DE102018107365A1

DE102018107365A1 - A method of manufacturing an optical device having a curved interface having a predetermined surface roughness

Info

Publication number: DE102018107365A1
Application number: DE102018107365.8A
Authority: DE
Inventors: Momchil Davidkov; Georg Michels; Kai Bartel; Jörg Pütz
Original assignee: Carl Zeiss Vision International GmbH; Tooz Technologies GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Vision International GmbH; Tooz Technologies GmbH
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2019-10-02

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Bauteils mit einer gekrümmten Grenzfläche mit vorbestimmter Oberflächenrauheit, wobei das optische Bauteil insbesondere als Brillenglas oder als Brillenglas für eine auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbaren Anzeigevorrichtung ausgebildet ist und das Verfahren folgendende Schritte umfasst bereitgestellt:a) Bereitstellen eines Rohlings mit einer einen ersten Krümmungsverlauf aufweisenden ersten Seite,b) Bereitstellen einer Schale mit einer Unterseite und einer einen vorbestimmten zweiten Krümmungsverlauf aufweisenden Oberseite,c) Aufbringen eines Klebstoffes auf der ersten Seite des Rohlings und/oder der Unterseite der Schale undd) Verbinden der ersten Seite des Rohlings mit der Unterseite der Schale mittels der Klebstoffes, so dass das optische Bauteil hergestellt ist, bei dem ein durch den Klebstoff aufgefüllter Spalt zwischen der ersten Seite des Rohlings und der Unterseite der Schale eine variierende Dicke aufweist.A method is provided for producing an optical component with a curved interface having a predetermined surface roughness, wherein the optical component is designed in particular as a spectacle lens or spectacle lens for a display device which can be placed on the head of a user and comprises the following steps: a) providing a B) providing a shell having a bottom surface and a top surface having a predetermined second curvature, c) applying an adhesive to the first side of the blank and / or the underside of the shell, and d) joining the first one Side of the blank with the underside of the shell by means of the adhesive, so that the optical component is produced, in which a gap filled by the adhesive between the first side of the blank and the underside of the shell has a varying thickness.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Bauteils mit einer gekrümmten Grenzfläche mit vorbestimmter Oberflächenrauheit, wobei das optische Bauteil insbesondere als Brillenglas oder als Brillenglases für eine auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbare Anzeigevorrichtung ausgebildet ist.The present invention relates to a method for producing an optical component with a curved interface having a predetermined surface roughness, wherein the optical component is designed in particular as a spectacle lens or as a spectacle lens for a display device which can be placed on the head of a user.

Ein solches Brillenglas für eine auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbare und ein Bild erzeugende Anzeigevorrichtung kann Teil einer Abbildungsoptik der Anzeigevorrichtung sein, wobei die Abbildungsoptik das erzeugte Bild im auf dem Kopf des Benutzers aufgesetzten Zustand der Anzeigevorrichtung so abbildet, dass es der Benutzer als virtuelles Bild wahrnehmen kann.Such an eyeglass lens for a head-mounted and image-forming display device may be part of an imaging optic of the display device, wherein the imaging optics images the generated image in the user's head mounted state of the display device so that the user as a virtual image can perceive.

Es besteht zunehmend der Bedarf, ein solches optisches Bauteil in großen Stückzahlen und hoher Genauigkeit herstellen zu können.There is an increasing need to be able to produce such an optical component in large numbers and with high accuracy.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Bauteils mit einer gekrümmten Grenzfläche mit vorbestimmter Oberflächenrauheit bereitzustellen, das eine Herstellung des optischen Bauteils mit hoher Qualität bei großen Stückzahlen ermöglicht.It is therefore an object of the invention to provide a method for producing an optical device having a curved interface with a predetermined surface roughness, which enables production of the optical component with high quality in large quantities.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1, 10 und 12 definiert.The invention is defined in claims 1, 10 and 12.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous developments are specified in the dependent claims.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann z.B. ein Polierschritt vermieden werden, der notwendig ist, wenn mit einer mechanischen Oberflächenbearbeitung (z.B. mit einem spanabhebenden Verfahren) die erste Seite des Rohlings bearbeitet wird, um einen gewünschten Krümmungsverlauf (z.B. sphärisch, asphärisch oder Freiformfläche) zu erzielen. Es muss lediglich die Schale mit der gewünschten Außengeometrie (Oberseite) und der vorbestimmten Oberflächenrauheit bereitgestellt und mit den erfindungsgemäßen Schritten mit dem Rohling verklebt werden.With the method according to the invention, e.g. to avoid a polishing step which is necessary when machining the first side of the blank with a mechanical surface treatment (e.g., a machining method) to achieve a desired curvature (e.g., spherical, aspherical, or free-form surface). All that is required is to provide the shell with the desired outer geometry (upper side) and the predetermined surface roughness and glue it to the blank by the steps according to the invention.

Unter der gekrümmten Grenzfläche mit vorbestimmter Oberflächenrauheit wird hier insbesondere verstanden, dass die gekrümmte Grenzfläche die vorbestimmte Oberflächenrauheit oder eine geringere Oberflächenrauheit als die vorbestimmte Oberflächenrauheit aufweist.The curved interface having a predetermined surface roughness is understood here to mean in particular that the curved interface has the predetermined surface roughness or a lower surface roughness than the predetermined surface roughness.

Beim hergestellten optischen Bauteil bildet bevorzugt die Oberseite der Schale die gekrümmte Grenzfläche des optischen Bauteils.In the manufactured optical component, the top of the shell preferably forms the curved interface of the optical component.

Die Schale kann die vorbestimmte Oberflächenrauheit auf ihrer Oberseite bevorzugt schon vor Durchführung des Schrittes c) oder d) aufweisen.The shell may preferably have the predetermined surface roughness on its upper side even before the implementation of step c) or d).

Der Klebstoff kann ein Klebstoff auf organischer oder anorganischer Basis sein. Die Aushärtung des Klebstoffs kann beispielsweise durch Druck, Temperatur und/oder Strahlung erfolgen.The adhesive may be an organic or inorganic based adhesive. The curing of the adhesive can be done for example by pressure, temperature and / or radiation.

Die Materialien des Rohlings, der Schale und des Klebstoffs können so aufeinander abgestimmt sein, dass die Brechzahlunterschiede möglichst gering sind oder einen vordefinierten Unterschied aufweisen. Damit können unerwünschte Aberrationen vermieden werden.The materials of the blank, the shell and the adhesive may be coordinated so that the refractive index differences are as small as possible or have a predefined difference. This can be avoided unwanted aberrations.

Die erste Seite des Rohlings kann die Oberseite oder die Unterseite des Rohlings sein.The first side of the blank may be the top or the bottom of the blank.

Ferner kann eine zweite Schale, die eine Unterseite und eine Oberseite umfasst, mittels auf einer zweiten Seite des Rohlings und/oder der Unterseite der zweiten Schale aufgebrachten Klebstoffes mit der zweiten Seite des Rohlings verbunden sein. In diesem Fall wird somit mit der ersten Seite des Rohlings die erste Schale und mit der zweiten Seite des Rohlings die zweite Schale verbunden. Die Oberseite der zweiten Schale kann einen gewünschten Krümmungsverlauf (einschließlich einer vorbestimmten Oberflächenrauheit) einer Grenzfläche des optischen Bauteils aufweisen.Further, a second shell comprising a bottom and a top can be connected to the second side of the blank by means of adhesive applied to a second side of the blank and / or the bottom of the second shell. In this case, the first shell is thus connected to the first side of the blank and the second shell is connected to the second side of the blank. The top of the second shell may have a desired curvature (including a predetermined surface roughness) of an interface of the optical component.

Sofern nachfolgend von der Schale die Rede ist, ist die erste und/oder zweite Schale gemeint. Ferner werden nachfolgend weitere Schritte zur Herstellung des Brillenglases sowie weitere Merkmale des Brillenglases beschrieben. Diese weiteren Schritte und/oder Merkmale gelten auch für das erfindungsgemäße optische Bauteil.If the shell is mentioned below, the first and / or second shell is meant. Furthermore, further steps for producing the spectacle lens as well as further features of the spectacle lens will be described below. These further steps and / or features also apply to the optical component according to the invention.

Als Material für die Schale kommen alle transparenten Kunststoffe in Frage, die in geeigneter Form als Folie oder entsprechendes Formteil hergestellt werden können, neben Thermoplasten können auch thermoplastische Elastomere, Elastomere und auch Duroplaste eingesetzt werden. Thermoplastische Polymere bieten den Vorteil, dass die Schale sehr leicht über einen Extrusionsprozess hergestellt werden kann und sich die Schale wieder leicht durch Erwärmen verformen lässt. Typische Beispiele für solche Thermoplaste sind PC (Polycarbonat), PMMA (Polymethylmetacrylat), PET (Polyethylenterephthalat), COC (Cycloolefin-Copolymer) und TAC (Cellulosetriacetat).As the material for the shell, all transparent plastics come into question, which can be prepared in a suitable form as a film or corresponding molding, in addition to thermoplastics and thermoplastic elastomers, elastomers and thermosets can be used. Thermoplastic polymers offer the advantage that the shell can be produced very easily by an extrusion process and the shell can easily be deformed again by heating. Typical examples of such thermoplastics are PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), PET (polyethylene terephthalate), COC (cycloolefin copolymer) and TAC (cellulose triacetate).

Alternativ oder zusätzlich kann das Material für die Schale ein mineralisches Glas umfassen. Bevorzugt weist das mineralische Glas einen Brechungsindex aus einem Bereich von n = 1,5 bis n = 1,9, jeweils bezogen auf die Wellenlänge der Natrium-D-Linie, auf. Besonders bevorzugt ist das mineralische Glas als Dünnstglas ausgebildet. Das Dünnstglas kann auf diversen Glaskompositionen, wie beispielsweise Borosilikatglas, Aluminium-Borosilikatglas oder alkalifreiem Borosilikatglas, basieren. Bevorzugt basiert das Dünnstglas auf einem Borosilikatglas oder einem Aluminium-Borosilikatglas. Das Dünnstglas weist bevorzugt eine mittlere Dicke aus einem Bereich von 10 µm bis 1000 µm, weiter bevorzugt aus einem Bereich von 13 µm bis 760 µm, weiter bevorzugt aus einem Bereich von 16 µm bis 510 µm, besonders bevorzugt aus einem Bereich von 18 µm bis 390 µm und ganz besonders bevorzugt aus einem Bereich von 19 µm bis 230 µm auf. Unter der mittleren Dicke des wenigstens einen Dünnstglases wird das arithmetische Mittel verstanden. Unterhalb einer mittleren Dicke von 10 µm ist das Dünnstglas mechanisch zu instabil, um mit dem Rohling verbunden werden zu können, ohne dass das wenigstens eine Dünnstglas zerbricht. Oberhalb einer mittleren Dicke von 1000 µm kann das optische Bauteil insgesamt zu dick werden. Die mittlere Dicke des Dünnstglases wird bevorzugt mit dem Messgerät Filmetrics F10-HC (Firma Filmetrics Inc.) vermessen. Die mittlere Dicke des Dünnstglases wird bevorzugt anhand des Dünnstglases vor dem Verbinden mit dem Rohling bestimmt.Alternatively or additionally, the material for the shell may comprise a mineral glass. The mineral glass preferably has a refractive index from a range of n = 1.5 to n = 1.9, in each case based on the wavelength of Sodium D line, up. Particularly preferably, the mineral glass is designed as Dünnstglas. The thin glass can be based on various glass compositions, such as borosilicate glass, aluminum borosilicate glass or alkali-free borosilicate glass. The thin glass is preferably based on a borosilicate glass or an aluminum borosilicate glass. The thin glass preferably has an average thickness from a range of 10 μm to 1000 μm, more preferably from a range of 13 μm to 760 μm, more preferably from a range of 16 μm to 510 μm, particularly preferably from a range of 18 μm 390 microns and most preferably from a range of 19 microns to 230 microns on. The mean thickness of the at least one thin glass is understood to mean the arithmetic mean. Below a mean thickness of 10 μm, the thin glass is mechanically too unstable to be able to be connected to the blank without the at least one thin glass breaking. Above an average thickness of 1000 μm, the optical component as a whole may become too thick. The average thickness of the thin glass is preferably measured with the measuring device Filmetrics F10-HC (Filmetrics Inc.). The average thickness of the thin glass is preferably determined on the basis of the thin glass prior to bonding to the blank.

Die Transformationstemperatur T_G des Dünnstglases liegt bevorzugt in einem Bereich von 400°C bis 800°C, weiter bevorzugt in einem Bereich von 430°C bis 770°C, besonders bevorzugt in einem Bereich von 490°C bis 740°C und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 530°C bis 730°C. Die Transformationstemperatur T_G des Dünnstglases kann mittels dynamischmechanischer Analyse, bevorzugt mit dem Messgerät DMA 8000 Dynamic Mechanical Analyzer (Firma Perkin Eimer Inc.), oder mittels dynamischer Differenzkalorimetrie, bevorzugt mit dem Messgerät DSC204CEL mit Controller TASC414/3A oder CC200I (jeweils Firma Erich NETZSCH GmbH & Co. Holding KG), bestimmt werden. Bevorzugt wird die Transformationstemperatur T_G des Dünnstglases mittels dynamischer Differenzkalorimetrie bestimmt.The transformation temperature T _G of the thinnest glass is preferably in a range of 400 ° C to 800 ° C, more preferably in a range of 430 ° C to 770 ° C, more preferably in a range of 490 ° C to 740 ° C, and most preferably in one range from 530 ° C to 730 ° C. The transformation temperature T _G of the thin glass can by means of dynamic mechanical analysis, preferably with the measuring device DMA 8000 Dynamic Mechanical Analyzer (Perkin Elmer Inc.), or by differential scanning calorimetry, preferably with the measuring device DSC204CEL with controller TASC414 / 3A or CC200I (each company Erich NETZSCH GmbH & Co. Holding KG). The transformation temperature is preferred T _G of the thin glass determined by means of differential scanning calorimetry.

Der Ausdehnungskoeffizient des Dünnstglases liegt bevorzugt in einem Bereich von 1,8·10^-6K^-1 bis 9,1·10^-6K^-1, weiter bevorzugt in einem Bereich von 2,1·10^-6K^-1 bis 8,8·10^-6K^-1, besonders bevorzugt in einem Bereich von 2,6·10^-6K^-1 bis 8,2·10^-6K^-1 und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 3,0·10^-6K^-1 bis 7,4·10^-6K^-1, jeweils bezogen auf den Temperaturbereich von 20°C bis 300°C. Der Ausdehnungskoeffizient des Dünnstglases wird bevorzugt mittels Dilatometrie, bevorzugt mit dem Messgerät DIL 402 E/7 (Firma Erich NETZSCH GmbH & Co. Holding KG), erfasst.The expansion coefficient of the thin glass is preferably in a range of 1.8 × 10 ^-6 K ^-1 to 9.1 × 10 ^-6 K ^-1 , more preferably in a range of 2.1 × 10 ^-6 K ^-1 to 8 , 8 · 10 ^-6 K ^-1 , more preferably in the range of 2.6 · 10 ^-6 K ^-1 to 8.2 · 10 ^-6 K ^-1, and most preferably in the range of 3.0 · 10 ^-6 K ^-1 to 7.4 · 10 ^-6 K ^-1 , in each case based on the temperature range from 20 ° C to 300 ° C. The expansion coefficient of the thin glass is preferably determined by means of dilatometry, preferably with the measuring device DIL 402 E / 7 (Erich NETZSCH GmbH & Co. Holding KG).

Das Dünnstglas weist bevorzugt einen Brechungsindex aus einem Bereich von n = 1,490 bis n = 1,950, weiter bevorzugt aus einem Bereich von n = 1,501 bis n = 1,799, besonders bevorzugt aus einem Bereich von n = 1,510 bis n = 1,755 und ganz besonders bevorzugt aus einem Bereich von n = 1,521 bis n= 1,747 auf, wobei der Brechungsindex jeweils für die Wellenlänge der Natrium-D-Linie angeben ist. Der Brechungsindex des Dünnstglases ist bevorzugt an das Material des jeweils direkt angrenzenden Rohlings angepasst. Der Brechungsindex des Dünnstglases wird vorzugsweise refraktometrisch bestimmt. Als Messgerät kann beispielsweise das Gerät Anton Paar Abbemat MW (Firma Anton Paar GmbH) eingesetzt werden. Dünnstgläser sind beispielsweise kommerziell erhältlich unter den Bezeichnungen D 263® T eco, D 263® LA eco, D 263® M, AF 32® eco, SCHOTT AS 87 eco, B 270® i, jeweils Fa. Schott AG, Corning Willow Glass oder Corning Gorilla Glass, jeweils Fa. Corning Inc.The thin glass preferably has a refractive index from a range of n = 1.490 to n = 1.950, more preferably from a range of n = 1.501 to n = 1.799, particularly preferably from a range of n = 1.510 to n = 1.755 and most preferably from a range of n = 1.521 to n = 1.747, the refractive index being respectively given for the wavelength of the sodium D line. The refractive index of the thin glass is preferably adapted to the material of the directly adjacent blank. The refractive index of the thin glass is preferably determined by refractometry. As a measuring device, for example, the device Anton Paar Abbemat MW (Anton Paar GmbH) can be used. Thin glasses are commercially available, for example, under the names D 263® T eco, D 263® LA eco, D 263® M, AF 32® eco, SCHOTT AS 87 eco, B 270® i, each from Schott AG, Corning Willow Glass or Corning Gorilla Glass, each Fa. Corning Inc.

Das Dünnstglas kann mit unterschiedlichen Formgebungen, beispielsweise plan oder in einer bestimmten Form vorliegen. Im Zusammenhang mit der Form des Dünnstglases wird unter „plan“ verstanden, dass das Dünnstglas keine makroskopisch sichtbare Biegung oder Krümmung aufweist. Weist das Dünnstglas eine nicht plane Oberfläche auf, kann eine gewünschte Oberflächentopographie, beispielsweise sphärisch oder torisch, durch Verformen eines planen Dünnstglases auf einer entsprechenden Negativform erreicht werden.The Dünnstglas can be present with different shapes, for example, plan or in a particular form. In the context of the shape of the thin glass, "plan" means that the thin glass has no macroscopically visible bend or curvature. If the thin glass has a non-planar surface, a desired surface topography, for example spherical or toric, can be achieved by deforming a plane thin glass on a corresponding negative mold.

Die Schale kann auch aus dem gleichen Material bestehen, das für die Fertigung des Rohlings verwendet wurde. In diesem Fall ist der Brechungsindex des Klebstoffs bevorzugt so angepasst, dass er sich vom Brechungsindex des Materials für die Schale und des Materials für den Rohling möglichst minimal unterscheidet.The shell may also be made of the same material used to make the blank. In this case, the refractive index of the adhesive is preferably adjusted so that it differs as minimally as possible from the refractive index of the material for the shell and the material for the blank.

Der Brechungsindex angepasste Klebstoff füllt im aufgetragenen Zustand bevorzugt die bei der materialabtragenden Bearbeitung des Rohlings erzeugten Bearbeitungsriefen auf, so dass eine möglichst glatte Fläche bereitgestellt ist. Damit kann z.B. der in der Brillenglasfertigung üblicherweise durchgeführte Polierschritt weggelassen werden.In the applied state, the refractive index-adapted adhesive preferably fills in the processing marks produced during the material-removing machining of the blank, so that a surface which is as smooth as possible is provided. Thus, e.g. the polishing step usually carried out in the manufacture of spectacles is omitted.

Die Schale kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeformt sein. Sie kann somit z.B. mittels Thermoforming in die gewünschte Form gebracht worden sein. Ferner ist es auch möglich, die Schale erst während der Schritte des Verbindens mit dem Rohling zu verformen, was den Vorteil mit sich bringt, dass eine Anpassung an die individuelle Oberfläche des Brillenglases einfacher realisiert werden kann. Eine solche Verformung auf dem Rohling lässt sich z.B. ebenfalls über Thermoforming realisieren, wobei insbesondere das Hochdruckverformen geeignet ist. Beim Hochdruckverformen ist die Genauigkeit der Abformung am höchsten und es sind die Arbeitstemperaturen in der Regel niedriger als bei vergleichbaren Verfahren wie dem Vakuumtiefziehen. Zur individuellen Anpassung an z.B. Freiformflächen ist der Einsatz anpassbarer oder sich anpassender Formen (z.B. Silikonstempel, hydraulische Membrane) möglich.The shell may be preformed in the method according to the invention. It may thus have been brought into the desired shape, for example by means of thermoforming. Furthermore, it is also possible to deform the shell only during the steps of connecting to the blank, which has the advantage that an adaptation to the individual surface of the spectacle lens can be realized more easily. Such a deformation on the blank can also be realized, for example, by thermoforming, wherein in particular the high-pressure forming suitable is. In high pressure forming, the accuracy of the impression is highest and the working temperatures are usually lower than comparable methods such as vacuum forming. For customization of eg free-form surfaces, the use of customizable or adaptive forms (eg silicone stamp, hydraulic membrane) is possible.

Da, wie bereits beschrieben wurde, der übliche Polierprozess bei der Herstellung eines Brillenglases zur Reduzierung der Rauheit nach der mechanischen Oberflächenbearbeitung vermieden werden kann, werden in vorteilhafter Weise poliertypische Kantenverrundungen vermieden.Since, as already described, the usual polishing process can be avoided in the manufacture of a spectacle lens for reducing the roughness after the mechanical surface treatment, it is advantageous to avoid polishing-typical edge rounding.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird somit bevorzugt weder bei der Bereitstellung des Rohlings im Schritt b) noch vor dem Verbinden des Rohlings mit der Schale im Schritt d) ein Polierschritt an der ersten Seite durchgeführt.In the method according to the invention, a polishing step on the first side is thus preferably carried out neither in the provision of the blank in step b) nor before the connection of the blank to the shell in step d).

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Krümmungsverlauf der Oberseite des Rohlings nicht komplementär zum Krümmungsverlauf der Unterseite der Schale, da z.B. Abweichungen aufgrund der Herstellung des Rohlings (z.B. materialabtragende Verfahrensschritte) und/oder aufgrund der vorgegebenen, zu erzeugenden Krümmungsverläufe vorliegen.In the method according to the invention, the curvature of the upper surface of the blank is not complementary to the curvature of the underside of the shell, e.g. Deviations due to the production of the blank (for example, material-removing process steps) and / or due to the predetermined curvature curves to be generated are present.

Für das Verkleben der Schale mit dem Rohling ist es vorteilhaft, wenn die vorhandenen Oberflächenstrukturen aus der Bearbeitung oder Herstellung des Rohlings und/oder der Schale zuverlässig gefüllt werden. Dazu ist es wichtig, dass eine vollständige Benetzung der entsprechenden Oberfläche stattfindet, ohne dass dabei Luft oder andere Stoffe eingeschlossen werden, die zu einer Streuung an den Grenzflächen führen würden und/oder die Haftung negativ beeinflussen könnten. Gerade bei sehr feinen und scharfkantigen Strukturen (Riefen, Ausbrüchen, etc.) ist es wichtig, die Luft gezielt von der Oberfläche zu verdrängen.For bonding the shell to the blank, it is advantageous if the existing surface structures from the processing or production of the blank and / or the shell are reliably filled. For this, it is important that complete wetting of the corresponding surface takes place without trapping air or other substances which would lead to a scattering at the interfaces and / or could adversely affect the adhesion. Especially with very fine and sharp-edged structures (grooves, eruptions, etc.), it is important to deliberately displace the air from the surface.

Es wird daher bevorzugt ein Klebstoff verwendet, dessen Oberflächenspannung kleiner ist als die Oberflächenspannung des Rohlings und als die Oberflächenspannung der Schale. Wenn der Rohling und die Schale z.B. aus Polycarbonat hergestellt werden, weisen sie eine Oberflächenspannung von etwa 46 mN/m auf. Ein geeigneter Klebstoff sollte daher vorteilhaft eine Oberflächenspannung von kleiner als 46 mN/m aufweisen. Dies kann z.B. durch die Wahl der Klebstoffchemie und -formulierung erreicht werden. Beispielsweise können geeignete oberflächenaktive Additive (z.B. Fließhilfsmittel, Haftvermittler, etc.) eingesetzt werden. Die Einstellung der Oberflächenspannung (oder auch der Oberflächenenergie) ist zudem wichtig, um eine gute Anbindung zwischen dem Klebstoff und dem Rohling sowie der Schale zu ermöglichen.It is therefore preferred to use an adhesive whose surface tension is less than the surface tension of the blank and the surface tension of the shell. If the blank and the shell are e.g. made of polycarbonate, they have a surface tension of about 46 mN / m. A suitable adhesive should therefore advantageously have a surface tension of less than 46 mN / m. This can e.g. be achieved by the choice of adhesive chemistry and formulation. For example, suitable surface-active additives (e.g., flow aids, coupling agents, etc.) may be employed. The adjustment of the surface tension (or the surface energy) is also important to allow a good connection between the adhesive and the blank and the shell.

Ferner bestimmen die rheologischen Eigenschaften des Klebstoffs das Eindringen in die Oberflächenstrukturen. Dabei ist vor allem die Viskosität wesentlich. Es ist daher vorteilhaft, dass der Klebstoff ausreichend fließfähig ist, um auch in kleinere Strukturen eindringen zu können. Die Viskosität des Klebstoffs bei Raumtemperatur (also bei 23° C) liegen dabei im Bereich von 1 mPa • s bis 1000 Pa • s (bevorzugt bis 100 Pa • s). Der Bereich der Viskosität kann im Bereich von 10 mPa • s bis 10 Pa • s sein. Die Viskosität des Klebstoffs lässt sich durch eine Temperaturerhöhung bei der Verklebung deutlich erniedrigen, was zumindest in der Phase des Aufbringens und somit im Schritt c) vorteilhaft sein kann.Furthermore, the rheological properties of the adhesive determine the penetration into the surface structures. Above all, the viscosity is essential. It is therefore advantageous that the adhesive is sufficiently flowable to be able to penetrate into smaller structures. The viscosity of the adhesive at room temperature (ie at 23 ° C) are in the range of 1 mPa · s to 1000 Pa · s (preferably up to 100 Pa · s). The viscosity range can be in the range of 10 mPa · s to 10 Pa · s. The viscosity of the adhesive can be significantly reduced by a temperature increase during the bonding, which can be advantageous at least in the phase of application and thus in step c).

Um die Verdrängung der Luft oder sonstiger Bestandteile (Wasser, Lösungsmittelreste, etc.) bei der Verklebung zu erleichtern, kann man ferner die Klebstoffaufbringung und/oder die Verklebung im Unterdruck (beispielsweise im Vakuum) durchführen.In order to facilitate the displacement of the air or other constituents (water, solvent residues, etc.) during the bonding, it is also possible to carry out the adhesive application and / or the adhesion under reduced pressure (for example in vacuo).

Ferner ist es vorteilhaft, dass der Rohling und/oder die Schale möglichst sauber und frei von Resten der Bearbeitung (Materialabtrag, Kühlschmiermittel, Lösungsmittel, etc.) oder sonstigen Kontaminationen sind. Dazu kann eine Vorbehandlung der entsprechenden Oberfläche durch chemische Verfahren (z.B. Ätzen, Beflammung, Primer-Beschichtung, etc.) oder physikalische Verfahren (z.B. Corona-, Plasma-Behandlung, Ionenbeschuss, etc.) durchgeführt werden.Furthermore, it is advantageous for the blank and / or the shell to be as clean as possible and free from residues of processing (material removal, cooling lubricant, solvents, etc.) or other contaminations. For this purpose, pretreatment of the corresponding surface may be carried out by chemical methods (e.g., etching, flame treatment, primer coating, etc.) or physical methods (e.g., corona, plasma treatment, ion bombardment, etc.).

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Brillenglas mit der gewünschten Genauigkeit in großer Stückzahl hergestellt werden.With the method according to the invention, the spectacle lens can be produced in large numbers with the desired accuracy.

Insbesondere können der Rohling und/oder die Schale in den Schritten a) und b) jeweils als formstabile Schale bereitgestellt werden. Unter einer formstabilen Schale wird insbesondere eine Schale verstanden, die ihre Form beibehält, wenn außer der Schwerkraft keine anderen Kräfte auf sie einwirken.In particular, the blank and / or the shell in steps a) and b) can each be provided as a dimensionally stable shell. A dimensionally stable shell is understood in particular to mean a shell which retains its shape when, in addition to gravity, no other forces act on it.

Ferner können der Rohling und/oder die Schale in den Schritten a) und b) so bereitgestellt werden, dass jeweils ihre Oberseite und die Unterseite gekrümmt ausgebildet sind. Die Krümmung kann dabei eine sphärische Krümmung, eine asphärische Krümmung oder eine sonstige Krümmung sein.Further, the blank and / or the shell in steps a) and b) can be provided so that each of its top and bottom are formed curved. The curvature can be a spherical curvature, an aspherical curvature or another curvature.

Der Rohling kann so bereitgestellt werden, dass die Oberseite mit Ausnahme des strukturierten Abschnittes als glatte Fläche ausgebildet wird.The blank may be provided so that the top surface except the structured portion is formed as a smooth surface.

Des Weiteren kann zumindest eine durch den strukturieren Abschnitt gebildete Vertiefung mit Material bis zur Oberseite aufgefüllt werden. Dabei wird bevorzugt das gleiche Material verwendet, aus dem der Rohling gebildet ist.Furthermore, at least one depression formed by the structured portion can be filled with material up to the top. It will preferably uses the same material from which the blank is formed.

Die Auffüllung kann in einem Schritt oder in mehreren Auffüllschritten durchgeführt werden. Insbesondere wird die Auffüllung so durchgeführt, dass eine glatte durchgehende Oberseite vorliegt. Der aufgefüllt strukturierte Abschnitt bildet somit zusammen mit der restlichen Oberseite eine durchgehende Fläche.The replenishment can be carried out in one step or in several replenishment steps. In particular, the filling is performed so that there is a smooth continuous top. The filled-structured section thus forms, together with the remaining upper side, a continuous surface.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann im Schritt c) die Kleberschicht auf der gesamten Oberseite des Rohlings und/oder der gesamten Unterseite der Schale aufgebracht werden. Insbesondere kann auch der strukturierte Abschnitt (bevorzugt wenn er bis zur Oberseite mit Material aufgefüllt ist) mit der Kleberschicht versehen werden.In the method according to the invention, in step c), the adhesive layer can be applied to the entire upper side of the blank and / or the entire underside of the shell. In particular, the structured section (preferably if it is filled to the top with material) can also be provided with the adhesive layer.

Bei der Kleberschicht kann es sich z. B. um einen optischen Kleber oder um einen optischen Kitt handeln. Insbesondere kann es sich um eine Kleberschicht handeln, deren klebende bzw. verbindende Eigenschaft durch Aktivierung erzeugt wird. Es kann sich beispielsweise um einen UV-Kleber handeln.The adhesive layer may be z. B. to act an optical adhesive or an optical cement. In particular, it may be an adhesive layer whose adhesive or connecting property is generated by activation. It may, for example, be a UV adhesive.

Der Rohling, der auch als erster Teilkörper oder erstes Halbzeug bezeichnet werden kann, kann aus einem ersten Polymermaterial und die Schale, die auch als zweiter Teilkörper oder zweites Halbzeug bezeichnet werden kann, kann aus einem zweiten Polymermaterial und/oder einem mineralischen Glas, vorzugsweise einem Dünnstglas, hergestellt sein. Das erste Polymermaterial und das zweite Polymermaterial kann jeweils ein thermoplastisches Material und/oder ein duroplastisches Material sein. Als thermoplastisches Material kann z. B. PMMA (Polymethylmethacrylat, z. B. Plexiglas), PA (Polyamide, z. B. Trogamid CX), COP (Cycloolefin-Polymere, z. B. Zeonex), PC (Polycarbonat, Poly(bisphenol-A-carbonat), z. B. Makrolon, insbesondere LQ 2647), LSR (Liquid Silicone Rubber, z. B. Silopren, Elastosil), PSU (Polysulfon, z. B. Ultrason), PES (Polyethersulfon) und/oder PAS (Polyarylensulfon) verwendet werden. Als duroplastisches Material kann z. B. ADC (Allyl-Diglykolcarbonat, z. B. CR-39), Acrylate (z. B. Spectralite), PUR (Polyurethane, z. B. RAVolution), PU/PUR (Polyharnstoffe, Polyurethane, z. B. Trivex), PTU (Polythiourethane, z. B. MR-8, MR-7) und/oder Polymere auf Episulfid/Polythiol-Basis (z. B. MR-174) verwendet werden.The blank, which may also be referred to as a first partial body or first semifinished product, may be made of a first polymer material and the shell, which may also be referred to as a second partial body or second semi-finished product, may be made of a second polymer material and / or a mineral glass, preferably one Thin glass, to be made. The first polymeric material and the second polymeric material may each be a thermoplastic material and / or a thermoset material. As a thermoplastic material can, for. PMMA (polymethyl methacrylate, eg Plexiglas), PA (polyamides, eg Trogamid CX), COP (cycloolefin polymers, eg Zeonex), PC (polycarbonate, poly (bisphenol A carbonate)) , for example Makrolon, in particular LQ 2647), LSR (Liquid Silicone Rubber, eg Silopren, Elastosil), PSU (polysulfone, eg Ultrason), PES (polyethersulfone) and / or PAS (polyarylene sulfone) become. As a thermoset material z. ADC (allyl diglycol carbonate, eg CR-39), acrylates (eg Spectralite), PUR (polyurethanes, eg RAVolution), PU / PUR (polyureas, polyurethanes, eg Trivex ), PTU (polythiourethanes, eg MR-8, MR-7) and / or episulfide / polythiol based polymers (eg MR-174).

Insbesondere kann die optisch wirksame Struktur vollständig im Brillenglas eingebettet sein, so dass sie sich zu keiner äußeren Grenzfläche des Brillenglases erstreckt. Bevorzugt ist die optisch wirksame Struktur in ihren Abmessungen kleiner als die Abmessungen des Brillenglases. Man kann auch sagen, dass die optisch wirksame Struktur nur in einem Teil des Brillenglases ausgebildet ist. Die eingebettete optisch wirksame Struktur kann eine maximale laterale Abmessung aufweisen, die kleiner ist als die maximale laterale Abmessung des Brillenglases. Insbesondere kann sie kleiner als 50% der lateralen Abmessung des Brillenglases oder auch kleiner als 40%, 30%, 20% der lateralen Abmessung des Brillenglases sein. Die optisch wirksame Struktur ist somit bevorzugt im Brillenglas eingebettet aber nur partiell vorgesehen.In particular, the optically active structure can be completely embedded in the spectacle lens so that it does not extend to any outer boundary surface of the spectacle lens. Preferably, the optically active structure is smaller in size than the dimensions of the spectacle lens. It can also be said that the optically active structure is formed only in a part of the spectacle lens. The embedded optically effective structure may have a maximum lateral dimension that is less than the maximum lateral dimension of the spectacle lens. In particular, it may be less than 50% of the lateral dimension of the spectacle lens or less than 40%, 30%, 20% of the lateral dimension of the spectacle lens. The optically active structure is thus preferably embedded in the spectacle lens but only partially provided.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vor den Schritt c) und d) auf der optisch wirksamen Beschichtung eine Schutzschicht aus duroplastischem Material durch Gießen aufgebracht werden. Dazu kann insbesondere das RIM-Verfahren (Reaction Injection Moulding-Verfahren) eingesetzt werden. Dabei können z. B. zwei Komponenten unmittelbar vor dem Injizieren in eine Form vermischt werden, so dass die Komponenten miteinander reagieren und ein gewünschtes chemisch vernetztes Polymer bilden können. Der Rohling ist dabei bevorzugt in einer entsprechenden Form positioniert, so dass die gewünschte Schutzschicht gebildet werden kann.In the method according to the invention, a protective layer of thermosetting material may be applied by casting prior to step c) and d) on the optically active coating. For this purpose, in particular the RIM method (Reaction Injection Molding method) can be used. This z. For example, two components are mixed in a mold immediately prior to injection so that the components can react with one another and form a desired chemically crosslinked polymer. The blank is preferably positioned in a corresponding shape, so that the desired protective layer can be formed.

Die optisch wirksame Struktur kann beispielsweise als reflektive und/oder diffraktive Struktur ausgebildet sein. Insbesondere kann die optisch wirksame Struktur als teilreflektive Struktur und/oder wellenlängenabhängige reflektive Struktur ausgebildet sein.The optically active structure may be formed, for example, as a reflective and / or diffractive structure. In particular, the optically active structure may be formed as a partially reflective structure and / or wavelength-dependent reflective structure.

Die Bildung des Rohlings und/oder der Schale kann insbesondere jeweils in zumindest zwei aufeinanderfolgenden Teilschritten durchgeführt werden. Dies führt zu einem verringerten Schwund bei der Herstellung des Rohlings bzw. der Schale.The formation of the blank and / or the shell can be carried out in each case in at least two successive substeps. This leads to a reduced shrinkage in the production of the blank or the shell.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können als erstes und zweites Polymermaterial solche Materialien verwendet werden, deren Brechzahlen sich für zumindest eine Wellenlänge aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich um nicht mehr als 0,005 oder 0,001 unterscheiden. Insbesondere können sich die Brechzahlen um nicht mehr als 0,0005 unterscheiden. Bei einem solch geringen Brechzahlunterschied verschwindet quasi optisch die Grenzfläche zwischen den beiden Polymermaterialien für den vorbestimmten Wellenlängenbereich. Insbesondere können die Polymermaterialien so gewählt sein, dass sie im vorbestimmten Wellenlängenbereich die gleiche Dispersion aufweisen.In the method according to the invention, it is possible to use, as first and second polymer material, those whose refractive indices differ by no more than 0.005 or 0.001 for at least one wavelength from the predetermined wavelength range. In particular, the refractive indices can not differ by more than 0.0005. With such a small difference in refractive index, the interface between the two polymer materials virtually disappears optically for the predetermined wavelength range. In particular, the polymer materials can be chosen so that they have the same dispersion in the predetermined wavelength range.

Bei dem vorbestimmten Wellenlängenbereich kann es sich um den sichtbaren Wellenlängenbereich, den nahen Infrarotbereich, den Infrarotbereich und/oder den UV-Bereich handeln.The predetermined wavelength range may be the visible wavelength range, the near infrared range, the infrared range and / or the UV range.

Zum Bereitstellen des Rohlings gemäß Schritt a) und der Schale gemäß Schritt b) kann jeweils ein Urformverfahren (wie z. B. Spritzguss, Spritzprägen, RIM, Abgießen), ein Umformverfahren (wie z. B. Thermoforming, Hot Embossing), ein abtragendes und/oder trennendes Verfahren (wie z. B. Diamantzerspanung, Ionenbeschuss, Ätzen) eingesetzt werden. Natürlich ist es auch möglich, diese Verfahren zur Bereitstellung des Rohlings oder der Schale miteinander zu kombinieren.To provide the blank according to step a) and the shell according to step b), a primary molding process (such as, for example, injection molding, injection-compression molding, RIM, casting) can be used, in each case a forming process (such as thermoforming, hot embossing), a removing and / or separating process (such as diamond cutting, ion bombardment, etching) are used. Of course, it is also possible to combine these methods of providing the blank or shell with each other.

Der Rohling und/oder die Schale können jeweils insbesondere als formstabiles Halbzeug gebildet sein, die mittels der Kleberschicht miteinander verbunden werden.The blank and / or the shell can each be formed in particular as a dimensionally stable semi-finished product, which are connected to one another by means of the adhesive layer.

Insbesondere kann der Rohling eine mittlere Dicke aus dem Bereich von 2 mm - 5 mm (z.B. 3,5 mm) aufweisen und kann die Schale eine mittlere Dicke aus dem Bereich von 0,15 mm bis 2 mm oder aus dem Bereich von 0,15 mm bis 0,25 mm (z.B. 0,17 mm) aufweisen. Das Verhältnis der mittleren Dicke des Rohlings zur mittleren Dicke der Schale kann im Bereich von 5 - 40, 10 - 35, 15 - 25 oder 18 - 22 (z.B. 20, 20,5 oder 21) liegen.In particular, the blank may have an average thickness in the range of 2 mm - 5 mm (eg 3.5 mm) and the shell may have an average thickness in the range of 0.15 mm to 2 mm or in the range of 0.15 mm to 0.25 mm (eg 0.17 mm). The ratio of the average thickness of the blank to the mean thickness of the shell may be in the range of 5-40, 10-35, 15-25 or 18-22 (e.g., 20, 20.5 or 21).

Der Rohling kann einen Bereich am Rand (bzw. einen randständigen Bereich) aufweisen, der eine größere Dicke als die mittlere Dicke des Rohlings aufweist. Der randständige Bereich wird bevorzugt bei der Bestimmung der mittleren Dicke des Rohlings nicht berücksichtigt. Des Weiteren kann der randständige Bereich einstückig mit dem Rohling ausgebildet sein oder kann ein separates Element sein, das mit dem Rohling verbunden ist. Zum Beispiel kann der randständige Bereich mit dem Rohling verklebt oder verkittet sein. Der randständige Bereich kann so ausgebildet sein, dass er zumindest eine weitere optische Funktionalität bereitstellt. Dabei kann es sich insbesondere um eine diffraktive und/oder reflektive optische Funktionalität handeln. Insbesondere kann der Rohling mit dem randständigen Bereich so ausgebildet sein, dass sie L-förmig ist.The blank may have an area at the edge (or a marginal area) which has a greater thickness than the average thickness of the blank. The marginal area is preferably not considered in the determination of the average thickness of the blank. Furthermore, the marginal area may be formed integrally with the blank or may be a separate element connected to the blank. For example, the marginal area may be glued or cemented to the blank. The marginal area can be designed such that it provides at least one further optical functionality. This may in particular be a diffractive and / or reflective optical functionality. In particular, the blank may be formed with the peripheral region so that it is L-shaped.

Das Aufbringen der optisch wirksamen Beschichtung kann beispielsweise durch Aufdampfen, Sputtern, CVD (chemisches Abscheiden aus der Gasphase), Nassbeschichtung, etc. erfolgen. Die Beschichtung kann eine Einzelschicht sein. Es ist jedoch auch möglich, mehrere Schichten aufzubringen. Insbesondere kann auch ein Interferenzschichtsystem aufgebracht werden. Ferner kann zusätzlich zumindest eine Schicht zur Haftvermittlung, eine Schicht zum mechanischen Ausgleich, eine Schutzschicht (Diffusion/Migration, thermischer Schutz, chemischer Schutz, UV-Schutz etc.) aufgebracht werden. Die optisch wirksame Beschichtung kann für spezielle Wellenlängen bzw. Spektralbereiche ausgelegt sein. Ferner kann sie zusätzlich oder alternativ ihre Funktion abhängig vom Einfallswinkel, von der Polarisation und/oder von weiteren optischen Eigenschaften aufweisen. Die optisch wirksame Struktur kann reflektierend, insbesondere hochreflektierend (z. B. spiegelartig), teildurchlässig/teilverspiegelt sein und/oder kann eine Filterwirkung bereitstellen. Ferner kann die optisch wirksame Beschichtung ein diffraktives optisches Element sein.The application of the optically active coating can be carried out, for example, by vapor deposition, sputtering, CVD (chemical vapor deposition), wet coating, etc. The coating can be a single layer. However, it is also possible to apply several layers. In particular, an interference layer system can also be applied. Furthermore, at least one adhesion-promoting layer, a mechanical-compensation layer, a protective layer (diffusion / migration, thermal protection, chemical protection, UV protection, etc.) may additionally be applied. The optically effective coating can be designed for specific wavelengths or spectral ranges. Furthermore, it may additionally or alternatively have its function as a function of the angle of incidence, of the polarization and / or of further optical properties. The optically active structure may be reflective, in particular highly reflective (eg mirror-like), partially transparent / partially mirrored and / or may provide a filtering effect. Furthermore, the optically active coating may be a diffractive optical element.

Die optisch wirksame Beschichtung kann nur auf den strukturierten Abschnitt aufgebracht werden. Alternativ ist es möglich, die optisch wirksame Beschichtung vollflächig aufzubringen und dann in den nicht benötigten Flächenabschnitten zu entfernen. Für ein solches Entfernen kann man z. B. chemisches Ätzen oder Ionenätzen einsetzen.The optically effective coating can be applied only to the structured portion. Alternatively, it is possible to apply the optically effective coating over the entire surface and then remove it in the unused surface sections. For such removal can be z. B. use chemical etching or ion etching.

Für die optisch wirksame Beschichtung kann zumindest ein Metall, zumindest ein Metalloxid, zumindest ein Metallnitrid verwendet werden. Auch ein organisches Material und/oder ein Polymermaterial kann verwendet werden. Ferner können sogenannte Hybridmaterialien, wie z. B. organisch-anorganische Hybridsysteme, organisch-modifizierte Silane/Polysiloxane verwendet werden.At least one metal, at least one metal oxide, at least one metal nitride can be used for the optically active coating. Also, an organic material and / or a polymer material may be used. Furthermore, so-called hybrid materials, such as. As organic-inorganic hybrid systems, organo-modified silanes / polysiloxanes can be used.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann so durchgeführt werden, dass die optisch wirksame Struktur vollständig im transparenten Brillenglas eingebettet ist. Somit erstreckt sich die optisch wirksame Struktur zu keiner Materialgrenzfläche des transparenten Brillenglases.The inventive method can be carried out so that the optically active structure is completely embedded in the transparent spectacle lens. Thus, the optically active structure does not extend to any material interface of the transparent spectacle lens.

Ferner können die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens so ausgeführt werden, dass die optisch wirksame Struktur voneinander beabstandete Flächenstücke aufweist, die die gewünschte optische Funktion bereitstellen. Die Flächenstücke können beispielsweise reflektive Flächenstücke sein. Die reflektiven Flächenstücke können eine vollständige Reflexion (nahezu 100%) oder auch nur eine Teilreflexion (teilreflektive Flächenstücke) bewirken. Insbesondere liegen die reflektiven Flächenstücke in keiner gemeinsamen Ebene. Sie können zueinander parallel versetzt sein.Furthermore, the steps of the method according to the invention can be carried out so that the optically active structure has spaced apart patches which provide the desired optical function. The patches may be, for example, reflective patches. The reflective surface pieces can cause a complete reflection (almost 100%) or only a partial reflection (partially reflecting surface pieces). In particular, the reflective patches do not lie in a common plane. They can be offset parallel to each other.

Die reflektiven Flächenstücke können zusammen eine umlenkende Wirkung und gegebenenfalls zusätzlich auch noch eine abbildende Wirkung bereitstellen.The reflective patches together can provide a deflecting effect and optionally also an imaging effect.

Die Flächenstücke können für sich jeweils als plane Flächenstücke oder auch als gekrümmt ausgebildete Flächenstücke gebildet sein.The patches may be formed in each case as a flat patches or as curved patches formed.

Die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch so ausgeführt werden, dass die optisch wirksame Struktur genau ein einziges Flächenstück aufweist, das die gewünschte optische Funktion bereitstellt. Das Flächenstück kann beispielsweise ein reflektives Flächenstück sein. Es kann eine vollständige Reflexion (nahezu 100 %) oder auch nur eine Teilreflexion (teilreflektives Flächenstück) bewirken. Das Flächenstück kann als planes Flächenstück oder als gekrümmtes Flächenstück ausgebildet sein. Insbesondere kann es aufgrund seiner Ausbildung (bevorzugt seiner gekrümmten Ausbildung) neben der umlenkenden Wirkung auch noch eine abbildende Wirkung aufweisen.The steps of the method according to the invention can also be carried out in such a way that the optically active structure has exactly one single surface piece which provides the desired optical function. The patch may be, for example, a reflective patch. It can cause a complete reflection (nearly 100%) or only a partial reflection (partially reflecting surface). The surface piece may be formed as a flat surface piece or as a curved surface piece. In particular, it may also have an imaging effect in addition to the deflecting effect due to its design (preferably its curved design).

Wenn die optisch wirksame Struktur genau ein einziges Flächenstück aufweist, kann der strukturierte Abschnitt genau eine einzige Vertiefung im Rohling aufweisen. Diese Vertiefung kann mit Material bis zur Oberseite aufgefüllt werden. Dabei wird bevorzugt das gleiche Material verwendet, aus dem der Rohling gebildet ist.If the optically active structure has exactly one single patch, the structured portion may have exactly one recess in the blank. This recess can be filled with material up to the top. In this case, preferably the same material is used, from which the blank is formed.

Die Auffüllung kann in einem Schritt oder in mehreren Auffüllschritten durchgeführt werden. Insbesondere wird die Auffüllung so durchgeführt, dass eine glatte durchgehende Oberseite vorliegt. Der aufgefüllte strukturierte Abschnitt bildet somit zusammen mit der restlichen Oberseite eine durchgehende Fläche.The replenishment can be carried out in one step or in several replenishment steps. In particular, the filling is performed so that there is a smooth continuous top. The filled-in structured section thus forms, together with the remaining upper side, a continuous surface.

Natürlich kann auch noch zumindest ein oberflächenvergütender Verfahrensschritt durchgeführt werden, wie z. B. das Aufbringen einer Antireflexionsbeschichtung, einer Hartschicht, etc. Insbesondere können die aus der Fertigung von Brillengläsern bekannten Vergütungen durchgeführt werden.Of course, at least one surface-annealing process step can also be carried out, such. As the application of an antireflection coating, a hard layer, etc. In particular, the known from the manufacture of lenses refining can be performed.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit das fertige Brillenglas bereitgestellt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass noch weitere Verfahrensschritte notwendig sind, um das Brillenglas so fertigzustellen, dass es für seinen bestimmungsgemäßen Gebrauch einsetzbar ist.The finished spectacle lens can thus be provided with the method according to the invention. However, it is also possible that further process steps are necessary to complete the spectacle lens so that it can be used for its intended use.

Die Führung der Lichtbündel im Lichtführungskanal kann insbesondere durch eine oder mehrere Reflexionen oder interne Totalreflexionen bewirkt werden. Die Reflexionen bzw. Totalreflexionen können an der Vorder- und Rückseite des Brillenglases bewirkt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass eine, mehrere oder alle Reflexionen innerhalb des Brillenglases oder innerhalb des Rohlings bewirkt werden. Dazu können eine oder zwei entsprechende reflektierenden Schichten vorgesehen sein oder das Material des Rohlings und des Klebstoffs und/oder der Schale sind so gewählt, dass eine interne Totalreflexion stattfindet.The guidance of the light bundles in the light guide channel can be effected in particular by one or more reflections or internal total reflections. The reflections or total reflections can be effected on the front and back of the spectacle lens. However, it is also possible that one, several or all reflections are effected within the spectacle lens or within the blank. For this purpose, one or two corresponding reflective layers may be provided or the material of the blank and of the adhesive and / or the shell are chosen so that a total internal reflection takes place.

Bei dem Brillenglas kann die optisch wirksame Struktur genau ein einziges reflektives Flächenstück aufweisen. Das reflektive Flächenstück kann eine vollständige Reflexion (nahezu 100 %) oder auch nur eine Teilreflexion bewirken.In the case of the spectacle lens, the optically active structure can have exactly one single reflective surface piece. The reflective surface piece can cause a complete reflection (almost 100%) or only a partial reflection.

Bevorzugt ist das einzige reflektive Flächenstück gekrümmt ausgebildet. Damit kann es neben der umlenkenden optischen Eigenschaft auch noch eine abbildende optische Eigenschaft aufweisen.Preferably, the only reflective surface piece is curved. Thus, in addition to the deflecting optical property, it may also have an imaging optical property.

Natürlich ist es auch möglich, dass die optisch wirksame Struktur mehrere reflektive Flächenstücke aufweist. Diese sind bevorzugt voneinander beabstandet. Die mehreren reflektiven Flächenstücke können für sich plan und/oder gekrümmt ausgebildet sein. Ferner können die mehreren reflektiven Flächenstücke zusammen eine abbildende Eigenschaft bereitstellen. Die mehreren reflektiven Flächenstücke können jeweils eine vollständige Reflexion (nahezu 100 %) oder auch nur eine Teilreflexion (teilreflektive Flächenstücke) bewirken.Of course, it is also possible that the optically active structure has a plurality of reflective surface pieces. These are preferably spaced from each other. The plurality of reflective surface pieces may be designed to be flat and / or curved. Further, the plurality of reflective patches together may provide an imaging feature. The plurality of reflective patches can each cause a complete reflection (almost 100%) or only a partial reflection (partially reflective patches).

Die Abbildungsoptik kann das Brillenglas als einziges optisches Element aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Abbildungsoptik neben dem Brillenglas noch zumindest ein weiteres optisches Element umfasst.The imaging optics may have the spectacle lens as the only optical element. However, it is also possible for the imaging optics to include at least one further optical element in addition to the spectacle lens.

Die Anzeigevorrichtung kann eine Steuereinheit aufweisen, die das Bilderzeugungsmodul ansteuert.The display device may include a control unit that controls the image generation module.

Das Bilderzeugungsmodul kann insbesondere einen flächigen Bildgeber aufweisen, wie z. B. ein LCD-Modul, ein LCoS-Modul, ein OLED-Modul oder eine Kippspiegelmatrix. Der Bildgeber kann eine Mehrzahl von Pixeln aufweisen, die z. B. in Zeilen und Spalten angeordnet sein können. Der Bildgeber kann selbstleuchtend oder nicht selbstleuchtend sein.The imaging module may in particular comprise a planar imager such. As an LCD module, a LCoS module, an OLED module or a tilting mirror matrix. The imager may include a plurality of pixels, e.g. B. can be arranged in rows and columns. The imager can be self-luminous or non-self-luminous.

Das Bilderzeugungsmodul kann insbesondere so ausgebildet sein, dass es ein monochromatisches oder ein mehrfarbiges Bild erzeugt.In particular, the imaging module may be configured to produce a monochromatic or multicolor image.

Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung kann weitere, dem Fachmann bekannte Elemente aufweisen, die zu ihrem Betrieb notwendig sind.The display device according to the invention may have further, known in the art elements that are necessary for their operation.

Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung der beschriebenen Anzeigevorrichtung bereitgestellt. Dabei wird das erfindungsgemäße Brillenglas gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren hergestellt und das so hergestellte erfindungsgemäße Brillenglas wird mit den weiteren Elementen der Anzeigevorrichtung so kombiniert (oder zusammengebaut), dass die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung (einschließlich ihrer Weiterbildungen) hergestellt ist.Furthermore, a method for producing the described display device is provided. In this case, the spectacle lens according to the invention is produced according to the manufacturing method according to the invention and the spectacle lens thus produced is combined (or assembled) with the other elements of the display device so that the display device according to the invention (including its developments) is made.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Von den Figuren zeigen:

1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;
2 eine vergrößerte Teilschnittansicht des erfindungsgemäßen Optikelementes 1 einschließlich einer schematischen Darstellung des Bilderzeugungsmoduls;
3 - 7 Teilschnittansichten zur Erläuterung der Herstellung des erfindungsgemäßen Optikelementes;
8 eine Teilschnittansicht zur Erläuterung einer alternativen Art der Herstellung des erfindungsgemäßen Optikelementes;
9 eine vergrößerte Darstellung des Details A von 7;
10 eine vergrößerte Darstellung des Details A von 7 gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels, und
11 eine Teilschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.

In the following, the invention will become even more apparent by means of exemplary embodiments with reference to the attached drawings, which likewise disclose inventive features explained. These embodiments are merely illustrative and are not to be construed as limiting. For example, a description of an embodiment having a plurality of elements or components is not to be construed as requiring all of these elements or components for implementation. Rather, other embodiments may include alternative elements and components, fewer elements or components, or additional elements or components. Elements or components of various embodiments may be combined with each other unless otherwise specified. Modifications and modifications described for one of the embodiments may also be applicable to other embodiments. To avoid repetition, the same or corresponding elements in different figures are denoted by the same reference numerals and not explained several times. From the figures show:

1 an embodiment of the display device according to the invention;
2 an enlarged partial sectional view of the optical element according to the invention 1 including a schematic representation of the imaging module;
3 - 7 Partial sectional views for explaining the preparation of the optical element according to the invention;
8th a partial sectional view for explaining an alternative way of producing the optical element according to the invention;
9 an enlarged view of the detail A from 7 ;
10 an enlarged view of the detail A from 7 according to a further embodiment, and
11 a partial sectional view of another embodiment.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 eine auf den Kopf eines Benutzers aufsetzbare Haltevorrichtung 2, die z. B. in Art eines herkömmlichen Brillengestells ausgebildet sein kann, sowie ein erstes und ein zweites Brillenglas 3, 4, die an der Haltevorrichtung 2 befestigt sind. Die Haltevorrichtung 2 mit den Brillengläsern 3, 4 kann z. B. als Sportbrille, Sonnenbrille und/oder Brille zur Korrektur einer Fehlsichtigkeit ausgebildet sein, wobei dem Benutzer über das erste Brillenglas 3 ein virtuelles Bild in sein Gesichtsfeld eingespiegelt werden kann, wie nachfolgend beschrieben wird.At the in 1 embodiment shown comprises the display device according to the invention 1 an attachable to the head of a user holding device 2 that z. B. may be formed in the manner of a conventional spectacle frame, and a first and a second spectacle lens 3 . 4 attached to the fixture 2 are attached. The holding device 2 with the glasses 3 . 4 can z. B. be designed as sports glasses, sunglasses and / or glasses for the correction of ametropia, wherein the user on the first spectacle lens 3 a virtual image can be reflected in his field of view, as described below.

Dazu umfasst die Anzeigevorrichtung 1 ein Bilderzeugungsmodul 5, das im Bereich des rechten Brillenbügels der Haltevorrichtung 2 angeordnet sein kann, wie in 1 schematisch dargestellt ist. Das Bilderzeugungsmodul 5 kann ein flächiges Bilderzeugungselement 6 (2), wie z. B. einen OLED-, einen LCD- oder einen LCoS-Chip oder eine Kippspiegelmatrix, mit einer Vielzahl von z. B. in Spalten und Zeilen angeordneten Pixeln aufweisen.This includes the display device 1 an imaging module 5 , which is in the area of the right eyeglass temple of the holding device 2 can be arranged as in 1 is shown schematically. The imaging module 5 may be a planar imaging element 6 ( 2 ), such. As an OLED, an LCD or a LCoS chip or a tilting mirror matrix, with a variety of z. B. arranged in columns and rows pixels.

Die Brillengläser 3 und 4 und insbesondere das erste Brillenglas 3 sind nur beispielshalber zusammen mit der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 beschrieben. Die Brillengläser 3, 4 bzw. zumindest das erste Brillenglas 3 sind jeweils für sich als erfindungsgemäßes Brillenglas 3, 4 oder als erfindungsgemäßes optisches Element ausgebildet. Das erfindungsgemäße optische Element kann auch in anderem Zusammenhang als mit der hier beschriebenen Anzeigevorrichtung 1 eingesetzt werden. Daher kann das optische Element, wenn es als Brillenglas ausgebildet ist, natürlich auch als zweites Brillenglas 4 ausgebildet sein.The lenses 3 and 4 and in particular the first spectacle lens 3 are only by way of example together with the display device according to the invention 1 described. The lenses 3 . 4 or at least the first spectacle lens 3 are each as a spectacle lens according to the invention 3 . 4 or formed as an inventive optical element. The optical element according to the invention can also be used in a different context than with the display device described here 1 be used. Therefore, the optical element, if it is formed as a spectacle lens, of course, as a second spectacle lens 4 be educated.

Wie am besten aus der vergrößerten, schematischen Teilschnittansicht in 2 ersichtlich ist, weist die Anzeigevorrichtung 1 eine Abbildungsoptik 7 auf, die ein zwischen dem Bilderzeugungselement 6 bzw. dem Bildgeber 6 und dem ersten Brillenglas 3 angeordnetes Optikelement 8 enthält. Des Weiteren dient das erste Brillenglas 3 selbst auch als Teil der Abbildungsoptik 7.As best seen in the enlarged, schematic partial sectional view in FIG 2 can be seen, the display device 1 an imaging optics 7 on, one between the imaging element 6 or the imager 6 and the first spectacle lens 3 arranged optical element 8th contains. Furthermore, the first spectacle lens is used 3 even as part of the imaging optics 7 ,

Von jedem Pixel des Bildgebers 6 kann ein Lichtbündel 9 ausgehen. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Pixel des Bildgebers 6 mittels einer Steuereinheit 10, die Teil des Bilderzeugungsmoduls 5 sein kann, kann das gewünschte Bild erzeugt werden. In 2 ist stellvertretend für die Lichtbündel 9 der Strahlengang eines Lichtstrahls eingezeichnet, so dass nachfolgend auch von dem Lichtstrahl 9 die Rede ist.From each pixel of the imager 6 can be a ray of light 9 out. By an appropriate control of the pixels of the imager 6 by means of a control unit 10 , which is part of the imaging module 5 can be, the desired image can be generated. In 2 is representative of the light bundles 9 drawn the beam path of a light beam, so that subsequently also by the light beam 9 the speech is.

Der vom Bildgeber 6 ausgehende Lichtstrahl 9 läuft durch das Optikelement 8 und tritt über einen Einkoppelabschnitt 11 (hier die Stirnseite des ersten Brillenglases 3) in das erste Brillenglas 3 ein und wird in diesem entlang eines Lichtführungskanals 12 bis zu einem Auskoppelabschnitt 13 geführt. Der Auskoppelabschnitt 13 weist mehrere nebeneinander angeordnete reflektive Umlenkflächen 14 (die auch als reflektive Facetten bezeichnet werden können) auf, an denen eine Reflexion der Lichtstrahlen 9 in Richtung zu einer Rückseite 15 des ersten Brillenglases 3 stattfindet, so dass die Lichtstrahlen 9 über die Rückseite 15 aus dem ersten Brillenglas 3 austreten. Alternativ kann der Auskoppelabschnitt 13 genau eine reflektive Umlenkfläche 14 aufweisen.The from the imager 6 outgoing light beam 9 runs through the optical element 8th and enters via a coupling section 11 (here the front of the first spectacle lens 3 ) in the first spectacle lens 3 and in this along a Lichtführungskanals 12 up to a decoupling section 13 guided. The decoupling section 13 has several juxtaposed reflective deflecting surfaces 14 (which can also be referred to as reflective facets) on which a reflection of the light rays 9 towards a back 15 of the first spectacle lens 3 takes place, so that the light rays 9 over the back 15 from the first spectacle lens 3 escape. Alternatively, the decoupling section 13 exactly one reflective deflection surface 14 exhibit.

Somit kann ein Benutzer, wenn er die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 bestimmungsgemäß auf dem Kopf trägt, das mittels des Bildgebers 6 erzeugte Bild als virtuelles Bild (z.B. in Überlagerung mit der Umgebung) wahrnehmen, wenn er auf den Auskoppelabschnitt 13 blickt. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform muss der Benutzer bezogen auf die Blickrichtung G (in der die Umgebung durch das Brillenglas wahrnehmbar ist) eines Geradeausblicks um ca. 15-20° nach rechts schauen. In 2 ist zur Verdeutlichung der Drehpunkt 16 des Auges des Benutzers sowie die Eyebox 17 bzw. die Austrittspupille 17 der Abbildungsoptik 7 eingezeichnet. Die Eyebox 17 ist der Bereich, der durch die Anzeigevorrichtung 1 bereitgestellt wird und in dem sich das Auge des Benutzers bewegen kann und er stets noch das erzeugte Bild als virtuelles Bild sehen kann.Thus, a user, when he the display device of the invention 1 intended to wear on the head, by means of imager 6 perceived image as a virtual image (eg, in superimposition with the environment) when it is on the decoupling section 13 looks. In the embodiment described here, the user must look to the right by approximately 15-20 ° with respect to the viewing direction G (in which the surroundings are perceptible through the spectacle lens) of a straight-ahead view. In 2 is to illustrate the pivot point 16 the eye of the user as well as the eyebox 17 or the exit pupil 17 the imaging optics 7 located. The eyebox 17 is the area covered by the display device 1 and in which the user's eye can move and he can still see the generated image as a virtual image.

Obwohl bei der beschriebenen Ausführungsform die Einkopplung über die Stirnseite des ersten Brillenglases 3 durchgeführt ist und somit der Einkoppelabschnitt 11 auf der Stirnseite des ersten Brillenglases 3 ausgebildet ist, ist es auch möglich, eine Einkopplung über die Rückseite 15 oder die Vorderseite 18 des ersten Brillenglases durchzuführen.Although in the described embodiment, the coupling over the end face of the first spectacle lens 3 is performed and thus the coupling section 11 on the front side of the first spectacle lens 3 is formed, it is also possible, a coupling over the back 15 or the front 18 of the first spectacle lens.

Wie in der schematischen Darstellung in 2 gezeigt ist, ist sowohl die Rückseite 15 als auch die Vorderseite 18 des ersten Brillenglases 3 gekrümmt ausgebildet.As in the schematic representation in 2 shown is both the back 15 as well as the front 18 of the first spectacle lens 3 formed curved.

Das erste Brillenglas 3 ist ferner, wie insbesondere den Darstellungen in 2 zu entnehmen ist, zweischalig ausgebildet und umfasst eine Außenschale 19 mit einer ersten und zweiten Seite 20 und 21 sowie eine Innenschale 22 mit einer ersten und zweiten Seite 23 und 24.The first spectacle lens 3 is further, as in particular the representations in 2 can be seen, bivalves and comprises an outer shell 19 with a first and second page 20 and 21 as well as an inner shell 22 with a first and second page 23 and 24 ,

Die erste Seite 20 der Außenschale 19 bildet die Vorderseite 18 des ersten Brillenglases 3 und die erste Seite 23 der Innenschale 22 bildet die Rückseite 15 des ersten Brillenglases 3. Die zweite Seite 21 der Außenschale 18 sowie die zweite Seite 24 der Innenschale 22, die einander zugewandt sind, weisen unterschiedliche Krümmungen bzw. Krümmungsverläufe auf (wie nachfolgend in Verbindung mit 9 und 10 noch im Detail beschrieben wird) und sind flächig über eine Kleberschicht 31 miteinander verbunden.The first page 20 the outer shell 19 forms the front side 18 of the first spectacle lens 3 and the first page 23 the inner shell 22 forms the back 15 of the first spectacle lens 3 , The second page 21 the outer shell 18 as well as the second page 24 the inner shell 22 , which face each other, have different curvatures or curvatures (as in connection with 9 and 10 will be described in detail) and are flat over an adhesive layer 31 connected with each other.

Der Lichtführungskanal 12 ist so ausgebildet, dass die gewünschte Führung der Lichtstrahlen 9 vom Einkoppelabschnitt 11 bis zum Auskoppelabschnitt 13 erfolgt. Dies kann z. B. durch innere Totalreflexion an der Vorderseite 18 (= erste Seite 20 der Außenschale 19) und der Rückseite 15 (= erste Seite 23 der Innenschale 22) erfolgen. Natürlich ist es auch möglich, dass auf der Vorderseite 18 und/oder auf der Rückseite 15 im Bereich des Lichtführungskanals 12 eine reflektive Beschichtung ausgebildet ist, die die gewünschte Reflexion der Lichtstrahlen 9 bewirkt. Die Reflektivität der reflektiven Beschichtung kann z. B. so groß wie möglich (ca. 100 %) oder geringer sein. Die reflektive Beschichtung kann somit als Spiegelschicht oder als teilreflektive Schicht ausgebildet sein.The light guide channel 12 is designed so that the desired guidance of the light rays 9 from the coupling section 11 to the decoupling section 13 he follows. This can be z. B. by total internal reflection at the front 18 (= first page 20 the outer shell 19 ) and the back 15 (= first page 23 the inner shell 22 ) respectively. Of course it is also possible that on the front 18 and / or on the back 15 in the area of the light guide channel 12 a reflective coating is formed which provides the desired reflection of the light rays 9 causes. The reflectivity of the reflective coating may, for. B. be as large as possible (about 100%) or less. The reflective coating can thus be formed as a mirror layer or as a partially reflective layer.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform sind die beiden Seiten 20, 21 der Außenschale 19 sphärisch gekrümmt und weist die erste Seite 20 der Außenschale 19 einen Krümmungsradius von 94 mm und weist die zweite Seite 21 der Außenschale 19 einen Krümmungsradius von 92 mm auf. Somit beträgt die Dicke der Außenschale 2 mm. Die Außenschale 19 kann aber auch mit einer geringen Dicke ausgebildet sein. So kann die Dicke der Außenschale 19 im Bereich von 0,15 mm bis kleiner als 2 mm liegen. Insbesondere kann die Außenschale 19 als formstabile Folie ausgebildet sein. Unter formstabil wird hier insbesondere verstanden, dass die Folie zumindest der Schwerkraft widersteht und somit ihre Form beibehält, wenn keine anderen Kräfte auf sie einwirken.In the embodiment described here are the two sides 20 . 21 the outer shell 19 curved spherically and points the first page 20 the outer shell 19 a radius of curvature of 94 mm and has the second side 21 the outer shell 19 a radius of curvature of 92 mm. Thus, the thickness of the outer shell is 2 mm. The outer shell 19 but can also be formed with a small thickness. So can the thickness of the outer shell 19 ranging from 0.15 mm to less than 2 mm. In particular, the outer shell 19 be formed as a dimensionally stable film. Under dimensionally stable is understood here in particular that the film at least withstands the force of gravity and thus retains its shape when no other forces acting on it.

Die zweite Seite 24 der Innenschale 22 ist zwar sphärisch gekrümmt und weist einen Krümmungsradius auf, der dem Radius der zweiten Seite 21 der Außenschale 19 entspricht. Dies ist hier also ein Radius von 92 mm. Jedoch wurde eine spanabhebende Bearbeitung zur Ausbildung der zweiten Seite 24 durchgeführt, so dass die zweite Seite 24 tatsächlich nur gemittelt über die gesamte zweite Seite 24 sphärisch gekrümmt ist. Weitere Details hierzu werden bei der Beschreibung von 9 angegeben.The second page 24 the inner shell 22 is spherically curved and has a radius of curvature that is the radius of the second side 21 the outer shell 19 equivalent. So this is a radius of 92 mm. However, machining became the formation of the second page 24 performed, leaving the second page 24 actually only averaged over the entire second page 24 is spherically curved. Further details are given in the description of 9 specified.

Die erste Seite 23 der Innenschale 22 ist sphärisch gekrümmt und weist den zur Korrektur der Fehlsichtigkeit des Benutzers erforderlichen Krümmungsradius auf (z. B. 150 mm bei der Verwendung von PMMA als Material für die Innenschale 22). Natürlich kann die erste Seite 23 der Innenschale auch asphärisch gekrümmt sein. Bevorzugt ist das Material der Außenschale 19 das gleiche wie das Material der Innenschale 22. Die mittlere Dicke der Innenschale 22 hängt im Wesentlichen vom Unterschied zwischen dem Radius der zweiten Seite 24 der Innenschale 22 und der ersten Seite 23 der Innenschale 22 ab und beträgt in dem hier beschriebenen Beispiel ca. 3 mm.The first page 23 the inner shell 22 is spherically curved and has the radius of curvature required to correct the user's ametropia (eg, 150 mm when using PMMA as the inner shell material) 22 ). Of course, the first page 23 the inner shell also be aspherical curved. Preferably, the material of the outer shell 19 the same as the material of the inner shell 22 , The average thickness of the inner shell 22 depends essentially on the difference between the radius of the second page 24 the inner shell 22 and the first page 23 the inner shell 22 from and is in the example described here about 3 mm.

Wie bereits erwähnt, sind die Materialien der Innen- und Außenschale 22 und 19 bevorzugt gleich, so dass sie einen identischen Brechungsindex aufweisen. Die Innen- und Außenschale 22 und 19 sind bevorzugt ganzflächig über die Kleberschicht verklebt, so dass ein kompaktes erstes Brillenglas 3 bereitgestellt ist.As already mentioned, the materials are the inner and outer shell 22 and 19 preferably the same, so that they have an identical refractive index. The inner and outer shell 22 and 19 are preferably glued over the entire surface of the adhesive layer, so that a compact first spectacle lens 3 is provided.

Das erste Brillenglas 3 der hier beschriebenen Ausführungsform stellt eine Korrektur von + 2 Dioptrien bereit.The first spectacle lens 3 The embodiment described herein provides a correction of + 2 dioptres.

Das erfindungsgemäße optische Element kann wie folgt hergestellt werden.The optical element according to the invention can be prepared as follows.

In einem ersten Schritt wird ein erstes Halbzeug 25 (das auch als Rohling bezeichnet werden kann) im Spritzguss aus einem thermoplastischen Polymer hergestellt, wobei die zweite Seite spanabhebend bearbeitet wurde, was nur im Detail in 9 dargestellt ist. Wie in der vergrößerten Teilschnittansicht von 3 gezeigt ist, weist das erste Halbzeug 25 die erste Seite 23 und die zweite Seite 24 auf. An der zweiten Seite 24 ist eine Mikrostrukturierung 26 ausgebildet, die die Form der gewünschten reflektiven Facetten 14 vorgibt. In a first step, a first semi-finished product 25 (which may also be referred to as a blank) made by injection molding of a thermoplastic polymer, wherein the second side has been machined, which is only in detail in 9 is shown. As in the enlarged partial sectional view of 3 is shown has the first semifinished product 25 the first page 23 and the second page 24 on. At the second page 24 is a microstructuring 26 formed the shape of the desired reflective facets 14 pretends.

Das erste Halbzeug 25 wird dann im Bereich der Mikrostrukturierung 26 mit einer optisch wirksamen Schicht 27 beschichtet, die mit gestrichelte Linie dargestellt ist (zur Vereinfachung der Darstellung ist die Schicht 27 in 2 nicht eingezeichnet). Dazu können bekannte Beschichtungsverfahren verwendet werden, wie z. B. ein chemisches Abscheiden aus der Gasphase (CVD) oder ein physikalisches Abscheiden aus der Gasphase (PVD). Die optisch wirksame Schicht 27, die in 4 gestrichelt dargestellt ist, ist so gewählt, dass die beschriebenen relativen Facetten 14 bereitgestellt sind.The first semi-finished product 25 will then be in the field of microstructuring 26 with an optically effective layer 27 coated, which is shown in dashed line (for ease of illustration, the layer 27 in 2 not shown). For this purpose, known coating methods can be used, such as. As a chemical vapor deposition (CVD) or a physical vapor deposition (PVD). The optically effective layer 27 , in the 4 is shown in dashed lines, is selected so that the described relative facets 14 are provided.

Die aufgrund der Mikrostrukturierung 26 vorhandenen Vertiefungen, die sich von der zweiten Seite 24 in das Halbzeug 25 hinein erstrecken, werden in einem nachfolgenden Schritt so aufgefüllt, dass sich eine glatte durchgehende zweite Seite 24 ergibt (5). Zum Auffüllen der Vertiefungen kann das gleiche Material 28 wie das Material zur Herstellung des Halbzeuges 25 oder auch ein optischer Kitt oder optischer Klebstoff 28 verwendet werden.The due to the microstructuring 26 existing depressions extending from the second side 24 into the semi-finished product 25 extend into it, are filled in a subsequent step so that a smooth continuous second page 24 gives ( 5 ). To fill the wells may be the same material 28 as the material for the production of the semifinished product 25 or also an optical cement or optical adhesive 28 be used.

Danach wird die Außenschale 19 als zweites Halbzeug 30 im Spritzguss aus einem thermoplastischen Polymer so hergestellt, dass es die erste und zweite Seite 20, 21 aufweist. Das zweite Halbzeug 30 kann alternativ vor der Herstellung des ersten Halbzeuges 25 oder gleichzeitig mit dem ersten Halbzeug 25 hergestellt werden. Dieses zweite Halbzeug 30 wird dann ganzflächig mit dem ersten Halbzeug 25 verklebt. Dazu kann die zweite Seite 21 des zweiten Halbzeugs 30 und/oder die zweite Seite 24 des ersten Halbzeugs 25 mit einem Klebstoff (z.B. optischer Kleber oder optischer Kitt) beschichtet werden, um eine Kleberschicht 31 zu bilden. In 6 ist der Fall gezeigt, bei dem die zweite Seite 24 des ersten Halbzeugs 25 mit der Kleberschicht 31 beschichtet ist. Dann werden die beiden Halbzeuge an ihren Flächen 21 und 24 über die Kleberschicht 31 miteinander in Kontakt gebracht, wie durch die Pfeile P1 in 6 angedeutet ist und die Kleberschicht 31 wird ausgehärtet, um so das erfindungsgemäße optische Element 3 herzustellen, wie es in 7 gezeigt ist. Somit liegt das erfindungsgemäße optische Element 3 vor, das zweischalig aufgebaut ist, wobei die Außenseiten 23 und 20 der beiden Schalen 19 und 22 die Rückseite 15 und die Vorderseite 18 des ersten Brillenglases 3 bilden.After that, the outer shell 19 as a second semi-finished product 30 Injection molded from a thermoplastic polymer so that it has the first and second side 20 . 21 having. The second semi-finished product 30 may alternatively prior to the production of the first semifinished product 25 or simultaneously with the first semi-finished product 25 getting produced. This second semi-finished product 30 then becomes the entire surface with the first semi-finished product 25 bonded. This can be the second page 21 of the second semi-finished product 30 and / or the second page 24 of the first semi-finished product 25 coated with an adhesive (eg optical adhesive or optical cement) to form an adhesive layer 31 to build. In 6 the case is shown where the second page 24 of the first semi-finished product 25 with the adhesive layer 31 is coated. Then the two semi-finished products on their surfaces 21 and 24 over the adhesive layer 31 brought into contact with each other, as by the arrows P1 in 6 is indicated and the adhesive layer 31 is cured, so as to the optical element according to the invention 3 how to make it in 7 is shown. Thus, the optical element according to the invention lies 3 front, which is built with two shells, with the outer sides 23 and 20 the two shells 19 and 22 the backside 15 and the front 18 of the first spectacle lens 3 form.

Als Material für die beiden Halbzeuge 25 und 30 können unterschiedliche Materialen verwendet werden. Bevorzugt wird jedoch für beide Halbzeuge 25 und 30 das gleiche Material verwendet. Insbesondere werden thermoplastische Polymere und/oder duroplastische Polymere verwendet.As material for the two semi-finished products 25 and 30 Different materials can be used. However, preference is given to both semi-finished products 25 and 30 used the same material. In particular, thermoplastic polymers and / or thermosetting polymers are used.

Als thermoplastische Polymere können z. B. PMMA (Polymethylmethacrylat, z. B. Plexiglas), PA (Polyamide, z. B. Trogamid CX), COP (Cycloolefin-Polymere, z. B. Zeonex), PC (Polycarbonat, Poly(bisphenol-A-carbonat), z. B. Makrolon), LSR (Liquid Silicone Rubber, z. B. Silopren, Elastosil), PSU (Polysulfon, z. B. Ultrason), PES (Polyethersulfon) und/oder PAS (Polyarylensulfon) verwendet werden. Als duroplastische Polymere können z. B. ADC (Allyl-Diglykolcarbonat, z. B. CR-39), Acrylate (z. B. Spectralite), PUR (Polyurethane, z. B. RAVolution), PU/PUR (Polyharnstoffe, Polyurethane, z. B. Trivex), PTU (Polythiourethane, z. B. MR-8, MR-7) und/oder Polymere auf Episulfid/Polythiol-Basis (z. B. MR-174) verwendet werden.As thermoplastic polymers z. PMMA (polymethyl methacrylate, eg Plexiglas), PA (polyamides, eg Trogamid CX), COP (cycloolefin polymers, eg Zeonex), PC (polycarbonate, poly (bisphenol A carbonate)) , eg Makrolon), LSR (Liquid Silicone Rubber, eg Silopren, Elastosil), PSU (polysulfone, eg Ultrason), PES (polyethersulfone) and / or PAS (polyarylene sulfone). As thermoset polymers z. ADC (allyl diglycol carbonate, eg CR-39), acrylates (eg Spectralite), PUR (polyurethanes, eg RAVolution), PU / PUR (polyureas, polyurethanes, eg Trivex ), PTU (polythiourethanes, eg MR-8, MR-7) and / or episulfide / polythiol based polymers (eg MR-174).

In 8 ist in einer vergrößerten Schnittdarstellung das erste Halbzeug 25 mit der Mikrostrukturierung 26 und der optisch wirksamen Schicht 27 gezeigt. Im Unterschied zu dem bisher beschriebenen Auffüllen der Mikrostrukturierung 26 in einem Schritt wird dies bei der Variante gemäß 8 in zwei Schritten durchgeführt. Damit kann ein unerwünschter Schrumpf, der beim Aushärten des Materials der Auffüllschichten 28₁ , 28₂ auftreten kann (Auffüllschicht 28₁ und danach Auffüllschicht 28₂ ), vermindert werden. Natürlich kann die Auffüllung auch in mehr als zwei Schritten, z. B. in drei, vier, fünf, sechs Schritten durchgeführt werden.In 8th is in an enlarged sectional view of the first semifinished product 25 with the microstructuring 26 and the optically active layer 27 shown. In contrast to the previously described filling of the microstructuring 26 in one step, this is done in the variant according to 8th performed in two steps. This can cause unwanted shrinkage when curing the material of the filling layers 28 ₁ . 28 ₂ can occur (filling layer 28 ₁ and then make-up layer 28 ₂ ), be reduced. Of course, the replenishment can also be done in more than two steps, eg. In three, four, five, six steps.

Wie in der vergrößerten Darstellung des Details A von 7 in 9 ersichtlich ist, weicht der tatsächliche Verlauf 32 der zweiten Seite 24 von dem zur Verdeutlichung gestrichelt dargestellten Soll-Verlauf 33 aufgrund der spanabhebenden Bearbeitung ab. Die Darstellung in 9 ist bezüglich des tatsächlichen Verlaufs 32 rein schematisch und nicht maßstabstreu, da sie nur zur Verdeutlichung der Abweichung des tatsächlichen Verlaufs 32 vom Soll-Verlauf 33 dient. Mittels der erfindungsgemäßen Kleberschicht 31 wird diese Abweichung des tatsächlichen Verlaufs 32 der zweiten Seite 24 vom Soll-Verlauf 33 in der Art kompensiert, dass der gewünschte Abstand der zweiten Seite 21 der Außenschale 19 von dem Soll-Verlauf 33 vorliegt. Es werden also die Abweichungen ausgeglichen, so dass die tatsächliche Dicke der Kleberschicht 31 bzw. die Dicke des Spaltes zwischen der zweiten Seite 24 und der zweiten Seite 21 variiert, wie in 9 angedeutet ist. So ist die Dicke D1 größer als die Dicke D2. Die Dicken sind hierbei entlang der lokalen Flächennormalen der zweiten Seite 21 gemessen.As in the enlarged representation of the detail A from 7 in 9 apparent, the actual course deviates 32 the second page 24 of the dashed lines shown for clarity target course 33 due to the machining. The representation in 9 is regarding the actual course 32 purely schematic and not true to scale, as they only to illustrate the deviation of the actual course 32 from the target course 33 serves. By means of the adhesive layer according to the invention 31 will this deviation of the actual course 32 the second page 24 from the target course 33 compensated in the way that the desired distance of the second side 21 the outer shell 19 from the target course 33 is present. Thus, the deviations are compensated, so that the actual thickness of the adhesive layer 31 or the thickness of the gap between the second side 24 and the second page 21 varies, as in 9 is indicated. That's the thickness D1 bigger than the thickness D2 , The thicknesses are in this case along the local surface normals of the second side 21 measured.

Da die Kleberschicht 31 somit die herstellungsbedingten Abweichungen vom gewünschten Soll-Verlauf 33 kompensiert, kann ein sonst üblicher Polierschritt, mit dem diese Abweichungen beseitigt werden, weggelassen werden.Because the adhesive layer 31 thus the production-related deviations from the desired desired course 33 compensated, an otherwise conventional polishing step, with which these deviations are eliminated, can be omitted.

In 10 ist in gleicher Weise wie in 9 das Detail A vergrößert dargestellt, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die zweite Seite 25 eine von der sphärischen Form gewünschte Abweichung aufweist, da die zweite Seite 25 z.B. eine asphärische Krümmung aufweist. Dieser asphärische Krümmungsverlauf 32 entspricht somit dem tatsächlichen Verlauf der zweiten Seite 25. Dieser asphärische Verlauf kann beispielsweise dazu gewählt werden, um gewisse Eigenschaften des Lichtführungskanals bereitzustellen. Um nun aber beispielsweise ein Brillenglas mit einer im Wesentlichen konstanten Dicke bereitzustellen, wird die Kleberschicht 31 so ausgebildet, dass sie die Abweichung von einer gedachten sphärischen Krümmung 34 der zweiten Seite 25 kompensiert, so dass wiederum die Kleberschicht 31 eine variierende Dicke aufweist. So ist die Dicke D1 größer als die Dicke D2, die wiederum entlang der lokalen Normalen der zweiten Seite 21 gemessen sind.In 10 is the same as in 9 the detail A shown enlarged, in this embodiment, the second side 25 has a desired deviation from the spherical shape, since the second side 25 For example, has an aspheric curvature. This aspheric curvature course 32 thus corresponds to the actual course of the second page 25 , This aspherical profile can be chosen, for example, to provide certain properties of the light guide channel. But now, for example, to provide a lens with a substantially constant thickness, the adhesive layer 31 designed so that it is the deviation from an imaginary spherical curvature 34 the second page 25 compensates, so that in turn the adhesive layer 31 has a varying thickness. That's the thickness D1 bigger than the thickness D2 , in turn, along the local normals of the second page 21 are measured.

In 11 ist in gleicher Weise wie in 7 eine weitere Ausführungsform schematisch dargestellt. Zusätzlich zu den in 7 gezeigten und bereits beschriebenen Elementen ist auf der Außenseite 23 über eine zweite Kleberschicht 35 eine dritte Schale 36 angebracht. Die dritte Schale 36 kann in gleicher oder ähnlicher Weise wie die zweite Schale 19 hergestellt sein und gleiche oder ähnliche Eigenschaften aufweisen. Ferner kann die zweite Kleberschicht 35 den gleichen oder ähnlichen Klebstoff wie die Kleberschicht 31 aufweisen.In 11 is the same as in 7 another embodiment shown schematically. In addition to the in 7 shown and already described elements is on the outside 23 over a second layer of adhesive 35 a third bowl 36 appropriate. The third shell 36 may be the same or similar as the second shell 19 be prepared and have the same or similar properties. Furthermore, the second adhesive layer 35 the same or similar adhesive as the adhesive layer 31 exhibit.

Der Klebstoff für die Kleberschicht 31 und/oder für die zweite Kleberschicht 35 kann beispielsweise durch Druck, Temperatur und/oder Strahlung ausgehärtet werden.The adhesive for the adhesive layer 31 and / or for the second adhesive layer 35 can be cured for example by pressure, temperature and / or radiation.

Bei der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 1 erfolgt die Einspiegelung des virtuellen Bildes in das Gesichtsfeld des Benutzers über das erste Brillenglas 3. Natürlich ist auch eine Einspiegelung über das zweite Brillenglas 4 möglich. Des Weiteren kann die Anzeigevorrichtung 1 so ausgebildet sein, dass Informationen bzw. virtuelle Bilder über beide Brillengläser 3, 4 eingespiegelt werden. Dabei kann die Einspiegelung so erfolgen, dass ein dreidimensionaler Bildeindruck entsteht. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig.In the display device according to the invention 1 the reflection of the virtual image into the field of view of the user takes place via the first spectacle lens 3 , Of course, there is also a reflection on the second lens 4 possible. Furthermore, the display device 1 be formed so that information or virtual images on both lenses 3 . 4 be reflected. The reflection can be done so that a three-dimensional image impression is created. However, this is not absolutely necessary.

Die Brillengläser 3, 4 können eine Brechkraft von Null oder eine von Null verschiedene Brechkraft (insbesondere zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten) aufweisen. Wie in den Figuren gezeigt ist, sind sowohl die Vorderseite 11 als auch die Rückseite 12 des Brillenglases 3 gekrümmt ausgebildet. Die Vorderseite 11 kann insbesondere sphärisch gekrümmt sein. Wenn das Brillenglas eine von Null verschiedene Brechkraft aufweist, um eine Fehlsichtigkeit zu korrigieren, ist in der Regel die Krümmung der Rückseite 15 entsprechend gewählt, um die entsprechende Korrektur zu erreichen. Die Rückseite 15 kann eine von der sphärischen Form abweichende Krümmung aufweisen.The lenses 3 . 4 can have a refractive power of zero or a non-zero refractive power (in particular for the correction of refractive errors). As shown in the figures, both are the front 11 as well as the back 12 of the spectacle lens 3 formed curved. The front 11 may in particular be spherically curved. If the spectacle lens has a refractive power different from zero in order to correct a refractive error, the curvature of the rear side is usually 15 selected accordingly to achieve the appropriate correction. The backside 15 may have a curvature different from the spherical shape.

Die Haltevorrichtung 2 muss nicht als brillenartige Haltevorrichtung ausgebildet sein. Es ist auch jede andere Art der Haltevorrichtung möglich, mit der ein Aufsetzen oder Tragen der Anzeigevorrichtung auf dem Kopf des Benutzers erfolgen kann.The holding device 2 does not have to be designed as a glasses-like holding device. It is also possible any other type of holding device with which a placement or carrying the display device can be done on the head of the user.

Claims

Method for producing an optical component with a curved interface having a predetermined surface roughness, wherein the optical component is designed in particular as a spectacle lens or as a spectacle lens for a display device which can be placed on the head of a user and comprises the following steps: a) providing a blank having a first curve having a first curve, b) providing a shell having a bottom side and a top side having a predetermined second curvature profile, c) applying an adhesive on the first side of the blank and / or the underside of the shell and d) connecting the first side of the blank to the underside of the shell by means of the adhesive such that the optical component is made in which a gap filled by the adhesive between the first side of the blank and the underside of the shell has a varying thickness.

Method according to Claim 1 in which the shell is provided in step b) as a dimensionally stable shell.

Method according to Claim 1 or 2 in which the shell is provided in step b) such that the underside of the shell has a curvature which differs from a complementary curvature profile of the first side of the blank.

The method of any one of the above claims, wherein the blank is provided in step a) such that the first side of the blank is mechanically processed to produce the first curve.

Method according to one of the preceding claims, wherein the blank in step a) by means of a Injection molding method or an injection-compression molding method is provided.

The method of any one of the above claims, wherein the adhesive used in step c) has a surface energy less than the surface energy of the first side of the blank and less than the surface energy of the underside of the shell.

Method according to one of the preceding claims, wherein in step c) an adhesive is used whose viscosity at room temperature in the range of 1 mPa · s to 1000 mPa · s.

Method according to one of the preceding claims, in which steps c) and d) are carried out under reduced pressure.

Method according to one of the above claims, in which in step a), the blank is provided with a structured portion on the first side of the blank, and in which, before the steps c) and d), a coating which is optically active for a predetermined wavelength range is applied to the structured portion.

Optical component, which is in particular designed as a spectacle lens and which comprises a blank and a shell, which are connected by means of an adhesive so that a gap filled by the adhesive between a first side of the blank and a bottom of the shell has a varying thickness comprises, wherein the optical component (3) by the steps of one of Claims 1 to 9 is made.

Optical component after Claim 10 formed as a spectacle lens for an on the head of a user attachable and image generating display device (1) and a front side (18) and a rear side (15), a coupling-in portion (11) and a decoupling from the coupling portion (11) Auskoppelabschnitt ( 13) and a light guide channel (12) which is suitable for bundling light bundles (9) of pixels of the generated image which are coupled into the spectacle lens (3) via the coupling section (11) of the spectacle lens (3) in the spectacle lens (3 ) to the outcoupling section (13), from which they are coupled out of the spectacle lens (3), wherein the front side (18) of the spectacle lens is formed by the front side of the shell (22).

Display device with a holding device (2) which can be placed on the head of a user, an image generating module (5) attached to the holding device (2) which generates an image, and an imaging optical system (7) attached to the holding device (2) which holds a spectacle lens ( 3) after Claim 11 and images the generated image in the state of the holding device (2) placed on the head of the user in such a way that the user can perceive it as a virtual image.