塑模具。S1表示存储器，K1表示冷却设备。冷却设备K1用于将温度适宜的预制注塑件20转移至注射压床(注塑机)或注塑模具P2，以制造注塑件30。此外，将各预制注塑件分阶段送入存储器S1，从而例如维持预制注塑件的日常生产。这样就能通过将在注射压床(注塑机)或注塑模具P1和P2上实施的制程分离，在结合的同时，对换模和故障进行补偿。因此，涉及注射压床或注塑模具P1和P2的换模和维护无需同步。例如，如果注射压床P2不接收任何预制注塑件20，则将这些预制注塑件放置在存储器S1中。如果冷却段K1是空的，则搬运机械手将预制注塑件从存储器S1取出，并将其输往注射压床(注塑机)P2。
在另一技术方案中，在三个注塑步骤中制造预制透镜元件，其中第一注塑步骤在注塑模具P1的注射压床(注塑机)上实施，第二注塑步骤和第三注塑步骤在注塑模具P2的注射压床(注塑机)上实施。其中，在一个注塑步骤中注射十六个预制注塑体，而在第二压制步骤中在注塑模具P2的注射压床(注塑机)上注射八个预制注塑体，且在第三注塑步骤中注射八个预制透镜元件。
图11示出注塑机500的一个例示性实施例，其用作具有注塑模具P1或P2的注塑机。注塑机500包括具有蜗杆52和用于使塑料液化的加热系统51的注塑单元50，将塑料以粒料的形式送入进料装置53。借助于加热系统51液化的塑料用附图标记54表示。
随后，将液化塑料54压入热通道系统80，并且从该处经由热通道喷嘴81注入注塑工具60。注塑工具60包括两个子模具61和62，视具体制造的物体，可以将这两个子模具分开以取出预制注塑件或注塑件。附图标记72表示注塑工具60中的冷却通道。
在本实施例中，压制预制注塑件，确切而言，如图12中例示性所示，在一个压制步骤中压制八个预制注塑件。其中，附图标记200表示具有用以浇口201连接的两个预制注塑体202和203的预制注塑件，204表示预制注塑件200的注射点。图11中的附图标记71表示顶出器，其适于压向预制注塑体202和203以将其从子模具61顶出。图12中的示意图示出从子模具62朝子模具61方向观察的预制注塑件200。顶出器71与所绘示的其余顶出器从图11的横截面突出，由此，单从图上就能看出，顶出器不作用于浇口201，而是作用于预制注塑体202和203。同样以类似的方式制造注塑件。特别有利地，当改变注塑件或待注射的预制注塑体时，设置一个新模具以用相同的热通道系统注射成型另一预制注塑件。也就是说，预制注塑件200的注射点204与图13所示预制注塑件200'的注射点204'处于相同位置。其中，预制注塑件200'包括通过浇口201'相连的两个预制注塑体202'和203'。
例如可以用图14所示注塑机500'来制造注塑件，该注塑机相对于注塑机500经过改进。与图11相同的附图标记表示同类或相同元件。注塑机500'的用附图标记60'表示的注塑工具包括两个子模具61'和62'。不同于注塑机500，注塑机500'具有两个热通道系统80'和80"。其中，通过注塑单元50为热通道系统80"供应液态塑料，通过注塑单元50'为热通道系统80'供应液态塑料。可以在如注塑机500'一样的注塑机中注射预制注塑件和注塑件。其中热通道系统80"可以为注塑工具60'的用于注射预制注塑体的注塑模具供应或充填液态塑料。注射后将预制注塑体取出并且在冷却设备K1或该/某个存储器S1中冷却。充分冷却后，将预制注塑体插入注塑机500'的注塑工具60'的对应于热通道系统80'的注塑模具。在这些对应于热通道系统80'的注塑模具中，将预制注塑体注塑包封成预制注塑件或预制透镜元件。
在步骤119的一种例示性技术方案中，如此地冷却注射压床或注塑模具P2中以及/或者从注射压床或注塑模具P2取出后的预制透镜元件，使得塑料凝固，其中随后如图10所示，借助于图10所示加热装置HZV加热预制透镜元件的至少一个用作光学有效表面的表面，使得塑料在该光学有效表面上是可塑的，可塑深度特别是最高不超过1000微米，特别是不超过500微米，特别是不超过100微米，其中如图10所示，在最终轮廓模具EKF中将预制透镜元件压制成具有光学有效表面的透镜元件。
图15示出用于由预制透镜元件压制透镜元件的压制工位的PS原理图。压制工位的PS具有上压制组件PO和下压制组件PU。使借助于压制驱动器或借助于致动器O10运动的模具OF(上模)与借助于压制驱动器或借助于致动器U10运动的模具UF(下模)相互靠近以进行压制。
模具OF和/或模具UF为权利要求中的最终轮廓模具EKF的一个实施例。因此，例如可以加热预制透镜元件的上侧，随后借助于模具OF进行压制。作为替代或补充方案，例如可以加热预制透镜元件的下侧，随后借助于模具UF进行压制。模具OF和/或模具UF也可以为加热装置HZE的一个实施方案。因此，例如可以将预制透镜元件放置在模具UF中，在模具UF中加热，随后通过使模具OF与模具UF相互靠近来进行压制，使得模具UF将期望的光学有效表面压入预制透镜元件，以制造光学透镜元件。
模具UF与可移行的模具侧连接件U12连接，该连接件又借助于可移行的导引杆U51、U52与可移行的致动器侧连接件U11连接。致动器U10又与可移行的致动器侧连接件U11连接，使得模具UF可借助于致动器U10移行。可移行的导引杆U51和U52延伸穿过固定的导引元件UO的凹槽，从而防止或减少或限制可移行的导引杆U51和U52以及模具UF垂直于移行方向的偏转或运动。
压制组件PO包括致动器O10，该致动器移动模具OF并且与可移行的导引元件O12连接。压制组件PO还包括框架，该框架由固定的致动器侧连接件O11、固定的模具侧连接件O14以及固定的导引杆O51和O52形成，这些导引杆将固定的致动器侧连接件O11与固定的模具侧连接件O14连接在一起。固定的导引杆O51和O52受导引穿过可移行的导引元件O12的凹槽，从而阻碍或减少或防止模具OF与致动器O10或模具OF的移行方向正交的运动或偏转。
在所示实施例中，压制组件PO通过以下方式结合：固定的导引元件UO等同于固定的模具侧连接件O14。通过压制工位PS的这两个压制组件PO与PU的结合或连锁，实现待压制透镜元件或大灯透镜的(特别是形式为轮廓精度的)极高品质。
可以针对压制运动系统实现不同的力-位移曲线以及位移-时间曲线：
(i)关闭和打开压床
(ii)关闭压床，保持时间(针对边缘层的松弛和阻滞(光学有效表面区域内))，打开
(iii)曲线(i)与(ii)相结合，例如用于校准/提升表面质量的多次压制
(iv)曲线(i)至(iii)与工具系统的振动叠加相结合
在所描述的方法中，加热装置HZV和最终轮廓模具EKF实施为分开的单元或依次布置的单元。但如图15中的选项所示，加热装置HZV和最终轮廓模具EKF也可以例如通过可偏转的辐射加热器HST集成在一起。可以借助于辐射加热器加热模具UF和/或模具OF。加热后，可以将预制透镜元件放入视情况经过加热的模具UF。随后，可以借助于辐射加热器HST加热预制透镜元件的上侧，使得预制透镜元件中靠近表面的温度高于TG。可以借助于辐射加热器HST的热输出来同时加热模具OF。随后，使模具UF与模具OF相互靠近，以便通过模具UF与模具OF所形成的闭合模具由预制透镜元件压制或压印期望的透镜元件。
也可以借助于图16所示方案来加热模具。其中，OF'表示对应于模具OF的模具，模具UF'表示对应于模具UF的模具。在模具OF的变体中，模具OF'具有用于加热模具OF'的加热通道HZK。模具UF'中也可以设有对应的加热通道HZK。替代地，如图所示，设有加热装置HZO，其形成轮廓匹配的电阻加热元件，例如铣切而成的铜嵌件，该铜嵌件与模具UF的其余部分电绝缘且热绝缘。
附图标记表
1 汽车
2 环境传感机构
3 控制器
4 照明装置
5 镜头，包括大灯透镜/透镜元件
10 车辆大灯
20 预制注塑件
21 (第一)浇口
22，23 预制注塑体
30 注塑件
31 (第二或附加)浇口
32，33 用于注塑包封预制注塑体的注塑材料/注射压制材料
41 浇口或整体浇口
42，43 注塑元件或预制透镜元件
50，50' 注塑单元
51 加热系统
52 蜗杆
53 进料装置
54 液化的塑料
60，60' 注塑工具
61，62，61'，62' 子模具
71 顶出器
72 冷却通道
80，80'，80" 热通道系统
81 热通道喷嘴
111，112，113，114，
115，116，117，118，
119 步骤
200，200' 预制注塑件
201，201' 浇口
202，202'，203，203' 预制注塑体
204，204' 注射点
410 光源配置
411 附加透镜
412 出光面
420，430 透镜主体
421，431 透镜元件边缘
441，442，443，444 盲突起
500，500' 注塑机
P1，P2 注塑机的注射压床(注塑机)或注塑模具
K1 冷却设备
S1 存储器
HZV，HZO 加热装置
EKF 最终轮廓模具
HZK 加热通道
HAST 辐射加热器
L4 光
L5 照明图形
L41 入射光
L51 照亮区
L52 暗区
L53 转弯光
M2 环境传感机构
M3 控制器
M4 发光单元
M5 凹透镜
M6 投影透镜
M20 大灯
ML4 光
ML5 光
ML6 光分布
PS 压制工位
PO 上压制组件
PU 下压制组件
OF，OF' 上模
UF，UF' 下模
U10，O10 致动器
U11，U12 可移行的连接件
U51，U52 可移行的导引杆
UO 固定的导引元件
O11 致动器侧连接件
O12 可移行的导引元件
O14 模具侧连接件
O51，O52 固定的导引杆。

Claims (10)

1.一种制造特别是用于照明目的的光学透镜元件的方法，特别是制造用于车辆大灯，特别是用于汽车大灯(10)的大灯透镜的方法，其中借助于至少一个模具由通过加热而液化的透明塑料注射成型预制透镜元件(42，43)，其中如此地冷却所述预制透镜元件(42，43)，使得所述塑料凝固，且其中随后如此地加热所述预制透镜元件(42，43)的至少一个设置为光学有效表面的表面，使得所述塑料在所述光学有效表面上是可塑的，可塑深度特别是最高不超过1000微米，特别是不超过100微米，其中在最终轮廓模具中将所述预制透镜元件(42，43)压制成具有所述光学有效表面的透镜元件。
2.一种制造特别是用于照明目的的光学透镜元件的方法，特别是制造用于车辆大灯，特别是用于汽车大灯(10)的大灯透镜的方法，其中借助于第一注塑模具将注塑料(通过加热而液化的透明塑料)注塑成型为预制注塑体(22)和/或预制注塑件(20)，所述预制注塑件包括至少一个预制注塑体(22)和至少一个与所述预制注塑体(22)连接的第一浇口(21)，其中随后在所述第一注塑模具外部将所述预制注塑体(22)和/或所述预制注塑件(20)冷却，且其中随后在第二注塑模具中至少部分地借助于其他注塑料(通过加热而液化的透明塑料)将所述预制注塑体(22)注塑包封和/或注射成型为预制透镜元件(42，43)，其中如此地冷却所述预制透镜元件(42，43)，使得所述塑料凝固，且其中随后如此地加热所述预制透镜元件(42，43)的至少一个设置为光学有效表面的表面，使得所述塑料在所述光学有效表面上是可塑的，可塑深度特别是最高不超过1000微米，特别是不超过100微米，其中在最终轮廓模具中将所述预制透镜元件(42，43)压制成具有所述光学有效表面的透镜元件。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在将所述预制透镜元件(42，43)在最终轮廓模具中压制成具有所述光学有效表面的透镜元件时，所述预制透镜元件(42，43)的至少90％的温度低于所述塑料的TG。
4.一种制造车辆大灯(10)的方法，其特征在于，将根据上述权利要求中任一项所述的方法制成的光学透镜元件安装在大灯壳体中。
5.一种制造车辆大灯(10)的方法，其特征在于，将根据权利要求1、2或3所述的方法制成的光学透镜元件放置在大灯壳体中，并且与至少一个光源一起安装成车辆大灯(10)。
6.一种制造车辆大灯(10)的方法，其特征在于，将根据权利要求1、2或3所述的方法制成的光学透镜元件特别是在大灯壳体中与至少一个光源和一个遮光板一起安装成车辆大灯，使得所述遮光板的边沿可以借助于所述光源所发出的光被所述透镜元件映射为明暗截止线。
7.一种制造用于实现矩阵灯和/或自适应远光灯的车辆大灯(10)的方法，其特征在于，将根据权利要求1、2或3所述的方法制成的光学透镜元件特别是在大灯壳体中与至少一个光源和一个附加透镜一起安装成车辆大灯(10)且所述附加透镜用于由所述光源所产生的光在所述附加透镜的输出面上产生光分布，使得所述光分布可以借助于充当二次透镜的所述透镜元件映射。
8.一种制造用于实现矩阵灯和/或自适应远光灯的车辆大灯(10)的方法，其特征在于，将根据权利要求1至3中任一项所述的方法制成的光学透镜元件与至少另一透镜元件一起安装成镜头，其中，特别是在大灯壳体中，将至少一个光源和一个附加透镜安装成车辆大灯(10)且所述附加透镜用于由所述光源所产生的光在所述附加透镜的输出面上产生光分布，使得所述光分布可以借助于所述镜头映射。
9.一种制造汽车的方法，其特征在于，将根据权利要求4至8中任一项所制成的车辆大灯安装(10)在所述汽车(1)的前部。
10.一种制造汽车的方法，其特征在于，将根据权利要求4至8中任一项所制成的车辆大灯安装(10)在所述汽车(1)的前部，使得所述光分布可以映射至所述汽车(1)前方的环境。
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