CN208314363U - 一种适用于驾驶的树脂镜片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种适用于驾驶的树脂镜片，属于眼镜技术领域，包括基片和光学膜，光学膜包括外侧光学膜和内侧光学膜，外侧光学膜粘附在基片外侧表面，内侧光学膜粘附在基片内侧表面，外侧光学膜或内侧光学膜，均分别包括加硬膜和真空膜，内或外侧加硬膜固化在基片内或外侧表面，内或外侧真空膜固定在基片内或外侧加硬膜的外侧，真空膜从内到外包括七层结构，本实用新型膜系设计科学、合理、新颖，构造简单，兼顾了真空膜防炫光以及减反增透其他色光的作用，不仅有效阻隔镜片前方高能量紫外光、紫光和蓝光，降低眩光所产生的刺激感，还能正常透射红光和绿光等信号灯等可见光，提供卓越的视觉清晰体验，同时适合于日间和夜间驾驶使用，让驾驶更安全。

Description

一种适用于驾驶的树脂镜片

技术领域

本实用新型涉及眼镜技术领域，尤其涉及适用于驾驶的树脂镜片。

技术背景

眩光是指视野中由于极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。阳光、强烈灯光以及来自光滑物体表面的反光等光线，都会造成恼人的眩光，在夜晚，对向驶来的车辆远光灯，闪烁的霓虹灯，也都会干扰驾驶员的视线，对于车辆驾驶员来说是典型危害。

实用新型内容

为了解决上述车辆驾驶员夜晚驾驶会面临的问题，本实用新型目的在于，提供一种适用于驾驶的树脂镜片，采用七层真空膜结构。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种适用于驾驶的树脂镜片，包括基片和光学膜，所述基片为树脂镜片，所述光学膜包括外侧光学膜和内侧光学膜，所述外侧光学膜粘附在基片外侧表面，所述内侧光学膜粘附在基片内侧表面，其特征在于：所述外侧光学膜或内侧光学膜，均分别包括加硬膜和真空膜，所述外侧光学膜或内侧光学膜加硬膜分别固化在基片外侧或内侧表面，所述外侧光学膜或内侧光学膜真空膜分别固定在外侧光学膜或内侧光学膜加硬膜的外侧，所述真空膜其结构包括从内到外七层：第一层低折射率膜，第二层高折射率膜，第三层低折射率膜，第四层高折射率膜，第五层低折射率膜，第六层低折射率膜，第七层为氟化物膜。

所述真空膜从内到外，第一层是二氧化硅，厚度为44nm（纳米），第二层为二氧化锆，厚度为30nm，第三层是二氧化硅，厚度35nm，第四层为二氧化锆，厚度为92nm，第五层为氧化铟锡，厚度为5nm，第六层为二氧化硅，厚度为124nm，第七层为氟化物，厚度为5nm。

所述真空膜从内到外第一层为二氧化锆，厚度为41nm～46nm，第二层是二氧化硅，厚度为27nm～31nm，第三层为二氧化锆，厚度为33nm～36nm，第四层是二氧化硅，厚度90nm～95nm，第五层为二氧化锆，厚度为4.5nm～5.5nm，第六层为氧化铟锡，厚度为122nm～126nm，第七层为为氟化物，厚度为4nm～6nm。

所述基片为CR39树脂材料。

所述真空膜第一层到第七层各层厚度误差分别在±5％范围内。

本实用新型适用于驾驶的树脂镜片，膜系设计科学、合理、新颖，构造简单，兼顾了真空膜防炫光以及减反增透其他色光的作用，不仅有效阻隔镜片前方高能量紫外光、紫光和蓝光，降低眩光所产生的刺激感，还能正常透射红光和绿光等信号灯等可见光，提供卓越的视觉清晰体验，同时适合于日间和夜间驾驶使用，让驾驶更安全。

附图说明

图1为本实用新型适用于驾驶的树脂镜片外侧光学膜局部示意图；

图2为本实用新型适用于驾驶的树脂镜片内侧光学膜局部示意图；

图3为本实用新型适用于驾驶的树脂镜片生产工艺框图；

图4为本实用新型适用于驾驶的树脂镜片UV透射光谱分析图，图中横座标为波长（nm），纵座标为透射强度（％）；

上述附图中：1-基片；2-外侧光学膜；3-内侧光学膜。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式

人的眼睛有一定的可见光视觉范围，超过这个范围就会伤害眼睛，伤害视觉细胞、视觉神经、以致神经中枢。所谓眩光，特别是夜间对方来车远光灯强光，会伤害人的视觉细胞和中枢神经，使人不知所措，反应失当，易出交通事故。传统方式使用墨镜、太阳眼镜来挡住车灯强光，墨镜、太阳眼镜虽然能使对方大灯的强光减弱，但自己前方的路面、行人、障碍物的光也减弱了，路况看不清了。为了防眩光，传统驾驶镜还分日用型和夜用型。日用型是指可以防眩光、防强光，镜片颜色多为深色，如灰色、茶色和灰绿色等多种颜色的眼镜，日用镜片透光率大于8％。夜用型一般是指能够防对面车辆的大灯眩光，同时又能增加亮度，即既能防灯光又不挡路面，可以同时增亮增视距的眼镜，夜用镜片透光率大于75％。分析汽车大灯眩目的根本原因是——对方汽车大灯中的紫外光、高能量光子太多。所以，只要消除了对方大灯中的紫外光和高能量光子，对方大灯的功率再大也不会刺眼了。同时，不仅要使对方的强光减弱，将其中有害光谱消除，还要让有用的光谱增强通过，这样才能使对方大灯不晃眼，自己前方路面、行人障碍物又能看清。这才是本实用新型科学的防眩光理念：采用光谱、波长原理分析等方法，利用人眼双目成像合成特征，对高能量紫外光、紫光和蓝光进行衰减、阻挡，能够抑制波长很短的紫外光、部分紫光和蓝光，而却不阻断波长较长的红光、绿光和黄光等信号灯等可见光。

本实用新型适用于驾驶的树脂镜片，包括基片1和光学膜，所述的基片1选用1.49折射率的平光、近视、远视或老光树脂镜片，所述镜片为CR39材料，所述光学膜包括外侧光学膜2和内侧光学膜3，如图1所示，所述外侧光学膜2粘附（附着）在基片1外侧表面，如图2所示，所述内侧光学膜3粘附在基片1内侧表面，所述外侧光学膜2或内侧光学膜3，均分别包括粘附在基片1上的加硬膜和真空膜，所述外侧或内侧加硬膜固化在基片1外侧或内侧表面。本实用新型适用于驾驶的树脂镜片，真空膜膜系的设计是关键工艺。在光学系统中，按双层周期结构理论中可知，采用高、低折射率交替的膜堆，可以获得高的反射率，随着高、低折射率交替的周期数S→∞，则反射率R→100％，即层数愈多，则反射率愈高，理论上只要增加膜对，膜系反射率就会接近100％。按这种周期结构膜堆模式加改造，就可得到我们常用的多层反射膜系，通过反射蓝光，减少蓝光透射，实现防蓝光效果。光学薄膜中，反射膜和增透膜几乎同样重要。入射光在介质膜两表面反射后得两束相干光，选择折射率适当的介质膜材料，可使两束相干光的振幅接近相等，再控制薄膜厚度，使两相干光的光程差满足干涉极小条件，此时反射光能量将完全消除或大大减弱，适当条件下可完全没有反射光或只有很弱的反射光。单层膜只能对某个波长和它附近的较窄波段内的光波起增透减反作用。如果单纯通过反射膜防止蓝光，那么镜片的透光率明显也会降低，使视物受到影响，同时斜后方射到镜片内侧膜上的蓝光直接反射到人眼，产生危害。为了充分兼顾防止眩光与视物清晰，根据光学原理，本实用新型采用多层数真空膜结构，通过调整真空膜层数、厚度、材料来不断地优化设计：所述内侧光学膜3或外侧光学膜2真空膜，固定在内侧或外侧加硬膜的外侧，所述真空膜，从内到外分别包括依次七层结构：第一层低折射率膜，第二层高折射率膜，第三层低折射率膜，第四层高折射率膜，第五层低折射率膜，第六层低折射率膜，第七层为氟化物膜，所述（外侧光学膜2、内侧光学膜3）第七层氟化物膜，主要起防水抗污作用。

在生产中，真空膜镀制是固态的膜层材料在真空条件下蒸发或者溅射，经过气相传输，在基片表面沉积成薄膜。薄膜的光学性质，主要依赖于膜层的显微结构。相同的薄膜设计，因操作人员、时间、设备、工艺参数等的不同，结果也相差甚大。影响真空镀制薄膜的工艺参数主要有：真空度、 基片温度、沉积速率、离子轰击、基片材料、膜层材料、蒸发方法、膜料蒸气分子入射角、后期的烘烤处理等等，都可能影响薄膜的显微结构。影响薄膜特性的工艺参数虽然非常多，但对于这些工艺参数的设置和测控却非常有限。举例来说，虽然可以比较准确的测控真空度，但是目前的设备几乎都无法设置和测控残余气体的成分，如水气等。对于真空膜镀制工艺，一些影响较为显著，特别是一般尚能把控的参数，须列为重点，充分利用其作用机理，综合运用，以便较为精准地获得所需的防蓝光效果。

（一）真空度的影响

真空度对薄膜性能的影响是由于气相碰撞后的能量损失和化学反应而造成的。首先，真空室中真空度必须保证剩余气体分子的平均自由程与蒸发源到基片之间的距离足够大，以使蒸气分子在从蒸发源到基片的过程中几乎不被剩余气体分子所碰撞，从而稳定的在基片表面形成薄膜。若真空度低，则蒸气分子碰撞几率增加，蒸气分子的动能大大减小，致使无法达到基片，或无力冲破基片上的气体吸附层， 于是便不能形成良好薄膜，或是虽能勉强冲破气体吸附层但与基片的吸附能力却很小，沉积的膜层疏松，牢固度差。从气体动力学知道，聚合在高真空下，剩余气体分子仍是以一定速度作无规则的运动，并以一定的几率与基片相碰撞，而剩余气体分子中又有各种气体成分，因此，剩余气体不但会被基片吸附而影响膜层结构，而且，会和蒸气分子发生复杂的化学反应，引起分子各种变化，导致膜层的化学成分和应力的改变。通常随着真空度的提高，膜层的结构改善，化学成分变纯，但应力增大。另一方面，蒸镀则需要改变真空室里的气体成分或者某种气体成分和压力，促进它们与蒸气分子产生化学反应，从而得到所需化学成分的光学薄膜。实验表明，在10^-7Pa～10^-8Pa的超高真空下蒸镀的膜反射比高达98.4％（1000nm），而在10^-2Pa～10^-3Pa 真空下蒸镀膜反射比只有96％。

（二）沉积速率的影响

沉积速率是用来描述薄膜沉积快慢的工艺参量，以单位时间内被镀制在表面上形成的膜层厚度表示，单位为nm/s或Å/s。沉积速率对薄膜反射率产生一定的影响，在同一真空度条件下，沉积速率的不同，薄膜的折射率也不同。随着沉积速率的升高，薄膜的折射率也增加，这是由于沉积速率的升高，薄膜填充密度增加的原因。一般情况下，提高沉积速率对改善薄膜的光学性能和增强膜层的牢固度都有一定的意义。如果沉积速率较低，大多数蒸气分子从基板返回，晶核生成缓慢，凝结只能在大的聚集体上进行，从而沉积出结构疏松、大颗粒的膜层；沉积速率的提高会形成颗粒细而致密的膜层，光散射较小，牢固度增加。例如，实用新型人通过反复测试，发现高沉积速率的膜具有较高的反射比和较低的吸收与散射；沉积速率高的膜机械强度高、牢固度高、湿热性能好。但是，沉积速率提高，膜层的内应力增大，有时会导致膜层破裂；另外，沉积速率越低，剩余气体在基片上与蒸气分子发生化学反应越容易，降低了膜层的纯度要求，可以增加了光的吸收。在蒸镀时，为使成膜的蒸气分子充分发生化学反应以得到所需要的膜层，应降低沉积速率。因此，如何适当的选择薄膜的沉积速率是蒸镀工艺中的一个重要问题，具体的选择应根据膜层材料确定。提高沉积速率不仅可以通过提高蒸发速率即提高蒸发源温度的方法，还可以利用增大蒸发源面积的方法来达到。有时利用提高蒸发源温度的方法提高沉积速率比增大蒸发源面积提高沉积速率更有所不利。例如，高温下蒸发的膜，内应力比较大，在高温下镀膜也容易分解，从而增加光的吸收。

（三）基片温度的影响

薄膜的沉积过程是在基片上进行的，基片的温度主要影响着膜层的结构、晶体的生长、凝聚系数、聚集密度以及薄膜的光学性能。基板温度高可以促进蒸汽分子与氧分子的反应，从而减少失氧，有助于折射率值的提高；另外由于水分子在基片上化学解吸的温度要求较高，高温会促使水分子的解吸，也可以提高折射率，降低消光系数。另外基片温度越低，薄膜的密度也越低。通过实验得到的数据可以看出膜层的折射率随着基底温度的升高而升高。这是由于随着基片温度的增加，基片上原子的迁移率增大，晶格上的缺陷减小，晶粒尺寸增加，膜料分子的聚集程度越大，膜层的聚集密度就会越大，膜的折射率也就越高。提高基片温度还可以促进沉积的膜料分子与剩余气体分子的化学反应，改变膜层的结晶形式和晶格常数，从而改变膜层的光学性 能。如在2×10^-2P a真空度下，基片温度为 30℃时，膜的折射率为1.70，当基片温度为130℃时，折射率为 1.88。当然，并不是每一种膜层都能在高温基底状态下得到最佳效果。因为基片温度越高，蒸气分子越容易在基片上运动或者被基片再蒸发，这不但使成膜所需的临界蒸气压增高，而且容易形成大颗粒的结晶。基片温度过高还会引起晶体结构的变化或者膜料的分解，造成膜层变质，对于某些低熔点的化合物的膜层是比较明显的。蒸镀膜时，若采用冷基片，会减少大颗粒引起的光散射以及氧化反应引起的光吸收，增加膜层的反射率。例如，当基片温度为30℃的膜反射比为90％以上，而基片温度为150℃的膜的反射比仅为80％左右。

除以上所述外，在实际的薄膜制备中，还存在其它工艺参数同样对薄膜性能产生影响。例如，基片材料的化学亲合力就影响膜层的附着力和牢固度，等等。本实施例中，充分综合考虑各种工艺因素的影响，设置镜片镀膜工艺。如图3所示，①将平光或近视树脂材料镜片基片，先投入到全自动加硬机器中进行加硬处理，其中加硬液的折射率为1.60，获得加硬镜片。②镜片加硬后，进行烘箱二次固化，固化的温度为125℃，时间1.5～3小时，烘箱70℃保温3～5小时，获得二次固化镜片。③然后，将加硬完成获得加硬膜的加硬镜片装盘，在50℃温度下保温待用，以确保成膜折射率达到设计要求。④将装盘镜片放置在全自动真空镀膜机上,通过离子源清洁镜片表面,以增强镜片镀膜附着力。⑤将镜片在全自动真空镀膜机上，设定工艺参数（镀膜真空度为3.0×10^～3pa，温度为35～45℃），分别在镜片的两侧逐层蒸镀真空膜：按镀膜先后顺序（由内至外）：第一层是二氧化硅，厚度为44nm，蒸镀速率2.40nm/s，第二层为二氧化锆，厚度为30nm，蒸镀速率0.45nm/s，第三层是二氧化硅，厚度35nm，蒸镀速率2.40nm/s，第四层为二氧化锆，厚度为92nm，蒸镀速率0.45nm/s，第五层为氧化铟锡，厚度为5nm，蒸镀速率0.08nm/s，作为纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线，第六层为二氧化硅，厚度为124nm，蒸镀速率2.40nm/s，第七层为氟化物，厚度为5nm，蒸镀速率0.20nm/s。真空膜第一层到第七层各层误差分别为其厚度的±5％范围内。镜片UV透射光谱分析如图3（横座标为光波波长nm，纵座标为透射强度％）⑥由江苏万新光学-C60检测中心抽样检测，检测合格，符合设计要求，所得适用于驾驶的树脂镜片，适合日间和夜间使用，参见如图4所示，可见光透射比为98.11％，200～400nm紫外光透射比很低，蓝光阻隔比8.76％，具体检测分析结果如下表所示：

除以上所述外，本实用新型还可以有其它实施方式，不一一赘述，凡是采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均属于本实用新型要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种适用于驾驶的树脂镜片，包括基片（1）和光学膜，所述基片为树脂镜片，所述光学膜包括外侧光学膜（2）和内侧光学膜（3），所述外侧光学膜（2）粘附在基片（1）外侧表面，所述内侧光学膜（3）粘附在基片（1）内侧表面，其特征在于：所述外侧光学膜（2）或内侧光学膜（3），均分别包括加硬膜和真空膜，所述外侧光学膜（2）或内侧光学膜（3）加硬膜分别固化在基片（1）外侧或内侧表面，所述外侧光学膜（2）或内侧光学膜（3）真空膜分别固定在外侧光学膜（2）或内侧光学膜（3）加硬膜的外侧，所述真空膜其结构包括从内到外七层：第一层低折射率膜，第二层高折射率膜，第三层低折射率膜，第四层高折射率膜，第五层低折射率膜，第六层低折射率膜，第七层为氟化物膜。

2.根据权利要求1所述一种适用于驾驶的树脂镜片，其特征在于：所述真空膜从内到外，第一层是二氧化硅，厚度为44nm，第二层为二氧化锆，厚度为30nm，第三层是二氧化硅，厚度35nm，第四层为二氧化锆，厚度为92nm，第五层为氧化铟锡，厚度为5nm，第六层为二氧化硅，厚度为124nm，第七层为氟化物，厚度为5nm。

3.根据权利要求1所述一种适用于驾驶的树脂镜片，其特征在于：所述真空膜从内到外第一层为二氧化锆，厚度为41nm～46nm，第二层是二氧化硅，厚度为27nm～31nm，第三层为二氧化锆，厚度为33nm～36nm，第四层是二氧化硅，厚度90nm～95nm，第五层为二氧化锆，厚度为4.5nm～5.5nm，第六层为氧化铟锡，厚度为122nm～126nm，第七层为为氟化物，厚度为4nm～6nm。

4.根据权利要求1所述一种适用于驾驶的树脂镜片，其特征在于：所述基片（1）为CR39树脂材料。

5.根据权利要求2 、3或4 所述一种适用于驾驶的树脂镜片，其特征在于：所述真空膜第一层到第七层各层厚度误差分别在±5％范围内。