CN103925542A - 一种汽车用卤素或hid光源的塑料非球面透镜投射灯组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，属于车辆照明装置领域。本发明包括透镜、反射镜和光源，还包括红外滤光片，光源发出的光线经过反射镜的反射后，穿过红外滤光片并经过透镜折射后射出，红外滤光片吸收光源发出的红外线热量，并穿透可见光；透镜的材质为透明的PC或PMMA；红外滤光片包括基材和镀设于基材上的红外截止层，基材为钢化玻璃或石英玻璃。本发明利用红外滤光片吸收大部分的红外线热量，穿过大部分的可见光，提高了汽车大灯的综合性能和使用寿命；透镜可以选择PC或PMMA等塑料材质，降低了透镜的加工难度，回收利用率高，且可以简单地成型出复杂的透镜形状，降低了制造成本。

Description

一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组

技术领域

本发明涉及一种汽车大灯，更具体地说，涉及一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组。

背景技术

现有汽车大灯的光源多为卤素灯泡和氙气灯泡，这类汽车大灯的发热量很高，其中可见光的发热量大约占20％～25％，其余为红外线所产生的热量，可见，大部分热量来自红外线。为了提高汽车大灯的使用寿命，在汽车灯的设计时，就需要考虑选用耐温的材料。现有的汽车大灯基本都包括光源、反射镜、支架和透镜，其中透镜是由透明物质制成的一种光学元件，是一种折射镜，汽车大灯用透镜的光形是最标准的，可以有很明显的明暗切割线，通过聚光的作用解决了车灯散光的问题，在国外，氙气灯是标配透镜使用的。透镜主要有塑胶透镜和玻璃透镜两种，玻璃透镜比塑胶透镜贵，且玻璃透镜主要依靠浇注和研磨的方法加工，加工工艺较为复杂，而现有的汽车大灯用透镜的材料主要局限于光学玻璃，原因在于光学玻璃的耐温性好，不会因为温度过高而引起镜面变形，影响车灯性能和寿命，但这样一来，汽车大灯的制作成本就会非常高。相反，塑胶透镜可以通过注塑的方法加工，工艺简单，回收利用率高，但因其耐温性较差，难以用于汽车大灯的透镜使用。中国专利号ZL200820057657.1，授权公告日为2009年3月11日，发明创造名称为：高亮度LED汽车前照灯，该申请案涉及一种高亮度LED汽车前照灯，包括非成像光学系统和LED照明部件，LED照明部件包括LED阵列、电路板和散热器，LED阵列、电路板和散热器被固定并焊接到前照灯的基座上，反射镜、遮光板和非球面透镜被固定在一起，形成非成像光学系统，该申请案的非球面透镜材料可以选用玻璃或透明的树脂材料，但基于树脂材料的耐温性较差和LED灯的使用寿命受温度影响较大的原因，该车灯需要配备性能良好的散热器，增加了制造成本，但即使这样，也难免树脂材料的透镜变形，原因在于：可见光的电磁波波长一般为360～720nm，红外线的电磁波波长一般为720nm～1mm，红外线产生的效应是热效应，红外线能够穿透到原子、分子的间隙，会使原子、分子的振动加快、间距拉大，即增加热运动量，如果车灯内大量的红外线作用到透镜上，便会促使透镜发热。

现有的红外截止滤光片可以滤除大部分红外线，透过大部分可见光。如果可以在汽车大灯的红外线进入透镜之前过滤掉红外线，并吸收掉大部分红外线热量，就可以打破汽车灯透镜材料选择的局限性，降低汽车大灯的制造成本。经检索，并没有发现利用类似原理设计的汽车灯出现。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有汽车大灯光源发出的红外线会使透镜发热，从而影响透镜的光学性的不足，提供一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，采用本发明的技术方案，利用红外滤光片吸收大部分的红外线热量，穿过大部分的可见光，提高了汽车大灯的综合性能和使用寿命；

本发明的另一个目的在于克服现有汽车大灯的透镜材料选择具有局限性、加工工艺复杂、制造成本高的不足，基于红外滤光片吸收了大部分红外线热量，使透镜的温度降低，从而使透镜可以选择PC或PMMA等塑料材质，降低了透镜的加工难度，回收利用率高，且可以简单地成型出复杂的透镜形状，降低了制造成本。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，包括透镜、反射镜和光源，还包括红外滤光片，所述的光源发出的光线经过反射镜的反射后，穿过红外滤光片并经过透镜折射后射出，所述的红外滤光片吸收光源发出的红外线热量，并穿透可见光。

作为本发明进一步改进，所述的透镜的材质为透明的PC或PMMA。

作为本发明进一步改进，所述的红外滤光片包括基材和镀设于基材上的红外截止层，所述的基材为钢化玻璃或石英玻璃。

作为本发明进一步改进，所述的反射镜为一复合椭球面，所述的光源的发光中心位于上述复合椭球面的一个焦点处，光线经过该复合椭球面反射后相交于其另一个焦点，在该焦点的位置处设有遮光板，所述的红外滤光片固定于遮光板上，且位于反射镜的中轴线上。

作为本发明进一步改进，所述的透镜的焦点位于遮光板附近。

作为本发明进一步改进，所述的光源为卤素灯泡或氙气灯泡。

作为本发明进一步改进，还包括透镜固定框、支架和光源安装座，所述的光源安装座设于反射镜的底部，所述的光源安装于光源安装座上，所述的遮光板安装于反射镜的开口处，并夹于反射镜与支架之间，所述的支架上通过透镜固定框安装透镜。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，其光源发出的光线经过反射镜的反射后，穿过红外滤光片并经过透镜折射后射出，红外滤光片吸收光源发出的红外线热量，并穿透可见光，与现有技术相比，透镜的温度明显降低，保证了透镜的良好光学性，提高了汽车大灯的综合性能和使用寿命；

(2)本发明的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，其透镜的材质为透明的PC或PMMA，基于红外滤光片吸收了红外线热量，使透镜的温度降低，从而使透镜可以选择PC或PMMA等塑料材质，与传统的玻璃透镜相比，降低了透镜的加工难度，回收利用率高，且可以简单地成型出复杂的透镜形状，降低了制造成本，提升了企业竞争力；

(3)本发明的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，其红外滤光片包括基材和镀设于基材上的红外截止层，基材为钢化玻璃或石英玻璃，红外滤光片不仅可以过滤掉大部分的红外线，且可以隔离并吸收大部分红外线热量，特别适合光源为卤素灯泡或氙气灯泡的汽车大灯；

(4)本发明的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，其反射镜为一复合椭球面，光源的发光中心位于上述复合椭球面的一个焦点处，光线经过该复合椭球面反射后相交于其另一个焦点，在该焦点的位置处设有遮光板，红外滤光片固定于遮光板上，且位于反射镜的中轴线上，有利于红外线的集中过滤，并吸收大部分热量，同时使大部分可见光穿过，确保灯组具有足够的亮度；

(5)本发明的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，其透镜的焦点位于遮光板附近，有效地避免了太阳光射入车灯内，提高了车灯的安全性和寿命；

(6)本发明的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，其光源安装座设于反射镜的底部，光源安装于光源安装座上，遮光板安装于反射镜的开口处，并夹于反射镜与支架之间，支架上通过透镜固定框安装透镜，结构简单，制造方便。

附图说明

图1为本发明的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组的结构示意图；

图2为本发明的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组的剖视结构示意图；

图3为本发明中的遮光板的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、透镜；2、透镜固定框；3、支架；4、反射镜；5、光源安装座；6、遮光板；7、红外滤光片；8、光源；61、环形槽；62、固定孔。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1、图2和图3，本实施例的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，包括透镜1、反射镜4、光源8和红外滤光片7(又称隔热玻璃)，光源8发出的光线经过反射镜4的反射后，穿过红外滤光片7并经过透镜1折射后射出，红外滤光片7吸收光源8发出的红外线热量，并穿透可见光，与现有技术相比，透镜1的温度明显降低，保证了透镜1的良好光学性，提高了汽车大灯投射灯组的综合性能和使用寿命。本实施例中的光源8为卤素灯泡，其发热量较高，采用红外滤光片7吸收大部分热量，有助于车灯集中散热，延长汽车大灯的使用寿命；红外滤光片7包括基材和镀设于基材上的红外截止层，基材为钢化玻璃，红外滤光片7不仅可以过滤掉大部分的红外线，且可以隔离并吸收大部分红外线热量，特别适合光源为卤素灯泡的汽车大灯。本实施例中的透镜1的材质为透明的PC(学名：聚碳酸酯)，与传统的玻璃透镜相比，降低了透镜1的加工难度，回收利用率高，且可以简单地成型出复杂的透镜1形状，降低了汽车大灯的重量和制造成本，提升了企业竞争力。具体地，PC材质的透镜1可以采用工艺简单的注塑成型，利用现有先进的数控加工技术，可以成型出复杂的模具型腔，从而成型出复杂曲面的透镜1。

本实施例的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，还包括透镜固定框2、支架3、光源安装座5和遮光板6，光源安装座5设于反射镜4的底部，光源8安装于光源安装座5上，且位于反射镜4内。本实施例中的反射镜4为一复合椭球面，光源8的发光中心位于上述复合椭球面的一个焦点处，光线经过该复合椭球面反射后相交于其另一个焦点，遮光板6和红外滤光片7位于该焦点处，红外滤光片7固定于遮光板6上，且位于反射镜4的中轴线上，有利于红外线的集中过滤，并吸收大部分热量，同时使大部分可见光穿过，确保灯组具有足够的亮度。具体地，为了车灯的散热，红外滤光片7的尺寸小于反射镜4的开口尺寸，仅需确保大部分光线透过红外滤光片7后再进入透镜1即可。本实施例中的反射镜4的开口附近即为反射镜4的一个焦点，遮光板6安装于反射镜4的开口处，并夹于反射镜4与支架3之间，支架3上通过透镜固定框2安装透镜1，支架3与透镜固定框2通过4个螺钉相连接，结构简单，制造方便。本实施例的投射灯组结构，简化了车灯结构，缩小了车灯的体积，方便了车灯的制造。为了有效避免太阳光射入车灯，并在透镜1的作用下聚焦而烧坏车灯部件，提高车灯的安全性和寿命，将透镜1的焦点设置于遮光板6附近，具体可以通过支架3的高度控制透镜1的焦点位置。如图3所示，本实施例中的遮光板6为夹角165°的扇形结构(该遮光板6的扇形夹角根据不同的车灯制造标准设置)，其上开设有沿周向延伸的环形槽61，用于遮光板6和红外滤光片7位置的手动微调，同时有利于车灯内的热量外散，提高散热效果；此外，两侧还各设有一个固定孔62，通过螺钉将反射镜4、遮光板6和支架3依次紧固在一起，结构紧凑。

实施例2

结合图1、图2和图3，本实施例的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组的基本结构同实施例1，不同之处在于：本实施例中的光源8为氙气灯泡，提高了车灯的亮度，满足了不同消费者的需求；红外滤光片7包括基材和镀设于基材上的红外截止层，基材为石英玻璃，石英玻璃具有良好的耐高温、耐热震等性能，可以有效地隔离和吸收红外线热量；透镜1的材质为透明的PMMA(学名：聚甲基丙烯酸甲酯，又称有机玻璃或亚克力)，与传统的玻璃透镜相比，降低了透镜1的加工难度，回收利用率高，且可以简单地成型出复杂的透镜1形状，降低了制造成本，且同样大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，降低了汽车大灯的重量，是玻璃的良好代替材料。值得说明的是，基于本发明中的红外滤光片7吸收了大部分红外线热量，使透镜1的温度降低，透镜1的材料还可以选择除PC或PMMA以外的其他材料。

本发明的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，利用红外滤光片7吸收大部分的红外线热量，穿过大部分的可见光，提高了汽车大灯的综合性能和使用寿命；透镜1可以选择PC或PMMA等塑料材质，与传统的玻璃透镜相比，降低了透镜1的加工难度，回收利用率高，且可以简单地成型出复杂的透镜形状，降低了制造成本，提升了企业竞争力。

以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，包括透镜(1)、反射镜(4)和光源(8)，其特征在于：还包括红外滤光片(7)，所述的光源(8)发出的光线经过反射镜(4)的反射后，穿过红外滤光片(7)并经过透镜(1)折射后射出，所述的红外滤光片(7)吸收光源(8)发出的红外线热量，并穿透可见光。

2.根据权利要求1所述的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，其特征在于：所述的透镜(1)的材质为透明的PC或PMMA。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，其特征在于：所述的红外滤光片(7)包括基材和镀设于基材上的红外截止层，所述的基材为钢化玻璃或石英玻璃。

4.根据权利要求3所述的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，其特征在于：所述的反射镜(4)为一复合椭球面，所述的光源(8)的发光中心位于上述复合椭球面的一个焦点处，光线经过该复合椭球面反射后相交于其另一个焦点，在该焦点的位置处设有遮光板(6)，所述的红外滤光片(7)固定于遮光板(6)上，且位于反射镜(4)的中轴线上。

5.根据权利要求4所述的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，其特征在于：所述的透镜(1)的焦点位于遮光板(6)附近。

6.根据权利要求5所述的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，其特征在于：所述的光源(8)为卤素灯泡或氙气灯泡。

7.根据权利要求6所述的一种汽车用卤素或HID光源的塑料非球面透镜投射灯组，其特征在于：还包括透镜固定框(2)、支架(3)和光源安装座(5)，所述的光源安装座(5)设于反射镜(4)的底部，所述的光源(8)安装于光源安装座(5)上，所述的遮光板(6)安装于反射镜(4)的开口处，并夹于反射镜(4)与支架(3)之间，所述的支架(3)上通过透镜固定框(2)安装透镜(1)。