DE2727563A1 - Verfahren zur herstellung optischer bauelemente aus kunststoffen - Google Patents

Description

Titelj. Verfahren zur Herstellung optischer Bauelemente
aus Kunststoffen

Anwendungsgebiet der
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung optischer Bauelemente aus Kunststoffen. Besondere Bedeutung

gewinnt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der reproduzierbaren Herstellung von optischen Bauelementen, die von kompliziert und unstetig gestalteten und/oder aus mehreren verschiedenen sphärischen und/oder aus nichtsphärischen Flächenelementen zusammengesetzten optischen
'Yirkf lachen begrenzt werden. Dabei sind auch solche Flächen einbezogen, die nach den gegenwärtigen theoretischen
Kenntnissen nicht vorausberechnet v/erden können. Es handelt sich um solche optischen Bauelemente, die hohen Ansprüchen bezüglich Leistung und Präzision mit z. T. neuen Funktionsprinzipien gerecht v/erden müssen und die aus den traditionellen optischen Medien, wie anorganischen Gläsern oder
Kristallen, und nach den herkömmlichen Bearbeitungsmethoden entweder überhaupt nicht oder nur mit Ökonomisch nicht vertretbar hohem technologischen Aufwand herstellbar sind.

Der Einsatz optischer Kunststoffbauelemente ist von
außerordentlich großem Interesse im Hinblick auf die Materialökonomie, den hohen Materialausnutzungsgrad bei ihrer
Herstellung und in bezug auf die rationelle Nutzung von

Rohstoffen. Sie bilden die Voraussetzung für beträchtliche Gewichtsersparnisse und Miniaturisierungsmöglichkeiten bei optischen Geräten.

3158

809816/0549

Charakteristik der bekannten technischen Lösung en: Es ist bekannt, daß sich die meisten Kunststoffe für optische Zwecke durch Fräsen, Drehen und Schleifen formgebend bearbeiten lassen (Jenaer Jahrbuch S. 87 (1967))· Außerdem ist es möglich, Kunststoffe für optische Zwecke mit gutem Erfolg polierend zu bearbeiten (DT-AS 1 296 367). Jedoch ist die großtechnische Anwendung dieser Verfahren zur Herstellung optischer Bauelemente aus organischen Kunststoffen in großen Stückzahlen im Gegensetz zu den anorganischen Gläsern und Kristallen wegen der grundsätzlich andersartigen physikalischen und chemischen Struktur- und Materialeigenschaften mit erheblichem, technologischem Aufwand verbunden, um zu optisch einwandfreien Oberflächen zu gelangen (kunststoffe 51, 3. 572 - 573 (1961); J. Opt. Soc. Amer. 41, Hr. 11, S. 808/809 (1951)).

Zur Vermeidung dieser Nachteile sind je nach den besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften der optischen Kunststoffe bzw. ihrer Ausgangsmaterialien und hinsichtlich der jeweiligen Anforderungen an die Punktion der optischen Bauelemente verschiedene Verfahren der Formgebung mit Hilfe von Formen bekannt, die mit optischer Präzision hergestellt werden müssen. Im Zusammenhang mit dem zunächst ausschließlichen Einsatz thermoplastischer Kunststoffe erfolgte die Formgebung durch Pressen, Prägen 5 bzw. Spritzprägen, lieben einigen Vorteilen (große Stückzahl, kurze Ausstoßzeiten der Bauelemente) besteht bei diesen Verfahren der Nachteil darin, daß die so hergestellten Kunststoffbauelemente nur sehr einfachen optischen Ansprüchen genügen. (Oberflächengenauigkeit nicht unter 20 Ringe).

Wegen ihrer mechanischen und thermischen Empfindlichkeit sind sie für die Optikkonstruktion nur bedingt einsetzbar. (Plaste und Kautschuk 19__f S. 41, (1972)). Weitere Nachteile bestehen darin, daß nur spezielle Stahl-Sorten und NE-Legierungen zur Formenherstellung geeignet

3158

809816/0549

sind, deren Oberflächenbearbeitung mit optischer Präzision sehr schwierig ist. (Plastverarbeiter, W, S. 619 626, (1967); Piastverarbeiter 21_, S. 1065 - 1068, (197O)).

Im Rahmen der Entwicklung duroplastischer Kunststoffe für optische Zwecke sind verschiedene Verfahren zur Herstellung optischer Bauelemente durch Gießen bekannt, wobei die Polymerisation der dreidimensional vernetzenden Monomeren in Formen aus optisch bearbeitetem Glas erfolgt. Zwischen den Teilen der Formen sind Distanzringe aus elastischen Kunststoffen angeordnet. Die Formteile werden mit Federkraft während der Polymerisation zusammengehalten. (US-Patent 2 542 386; US-Patent 2 964 501; US-Patent 3 038 210). Daneben kamen in untergeordnetem Maße auch noch Metall-Speziallegierungen als Formenmaterial zur Anwendung.

(Brit. Patent 916 377).

Auch Glaskeramik wurde als Material für optische Gießformen verwendet. (DT-OS 2 346 078).

Ein gemeinsames Merkmal aller dieser Gießverfahren ist die während der Polymerisation mehr oder weniger auftretende Schrumpfung des Polymerisationsansatzes, die sich in beträchtlichen Deformationskräften auf die Formbauteile auswirken. Um diese Kräfte abzufangen und den Volumenverlust auszugleichen, ist das Material, aus dem die Distanzringe zwischen den Formteilen bestehen, in vielfältiger Weise modifiziert worden. (Polyäthylen, Polyisobutylen, PVC u. ä.). Auch die Form der Ringe ist verschiedentlich verändert worden. (US-Patent 3 881 683; DT-AS 1 629 575). Dadurch sollte die Haltbarkeit der Formbauteile erhöht und die Oberflächengenauigkeit der optischen Kunststoffbauelemente nach der Polymerisation gewährleistet werden. Dem letztgenannten Ziel dienen auch zusätzlich von außen auf die Formen wirkende Federkräfte, die in ihrer Stärke auf die Schrumpfung abgestimmt sind. (US-Patent 2 542 386; Brit. Patent 916 377).

Gleichfalls der Verbesserung der Oberflächengenauig-

3158 809816/0549

keit lind besonders der rationelleren Fertigung größerer Stückzahlen dient die bekannte Verarbeitung durοplastischer Kunststoffe zu optischen Bauelementen mit Hilfe des Spritzgießens in Formen aus SpezialStahl, Glas und Glaskeramik. (Feingerätetechnik 20, 332, (1971); DT-AS 2 354 987l DT-OS 2 204 830).

Zur Steigerung der Produktivität bei der Fertigung größerer Stückzahlen sind darüberhinaus Mehrfachformen zur Herstellung optischer Kunststofflinsen bekannt geworden.

(DT-OS 2 409 013; Brit. Patent 1 395 203). Zum Stande der Technik gehört weiterhin, Formen aus poliertem, optischen Glas zu verwenden, wobei die Glasformteile zusätzlich einem speziellen Härtungsprozeß zur Steigerung ihrer Haltbarkeit unterworfen wurden. Außerdem wird zur Verringerung der Schrumpfungskräfte eine Vorpolymerisation außerhalb der Form durchgeführt. (Jenaer Jahrbuch, S. 85, (1967)). Hierbei bestehen jedoch die Nachteile darin, daß sich gehärtete Glasoberflächen sehr schwierig und nur mit hohem Aufwand mit optischer Präzision bearbeiten lassen. Daher kann die Härtung der Glasformteile erst nach der optischen Bearbeitung erfolgen. Da die Härtung jedoch in einer Hochtemperaturbehandlung mit anschließender zeitgesteuerter Abkühlung der Glasteile besteht, ist hiermit der weitere Nachteil verbunden, daß keine Gewähr für die Reproduzierbarkeit der Oberflächengenauigkeit, insbesondere für höhere optische Ansprüche, gegeben ist.

Weitere wesentliche Mängel der beschriebenen Verfahren bestehen darin, daß ihre Leistungsfähigkeit nur für optische Bauelemente aus Kunststoffen mit relativ elnfachen Anforderungen an die optische Qualität und Funktion ausreicht. (Brillengläser, Lupen, Sucheroptik u. ä.). Außerdem ist die Oberflächenbearbeitung der SpezialStähle und -legierungen für die Formen technologisch sehr schwierig. In der Praxis hat sich erwiesen, daß die Haltbarkeit und die Gebrauchsdauer der Formen nicht ausreicht. Daher

3158 809816/0549

ist die Herstellung einer großen Anzahl von Formen notwendig, was bei der Verwendung aller beschriebener Materialien zu sehr hohen Fertigungskosten führt.

Der Senkung des technischen und ökonomischen Aufwandes für die Formenherstellung und der Vereinfachung der Formenherstellung dient weiterhin ein Verfahren zur Herstellung optischer Bauelemente aus Kunststoffen, bei dem von einem Originalmuster eines optischen Bauelementes eine zweiteilige Formkopie aus einem thermoplastischen, wachsähnlichen Kunstharz hergestellt wird. Diese zwei Formhälften werden als Grießform für das herzustellende Bauelement verwendet. Im letzten Stadium der Gießpolymerisation schmilzt auf Grund der damit verbundenen Temperaturentwicklung das Formenmaterial ab und kann erneut zu Formabgüssen vom Originalmodell verwendet werden. (DT-OS 1479601).

Ein weiterer Vorschlag besteht darin, von einer Uodellform aus Glaskeramik oder Stahl ausgehend, im Spritzgießverfahren die Formhälften der Gießformen zur Herstellung optischer Kunststoffbauelemente herzustellen, wobei ebenfalls thermoplastische Kunststoffe, wie Polyamid, Polyäthylenterophthalat u. ä., als Formenmaterial verwendet wird. (DT-AS 2 354 987).

Die Nachteile dieser Verfahren bestehen insbesondere darin, daß sie ebenfalls nicht für die Herstellung von Hochleistungsoptik geeignet sind. Die Verwendung thermoplastischer Kunstharze als Material für die Gießformen bedeutet eine thermische Instabilität der Form im Hinblick auf die Abformung optisch präziser Flächen durch die bei erhöhter Temperatur ablaufende Polymerisation. Abgesehen davon müssen die chemischen und physikalischen Eigenschaften, besonders die thermischen Parameter der Kunstharze für die Form, sorgfältig auf die Theologischen und thermischen Vorgänge während der Polymerisation abgestimmt sein. Das führt dazu, daß nur ein Teil der zur Verfügung stehenden optischen Kunststoffmedien nach diesem Verfahren

3158 809816/0549

■ψ

verarbeitbar ist.

Ebenfalls ausgehend von einem Modell ist zur Herstellung optischer Bauelemente mit Presnelstruktüren und ähnlichen Flächenelementen auch das galvanoplastische Abformverfahren zur Anwendung gekommen, um die Standzeit der Formen zu erhöhen und dea technischen und ökonomischen Aufwand bei der Formherstellung zu senken. (Plastverarbeiter 21, 1069, (1970); DT-AS 2 258 468).

Die Nachteile bestehen darin, daß die Modellform nur aus bestimmten, der präzisen Bearbeitung zugänglichen Materialien bestehen kann, z. B. aus Metallen wie Messing und Stahl oder aus Lackschichten wie z. B. Schellack. Außerdem wirkt auf die Materialauswahl einschränkend, daß die Oberflächen für die galvanische Metallabscheidung entweder elektrisch leitend sein oder als Voraussetzung dazu hydrophile Eigenschaften aufweisen muß. Die Ifydrophilierung der meist hydrophoben Oberflächen der Kunststoffe konnte andererseits nur mit Mitteln realisiert werden, die Beschädigungen der Oberflächenstrukturen zur Folge hatten.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Hydrophilierung von feinstruktuierten Kunststoffoberflächen ohne die genannten Nachteile zur galvanoplastischen Abformung vorgeschlagen worden, wodurch die Palette der dafür verwendbaren Kunststoffe stark erweitert wurde.

Diese Verfahren beschränken sich jedoch auf die Abformung einfacher oder solcher feinstruktuierten Flächen, die entweder für ihre beabsichtigte Funktion exakt vorauszuberechnen oder in einzelne, berechenbare Flächenelemente zerlegbar sind, deren zugehörige Formenelemente nach ihrer Einzelherstellung zur Modellform zusammengefaßt werden können, wie das z. B. bei Fresnelstrukturen und ähnlichen Flächenelementen möglich ist. (US-Patent 3 873 184).

Die Notwendigkeit einer mechanischen Nachbearbeitung

3158 809816/0549

der Formlinge ist ebenfalls nicht in jedem Falle auszuschließen. (DT-AS 2 258 468).

Zusammenfassend ist zur Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen festzustellen, daß alle Verfahren zur Herstellung optischer Bauelemente aus Kunststoff eine Reihe von Mangeln und Nachteilen aufweisen. Zunächst ist der hohe technische und ökonomische Aufwand zur Herstellung der Formen, insbesondere bei geringen Stückzahlen, zu nennen. Im Falle hoher Stückzahlen, bzw. bei optischen Bauelementen einer gemeinsamen Grundform, aber mit vielfältig variierenden Einzelparametern, wie z. B. bei Brillengläsern, stellt die notwendige Lagerhaltung einer sehr hohen Anzahl an Formbauteilen einen weiteren Nachteil dar. Die begrenzte Haltbarkeit und Belastbarkeit der bekannten Formen aus Glas wirkt sich in der gleichen Richtung nachteilig aus.

Die Steigerung der Haltbarkeit und Belastbarkeit der Formen (gehärtetes Glas, Glaskeramik, Metall) ist mit erhöhtem Arbeitsaufwand zu ihrer Herstellung verbunden.

Ein wesentlicher Mangel der bekannten Verfahren besteht darin, daß nur Optik-Bauelemente mit einfachen Ansprüchen an die Funktionsparamter und mit vorausberechenbarer Oberflächenform und -genauigkeit (Passe = 10 Ringe) herstellbar sind.

5 Auch die Verfahren, die das Prinzip der Abformung von einem Modell zur Herstellung der Formen oder der optischen Bauelemente selbst anwenden, weisen noch wesentliche Nachteile auf. Das Material zur Herstellung der Formmodelle unterliegt einigen Eigenschaftskriterien, die die Palette der geeigneten Stoffe stark einschränken.

Die Anwendung des Verfahrens der galvanoplastischen Abformung zur Herstellung optischer Bauelemente aus Kunststoff ist bisher auf optische Wirkflächen begrenzt, die entweder einfach gestaltet sind oder im Falle von feins truk tiller ten oder komplizierten Oberflächen in ihrer

3158 809816/0549

Gesamtheit oder in einzelnen Flächenelementen exakt vorauszuberechnen sein müssen.

Ziel der Erfindung;

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, optisehe Bauelemente hoher Leistung und Präzision aus Kunststoffen reproduzierbar bei geringem ökonomischen Aufwand sowohl in kleinen wie in großen Stückzahlen aus allen bekannten optischen Kunststoffmedien unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen optischen Parameter herzustellen. Weiterhin verfolgt die Erfindung das Ziel, neue Punktionsprinzipien optischer Systeme zu realisieren, die die Voraussetzungen für die weitere Miniaturisierung bei optischen Geräten und beträchtliche Gewichtsersparnisse bilden.

5 Darlegung des V/esena der Erfindung; Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, optische Kunststoffbauelemente herzustellen, deren Herstellung bisher wegen fehlender Möglichkeiten der präzisen Formenherstellung oder an den mangelnden Entformungsmöglichkeiten der optischen Kunststoffe scheiterte.

In die Aufgabenstellung sind auch Bauelemente aus optischen Kunststoffen einbezogen, deren Formen nach den gegenwärtigen theoretischen Kenntnissen nicht exakt vorausberechnet werden können und die bisher nicht realisier-5 bare Kombinationen optischer Wirkflächen in demselben Bauelement beinhalten.

Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem dadurch charakterisiert, Bauelemente hoher optischer Leistung mit großer V/iderstandsfähigkeit gegen mechanische, thermische und chemische Einflüsse herzustellen, die aus den traditionellen optischen Medien, wie anorganischen Gläsern oder Kristallen und nach den herkömmlichen formgebenden Bearbeitungsmethoden entweder überhaupt nicht, qualitativ unvollkommen oder nur mit ökonomisch nicht vertretbar hohem technischen Aufwand herstellbar sind. Von besonderem

809816/0549

Interesse ist dabei die Verwendung optischer Duroplaste.

Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, die notwendigen Formen mit geringem ökonomischen und technischen Aufwand und mit hoher Präzision, Haltbarkeit und Belastbarkeit herzustellen.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur reproduzierbaren Herstellung von optischen Bauelementen aus Kunststoffen mit kompliziert und unstetig gestalteten und/oder aus gleichen oder verschiedenen sphärischen und/oder nichtsphärischeri Flächenelementen zusammengesetzten optischen V/irkflachen mit Hilfe der Gießoder Spritzgießpolymerisation gelöst, dessen besonderes Merkmal darin besteht, daß auf ihre optische Funktionstüchtigkeit geprüfte Musterbauelemente als Modelle zur galvanoplastischen Herstellung der Teile für die Gießoder Spritzgießformen verwendet werden.

Dadurch wird gewährleistet, daß mit der reproduzierbaren Abformung der Oberflächendetails der optischen Wirkflächen gleichzeitig ihre optische Funktionssicherheit auf die Formen und die mit ihnen hergestellten optischen Bauelemente übertragen wird.

din weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß das optische Medium für die Modelle lediglich in den optischen Sigenschaftsparametern mit dem Material zur Herstellung der optischen Kunststoffbauelemente übereinstimmen muß.

Ausführungsb eispi el;

Im folgendexi wird das erfindungsgemäße Verfahren an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Der erste Schritt besteht in der Herstellung eines Modellbauelementes, das gleichzeitig die Aufgaben eines Laborfunktionsmusters erfüllt. Die Auswahl des zur Herstellung des Modells in Frage kommenden optischen Mediums richtet sich nach den vom optischen Bauelement zu erfüllenden Funktionsparametern, den dazu notwendigen optischen Daten

3158 809816/0549

(Brechungsindex, Abbe-Zahl, Transmission bzw. Dispersion u. ä.) und der mechanischen Bearbeitbarkeit der zur Verfugung stehenden optischen Medien unter Berücksichtigung der erforderlichen Oberflächengestalt des Modells. Es ist nicht notwendig, für die Herstellung des Modells das gleiche optisch durchlässige Material zu verwenden, aus dem das eigentliche Bauelement hergestellt wird. Vielmehr ist es möglich, aus technologischen und ökonomischen Erwägungen heraus die Auswahl unter sämtlichen optischen Kunststoffmedien und den anorganischen optischen Gläsern zu treffen. Um ein dem herzustellenden optischen Kunststoffbauelement maß- und funktionsgetreues Modell herzustellen, ist lediglich die Übereinstimmung der optischen Daten erforderlich.

Nach der vom optischen Bauelement vorliegenden Zeichnung wird das Modell durch mechanische Oberflächenbearbeitung hergestellt. Durch spanende Bearbeitung auf einer Kugeldrehmaschine mit Präzisionsdiamantwerkzeugen werden nach bekannten Verfahren bei 1100 bis 1800 U/min auf den meisten optischen Kunststoffen brilliante Oberflächen mit hoher Genauigkeit erzeugt. Sofern es erforderlich ist, wird noch ein Polierarbeitsgang auf ebenfalls bekannte Weise zur Endbearbeitung angeschlossen.

Im Falle der Herstellung des Modells aus optischen Gläsern ist außer der Bearbeitung durch Präzisionsfräsen auch das Schleifen mit anschließendem Polieren nach Üblichen Methoden möglich.

Sofern sie für die optische Funktionsprüfung nicht von Bedeutung sind, können Sonderstrukturelemente, wie einfache, stufen- oder kegelförmige Bohrungen in der optischen Achse, auch nach der Entnahme des fertigen Bauelementes aus der Form angebracht werden.

Nachdem das Modellbauelement hergestellt worden ist, wird es der optischen Funktionsprüfung unterworfen. Bei nicht exakt vorausberechenbaren Flächen erfolgen in dieser

3158

809816/0549

Phase in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Funktionsprüfung Korrekturen und Retuschen der Oberflächen, bis die Zielparameter der Funktion des optischen Bauelements erfüllt sind. Dieses Modellbauelement wird nunmehr zur galvanoplastischen Herstellung der Formteile ohne Beeinträchtigung der optischen Oberflächengenauigkeit hydrophiliert und dadurch einer galvanoplastischen Abfonnuag zugänglich gemacht.

Im nächsten Verfahrensschritt wird es in eine auf die j.Iaße des optischen Bauelements abgestimmte PVC-Fas-6ung in der ./eise eingelegt, daß die jeweils untere Fläche des IJodells nicht beschädigt werden kann. Nach dem chemischen Versilbern zur Erzeugung elektrischer Leitfähigkeit auf der jeweils nach oben gekehrten Fläche läßt man das Ni-Cu-Cr-Galvano in der bekannten ./eise auf der versilberten Oberfläche aufwachsen. Nach der Abtrennung der so gebildeten ersten Galvanofonnhälfte von dem Modell und der PVC-Fassung wird das Modell nunmehr mit der anderen Fläche nach oben in die PVC-Fassung eingelegt. Die aweite Galvanoformhälfte wird in derselben Weise, wie beschrieben, hergestellt.

Der nun folgende Abschnitt des Verfahrens besteht in der Kombination der beiden Formhälften zu einer Gießform unter Verwendung eines elastischen Zwischenrings, z.ß. aus Polyäthylen. Die gesamte Form wird durch Feder kraft zus aioin enge hai ten.

Nachdem die Formen mit dem Polyraerisationsansatz gefüllt worden sind, erfolgt auf der Grundlage eines radikalischen, zeit- und temperaturgesteuerten Polymerisat ions Verfahrens, wie es z. B. im DL-ϊΊΓΡ 62 448 vorgeschlagen wurde, die Bildung des optischen Bauelements. Nach der öffnung der Form liegt es entsprechend dem Modell ohne Nachbearbeitung in maß-, form- und funktionsgetreuer Form vor.

7/eitere Ausführungsf ormen des erfindungs gemäß en

3158 809816/0549

Verfahrens bestehen darin, daß in der Gießform ein Galvanofornteil in Verbindung mit einem elastischen Zwischenring mit einem zweiten Formteil aus gehärtetem Glas oder i..etall kombiniert ist.

Außerdem ist es möglich, daß eine oder beide der Formteile lediglich galvanoplastisch erzeugte Einsätze mit optisch wirksamen Strukturen besitzen.

In einer weiteren Variante könaen die formen je nach der Stückzahl der zu fertigenden Teile auch als Sprifcz-Gießform ausgebildet werden.

Von einem i.Iodell lassen sich bei voller iieproduzierbarkeit mindestens vier Galvanoformen herstellen, i.dt ,jeder (ialvanoform hz\i. ihren Varianten sind 1GUU bis 10 000 optische kunststoffbauelemente in einwandfreier Funktion ohne Nacharbeit herstellbar.

Um die Leistungsfähigkeit und iinwendungsmliglichkeiten. de3 erfindungsgemäßen Verfahrens au verdeutlichen, sind in beigefügter Zeichnung eine Reihe beispielhafter optischer J3i)uelemente dargestellt, die bisher entweder nicht oder nur mit hohem technischen und ökonomischen Aufwand herstellbar waren, i.dt Hilfe des erfindungsgemäüen Verfahrens sind sie mit relativ einfachen technischen Mitteln und mit vertretoareu ökonomischen Aufwand in großen und in kleinen Stückzahlen aus optischen kunststoffen herstellbar.

5 Fig. 1 veranschaulicht eine Ringlinse mit zwei konvexen optischen Flächen, von denen eine mit einer Struktur versehen 3ein kann. Sie sind in Durchmessern von 10 bis 160 mm und mit jjohrungen, die kleiner als 2 mm bis zu 2/, des Durchmessers der Linse betragen können, herstellbar,

■jC wobei auch zylindrisch abgestufte oder kegelförmige Bohrungen (Fi;j. 2) realisierbar sind.

Anwendungsgebiete 3ind die Urzeugung ringförmiger Lichtsignale in der Datenverarbeitung und Dunkelfeldbeleuchtungen von Bildfeldern.

Fig. 3 stellt ebenfalls eine Pdnglinse dar, die mit

3158

809816/0549

einer Johrun.^ von max. 2 mni Durchmessern ausgestaltet ist. Jie ist in Durc bessern bis au 1ÜÜ um, insbesondere im Bereich bis zu 30 nun Durchmesser, herstellbar und weist eine türische i£in~flache auf, deren Scheitelpunkt des krümmun.-rsradius auf einem kreis lie_;;t, der nur raa::. \ 3 des

Durchmessers der Linse betrat. Die lie^eni'läche Kann koril:av, konvex oder strukturiert sein. Das Anwendungsgebiet ist die lirzeujun.^ von Lichtsi^ualeii von .ίίί:_οΓ Ulehen;;es tal t, L¹'!/;. ·!■ veranschaulicht eine :iin^rlinse .:iit einer po-Horten, konkaven sphärischen oder torischen ''lache und einer Liuhrua,¹; von 2 nun bis zu 2/-, des Durchmessers ler 'ίο-samtlinse, der ebeni'allo bis zxx 160 mia ueCra.'jen kann. Auch hier kann die (i-ejei.fläche konvex, konkav, plan und poliert oder strukturiert ausgeführt sein. Ihre Anwendung; liert

z. ti, bei der Aufweitcm^,· rinfji'ürmj.;^;,er Lichtsi-.TiMle.

Piσ;. 5 und 6 stellen asphliricche Linncn dar, die uit oder ohne Aciisen-Dolirun-'; herstellbar sind, /.rii/ondun-r, ■;<·- biete erschiieUea sich in der /erküri-am;, op i.ischer S^stf.-iiie bei sehr falter Korrektur.

Die FiP;. 7, 8 und 9 bringen L'Oi'nien verschiedener planer und aplanatischer rresnel-.iiauale»neri.te aus Kunststoffen Kum aisdruck, bei denen geradlinige oder i.rcisCivmige iiillenabstände bis herab zu G,05 um rec J^siert werden können. Ihre Anwendung erstreckt sich auf aio Verlrürzun.^ uad Vereinfachung optischer Systeme.

In der Pig. 1L sind sphärische oder asphiirische Ji nz elf lachen auf einer G-rundplatte dargestellt, die als ?li(3iienaugenoptik, ,7aberd:ondensoren bzv/. Linsenraster Anv/endunß finden.

Das erfindunf;sgei.iäße Verfahren ist durch diese Beispiele nicht in seiner Änwendungsmü^lichlceit beschränkt. 3s ist darüberhinaus eine Vielzahl von optischen üaueleüienten für 3eleuchtun;3S-, Ablese- und Abbild^/ifjszvvecke lucilich, die die unterschiedlichsten ^oiabiaationen von optischen V/irkf lachen aufweisen, 'δ . l·. sphärische, asphä-

3158 809816/0549

ri-che, plane Flachen in poliertem oder strukturiertem Zustcnd mit mattierten, streuenden Strukturen, Skalen, Fresnel- und Raaterstrukturen.

3158 809816/0549

L e e r s e i t e

Claims (2)

1. -yf-

   ü)r f indungs ans pruoh;

   riJ Verfahren zur reproduzierbaren Herstellung von optischen Bauelementen aus Kunststoffen mit kompliziert und unstetig gestalteten und/oder aus gleichen oder verschiedenen sphärischen und/oder nichtsphärischen Flächenelementen zusammengesetzten optischen Jirkflachen mit Hilfe der Gieß- oder Spritzgießpolymerisation, dadurch gekeimzeichnet, daß auf ihre optische Punktionstüchtigkeit geprüfte ifusterbauelenente hergestellt werden, die als Modelle zur mehrfachen galv&noplastischen Herstellung der Teile für die Gieß- oder Spritzgießformen dienen, mit denen wiederum die detail- und funktionsgetreue Abformung optischer Bauelemente aus Kunststoffen durchgeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische lvledium für die Llodelle lediglich in den optischen Eigenschaftsparametern mit dem Material zur Herstellung der optischen Kunststoffbauelemente übereinstimmt.

   UE/V

   3158 809816/0 5 49