WO2012084798A1 - Verfahren zum markieren von brillengläsern - Google Patents

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WO2012084798A1
WO2012084798A1 PCT/EP2011/073208 EP2011073208W WO2012084798A1 WO 2012084798 A1 WO2012084798 A1 WO 2012084798A1 EP 2011073208 W EP2011073208 W EP 2011073208W WO 2012084798 A1 WO2012084798 A1 WO 2012084798A1
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marking
dot
distance
laser light
laser
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Application number
PCT/EP2011/073208
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English (en)
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Inventor
Gunter Schneider
Stephan Huttenhuis
Sandra STRY
Original Assignee
Schneider Gmbh & Co. Kg
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Publication date
Application filed by Schneider Gmbh & Co. Kg filed Critical Schneider Gmbh & Co. Kg
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/021—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses with pattern for identification or with cosmetic or therapeutic effects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/267—Marking of plastic artifacts, e.g. with laser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/30—Organic material
    • B23K2103/42—Plastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Definitions

  • the invention relates to a method for creating a multi-labeling sites Markie ⁇ tion on a surface of a spectacle lens made of synthetic ⁇ material by means of a generated by a laser light source laser beam, the respective marking point per ⁇ wells a position PI is assigned and the laser light ⁇ source at a distance al a focal plane B, in which the surface to be marked is acted upon at the respective position PI of the respective marker with one or more laser light pulses and generates in this way per position PI a marker dot Dl with a lateral extension a5 which forms the respective marking point.
  • the visual intensity of the marking dot D1 is decisively determined by its lateral extent a5 or its diameter.
  • the invention also relates to a method for producing a marking point at a position PI of a surface of a spectacle lens made of plastic by means of a laser beam generated by a laser light source, which is guided in the preciselynzug psychologist over the surface, in which a steady relative velocity R between the surface and the Laser light source is ensured so that a plurality of marker dots Dl, Dli are generated in the form of a dot trace DS with one of the direction of the relative velocity R after aligned offset a4, wherein the measure of the offset a4 is determined by the ratio of the pulse frequency of the Laser light source to the relative speed R, wherein the respective marking Dot Dl, Dli also has a lateral extent a5, which determines the visual intensity significantly.
  • the relative velocity R between the surface and the laser light source it is ultimately up to the laser light emitting element such as a outlet ⁇ lens or a deflection mirror or the like.
  • the generic source of the laser light ie the laser, can of course be stationary.
  • JP 2003 156 667 A (English translation) also describes the use of laser light for marking spectacle lenses with a wavelength of 266 nm.
  • the markers be ⁇ stand out of individual at various positions to be marked PI placed mark Dots.
  • the marking dots are marked with a specific laser power and a defined number of laser light pulses (DotCount) per marking dot. It is also possible to produce the Markie ⁇ conclusions in the form of continuous lines.
  • the spot of the laser is continuously over the to be marked Moves surface so that a plurality of overlapping marker dots are generated at a plurality of successive rows PI positions, wherein per marking dot, therefore only one DotCount per position is applied.
  • the laser beam of a neodymium (Nd) -doped solid-state laser with a wavelength of 266 nm has a spot size of about 30 ym.
  • the marking dots are in a diameter range of about 10-30 ⁇ .
  • the respective marking dot is thus usually smaller than the spot size of the laser beam. This is carried out as follows on the Ver ⁇ ratio between the energy distribution within the spot and the specific energy threshold of the spectacle lens material.
  • Spectacle lenses of Polyallyldiglycolcarbonat (CR 39) besit ⁇ zen unlike polycarbonate (PC) or high-index material (HI) a very high brittleness.
  • PC polycarbonate
  • HI high-index material
  • the object underlying the invention is to form a marking ⁇ arrangement and a marking method and so arranged that optically effective irregularities in a dot and optical disadvantages of the spectacle lens are avoided.
  • the surface to be marked is placed at the position PI to be marked at a distance a2 to the laser light source, which is greater than the distance al and for the purpose of producing the respective one of the position PI attributable marker, at least one other Marking Dot Dil, D12, D13 is arranged, which is arranged laterally offset to the marking Dot Dl in at least one position P2, P3, P4, Pi, wherein adjacent positions PI, P2, P3, P4, Pi provided with a distance a4 are.
  • the different marker locations may be arranged to overlap with rela tively ⁇ little distance from each other or so that a visually continuous line or a line-shaped mark is obtained.
  • the spot of the laser is increased in accordance with the present Ab Struktursgeset ⁇ zes, ie, the laser beam generated due to the larger beam diameter a larger spot than in the focus or in the focal plane B.
  • This has the consequence that the energy per unit area, and therefore decreases the energy density and the Ener ⁇ giever Ecuador or an energy profile e P widened depending on the beam diameter.
  • the energy input thus takes place over a larger area, that is to say over a larger spot, but with a lower energy level, at least in the center of the spot.
  • the material CR39 has a specific Energyschwel ⁇ le E CR39 , which is exceeded only in a zone Z in the center of the spot.
  • This zone Z is greater in a positioning of the glass in the focal plane B than is the case in the inventions ⁇ to the invention outside the focal plane B is the case.
  • the flank of the energy profile E P in the inventive method is substantially flatter.
  • the specific energy threshold E CR39 is exceeded in the central zone Z of the spot. In this zone Z, the material is melted or removed. Outside this zone Z, the specific energy threshold E CR39 is not reached.
  • the spot In the adverse operation in the focal plane B, the spot has a relatively steep energy profile E P, ie the energy profile E P of the spot falls starting from the with ⁇ te very quickly. Therefore, outside the central Anschmelz- Abtragszone or Z, the energy profile E P that there the above-mentioned treatment of the material decreases as fast within the spots with increasing distance from the center, not or only insufficiently takes place, so that is expected to thermo-mechanical stresses.
  • a mark Ml such as a lettering, a number or a geometric element consists of individual punctual, spaced apart marking points.
  • ⁇ de marked position is previously formed at a position to be marked PI on the surface via a single Markie ⁇ approximately dot Dl.
  • the labeling site forms the marking dot and vice versa.
  • the marking dots of different marking sites thus have the same spacing as the various marking locations of the marking M1.
  • the limited visual intensity of the single marking dot D1 produced above according to the off-focus method can be counteracted by extending the marking position by a so-called multi-dot arrangement.
  • it is adjacent to the one marking Dot Dl a defined number wei ⁇ more excellent marking dots Dil generated to D13, concerned with which can also overlap or overlap one marking dot D1 and / or one another. They can also be spaced.
  • a marking point is generated, which consists of a plurality of sometimes undereinan ⁇ overlapping or at least adjacent marking dots Dl, Dil whose visual intensity as Dot- Schar is much larger than that of a single marking Dots Dl.
  • each These further marking dots Dill to D13 are generated at a position P2 to P4 to be marked, which is at a distance from the position PI. So that the overlapping or overlapping described above is possible, the positions P2 to P4 on which the further marking dots D 1 to D 13 are based are at a distance of approximately 5 ⁇ m from the original position P 1 and relative to one another. Thus, starting from the size of a marking dot Dl, an extension of the lateral extent or of the diameter of 2.5 ⁇ m results.
  • the lateral extent or the diameter of the respective marking point and thus the visual intensity thereof can be increased as desired in dependence on the number of marking dots Dli and their overlapping.
  • the two-stage method according to the invention therefore makes it possible to produce marking dots which have no such disadvantageous regions of increased tension adjacent to the melting or removal zone Z, so that an excessive increase in the visual intensity beyond zone Z occurs the energy threshold of the laser spot is above the specific energy threshold of the plastic.
  • the method ensures by attaching a plurality of such mark dots Dl, Dil, Dli in different spaced positions PI, P2, Pi the production of a marking site with favorable visual intensity.
  • a positioning of the surface to be marked above or in front of the focal plane B leads to a marking dot below the surface (inner glass marking).
  • the visual intensity of such a marker dot is so weak that even a marker consisting of several such marker dots is not effective.
  • the object is also achieved by placing the surface to be marked at the position PI to be marked at a distance a2 from the laser light source which is greater than the distance a1 and the laser beam is guided over the surface in circular and / or alternating movements so that a broadened dot trace DS is generated.
  • the concomitant concept of action is equivalent to that described above.
  • the favorable stress distribution achievable with the off-focus method is combined with an increased number of marking dots D1, Dli per surface portion of the surface to be processed, so that the relatively small visual intensity of the individual marking dot D1 is due to the overlapping accumulation of several Marking Dots Dli is compensated.
  • the visual intensity of a marking dots Dli is even smaller, because the respective marking Dot Dl, Dli is generated only with a laser ⁇ light pulse (1 Dot count), so that, notwithstanding the very shallow depth, in particular the lateral extent a5 is very limited.
  • the laser spot is guided in a circular or alternating manner over the surface, so that the dot trace DS and thus its visual intensity are increased.
  • this may be, when the distance a2 between 1 mm and 10 mm, between 4 mm and 6.5 mm or Zvi ⁇ rule 4.6 mm and 6 mm or between 4.8 mm and 5.2 mm or 5 mm is selected.
  • the ratio of visual intensity of the marking dot Dl, Dil, Dli to be generated therewith and the stress-inhibiting effect is optimal, especially for CR39.
  • all following 100 values between 1 mm and 10 mm, which have a spacing of 0.1 mm, are fundamentally considered. So starting with 1 mm, 1.1 mm, 1.2 mm, 1.3 mm, 1.4 mm, 1.5 mm, 1.6 mm, etc. to 9.4 mm, 9.5 mm, 9, 6 mm, 9.7 mm, 9.8 mm, 9.9 mm and 10.0 mm.
  • the distance can also be smaller a2 who ⁇ than the distance al.
  • the realized thereby removal is lower for the same laser power, so that a hö here ⁇ process time and / or higher laser power would be required.
  • ⁇ vice border marker Ml usually is the ceremoniförmmaschine the respective marking point, ie the point-like arrangement of the marking dots Dl, Dil, D12, D13 comfortable in front ⁇ ground.
  • the lateral Ausdeh ⁇ voltage a5 largely determines the visual intensity.
  • At least two adjacent marking dots D1, D11, D12, D13 may be arranged overlappingly with an overlapping distance a3, the overlapping distance a3 being between 1/5 * a5 and 36/40 * a5 or between 1/5 * a5 and 3/5 * a5 or between 4/5 * a5 and 36/40 * a5 or from 1/2 * a5.
  • the overlap distance a3 are thus achievable lateral expansion, therefore, to consider the visual intensity on the one hand and the process ⁇ life on the other.
  • adjacent positio ⁇ NEN PI, P2, P3, P4, Pi with a distance a4 of at least between 1/4 * a5 and 1/2 * a5 and / or at most between 3/2 * a5 and 2 * a5.
  • Positionsab ⁇ a4 stand the achievable lateral expansion, hence the visual intensity on the one hand and the process duration on the other hand are taken into account.
  • the Studentslappungsab ⁇ stand a3 and the position distance a4 interdependent ⁇ pending.
  • These waves can be ⁇ length with a neodymium (Nd) -doped laser such as the Nd:. YAG laser or a Nd: YV0 laser realisie ⁇ ren This has a favorable ratio between the achievable resolution of the produced ark michuss dots and the. Acquisition costs.
  • Nd neodymium
  • the spectrum around 266 nm has proven to be particularly suitable. Was taken into account on the one hand can be emitted from the laser wavelength, and on the other hand, the plastic material used for lenses such as CR39, so that an optimum processing result is ge ⁇ ensured.
  • the problem is solved by a spectacle lens, prepared by the method described above.
  • Figure la is a schematic diagram of a lens with a marker
  • Figure 1b shows a detail from Figure la with a Markie ⁇ approximately dot as a marker location
  • FIG. 1c shows an extended marking location with two marking dots
  • FIG. 1 d shows an extended marking location with three marking dots
  • FIG. 1 shows an extended marking location with four marking dots
  • FIG. 2a shows a schematic diagram of a lens having a Markie ⁇ tion of Figure la;
  • FIG. 2b shows a section from FIG. 2a of a marking dot track
  • FIG. 2c shows an extended marking location according to the polyline method
  • Figure 4 is a schematic diagram of the energy input.
  • FIG. la spectacle lens 1 has had ⁇ ner surface 1.1 on a first mark and a second mark M2 Ml.
  • the respective mark M1, M2 consists of several marking points 3.1 to 3.4 (only partially designated), which stylize in the sum of two intersecting lines.
  • the respective marking point 3.1 is formed from a single marking dot D1 produced by laser light, which is placed at a position PI on the surface 1.1.
  • the marking dot Dl is generated by a pulsed laser beam 2.1, wherein the number of these pulses (DotCounts) can be between 2 and 300 per marking dot Dl.
  • DotCounts the number of these pulses
  • Figure lc Markungsstel ⁇ le 3.1 is formed by the marking dot Dl and another marking Dot Dil.
  • the further marking dot dil is placed at a position P2, wherein the distance a4 between the two positions PI, P2 is selected such that the further marking dot dil with the marking dot Dl has an overlapping distance a3 of about 5 ⁇ m having.
  • the visual intensity of this marker 3.1 is significantly greater in relation to that described in FIG. 1b .
  • the above-mentioned overlap distance a3 of 5 ⁇ is based on a distance a4 between the respective positions PI, P2 of likewise 5 ⁇ .
  • a further marking dot D12 is provided at a position P3, with all three marking dots S1, D1, D12 overlapping correspondingly.
  • the overlap distance a3 is turned ⁇ distinguishes between the marker dot D12 and the marking Dot Dil.
  • a total of four marking dots Dl, Dil, D12, D13 are provided which have the overlap distance a3 relative to each other.
  • the overlapping distance a3 between the marking dot D13 and the marking dot D1 is shown.
  • each additional marking dot Dli entails an increased process time, which inter alia dependent on the pulse rate and the number of generated pulses (DotCounts) per marker dot Dl.
  • the marking point according to FIG. 1c has an elongated basic shape G
  • the marking point 3.1 according to FIG. 1 d has a triangular basic shape G and the marking point 3.1 according to FIG. 1 a square basic shape G.
  • the visual intensity can therefore, due to the choice of the basic form G as well as the variation in the size of Markie ⁇ development agency 3.1, therefore, be changed the variation of the number of Mar- k ists dots Dl, Dli total.
  • the basic shape G of the respective marking point 3.1 can be assigned a center M within the scope of an optical evaluation of the marking.
  • a mark M2 is formed as a circle and does not consist of individual, separate Mar ⁇ k istsstellen 3.1, 3.2. as is the case with the mark Ml.
  • the circle is produced by a polyline method in which a laser light source 2 is continuously guided over the surface 1.1. It is thus generated nachei ⁇ Nander based on the laser light pulse frequency of a dot DS track comprising a plurality of overlapping dots label-Dl, Dil, ... Dli of Figure 2c.
  • a separate labeling site is 3.1 according to the embodiment of Figure 2b produced but in mecanickarverfah ⁇ reindeer, ie, the laser beam spot is 2.1 or according to sketched relative velocity R circular or in a circle.
  • the procedure according to FIGS. 2c, 2b differs from the procedures according to FIG. 1c, 1d, or 1e in that the respective marking dot Dl, Dil is generated only with a laser light pulse (1 dot count), and thus its lateral extent a5 or visual intensity is smaller.
  • the offset a4 is selected to be smaller than according to the procedure according to FIG. 1c - 1e, so that the ratio between the lateral extent a5 and the overlap distance a3 remains favorable.
  • the offset a4 is established by the ratio of the pulse frequency of the laser light source 2 to the relative speed R between the surface 1.1 and the laser beam 2.1 and the laser light source 2 or the laser light emitting optics such as a lens or an order ⁇ steering member.
  • the lateral extent a5 is determined by the power of the laser or the energy distribution achieved on the surface, as described below.
  • the graphs shown in FIG. 3 and FIG. 4 show the energy distribution of an energy E of the laser beam 2.1 within a spot 2.2 of the laser beam 2.1 impinging on the surface 1.1 via the path S.
  • the position PI of the surface 1.1 of the lens 1 is arranged centrically to the laser beam 2.1 , wherein, according to FIG. 3, the surface 1.1 of the lens 1 with the position PI is located within a focal plane B of the laser beam 2.1.
  • the energy distribution over the spot has the maximum value E max there.
  • the laser beam 2.1 is generated by a laser light source 2 which is at a distance a2 from the surface 1.1 of the lens 1.
  • the focal plane B has a distance to the laser light source 2 al.
  • zone Z there is an evaporation or removal process of the plastic material, while outside of this zone Z an evaporation or removal process does not take place due to a lack of energy level.
  • the resulting energy profile E P has, in particular at the edge of zone Z, a very steep energy profile E P or a very large gradient, so that adjacent to zone Z the energy input decreases sharply with increasing distance from zone Z.
  • this has the consequence that, in the edge region of the zone Z, increased stress states are generated in the material, which result in an abrupt change in the optical properties or even cracks.
  • these stress-prone or cracked border regions are disadvantageous for the repeatability of the method or the precision or resolution of the producible marking dots D1 that can be achieved therewith.
  • the procedure according to the invention is outlined in FIG.
  • the surface 1.1 is located at a distance a2 from the laser light source 2, the distance a2 being greater than the distance a1 between the laser light source 2 and the focal plane B.
  • the spot 2.2 obtained on the surface 1.1 is thus slightly larger than it is in the focal plane B. the case would be.
  • the main difference, however, is that the held energy profile E P only in a much smaller zone Z exceeds the energy threshold E CR39 and adjacent to this zone Z th with a much smaller Gradien ⁇ , ie substantially flatter.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erstellen einer aus mehreren Markierungsstellen 3.1, 3.2 bestehenden Markierung M1 auf einer Oberfläche 1.1 eines Brillenglases 1 aus Kunststoff mittels eines durch eine Laserlichtquelle 2 generierten Laserstrahls 2.1, wobei der jeweiligen Markierungsstelle 3.1, 3.2 jeweils eine Position P1 zugeordnet wird und die Laserlichtquelle 2 in einem Abstand a1 eine Brennebene B aufweist, bei dem die zu markierende Oberfläche 1.1 an der jeweiligen Position P1 der jeweiligen Markierungsstelle 3.1, 3.2 mit jeweils einem oder mehreren Laserlichtimpulsen beaufschlagt wird und auf diese Weise je Position P1 ein Markierungs-Dot D1 mit einer lateralen Ausdehnung a5 erzeugt wird, der die jeweilige Markierungsstelle 3.1, 3.2 bildet. Dabei wird die zu markierende Oberfläche 1.1 an der zu markierenden Position P1 in einem Abstand a2 zu der Laserlichtquelle 2 platziert, der größer ist als der Abstand a1. Ferner wird zwecks Herstellung der jeweiligen, einer der Position P1 zuzuordnenden Markierungsstelle 3.1 mindestens ein weiterer Markierungs-Dot D11, D12, D13 erzeugt, der seitlich versetzt zum Markierungs-Dot D1 in mindestens einer Position P2, P3, P4, Pi angeordnet ist, wobei benachbarte Positionen P1, P2, P3, P4, Pi mit einem Abstand a4 versehen sind. Alternativ wird der Laserstrahl 2.1 in kreisförmigen und/oder alternierenden Bewegungen unter Anwendung einer kontinuierlichen Relativgeschwindigkeit R über die Oberfläche 1.1 geführt wird, so dass eine verbreiterte Dot-Spur DS erzeugt wird.

Description

Verfahren zum Markieren von Brillengläsern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erstellen einer aus mehreren Markierungsstellen bestehenden Markie¬ rung auf einer Oberfläche eines Brillenglases aus Kunst¬ stoff mittels eines durch eine Laserlichtquelle generierten Laserstrahls, wobei der jeweiligen Markierungsstelle je¬ weils eine Position PI zugeordnet wird und die Laserlicht¬ quelle in einem Abstand al eine Brennebene B aufweist, bei dem die zu markierende Oberfläche an der jeweiligen Position PI der jeweiligen Markierungsstelle mit jeweils einem oder mehreren Laserlichtimpulsen beaufschlagt wird und auf diese Weise je Position PI ein Markierungs-Dot Dl mit einer lateralen Ausdehnung a5 erzeugt wird, der die jeweilige Markierungsstelle bildet. Die visuelle Intensität des Mar- kierungs-Dots Dl wird durch seine laterale Ausdehnung a5 bzw. seinen Durchmesser maßgeblich bestimmt.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Erstellen einer Markierungsstelle an einer Position PI einer Oberfläche eines Brillenglases aus Kunststoff mittels eines durch eine Laserlichtquelle generierten Laserstrahls, der im Linienzugverfahren über die Oberfläche geführt wird, bei dem eine stetige Relativgeschwindigkeit R zwischen der Oberfläche und der Laserlichtquelle gewährleistet wird, so dass mehrere Markierungs-Dots Dl, Dli in Form einer Dot- Spur DS mit jeweils einem der Richtung der Relativgeschwindigkeit R nach ausgerichteten Versatz a4 erzeugt werden, wobei das Maß des Versatzes a4 bestimmt wird durch das Verhältnis von der Pulsfrequenz der Laserlichtquelle zu der Relativgeschwindigkeit R, wobei der jeweilige Markierungs- Dot Dl, Dli ebenfalls eine laterale Ausdehnung a5 aufweist, die die visuelle Intensität maßgeblich bestimmt. Als Maß für den Versatz a4 sind beispielhaft 500 nm zu nennen. Zwecks Definition der Relativgeschwindigkeit R zwischen der Oberfläche und der Laserlichtquelle kommt es letztlich auf das das Laserlicht emittierende Element wie eine Austritts¬ linse oder ein Umlenkspiegel oder Ähnliches an. Die generi- sche Quelle des Laserlichts, also der Laser, kann dabei selbstverständlich stationär sein.
Aus der DE 102 43 737 B3 ist eine Beschriftungsvorrichtung für beispielsweise Brillengläser auf Basis eines Festkörperlasers mit einer Wellenlänge oberhalb von 200 nm bekannt .
In der JP 2003 156 667 A (englische Übersetzung) wird ebenfalls die Anwendung von Laserlicht zur Markierung von Brillengläsern mit einer Wellenlänge von 266 nm beschrieben.
Aus der DE 10 2006 037 921 AI ist bekannt, dass Markierungen mit einem Laser ober- und unterhalb seiner Brennebene eigentlich nicht bzw. nur in einem sehr engen Bereich durchgeführt werden können, so dass nur flache, allenfalls raue oder leicht gewölbte Oberflächen in Betracht kommen. Da sich der Brennpunkt - gemeint ist der Spot - vergrößert, ist keine klare und hochauflösende Markierung möglich.
Bei der Markierung von Brillengläsern mittels Laser werden Markierungen wie Schriftzüge, Zahlenfolgen und/oder Logos z. B. im Dot-Modus aufgebracht, d. h. die Markierungen be¬ stehen aus einzelnen an verschiedenen zu markierenden Positionen PI platzierten Markierungs-Dots . Die Markierungs- Dots werden mit einer bestimmten Laserleistung und einer definierten Anzahl an Laserlichtimpulsen (DotCount) pro Markierungs-Dot markiert. Es ist auch möglich, die Markie¬ rungen in Form von Linienzügen herzustellen. Hierbei wird der Spot des Lasers kontinuierlich über die zu markierende Oberfläche bewegt, so dass mehrere sich überlappende Mar- kierungs-Dots an mehreren hintereinander gereihten Positionen PI erzeugt werden, wobei pro Markierungs-Dot , mithin pro Position nur ein DotCount angewendet wird.
In der Brennebene besitzt der Laserstrahl eines Neodym (Nd) -dotierten Festkörperlasers mit einer Wellenlänge von 266 nm eine Spotgröße von ca. 30 ym. Die Markierungs- Dots liegen je nach gewählten Laserparametern (Leistung, DotCount) in einem Durchmesserbereich von etwa 10-30 μπι. Der jeweilige Markierungs-Dot ist also in der Regel kleiner als die Spotgröße des Laserstrahls. Dies liegt an dem Ver¬ hältnis zwischen der Energieverteilung innerhalb des Spots und der spezifischen Energieschwelle des Brillenglasmaterials wie nachstehend ausgeführt.
Brillengläser aus Polyallyldiglycolcarbonat (CR 39) besit¬ zen im Gegensatz zu Polycarbonat (PC) oder High-Index- Material (HI) eine sehr hohe Sprödigkeit. Der mit der Be¬ aufschlagung von Laserlicht einhergehende Wärmeeintrag in¬ duziert thermo-mechanische Spannungen im Material, die nicht nur ein Aufschmelzen oder Abtragen hervorrufen, son¬ dern auch zu aussprungartigen Rissen von Materialstücken im Umfeld des jeweiligen Markierungs-Dots führen können. Es entstehen in dem thermisch beaufschlagten Bereich Span¬ nungsrisse bzw. Spannungszonen, die teilweise oder vollständig unterhalb der bearbeiteten Oberfläche des Brillen¬ glases liegen und zu einem lokal stark abweichenden Brechungsindex führen. Dies wiederum hat zur Folge, dass an diesen Markierungs-Dots das Licht unregelmäßig gebrochen wird und damit für den Betrachter eine optische Störung darstellt . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Markierungs¬ anordnung und ein Markierungsverfahren derart auszubilden und anzuordnen, dass optisch wirksame Unregelmäßigkeiten im Bereich eines Dots und optische Nachteile des Brillenglases vermieden werden.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die zu markierende Oberfläche an der zu markierenden Position PI in einem Abstand a2 zu der Laserlichtquelle platziert wird, der größer ist als der Abstand al und zwecks Herstellung der jeweiligen einer der Position PI zuzuordnenden Markierungsstelle, mindestens ein weiterer Markierungs-Dot Dil, D12, D13 erzeugt wird, der seitlich versetzt zum Markierungs-Dot Dl in mindestens einer Position P2, P3, P4, Pi angeordnet ist, wobei benachbarte Positionen PI, P2, P3, P4, Pi mit einem Abstand a4 versehen sind.
Die verschiedenen Markierungsstellen können auch mit rela¬ tiv wenig Abstand zueinander oder überlappend angeordnet sein, so dass sich optisch ein Linienzug bzw. eine linien- förmige Markierung ergibt.
Wird die Oberfläche des Glases unterhalb bzw. hinter der Brennebene B des Laserstrahls positioniert, vergrößert sich der Spot des Lasers gemäß des vorliegenden Abbildungsgeset¬ zes, d. h. der Laserstrahl erzeugt aufgrund des größeren Strahldurchmessers einen größeren Spot als im Fokus bzw. in der Brennebene B. Dies hat zur Folge, dass die Energie pro Fläche, mithin die Energiedichte sinkt und sich die Ener¬ gieverteilung bzw. ein Energieprofil EP in Abhängigkeit vom Strahldurchmesser verbreitert. Der Energieeintrag erfolgt also über eine größere Fläche, mithin über einen größeren Spot, jedoch mit einem zumindest im Zentrum des Spots geringeren Energieniveau. Das Material CR39 besitzt eine spezifische Energieschwel¬ le ECR39, die nur in einer Zone Z im Zentrum des Spots überschritten wird. Diese Zone Z ist bei einer Positionierung des Glases in der Brennebene B größer als es bei dem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren außerhalb der Brennebene B der Fall ist. Im Gegensatz zur Verfahrensweise in der Brennebene B ist die Flanke des Energieprofils EP bei erfindungsgemäßer Verfahrensweise jedoch wesentlich flacher. Ausgehend von der zu markierenden Position PI, welche die Mitte des Mar- kierungs-Dots Dl darstellt, wird in der zentralen Zone Z des Spots die spezifische Energieschwelle ECR39 überschritten. In dieser Zone Z wird das Material aufgeschmolzen bzw. abgetragen. Außerhalb dieser Zone Z wird die spezifische Energieschwelle ECR39 nicht erreicht. Der erreichte lokale Energieeintrag liegt aber knapp unterhalb der spezifischen Energieschwelle ECR39 des Materials, weil wie schon gesagt die Flanke des Energieprofils EP innerhalb des Spots we¬ sentlich flacher verläuft. Daher findet hier angrenzend an die Zone Z eine Materialbehandlung derart statt, dass im Material eine günstige Spannungsverteilung hervorgerufen wird. Dies führt dazu, dass zumindest im Umfeld der Zone Z keine oder kaum optisch wirksame Unregelmäßigkeiten entstehen. Es ist ein etwas gemäßigter Übergang des Energieniveaus zwischen dem Bereich oberhalb und unterhalb der Ener¬ gieschwelle des Materials, zumindest im Bereich der Grenze der optisch wirksamen Behandlung gewährleitstet.
Bei der nachteiligen Arbeitsweise in der Brennebene B weist der Spot ein relativ steiles Energieprofil EP auf, d. h. das Energieprofil EP des Spots fällt ausgehend von der Mit¬ te sehr schnell ab. Daher sinkt außerhalb der zentralen Anschmelz- bzw. Abtragszone Z das Energieprofil EP innerhalb des Spots mit zunehmendem Abstand vom Zentrum so schnell, dass dort die oben genannte Materialbehandlung nicht oder nur in unzureichendem Maße stattfindet, so dass mit thermo-mechanischen Spannungen zu rechnen ist.
Bei der off-focus-Vorgehensweise lässt sich selbst mit re¬ lativ hohem DotCount von z. B. 200 nur ein visuell nutzba¬ rer Markierungs-Dot Dl erzielen, der deutlich kleiner ist als bei einer Verfahrensweise in der Brennebene B. Da die visuelle Intensität eines Markierungs-Dots maßgeblich durch den Durchmesser bzw. die Größe der Aufschmelz- und Abtragszone Z bestimmt ist und weil mit höherem DotCount eine Erweiterung der Aufschmelz- und Abtragszone Z vorwiegend in der Tiefe und nur geringfügig im Durchmesser erwirkt wird, ist eine Erhöhung der visuellen Intensität mittels Erhöhung der DotCounts nicht günstig.
Hier greift der weitere erfindungsgemäße Verfahrensschritt.
Eine Markierung Ml wie ein Schriftzug, eine Zahl oder ein geometrisches Element besteht aus einzelnen punktuellen, mit Abstand zueinander angeordneten Markierungsstellen. Je¬ de Markierungsstelle wird bisher an einer zu markierenden Position PI auf der Oberfläche über einen einzelnen Markie¬ rungs-Dot Dl erzeugt. Mithin bildet im Stand der Technik die Markierungsstelle den Markierungs-Dot und umgekehrt. Die Markierungs-Dots verschiedener Markierungsstellen wei¬ sen somit denselben Abstand auf wie die verschiedenen Markierungsstellen der Markierung Ml.
Der vorstehend ausgeführten, beschränkten visuellen Intensität des einzelnen Markierungs-Dots Dl, hergestellt nach dem off-focus-Verfahren, lässt sich jedoch begegnen, indem eine Ausdehnung der Markierungsstelle durch eine sogenannte Multi-Dot-Anordnung vollzogen wird. Hierbei wird angrenzend an den einen Markierungs-Dot Dl eine definierte Anzahl wei¬ terer Markierungs-Dots Dil bis D13 erzeugt, die sich mit dem einen Markierungs-Dot Dl und/oder untereinander auch überschneiden bzw. überlappen können. Sie können auch beabstandet sein. Auf diese Weise wird eine Markierungsstelle erzeugt, die aus mehreren sich mitunter untereinan¬ der überlappenden oder zumindest angrenzenden Markierungs- Dots Dl, Dil besteht, deren visuelle Intensität als Dot- Schar wesentlich größer ist als die eines einzelnen Markie- rungs-Dots Dl. Jeder dieser weiteren Markierungs-Dots Dil bis D13 wird an einer zu markierenden Position P2 bis P4 erzeugt, die zur Position PI beabstandet ist. Damit die vorstehend beschriebene Überschneidung bzw. Überlappung möglich ist, weisen die den weiteren Markierungs-Dots Dil bis D13 zu Grunde liegenden Positionen P2 bis P4 einen Abstand von ca. 5 μπι zur ursprünglichen Position PI und relativ zueinander auf. Somit ergibt sich ausgehend von der Größe eines Markierungs-Dots Dl eine Erweiterung der lateralen Ausdehnung bzw. des Durchmessers von 2,5 μπι.
Mit Hilfe des Multi-Dotsverfahrens lassen sich die laterale Ausdehnung bzw. der Durchmesser der jeweiligen Markierungsstelle und damit die visuelle Intensität derselben in Abhängigkeit von der Anzahl der Markierungs-Dots Dli und deren Überlappung beliebig erhöhen.
Das erfindungsgemäße zweistufige Verfahren lässt es demnach einerseits zu, Markierungs-Dots zu erzeugen, die angrenzend an die Anschmelz- bzw. Abtragszone Z keine derart nachteiligen Bereiche erhöhter Spannung aufweisen, dass damit eine übermäßige Erhöhung der visuellen Intensität über die Zone Z hinaus aufritt, in der die Energieschwelle des Laser- Spots oberhalb der spezifischen Energieschwelle des Kunststoffes liegt. Andererseits gewährleistet das Verfahren durch Anbringung mehrerer solcher Markierungs-Dots Dl, Dil, Dli in verschiedenen beabstandeten Positionen PI, P2, Pi die Herstellung einer Markierungsstelle mit günstiger visueller Intensität.
Eine Positionierung der zu markierenden Oberfläche oberhalb bzw. vor der Brennebene B führt zu einem Markierungs-Dot unterhalb der Oberfläche ( Innenglasmarkierung ) . Die visuelle Intensität eines solchen Markierungs-Dots ist so schwach, dass auch eine Markierungsstelle, bestehend aus mehreren solcher Markierungs-Dots, nicht zielführend ist.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß auch dadurch, dass die zu markierende Oberfläche an der zu markierenden Position PI in einem Abstand a2 zu der Laserlichtquelle platziert wird, der größer ist als der Abstand al und der Laserstrahl in kreisförmigen und/oder alternierenden Bewegungen über die Oberfläche geführt wird, so dass eine verbreiterte Dot-Spur DS erzeugt wird. Der damit einhergehende Wirkungsgedanke ist äquivalent zu dem vorstehend beschrieben. Die mit dem off-fokus-Verfahren erreichbare, günstige Spannungsverteilung wird kombiniert mit einer erhöhten Anzahl an Markierungs-Dots Dl, Dli pro Flächenanteil der zu bearbeitenden Oberfläche, so dass die relativ kleine visuelle Intensität des einzelnen Markierungs-Dots Dl durch die überlappende Anhäufung mehrerer Markierungs-Dots Dli ausgeglichen wird. Bei einem Linienzugverfahren ist die visuelle Intensität eines Markierungs-Dots Dli noch geringer, weil der jeweilige Markierungs-Dot Dl, Dli nur mit einem Laser¬ lichtimpuls (1 Dot-Count) erzeugt wird, so dass ungeachtet der sehr geringen Tiefe insbesondere die laterale Ausdehnung a5 sehr begrenzt ist. Erfindungsgemäß wird der Laserspot aber kreisförmig bzw. alternierend über die Oberfläche geführt, so dass die Dot-Spur DS und damit ihre visuelle Intensität vergrößert werden. Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn der Abstand a2 zwischen 1 mm und 10 mm, zwischen 4 mm und 6,5 mm oder zwi¬ schen 4,6 mm und 6 mm oder zwischen 4,8 mm und 5,2 mm oder 5 mm gewählt wird. Bei einem Abstand a2 in der vorstehend genannten Größe ist das Verhältnis aus visueller Intensität des damit generierbaren Markierungs-Dots Dl, Dil, Dli und der spannungshemmenden Wirkung insbesondere für CR39 optimal. Für den Abstand a2 kommen ungeachtet der vorstehend genannten Bereiche alle folgenden 100 Werte zwischen 1 mm und 10 mm grundsätzlich in Betracht, die einen Abstand von 0,1 mm aufweisen. Also beginnend mit 1 mm, 1,1 mm, 1,2 mm, 1,3 mm, 1,4 mm, 1,5 mm, 1,6 mm usw. bis 9,4 mm, 9,5 mm, 9,6 mm, 9,7 mm, 9,8 mm, 9,9 mm und 10,0 mm.
Hinsichtlich der Einstellung bzw. Bestimmung des Abstan- des al ist eine Variation bzw. Schwankung von bis zu 0,1 mm zu berücksichtigen.
Grundsätzlich kann der Abstand a2 auch kleiner gewählt wer¬ den als der Abstand al. Der damit realisierbare Abtrag ist bei gleicher Laserleistung jedoch kleiner, so dass eine hö¬ here Prozesszeit und/oder mehr Laserleistung erforderlich wäre .
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 weitere Markierungs-Dots Dil, D12, D13, Di er¬ zeugt werden. Ausgehend von einem in der zu markierenden Position platzierten ursprünglichen Markierungs-Dot Dl wird durch Anbringung eines weiteren Markierungs-Dots Dil eine Erweiterung der visuellen Intensität erreicht. Mit der Anbringung von zwei weiteren Markierungs-Dots Dil, D12 wird dies in zwei Richtungen in der Art einer Linie oder eines Dreibeins gewährleistet. Mit drei oder vier weiteren Mar¬ kierungs-Dots Dil, D12, D13 lässt sich eine Erweiterung in zwei rechtwinklig zueinander ausgerichteten Diagonalen rea¬ lisieren. Mehr als vier weiteren Markierungs-Dots Dil, Dli an weiteren Positionen P2, Pi kommt eine entsprechende Er¬ weiterung der visuellen Intensität zu. Die Möglichkeiten der Anordnung sind zahlreich. Da die jeweilige Markierungsstelle in der Regel nur ein Teil der Geometrie der herzu¬ stellenden Markierung Ml ist, steht die Punktförmigkeit der jeweiligen Markierungsstelle, also die punktförmige Anordnung der Markierungs-Dots Dl, Dil, D12, D13 wohl im Vorder¬ grund .
Da sich die Prozesszeit mit der Anzahl der weiteren Markierungs-Dots erhöht, ist ein möglichst günstiges Verhältnis zwischen der Anzahl der weiteren Markierungs-Dots und der gewünschten visuellen Intensität zu wählen. Mit zwei bis fünf weiteren Markierungs-Dots ist ein relativ gutes Ver¬ hältnis gegeben.
Vorteilhaft kann es zudem sein, wenn ein Markierungs-Dot Dl erzeugt wird, dessen laterale Ausdehnung a5 höchstens 5 μιη bis 20 ym oder 5 μτ bis 10 m beträgt. Die laterale Ausdeh¬ nung a5 bestimmt maßgeblich die visuellen Intensität.
Zudem kann es auch sein, dass zumindest zwei benachbarte Markierungs-Dots Dl, Dil, D12, D13 überlappend mit einem Überlappungsabstand a3 angeordnet sind, wobei der Überlappungsabstand a3 zwischen l/5*a5 und 36/40*a5 oder zwischen l/5*a5 und 3/5*a5 oder zwischen 4/5*a5 und 36/40*a5 oder von l/2*a5 gewählt wird. Bei der Wahl des Überlappungsabstandes a3 sind die damit erreichbare laterale Erweiterung, mithin die visuelle Intensität einerseits und die Prozess¬ dauer andererseits zu berücksichtigen.
Es kann auch vorteilhaft sein, wenn benachbarte Positio¬ nen PI, P2, P3, P4, Pi mit einem Abstand a4 von mindestens zwischen l/4*a5 und l/2*a5 und/oder maximal zwischen 3/2*a5 und 2*a5 erzeugt werden. Auch bei der Wahl des Positionsab¬ standes a4 sind die damit erreichbare laterale Erweiterung, mithin die visuelle Intensität einerseits und die Prozessdauer andererseits zu berücksichtigen. Der Überlappungsab¬ stand a3 und der Positionsabstand a4 sind voneinander ab¬ hängig .
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn Laserlicht mit einer Wellenlänge zwischen 100 nm und 400 nm oder zwischen 250 nm und 370 nm oder von 266 nm verwendet wird und dieses wahl¬ weise mit einem Festkörperlaser erzeugt wird. Diese Wellen¬ länge lässt sich mit einem Neodym (Nd) -dotierten Laser wie bspw. dem Nd:YAG Laser oder einem Nd : YV0 -Laser realisie¬ ren. Dieser weist ein günstiges Verhältnis zwischen der erreichbaren Auflösung der herzustellenden arkierungs-Dots und den Anschaffungskosten auf. Das Spektrum um 266 nm hat sich als besonders geeignet herausgebildet. Berücksichtigt wurde einerseits die vom Laser abgebbare Wellenlänge und andererseits das für Linsen verwendete Kunststoffmaterial wie CR39, so dass ein optimales Bearbeitungsergebnis ge¬ währleistet ist.
Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein Brillenglas, hergestellt nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigen:
Figur la eine Prinzipskizze einer Linse mit einer Markierung;
Figur 1b einen Ausschnitt aus Figur la mit einem Markie¬ rungs-Dot als Markierungsstelle; Figur lc eine erweiterte Markierungsstelle mit zwei Markie- rungs-Dots ;
Figur Id eine erweiterte Markierungsstelle mit drei Markie- rungs-Dots ;
Figur le eine erweiterte Markierungsstelle mit vier Markie- rungs-Dots ;
Figur 2a eine Prinzipskizze einer Linse mit einer Markie¬ rung nach Figur la;
Figur 2b einen Ausschnitt aus Figur 2a einer Markierungs- Dot-Spur;
Figur 2c eine erweiterte Markierungsstelle nach dem Linienzugverfahren;
Figur 3 eine Prinzipskizze zum Energieeintrag nach dem
Stand der Technik;
Figur 4 eine Prinzipskizze zum Energieeintrag.
Ein in Figur la dargestelltes Brillenglas 1 weist auf sei¬ ner Oberfläche 1.1 eine erste Markierung Ml sowie eine zweite Markierung M2 auf. Die jeweilige Markierung Ml, M2 besteht aus mehreren Markierungsstellen 3.1 bis 3.4 (nur teilweise bezeichnet) , welche in der Summe zwei sich kreuzende Linien stilisieren.
Gemäß Detailansicht Figur lb ist die jeweilige Markierungsstelle 3.1 aus einem einzigen, mittels Laserlicht hergestellten Markierungs-Dot Dl gebildet, der an einer Position PI auf der Oberfläche 1.1 platziert ist. Der Markierungs-Dot Dl wird durch einen gepulsten Laserstrahl 2.1 erzeugt, wobei sich die Anzahl dieser Pulse (DotCounts) zwischen 2 und 300 pro Markierungs-Dot Dl liegen kann. Nach Ausführungsbeispiel Figur lc wird die Markierungsstel¬ le 3.1 durch den Markierungs-Dot Dl sowie einen weiteren Markierungs-Dot Dil gebildet. Der weitere Markierungs- Dot Dil ist an einer Position P2 platziert, wobei der Ab¬ stand a4 zwischen den beiden Positionen PI, P2 derart gewählt ist, dass der weitere Markierungs-Dot Dil mit dem Markierungs-Dot Dl einen Überlappungsabstand a3 von etwa 5 μτ aufweist. Somit ist die visuelle Intensität dieser Markierungsstelle 3.1 im Verhältnis zu der in Figur lb be¬ schriebenen deutlich größer.
Bei einer lateralen Ausdehnung a5 eines Markierungs- Dots Dl, Dil von 10 pm liegt dem vorstehend genannten Überlappungsabstand a3 von 5 μπι ein Abstand a4 zwischen den jeweiligen Positionen PI, P2 von ebenfalls 5 μκι zu Grunde.
Nach Figur ld ist ergänzend zu den beiden Markierungs- Dots Dl, Dil gemäß Figur lc ein weiterer Markierungs- Dot D12 an einer Position P3 vorgesehen, wobei sich alle drei Markierungs-Dot s Dl, Dil, D12 entsprechend überlappen. Exemplarisch ist nur der Überlappungsabstand a3 zwischen dem Markierungs-Dot D12 und dem Markierungs-Dot Dil einge¬ zeichnet .
Nach dem Ausführungsbeispiel Figur le sind insgesamt vier Markierungs-Dots Dl, Dil, D12, D13 vorgesehen, die relativ zueinander den Überlappungsabstand a3 aufweisen. Exemplarisch ist nur der Überlappungsabstand a3 zwischen dem Markierungs-Dot D13 und dem Markierungs-Dot Dl eingezeichnet.
Grundsätzlich ist es auch möglich, mehr als drei weitere Markierungs-Dots Dil, D12, D13 für eine Markierungsstel¬ le 3.1 vorzusehen. Jedoch bringt jeder weitere Markierungs- Dot Dli eine erhöhte Prozesszeit mit sich, welche u.a. ab- hängig ist von der Pulsfrequenz und der Anzahl der generierten Pulse (DotCounts) pro Markierungs-Dot Dl.
Während die Markierungsstelle nach Figur lc eine längliche Grundform G aufweist, weist die Markierungsstelle 3.1 nach Figur ld eine dreieckige Grundform G und die Markierungsstelle 3.1 nach Figur le eine viereckförmige Grundform G auf. Die visuelle Intensität kann somit aufgrund der Wahl der Grundform G sowie der Variation der Größe der Markie¬ rungsstelle 3.1, mithin der Variation der Anzahl von Mar- kierungs-Dots Dl, Dli insgesamt verändert werden. Der Grundform G der jeweiligen Markierungsstelle 3.1 kann im Rahmen einer optischen Auswertung der Markierung eine Mitte M zugeordnet werden.
Nach Figur 2a ist eine Markierung M2 als Kreis ausgebildet und besteht nicht aus einzelnen voneinander getrennten Mar¬ kierungsstellen 3.1, 3.2. wie es bei der Markierung Ml der Fall ist. Der Kreis wird durch ein Linienzugverfahren her¬ gestellt, bei dem eine Laserlichtquelle 2 kontinuierlich über die Oberfläche 1.1 geführt wird. Es wird somit nachei¬ nander auf Grundlage der Laserlichtpulsfrequenz eine Dot- Spur DS, bestehend aus mehreren sich überlappenden Markie- rungs-Dots Dl, Dil, ... Dli nach Figur 2c erzeugt. Zwecks Erhöhung der visuellen Intensität derselben wird der Laser¬ strahl 2.1 bzw. der Spot gemäß skizzierter Relativgeschwindigkeit R alternierend bzw. wellenförmig geführt, so dass die insgesamt erzeugte Dot-Spur DS eine Breite b aufweist, die breiter ist, als die laterale Ausdehnung a5 des einzel¬ nen Markierungs-Dots Dl, Dli.
Nach dem Ausführungsbeispiel Figur 2b wird eine separate Markierungsstelle 3.1 erzeugt, jedoch im Linienzugverfah¬ ren, d. h. der Laserstrahl 2.1 bzw. der Spot wird gemäß skizzierter Relativgeschwindigkeit R kreisförmig bzw. im Kreis geführt. Die Vorgehensweise nach Fig. 2c, 2b unterscheiden sich von den Vorgehensweisen nach Figur 1 c, ld, oder le dadurch, dass der jeweilige Markierungs-Dot Dl, Dil nur mit einem Laserlichtimpuls (1 Dot-Count) erzeugt wird, mithin seine laterale Ausdehnung a5 bzw. visuelle Intensitär kleiner ist. Vor diesem Hintergrund ist der Versatz a4 kleiner gewählt als nach der Vorgehensweise gemäß Figur lc - le, sodass das Verhältnis zwischen lateraler Ausdehnung a5 und Überlappungsabstand a3 günstig bleibt. Der Versatz a4 wird begründet durch das Verhältnis von der Pulsfrequenz der Laserlichtquelle 2 zu der Relativgeschwindigkeit R zwischen der Oberfläche 1.1 und dem Laserstrahl 2.1 bzw. der Laserlichtquelle 2 oder einer das Laserlicht emittierenden Optik wie eine Linse oder ein Um¬ lenkelement. Die laterale Ausdehnung a5 wird durch die Leistung des Lasers bzw. die erreichte Energieverteilung auf der Oberfläche, wie nachfolgend beschrieben, bestimmt.
Die in Figur 3 und Figur 4 dargestellten Schaubilder zeigen die Energieverteilung einer Energie E des Laserstrahls 2.1 innerhalb eines auf der Oberfläche 1.1 auftreffenden Spots 2.2 des Laserstrahls 2.1 über den Weg S. Die Position PI der Oberfläche 1.1 der Linse 1 ist zentrisch zum Laserstrahl 2.1 angeordnet, wobei sich nach Figur 3 die Oberfläche 1.1 der Linse 1 mit der Position PI innerhalb einer Brennebene B des Laserstrahls 2.1 befindet. Die Energieverteilung über dem Spot weist dort den Maximalwert Emax auf. Der Laserstrahl 2.1 wird durch eine Laserlichtquelle 2 erzeugt, die mit einem Abstand a2 von der Oberfläche 1.1 der Linse 1 entfernt ist. Die Brennebene B weist zur Laserlichtquelle 2 einen Abstand al auf. Da die Oberfläche 1.1 der Linse 1 in der Brennebene B angeordnet ist, sind die Abstände al, a2 identisch. Im Bereich des Spots 2.2 des La- serstrahls 2.1 auf der Oberfläche 1.1 ergibt sich in etwa ein hier skizziertes Energieprofil EP für die Energieverteilung. Ausgehend vom äußeren Rand des Spots 2.2 nimmt die Energie pro Fläche bis ins Zentrum des Spots 2.2 bei der Position PI kontinuierlich bis auf Emax zu und flacht entsprechend zum gegenüberliegenden Rand hin wieder ab. Bei der Bestrahlung von Kunststoffmaterial CR39 wird eine Energieschwelle ECR39 des Materials nur in einer zentralen Zone Z des Spots 2.2 überschritten. Innerhalb dieser Zone Z erfolgt ein Verdampfungs- bzw. Abtragprozess des Kunststoffmaterials , während außerhalb dieser Zone Z ein Ver- dampfungs- bzw. Abtragprozess mangels Energieniveau nicht stattfindet. Das sich ergebende Energieprofil EP weist jedoch insbesondere am Rand der Zone Z ein sehr steiles Energieprofil EP bzw. einen sehr großen Gradienten auf, so dass angrenzend an die Zone Z der Energieeintrag mit zunehmendem Abstand von der Zone Z stark abnimmt. Dies hat erfahrungsgemäß unter anderem zur Folge, dass im Randbereich der Zone Z erhöhte Spannungszustände im Material erzeugt werden, die einen abrupten Wechsel der optischen Eigenschaften oder gar Risse zur Folge haben. Diese spannungsbehafteten bzw. rissbehafteten Grenzbereiche sind jedoch nachteilig für die Wiederholbarkeit des Verfahrens bzw. die damit erreichbare Präzision bzw. Auflösung der erzeugbaren Markierungs- Dots Dl.
Im Vergleich hierzu ist in Figur 4 die erfindungsgemäße Verfahrensweise skizziert. Die Oberfläche 1.1 befindet sich im Abstand a2 von der Laserlichtquelle 2, wobei der Abstand a2 größer ist als der Abstand al zwischen der Laserlichtquelle 2 und der Brennebene B. Der auf der Oberfläche 1.1 erhaltene Spot 2.2 ist somit etwas größer als es in der Brennebene B der Fall wäre. Als wesentlicher Unterschied ist jedoch festzustellen, dass das im Spot 2.2 er- haltene Energieprofil EP nur in einer wesentlich kleineren Zone Z die Energieschwelle ECR39 überschreitet und angrenzend an diese Zone Z mit einem deutlich kleineren Gradien¬ ten, d. h. wesentlich flacher verläuft. Dies hat zur Folge, dass angrenzend an die Zone Z zwar ebenfalls kein Verdamp- fungs- bzw. Abtragsprozess stattfindet, jedoch ist der an¬ grenzend an die Zone Z erreichte Energieeintrag aufgrund des geringeren Gradienten wesentlich größer, was eine span- nungsreduzierende Wirkung in dem Bereich angrenzend an die Zone Z mit sich bringt.
Da die visuelle Intensität eines einzelnen Markierungs- Dots Dl, Dil, Dli nach der vorstehend beschriebenen Varian¬ te aufgrund des geringeren Durchmessers deutlich kleiner ist als nach der herkömmlichen Verfahrensweise gemäß Fi¬ gur 3, ist es in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, gemäß Ausführungsbeispiel 1c bis le die jeweilige Mar¬ kierungsstelle 3.1 durch die Aufbringung mehrerer sich überlappender Markierungs-Dots Dl, Dil, Dli in verschiedenen Positionen PI, P2 auszubilden. Das Maß der Überlappung der verschiedenen Markierungs-Dots Dl, Dil, D12 usw. hängt maßgeblich von der visuellen Intensität des einzelnen Markierungs-Dots sowie der gewünschten visuellen Intensität der Markierungsstelle 3.1 insgesamt ab. Ein hier als vorteilhaft erwiesener Überlappungsabstand a3 beträgt ca. 5 μπι. Aufgrund der vorhandenen Steuerungsmittel lassen sich die den verschiedenen Markierungs-Dots Dl, Dil, D12 usw. zugrunde liegenden Positionen PI, P2 usw. jedoch mit aus¬ reichender Auflösung auswählen. Gleiches gilt für die Ver¬ fahrensweise nach Fig. 2a-2c betreffend das Linierzugverfahren . Bezugs zeichenliste
1 Brillenglas
1.1 Oberfläche
2 Laserlichtquelle
2.1 Laserstrahl
2.2 Spot
3.1 Markierungsstelle, Dot-Schar
3.2 Markierungsstelle, Dot-Schar
3.3 Markierungsstelle, Dot-Schar
3.4 Markierungsstelle, Dot-Schar
al Abstand zwischen 2 und B
a2 Abstand zwischen 2 und 1.1
a3 Überlappungsabstand
a4 Abstand zwischen den Positionen PI, P2, Versatz a5 laterale Ausdehnung von Dl, Dil
b Breite von DS
B Brennebene
Dl Markierungs-Dot
Dil weiterer Markierungs-Dot
D12 weiterer Markierungs-Dot
D13 weiterer Markierungs-Dot
Dli Markierungs-Dot
DS Dot-Spur
E Energie
ECR39 Energieschwelle von CR39
Emax Maximum des Energieprofils
EP Energieprofil
G Grundform
M Mitte der Grundform
Ml Markierung M2 Markierung
PI Position
P2 Position
P3 Position
P4 Position
Pi Position
R Relativgeschwindigkeit
S Weg
Z Zone

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erstellen einer aus mehreren Markierungsstellen (3.1, 3.2) bestehenden Markierung Ml auf einer Oberfläche (1.1) eines Brillenglases (1) aus Kunststoff mittels eines durch eine Laserlichtquelle (2) generier¬ ten Laserstrahls (2.1), wobei der jeweiligen Markierungsstelle (3.1, 3.2) jeweils eine Position PI zugeordnet wird und die Laserlichtquelle (2) in einem Abstand al eine Brennebene B aufweist, bei dem
a) die zu markierende Oberfläche (1.1) an der jeweili¬ gen Position PI der jeweiligen Markierungsstelle (3.1, 3.
2) mit jeweils einem oder mehreren Laserlichtimpulsen beaufschlagt wird und auf diese Weise je Position PI ein Markierungs-Dot Dl mit einer lateralen Ausdehnung a5 erzeugt wird, der die jeweilige Markierungsstelle (3.1,
3.2) bildet,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass b) die zu markierende Oberfläche (1.1) an der zu markierenden Position PI in einem Abstand a2 zu der Laserlichtquelle (2) platziert wird, der größer ist als der Abstand al;
c) zwecks Herstellung der jeweiligen einer der Position PI zuzuordnenden Markierungsstelle (3.1), mindestens ein weiterer Markierungs-Dot Dil, D12, D13 erzeugt wird, der seitlich versetzt zum Markierungs-Dot Dl in mindestens einer Position P2, P3, P4, Pi angeordnet ist, wobei benachbarte Positionen PI, P2, P3, P4, Pi mit einem Abstand a4 versehen sind. Verfahren zum Erstellen einer Markierungsstelle (3.1) an einer Position PI einer Oberfläche (1.1) eines Bril lenglases (1) aus Kunststoff mittels eines durch eine Laserlichtquelle (2) generierten Laserstrahls (2.1), der im Linienzugverfahren über die Oberfläche (1.1) ge führt wird, bei dem eine stetige Relativgeschwindigkeit R zwischen der Oberfläche (1.1) und der Laser¬ lichtquelle (2) gewährleistet wird, so dass mehrere Markierungs-Dots Dl, Dli in Form einer Dot-Spur DS mit jeweils einem der Relativgeschwindigkeit nach ausgerichteten Versatz a4 erzeugt werden, der bestimmt wird durch das Verhältnis von der Pulsfrequenz der Laser¬ lichtquelle (2) zu der Relativgeschwindigkeit R, wobei der jeweilige Markierungs-Dot Dl, Dli eine laterale Ausdehnung a5 aufweist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass a) die zu markierende Oberfläche (1.1) an der zu markierenden Position PI in einem Abstand a2 zu der Laser lichtquelle (2) platziert wird, der größer ist als der Abstand al;
b) der Laserstrahl (2.1) in kreisförmigen und/oder al¬ ternierenden Bewegungen über die Oberfläche (1.1) ge¬ führt wird, so dass eine verbreiterte Dot-Spur DS erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass der Abstand a2 zwischen 1 mm und 10 mm, zwischen
4 mm und 6,5 mm oder zwischen 4,6 mm und 6 mm oder zwi sehen 4,8 mm und 5,2 mm oder 5 mm größer ist als der
Abstand al.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 3 oder 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen 2 und 10 oder zwischen 2 und 5 oder 3 oder 4 oder 5 weitere Markierungs-Dots Dil, D12, D13, Dli erzeugt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Markierungs-Dot Dl erzeugt wird, dessen laterale Ausdehnung a5 höchstens 5 μπι bis 20 μπι oder 5 μπι bis 10 \i beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest zwei benachbarte Markierungs-Dots Dl, Dil, D12, D13 überlappend mit einem Überlappungsabstand a3 angeordnet sind, wobei der Überlappungsabstand a3 zwischen l/5*a5 und 36/40*a5 oder zwischen l/5*a5 und 3/5*a5 oder zwischen 4/5*a5 und 36/40*a5 oder von l/2*a5 gewählt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass benachbarte Positionen PI, P2, P3, P4, Pi mit einem Abstand a4 von mindestens zwischen l/4*a5 und l/2*a5 und/oder maximal zwischen 3/2*a5 und 2*a5 erzeugt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass Laserlicht mit einer Wellenlänge zwischen 100 nm und 400 nm oder zwischen 250 nm und 370 nm oder von 266 nm verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Festkörperlaser wie ein Neodym (Nd) -dotierter Laser verwendet wird.
10. Brillenglas (1) mit einer Markierung, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014207381A1 (fr) * 2013-06-28 2014-12-31 Essilor International (Compagnie Générale d'Optique) Procédé de fabrication d'une lentille ophtalmique comportant une étape de marquage laser pour réaliser des gravures permanentes sur une surface de ladite lentille ophtalmique
EP3046719B1 (de) 2013-09-20 2018-11-28 Essilor International Vorrichtung und verfahren zur markierung einer ophthalmischen linse mit gepulstem laser mit pro puls ausgewählter längenwelle und energie

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0601857A1 (de) * 1992-12-09 1994-06-15 Menicon Co., Ltd. Verfahren zum Markieren einer ophthalmischen Linse
WO1999016625A1 (en) * 1997-09-08 1999-04-08 Thermark, Llc Laser marking method
JP2003156667A (ja) 2001-11-21 2003-05-30 Seiko Epson Corp レーザマーキング方法
DE10243737B3 (de) 2002-07-24 2004-07-15 Optiray Laser Gmbh Vorrichtung zur Bearbeitung eines Substrats mit Hilfe von Laserstrahlung
EP1886826A2 (de) * 2006-08-11 2008-02-13 Kba-Metronic Ag Vorrichtung und Verfahren zur Markierung von Einzelobjekten
EP2184127A1 (de) * 2008-10-29 2010-05-12 3D-Micromac AG Lasermarkierverfahren, Verwendung einer Lasermarkiervorrichtung und Optikelement

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0601857A1 (de) * 1992-12-09 1994-06-15 Menicon Co., Ltd. Verfahren zum Markieren einer ophthalmischen Linse
WO1999016625A1 (en) * 1997-09-08 1999-04-08 Thermark, Llc Laser marking method
JP2003156667A (ja) 2001-11-21 2003-05-30 Seiko Epson Corp レーザマーキング方法
DE10243737B3 (de) 2002-07-24 2004-07-15 Optiray Laser Gmbh Vorrichtung zur Bearbeitung eines Substrats mit Hilfe von Laserstrahlung
EP1886826A2 (de) * 2006-08-11 2008-02-13 Kba-Metronic Ag Vorrichtung und Verfahren zur Markierung von Einzelobjekten
DE102006037921A1 (de) 2006-08-11 2008-02-28 Kba-Metronic Ag Vorrichtung und Verfahren zur Markierung von Einzelobjekten
EP2184127A1 (de) * 2008-10-29 2010-05-12 3D-Micromac AG Lasermarkierverfahren, Verwendung einer Lasermarkiervorrichtung und Optikelement

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014207381A1 (fr) * 2013-06-28 2014-12-31 Essilor International (Compagnie Générale d'Optique) Procédé de fabrication d'une lentille ophtalmique comportant une étape de marquage laser pour réaliser des gravures permanentes sur une surface de ladite lentille ophtalmique
FR3007678A1 (fr) * 2013-06-28 2015-01-02 Essilor Int Procede de fabrication d'une lentille ophtalmique comportant une etape de marquage laser pour realiser des gravures permanentes sur une surface de ladite lentille ophtalmique
US10543566B2 (en) 2013-06-28 2020-01-28 Essilor International Method for producing an ophthalmic lens comprising a step of laser marking in order to produce permanent etchings on one surface of said ophthalmic lens
US11305382B2 (en) 2013-06-28 2022-04-19 Essilor International Command/control unit and computer program for producing an ophthalmic lens comprising a step of laser marking in order to produce permanent etchings on one surface of said ophthalmic lens
EP3046719B1 (de) 2013-09-20 2018-11-28 Essilor International Vorrichtung und verfahren zur markierung einer ophthalmischen linse mit gepulstem laser mit pro puls ausgewählter längenwelle und energie

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