DE3883181T2 - Verfahren zum Herstellen einer prismatischen Linse vom Fresnel-Typ. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betiifft ein Verfahren zur Herstellung einer Fresnel-Linse gemäß den Merkmalen der Präambei, die für den Einsatz als Kondensorlinse in einer Fahrzeugbeleuchtung usw. bestimmt ist, und eine Fresnel-Linse, die mit selbigem Verfahren hergestellt wird, und insbesondere ein Verfahren, nit dem leicht und mit hoher Genauigkeit eine Fresnel-Linse mit ausgezeichneten optischen Eigenschaften hergestellt werden kann, ind das den Defekt auf der Linsenoberfläche verringern kann, der durch einen Fluß des Glasmaterials beim Preßvorgang verursacht wird.
• Fresnel-Prismenlinsen werden allgemein aus Syntheseharz oder Glas hergestellt. Wenn eine Fresnel-Prismenlinse mittels Spritzgießen aus Syntheseharz hergestellt wird, ist das Verfahren relativ einfach und die entstehende Linse hat eine glatte Oberfläche. Die Herstellung einer solchen Linse aus Glas durch Pressen weist jedoch den Nachteil auf, daß de Fluß eines geschmolzenen Glases am Glasmaterial beim Preßvorgang zu einem Oberflächendefekt führt, der die Oberflächenglätte und die optischen Eigenschaften der Linse verschlechtert, und darüber hinaus den Nachteil, daß der Unterschied in der Temperaturverteilung des geschmolzenen Glases zwischen dem Bereich nahe der Oberfläche und dem inneren desselben im Verlauf der Zeit erheblich zunimmt. Also ist es vorteilhaft, die Herstellungszeit zu verringern und das Fließen zu verbessern, so daß die Herstellung bei einer einperatur nahe dem Glasumwandlurgspunkt oder der Übergangstemperatur stattfindet.
• Fig. 1 (A) bis (C) stellen ein herkömmliches Verfahren, d.h. ein Rohlingspressverfahren, zur Herstellung einer Fresnel- Prismenlinse aus geschmolzenen Glas mittels Pressen dar. Ein Glasmaterial 1 wird, wie in Fig. 1 (A) dargestellt, auf eine feststehende Form 2 mit einer nahezu planen Oberfläche aufgebracht. Eine Hohlform 3 mit einer Formunregelmäßigkeit die auf der Umkehrung der Ford jedes Elements eines Prismas, das hergestellt werden soll, beruht, wird an einer Presse (in der Zeichnung nicht dargestellt) angebracht. Die Hohlform 3 wird, wie in Fig. 1 (B) dargestellt, in Richtung von Pfeil X nach unten auf das Glasmaterial 1 auf der feststehenden Form 2 zu bewegt. Das Glasmaterial 1 wird durch die Hohlform 3 zu einem teilweise bearbeiteten Artikel 4 gepreßt. Dieser teilweise bearbeitete Artikel 4 wird weiter gepreßt und schließlich zu einer Fresnel-Prismenlinse 8 mit Prismenelementen 6 vorgegebener Form geformt, wie dies in Fig. 1 (C) dargestellt ist.
• Beim Vorgang des Pressens, bei dem ein rohlingsartiges Glasmaterial 1 zu einem teilweise bearbeiteten Artikel 4 (in Fig. 1 (B) dargestellt) gepreßt wird, wird das rohlingsartige Glasmaterial 1 bei einer Temperatur nahe der Fließgrenze nach außen gepreßt, bei der das Material seinen maximalen Ausdehnungskoeffizienten erreicht, eine relativ niedrige Plastizität aufweist und zu schrumpfen beginnt, so daß das geschmolzene Glas insbesondere nahe der Oberfläche des rohlingsartigen Glasmaterials 1 in der Richtung von Pfeil a an den konvexen und konkaven Flächen entlangfließt, die die Hohlform 3 bilden, d.h. das geschmolzene Glas fließt von einer konkaven Fläche zu einer äußeren konkaven Fläche über eine konvexe Fläche zwischen diesen konkaven Flächen. Bei dem in Fig. 1 (C) dargestellten Vorgang wird auch anderes geschmolzenes Glas als das nahe der Oberfläche des rohlingsartigen Glasmaterials 1 befindliche nach außen gepreßt. Somit weist die Oberfläche der schließlich hergestellten Prismenlinse 8 Oberflächendefekte, wie beispielsweise Unebenheiten usw. auf. Die so hergestellte Prismenlinse 8 weist eine schlechte Oberflächenglätte und gleichfalls schlechte optische Eigenschaften auf.
• Um die oben erwähnten Nachteile des herkömmlichen Verfahrens des Rohlingspressens zu überwinden, sind Verfahren zur Herstellung eines Glasartikels auf geschmolzenem Flachglas vorgeschlagen worden (ein Beispiel ist im US-Patent Nr. 4,361,429 offenbart), mit denen jedoch keine Oberflächenform hoher Genauigkeit, wie eine Fresnel-Prismenlinse mit einer Vielzahl von nichtsphärischen Flächen zur Erreichung vorgegebener optischer Eigenschaften erreicht werden kann.
• Im allgemeinen ergibt sich die nichtsphärische geometrische Form, die jedes der oben erwähnten Prismenelemente bildet als spezielle Lösung einer bestimmten partiellen Differentialgleichung. Für eine praktische nichtsphärische geometrische Form reicht jedoch diese spezielle Lösung nicht aus, sondern die Form wird unter Berücksichtigung der Beziehung zwischen den anderen Maßanforderungen einschließlich der Dicke eines Substrats, auf dem die nichtsphärische Fläche jedes Prismenelements ausgeformt wird (Substratdicke), der maximalen Dicke einschließlich der nichtsphärischen Fläche jedes Prismenelements und des maximalen Abstandes zwischen den Prismenelementen (Abstand) bestimmt. Die so bestimmten geometrischen Formen nichtsphärischer Flächen, die die Prismenelemente bilden, unterscheiden sich alle von einander, und der Abstand ist nicht gleichbleibend. Daher unterscheiden sich auch die Volumen der Prismenelemente alle voneinander. Damit bleibt das oben erwähnte Problem, wonach die Oberflächendefekte durch den Fluß des geschmolzenen Glases nahe der Oberfläche des Glasmaterials aus einem Hohlraum, der jedem Prismenelement entspricht, in einen Hohlraum, der einem angrenzenden Prismenelement entspricht, verursacht werden, nach wie vor ungelöst.
• Aus US-A-1,898,251, auf dem die Präambel beruht, ist des weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer Fresnel-Linse bekannt, bei dem ein Hohlraum hergestellt wird, ein Glasrohling darin angebracht, gepreßt und verfestigt wird. Die Formelemente, die zur Ausführung des herkömmlichen Verfahrens verwendet werden, werden entsprechend der gewünschten Form der zu pressenden Linse ceformt.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Fresrel-Prismenlinsen leicht und mit hoher Genauigkeit aus einEm geschmolzenen Flachglas hergestellt werden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst.
• Nach dem erfindungsgemäßen Veifahren zur Herstellung einer Fresnel-Prismenlinse wird der Fluß eines geschmolzenen Glasabschnittes nahe der Oberfläche eines Glasmaterials im wesentlichen nur innerhalb eines kleinen Bereiches ausgeführt, der jedem Prismenelement entspricht, was dazu führt, daß eine Fresnel-Prismenlinse mit ausgezeichneten optischen Eigenschaften und mit minimalen Oberflächendefekten, wie beispielsweise Unebenheiten und ähnlichem, in einer verkürzten Herstellungszeit hergestellt wird.
• Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von Fresnel-Prismenlinsen mit ausgezeichneten optischen Eigenschaften, wobei die Fresnel-Prismenlinsen dünn und leicht sind und als Projektionslinsen für eine Fahrzeug-Scheinwerfer-Baugruppe in Projektor-Bauart verwendet werden können.
• Weitere Ausführungen der Erfindung sind in den Merkmalen der abhängigen Ansprüche definiert.
• Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser aus der als Beispiel dienenden Beschreibung der Ausführung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich.
• Fig. 1 (A) bis (C) sind schematische Zeichnungen des Herstellungsverfahrens zu Erläuterung des herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung einer Fresnel- Prismenlinse mittels Rohlingspressen;
• Fig. 2 (A) ist eine schematische Zeichnung zur Erläuterung der Fresnel-Prismenlinse, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde;
• Fig. 2 (B) ist eine Draufsicht auf die Fresnel-Prismenlinse, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde;
• Fig. 3 (A) bis (C) sind erläuternde Zeichnungen des Prinzips des erfindungsgemäßen Verfahrens;
• Fig. 4 ist eine erläuternde Zeichnung, die den Fluß eines geschmolzenen Glasabschnittes veranschaulicht, der jedem Prismenelement der Fresnel-Prismenlinse entspricht, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wird;
• Fig. 5 (A) bis (C) sind schematische Zeichnungen des Prozesses zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
• Fig. 6 ist eine schematische Schnittansicht einer Projektor-Scheinwerferbaugruppe, die eine ausführung darstellt, bei der die Fresnel-Prismenlinse, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde, als Projektorlinse einer Projektor-Scheinwerferbaugruppe eines Fahrzeugs verwendet wird; und
• Fig. 7 ist eine erläuternde Zeichnung, die die Funktion der in Fig. 6 dargestellten Fresnel-Prismenlinse zeigt.
• Fig. 2 stellt schematisch eine Fresnel-Linse 10 dar, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde. Die Fresnel-Linse 10 umfaßt einen scheibenförmigen Linsenkörper mit einer Stirnfläche 12 und einer Rückenfläche 14. Die Stirnfläche 12 wird durh eine Vielzahl von konzentrischen Fresnel-Prismenelementen 15 gebildet, wohingegen die Rückenfläche 14 im wesentlichen plan ist. Jedes der Fresnel- Prismenelemente 15 ist radial zu einem Brennpunkt (nicht ab gebildet) auf einer optischen Achse Z-Z und hat einen nichtsphärischen Abschnitt 16, der ein auftreffendes Licht in einer Richtung bricht, die im wesentlichen parallel zur optischen Achse Z-Z verläuft, und einen Steiger 18, der nicht wesentlich zu den optischen Eigenschaften der Fresnel- Linse 10 beiträgt. Die Fresnel-Linse 10, die aus diesen Fresnel-Prismenelementen 15 besteht, wird durch Pressen eines geschmolzenen Flachglases mittels einer Hohlform mit Vertiefungen hergestellt, die die umgekehrte Form der Fresnel-Prismenelemente 15 haben. Die Vertiefungen der Hohlform, die die Vielzahl von Fresnel-Prismenelementen 15 bilden, die gemeinsam diese Fresnel-Linse 10 bilden, werden im voraus entworfen, so daß der Anteil geschmolzenen Glases nahe der Oberfläche des geschmolzenen Flachglases beim Preßvorgang leicht in die Vertiefungen und in alle Ecken derselben fließen kann. Das heißt die Hohlform ist so gestaltet, daß das geschmolzene Glas nahe der Oberfläche des geschmolzenen Flachglases nicht von einer Vertiefung, die einem Prismenelement entspricht, in eine Vertiefung fließt, die einem angrenzenden Prismenelement entspricht, wie dies bei den herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Fresnel-Linsen der Fall ist.
• Das Verfahren zur Herstellung einer Fresnel-Linse gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beschrieben. Zunächst wird das Gedankenexperiment, das die Grundlage zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Fresnel-Linsen aus geschmolzenen Flachglas bildet, unter Bezugnahme auf Fig. (A) bis (C) beschrieben. Drei der Vielzahl von Prismenelementen 15 sind jeweils mit den Bezugszeichen 15a, 15b und 15c bezeichnet. Die Prismenelemente 15a, 15b und 15c können als Hohlzylinder betrachtet werden, von denen jeder an der Oberseite einen Prismenabschnitt aufweist und die unterschiedlichen Radius haben, wobei sie konzentrisch und eng aneinandergrenzend angeordnet sind. Es wird vorausgesetzt, daß diese Elemente aus einem plastischen Material hergestellt sind, beispielsweise aus einem geschmolzenen Flachglas, das auf einer Temperatur über dem Glasumwandlungspunkt und unter der Fließgrenze gehalten wird und auf eine plane Oberfläche 11 aufgebracht wird. Es wird weiter hinsichtlich eines der Prismenelemente 15, beispielsweise des Prismenelements 15b, angenommen, daß ein hohler zylindrischer Pressenkopf 13 mit einer unteren Endseite, die nahezu parallel zur Flache 11 verläuft, nach unten auf das Ende des Prismenelementes 15b zu bewegt wird und letzteres preßt, wodurch das Prismenelement 15b plastisch zu einem Hohlzylinder 15'b verformt wird, der etwas höher ist, als vor dem Pressen des Prismenelementes 15b, dessen Radius jedoch unverändert bleibt, wie dies in Fig. 3 (B) dargestellt ist. In diesem Fall wird auch vorausgesetzt, daß nur der obere Abschnitt des Prismenelementes 15b verformt wird, und daß die horizontale Verformung vernachlässigt werden kann. Auf gleiche Weise werder die anderen angrenzenden Prismenelemente 15a und 15c zu Hohlzylindern 15'a bzw. 15'c verformt, deren Höhe etwas größer ist als vor dem Pressen, deren Radius jedoch unverändert bleibt. Wenn in diesem Falle alle Höhen der Hohlzylinder 15'a, 15'b und 15'c, die durch die Verformung entstehen, gleich H sind, wie dies in Fig. 3 (C) dargestellt ist, bedeutet das daß der plastische Fluß des geschmolzenen Glases im wesentlichen nur innerhalb jedes Prismenelementes stattfindet und nicht zwischen den aneinander grenzenden Prismenelementen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Fresnel- Linsen ist eine umgekehrte Anwendung der oben beschriebenen Prozesse auf das plastische Bearbeitungsverfahren. Erfindungsgemäß werden die in Fig. 3 (A) bis (C) dargestellten Prozesse umgekehrt ausgeführt, um eine Fresnel-Linse ohne jeglichen Fluß des geschmolzenen Glases zwischen aneinandergrenzenden Prismenelementen herzustellen, wobei das geschmolzene Glas nur in einem kleinen Bereich fließt, der jedem Prismenelement entspricht. Um den Fluß des geschmolzenen Glases zwischen den aneinandergrenzenden Prismenelementen zu verhindern, muß eine besondere Formbeziehung zwischen der Prismenelementen 15 hergestellt werden. Es ist, mit anderen Worten, erforderlich, eine Hohlform mit Vertiefungen herzustellen, deren Formen durch Umkehrung der speziellen Formen der Prismenelemente 15 erzeugt werden. Ein Verfahren zur Bestimmung der Formen der Prismenelemente der Fresnel-Prismenlinse wird unter Bezugnahme aut Fig. 4 qualitativ erläutert. Zunächst werden die Dicke H eines geschmolzenen Flachglases, das umgeformt werden soll, und die Position des Brennpunktes der Fresnel-Linse nach dem Formen festgelegt. Das Bezugszeichen L bezeichnet die Oberfläche des geschmolzenen Flachglases. Es wird vorausgesetzt, das von den drei in der Zeichnung dargestellten Prismenelementen 15a, 15b und 15c das Prismenelement 15a die äußerste Position einnimmt. Die Form des Prismenelementes 15a wird zunächst mittels einer mathematischen Berechnung unter Verwendung eines Computers bestimmt, und dann werden die Formen der Prismenelemente 15b und 15c auf ähnliche Weise Ln dieser Reihenfolge bestimmt. Beim Prismenelement 15a wird die Form der nichsphärischen Oberfläche 16a so festgelegt, daß das Volumen eines Abschnitts A1, in dem ein Prismenabschnitt der durch die nichtsphärische Oberfläche 16a und Steiger 18a gebildet wird, durch die Oberfläche L das geschmolzenen Flachglases geschnitten wird, im wesentlichen der Summe des Volumens eines Abschnitts A2, der durch die Oberfläche L, die virtuelle zylindrische Oberfläche M und die nichtsphärische Oberfläche 16a gebildet wird, und dies eines Abschnittes A3, der durch die Oberfläche L, die virtuelle zylindrische Oberfläche N und Steiger 18a gebildet wird, gleich ist. Auf gleiche Weise wird die Form der nichtsphärischen Oberfläche 16b des Prismenelements 15b so festgelegt, daß das Volumen eines Abschnitts B1, in dem ein Prismenabschnitt, der durch die nichtsphärische Oberfläche 16b und Steiger 18b gebildet wird, durch die Oberfläche L des geschmolzenen Flachglases geschnitten wird, im wesentlichen der Summe des Volumens eines Abschnitts B2, der durch die Oberfläche L, die virtuelle zylindrische Oberfläche N und die nichtsphärische Oberfläche 16b gebildet wird, und dies eines Bereiches B3, der durch die Oberfläche L, die virtuelle zylindrische Oberfläche R und Steiger 18b gebildet wird, gleich ist. Auch beim Prismenelement 15c wird die Fom der nichtsphärischen Oberfläche 16c so festgelegt, daß das Volumen eines Abschnitts C1, in dem ein Prismenabschnitt, der durch die nichtsphärische Oberfläche 16c und Steige 18c gebildet wird, durch die Oberfläche L des geschmolzenen Flachglases geschnitten wird, im wesentlichen der Summe des Volumens eines Bereiches C2, der durch die Oberfläche L, die virtuelle zylindrische Oberfläche R und die nichsphärische Oberfläche 16c gebildet wird, und des eines Bereiches 3, der durch die Oberfläche L, die virtuelle zylinderische Oberfläche S und Steiger 18c gebildet wird, gleich ist. Auf diese Weise werden die Formen der nichtsphärischen Oberflächen 16 aller Prismenelemente bestimmt. Bei diesem Prismenelementen unterscheiden sich die Abstände P1,P2,P3,P4.... von den Abschnitten, in denen die nichtsphärische Oberfläche L und jeder Steiger jeweils die äußeren und inneren virtuellen Oberflächen schneiden, zum Boden des geschmolzenen Flachglases voneinander. Wenn die Oberfläche L des geschmolzenen Flachglases mit einer Form gepreßt wird, die Vertiefungen hat, deren Formen von den invertierten Formen der entsprechenden Vielzahl von Prismenelementen abgeleitet sind, fließt geschmolzenes Glas in den Bereichen A2 und A3, B2 und B3 und C2 und C3 jeweils gleichmäßig in die Bereiche A1, B1 und C1 und in sämtliche Ecken derselben.
• Eine Ausführung des Verfahrens zur Herstellung von Fresnel- Prismenlinsen gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Zunächst wird eine Hohlform 23 hergestellt, die Vertiefungen 24 hat, deren Formen, wie bereits erwähnt, von den invertierten Formen der entsprechenden Vielzahl von Prismenelementen abgeleitet werden. Die Hohlform 23 ist am äußerer Umfang derselben mit einem Vorsprung 25 versehen, der ein geschmolzenes Flachglas 20 auf eine vorgegebene Tiefe oder Dicke pressen kann. Anschließend wird das geschmolzene Flachglas 20 zunächst auf bekannte Weise zu einer Scheibe mit vorgegebener Dicke H und einem Durchmesser D geschnitten, der etwas größer ist als der Durchmesser der gewünschten Prismenlinse, und die Scheibe wird auf der planen Oberfläche einer feststehenden Form 22 angeordnet, wie dies in Fig. 5 (A) dargestellt ist. In diesem Zustand hat das geschmolzene Flachglas 20 eine Temperatur zwischen dem Glasumwandlungspunkt und der Fließgrenze, wobei die Temperatur etwas über dem Glasumwandlungspunkt aber unter der Fließgrenze liegt. Der Glasumwandlungspunkt und die Fließgrenze unterscheiden sich je nach Art des verwendeten Glases. Bei dieser Ausführung wird ein Glas gewählt, dessen Glasumwandlungspunkt bei 565ºC und dessen Fließgrenze bei 624ºC liegt. Bei einer Temperatur in diesem Bereich ist das geschmolzene Flachglas 20 plastisch fließfähig, und es weist eine hohe Plastizität bei einer Temperatur auf, die näher am Glasumwandlungspunkt liegt. Wenn die Temperatur unter dem Glasumwandlungspunkt liegt, beginnt sich das geschmolzene Flachglas 20 von der Oberfläche her zu verfestigen. Daher ist die Temperatursteuerung des geschmolzenen Flachglases 20 sehr wichtig, und bei dieser Ausführung wird die Temperatur des geschmolzenen Flachglases 20 so eingestellt, daß sie erst, wenn eine Abfolge von Schritten beendet ist, unter dem Glasumwardlungspunkt liegt. Durch die Abwärtsbewegung der Hohlform 2 in Richtung von Pfeil X (Fig. 5 (B)) von dem in Fig. 5 (A) dargestellten Schritt oder Zustand aus wird das geschmolzene Flachglas 20 gepreßt, wobei das geschmolzene Glas nahe der Oberfläche des geschmolzenen Flachglases 20 langsam plastisch fließt, so daß die Vertiefungen 24 der Hohlform 23, die den Prismenelementen 15 einer herzustellenden Prismenlinse entsprechen, mit dem eintretenden geschmolzenen Glas gefüllt werden. Die Hohlform 23 wird kontinuierlich abgesenkt, bis der am äußeren Umfang der Hohlform 23 ausgeformte Vorsprung 25 die plane Oberfläche der feststehenden Form 22 (Fig. 5 (C)) erreicht. Dann hört das geschmolzene Glas nahezu auf, zu fließen. In der Phase vom Zustand in Fig. 5 (A) zu dem in Fig. 5 (C) ist es erforderlich, die geschmolzene Glasscheibe 20 auf einer Temperatur über den Glasumwandlungspunkt zu halten. Die Temperatur wird so gesteuert, daß sie unter dem Glasumwandlungspunkt liegt, wenn sich die Hohlform 23 ganz nach unten bewegt hat. Der Vorsprung 25, der an der Hohlform 23 ausgeformt ist, dient auch der Kantenbeschneidung des geschmolzenen Flachglases 20. Daher ist es mittels der Steuerung der Temperatur de geschmolzenen Flachglases 20 möglich, viele Prismenlinsen aus einem streifenartigen geschmolzenen Flachglas 20 in einem Preßvorgang herzustellen.
• Wenn sich das Glas verfestigt hat und seine Temperatur nach einer Abfolge von Schritten (A) bis (C) in Fig. 5 unter dem Glasumwandlungspunkt liegt, d.h. wenn das geschmolzene Glas aufhört zu fließen, wird die Hohlform 23 angehoben und die so hergestellte Prismenlinse entnommen.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Fresnel-Prismenlinsen hat das geschmolzene Flachglas 20 beim Pressen eine niedrigere Temperatur als die Preßtemperatur von rohlingsartigem geschmolzenem Glas beim herkömmlichen Rohlingspressen. Das heißt, beim herkömmlichen Rohlingspressen muß das Pressen bei einer Temperatur nahe der Fließgrenze ausgeführt werden, d.h., bei einer Temperatur, bei der die Plastizität des rohlingsartigen geschmolzenen Glases relativ gering ist. Dem Fachmann ist jedoch klar, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren zu Herstellung von Fresnel-Prismenlinsen das geschmolzene Flachglas bei einer Temperatur gepreßt werden kann, die näher am Glasumwandlungspunkt liegt, wodurch der plastische Fluß des geschmolzenen Glases nahe der Oberfläche des geschmolzenen Flachglases minimiert werden kann. Damit können Oberflächendefekte, wie beispielsweise Unebenheiten bei Fresnel-Prismenlinsen, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden, erheblich verringert werden.
• Da darüber hinaus die Fresnel-Prismenlinse hergestellt wird, indem ein geschmolzenes Flachglas 20, das auf der flachen Oberfläche einer feststehender Form 22 angebracht ist, mit einer Hohlform 23 gepreßt wird, hat die Rückenfläche der so hergestellten Fresnel-Prismenlinse im wesentlichen flache Form. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann die Rückenfläche als sphärische Fläche mit einem Radius von über 200 mm ausgeformt werden, d.h. die im wesentlichen flache Oberfläche enthält diese sphärische Oberfläche.
• Fig. 6 und 7 stellen ein Beispiel der Anwendung einer mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Fresnel- Prismenlinse als Projektorlinse in einer Projektor-Scheinwerferbaugruppe eines Fahrzeuges dar. Die Projektor-Scheinwerferbaugruppe ist mit Bezugszeichen 40 gekennzeichnet. Die Scheinwerferbaugruppe 40 hat ein Lampengehäuse 41, in dem ein Reflektor 42 angeordnet ist. Der Reflektor 42 hat beispielsweise die Form eines Teils eines Sphäroids. Im Reflektor 42 ist ein Lampenkolben 44 an einem der Brennpunkte desselben und eine Blende 48 nahe am anderen Brennpunkt desselben angeordnet. Ausserhalb dei Blende 48 ist eine Fresnel- Linse 10 angebracht, deren Brennpunkt sich auf der Schnittlinie der Blende 48 befindet. Des weiteren ist an der Öffnung des Lampenhäuses 4% eine lichtdurchlässige Abdeckung 50 vor der Fresnel-Linse 10 angebracht. Eine innere Verkleidung 52 ist zwischen der Fresnel-Linse 10 und Abdeckung 50 angebracht, um zu verhindern, daß der Überschuß des Lichtes, das nach vorn durch die Fresnel-Linse 10 projiziert wird, aus der Scheinwerferbaugruppe 40 austritt. An der lichtdurchlässigen Abdeckung 50 ist physisch keine Linse ausgeformt, es kann jedoch dort ein geeigneten Linsenelement ausgeformt sein, um eine gewünschte Lichtverteilung zu erreichen. Bei dieser Projektor-Scheinwerferbaugruppe ist die Fresnel-Linse 10 so angeordnet, daß die Prismenoberfläche nach vorne gerichtet ist, so daß das Licht, das auf die Rückenfläche 14 der Fresnel-Linse 10 auftritft, wirksam gebrochen und vor der Stirnfläche 12 nach vorn projiziert wird. Die mit K1, K2 und K3 gekennzeichneten Lichtstrahlen werden, wie in Fig. 7 dargestellt, von der Lichtquelle 44 ausgestrahlt, in der Nähe der Blende 48 nach Reflektion durch die reflektierende Oberfläche des Reflektors 42 konzentriert, erhalten durch die Schnittlinie der Blende 42 eine vorgegebene Form und treffen auf die Rückenfläche 14 der Fresnel-Linse 10 auf. Sie werden durch die plane Oberfläche weiter gebrochen, die mittels der Lichtstrahlen L1, L2 sind L3 dargestellt ist, durch die nichtsphärische Oberfläche 16 in Richtungen nahezu parallel zur optischen Achse gebrochen und anschließend, wie jeweils mit M1, M2 und M3 dargestellt, von der Linse nach vorn projiziert.
• Wie oben beschrieben, ist die Fresnel-Linse 10, deren Prismenoberflächen nach vorn gerichtet sind, so geformt, daß die Lichtstrahlen, die auf die Rückenfläche 14 auftreffen, im wesentlichen vollständig auf die nichtsphärischen Oberflächen der Prismenelemente auftreffen, wobei einige Lichtstrahlen auf die Steiger 18 auftreffen, was es ermöglicht, die Lichtstrahlen wirksamer auszunutzen als mit einer Fresnel-Linse, deren Prismenoberflächen auf die Lichtquelle gerichtet sind. Darüber hinaus ist die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Fresnel-Linse im Vergleich zur herkömmlichen, einzelnen konkaven Linse aus Glas leicht und kostengünstig, und wenn sie wie oben erwähnt eingesetzt wird, werden die Prismenoberflächen der Fresnel- Linse aufgrund der außerhalb der Linse befindlichen lichtdurchlässigen Abdeckung 50 weder beschmutzt noch zerkratzt.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen einer Fresnel-Linse (10), umfassend einen Körper mit einer Stirnfläche und einer Rückenfläche aus einer geschmolzenen Glasscheibe (20), wobei die Stirnfläche aus einer Vielzahl von konzentrisch angeordneten ringförmigen, prismatischen Elementen (15) des Fresnel-Typs gebildet werden und die Rückenfläche im wesentlichen flach ausgebildet ist, umfassend die folgenden Schritte:

a) Herstellen von Vertiefungen (24), deren Form von der invertierten Form dieser Vielzahl von ringförmigen, prismatischen Elementen des Fresnel-Typs (15) abgeleitet sind;

b) Anordnen der geschmolzenen Glasscheibe (20) in einer stationären Form mit einer im wesentlichen flachen Oberfläche;

c) Pressen dieser geschmolzenen Glasscheibe mit einer sich bewegenden Fcrm (23), welche diese Vertiefungen aufweist, so daß ein Anteil dieser geschmolzenen Glasscheibe in diese Vertiefungen fließt; und

d) Verfestigen des geschmolzenen Glases und anschließendes Entfernen der sich bewegenden Form, dadurch gekennzeichnet, daß die Form dieser Vertiefungen vorher so ausgearbeitet ist, daß Anteile des geschmolzenen Glases, welche diesen prismatischen Elementen (15) des Fresnel-Typs entsprechen, im wesentlichen nur in enge Bereiche entsprechend dieser prismatischer Elemente des Fresnel-Types fließen, während die Glasscheibe gepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor dem Schritt b) diese geschmolzene Glasscheibe (20) zu einer runden Scheibe mit einer im wesentlichen konstanten vorherbestimmten Dicke geschnitten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die sich bewegende Form (23), welche im Schritt c) verwendet wird, eine Vielzahl von sich abwechselnden Vertiefungen (24) und Vorsprüngen (25) aufweist, welche diesen prismatischen Elementen (15) entsprechen, so daß der Anteil der geschmolzenen Glasscheibe, welcher von jeden Vorsprung verschoben wird, im wesentlichen nur in die zwei Vertiefungen neben diesem Vorsprung fließen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Temperatur der geschmolzenen Glasscheibe (2D) während der Schritte b) und c) oberhalb des Glasumwandlungspunktes und unterhalb des Fließpunktes liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Temperatur der geschmolzenen Glasscheibe (2D) während der Schritte b) und c) näher am Glasumwandlungspunkt als am Fließpunkt liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die den prismatischen Elementen (15) entsprechenden Vertiefungen (24) umfassen einen ersten prismatischen Bereich, welcher von einer asphärischen Oberfläche (13) definiert wird, welche einen von dem Brennpunkt ausgehenden Lichtstrahl in einer im wesentlichen zu der optischen Achse und einem Steiger (18) parallelen Richtung reflektiert, und einen zweiten prismatischen Anteil, welcher durch erste und zweite virtuelle, zylindrische Oberflächen senkrecht zu dieser Rückenfläche definiert wird, die unter einem Abstand zwischen diesen prismatischen Elementen voneinander abliegen, und diese Rückenfläche;

wobei das Volumen einem Bereiches jedes prismatischen Elementes, unter welchem dieser erste prismatische Bereich von einer virtuellen Ebene, welche die Oberflächen dieser Scheibe vor dem Prossen repräsentiert, geschnitten wird, im wesentlichen mit der Summe des Volumens eines Bereiches einer ersten Erhebung identisch ist, welche durch die erste virtuelle, zylindrische Oberfläche, die virtuelle obere nd die asphärische Oberfläche definiert wird und einen Bereich einer zweiten Erhebung, welche durch die zweite virtuelle, zylindrische Oberfläche, die virtuelle Ebene und den Steiger definert wird.