CN218675439U - 一种双色成型透镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种双色成型透镜，包括双色注塑一体成型的透镜本体，所述透镜本体包括低折射率高阿贝数凸透镜材料层和高折射率低阿贝数凹透镜材料层，所述高折射率低阿贝数凹透镜材料层靠向所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层的一侧面靠近边缘处环设有供所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层嵌入的法兰嵌合槽；所述透镜本体包括低折射率高阿贝数凸透镜材料层和高折射率低阿贝数凹透镜材料层之间的贴合连接面处形成有橘皮状散射层。消色差，一体性好，降低加工时间，提高生产效率，增加光斑的均匀性。

Description

一种双色成型透镜

技术领域

本实用新型涉及透镜技术领域，具体公开了一种双色成型透镜。

背景技术

光学上有时需要把两片透镜合在一起使用，通常是一正一负，合并在一起的面是面型一样。两种不同材料阿贝数的透镜合在一起可以矫正多种光学像差，最常见的是矫正色差，使得光学系统有更好的成像品质。正常情况会通过光学胶粘合一起，这样的透镜叫双胶合透镜。双胶合透镜胶合的工艺较为成熟，多为在玻璃镜片中使用。在塑胶透镜中由材料的膨胀系数有差异，简单的靠胶水粘合一般不适合在温度变化较大的场景使用(如汽车车灯应用)，会脱落。另外，对于特别小的光学镜片(如直径1mm以内)，由于零件小，固定难度增加，使用胶水粘合方式生产效率极低，精度较低，镜片偏心严重。鉴于这种情况，亟待一种高精度的不同注塑材料透镜粘合的、一体性好、利于提升生产效率的技术。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种双色成型透镜，消色差，一体性好，降低加工时间，提高生产效率，增加光斑的均匀性。

为解决现有技术问题，本实用新型公开一种双色成型透镜，包括双色注塑一体成型的透镜本体，所述透镜本体包括低折射率高阿贝数凸透镜材料层和高折射率低阿贝数凹透镜材料层，所述高折射率低阿贝数凹透镜材料层靠向所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层的一侧面靠近边缘处环设有供所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层嵌入的法兰嵌合槽；所述透镜本体包括低折射率高阿贝数凸透镜材料层和高折射率低阿贝数凹透镜材料层之间的贴合连接面处形成有橘皮状散射层。

优选的，高折射率低阿贝数凹透镜材料层设置为PC凹透镜材料层，所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层设置为PMMA凸透镜材料层。

优选的，所述高折射率低阿贝数凹透镜材料层设置为双凹透镜；所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层设置为双凸透镜。

优选的，透镜本体的出光面侧设置有外菲涅尔透镜。

优选的，高折射率低阿贝数凹透镜材料层的阿贝数设置为29，所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层的阿贝数设置为58；所述高折射率低阿贝数凹透镜材料层设置为弯月透镜；所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层设置为双凸透镜。

优选的，橘皮状散射层上形成有微透镜阵列。

优选的，微透镜阵列中的各微透镜单元高度设置为0.1mm-1mm。

本实用新型的有益效果为：

1、双色注塑一体成型的透镜本体，包括低折射率高阿贝数凸透镜材料层和高折射率低阿贝数凹透镜材料层，即由两种不同的透明材料构成的光学透镜起到折射作用，使得消色差，一体性好，降低加工时间，提高生产效率；

2、高折射率低阿贝数凹透镜材料层靠向低折射率高阿贝数凸透镜材料层的一侧面靠近边缘处环设有供低折射率高阿贝数凸透镜材料层嵌入的法兰嵌合槽，增加粘合牢固性，适用于高低温场景应用；

3、通过设置橘皮状散射层，时光线会略有散射，可用于手机闪光灯设计、车灯前大灯透镜。

附图说明

图1为第一实施方式的示意图。

图2为第一实施方式的分解成型示意图。

图3为第二实施方式的示意图。

图4为第三实施方式的示意图。

图5为第三实施方式的分解成型示意图。

图6为第四实施方式的示意图。

附图标记为：透镜本体10、低折射率高阿贝数凸透镜材料层11、高折射率低阿贝数凹透镜材料层12、法兰嵌合槽13、橘皮状散射层14、外菲涅尔透镜15、微透镜阵列19、微LED阵列闪光灯17、PCB18、手机背壳16。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

参阅图1-2，第一实施方式，本实用新型实施例公开一种双色成型透镜，包括双色注塑一体成型的透镜本体10，透镜本体10包括低折射率高阿贝数凸透镜材料层11和高折射率低阿贝数凹透镜材料层12，高折射率低阿贝数凹透镜材料层12靠向低折射率高阿贝数凸透镜材料层11的一侧面靠近边缘处环设有供低折射率高阿贝数凸透镜材料层11嵌入的法兰嵌合槽13；透镜本体10包括低折射率高阿贝数凸透镜材料层11和高折射率低阿贝数凹透镜材料层12之间的贴合连接面处形成有橘皮状散射层14。高折射率低阿贝数凹透镜材料层12设置为PC凹透镜材料层，低折射率高阿贝数凸透镜材料层11设置为PMMA凸透镜材料层。高折射率低阿贝数凹透镜材料层12设置为弯月透镜；低折射率高阿贝数凸透镜材料层11设置为双凸透镜。

通过这样的结构设置，透镜本体10由两种不同的透明材料构成，两种光学材料所构成的光学透镜起到折射作用，通过两种材料粘合并合理设计，使得消色差；设置法兰嵌合槽13，使两种材料粘合一体，增加牢固性适用于高低温场景应用；在实际生产过程中，注塑粘合表面通过温度调节，设置低折射率高阿贝数凸透镜材料层11和高折射率低阿贝数凹透镜材料层12的温度差异较小，粘接面的光学面会略有破坏，从而形成橘皮状散射层14，通过设置橘皮状散射层14，光线会略有散射，可以适用于一些特殊应用，如手机闪光灯设计，需要光线有一定散射，提高光斑均匀性和柔和度；再如车灯前大灯透镜，需要减少近光透镜的截止线梯度。

参阅图3，第二实施方式，在第一实施方式的基础上，透镜本体10的出光面侧设置有外菲涅尔透镜15。在实际使用时，针对微LED阵列闪光灯17的闪光灯透镜，微LED阵列闪光灯17安装在PCB18上，采用透镜本体10作消色差和收集能量，再通过外菲涅尔透镜15进一步调制光能，用背胶粘到手机背壳16上。这样的结构设置，能对阵列闪光灯一定程度的成像，最终把LED阵列的光能输送到对应的视场内实现精准调节，本透镜本体10可以替代两分立的正负透镜，由于本透镜本体10生产出来即为一体，不需要两分立透镜单独组装，因此结构更简单，生产效率会明显提升。采用闪光灯mini LED阵列+本实施方式能实现更精准备的控光，提升手机闪光灯的亮度和均匀度，并且结构紧凑。

参阅图4-5，第三实施方式，在第一实施方式的基础上，高折射率低阿贝数凹透镜材料层12的阿贝数设置为29，低折射率高阿贝数凸透镜材料层11的阿贝数设置为58。高折射率低阿贝数凹透镜材料层12设置为弯月透镜；低折射率高阿贝数凸透镜材料层11设置为双凸透镜根据不同阿贝数的正负透镜组合消色差原理，可以消色差。

参阅图6，第四实施方式，在第三实施方式的基础上，橘皮状散射层14上形成有微透镜阵列19。

汽车的近光投影大灯的投影透镜一般为简单的凸透镜，常用的有玻璃，现在也多用塑胶材料为PC、PMMA，从而达到汽车零件的轻量化。这种方式会有较严重的色散，所以汽车近光灯一般会有明显的带蓝边的截止线。另外截止线有梯度要求，梯度定义为G＝logE(a)-logE(a+0.1°)，E(a)为a位置的照度，需要使截止线的梯度G满足2.5<G<4.5。常规办法是在透镜的出光面增加微结构并设计这些微结构，使出射光发生轻微混光，从而降低截止线的锐度，达到要求的范围。在注塑透镜中，这种方式多为有规律的微透镜阵列，高度为0.5um-3um，精度要求极高。

鉴于现有技术的上述情况，采用本实施方式的结构，在生产时通过控制成型温度，使低折射率高阿贝数凸透镜材料层11和高折射率低阿贝数凹透镜材料层12的成型温度差异小，粘合面会略有破坏，形成橘皮状散射层14，光线会略有散射，从而降低截止线的锐度，通过注塑压力和温度两参数的合理配合，使得橘皮状散射层14的散射处于合适的范围，从而使得截止线的梯度处于规格范围内，也可以同时减弱色散产生的蓝边。

若橘皮效果较弱，截止线的梯度过高，截止线不够柔和，可将微透镜阵列19中的各微透镜单元高度设置为0.1mm-1mm，从而对面型加工要求降低几十倍。本实施方式相比原始的注塑的汽车大灯透镜，在生产成型时由于两次成型分别冷却所以成型时间可以大幅缩短，与二次成型或多次成型一样，对厚壁件大幅降低保压时间，即减少加工时间，生产效率会明显提升。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的四种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种双色成型透镜，其特征在于：包括双色注塑一体成型的透镜本体(10)，所述透镜本体(10)包括低折射率高阿贝数凸透镜材料层(11)和高折射率低阿贝数凹透镜材料层(12)，所述高折射率低阿贝数凹透镜材料层(12)靠向所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层(11)的一侧面靠近边缘处环设有供所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层(11)嵌入的法兰嵌合槽(13)；所述透镜本体(10)包括低折射率高阿贝数凸透镜材料层(11)和高折射率低阿贝数凹透镜材料层(12)之间的贴合连接面处形成有橘皮状散射层(14)。

2.根据权利要求1所述的一种双色成型透镜，其特征在于：所述高折射率低阿贝数凹透镜材料层(12)设置为PC凹透镜材料层，所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层(11)设置为PMMA凸透镜材料层。

3.根据权利要求2所述的一种双色成型透镜，其特征在于：所述高折射率低阿贝数凹透镜材料层(12)设置为双凹透镜；所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层(11)设置为双凸透镜。

4.根据权利要求3所述的一种双色成型透镜，其特征在于：所述透镜本体(10)的出光面侧设置有外菲涅尔透镜(15)。

5.根据权利要求2所述的一种双色成型透镜，其特征在于：所述高折射率低阿贝数凹透镜材料层(12)的阿贝数设置为29，所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层(11)的阿贝数设置为58；所述高折射率低阿贝数凹透镜材料层(12)设置为弯月透镜；所述低折射率高阿贝数凸透镜材料层(11)设置为双凸透镜。

6.根据权利要求4所述的一种双色成型透镜，其特征在于：所述橘皮状散射层(14)上形成有微透镜阵列(19)。

7.根据权利要求5所述的一种双色成型透镜，其特征在于：所述微透镜阵列(19)中的各微透镜单元高度设置为0.1mm-1mm。

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