在过去的几年中，玻璃作为车灯的光学材料已经逐渐的退居了二线，绝大多数的车灯玻璃已经被光学塑料材料所取代，主要原因是与光学塑料材料相比，玻璃的密度更高，零件更重。然而，由于玻璃透光率高，耐高温性好，对某些车灯产品来说仍然是个性价比不错的选择，特别是对最新的车灯光学系统，如自适应ADB车灯，要求光学透镜尺寸小，且能够适用高功率LED甚至是激光光源LD的热挑战。因此玻璃又部分被用来制作车灯模组外透镜和内透镜，以承受更严苛的环境条件。
在研究院拆解的车灯中，也有一些很有代表性的玻璃透镜的例子，例如 凯迪拉克 XT6前大灯 （参考研究院文章- 传送带）和特斯拉 Model3/Y（参考研究院文章-传送带）
XT6前大灯由ZKW生产，近光模组结构相对简单，一个非常厚实的玻璃透镜，通过下方的holder直接卡住即安装完成，无需螺钉来固定。
特斯拉的大灯由海拉生产，大灯内的ADB模组有三层透镜，两层PMMA外透镜和一个玻璃内透镜。玻璃内透镜由于紧贴着LED板，LED板上有102颗高功率led芯片，其承受的热辐射非常大，因此无法替换成PMMA或PC。
由于ADB可以显著的提升安全性和驾驶舒适性，安装有ADB自适应大灯的车型正在逐年迅速增加。ADB与摄像头和传感器合作，即时扫描路况和车身环境，从而显著减少行车过程中的眩光，并改善驾驶员的视野。实现这一安全特性的各种ADB技术已经在量产中，如LED矩阵大灯，LED像素大灯和DMD投影大灯系统，但其他一些的技术仍然在研究和开发中，如Microled 数字大灯。
所有这些ADB模组都要求有精准的光学系统，同时通过透镜将分区光型精确的投影到路面上。ADB模组的透镜除了要求尽可能的减少炫光、增加驾驶员视野、平顺光型之外，图像的分辨率是ADB模组的关键。在许多ADB模组中，例如矩阵模组或像素模组，光学内透镜都设计成紧贴着led光源或激光光源，以实现最大的光学效率。因此，内透镜的材料必须能够承受高温，以及其它的一些极限实验，比如紫外线辐射和化学腐蚀，以便在整个汽车生命周期内保持其几何尺寸和光学性能。在ADB矩阵大灯中，两个相邻分区之间的间距不能随着环境温度的变化而变化，因此，光学材料的热膨胀系数应尽可能低。
ADB像素大灯的LED光源数量更多，每颗LED芯片的尺寸都很小，面积一般只有0.5mm²到1 mm²。每颗led芯片都产生高亮度白光，其中还包含有部分UV 光。由于LED芯片的高功率，在透镜表面的局部微小区域会产生大量的热量，这会导致PMMA或PC等塑料聚合物材料出现快速降解、变黄直至熔化等严重缺陷。虽然优化散热器的冷却结构，加装散热风扇，甚至添加防UV涂层可以得到部分改善，但这些措施也会导致车灯价格、重量和生产复杂性的增加。
当透镜具有高轮廓精度和低色散时，ADB的光学性能将得到极大改善，PC透镜和光学硅胶透镜对色散效应比较敏感，极易使投影到地面上的光五颜六色。
对于塑料透镜而言，温度和湿度对色散效应影响巨大。但是玻璃一般有高阿贝数，而且在生命周期内都能保持性能稳定，会显著的降低色散效应的影响。此外，玻璃可以很容易喷涂增强光学效率的涂层，光学涂层可提高光学效率，并允许特定波长范围内的光通过。除了抗反射涂层（AR）或红外（IR）涂层，还可以喷涂提高透射率的涂层。特别是对激光大灯，AR涂层非常有效，因为AR涂层可以减少光的漫反射来防止眩光，优化光学系统。
如果配合高能量密度的LED或激光光源，玻璃显然拥有最佳综合性能。玻璃无黄变和老化现象，可在-80至400℃之间工作，在汽车的整个生命周期内都具备持续高效的车灯照明和道路视野的能力，为驾驶员的行车安全提供额外的保障。
车灯行业的玻璃透镜一般通过压制工艺来生产，玻璃压制工艺历史悠久且技术已经非常成熟，但玻璃压制工艺技术要求高，能源密集，并且压制的零件形状受到严格限制，不适合生产结构复杂的光学零件。而塑料材料则不受形状限制，但其物理、光学、化学和热性能不如玻璃。因此，如果能将塑料加工工艺和玻璃结合起来，快速、经济、高效的大量生产产品结构复杂的光学玻璃零件将大有市场。
在玻璃压制工艺领域的不断研究和技术积累为玻璃光学透镜的创新提供了许多可能。一项创新的技术是玻璃注射成型（GIMT），其工作原理与熟知的塑料注射成型相同，甚至可以注塑长宽比更大的透镜零件，这对于一些ADB内透镜的设计特别有用。甚至可以注射3克以下的玻璃透镜产品，还可以能够注射非常复杂的几何形状，同时具有光滑的自由曲面度，轮廓度可以低至10μm。与传统的玻璃压制工艺相比，玻璃注塑工艺所需的能源更少，从而提高了能源效率，而且成型的玻璃透镜具有高表面质量，因此不需要抛光等后处理步骤。
车灯照明法规规定了远近光截止线的明暗区域之间必须有过渡区域，一般通过在车灯模组透镜的表面添加光学微结构来实现。对玻璃透镜来说，现阶段采用的是喷砂或喷小玻璃珠的工艺，但这种工艺往往使透镜表面变得粗糙，透镜扩散角度变大，而且会增加向后散射的光，降低远近光模组的光输出效率。
玻璃透镜特殊设计的微光学结构可以解决这两个问题。微光学面的几何结构、尺寸和间距通过光学软件设计并优化，提高正向发射的光线的同时减少反射回来的光线。对生产而言，常规的玻璃喷砂或喷小玻璃珠的工艺耗时过长，现在有一种创新的玻璃微结构加工技术，该加工技术可以在玻璃透镜上定制50μm的微光学结构，甚至还有可能做得更小。这个技术在投影透镜上非常有用，因为投影透镜的分辨率要求更高。
车灯玻璃透镜的工艺创新和表面处理技术基本上已经可以实现对玻璃表面的微结构进行复杂加工。不仅可以涵盖车灯行业对玻璃材料的常规需求，还可以应用在高功率光源的新光学模组上，甚至可以将多个光学透镜集成在一起。
创新的玻璃微光学结构加工技术可以实现最佳光扩散。现在已经可以在玻璃中定制50μm的微结构，并且还有可能做得更小。精密的模具加工方法将为玻璃透镜生产提供支持。
因此，车灯玻璃生产工艺也将持续创新，与车灯技术的最新发展保持一致。
原文始发于微信公众号（车灯研究院）：【车灯核心技术报告2204】车灯玻璃透镜
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