DE19716145C2 - Verfahren zur Herstellung eines Substrates für optische Bauteile und nach dem Verfahren hergestelltes Substrat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Substrates für op­ tische Bauteile und nach dem Verfahren hergestelltes Substrat für ein optisches Bauteil.

An optische Bauteile werden oft hohe Anforderungen bezüglich der Beschaffen­ heit und Formtreue der optisch aktiven Flächen gestellt.

Üblicherweise können diese Forderungen durch Substrate aus dem Werkstoff Glas mit aufwendiger und sehr teurer Bearbeitung realisiert werden. Zu denken ist hier beispielsweise an Zylinder-Spiegel mit Verhältnissen von Länge zu Breite von 20 : 1 oder auch sphärische oder asphärische Spiegel etc.

Zunehmend werden gerade solche hochanspruchsvollen technischen Lösungen aber auch für Geräte benötigt, bei denen es auf eine kostengünstige Massen­ fertigung ankommt, als Beispiel seien Fotokopiergeräte genannt.

Wünschenswert wäre es an sich, den Werkstoff Glas hier durch Kunststoffe zu ersetzen, da diese leichter bearbeitet werden können. Bekannte optische Kunst­ stoffwerkstoffe können jedoch für solche anspruchsvollen technischen Lösun­ gen nicht eingesetzt werden, da die hier geforderten extremen Formgenauigkei­ ten der optisch aktiven Flächen von Zylinderoptiken, sphärischen und asphärischen Optiken nicht mit bekannten Kunststoffherstellungsprozessen er­ zielt werden können, da bei einer Spritzgußherstellung schwer beherrschbare Verformungen durch Schrumpfen, Verziehen oder Verbiegen bei der an­ schließenden Montage etc. auftreten. Es stören ja bereits geringfügige Verfor­ mungen.

In der DE-OS 15 29 861 wird beispielsweise vorgeschlagen, für Augenschutz­ gläser, Linsen oder Prismen Glas-Kunststoff-Verbundkörper einzusetzen. Diese Verbundkörper sollen dadurch erzielt werden, daß ein thermoplastischer Kunst­ stoff auf ein temperaturschockfestes Glas in einer Spritzgußmaschine aufge­ bracht wird. Für hochanspruchsvolle technische Lösungen ist ein solches Ver­ fahren unzureichend.

Aus der DE 44 40 981 A1 ist es daher bekannt, ein optisches Verbundbauele­ ment mit einem Substrat, einer asphärischen Kunstharzschicht und einer hoch­ reflektierenden Schicht vorzusehen, wobei das Substrat, die asphärische Kunstharzschicht und die hochreflektierende Schicht in einer vorbestimmten Reihenfolge zu einem laminaren Aufbau verbunden sind. Die asphärische Kunstharzschicht enthält dabei ein photopolymerisierbares Kunstharz oder ein thermisch polymerisierbares Kunstharz. Die Herstellung des optischen Ver­ bundbauelementes erfolgt durch ein druckloses Gießverfahren, mit dem niedrig viskose Stoffe verarbeitet werden. Derartige Stoffe sind als Ausgangsprodukt vor der Durchführung des Gießverfahrens noch nicht polymerisiert, eine Photo­ polymerisation oder Thermopolymerisation findet erst während des Gießver­ fahrens, also der Verarbeitung statt. Dies bedeutet, daß während des Gießver­ fahrens eine Vernetzung, also eine Polymerisation, stattfindet, deren Ergebnis Duromere sind, beispielsweise Polyurethan, Epoxydharz oder auch Acrylkunst­ harz. Derartige vernetzte Kunstharze werden üblicherweise bei Zimmertempe­ ratur (Photopolymerisation) oder bei Temperaturen zwischen 100 und 130°C und im allgemeinen unter einem Druck von 0 bis 10 bar, insbesondere 1 bar, in einer Gießform verarbeitet. Da die chemische Umsetzung, das sogenannte Aushärten, relativ lange Zeit in Anspruch nimmt, während derer die Stoffe in der Form verbleiben müssen, nimmt die Herstellung eines solchen optischen Ver­ bundbauelementes relativ viel Zeit in Anspruch. Zum Trennen des ausge­ härteten Verbundbauelementes aus der Form wird ein Formtrennmittel benötigt. Da die Ausgangsstoffe für das Gießen ungleich den durch spätere Polymeri­ sation beim Aushärten gebildeten Endstoffen des optischen Verbundbauele­ mentes sind, besteht aufgrund der chemischen Schwindung während des Aus­ härtens die Gefahr, daß durch ungleiche Oberflächen ein optisch minderwer­ tiges Verbundbauelement entsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung eines Substrates für optische Bauteile und ein Substrat für optische Bauteile vorzu­ schlagen, das kostengünstiger als die bekannten, auch für anspruchsvolle tech­ nische Lösungen realisiert werden kann, wobei die Nachteile aufgrund chemi­ scher Schwindung vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Substrates für optische Bauteile, bestehend aus einem Basiskörper und einer Be­ schichtung, wobei der Basiskörper in einem Spritzgußprozeß mit der Be­ schichtung aus einem Kunststoffwerkstoff verbunden wird. Das durch dieses Verfahren hergestellte Substrat für ein optisches Bauteil besteht aus einem Ba­ siskörper, aus einem hitzebeständigen und formstabilen Werkstoff und aus ei­ ner Beschichtung aus einem thermoplastischen Kunststoff, der die optisch aktive Fläche des optischen Bauteils bildet.

Besonders bevorzugt wird der Basiskörper mehrseitig mit der Beschichtung aus dem Kunststoff versehen. Bei Verwenden eines Spritzgußverfahrens für die Herstellung des erfindungsgemäßen Substrates treten vorteilhafterweise keine chemischen und nur ganz geringe physikalische Schwindungen auf. Dadurch kann Kunststoff verwendet werden. Während des Spritzgußverfahrens wird das verwendete Material Temperaturen von etwa 200 bis 260°C ausgesetzt, unter einem Druck von 500 bis 2.000 bar. Durch die dadurch an dem Material erzeugten Temperaturschwankungen wird der Kunststoff großen Ausdeh­ nungen ausgesetzt, wohingegen Keramik als Basiskörpermaterial praktisch unverändert bleibt. Dadurch treten enorm große Zug- und Druckkräfte auf, die zu einem eventuellen Verbiegen des Substrates führen können. Um einen Ausgleich der Zugkräfte zu erhalten, wird der Basiskörper beidseitig oder mehrseitig mit der Beschichtung aus dem Kunststoff versehen.

Besonders bevorzugt wird jedoch die Beschichtung nicht auf allen Seiten des Basiskörpers vorgesehen, sondern lediglich so weit, daß der Basiskörper in der Spritzgußform auch positioniert werden kann und dort nicht frei schweben muß.

Im Gegensatz zum Stand der Technik ist vorteilhaft kein Formtrennmittel erfor­ derlich, um das fertige Substrat aus der Spritzgußform zu entfernen.

Da im Gegensatz zum Stand der Technik bereits fertig polymerisierte Kunst­ stoffe für das Spritzgußverfahren verwendet werden, ist ein Recycling der Kunststoffe nach dem Gebrauch des optischen Bauteils möglich. Es ist lediglich dann ein feines Häckseln des optischen Bauteils erforderlich, wodurch ein Gra­ nulat entsteht, welches wieder aufgeschmolzen werden kann. Dabei ist eine vor­ herige Trennung vom Basiskörper zweckmäßig.

Durch Vorsehen des erfindungsgemäßen Spritzgußverfahrens zur Herstellung des Substrates für das optische Bauteil wird die Verarbeitung um ein Vielfaches schneller, wobei Taktzeiten von wenigen Minuten möglich sind, als bei den Verfahren des Standes der Technik. Die im Spritzguß gefertigten Teile müssen nämlich lediglich abgekühlt und dann aus der Form entnommen werden. Ein Aushärten, also eine chemische Umsetzung wie beim Stand der Technik, ist nicht erforderlich, da Ausgangsstoff und Endstoff derselbe ist. Die beim Stand der Technik auftretenden negativen Erscheinungen, wie chemische Schwindung oder Schrumpfung, treten demgemäß nicht auf.

Da die beim Stand der Technik durch chemische Umsetzung, also Aushärten, entstehenden neuen Endstoffe nicht thermoplastisch sind, sind sie auch nicht recyclebar, da eine vernetzte Struktur nach dem Aushärten als Endstoff entsteht.

Anstelle des aufwendigen und nur teuer zu bearbeitenden Werkstoffes Glas wird ein Kunststoff als Substratmaterial und zur Bildung der optisch aktiven Fläche eingesetzt. Er wird jedoch während des Herstellungsprozesses mit einem anderen Werkstoff vereint, der den Basiskörper bildet. Dieser Basis­ körper muß den Anforderungen des Spritzgußprozesses genügen, hitzebe­ ständig und formstabil sein.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei diesem Werkstoff für den Basiskörper um eine technische Keramik oder Porzellan, möglich wäre unter Umständen auch Borosilikatglas. Üblicherweise verwendete Glaswerkstoffe sind nicht ge­ eignet, da sie nicht hitzebeständig sind und daher bei ihrem Einsatz im Spritz­ gußverfahren aufgrund der inneren Spannungen durch die Prozeßtemperaturen das Glas springt.

Die Beschichtung aus dem Kunststoff kann so dünn ausgeführt werden, daß die üblicherweise im Spritzgußverfahren sonst auftretenden Probleme durch Schrumpfen und Verziehen nicht mehr auftreten. Dies wird ganz besonders dann erzielt, wenn die Oberfläche des Basiskörpers so ausgeführt wird, daß eine Seite annähernd die Form der optisch wirksamen Fläche des fertigen Substrates annimmt. Die Kunststoffbeschichtung auf dieser Seite wird in etwa konstant dick ausgeführt, die betreffende Oberfläche des Basiskörpers stellt im Verhältnis zur optisch aktiven Fläche einfach eine Verschiebung in Richtung der Flächennormalen (Flächensenkrechten) um einen weitgehend konstanten Be­ trag dar. Für plane Flächen bedeutet das eine Parallelverschiebung dieser Fläche. Für Zylinderflächen wird der Radius des zugehörigen Zylinders des Ba­ siskörpers bei gleichem Zentrum verringert bzw. vergrößert (je nach Konkav- oder Konvexausführung). Bei sphärischen Flächen, also Kugelflächen, findet eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Radius der Kugelfläche des Basis­ körpers bei gleichem Ursprung statt.

Das entstehende Kunststoffhybridsubstrat für optische Anwendungen stellt eine für technisch anspruchsvolle Lösungen völlig neuartige Idee dar. Die notwen­ dige Stabilität der Hybridlösung aus Kunststoff und Keramik (bevorzugt) kann praktisch garantiert werden. Die Verformung des Substrates wird auf ein Min­ destmaß reduziert, so daß auch optisch hochanspruchsvolle Lösungen für ex­ treme technische Ausführungen wie sehr lange Zylinder-Spiegel angeboten wer­ den können.

Es kann erstmalig eine Formtreue wie bei teuren Glaspräzisionsoptiken erzielt werden. Zu bedenken ist, daß es hier um Genauigkeiten von λ/2 Wellenlängen im Bereich sichtbaren Lichts geht. Bestimmte Anwendungen verlangen Abwei­ chungen in der Formtreue von z. B. 2 Newtonschen Ringen für λ = 633 nm auf 1 cm Länge bei Zylinderspiegeln.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Basiskörper und seine Beschichtung miteinander verzahnt sind. Dies erhöht nicht nur die Stabilität und das Zusam­ menhalten der Form, sondern erhöht auch die Präzision.

Diese Verzahnung kann durch das Vorsehen von Aussparungen und Hinter­ schneidungen im Basiskörper erfolgen, die im Herstellungsprozeß von dem flüssigen Kunststoff ausgefüllt und umschlossen werden und nach dem Abküh­ len der Hybrideinheit von der Verarbeitungstemperatur auf die Zimmertempera­ tur für eine äußerst feste Verbindung durch das Schrumpfen des Kunststoffs sorgen. Es entsteht eine Verbindung durch Formschluß.

Der Schrumpfungsprozeß in diesem Bereich der Verzahnung macht sich nicht nachteilig auf die Beschaffenheit und Formtreue der optisch aktiven Fläche be­ merkbar, da die Verzahnung (bevorzugt) außerhalb dieses Bereiches vorge­ nommen wird. Die optisch aktive Fläche weist (bevorzugt) stets die gleiche Kunststoffdicke zwischen dem Basiskörper und der Substratoberfläche auf.

Es ist auch möglich, vor oder während des Herstellungsprozesses des Hybrid­ substrates auf den Basiskörper (bevorzugt das Keramikteil) einen Primer auf­ zubringen, der nach dem Herstellungsprozeß die feste Verbindung gewährlei­ stet. Auch eine Kombination von Primer und Verzahnung ist möglich.

Für die Verzahnung ist es besonders bevorzugt, wenn diese in zwei unter­ schiedlichen Richtungen erfolgt. Dadurch kann auch verhindert werden, daß eine Verringerung der Stabilität des Hybridsubstratbauteils in einer bestimmten geometrischen Richtung dadurch entsteht, daß sich der Basiskörper und die Beschichtung aus dem Kunststoff etwa "schienenartig" zueinander parallel verschieben lassen.

Ein Material wie Keramik, insbesondere eine technische Keramik oder Por­ zellan, ist auch deshalb bevorzugt, weil es eine gewisse Oberflächenrauhigkeit aufweist, die zu einer besonders guten Haftung des Kunststoffs auf der Keramik führt.

Als Kunststoff sind insbesondere Polycarbonate, Polymetylmetacrylate (wie von der Firma Röhm unter dem Namen "Plexiglas" angeboten), Polystyrole oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS) geeignet, aber auch weitere Kunststoffe sind möglich. Wie sich aus der vorstehenden Aufzählung ergibt, können diese Kunststoffmaterialien sowohl transparent als auch nichttrans­ parent wie z. B. ABS ausgeführt sein, je nach den jeweiligen Anforderungen. Handelt es sich bei den optischen Bauteilen um Spiegel, ist diese Frage im Regelfall unkritisch, und es kann vor allem auf die technischen Eigenschaften des Kunststoffs im übrigen Wert gelegt werden.

Durch die Erfindung wird es möglich, auch asphärische Spiegelsubstrate im Massenverfahren in reproduzierbar technisch hochwertiger Qualität zu fertigen; asphärische Spiegelsubstrate sind solche, die schon eine Fehlerkorrektur be­ rücksichtigen. Bei den bisherigen Herstellungsverfahren in der Verwendung von Glas war stets eine Einzelbearbeitung mit Schleifen und Polieren erforderlich. Die bekannten Glaspreßverfahren sind nicht in der Lage, eine so niedrige Oberflächenrauhigkeit zu erzielen, daß dies unterbleiben kann. Bei der be­ kannten Verwendung photopolymerisierbarer Kunstharze als asphärische Kunstharzschicht ist Schleifen oder Polieren der Glasoberfläche erforderlich. Bei der bekannten Verwendung thermisch polymerisierbarer Kunstharze kann dies zwar unterbleiben, jedoch muß das Kunstharz zumindest auch widerstandsfähig gegen eine Änderung der optischen und mechanischen Eigenschaften während der Erzeugung einer hochreflektierenden Schicht sein. Erfindungsgemäß muß nur einmal die Form für das Spritzgußverfahren hochpräzise bearbeitet werden, danach fassen sich in beliebiger Zahl die Substrate herstellen.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Substrates mit mehrseitiger Beschichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1;

Fig. 3: schematische Schnittdarstellungen einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Substrates mit einseitiger Be­ schichtung;

Fig. 4: eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform aus Fig. 3;

Fig. 5: eine Schnittdarstellung durch eine dritte Ausführungsform;

Fig. 6 und 7: eine Draufsicht und eine Schnittdarstellung einer vierten Ausführungsform für einen anderen Verwendungszweck;

Fig. 8 und 9: eine vergrößerte Schnittdarstellung einer fünften Ausfüh­ rungsform und

Fig. 10: einen Schnitt ähnlich Fig. 9 für eine sechste Ausführungs­ form.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Substrates 10. Das Substrat 10 besteht aus einem Basiskörper 20 und einer Beschichtung 30 aus einem Kunststoff. Der Basiskörper 20 ist formstabil und hitzebeständig und insbesondere geeignet, im Spritzgußverfahren ohne äußere Beeinträchtigungen zu bestehen.

Der Basiskörper ist auf seiner Unterseite flach, weist nach oben schräg aus­ kragende Wandungen und eine gewölbte Oberseite auf. Die Beschichtung 30 aus einem aufgespritzten oder im Spritzgußverfahren aufgebrachten Kunststoff ummantelt den Basiskörper 20 derart, daß die Oberfläche des Basiskörpers durch die Beschichtung nachgebildet wird. Die Beschichtung ist nicht lediglich auf der Oberseite 23 des Basiskörpers vorgesehen, sondern ebenfalls im Be­ reich der schräg auskragenden Wandungen 21 und teilweise auf der Unterseite 22 des Basiskörpers 20. Ein Teilbereich der Unterseite 22 des Basiskörpers 20 ist nicht mit der Beschichtung 30 versehen. Der Grund dafür liegt darin, daß der Basiskörper in der Spritzgußform positioniert werden muß. Zu diesem Zweck muß er auf einer Fläche in der Form aufliegen. Dieser Bereich kann dann nicht von der Beschichtung umflossen werden.

Da jedoch die Beschichtung zumindest auf drei Seiten des Basiskörpers 20 vollständig und auf der vierten, nämlich der Unterseite 22, zumindest teilweise vorgesehen ist, können Zugkräfte durch Temperaturschwankungen und dadurch bedingtes Ausdehnen des Kunststoffwerkstoffs der Beschichtung 30 ausge­ glichen werden. Auf der Unterseite 22 des Basiskörpers 20 laufen darüber­ hinaus Wandungen 31 der Beschichtung 30 schräg auf die Unterseite 22 des Basiskörpers 20 zu. Durch die schrägen Wandungen wird also der Effekt des Ausgleichs der Zugkräfte, die auf den Basiskörper 20 durch die Beschichtung 30 wirken, noch unterstützt.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Substrates 10 gemäß Fig. 1. Die Wölbung der Oberfläche 35 der Beschichtung 30, die als optisch aktive Oberfläche des gesamten Bauteils dient, ist in Fig. 2 deutlicher zu erkennen. Diese Oberfläche wird letztendlich verspiegelt oder auf eine andere Weise zu einer optischen Aktivierung gebracht.

Um einen zusätzlichen Halt der Beschichtung an dem Basiskörper zusätzlich zu der beidseitigen Umhüllung mit der Beschichtung zu schaffen, kann eine Ver­ zahnung von Basiskörper und Beschichtung vorgesehen werden. Eine solche Verzahnung ist besser in den folgenden Figuren zu sehen.

Fig. 3 zeigt in drei verschiedenen Schnittdarstellungen, teilweise wegge­ brochen, eine zweite Ausführungsform des insgesamt mit 10 bezeichneten Substrats. Es besteht aus dem Basiskörper 20 und der lediglich einseitigen Beschichtung 30 aus einem Kunststoffwerkstoff. Der Basiskörper 20 weist neben einer in der Fig. 3 flachen Platte nach oben eine Ausformung auf. Diese Ausformung ist aus dem gleichen Material und einstückig mit dem Hauptteil des Basiskörpers 20 ausgebildet, ist jedoch mit Verzahnungselementen 25 ver­ sehen, die zu einer besseren Haftung der Kunststoffbeschichtung 30 und damit zu einer innigeren und stabileren Gesamtkonstruktion des Substrates 10 führen. Die Beschichtung 30 aus einem aufgespritzten bzw. im Spritzgußverfahren auf­ gebrachten Kunststoff weist die Oberfläche 35 auf, die die optisch aktive Ober­ fläche des gesamten Bauteils ist.

Der Basiskörper 20 stellt den Stabilisator dar, der die im Spritzgußverfahren selbständig nicht genügend formstabile Beschichtung 30 trägt und hält. Die schematische Darstellung in Fig. 3 ist nicht maßstabgerecht.

Die Verzahnungselemente 25 sind in mehrfacher Hinsicht vorgesehen. Einer­ seits bilden sie eine Hinterschneidung, mit der die Beschichtung 30 aus Kunst­ stoff hinter bestimmte Auskragungen des Basiskörpers 20 greift und so verhin­ dert, daß die Bauteile auseinanderstreben oder auch nur die Verbindung zwi­ schen beiden destabilisiert wird.

Andererseits gibt es auch Verzahnungselemente 26, die keine Hinterschnei­ dungen sind und vor allem in dem linken Bild gut zu erkennen sind. Sie verhin­ dern, daß die Verzahnungen 25 rein schienenartig eine Verschiebung von Be­ schichtung 30 und Basiskörper 20 zueinander zulassen; unter einer solchen Verschiebung hat man sich auch schon eine Schwächung der Verbindungen vorzustellen, die so von vornherein unterbunden wird. Hierfür ist nicht unbedingt eine Hinterschneidung ebenso vorteilhaft, aber möglich.

Die unten in der Darstellung angeordnete Draufsicht zeigt daher Hinterschnei­ dungen der Verzahnungselemente 25 von oben als gestrichelte Linie, die Ver­ zahnungselemente 26 jedoch von oben in tatsächlicher Ansicht. Zu erkennen ist dies auch in der links oben dargestellten Ansicht.

Diese rein schematische Darstellung in Fig. 3 wird weiter konkretisiert durch den in Fig. 4 dargestellten Zylinderspiegel. Hier ist eine zylindrische Ober­ fläche angedeutet, die von dem Kunststoff gebildet wird, unter dem sich der Ba­ siskörper 20 befindet. Durch die perspektivische Darstellung sind die auch hier vorhandenen Verzahnungselemente 25, 26 etwas schwer zu erkennen, unter Kenntnis von Fig. 3 scheinen sie jedoch auf.

Fig. 5 zeigt nochmals eine Darstellung eines Zylinderhohlspiegels, bei dem hier eine verspiegelte Oberfläche angedeutet ist.

Fig. 6 zeigt nun nicht eine Zylinderspiegelfläche, sondern eine kugelförmige Fläche in Draufsicht, die ebenfalls als Ausführungsform der Erfindung in glei­ cher Weise dargestellt werden kann.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch die kugelförmige Fläche entlang der Linie A-A gemäß Fig. 6.

Hier zeigt sich besonders in dem dargestellten Schnitt, daß die tatsächliche optische Präzisionsfläche, hier der sphärische Hohlspiegel, in ungefähr kon­ stantem Abstand von der ja etwas rauheren, aber entsprechend angepaßten Oberfläche des Basiskörpers 20 verläuft, also eine Verschiebung in Richtung Flächennormale (Flächensenkrechte) zu diesen darstellt. In den Bereichen links und rechts, also letztendlich im Außenrand des sphärischen Hohlspiegels, ist diese Bedingung nicht mehr erfüllt, dieser Bereich gehört nicht mehr zu der op­ tisch aktiven Fläche, so daß entsprechende Forminstabilitäten dort in kauf ge­ nommen werden können, um für die Stabilität des Ganzen dann beizutragen.

Besonders verdeutlicht wird dieses in den schematischen Darstellungen der Fig. 8 und 9. Dort sind zwei Möglichkeiten für ein Substrat 10 mit einem Basis­ körper 20 und einer Beschichtung 30 aus einem Kunststoff angegeben, in bei­ den Fällen sind die Verzahnungselemente 25 als Hinterschneidungen ausgebil­ det. Zu beachten ist, daß es sich auch in der Fig. 8 natürlich um einen dreidimensionalen Körper handelt, also nicht ein Auseinanderfallen der Keramik- oder Porzellan-Basiskörper 20 vor dem Spritzgußprozeß zu befürchten ist; bei entsprechender Anordnung wäre aber auch ein mehrteiliger Aufbau denkbar.

In Fig. 10 ist eine weitere Form dargestellt, in der die Verzahnungselemente 25 nicht in Hinterschneidungen bestehen, sondern eine Zwischenschicht aus einem die Verbindung verstärkenden Primer 27 angeordnet ist. Auch hier ist die Beschichtung 30 aus Kunststoff an ihrer Oberfläche eine Verschiebung zur Oberfläche des Basiskörpers 20, und der optisch wirksame Bereich spart die äußersten Ränder aus.

Bezugszeichenliste

10

Substrat

20

Basiskörper

21

Wandungen

22

Unterseite

23

Oberseite

25

Verzahnungselemente

26

Verzahnungselemente

27

Primer

30

Beschichtung aus Kunststoff

31

Wandung

35

optisch aktive Oberfläche

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines Substrates für optische Bauteile bestehend aus einem Basiskörper und einer Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiskörper (20) in einem Spritzgußprozeß mit der Beschich­ tung (30) aus einem Kunststoff verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiskörper (20) einseitig oder mehrseitig mit der Beschichtung (30) aus dem Kunststoff versehen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzgußprozeß bei Drücken von p = 500 bis 2.000 bar und einer Temperatur von T = 200 bis 260°C abläuft.

4. Substrat für ein optisches Bauteil, hergestellt mittels eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) aus einem Basiskörper (20) aus einem hitzebestän­ digen und formstabilen Werkstoff und aus einer ein- oder mehrseitigen Be­ schichtung (30) aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, der die optisch aktive Fläche (35) des optischen Bauteils bildet.

5. Substrat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Basiskörper (20) und Beschichtung (30) aus dem Kunststoff miteinander an zumindest einer Seite verzahnt sind.

6. Substrat nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiskörper (20) eine Seite aufweist, die annähernd die Form der optisch wirksamen Fläche (35) des vollständigen Substrates (10) aufweist.

7. Substrat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (30) aus Kunststoff so aufgebaut ist, daß die optisch aktive Fläche (35) des optischen Bauteils eine in jedem Punkt weitgehend konstante Verschiebung entlang der Flächennormalen der betreffenden Oberfläche des Basiskörpers (20) darstellt.

8. Substrat nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (30) lediglich auf der Oberseite (23) des Basis­ körpers (20) oder auf mehreren Seiten (21, 22, 23) des Basiskörpers (20) vorgesehen ist.

9. Substrat nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiskörper (20) aus Keramik, Porzellan oder Borosilikatglas be­ steht.

10. Substrat nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffwerkstoff der Beschichtung (30) ein Thermoplast ist und Polycarbonat, Polymethylmetacrylat, Polystyrol oder ein Acylnitril-Butadien- Styrol-Copolymer aufweist.

11. Substrat nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Basiskörper (20) und Beschichtung (30) ein Primer (27) vorge­ sehen ist, der einer festen Verbindung von Basiskörper und Beschichtung dient.