(57)【要約】本発明は、光学素子、特に自動車における使用のための格納可能なシートを形成するための光学素子を製造する方法に関する。その方法にあって、光学素子は、光学素子を形成するステップの結果である最終状態における、３次元形状を有する光学素子であり、光学素子は拡張する形状を有するように意図されており、第１の主面と、第２の主面と、光学素子（１）の端面とを備え、光学素子を形成する方法は、第１のステップにあって、第１の主面と、第２の主面と光学素子（１）の端面とが関係している限り、光学素子（１）に最終の３次元形状を付与するために光学素子（１）を形成し、第２のステップにあって、光学素子（１）の前記面の内の少なくとも一つを洗浄し、第３のステップにあって、第１の主面及び／又は第２の主面に機能的なコーティングを適用する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に、自動車における使用のための格納可能なシートを形成するための光学素子のような、光学素子（１）を製造するための方法にあって、
光学素子（１）は、光学素子を形成するステップの結果である最終状態における、３次元形状を有する光学素子であり、光学素子は拡張する形状を有するように意図されており、
第１の主面と、
第２の主面と、
光学素子の端面とを備え、
光学素子を形成する方法は、
第１のステップにあって、第１の主面と、第２の主面と光学素子の端面とが関係している限り、光学素子に最終の３次元形状を与えるために光学素子を形成し、
第２のステップにあって、光学素子の前記面の内の少なくとも一つを洗浄し、
第３のステップにあって、第１の主面及び／又は第２の主面に機能的なコーティングを適用することを特徴とする、
光学素子（１）を製造するための方法。
【請求項２】
前記方法の第３のステップは、真空蒸着を使用する機能的なコーティングを適用するための処理を用いる機能的なコーティングを適用することを特徴とする請求項１に記載の光学素子（１）を製造するための方法。
【請求項３】
前記方法の第１のステップの間、光学素子の形成が熱成形処理を用いて行なわれることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子（１）を製造するための方法。
【請求項４】
前記方法の第１のステップの間、射出成形処理を用いて光学素子（１）を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子（１）を製造するための方法。
【請求項５】
前記方法の第１のステップの間、光学素子（１）の形成が打ち抜き処理及び／又は押し出し処理を用いて行なわれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学素子（１）を製造するための方法。
【請求項６】
光学素子（１）の端面には、前記方法の第１のステップの後に、変更処理が施されないことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学素子（１）を製造するための方法。
【請求項７】
光学素子（１）はプラスチック材料により形成され、好ましくは熱成形プラスチック材料により形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学素子（１）を製造するための方法。
【請求項８】
光学素子（１）、特に自動車に用いられる格納可能なシートを形成するための光学素子であり、光学素子の３次元形状を有する最終段階にあって、つまり光学素子の形成ステップの結果にあって、光学素子は拡張形状を有し、この拡張形状を有することを意図した光学素子（１）は、
第１の主面と、
第２の主面と、
光学素子（１）の端面とを備え、
この光学素子（１）は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学素子（１）を製造するための方法を用いることによって得られることを特徴とする光学素子（１）。
【請求項９】
前記光学素子（１）の端面は、少なくとも一部が凸形状に形成されることを特徴とする請求項８に記載の光学素子（１）。
【請求項１０】
前記請求項８又は９の光学素子（１）を製造するための装置（２）であって、
製造装置を用いて、光学素子（１）の形成ステップの結果により、光学素子（１）を３次元に形成し、さらに拡張形状を有する光学素子（１）は、
第１の主面と、
第２の主面と、
光学素子（１）の端面とを備え、
光学素子の形成の間、第１の主面、第２の主面及び光学素子の端面が関連する限り、光学素子に最終的な３次元形状を付与することを特徴とする装置（２）。
【請求項１１】
ディスプレイ、特に自動車用のディスプレイデバイスであり、ディスプレイは、ディスプレイデバイスの使用者が見つめている通常の方向における光学経路に沿って画像を投影するために画像を製造する投射モジュールを備え、
前記ディスプレイデバイスは、拡張する形状を有する光学素子（１）を備えてなり、この光学素子（１）は、
第１の主面と、
第２の主面と、
光学素子（１）の端面とを備えており、
光学素子を形成するステップの結果である、３次元形状を有するその最終状態における光学素子（１）は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学素子（１）を製造するための方法を用いて得られることを特徴とするディスプレイデバイス。
【請求項１２】
光学素子（１）は、第１の静止の位置と、第２の表示の位置との間で動かされることが意図され、光学素子（１）は使用者が見つめている通常の方向における表示の位置状態に配置されることを特徴とする請求項１１に記載のディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を製造する方法に関し、特に自動車における使用のための格納可能なシート（retractable sheet）を形成するための光学素子を製造する方法に関する。本発明は、光学素子に関し、特に自動車における使用のための格納可能なシートを形成するための光学素子、及び特に自動車用のディスプレイデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドアップディスプレイを用いるディスプレイデバイスは、２、３年の間に、自動車分野にあって日常的に使用されるようになった。
【０００３】
ヘッドアップディスプレイは、自動車の前方空間を運転者が眺めているときに、情報が視界範囲内に投影されるようにするので、自動車の運転者はこの情報を、自動車の前方空間から目を離すことなく、投影される情報を読むことができる。同時に、自動車の運転者は、目の遠近を調整することなく、この情報を読むことができる。
【０００４】
あるディスプレイデバイスは、自動車の前方の空間を運転者が見つめているときに、情報を視界に投影するためにフロントガラスを用いている。そのような装置は、特に、必要とされる部品の数に関して、原理的に有利であると思われるが、自動車のフロントガラスの傾斜又は他のガラスの傾斜が、空気力学の基準又は自動車の機械的な強度／安定性に関する基準を満たす必要があるので、これにより、自動車の運転者の視界におけるディスプレイデバイスの位置決めに有利な傾斜角度をいつも提供できるとは限らない。このような理由により、ある種の車両は、独立型の反射シートを備えるヘッドアップディスプレイを備え付けてきた。
【０００５】
そのような方法にて用いられるためには、自動車用ディスプレイデバイスにあって格納可能なシートとして作用する光学素子は、光学素子が少なくとも部分的に反射及び／又は少なくとも部分的に透明であるような光学的特性を有する必要がある。そのような光学特性は、機能的なコーティング（functional coating）、特に反射又は非反射コーティング（光学素子を介して光の伝達を許容又は増加する）を用いて実現される。
【０００６】
本発明に係る光学素子は、ディスク又はシート又は自動車の前方の空間の視界に、光学情報をディスプレイデバイスからの情報に重ね合わせる（混合する）のでコンバイナ（combiner）としてさえも言及される。
【０００７】
そのような光学素子は、通常、３次元形成処理、特に、例えば射出成形のような熱成形処理を用いて製造される。そのような３次元光学素子を製造する方法は、一般的に周知である。
【０００８】
従来における、そのような方法の一つの不利な点は、光学素子を製造する方法が、光学素子の少なくとも一端をミリング（milling）するステップを通常、要することである。光学素子の表面、特に端部のような光学素子の表面を改良するようなステップは、光学素子の製造のコストのかなりの割合を占める。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の重要な目的は、前述したような周知の技術の不利な点を克服することであり、さらに本発明の他の目的は、特に、自動車にて使用される格納可能なシートを形成するための光学素子のような光学素子を製造する方法を提案することである。そのような製造の方法は、光学素子の製造のためのコストを低減するだけでなく、光学素子の製造のための時間も低減する。
【００１０】
本発明の他の目的は、光学素子、特に自動車にて用いられる格納可能なスクリーンを形成するための光学素子である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る、この目的は光学素子、特に自動車における使用のための格納可能なシートを形成するための光学素子を製造する方法を用いることによって達成される。その方法にあって、光学素子は、光学素子を形成するステップの結果である最終状態における、３次元形状を有する光学素子であり、光学素子は拡張する形状（expansive shape）を有するように意図されており、
第１の主面と、
第２の主面と、
光学素子（１）の端面とを備え、
光学素子を形成する方法は、
第１のステップにあって、第１の主面と、第２の主面と光学素子（１）の端面とが関係している限り、光学素子（１）に最終の３次元形状を付与するために光学素子（１）を形成し、
第２のステップにあって、光学素子（１）の前記面の内の少なくとも一つを洗浄し、
第３のステップにあって、第１の主面及び／又は第２の主面に機能的なコーティングを適用する。
【００１２】
そのような製造方法は、特に、光学素子の端部領域（又は光学素子の端面）のミリングステップを避けることによって、光学素子をよりシンプル、かつ低価格で製造することを可能とする。
【００１３】
さらに、本発明によれば、製造の少なくとも一つのステップを避けることができるので、少ない投資コストにより光学素子を製造することが有利に可能となる。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によれば、方法の第３のステップは、真空蒸着を使用する機能的なコーティングを採用するための処理を用いる機能的なコーティングを適用することを含むことを意図している。
【００１５】
本発明の好ましい発展によれば、方法の第１のステップの間、光学素子の形成が熱成形処理を用いて行なわれることが見出される。
【００１６】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、方法の第１のステップの間、射出成形処理を用いて光学素子を形成することが意図される。
【００１７】
本発明の好ましい発展によれば、方法の第１のステップの間、光学素子の形成が打ち抜き処理（stamping process）及び／又は押し出し処理（extrusion process）を用いて行なわれることが見出される。
【００１８】
そのような製造方法の実施形態によれば、光学素子の３次元形状を自由に本発明により画定することが有利に可能となり、光学素子の適用、つまり自動車の機能的要件に最も適するようになる。
【００１９】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、光学素子の端面は、製造方法の第１のステップの後に、さらなる変更処理を受けないことを意図している。
【００２０】
さらに、本発明によれば、光学素子の端面は、所定の仕上げ、又は所定の粗度（又は所定の表面仕上げ）を有することを意図している。仕上げ又は粗度は、VDI値を用いて表現される。VDI値は、VDI粗度スケール（VDI＝Verein Deutscher Ingerieure−ドイツ技術者協会規格）に対応する。表面の様々なクラス分け（等級付与）用にマイクロメータにて測定された粗度値に対応する。これらは、算術による粗度平均「arithmetic roughness average」又は「Ｒａ」値と言及される。値の等価（定義）は、VDI 10：0.32μm；VDI 12：0.4μm；VDI 15：0.56μm；VDI 18：0.8μm；VDI 21：1.12μm；VDI 22：1.26μm；VDI 24：1.6μm；VDI 27：2.24μm；VDI 30：3.15μm；VDI 33：4.5μm；VDI 36：6.3μm；VDI 39：9μm；VDI 42：12.5μm；VDI 45：18μmである。本発明によれば、等級（又は標準）VDI 27(Ra 2.24μm）最大VDI 36(Ra 6.3μm）での端面仕上げ（又は粗度）を用いることが好ましい。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態では、光学素子はプラスチック材料により形成され、好ましくは熱成形プラスチック材料により形成されることが見出される。
【００２２】
本発明は、光学素子に関し、特に自動車に用いられる格納可能なシートを形成するための光学素子に関する。光学素子の３次元形状を有する最終段階にあって、つまり光学素子の形成ステップの結果にあって、光学素子は拡張形状を有する。拡張形状を有することを意図した光学素子は、
第１の主面と、
第２の主面と、
光学素子の端面とを備える。
この光学素子は、本発明に係る方法を用いることによって得られる。
【００２３】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、光学素子の端面は凸形状、つまり曲線が外側に向かう少なくとも一部を備えることを意図している。
【００２４】
このため、本発明によれば、光学素子の実用的なアプリケーションにあって、端面（拡大の主面に沿って全体的に拡張する、光学素子の主面ではないそれらの表面）の光学素子の光学特性を破壊させないことが、有利に可能となる。
【００２５】
本発明は、本発明による光学素子を製造するための装置にも関する。光学素子を３次元に形成される補助を伴う、これは光学素子の形成ステップの結果であり、拡張形状を有することを意図される光学素子は、
第１の主面と、
第２の主面と、
光学素子の端面とを備え、
光学素子を製造するための装置は、光学素子の形成の間、第１の主面、第２の主面及び光学素子の端面が関連する限り、光学素子に最終的な３次元形状を与えることを意図している。
【００２６】
光学素子を形成するためのそのような装置は、例えば、特に射出成形処理を用いて、成形工具を形成する。
【００２７】
さらに、本発明は、特に、自動車用のディスプレイデバイスにも関する。ディスプレイは、ディスプレイデバイスの使用者が見つめている通常の方向における光学経路に沿って投影する目的のために画像を製造する投射モジュールを備える。ディスプレイデバイスは、拡張する形状を有する光学素子を備えてなり、光学素子は、第１の主面と、第２の主面と、光学素子の端面とを備えており、光学素子を形成するステップの結果である、３次元形状を有するその最終状態における光学素子は、本発明に係る方法を用いて得られる。
【００２８】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、光学素子は、第１の静止の位置と、第２の表示の位置との間で動かされることが意図され、光学素子は使用者が見つめている通常の方向における表示の位置状態に配置される。
【００２９】
本発明のさらなる特徴及び利点が本発明の一つの非制限的な実施形態についての以下の説明を読むことから明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本発明は、非制限的な具体例の仕様によって与えられる好ましい実施形態に関する、添付される概略的な図面を参照した説明、以下の説明の効力によって理解されるであろう。
【００３１】
【図１】本発明に係る光学素子を製造するためのデバイスの概略的な断面図である。
【図２】光学素子の表面への被膜の洗浄及び／又は適用のための装置の概略的な断面図である。
【図３】本発明に係る光学素子を洗浄する超音波装置の概略的な断面図である。
【図４】本発明に係る光学素子の少なくとも一つの表面上における機能的なコーティングの真空蒸着用の装置の概略的な断面図である。
【図５】本発明に係る光学素子の特性を試験している３次元データによる概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
添付の図面の図１乃至５に示されるように、光学素子１は、本発明に係る製造方法を用いて、シンプルかつ効果的な方法により製造される。
【００３３】
光学素子１は、例えば、自動車における使用のための格納可能なシート（retractable sheet）を形成するための光学素子として使用される。そのような光学素子は、特にディスプレイを有する自動車に用いられる。ディスプレイは、ディスプレイデバイスの使用者が見つめている通常の方向における光学経路に沿って投影する目的のために画像を製造する投射モジュールを備える。
【００３４】
全般的に、光学素子は、第１の主面と、第２の主面と、光学素子の端面とを備える、拡張性形状を有する。
【００３５】
本発明に係る想像方法によれば、光学素子１は、光学素子１を形成するステップの結果である、３次元形状を有する。光学素子は、以下のステップを備えるが、
第１のステップにあって、第１の主面と、第２の主面と光学素子の端面とが関係している限り、光学素子に最終の３次元形状を与えるために光学素子を形成し、
第２のステップにあって、光学素子の前記面の内の少なくとも一つを洗浄し、
第３のステップにあって、第１の主面及び／又は第２の主面に機能的なコーティングを適用する。
【００３６】
本発明に係る方法の第１ステップは、本発明に係る光学素子１を製造する装置２の概略的な断面を示す図１に描写される。製造装置２は、例えば、プラスチック材料を射出成形するための装置という形で提供される。そのようなプラスチック材料は、好ましくは、熱によって成形される。
【００３７】
製造装置２は、円筒部２．１と、スクリュコンベヤ２．２と、装填ホッパ２．３と、インジェクタ２．４と、さらに２部からなる成形用具２．５とを備える。２部からなる成形用具２．５は、第１の部品２．５．１と第２の部品２．５．２とを備える。プラスチック材料のか粒（granules）３は、装填ホッパ２．３を介して製造装置２に供給され、スクリュコンベヤ２．２によって製造装置２の円筒部２．１に運搬される。スクリュコンベヤ２．２の作用と、その経路における円筒部２．１の加熱により、プラスチック材料のか粒３は加熱され、円筒部２．１におけるスクリュコンベヤ２．２の端部にて、プラスチック材料の溶融塊となる。
【００３８】
射出段階の間、スクリュコンベヤ２．２には、プラスチック材料の溶融塊（つまり溶融状態となったか粒３）が、比較的に高圧が適用されることによって、インジェクタ２．４を介して製造装置２の射出成形用具２．５の二つの部品２．５．１と２．５．２の間の空洞２．６に押し出されるように、圧力がかけられる（機械的に、又は液体圧力的に、或いはその両方の組み合わせよって）。
【００３９】
製造装置２の射出成形用具２．５（閉鎖状態の）の二つの部品２．５．１と２．５．２の間の空洞２．６は、光学素子１に、端面が最終形状、特に、凸状の端部を有するように、最終形状を与えることを意図している。光学素子１を形成するステップを介して、光学素子１の端部をミリングするステップを省略することを可能としている。
【００４０】
光学素子１用の所望の形状に依存し、射出成形用具２．５（及び二つの部品２．５．１と２．５．２）は、形成ステップを残して、例えば、1mmから10mmの間、つまり、1mm又は2mm又は3mm又は4mm又は5mm又は6mm又は8mm又は10mmの半径を有する曲率を有する端面を、光学素子１に与えるような空洞２．６を画定することを意図している。
【００４１】
射出成形用具２．５の二つの部品２．５．１と２．５．２は、それらが、閉鎖状態にあって、空洞２．６を画定するように、特に、形成される。例えば、射出成形用具２．５の第１の部品２．５．１及び第２の部品２．５．２の形状の対策を通して、いかなるはみ出しを形成することのリスクが低減されるように、第１の部品２．５．１及び第２の部品２．５．２が一緒に密接にフィットする。
【００４２】
本発明に係る光学素子の端面は、好ましくは、所定の仕上げ、又は所定の粗度（又は所定の表面仕上げ）を有する。例えば、光学素子の端面は、等級（又は標準）VDI 27(2.24μm）から最大VDI 36(Ra 6.3μm）での範囲にある。
【００４３】
さらに、光学素子１を形成するステップは、他の形成処理、圧力印加及び／又は射出による、特に好ましくは熱成形処理を用いて実行される。
【００４４】
図２は、本発明に係る製造方法の第２のステップを示す。このステップにあって、光学素子１は、その少なくとも一つの面が洗浄される（製造装置２を離して）。この第２のステップは、機能的なコーティング（特に、液浸装置４における液浸）を適用するステップを含む。
【００４５】
本発明の他の実施の形態にあって、光学素子は製造の第２のステップの間、他の洗浄及び／又は蒸着処理を用いて、処置される。
【００４６】
図３は、超音波装置５での、槽における光学素子１の洗浄を意図する光学素子１の製造における他のステップを示す。
【００４７】
超音波装置５は、例えば、蒸留化又はイオン化された水６を含むタンク５．１を備える。タンク５．１内にて、超音波発生器５．２は、光学素子１が洗浄される超音波を生成する。
【００４８】
図４は、本発明に係る光学素子１の少なくとも一面上における機能的なコーティングの真空蒸着用に装置７を用いる光学素子１の製造における第３のステップを示す。機能的なコーティングは、特に反射又は非反射特性が処置される表面を提供する光学被膜である。
【００４９】
図５は、特性をチェックするためのチェックステップを示す。特に光学素子１の３次元形成の性能をチェックする。光学素子１の光学特性は、３次元データを用いてチェックされる。
【図１】
2014531606.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014531606.tif 000007
【国際調査報告】
2014531606.tif 000008
2014531606.tif 000009
2014531606.tif 000010
2014531606.tif 000011