CN116136294B - 复合透镜及其制造方法、车灯以及该复合透镜制造模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车灯领域，公开了一种复合透镜及其制造方法、车灯以及该复合透镜制造模组，包括第一透镜组件和第二透镜组件，所述第一透镜组件内形成有用于容置所述第二透镜组件的容纳腔，所述第二透镜组件设置在所述容纳腔内以能够与所述第一透镜组件共同构成多层透视效果，且所述第二透镜组件的表面设有多个衍射面，多个所述衍射面构成衍射结构。本发明采用第一透镜组件和第二透镜组件的组合，第二透镜组件被设置在第一透镜组件所形成的容纳腔内，第一透镜组件与第二透镜组件能够共同构成多层透视效果，并且在第二透镜组件的表面设有多个衍射面，多个衍射面所构成的衍射结构与第一透镜组件、第二透镜组件的配合能够有效提升衍射效率，减少透镜杂光。

Description

复合透镜及其制造方法、车灯以及该复合透镜制造模组

技术领域

本发明涉及车灯领域，尤其是涉及一种复合透镜及其制造方法、车灯以及复合透镜制造模组。

背景技术

透镜是汽车前照灯模组中的重要光学组件，透镜的聚光性能决定了近光截止线的锐度和光色一致性。透镜材料的色散会导致透镜色差：玻璃材料具有较低的色散、较高的折射率和较高的耐热温度，但玻璃透镜成本高、重量大；合成树脂材料具有加工成本低和重量轻的优点，但色散高，容易引起近光截止线模糊和发彩，截止线模糊会造成对向车驾驶员炫光，发彩的近光会影响驾驶员视觉，造成误判。

其中，消色差方案主要有以下三种：

（1）传统的消色差方案是将两片或两片以上不同色散系数的透镜组合或胶合使用，该方案具有较好的光学效果，但增加了透镜数量和镜头生产工序。

（2）另一种消色差方案是采用折衍射混合透镜，利用衍射的负色散特性，在传统折射光学面上加入衍射结构，将透镜的部分屈光度分配给衍射屈光，通过衍射屈光的负色差和折射屈光的正色差相互抵消，降低透镜的整体色散，从而在不增加透镜数量的前提下改善色散问题。

（3）利用双色或多色注塑成型，获得两种或多种合成树脂材质复合透镜。该方案的光学性能与胶合透镜相近，节省了装配和胶合工序，具有较好的量产性和较低的成本。

另外，针对上述各方案，目前所使用的透镜还具有以下问题：

（11）多片透镜组合/胶合的方案，增加了透镜数量，导致镜头重量变大，加重调光机构负担。车灯具有较宽的工作温度区间（-40°~+120°），极大的温差容易造成胶合部开裂，方案需要加入组装工序，组装精度要求高、效率低。

（21）折衍射混合透镜的缺点如下：由于合成树脂材料自身的色散，衍射结构对不同波长具有不同的相位调制量，当入射光波长与衍射结构设计波长不一致时，衍射效率下降，形成杂光；当入射光为多波长混合光时，光线波长偏离设计波长越远，杂光越严重，衍射效率越低。

（31）双色缺点如下：

a.不同合成树脂材料之间的结合/多色注塑的复合透镜的性较差，冷却后容易发生脱落，需要在结合部预先涂胶（增加工序和成本），或通过结构设计增加合成树脂之间的结合力，但连接结构处尺寸小、弯折大，不利于合成树脂流动，容易形成注塑缺陷；

b.不同合成树脂热膨胀系数不同，胶合透镜在环境温差较大时，容易发生应力开裂。

发明内容

本发明第一方面所要解决的技术问题是提供了一种复合透镜，能够便于复合透镜的精密装配，同时能够保证复合透镜最终的成像效果。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种复合透镜，包括第一透镜组件和第二透镜组件，所述第一透镜组件内形成有用于容置所述第二透镜组件的容纳腔，所述第二透镜组件设置在所述容纳腔内以能够与所述第一透镜组件共同构成多层透视效果，且所述第二透镜组件的表面具有多个衍射面，多个所述衍射面构成衍射结构。

优选地，所述第一透镜组件的边缘处开设有进胶口，所述进胶口与所述容纳腔相连通，所述第一透镜组件包括第一透镜部和第二透镜部，所述第一透镜部与所述第二透镜部经由连接部相连，所述第一透镜部、所述第二透镜部与所述连接部一体铸造成型。

进一步优选地，所述第二透镜组件的周侧开设有过穿孔，设置在所述第一透镜部与所述第二透镜部之间的连接部适于穿过所述过穿孔以与所述第二透镜组件相连，且所述第二透镜组件适于分别与所述第一透镜部以及所述第二透镜部的相对面相抵。

优选地，所述第二透镜组件的侧边延伸出安装定位部，所述安装定位部凸出所述第一透镜组件形成的所述容纳腔以与所述第一透镜组件卡接。

进一步优选地，所述第一透镜组件为硅胶透镜，所述第二透镜组件为树脂透镜。

本发明第二方面提供了一种车灯，采用本发明第一方面所述的复合透镜。

本发明第三方面提供了一种复合透镜制造模组，用于制造本发明第一方面所述的复合透镜，包括多个透镜成型组件，各所述透镜成型组件之间独立设置，且各所述透镜成型组件上开设有多个透镜成型腔室，多个所述透镜成型腔室之间相互独立，各所述透镜成型腔室之间经由进胶流道相连通

优选地，所述透镜成型组件上还开设有多个流道避空腔，且各所述流道避空腔适于分别与其同侧的所述透镜成型腔室相连通。

优选地，各所述透镜成型组件包括多层模具，多层所述模具层叠设置，且顶层各所述模具上开设有多条调温流道，各所述调温流道适于与各所述透镜成型腔室形成热交换，以能够快速降低或抬升所述模具温度。

本发明第四方面提供了一种复合透镜制造方法，所述复合透镜为本发明第一方面所述的复合透镜，该方法采用本发明第三方面所述的复合透镜制造模组，所述方法包括：

S1、向调温流道内注热水以快速抬升模具温度至设定的融化温度；

S2、向第一透镜组件内注塑并保压，保压后快速降低模具温度至冷凝温度以使注入其中的材料固化；

S3、将所述第一透镜组件开模；

S4、将所述模具旋转，并向第二透镜组件内注塑并固化，开模后得到所述第一透镜组件与所述第二透镜组件共同构成的复合透镜。

通过上述优选技术方案，本发明的复合透镜采用第一透镜组件和第二透镜组件的组合，第二透镜组件被设置在第一透镜组件所形成的容纳腔内，使得第一透镜组件与第二透镜组件能够共同构成多层透视效果，并且在第二透镜组件的表面设有多个衍射面，多个衍射面所构成的衍射结构与第一透镜组件、第二透镜组件的配合能够有效提升衍射效率，减少透镜杂光。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本发明第一种具体实施方式的复合透镜的立体图；

图2为本发明具体实施方式的复合透镜的第一透镜组件的俯视图；

图3为本发明具体实施方式的复合透镜的第一透镜组件的剖视图；

图4为本发明具体实施方式的复合透镜的第二透镜组件的剖视图；

图5为本发明具体实施方式的复合透镜的第二透镜组件的定位结构示意图；

图6为本发明具体实施方式的复合透镜制造模具的结构示意图；

图7为本发明第二种具体实施方式的复合透镜的结构示意图；

图8为本发明的复合透镜的制造方法的流程示意图。

附图标记

1、复合透镜；10、第一透镜组件；11、第二透镜组件；101、进胶口；

111、安装定位部；112、过穿孔；

2、制造模组；20、第一透镜成型腔室；201、第一进胶流道；

30、第二透镜成型腔室；301、第二进胶流道；302、流道避空腔；

40、模具；401、底层模具；402、中层模具；403、顶层模具；41、第一透镜模具；42、第二透镜模具；

50、调温流道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，术语“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的复合透镜1包括第一透镜组件10和第二透镜组件11，参见图1，第一透镜组件10内形成有用于容置第二透镜组件11的容纳腔，第二透镜组件11设置在容纳腔内，从而能够与第一透镜组件10相互配合以共同形成复合透镜1的多层透视效果，另外，在第一透镜组件10的表面还开设有多个衍射面，多个衍射面共同构成衍射结构，通过衍射结构与透镜组件的配合，能够有效提升衍射效率，减少透镜杂光，且衍射结构并不限于仅在第一透镜组件10的表面设置，也可在第一透镜组件10的内腔壁上设置。

其中，第一透镜组件10为硅胶透镜， 第二透镜组件11为树脂透镜，更具体的，树脂透镜采用光学聚碳酸酯材料制成，常用的耐热光学合成树脂材料为聚碳酸酯（polycarbonate，PC），其属于高折射率高色散材料，因此以聚碳酸酯材料为基底的衍射结构具有较大的色散且衍射效率较低，最终表现为明显的杂光，在此，衍射结构设置在硅胶所形成的透镜面与光学聚碳酸酯所形成的透镜面之间的分界面上，因此，利用硅胶材料的低色散特征，能够提高复合透镜1的衍射效率，减少复合透镜1衍射时可能产生的杂光。

另外，第一透镜组件10与第二透镜组件11具有多种组合方式，参照图1，作为本发明的一种优选实施方式，其中，第二透镜组件11均被第一透镜组件10所包围，即该复合透镜1外壳部分为第一透镜组件10所构成的复合透镜1的主体结构，第二透镜部分凸出形成为复合透镜1的副部结构，两者相结合形成为整体复合透镜1，采用第一透镜组件10整体包覆第二透镜组件11的结构方式能够有效保证两者之间的胶合状态，进而能够有效提高结构的稳定性。

参照图7，为本发明的另一种优选实施方式，第二透镜组件11同样设置在第一透镜组件10的容纳腔内，但第一透镜组件10仅能够部分包覆第二透镜组件11，即第二透镜组件11的至少一侧裸露，采用该组合方式时第一透镜组件10与第二透镜组件11形成为双胶合状态，双胶合状态下，第一透镜组件10和第二透镜组件11同样能够保证结构的连接稳定性。

参见图2，第一透镜组件10的边缘处还开设有进胶口101，进胶口101与第一透镜组件10内部形成的容纳腔相连通，以便于向容纳腔内进行注胶。另外，第一透镜组件10包括第一透镜部和第二透镜部，第一透镜部与第二透镜部通过连接部固定连接，连接部为第一透镜部或第二透镜部朝向彼此方向延伸所形成，即第一透镜部、第二透镜部以及连接部一体铸造成型，以此来减少装配连接所需耗费的人工和时间成本。

参见图3，第二透镜组件11的周侧开设有过穿孔112，且用于连接第一透镜部与第二透镜部的连接部能够穿过该过穿孔112并与第二透镜组件11相连，当连接部穿过该过穿孔112后，第一透镜部能够与第二透镜组件11的容纳腔内壁相抵，第二透镜部同样能够与第二透镜组件11的容纳腔内壁相抵，另外，通过第一透镜部、第二透镜部与第二透镜组件11的相互抵接，能够实现第二透镜组件11与第一透镜组件10的固定连接。另外，由于连接部直接穿过过穿孔112，因此，能够使得第一透镜组件10第二透镜组件11之间的连接更加稳固，以增加第一透镜组件10与第二透镜组件11之间的接触力，保证胶合状态。

参见图4至图5，由于硅胶邵氏因为仅为70A-80A，且为了使得第二透镜组件11能够稳定固定安装，避免产品装配过程中产生误差，第二透镜组件11的侧边延伸出安装定位部111，安装定位部111凸出第一透镜组件10所形成的容纳腔后以与第一透镜组件10卡接，且处于卡接状态时，第二透镜组件11能够通过安装定位部111准确稳定的固定在容纳腔内，以此来实现第一透镜组件10和第二透镜组件11之间的安装固定。

参见图6，本发明具体实施方式的一种复合透镜1制造模组2，该复合透镜1制造模组2用于制造本发明所述的复合透镜1，该复合透镜1制造模组2包括多个透镜成型组件，各透镜成型组件之间独立设置，并且在各透镜成型组件上开设有多个透镜成型腔室，多个透镜成型腔室相互独立且设置在同一块安装基板上，并且该安装基板能够在水平方向上实现周向旋转。在此，多个透镜成型腔室包括第一透镜成型腔室20和第二透镜成型腔室30，第一透镜成型腔室20用于制作第一透镜组件10，第二透镜成型腔室30用于制造第二透镜组件11，且第一透镜成型腔室20之间通过第一进胶流道201相连通，第二透镜成型腔室30之间通过第二进胶流道301相连通，即通过第一进胶流道201和第二进胶流道301能够同时为多个透镜成型腔室进行注胶，以此来提高整体的注胶效率。

具体地，为了保证注胶后透镜成型组件内的不会出现空腔，因此在透镜成型组件上还开设有多个流道避空腔302，各流道避空腔302能够分别与其同侧的透镜成型腔室相连通，当进胶流道向透镜成型腔室内注胶完成后，然后再通过流道避空腔302向透镜成型腔室进行补充注胶，以此来避免透镜成型腔室内出现空腔，以此来保证最终所固化成型后的透镜组件的良品率。

更具体地，透镜成型组件包括多层模具40，在此，多层模具40包括第一透镜模具41和第二透镜模具42，且第一透镜模具41和第二透镜模具42分别为底层模具401、中层模具402和顶层模具403，其中，底层模具401、中层模具402以及顶层模具403之间均为可拆卸地层叠设置，且在第一透镜模具41和第二透镜模具42的顶层模具403的侧边还设有多条调温流道50，多条调温流道50内能够流通冷水热水，通过该调温流道50适于与透镜成型腔室之间形成热交换，以此来快速降低或抬升模具温度，从而能够实现对于模具的快速调温，进而能够控制注入模具内的材料能够快速固化，以此来实现模具的快速成型，保证了成型效率。

本发明的一种复合透镜1的制造方法，采用的制造方法为制作本发明的复合透镜1，且该方法采用了本发明的复合透镜1制造模组2，该方法包括：

S1、向调温流道50内注热水以快速抬升模具温度至设定的融化温度；

S2、向第一透镜成型组件注塑并保压，保压后快速降低模具温度至冷凝温度以使注入其中的材料固化；

S3、将所述第一透镜成型组件开模后并获得固化状态下的第一透镜组件10；

S4、将所述模具旋转，并向第二透镜成型组件内注塑，固化所述第二透镜成型组件以获得其中的第二透镜组件11，所述第一透镜组件10与所述第二透镜组件11共同构成复合透镜1。

其中，该复合透镜1的注塑成型所采用的复合透镜1制造模组2中的多路调温流道50为急冷急热水路，即在注塑前，能够将模具的模温由50℃升温至150℃的硅胶固化温度和树脂成型模具温度，对模具进行注塑时，用于注塑第一透镜组件10的调温流道50采用急热水路，且采用光学注塑螺杆向其中进行注塑成型。注塑前，模具的模温通过调温流道50对模具温度进行急冷或急热操作，急热操作为向调温流道50内通入冷水等冷凝介质，急热操作为向调温流道50内通入热水等加热介质，另外也可采用其他的冷却或加热操作，例如可以在调温流道50内通热水的加热方式替换为电磁加热、蒸汽加热等方式，因此并不局限于上述的加热水或加冷水的方式来进行调温。

参见图8，在进行注塑前，首先需要将模温在短时间内抬高至150℃，而后合模注塑，注塑完成后进行注塑保压，保压结束后，再对模具的模温进行急冷操作，将模温在较短时间内降低至40～50℃，此时，注入模具内树脂迅速冷却，以缩短产品的成型周期，开模后模具旋转180°，进行用于制作第二透镜组件11的液态硅胶注塑，对第二透镜组件11进行注塑时，所采用的注塑流道为阀针式冷流道，注塑螺杆为定制的无压缩比的光学硅胶注塑螺杆，注塑第二透镜组件11时，重复上述操作，然后通过经过急冷/急热工艺对用于制作第二透镜组件11的硅胶进行硫化固化，以此来获得第二透镜组件11，当第二透镜组件11与第一透镜组件10固化完成后，两者装配形成为最终的复合透镜1。

本发明的一种车灯，采用了本发明任意一种复合透镜，因此也具有上述优点。

在本发明的描述中，参见术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种复合透镜，其特征在于，包括第一透镜组件（10）和第二透镜组件（11），所述第一透镜组件（10）内形成有用于容置所述第二透镜组件（11）的容纳腔，所述第二透镜组件（11）设置在所述容纳腔内以能够与所述第一透镜组件（10）共同构成多层透视效果，且所述第一透镜组件（10）上还设有多个衍射面，多个所述衍射面构成衍射结构，所述衍射结构设置在第一透镜组件（10）的表面或设置在第一透镜组件（10）所形成的所述容纳腔的内腔壁上；

所述第一透镜组件（10）包括第一透镜部和第二透镜部，所述第二透镜组件（11）的周侧开设有过穿孔（112），且设置在所述第一透镜部与所述第二透镜部之间的连接部适于穿过所述过穿孔（112）以与所述第二透镜组件（11）相连，所述第二透镜组件（11）适于分别与所述第一透镜部以及所述第二透镜部的相对面相抵；

所述第一透镜组件（10）为硅胶透镜，所述第二透镜组件（11）为树脂透镜。

2.根据权利要求1所述的复合透镜，其特征在于，所述第一透镜组件（10）的边缘处开设有进胶口（101），所述进胶口（101）与所述容纳腔相连通，所述第一透镜部与所述第二透镜部经由连接部相连，所述第一透镜部、所述第二透镜部与所述连接部一体铸造成型。

3.根据权利要求1所述的复合透镜，其特征在于，所述第二透镜组件（11）的侧边延伸出安装定位部（111），所述安装定位部（111）适于凸出所述容纳腔以与所述第一透镜组件（10）卡接。

4.一种车灯，其特征在于，采用权利要求1至3中任一项所述的复合透镜。

5.一种复合透镜制造模组，用于制造权利要求1至3中任一项所述的复合透镜，其特征在于，包括多个透镜成型组件，各所述透镜成型组件之间独立设置，且各所述透镜成型组件上开设有多个透镜成型腔室，多个所述透镜成型腔室之间相互独立，各所述透镜成型腔室之间经由进胶流道相连通。

6.根据权利要求5所述的复合透镜制造模组，其特征在于，至少一个所述透镜成型组件上还开设有多个流道避空腔（302），且各所述流道避空腔（302）适于分别与其同侧的所述透镜成型腔室相连通。

7.根据权利要求5至6中任一项所述的复合透镜制造模组，其特征在于，各所述透镜成型组件包括多层模具（40），多层所述模具（40）层叠设置，且所述模具（40）的顶层模具（403）上开设有多条调温流道（50），各所述调温流道（50）适于与各所述透镜成型腔室形成热交换，以能够快速降低或抬升所述模具（40）温度。

8.一种复合透镜制造方法，其特征在于，所述复合透镜为权利要求1至3中任一项所述的复合透镜，所述方法采用权利要求7所述的复合透镜制造模组，所述方法包括：

S1、向调温流道（50）内注热水以快速抬升模具（40）温度至设定的融化温度；

S2、向第一透镜组件（10）内注塑并保压，保压后快速降低模具（40）温度至冷凝温度以使注入其中的材料固化；

S3、将所述第一透镜组件（10）开模；

S4、将所述模具（40）旋转，并向第二透镜组件（11）内注塑并固化，开模后以获得所述第一透镜组件（10）与所述第二透镜组件（11）共同构成的复合透镜。

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