CN204611663U - 一种可消除色差的led光源车灯多层组合透镜 - Google Patents

Abstract

一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，为由二片或以上的单片透镜多层组合而成，其特征在于，所述多层组合透镜的同单片透镜为不同折射率光学塑料材质，通过多色注塑技术熔接一起。本实用新型采用塑料材质透镜，取代了原本常用的玻璃材质透镜，降低了整车的自重。同时解决了原本采用单一塑料材质在配用LED光源时，成像色散过于明显的问题，减少了由于车辆大灯带有明显的非单色光型而引起的安全隐患。

Description

一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜

技术领域

本实用新型涉及车灯，具体地，发明涉及一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，所述可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜采用光学折射率不同的塑料材质多层组合而成，可以矫正以往透镜的色差，解决以往前车灯照明用透镜成像色散严重的问题。

背景技术

在汽车照明领域，比较常见的是，利用透镜可以对放置于其焦点、焦平面或其附近的物体进行成像的特性，实现近光、远光的照明图案的光学方案。所述方法不仅多见于传统卤素光源、高压气体放电光源的场合，近年来，随着LED光源的兴起也常被用于LED光源的近、远光汽车照明的方案中。

例如，LED光源应用于前车灯照明后，带来的一个好处就是，其相对于传统的卤素和气体光电光源，可以称得上是冷光源，其对外的热辐射遥远低于同功率的传统光源。因此耐温比玻璃要差得多的塑料材质透镜就有了用武之地。

以往常用的可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜使用玻璃材质透镜。也有采用单一塑料材质透镜，因以其重量轻的特点，在节能减排的背景下推广速度很快。

消色差多层组合透镜是一种把低分散的正透镜和高分散的负透镜粘接而成的消色差透镜。设计时，在蓝色(486.1nm)，绿色(546.1nm)和红色(656.3nm)三个波长，对分散的不同值和透镜形状进行了优化，实现了最小色差。因此，此类透镜可在整个可见光区域使用。但因采用单一材质配用LED光源，成像色散过于明显的，由于车辆大灯带有明显的非单色光型而容易引起安全隐患。

因为，单一塑料材质透镜由于其材质本身的色散阿贝系数偏高的特点，以及白光LED的光谱为非连续的情况，致使LED光源与塑料材质对车灯照明的新组合在成像光型上的色散比较严重，例如，在所成光型的边缘，往往会出现比较明显的蓝紫色。同时，由于所述色散的存在，使得车辆大灯的照明光型比较不自然，蓝紫色的边缘光型会随着车辆行驶的抖动，导致容易吸引驾驶员不自觉的关注、凝视，造成驾驶安全隐患。

实用新型内容

为了改进上述问题，本实用新型的目的是：提供一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，所述可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜为一种新的汽车前车灯照明用透镜，采用光学折射率不同的塑料材质多层组合透镜合成为一种可以矫正色差的透镜，可防止成像色散。

本实用新型的塑料材质透镜具有轻便的优点同时，还具有与玻璃材质透镜成像色散小的优点。

本实用新型技术方案如下：

一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，为由2-4层单片透镜组合而成，其特征在于，

所述多层组合透镜的单片透镜为具有不同折射率的光学塑料组合而成，

所述多层组合透镜的单片透镜包括单凸透镜，

所述具有不同折射率的光学塑料折射率范围在1.42至1.69，阿贝常数γ＝65.3～18.8。

根据本实用新型所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，其特征在于，

所述多层组合透镜的不同折射率的单片透镜通过多色注塑技术熔接一起成为一个实心的透镜，即，不同折射率的单片透镜之间没有空腔或空隙存在。

根据本实用新型所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，其特征在于，

所述多层组合透镜的不同折射率的单片透镜之间有空腔或空隙存在。

根据本实用新型所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，其特征在于，

所述多层组合透镜的单片透镜还包括双凸透镜，

所述双凸透镜旁侧设置有与所述双凸透镜密接的单凸透镜。

根据本实用新型所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，其特征在于，

所述多层组合透镜的单片透镜还包括平凸透镜，所述平凸透镜旁侧设置有与所述平凸透镜形成空腔或空隙的单凸透镜。

根据本实用新型所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，其特征在于，

所述多层组合透镜采用多色注塑技术将2-4层不同折射率的单片透镜熔接一起而成。

根据本实用新型所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，其特征在于，

所述多层组合透镜采用螺接或热烫点方法将2-4层不同折射率的单片透镜组合安装而成，构成所述多层组合透镜的不同折射率的单片透镜系采用单色注塑技术单独形成。

根据本实用新型，优选的是，所述可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜为2层组合透镜。

根据本实用新型，优选的是，所述可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜为3层组合透镜。

根据本实用新型，所述具有不同折射率的光学塑料为光学塑料，由于光学塑料与光学玻璃比较具有良好的可塑成型工艺特性、重量轻、成本低廉等优点，以往采用光学塑料制造光学零件(包括简单的照相透镜)，特别适用于本实用新型所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜。

根据本实用新型，所述具有不同折射率、不同折射率的光学塑料选自聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯丙烯腈、透明聚酰胺、聚4-甲基-1-戊烯(TPX)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MS)及有机硅树脂类材料。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)俗称有机玻璃，折射率1.47，阿贝常数，γ＝29；是光学性能最好的塑料。PMMA力学和电学性能一般，热膨胀系数是无机玻璃的8-10倍，长期使用温度仅为80度，吸湿性偏高，水中浸泡24h后吸水率达到0.1％-0.4％。PMMA能注塑、挤出和热成型透明制品也可以浇铸成型，将液体的PMMA单体和催化剂一起注入模具中，在适当温度下保温并缓慢冷却。

聚苯乙烯(PS)与PMMA和PC一起称为三大透明塑料。它的光学性能比PMMA差，但吸湿率低，饱和吸水率仞为0.03％-0.05％。模塑成型光学制品时需注意。

聚碳酸脂(PC)是综合性能优良的透明工程塑料，折射率1.58，阿贝常数，γ＝60。聚碳酸脂(PC)光学性能仅低于PMMA。但耐热耐寒，在-135-120度范围内能保持力学性能稳定。PC制品的硬度低，耐磨性差，双折射率高。

所述苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MS)由70％苯乙烯与30％甲基丙烯酸甲酯共聚物而成，共聚物的透光率优于PS，又保持PS的良好流动性。可用于改善PMMA的耐候性、耐油性和耐磨性。

所述聚4-甲基-1-戊烯，简称TPX，它是结晶型的透明塑料，透光率为90％，PMP的密度仅为0.83g/cm3，最低的折射率1.465，紫外线透过率仅次于无机玻璃，是本实用新型可优先考虑使用的材料。

所述透明聚酰胺是一种无定型的聚合物。透光率可达90％，吸水率较高为0.41％，但低于大多数聚酰胺品种。它兼有普通聚酰胺的良好力学性能，且抗刻痕和耐应力开裂优于PMMA和PC，是本实用新型可优先考虑使用的材料。

本实用新型所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜特别用于汽车照明用前照灯。

多色多组分注塑法(Multicolour and Multicomponent Injection)MouldingENGEL(英格尔)C模塑是一个制造工序或一个生产单元把若干种塑件组合成多功能部件。它应用了颜色效果，并将不同材料的特性相结合。

根据本实用新型，上述用于矫正色差的塑料材质透镜可以有二种主要形式存在：

1.不同折射率或不同类别的塑料材质通过模具的多色注塑技术将其结合在一起，如图1。形式上类似采用玻璃为基础的多层组合透镜，其特点是不同的塑料材质之间没有空气的存在，不过与双胶合玻璃透镜不同的是多层组合透镜中两块不同折射率玻璃间以专用的胶水粘合，而本实用新型采用的两种或以上的塑料材质是通过多色注塑技术完全熔接再一起，成为一个实心的透镜，如图2断面可以清楚地表达，其中1和2分别为PC和PMMA材质。不同的塑料材质层通过模具多色注塑技术成为一块含有多层不同折射率塑料材质的透镜。

2.不同折射率的塑料材质的层，通过模具的注塑独立形成单片的透镜，单片透镜内只含有一种材质，如图4，3和4所指分别为为聚苯乙烯(PS)单片透镜和透明聚酰胺单片透镜，通过如图4的5所指的各个单片透镜外的定位和安装结构，由后道工序组合，安装为一个多层组合透镜，如图3。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用塑料材质透镜，取代了原本常用的玻璃材质透镜，降低了整车的自重。同时发明了利用不同折射率的塑料材质通过多色注塑技术，或者后道安装的多层组合透镜的办法产生了一种全新的透镜形式，解决了原本采用单一塑料材质在配用LED光源时，成像色散过于明显的问题，减少了由于车辆大灯带有明显的非单色光型而引起的安全隐患。结合了塑料材质透镜轻便的优点，与玻璃材质透镜成像色散小的优点，成为了一种兼顾原有不同方案特点的新解决方案。

附图说明：

图1为本实用新型实心形式的多层组合透镜的立体示意图。

图2为本实用新型的实心形式的多层组合透镜的断面图。

图3为本实用新型空心形式的多层组合透镜立体示意图。

图4为本实用新型空心形式的的断面图。

图中，1为聚碳酸酯(PC)单片透镜，2为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)单片透镜，3为聚苯乙烯(PS)单片透镜，4为透明聚酰胺单片透镜，5为多层组合透镜采用螺钉将2层单片透镜组合安装。

具体实施方式

实施例1

如图1,2所示，一种LED光源车灯用消色差多层组合透镜，为由两层不同材质组合注塑而成的双层组合透镜。所述双层组合透镜通过多色注塑技术一次成型，熔接在一起，成为一个实心的透镜，即，不同的塑料材质单片透镜之间没有空腔、间隙的存在。其中，一层透镜为双凸透镜，其材质为聚碳酸酯(PC)，所述双凸透镜旁侧为与所述双凸透镜密接的单凸透镜，其材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

实施例2

如图3,4所示，除了以下不同之处外，其他如同实施例1，制得本发明的多层组合透镜：

所述双层组合透镜的不同材质的单片透镜系通过单色注塑形成材质、折射率不同的单片透镜后，再组合安装形成透镜组。所述多层组合透镜的不同材质的单片透镜的一层透镜为平凸透镜，所述平凸透镜一侧为一层与所述平凸透镜形成空隙的密接的单凸透镜。所述具有不同折射率的平凸透镜材质为聚苯乙烯(PS)，单凸透镜材质为透明聚酰胺单片透镜。

所述双头层组合透镜的不同材质单片透镜之间有空隙存在，所述双层组合透镜由上述2层不同材质的单片透镜通过将单片透镜的连接，定位，再通过采用热烫点方法安装组合一起成为多层组合透镜。

实施例3

除了以下不同之处外，其他如同实施例2，制得本实用新型的三层组合透镜：

所述组合透镜的不同材质的单片透镜系通过单色注塑形成材质、折射率不同的单片透镜后，再组合安装形成透镜组。所述组合透镜的不同材质的单片透镜的一层透镜为平凸透镜，所述平凸透镜一侧为与所述平凸透镜形成空隙、二者相互之间密接的二层单凸透镜。所述具有不同折射率的平凸透镜材质为聚碳酸酯(PC)、单凸透镜材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚苯乙烯(PS)，所述多层组合透镜由上述3层不同材质的单片透镜通过将单片透镜的连接，定位面，再通过采用热烫点方法安装组合一起成为多层组合透镜。

根据本实用新型，采用塑料材质透镜，取代了原本常用的玻璃材质透镜，降低了整车的自重。同时发明了利用不同折射率的塑料材质通过多数注塑技术，或者后道安装的多层组合透镜的办法产生了一种全新的透镜形式，解决了原本采用单一塑料材质在配用LED光源时，成像色散过于明显的问题，减少了由于车辆大灯带有明显的非单色光型而引起的安全隐患。结合了塑料材质透镜轻便的优点，与玻璃材质透镜成像色散小的优点，成为了一种兼顾原有不同方案特点的新解决方案。

Claims (7)

1.一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，为由2-4层单片透镜组合而成，其特征在于，

所述多层组合透镜的单片透镜为具有不同折射率的光学塑料组合而成，

所述多层组合透镜的单片透镜包括单凸透镜，

所述具有不同折射率的光学塑料折射率范围在1.42至1.69，阿贝常数γ＝65.3～18.8。

2.如权利要求1所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，其特征在于，

所述多层组合透镜的不同折射率的单片透镜通过多色注塑技术熔接一起成为一个实心的透镜，即，不同折射率的单片透镜之间没有空腔或空隙存在。

3.如权利要求1所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，其特征在于，

所述多层组合透镜的不同折射率的单片透镜之间有空腔或空隙存在。

4.如权利要求2所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，其特征在于，

所述多层组合透镜的单片透镜还包括双凸透镜，

所述双凸透镜旁侧设置有与所述双凸透镜密接的单凸透镜。

5.如权利要求3所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，其特征在于，

所述多层组合透镜的单片透镜还包括平凸透镜，所述平凸透镜旁侧设置有与所述平凸透镜形成空腔或空隙的单凸透镜。

6.如权利要求2所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，其特征在于，

所述多层组合透镜采用多色注塑技术将2-4层不同折射率的单片透镜熔接一起而成。

7.如权利要求3所述一种可消除色差的LED光源车灯多层组合透镜，其特征在于，

所述多层组合透镜采用螺接或热烫点方法将2-4层不同折射率的单片透镜组合安装而成，构成所述多层组合透镜的不同折射率的单片透镜系采用单色注塑技术单独形成。