CN212781315U - 一种新型玻塑复合材料反射镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型玻塑复合材料反射镜，包括塑胶装配体和玻璃光学镜面本体，所述塑胶装配体包括两个左右对称设置的夹条，夹条上开设有夹槽，两个夹条的下部之间连接有多根光学面支撑筋；所述玻璃光学镜面本体的左部和右部的边缘均开设有限位孔，所述玻璃光学镜面本体的左部和右部边缘分别穿入两侧的夹条的夹槽内，限位孔内穿设有装配限位柱，所述装配限位柱的上端和下端固定在对应夹条的夹槽内。具有轻量化、制造成本低、尺寸稳定、面型精度高、光学结构与复杂装配结构一体化等优点，成功攻克了批量化制造附带有装配结构、大规格、高精度自由曲面反射镜的行业难题。

Description

一种新型玻塑复合材料反射镜

技术领域

本实用新型涉及光学设备制造技术领域，特别是一种新型玻塑复合材料反射镜。

背景技术

目前光学相关的技术产品在高科技行业中日益扮演着重要的角色，主要的光学产品有光学材料、光学元件、光学仪器、光学设备等，其中作为核心的光学元件有各种光学滤光片、分光片，球面及非球面透镜、棱镜、柱面镜、反射镜、平面窗口，异型窗口等；不同类型的反射镜具有令光路聚焦、放大、变向、过滤等功能，针对反射镜的研究、制造及选型，当前在光学产品概念研发阶段，主要采用有色金属，如铝材或铜材，通过精密数控机床铣削加工实现各种形状的光学表面，作为光学面中的自由曲面，在制造实现过程中对加工的工艺和加工设备的要求都非常的高，一般的科研院所及普通光学企业无法实施精准加工，满足各项光学指标的自由曲面反射镜成品，因此这种类型的反射镜制作成本，占据了大部分的光学产品研发投入成本。在光学系统整体技术验证成功后，反射镜元件为了导入批量化的生产，又将改用基于光学玻璃的基材上再实施镀反射膜工艺的反射镜，一定程度上节约了制造成本，简化了机加工光学面工艺。

然而反射镜直接采用光学玻璃基材的方式，虽然光学面型精度高，但存在质量重，玻璃材质硬、脆的固有特性，因此除了热弯模压成型光学功能面外，无法直接通过玻璃模具成型出周边附带的装配结构，需继续设计开发其他的装配零部件来承接、适配或胶接玻璃反射镜，增加了光学系统的整体开发成本，以及影响反射镜的组立装配精度。另一方面，当前为了提升驾乘人员的舒适性，日益流行在乘用车中，追加配置了车载抬头显示器，其光学成像系统中最关键的配件反射镜，普遍采用工程塑料PC或特种塑胶COC基材的反射镜。塑胶材质具有弹性变化、对极限温度（高温120℃以上、低温-30℃以下）敏感的固有特性，存在受极限环境条件的影响而导致光学面型精度变差，影响最终的成像质量。因此当前此类的塑胶基材反射镜比较适用于小规格设计（光学面长度260mm以下）的反射镜。针对大规格设计（光学面长度260mm以上）的反射镜，存在如下技术瓶颈，制约了大规格反射镜的批量化制造实现：由于塑胶基材自身刚性和受周围环境影响的弹性变化量更大，光学功能面的面型精度变差大；反射镜克重通常在400g以上，需要引入大吨位、高精密级的注塑设备及其辅助模温设备，对设备投入要求高；反射镜的壁厚通常在5mm以上，厚壁塑胶件需要更多的时间来冷却、保压、固化成型，制造效率低及原材料成本高。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种新型玻塑复合材料反射镜，通过塑胶装配体与玻璃光学镜面本体结合制造反射镜，避免前述问题的产生。

本实用新型实施例中采用以下方案实现：提供一种新型玻塑复合材料反射镜，包括塑胶装配体和玻璃光学镜面本体，所述塑胶装配体包括两个左右对称设置的夹条，夹条上开设有夹槽，两个夹条的下部之间连接有多根光学面支撑筋；所述玻璃光学镜面本体的左部和右部的边缘均开设有限位孔，所述玻璃光学镜面本体的左部和右部边缘分别穿入两侧的夹条的夹槽内，限位孔内穿设有装配限位柱，所述装配限位柱的上端和下端固定在对应夹条的夹槽内。

本实用新型一实施例中，所述玻璃光学镜面本体的光学功能面上覆盖有反射镀膜层，所述反射镀膜层上覆盖有防护镀膜层。

本实用新型一实施例中，所述限位孔开设有四个，左部边缘和右部边缘各开设两个所述限位孔。

本实用新型一实施例中，左部的夹条的左侧边的后部设置装配支耳孔，右部的夹条的右侧边的前部设置装配支耳孔；左部的夹条的左侧边的中部和右部的夹条的右侧边的中部均设置有装配旋转轴。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供一种新型玻塑复合材料反射镜，塑胶装配体的引入一方面实现玻璃光学镜面本体的可装配性，达到与光学系统周边件衔接顺畅的目的，另一方面也起到进一步的补强，支撑玻璃光学镜面本体结构；光学面支撑筋的导入也进一步的优化了塑胶装配体的强度，无需采用厚壁设计，整体上减少了反射镜的原材料投入量及重量；玻璃光学镜面本体和塑胶装配体整合于一体，其突出的特点是具有轻量化、制造成本低、尺寸稳定、面型精度高、光学结构与复杂装配结构一体化等优点，为光学系统中需要配置大规格反射镜元件的光学产品制造企业及整机研发节省了购置高精密制造设备的资金开支，同时也大大节约了原材料投入成本，整体上削减了企业的生产成本，增强了产品在同行业中的竞争力，最关键的是成功攻克了批量化制造附带有装配结构、大规格、高精度自由曲面反射镜的行业难题。

附图说明

图1是一种新型玻塑复合材料反射镜的组件分立示意图。

图2是一种新型玻塑复合材料反射镜的剖面结构示意图。

图3是图2的局部放大示意图。

图4是一种新型玻塑复合材料反射镜的整体结构示意图。

图5是一种新型玻塑复合材料反射镜的另一视角的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

请参阅图1至图5，本实用新型提供一种新型玻塑复合材料反射镜，包括塑胶装配体2和玻璃光学镜面本体1，玻璃光学镜面本体可是平面、球面或自由曲面；所述塑胶装配体2包括两个左右对称设置的夹条25，夹条25上开设有夹槽，两个夹条25的下部之间连接有多根光学面支撑筋24；所述玻璃光学镜面本体1的左部和右部的边缘均开设有限位孔14，所述玻璃光学镜面本体1的左部和右部边缘分别穿入两侧的夹条的夹槽内，限位孔14内穿设有装配限位柱21，所述装配限位柱21的上端和下端固定在对应夹条的夹槽内，起到连接、限位、整合反射镜的玻璃光学镜面本体1和塑胶装配体2的作用；光学面支撑筋24起到补强、支撑玻璃光学镜面本体、提升玻璃光学镜面本体1的结构刚性及尺寸稳定性的作用。光学面支撑筋24的导入也进一步的优化了塑胶装配体2的强度，无需采用厚壁设计，整体上减少了反射镜的原材料投入量及重量。

请参阅图2至图3，本实用新型一实施例中，所述玻璃光学镜面本体1的光学功能面13上覆盖有反射镀膜层12，所述反射镀膜层12上覆盖有防护镀膜层11，起到保护反射镜全反射膜层12牢固性，疏水防油，防止膜层划伤的作用。

请参阅图1，本实用新型一实施例中，所述限位孔14共开设有四个，左部边缘和右部边缘各开设两个所述限位孔14。

本实用新型另一实施例中，限位孔14的数量可根据玻璃光学镜面本体的尺寸开设相应数量的限位孔，至少为四个。

请参阅图1、图4、图5，本实用新型一实施例中，左部的夹条的左侧边的后部设置装配支耳孔22，右部的夹条的右侧边的前部设置装配支耳22；左部的夹条的左侧边的中部和右部的夹条的右侧边的中部均设置有装配旋转轴23；装配支耳孔和装配旋转轴可根据具体光学系统的装配要求追加或删减。

本实用新型一实施例中，较佳的所述光学面支撑筋24共阵列设置有十根，较佳的为阵列型筋条；根据玻璃光学镜面本体的大小来设置相应数量的光学面支撑筋，并不以10根为限。

本实用新型另一实施例中，光学面支撑筋还可选用网格型筋条、蜂巢型筋条。

本实用新型具有以下工作原理及实现方式：

该新型的玻塑复合材料反射镜，第一步可通过玻璃热弯成型工艺，模压出玻璃光学结构1，其厚度控制在1.8~3.5mm，所述的玻璃光学结构1的正面或上部是光学功能面13，可选的有平面、球面或自由曲面。

第二步通过激光切割工艺精雕出若干装配限位孔14，装配限位孔14设于玻璃光学镜面本体1的周圈该限位孔14，用来与塑胶装配体2上的装配限位柱21相连接，起到限位、整合反射镜的玻璃光学镜面本体1和塑胶装配体2的作用；

第三步采用真空蒸镀或磁控溅射工艺，在光学功能面13上表面镀覆全反射镀膜层12，常规的会镀覆铝膜、银膜等金属膜料，实现高反射率光学指标。再进一步的镀覆上防护镀膜层11，防护镀膜层11在玻璃光学镜面本体1的最外表层，起到保护反射镜全反射膜层12牢固性，疏水防油，防止膜层划伤的作用。

第四步将镀膜完毕后的玻璃光学镜面本体1置入立式注塑成型模具中，通过立式注塑机，在玻璃光学镜面本体1的外围及底部成型包覆塑胶装配体2，注塑采用塑胶可选的有聚碳酸酯PC、尼龙PA、亚克力PMMA等。浇注的过程中成型了装配限位柱21，装配支耳孔22、装配旋转轴23以及光学面支撑筋24，其中装配限位柱21起到连接，限位、整合反射镜的玻璃光学镜面本体1和塑胶装配体2的作用；包覆在玻璃光学镜面本体1外围或底部的塑胶装配体2，对光学功能面13无内、外压迫力，确保了光学功能面13的面型精度；装配限位柱21设于反射镜的周圈。装配支耳孔22、装配旋转轴23等附属装配结构，在实际的使用中，可根据具体光学系统的装配要求，追加或删减。光学面支撑筋24位于反射镜的底部或背面，可选的结构类型有阵列型筋条、网格型筋条、蜂巢型筋条。光学面支撑筋24起到补强、支撑玻璃光学镜面本体1、提升玻璃光学镜面本体1的结构刚性及尺寸稳定性的作用。光学面支撑筋24的导入也进一步的优化了塑胶装配体2的强度，无需采用厚壁设计方案，整体上减少了反射镜的原材料投入量及重量。

最后将成型包覆塑胶装配体2的反射镜从模具腔体中脱出，人工或自动机械手方式取出，进行后道外观毛刺修整、检验、包装。

新型的玻塑复合材料反射镜，解决了现有的光学元件反射镜单纯采用塑胶基材无法确保大规格反射镜的光学面型精度、生产效率低和设备及制造成本高的客观技术难点，或单纯采用玻璃基材受材质特性限制，无法制造实现轻便且与光学功能面一体化的带有装配结构的反射镜技术局限性。

该款新型玻塑复合材料反射镜的导入为光学系统中需要配置大规格反射镜元件的光学产品制造企业及整机研发节省了购置高精密制造设备的资金开支，同时也大大节约了原材料成本，整体上削减了企业的生产成本，增强了产品在同行业中的竞争力，同时也成功攻克了批量化制造附带装配结构、大规格、高面型精度自由曲面反射镜的行业难题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，不能理解为对本申请的限制，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种新型玻塑复合材料反射镜，其特征在于：包括塑胶装配体和玻璃光学镜面本体，所述塑胶装配体包括两个左右对称设置的夹条，夹条上开设有夹槽，两个夹条的下部之间连接有多根光学面支撑筋；所述玻璃光学镜面本体的左部和右部的边缘均开设有限位孔，所述玻璃光学镜面本体的左部和右部边缘分别穿入两侧的夹条的夹槽内，限位孔内穿设有装配限位柱，所述装配限位柱的上端和下端固定在对应夹条的夹槽内。

2.根据权利要求1所述的一种新型玻塑复合材料反射镜，其特征在于：所述玻璃光学镜面本体的光学功能面上覆盖有反射镀膜层，所述反射镀膜层上覆盖有防护镀膜层。

3.根据权利要求1所述的一种新型玻塑复合材料反射镜，其特征在于：所述限位孔设有四个，左部边缘和右部边缘各开设两个所述限位孔。

4.根据权利要求1所述的一种新型玻塑复合材料反射镜，其特征在于：左部的夹条的左侧边的后部设置装配支耳孔，右部的夹条的右侧边的前部设置装配支耳孔；左部的夹条的左侧边的中部和右部的夹条的右侧边的中部均设置有装配旋转轴。

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