CN107589478B - 用于前照灯的塑料复合透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于前照灯的塑料复合透镜，该塑料复合透镜包括：第1透镜构件，具有光入射的第1入光面和光出射的第1形状面，由第1材质形成；第2透镜构件，设有结合在上述第1形状面的内部形状面、朝着和上述内部形状面相反的方向凸出地形成并且让通过上述第1透镜构件入射的光出射到外部的外向凸出形状面，由第2材质形成；上述第2透镜构件朝上述第1透镜构件的第1入光面延伸地形成以便包裹上述第1透镜构件。

Description

用于前照灯的塑料复合透镜
技术领域
本发明涉及一种用于前照灯的塑料复合透镜，更详细地说，本发明涉及一种校正色差的用于前照灯的塑料复合透镜。
背景技术
汽车通常设有许多照明装置。其中，前照灯是帮助驾驶人在夜间确保驾驶视野的重要照明装置。对此，韩国公开专利2003-0048708号揭示了汽车用前照灯结构。
用于汽车的现有前照灯使用的是以玻璃成型加工的非球面透镜。相比于塑料透镜，玻璃透镜的重量较重、生产效率较低、生产成本较高。近来随着用于前照灯的照明逐渐转化成LED而迫切需要以具备价格竞争力的塑料透镜替代，但是塑料透镜在发生白光时色差严重而成为一个难以克服的大难题。
而且，塑料透镜的耐刚性劣于玻璃透镜。为了克服该弱点而使用聚碳酸酯材料时虽然能够改善耐刚性，但是因为阿贝数(Abbe number)显著低于玻璃而使得其作为光学材料时功能远远不足。
而且，使用一般塑料光学材料聚甲基丙烯酸甲酯制作透镜的话，耐刚性降低而在暴露于LED灯紫外线时可能会发生泛黄效应。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，本发明的目的是提供一种新形态的用于前照灯的塑料复合透镜，该塑料复合透镜具有对应于玻璃的耐刚性与光学特性并且能够校正色差。
本发明所属本技术领域的熟练人员可以从本发明的优选实施例更清楚地了解到本发明的上述目的和诸多优点。
本发明的用于前照灯的塑料复合透镜包括：第1透镜构件，具有光入射的第1入光面和光出射的第1形状面，由第1材质形成；第2透镜构件，设有结合在上述第1形状面的内部形状面、朝着和上述内部形状面相反的方向凸出地形成并且让通过上述第1透镜构件入射的光出射到外部的外向凸出形状面，由第2材质形成；上述第2透镜构件朝上述第1透镜构件的第1入光面延伸地形成以便包裹上述第1透镜构件，上述第1透镜构件的第1入光面由平面、凸面、凹面、非球面或含反曲点的非球面中的某一个形成，上述第1透镜构件的第1形状面由凹透镜、凸透镜、非球面透镜或含反曲点的非球面透镜中的某一个形态形成，上述第2透镜构件的内部形状面对应于上述第1透镜构件的第1形状面地由凸透镜、凹透镜、非球面透镜或含反曲点的非球面透镜中的某一个形态形成，上述第2透镜构件的外向凸出形状面由呈凸出形状的球面、非球面或含反曲点的非球面形成。
根据本发明的一个实施例，还包括分离空间，该分离空间让上述第1透镜的第1形状面与上述第2透镜的内部形状面互相间隔一定距离地各自分离而使得色差得到校正。
根据本发明的一个实施例，还包括结合在上述第1透镜的第1入光面的第3透镜构件，上述第1透镜构件、第2透镜构件及上述第3透镜构件互相成为一体地形成，上述第2透镜构件与上述第3透镜构件把上述第1透镜构件包裹在内部予以埋入地配置，上述第1透镜构件由第1材质形成，上述第2透镜构件与上述第3透镜构件由同一材质(即第2材质形成)，上述第3透镜构件包括：第2入光面，光入射；入光面结合面，和上述第1入光面结合；上述第2入光面由平面、凸面、凹面、非球面或含反曲点的非球面中的某一个形成，上述入光面结合面对应于上述第1透镜的第1入光面地由平面、凸面、凹面、非球面或含反曲点的非球面中的某一个形成。
根据本发明的一个实施例，上述第1材质是具有对应于火石玻璃(flint glass)的光学特性的材质，上述第2材质是具有对应于冕玻璃(crown glass)的光学特性的材质。
根据本发明的一个实施例，上述第1材质是聚碳酸酯(PC)，第2材质是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
根据本发明的一个实施例，上述第1材质是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，第2材质是聚碳酸酯(PC)。
本发明的塑料复合透镜由材质相异的两个透镜结合后作为消色差透镜应用而得以校正色差。而且，其由聚甲基丙烯酸甲酯与聚碳酸酯材料结合而成，因此能改善现有塑料透镜的耐刚性问题，还能能够尽量减少泛黄效应。
而且，根据本发明的塑料复合透镜可以在内部设有分离空间或添加第3透镜构件后发挥出对应于复消色差透镜的效果。凭此能够几乎完全消除色差。
附图说明
图1是示出根据本发明优选实施例的塑料复合透镜的截面结构的剖视图。
图2和图3是示出根据本发明优选实施例的塑料复合透镜的变形例的例示图。
图4是示出本发明的另一个实施例的塑料复合透镜的截面结构的例示图。
图5是示出本发明的再一个实施例的塑料复合透镜的截面结构的例示图。
符号说明
100：用于前照灯的塑料复合透镜
110：第1透镜构件 111：第1入光面
113：第1形状面 115：侧面倾斜面
117：第1结合突起 120：第2透镜构件
121：内部形状面 123：外向凸出形状面
125：结合翼 128:第2结合突起
200：用于前照灯的塑料复合透镜
210：第1透镜构件 211：第1入光面
213：第1形状面 220：第2透镜构件
221：内部形状面 223：外向凸出形状面
225：连接领域 230：第3透镜构件
231：第2入光面 233：入光面结合面
235：结合翼
300：用于前照灯的塑料复合透镜
310：第1透镜构件 311：第1入光面
313：第1形状面 315：侧面倾斜面
320：第2透镜构件 321：内部形状面
323：外向凸出形状面 325：结合翼
330：分离空间
具体实施方式
下面为了充分地阐释本发明而结合附图详细说明本发明的优选实施例。本发明的实施例能变形成各种形态，但不得阐释为本发明的范围限于下面详细说明的实施例。本实施例是为了向所属技术领域的一般技术人员更完整地说明本发明而揭示的。因此附图中各构成要素的的形状等因素可能为了更加明确地说明而夸张地图示。需要注意的是，各附图中同一构成要素可能会使用同一图形符号表示。如果认为公知结构或功能的相关说明可能会非必要地混淆本发明的主旨，将省略其详细说明。
图1是示出本发明优选实施例的塑料复合透镜100的截面结构的剖视图。
如图所示，根据本发明的塑料复合透镜100结合在车辆前照灯后使用。塑料复合透镜100包括：第1透镜构件110，光从前照灯(未图示)内部的光源(未图示)入射；第2透镜构件120，结合在第1透镜构件110并且把光排放到外部。
第1透镜构件110包括：第1入光面111，光从前照灯用光源(未图示)入射；第1形状面113，从第1入光面111具备一定厚度地形成，板面朝第1入光面111凹陷地形成；侧面倾斜面115，插入第2透镜构件120的内部。
在此，第1透镜构件110由具备火石玻璃的光学特性的第1材质构成而第2透镜构件120则由具备冕玻璃的光学特性的第2材质构成。作为一例，第1透镜构件110由聚碳酸酯(PC)材料形成而第2透镜构件120则由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料形成。
第1入光面111可以如图1所示地水平地形成，或者如图2所示地凸出地形成，或者如图3所示地凹入地形成。
第1形状面113不仅能如图所示地以凹透镜形态形成，也可以视需要而以凸透镜、非球面透镜、含反曲点的非球面透镜形态形成。
第1入光面111与第1形状面113的光学形状可以根据光入出射的光学设计和用于结合互不相同的两个材质的生产方式等因素予以各种变化。
第2透镜构件120设有：内部形状面121，和第1形状面113结合；外向凸出形状面123，朝着和内部形状面121相反的方向凸出地形成并且把光射到外部。
在此，根据本发明的塑料复合透镜100以下列形态形成，第2透镜构件120包裹除了第1透镜构件110的第1入光面111以外的全部领域。
亦即，第2透镜构件120整体上以半椭圆形状形成，从下部领域到中心领域对应于第1形状面113地形成而形成了内部形状面121。而且，具有沿着内部形状面121的边缘领域以环形态往第1入光面111延伸形成的结合翼125。本发明采取了第1透镜构件110插入下述空间的形态，该空间位于结合翼125内部并且是和内部形状面121之间形成的空间。
外向凸出形状面123以具备凸出形状的非球面透镜或含反曲点的非球面透镜形成。
第1透镜构件110与第2透镜构件120的下部各自突出地形成第1结合突起117与第2结合突起128。第1结合突起117与第2结合突起128和前照灯的突缘结合而让塑料复合透镜100固定在车辆上。
本发明的优选实施例的塑料复合透镜100中作为第2透镜构件120与第1透镜构件110的结合领域的第1形状面113与内部形状面121被隐蔽在内部而得以减少不良率、提供干净利落的外观及均匀的光学特性。
而且，如图1、图2及图3所示，根据本发明优选实施例的塑料复合透镜100、100a、100b由各自具备火石玻璃与冕玻璃的光学特性的第1材质与第2材质所形成的第1透镜构件110与第2透镜构件120互相结合而成并且第1形状面113与内部形状面121重叠地结合，因此两个透镜重叠并校正色差地作为消色差透镜使用。
而且，由于把聚碳酸酯材料与聚甲基丙烯酸甲酯材料一起使用而得以改善聚甲基丙烯酸甲酯材料所不足的耐刚性并且减少泛黄效应。
另一方面，图4是示出本发明的另一个实施例的塑料复合透镜200的截面结构的例示图。
前述优选实施例的塑料复合透镜100由材质相异的第1透镜构件110与第2透镜构件120互相结合后形成。与此相反地，其它实施例的塑料复合透镜200除了第1透镜构件210、第2透镜构件220以外，还重叠地配置第3透镜构件230后形成。
此时，以前照灯的光源(未图示)为中心按照第3透镜构件230、第1透镜构件210、第2透镜构件220的顺序配置，通过第3透镜构件230入射的光经过第1透镜构件210后通过第2透镜构件220出射到外部。
第1透镜构件210与第2透镜构件220的结构配置各自和优选实施例的塑料复合透镜100、100a、100b的第1透镜构件110及第2透镜构件120的结构配置对应地形成。
第3透镜构件230包括：第2入光面231，光入射；入光面结合面233，和第1入光面211结合；结合翼235，结合在前照灯的突缘(未图示)上。
第2入光面231可以和前面说明的第1入光面211相同地水平地形成，或者凹入地形成，或者凸出地形成，也能以非球面、含反曲点的非球面形成。
入光面结合面233能对应于第1入光面211的形状地形成。亦即，如图4所示，第1入光面211为凹透镜时，入光面结合面233能以凸透镜形成。与此相反地，第1入光面211为凸透镜时，入光面结合面233能以凹透镜形成。
在此，本发明的另一个实施例的塑料复合透镜200中的第2透镜构件220与第3透镜构件230互相成为一体地形成。延伸到第2透镜构件220的两侧的连接领域225则朝第3透镜构件230延伸并且包裹第1透镜构件210地形成。
第2透镜构件220与第3透镜构件230可以由同一材质形成而第1透镜构件210则由不同材质形成。此时，第2透镜构件220与第3透镜构件230由聚碳酸酯(PC)材质形成而第1透镜构件210则由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质形成。与此相反地，也可以让第2透镜构件220与第3透镜构件230由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质形成而第1透镜构件210则由聚碳酸酯(PC)材质形成。
第1透镜构件210由聚碳酸酯(PC)材质形成而聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质的第2透镜构件220与第3透镜构件230则包裹第1透镜构件210地形成时，可以作为复消色差透镜使用。
在此，考虑了和光源之间的距离、第1透镜构件210与第2透镜构件220及第3透镜构件230的材质后以能够尽量减少色差的范围设定第1透镜构件210的厚度d2、第2透镜构件220的厚度d1、第3透镜构件230的厚度d3。
复消色差透镜是一种把折射率相异的三个透镜重叠地制成的透镜，和前面说明的优选实施例把第1透镜构件110与第2透镜构件120结合后作为消色差透镜使用的情形相比较，其具有能够几乎完全消除色差的优点。
另一方面，虽然本发明的另一个实施例中第2透镜构件220与第3透镜构件230由同一材质成为一体地形成而第1透镜构件210则由相异材质形成，但这只是一个例子而已，也可以视需要而让第1透镜构件210、第2透镜构件220及第3透镜构件230全部由相异材质形成。
另一方面，图5是概略示出本发明的再一个实施例的塑料复合透镜300的截面结构的概略图。
前面所述优选实施例的塑料复合透镜100、100a、100b让第1透镜构件110与第2透镜构件120互相接触地结合后形成。与此相反地，再一个实施例的塑料复合透镜300则如图5所示地在第1透镜构件310与第2透镜构件320之间形成分离空间330。
第1透镜构件310与第2透镜构件320和上述优选实施例的塑料复合透镜100、100a、100b的第1透镜构件110及第2透镜构件120的结构配置对应地形成。
分离空间330让第1透镜构件310的第1形状面313与第2透镜构件320的内部形状面321隔离一定距离W2。分离空间330以中空空间形成。以中空空间形成的分离空间330使得第1形状面313与内部形状面321各自独立的凹透镜与凸透镜发挥功能。凭此，塑料复合透镜300虽然是材质相异的第1透镜构件310与第2透镜构件320结合的消色差形状，但是在实际色差校正方面发挥出对应于三个透镜所结合的复消色差透镜的效果。
考虑了第1透镜构件310的厚度W3与第2透镜构件320的厚度W1、第1透镜构件310及第2透镜构件320的材料及和光源之间的距离等因素后以能够尽量减少色差的范围形成分离空间330的距离W2。
如前所述，根据本发明的塑料复合透镜由材质相异的两个透镜结合后作为消色差透镜应用而得以校正色差。而且其由聚甲基丙烯酸甲酯与聚碳酸酯材料结合后形成，因此能改善现有塑料透镜的耐刚性问题，还能够尽量减少泛黄效应。
而且，本发明的塑料复合透镜可以在内部设有分离空间或添加第3透镜构件后发挥出对应于复消色差透镜的效果。凭此能够几乎完全消除色差。
前文详细说明了本发明的用于前照灯的塑料复合透镜的实施例，但其仅为例示，本发明所属领域中具有通常知识者当知，可由此实行各种变化及等值范围的其它实施例。应了解的是，本发明并不限定于上述详细说明中揭示的形态。因此本发明的真正技术保护范围应该由权利要求书的技术思想定义。而且，在权利要求书所定义的本发明的思想与其范围范畴内所进行的一切置换、变形及修改都包含在本发明的范畴内。

Claims (3)

1.一种用于前照灯的塑料复合透镜，作为与汽车的前照灯结合而使用的复合透镜，其特征在于，
包括：
第1透镜构件，具有光入射的第1入光面和光出射的第1形状面，由第1材质形成；
第2透镜构件，设有结合在上述第1形状面的内部形状面、朝着和上述内部形状面相反的方向凸出地形成并且让通过上述第1透镜构件入射的光出射到外部的外向凸出形状面，由第2材质形成；
第3透镜构件，结合在上述第1透镜的第1入光面，由和上述第2透镜构件相同或不同的材质形成；
上述第2透镜构件朝上述第1透镜构件的第1入光面延伸地形成以便包裹上述第1透镜构件，
上述第1透镜构件的第1入光面为凸面，
上述第1透镜构件的第1形状面为凹透镜，
上述第2透镜构件的内部形状面为凸透镜,以使与上述第1透镜构件的第1形状面无间隙地结合，
上述第2透镜构件的外向凸出形状面由呈凸出形状的球面、非球面或含反曲点的非球面形成，
上述第1透镜构件、第2透镜构件及上述第3透镜构件互相成为一体地形成，上述第2透镜构件与上述第3透镜构件把上述第1透镜构件包裹在内部予以埋入地配置，
上述第3透镜构件包括：
第2入光面，光入射；
入光面结合面，和上述第1入光面结合；
上述第2入光面为非球面，
上述入光面结合面为凹面,以使与上述第1透镜的第1入光面无间隙地结合,
第3透镜构件(230)还包括与汽车的前照灯结合的结合翼，所述结合翼设置在所述前照灯的凸缘上；
第1透镜构件的厚度、第2透镜构件的厚度、第3透镜构件的厚度分别不同地构成，设定在使色差最小的范围内；
所述第2透镜构件和第3透镜构件由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质形成，
所述第1透镜构件由聚碳酸酯(PC)材质形成，从而可以作为复消色差透镜使用。
2.根据权利要求1所述的用于前照灯的塑料复合透镜，其特征在于，
上述第1材质是具有对应于火石玻璃的光学特性的材质，上述第2材质是具有对应于冕玻璃的光学特性的材质。
3.根据权利要求1所述的用于前照灯的塑料复合透镜，其特征在于，
上述第1材质是具有对应于冕玻璃的光学特性的材质，上述第2材质是具有对应于火石玻璃的光学特性的材质。
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