CN108490585A - 玻塑混合镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种玻塑混合镜头。其中，玻塑混合镜头包括：从物侧到像侧依次设置的玻璃镜片、至少一个塑胶镜片；紫外截止层，紫外截止层设置在塑胶镜片远离像侧的一侧，且紫外截止层与塑胶镜片间隔设置。本发明玻塑混合镜头结构简单，易于实现，紫外截止层可以有效吸收或者反射照射到镜头的紫外光，能够有效阻隔紫外光线对后面塑胶镜片的照射，有效解决了塑料透镜在强UV的照射下出现脱膜和变黄的问题，从而提高镜头的UV耐受性和太阳辐照耐受性，并且镜头采用玻璃镜片和塑胶镜片混合，可以有效消除热差，成本较低。

Description

玻塑混合镜头
技术领域
本发明涉及光学元件，具体的，涉及一种玻塑混合镜头。
背景技术
高级驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance Systems，即ADAS)，结合了各种先进传感器件和人工智能，是近几年来最受人瞩目的发展方向。典型的ADAS系统包括两个部分：一个是外围的传感器件，诸如摄像头、激光雷达和超声波探测器等等；另一个是中央处理器，对传感器件的信息融合后做进一步的处理并做出判断。对于外围传感器件，比如镜头，其最大优势是价格便宜并且信息量大，结合现在的人工智能和机器学习，被大量应用在ADAS系统里。
在现有镜头设计方面，一个比较大的挑战是在大温度跨度范围内，比如-40℃到+85℃甚至+105℃实现消热差，为了达到上述目的通常采用玻璃镜片和塑胶镜片结合的镜头。然而，塑胶镜片的一个突出问题是高低温环境下的热稳定性和紫外(UV)耐受性。一方面塑胶材质本身的热膨胀系数比玻璃要大十倍左右，热稳定性较差；另一方面塑胶镜片上的增透膜和黑色吸光墨在高温高湿和温度循环中都可能存在脱离现象，严重影响成像质量；同时塑胶镜片甚至塑胶镜筒在强UV的照射下也会出现脱膜和变黄现象。这些潜在的问题严重影响了玻璃镜片和塑胶镜片结合的镜头的广泛应用。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种热稳定性较佳、紫外耐受性较佳的玻塑混合镜头，该玻塑混合镜头的成像效果较佳，使用寿命较长。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种玻塑混合镜头。根据本发明的实施例，该玻塑混合镜头包括：从物侧到像侧依次设置的玻璃镜片、至少一个塑胶镜片；紫外截止层，所述紫外截止层设置在所述塑胶镜片远离所述像侧的一侧，且所述紫外截止层与所述塑胶镜片间隔设置。本发明玻塑混合镜头结构简单，易于实现，紫外截止层可以有效吸收或者反射照射到镜头的紫外光，能够有效阻隔紫外光线对后面塑胶镜片的照射，有效解决了塑料透镜在强UV的照射下出现脱膜和变黄现象，从而有效提高镜头的UV耐受性和太阳辐照耐受性，并且镜头采用玻璃镜片和塑胶镜片混合，可以有效消除热差，成本较低。
根据本发明的实施例，形成所述玻璃镜片的材料具有吸收紫外线的功能，且所述玻璃镜片复用为所述紫外截止层。由此，玻璃镜片同时发挥透镜和紫外吸收两种功能，且可以有效降低镜头的生产成本。
根据本发明的实施例，所述紫外截止层设置在所述玻璃镜片朝向所述物侧的表面上或者朝向所述像侧的表面上。由此，结构简单、易于实现，且在玻璃镜片表面镀膜结合力较强，紫外截止层还可以有效吸收紫外光，避免紫外光对后续塑胶镜片的照射，使用寿命较长。
根据本发明的实施例，该玻塑混合镜头还包括：增透膜，所述增透膜设置在所述玻璃镜片朝向所述物侧的表面上或者朝向所述像侧的表面上。由此，可以增加可见光的透过率，提高镜头成像的清晰度和反差，成像质量较高。
根据本发明的实施例，所述紫外截止层和所述增透膜中的一个设置在所述玻璃镜片朝向所述物侧的表面上，则另一个设置在所述玻璃镜片朝向所述像侧的表面上。由此，方便制备，成本较低，且紫外截止层和增透膜可以各自充分发挥各自的功能，互不干扰。
根据本发明的实施例，所述增透膜的厚度为100-800nm。由此，可以大幅度提高可见光的透过率，提高镜头成像的清晰度以及反差的效果更佳。
根据本发明的实施例，所述紫外截止层选自紫外截止膜或者紫外红外截止膜。由此，紫外截止膜或者紫外红外截止膜反射紫外线的效果较佳，紫外红外截止膜还可以有效反射红外线，提高对杂散光的控制，有效避免光晕的产生，提高镜头的成像质量，使用性能较佳。
根据本发明的实施例，所述紫外截止膜或者所述紫外红外截止膜具有可见光增透的效果。由此，紫外截止膜或者紫外红外截止膜在防止紫外或者红外线照射进入玻塑混合镜头的同时，还可以有效增加可见光(400nm到700nm)的透过率，提高镜头的成像质量。在膜系设计中，一种方案是在玻璃镜片的两个面上分别镀紫外截止膜和增透膜，那么镀紫外截止膜的面可以满足紫外截止和可见光增透效果，另一个镀增透膜的面能实现可见光增透效果；另一种方案是在玻璃镜片的两个面上分别镀紫外红外截止膜和增透膜，那么镀紫外红外截止膜的面可以满足紫外红外截止和可见光增透效果，另一个镀增透膜的面能实现可见光增透效果；第三种方案是一个面上镀紫外截止膜，另外一个面上镀红外截止膜，紫外截止膜可以满足紫外截止和可见光增透效果，红外截止膜可以满足红外截止和可见光增透效果。上述两个面的位置，比如哪一个面朝向物侧，没有特殊的限定，即可以是可见光增透膜朝向物侧，也可以是紫外截止膜或者紫外红外截止膜朝向物侧。
根据本发明的实施例，所述紫外截止膜的厚度为1000-5000nm，所述紫外红外截止膜的厚度为3000-9000nm。由此，紫外截止膜与紫外红外截止膜反射紫外线或者红外线的效果较佳，使用性能较佳。
根据本发明的实施例，所述玻璃镜片的平均厚度不小于0.8mm，且所述玻璃镜片对波长为360nm的光的吸收率不小于20％。由此，当玻璃镜片的平均厚度较低时仍能起到吸收紫外线的效果，保护后续塑胶镜片不受紫外线的照射而损坏。
根据本发明的实施例，形成所述玻璃镜片的材料为火石玻璃。由此，火石玻璃具备较高的折射率，可以吸收大部分紫外线，大大降低紫外线的透过率，保护后续塑胶镜片不受紫外线照射，保护效果较佳，进而提升镜头的UV耐受性。
根据本发明的实施例，所述玻璃镜片在吸收紫外线的同时，可吸收波长在400nm-500nm之间的光线。由此，玻璃镜片可以吸收部分蓝光，有效避免蓝光对后续塑胶镜片的照射，进而有效延长镜头的使用寿命，并且使用上述玻璃镜片有利于消色差，可以简化玻塑混合镜头的整体结构，降低成本。
根据本发明的实施例，所述玻璃镜片为球面玻璃镜片或者平面玻璃镜片。由此，球面玻璃镜片较模造玻璃镜片的成本较低，工艺流程简单、易加工，热稳定性较佳；平面玻璃镜片可以有效起到保护玻塑混合镜头的作用；而且在球面玻璃镜片表面镀膜，工艺流程更容易实现，降低生产难度。
根据本发明的实施例，所述玻璃镜片为非球面玻璃镜片。由此，玻塑混合镜头的成像质量更高。
根据本发明的实施例，该玻塑混合镜头还包括：防水膜或者防刮膜或者防水防刮膜，所述防水膜或者防刮膜或者防水防刮膜设置在所述玻璃镜片靠近物侧的一侧，且靠近成像物体设置。由此，可以有效起到防水、防油、防刮擦或者防静电的效果，避免镜头在较高的湿度下工作造成损坏，大大增加镜头的使用寿命。
根据本发明的实施例，该玻塑混合镜头还包括镜筒，所述玻璃镜片、塑胶镜片、紫外截止层设置在所述镜筒中，所述镜筒的至少一部分外表面上设置有紫外反射膜或者紫外吸收膜。由此，可以有效避免紫外线对镜筒的照射，有效解决镜筒在较强的紫外线的照射下出现的变黄和脱模的问题，延长镜筒的使用寿命。
根据本发明的实施例，前面所述玻塑混合镜头为车载镜头。由此，上述车载镜头可以较为高效的在较大温度跨度范围内工作，消热差能力较强，UV耐受性较佳，使用性能较佳，同时上述车载镜头结构简单、成本较为低廉，便于在车载系统上大规模使用。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种汽车。根据本发明的实施例，该汽车包括前面所述的玻塑混合镜头。发明人发现，该汽车的玻塑混合镜头使用寿命较长，成像较为清晰，UV耐受性较佳，可以在较宽的温度范围内工作，同时该玻塑混合镜头成本较为低廉，便于在车载系统上大规模使用。
附图说明
图1是本发明一个实施例中的玻塑混合镜头结构示意图。
图2是本发明另一个实施例中的玻塑混合镜头结构示意图。
图3是实施例1中玻璃镜片的物侧表面镀紫外截止膜、像侧表面镀增透膜时在270-700nm波段的光的透过率曲线。
图4是实施例1中玻璃镜片的物侧表面镀紫外截止膜、像侧表面镀增透膜时在380-780nm波段的光的反射率曲线。
图5是实施例2中玻璃镜片的像侧表面镀紫外红外截止膜、物侧表面镀增透膜时在300-700nm波段的光的透过率曲线。
图6是实施例2中玻璃镜片的像侧表面镀紫外红外截止膜、物侧表面镀增透膜时在300-1100nm波段的光的透过率曲线。
图7是本发明另一个实施例中的玻塑混合镜头的结构示意图。
图8是本发明另一个实施例中的玻塑混合镜头的结构示意图。
图9是实施例9中玻璃镜片的物侧表面镀紫外红外截止膜、像侧表面镀增透膜时在250-1100nm波段的光的透过率曲线。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
由于多数玻璃镜片的折射率随温度变化增大，即dn/dT为正(dn/dT表示材料折射率随温度的变化率)，导致正常情况下温度升高时玻璃镜片的光学后焦会变短，而由于镜筒的膨胀，机械后焦会随温度升高而变长，从而导致在高低温情况下焦点漂移非常严重，成像质量急剧下降。在光学补偿方面，一个常见的做法是采用负dn/dT塑胶材料制备得到的塑胶镜片与玻璃镜片结合使用，可以实现光学后焦和机械后焦变化的补偿，从而达到消热差的目的，成本较低。但是，塑胶镜头一个比较突出的问题是高低温环境下热稳定较低，UV耐受性差，严重影响成像质量。针对上述技术问题，发明人进行了深入的研究，研究后发现，可以将玻璃镜片和塑胶镜片按照从物侧到像侧的方向依次设置，并在塑胶镜片远离像侧的一侧设置紫外截止层以吸收紫外线，防止紫外线对后续塑胶镜片的照射，有效避免塑胶镜片的损坏。
有鉴于此，在本发明的一个方面，本发明提供了一种玻塑混合镜头。根据本发明的实施例，该玻塑混合镜头包括：从物侧到像侧依次设置的玻璃镜片、至少一个塑胶镜片；紫外截止层，所述紫外截止层设置在所述塑胶镜片远离所述像侧的一侧，且所述紫外截止层与所述塑胶镜片间隔设置。发明人发现，上述玻塑混合镜头结构简单，易于实现，紫外截止层可以有效吸收或者反射照射到镜头的紫外光，有效保护后续塑胶镜片不受紫外线的照射，有效解决了塑料透镜在强UV的照射下出现脱膜和变黄现象，从而有效提高镜头的UV耐受性和太阳辐照耐受性，并且镜头采用玻璃镜片和塑胶镜片混合，可以有效消除热差，成本较低。
需要说明的是，上述紫外截止层可以吸收或者反射紫外线，从而有效防止紫外线透过紫外截止层。紫外线根据波长可以分为近紫外线(UVA)(波长范围为315-400nm)，远紫外线(UVB)(波长范围为280-315nm)和超短紫外线(UVC)(波长范围为100-280nm)，其中UVC已经在臭氧层中被吸收掉，所以本申请中镜头对紫外光的截止考虑对UVA或者UVB的反射或者吸收。
根据本发明的实施例，所述紫外截止层设置在所述玻璃镜片朝向所述物侧的表面上或者朝向所述像侧的表面上。由此，结构简单、易于实现，且在玻璃镜片表面镀膜结合力较强，紫外截止层还可以有效吸收紫外光，避免紫外光对后续塑胶镜片的照射，使用寿命较长。根据本发明的实施例，所述紫外截止层选自紫外截止膜或者紫外红外截止膜。由此，紫外截止膜或者紫外红外截止膜反射紫外线的效果较佳，紫外红外截止膜还可以有效反射红外线，提高对杂散光的控制，有效避免光晕的产生，使用性能较佳。根据本发明的实施例，紫外截止膜对280nm～400nm波段高度截止，对410nm～1100nm波段高度透过，紫外红外截止膜对280nm～400nm波段高度截止，对410nm～700nm波段高度透过，对700nm～1100nm波段高度截止，需要说明的是，上述截止是指紫外光被紫外截止膜或者紫外红外截止膜反射掉。根据本发明的实施例，形成紫外截止膜或者紫外红外截止膜的方式可以为蒸镀等。
根据本发明的实施例，所述紫外截止膜的厚度为1000-5000nm，例如紫外截止膜的厚度可以为1000nm、1500nm、2000nm、2500nm、2800nm、3100nm、3400nm、3700nm、4000nm、4300nm、4600nm、4800nm、5000nm等；所述紫外红外截止膜的厚度为3000-9000nm，例如紫外红外截止膜的厚度可以为3000nm、3500nm、4000nm、4500nm、5000nm、5500nm、6000nm、6500nm、7000nm、7500nm、8000nm、8500nm、9000nm等。由此，紫外截止膜与紫外红外截止膜反射紫外线或者红外线的效果较佳，使用性能较佳。根据本发明的实施例，形成紫外截止膜以及紫外红外截止膜的的材料为常规材料，可以根据实际需要进行灵活选择。
根据本发明的实施例，为了增加可见光的透射率，所述紫外截止膜或者所述紫外红外截止膜具有可见光增透的效果。由此，紫外截止膜在防止紫外线照射进入玻塑混合镜头的同时，还可以有效增加可见光的透过率，提高镜头的成像质量，延长镜头的使用寿命。需要说明的是，可见光增透含义为：紫外截止膜或者所述紫外红外截止膜对波长为450nm-650nm的光的平均透过率大于90％。
在本发明的一些实施例中，可以在玻璃镜片的一个面上镀紫外截止膜，另外一个面上镀红外截止膜，紫外截止膜可以满足紫外截止和可见光增透效果，红外截止膜可以满足红外截止和可见光增透效果。需要说明的是，上述两个面的位置，比如哪一个面朝向物侧，没有特殊的限定，即可以是紫外截止膜朝向物侧，也可以是紫外红外截止膜朝向物侧。
根据本发明的实施例，为了进一步减少对可见光的反射，该玻塑混合镜头还可以包括：增透膜，所述增透膜设置在所述玻璃镜片朝向所述物侧的表面上或者朝向所述像侧的表面上。由此，可以增加可见光的透过率，提高镜头成像的清晰度和反差，成像质量较高。在本发明的一些优选实施例中，增透膜设置在玻璃镜片朝向物侧的表面上。在本发明的一些具体实施例中，所述紫外截止层(例如紫外截止膜或者紫外红外截止膜等)和所述增透膜中的一个设置在所述玻璃镜片朝向所述物侧的表面上，则另一个设置在所述玻璃镜片朝向所述像侧的表面上。需要说明的是，在上述实施例中，玻璃镜片可以具备吸收紫外线的功能，也可以是不具吸收紫外线的功能。由此，方便制备，成本较低，且紫外截止层和增透膜可以各自充分发挥各自的功能，互不干扰，且可以增加可见光的透过率，提高镜头成像的清晰度和反差，成像质量较高。根据本发明的实施例，形成增透膜的方式可以为蒸镀等。
根据本发明的实施例，所述增透膜的厚度为100-800nm，例如增透膜的厚度可以为100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm等。由此，可以大幅度提高可见光的透过率，提高镜头成像的清晰度和反差的效果更佳。
在本发明的一些具体实施例中，玻塑混合镜头包括：从物侧到像侧依次设置的所述玻璃镜片(该玻璃镜片可以具备截止紫外线的功能，也可以不具备截止紫外线的功能)、至少一个塑胶镜片；紫外截止层和增透膜，其中，所述紫外截止层和所述增透膜分别设置在所述玻璃镜片相对的两个表面上。由此，该玻塑混合镜头的结构简单、易于实现，成本较低，截止紫外线的效果较佳，可以有效防止紫外线照射到后续塑胶镜片，避免塑胶镜片的脱模或者变黄，寿命较长，且紫外截止层和增透膜可以各自充分发挥各自的功能，互不干扰。
在本发明的一些实施例中，形成所述玻璃镜片的玻璃材料具有吸收紫外线的功能，且所述玻璃镜片复用为所述紫外截止层。由此，玻璃镜片同时发挥透镜和紫外吸收两种功能，降低成本，最终获得的镜头在日光照射下的眩光问题得到有效改善，提高镜头的成像质量。需要说明的是，玻璃镜片复用为所述紫外截止层是指该玻璃镜片既具备成像的功能，还具备吸收紫外线并防止紫外线透过玻璃镜片的功能，因此，在上述实施例中有利于精简结构，降低成本。
根据本发明的实施例，将具有吸收紫外线功能的玻璃材料对280-350nm波段的光的透过率标记为TL，对400-2400nm波段的光的透过率为TH，若想要达到较佳的吸收紫外线的效果，TL与TH需要满足以下条件：TL<15％；以及TH>90％。根据本发明的实施例，为了满足上述吸收紫外线的要求，形成所述玻璃镜片的材料可以为火石玻璃，火石玻璃在UVA和UVB部分的光线的透过率较低，保护后续塑胶镜片不受紫外线照射，保护效果较佳，进而提升镜头的UV耐受性，使用性能较佳。根据本发明的实施例，当玻璃镜片复用为紫外截止层时，为了提高可见光的透过率，还可以包括增透膜，且增透膜可以设置在玻璃镜片朝向所述物侧的表面上和/或朝向所述像侧的表面上，例如增透膜可以设置在玻璃镜片朝向物侧的表面上，还可以设置在玻璃镜片朝向像侧的表面上，还可以同时设置在玻璃镜片朝向物侧和像侧的表面上。由此，增透膜的设置可以增加可见光的透过率，提高镜头成像的清晰度和反差，提高最终获得的镜头的成像质量。
根据本发明的实施例，玻璃镜片还可以吸收波长在400nm-500nm的光线，此时，玻璃镜片为黄色，且形成上述玻璃镜片的材料可以为H-ZF88和D-ZF93等。由此，玻璃镜片可以吸收部分蓝光，有效避免蓝光对后续塑胶镜片的照射，进而有效延长镜头的使用寿命，并且使用上述玻璃镜片有利于消色差，可以简化玻塑混合镜头的整体结构，降低成本。
根据本发明的实施例，玻璃镜片的平均厚度不小于0.8mm，且所述玻璃镜片对波长为360nm的光的吸收率不小于20％。由此，当玻璃镜片的平均厚度较低时仍能起到吸收紫外线的效果，保护后续塑胶镜片不受紫外线的照射而损坏。需要说明的是，玻璃镜片的平均厚度是指玻璃镜片截面厚度的平均值。
根据本发明的实施例，玻璃镜片为球面玻璃镜片或者平面玻璃镜片。由此，球面玻璃镜片热膨胀较小，热稳定性较佳，成本较低，工艺流程简单、易加工；平面玻璃镜片可以有效起到保护玻塑混合镜头的作用；而且在球面玻璃镜片表面镀膜，工艺流程更容易实现，降低生产难度。根据本发明的实施例，玻璃镜片还可以为非球面玻璃镜片。由此，玻塑混合镜头的成像质量更高。
根据本发明的实施例，形成塑胶镜片的材料为常规材质，为了能够达到消热差的效果，至少一个塑胶镜片可以间隔设置，也可以相邻设置，在实际使用时可以参照具体情况进行设置。根据本发明的实施例，为了消热差，需要将玻璃镜片与塑胶镜片的材质和形状进行调整以达到光焦度的合理搭配，使得玻璃镜片与塑胶镜片在较大的温度变化下能够相互配合，即玻璃镜片的折射率随温度的升高变化率为正值，塑胶镜片的折射率在随温度的升高变化率为负值，通过玻璃镜片与塑胶镜片的材料和形状的调整可以实现折射率变化的补偿，进而实现光学后焦和机械后焦变化的补偿，使得焦点几乎不会出现飘移的现象，提高镜头的成像质量。
需要说明的是，上述实施例中仅仅是针对玻塑混合镜头中含有一个玻璃镜片为例进行说明的，并不能理解为对本申请的限制。在实际生产或者使用过程中，为了更好的实现消除热差的效果，在玻璃镜片远离物侧的一侧还可以包括至少一个玻璃材质的透镜，且所述玻璃材质的透镜可以采用球面玻璃镜片。
根据本发明的实施例，为了使得镜头可以更好的在户外工作，该玻塑混合镜头还包括：防水膜或者防刮膜或者防水防刮膜，所述防水膜或者防刮膜或者防水防刮膜设置在所述玻璃镜片靠近物侧的一侧，且靠近成像物体设置。由此，可以有效起到防水、防油、防刮擦或者防静电的效果，避免镜头在较高的湿度下工作造成损坏，大大增加镜头的使用寿命。
需要说明的是，防水膜或者防刮膜或者防水防刮膜靠近成像物体设置是指在具体使用时，上述防水膜或者防刮膜或者防水防刮膜设置在所述玻璃镜片靠近成像物体的最外侧。根据本发明的实施例，形成防水膜或者防刮膜或者防水防刮膜的材料为常规材料，防水膜或者防刮膜或者防水防刮膜的厚度也可以根据实际需要进行灵活选择，在此不再过多赘述。
根据本发明的实施例，该玻塑混合镜头还包括镜筒，所述玻璃镜片、塑胶镜片、紫外截止层设置在所述镜筒中，所述镜筒的至少一部分外表面上设置有紫外反射膜或者紫外吸收膜。由此，可以有效避免紫外线对镜筒的照射，有效解决镜筒在较强的紫外线的照射下出现的变黄和脱模的问题，延长镜筒的使用寿命。需要说明的是，玻璃镜片设置在塑胶镜片的物侧。根据本发明的实施例，形成紫外反射膜或者紫外吸收膜的材料为常规材质，在此不再过多赘述。紫外反射膜或者紫外吸收膜的厚度可以为1000-5000nm，形成镜筒的材料可以为塑胶等。
在本发明的一些具体实施例中，参照图1(其中，图1中A1为玻塑混合镜头的主视图，A2为A1中a处的局部放大图)，玻塑混合镜头包括：镜筒200；从物侧到像侧依次设置的玻璃镜片110、第一塑胶镜片120和第二塑胶镜片130，且玻璃镜片110、第一塑胶镜片120和第二塑胶镜片130设置在镜筒200中；增透膜113，所述增透膜113设置在玻璃镜片110远离物侧的表面上；紫外截止膜112，所述紫外截止膜112设置在玻璃镜片110靠近物侧的表面上；防水膜111，所述防水膜111设置在紫外截止膜112靠近物侧的表面上。在本发明的另一些具体实施例中，参照图2(其中，图2中B1为玻塑混合镜头的主视图，B2为B1中b处的局部放大图)，玻塑混合镜头包括：镜筒200；从物侧到像侧依次设置的玻璃镜片110、第一塑胶镜片120和第二塑胶镜片130，且玻璃镜片110、第一塑胶镜片120和第二塑胶镜片130设置在镜筒200中；所述玻璃镜片110的玻璃材料具有吸收紫外线的功能；增透膜113，所述增透膜113分别设置在玻璃镜片110远离物侧的表面和靠近物侧的表面上；防水膜111，所述防水膜111设置在玻璃镜片110靠近物侧的表面上。上述实施例中的玻塑混合镜头结构简单、易于实现，热稳定性较佳，耐UV效果较佳，使用寿命较长。
根据本发明的实施例，上述玻塑混合镜头还可以包括光阑、滤光片、平板玻璃等常规结构，在此不再过多赘述。
根据本发明的实施例，前面所述的玻塑混合镜头为车载镜头。由此，上述车载镜头可以较为高效的在室外工作，消热差能力较强，UV耐受性较佳，使用性能较佳，同时上述车载镜头结构简单、成本较为低廉，便于在车载系统上大规模使用。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种汽车。根据本发明的实施例，该汽车包括前面所述的玻塑混合镜头。发明人发现，该汽车的镜头使用寿命较长，成像较为清晰，UV耐受性较佳，可以在较宽的温度范围内工作(如-40℃到105℃)，同时该玻塑混合镜头成本较为低廉，便于在车载系统上大规模使用。
需要说明的是，汽车中镜头的安装位置与常规安装位置一致，在此不再过多赘述。上述汽车除了包括前面所述的镜头之外，还包括常规汽车应该具备的结构，例如轮胎、车身、发动机等，在此不再过多赘述。
根据本发明的实施例，在一般的同时使用玻璃镜片与塑胶镜片的镜头中，在紫外线的照射下，镜筒或者塑胶镜片容易受到损坏，热稳定性不佳，进而使得镜头的成像质量下降。而在本申请中，在同时使用玻璃镜片与塑胶镜片的镜头中，在塑胶镜片远离像侧的一侧设置紫外截止层，可以有效吸收或者反射光线中的紫外线，减少紫外线对后续塑胶镜片的照射造成的损坏，延长塑胶镜片的使用寿命，提高塑胶镜片的热稳定性和UV耐受性；且在镜筒的外表面设置紫外反射膜，可以有效解决镜筒在较强的紫外线的照射下出现的变黄和脱模的问题，提高整个镜头的UV耐受性和太阳辐照耐受性。
实施例
实施例1
本实施例中玻塑混合镜头的具体结构可参照图1，其包括镜筒200，在镜筒200表面镀有紫外反射膜，所述紫外反射膜的厚度在1000～5000nm范围内；从物侧到像侧依次设置的玻璃镜片110、第一塑胶镜片120和第二塑胶镜片130，且玻璃镜片110、第一塑胶镜片120和第二塑胶镜片130设置在镜筒200中，玻璃镜片110采用球面玻璃镜片；增透膜113，所述增透膜113设置在玻璃镜片110靠近像侧的表面，增透膜113的膜层厚度为324nm；紫外截止(UVCut)膜112，所述紫外截止膜112设置在玻璃镜片110靠近物侧的表面上，紫外截止膜112的膜层厚度为1259nm；防水膜111，所述防水膜111设置在紫外截止膜112靠近物侧的表面上。
根据图3的透光率曲线所示，本实施例提供的玻塑混合镜头在可见光波段400～700nm部分的透过率在96％以上，在紫外波段280～400nm部分的透过率在0.5％以下，根据图4的反射率曲线所示，本实施例提供的玻塑混合镜头对可见光的反射率低于0.3％。
本实施例提供的玻塑混合镜头，由于采用玻璃镜片和塑胶镜片的合理搭配，可以有效降低成本，且具有良好的热稳定性；而且由于玻璃镜片表面镀有UV Cut膜，能够有效阻隔UV光线对后面塑胶镜片的照射，从而有效解决了塑胶镜片甚至塑胶镜筒在强UV的照射下出现脱膜和变黄现象，从而使镜头具有良好的UV耐受性。并且，由于玻璃镜片本身具有热膨胀小且热稳定性好等特点，且采用球面玻璃镜片，不仅能够在高低温环境下实现消热差，而且在球面玻璃镜片上进行镀膜效果更好。在防水膜的保护作用下可以大大增加镜头的使用寿命。
实施例2
本实施例的玻塑混合镜头与实施例1大致相同，不同之处在于：在玻璃镜片靠近像侧的表面镀有紫外红外截止膜(UV-IR Cut)；所述UV-IR Cut膜的膜层厚度为5490nm，在玻璃镜片靠近物侧的表面上设置增透膜，增透膜的膜层厚度为324nm。
通过在玻璃镜片的像侧表面上镀UV-IR Cut膜，不仅能将UV紫外线吸收掉，而且能够提高对杂散光的控制，在近红外光线处截止。根据图5和图6的透光率曲线所示，本实施例提供的玻塑混合镜头在可见光波段410～700nm部分的透过率在96％以上，在紫外波段300～410nm部分的透过率在0.5％以下，在近红外波段的透过率近乎为截止。
本实施例提供的玻塑混合镜头，由于采用玻璃镜片和塑胶镜片的合理搭配，可以有效降低成本，且具有良好的热稳定性；而且由于玻璃镜片表面镀有UV-IR Cut膜，能够有效阻隔UV光线对后面塑胶镜片的照射，从而有效解决了塑胶镜片甚至塑胶镜筒在强UV的照射下出现脱膜和变黄现象，从而使镜头具有良好的UV耐受性。
实施例3
本实施例提供的玻塑混合镜头的具体结构可参照图7，其包括：从物侧到像侧依次设置的玻璃镜片110、光阑160、第一塑胶镜片120、第二塑胶镜片130、滤光片140以及平板玻璃150。其中，玻璃镜片为球面玻璃镜片，第一塑胶镜片和第二塑胶镜片均为非球面镜片，且所述非球面表面形状均满足下列方程：
其中，z表示曲面离开曲面顶点在光轴方向的距离，c表示曲面顶点的曲率，k表示二次曲面系数，h表示光轴到曲面的距离，B、C、D、E、F、G、H分别表示四阶、六阶、八阶、十阶、十二阶、十四阶、十六阶曲面系数。
玻璃镜片110所选玻璃材质具有吸收紫外线功能，具体为重钡火石玻璃，代号H-ZBaF21，其折射率为1.72。本实施例玻塑混合镜头的各个透镜的相关参数如表1所示。
表1
本实施例的第一塑胶镜片、第二塑胶镜片的各非球面参数如表2所示。
表2
实施例4
本实施例与实施例3中提供的玻塑混合镜头结构相同，不同之处在于：玻璃镜片110的选材不同，具体的，本实施例中玻璃镜片110所选玻璃材质具有吸收紫外线功能，具体为重火石玻璃，代号H-ZF12，其折射率为1.76。
本实施例镜头的各个镜片的相关参数如表3所示。
表3
本实施例的第一塑胶镜片、第二塑胶镜片的各非球面参数如表4所示。
表4
实施例5
本实施例与实施例3中提供的玻塑混合镜头相同，不同之处在于：玻璃镜片110的选材不同，具体地，本实施例中玻璃镜片110所选玻璃材质具有吸收紫外线功能，具体为镧火石玻璃，代号H-LaF4，其折射率为1.75。
本实施例镜头的各个镜片的相关参数如表5所示。
表5
本实施例的第一塑胶镜片、第二塑胶镜片的各非球面参数如表6所示。
表6
实施例6
本实施例中提供的玻塑混合镜头的结构示意图请参照图8，本实施例中的玻塑混合镜头包括六个透镜，具体的，该玻塑混合镜头包括：从物侧到像侧依次设置的玻璃镜片110(采用吸收UV的玻璃材质)、第一塑胶镜片120、第二玻璃镜片170、光阑160、第二塑胶镜片130、第三塑胶镜片180、第四塑胶镜片190、滤光片140以及平板玻璃150。其中，玻璃镜片110和第二玻璃镜片170均为为球面玻璃镜片，第一塑胶镜片120、第二塑胶镜片130、第三塑胶镜片180、第四塑胶镜片190均采用非球面塑胶镜片。玻璃镜片110所选玻璃材质具有吸收紫外线功能，具体为重镧火石玻璃，代号H-ZLaF4LA，其折射率为1.91。本实施例玻塑混合镜头的各个镜片的相关参数如表7所示。
表7
本实施例的第一塑胶镜片、第二塑胶镜片、第三塑胶镜片、第四塑胶镜片的各非球面参数如表8所示。
表8
以上实施例3-6的玻塑混合镜头中玻璃镜片的透光率如表9所示：
表9
从表9中可以看出，实施例3-6中各个透镜的折射率和阿贝数相互配合，可以有效消除热差，使得镜头的成像质量较高，且能够有效防止紫外线对后续塑胶镜片的照射，延长玻塑混合镜头的使用寿命。且玻璃镜片的最小平均厚度和所述玻璃镜片的透过率满足以下条件：所述玻璃镜片在360nm处吸光率达到20％以上时，所述玻璃镜片的平均厚度至少为0.8mm。
实施例7
本实施例与实施例3中提供的玻塑混合镜头相同，不同之处在于：玻璃镜片110的选材不同，具体地，本实施例中玻璃镜片110所选玻璃材质具有吸收紫外线及部分蓝光的功能，具体为重火石玻璃，代号H-ZF88，其折射率为1.95。这种极高折射率和高色散的玻璃材料，给光学设计本身也带来了很大的自由度。
本实施例中镜头的各个镜片的相关参数如表10所示。
表10
本实施例的第一塑胶镜片、第二塑胶镜片的各非球面参数如表11所示。
表11
实施例8
本实施例与实施例3中提供的玻塑混合镜头相同，不同之处在于：玻璃镜片110的选材不同，具体地，本实施例中玻璃镜片110所选玻璃材质具有吸收紫外线及部分蓝光的功能，具体为重火石玻璃，代号D-ZF93，其折射率为2.00。这种极高折射率和高色散的玻璃材料，给光学设计本身也带来了很大的自由度。
本实施例中镜头的各个镜片的相关参数如表12所示。
表12
本实施例的第一塑胶镜片、第二塑胶镜片的各非球面参数如表13所示。
表13
以上实施例7和8的所述玻塑混合镜头中玻璃镜片所选玻璃材质的透光率表(玻璃材质的厚度为5mm)可参照表14：
表14
实施例7和8中各个透镜的折射率和阿贝数相互配合，可以有效消除热差，使得镜头的成像质量较高，具备吸收紫外功能的玻璃镜片能够有效防止紫外线对后续塑胶镜片的照射，并且上述玻璃镜片还可以吸收部分蓝光，减少蓝光对后续塑胶镜片的破坏，有效延长玻塑混合镜头的使用寿命。
实施例9
本实施例中镜头的结构与实施例3相同，不同之处在于：在玻璃镜片朝向物侧的表面上设置有紫外红外截止膜，紫外红外截止膜靠近物侧的表面设置有防水膜，在玻璃镜片朝向像侧的表面上设置有增透膜，该玻璃镜片具备吸收紫外线的功能，具体为重火石玻璃，代号H-ZF12。
根据图9的透光率曲线所示，本实施例提供的镜头在可见光波段410～700nm部分的透过率在96％以上，在紫外波段250～400nm和近红外波段700～1100nm的透过率近乎为截止。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (16)

1.一种玻塑混合镜头，其特征在于，包括：
从物侧到像侧依次设置的玻璃镜片、至少一个塑胶镜片；
紫外截止层，所述紫外截止层设置在所述塑胶镜片远离所述像侧的一侧，且所述紫外截止层与所述塑胶镜片间隔设置。
2.根据权利要求1所述的玻塑混合镜头，其特征在于，形成所述玻璃镜片的材料具有吸收紫外线的功能，且所述玻璃镜片复用为所述紫外截止层。
3.根据权利要求1或2所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述紫外截止层设置在所述玻璃镜片朝向所述物侧的表面上或者朝向所述像侧的表面上。
4.根据权利要求1或2所述的玻塑混合镜头，其特征在于，还包括：增透膜，所述增透膜设置在所述玻璃镜片朝向所述物侧的表面上或者朝向所述像侧的表面上。
5.根据权利要求4所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述紫外截止层和所述增透膜中的一个设置在所述玻璃镜片朝向所述物侧的表面上，则另一个设置在所述玻璃镜片朝向所述像侧的表面上。
6.根据权利要求1所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述紫外截止层选自紫外截止膜或者紫外红外截止膜。
7.根据权利要求6所述的玻塑混合镜头，所述紫外截止膜或者所述紫外红外截止膜具有可见光增透的效果。
8.根据权利要求2所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述玻璃镜片的平均厚度不小于0.8mm，且所述玻璃镜片对波长为360nm的光的吸收率不小于20％。
9.根据权利要求2所述的玻塑混合镜头，其特征在于，形成所述玻璃镜片的材料为火石玻璃。
10.根据权利要求2或9所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述玻璃镜片在吸收紫外线的同时，可吸收波长在400nm-500nm之间的光线。
11.根据权利要求1所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述玻璃镜片为球面玻璃镜片或者平面玻璃镜片。
12.根据权利要求1所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述玻璃镜片为非球面玻璃镜片。
13.根据权利要求1所述的玻塑混合镜头，其特征在于，还包括：
防水膜或者防刮膜或者防水防刮膜，所述防水膜或者防刮膜或者防水防刮膜设置在所述玻璃镜片的靠近所述物侧的一侧，且靠近成像物体设置。
14.根据权利要求1所述的玻塑混合镜头，其特征在于，还包括镜筒，所述玻璃镜片、塑胶镜片、紫外截止层设置在所述镜筒中，所述镜筒的至少一部分外表面上设置有紫外反射膜或者紫外吸收膜。
15.根据权利要求1-14任一项所述的玻塑混合镜头，其特征在于，所述玻塑混合镜头为车载镜头。
16.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-14任一项所述的玻塑混合镜头。
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