CN220653561U - 一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构 - Google Patents

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李波
闫涛
史锋
钱锋
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Abstract

本实用新型涉及薄膜光学与车载影像技术领域,具体涉及一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构,该镜片结构包括:透明基层;主动加热膜层,形成于透明基层的一表面,用于进行通电后加热;第一纳米介质叠层,形成于主动加热膜层远离透明基层的一表面,用于减少主动加热膜层的反射效果;电极,形成于主动加热膜层远离透明基层的一表面,并与主动加热膜层电连接;第二纳米介质叠层,形成于透明基层的另一表面,用于减少透明基层的反射效果。本实用新型的目的在于提供一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构,能够提供对构成车载镜头或激光雷达器件的镜片结构自动进行加热,解决了车载镜头或激光雷达器件因雨雪环境导致镜头起雾影响成像与识别的问题。

Description

一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构
技术领域
本实用新型涉及薄膜光学与车载影像技术领域,具体涉及一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构。
背景技术
科技进程引领着汽车行业发展趋势,新能源汽车目前是汽车领域的高科技代名词,而新能源汽车的辅助驾驶或自动驾驶系统,则高度依赖车载镜头(CMS cameramonitoring system)和激光雷达器件的使用,在车载镜头成像领域,影像清晰度和精密度要求越来越高。
但在雨季或冬季,受到雨雪环境的影响,镜头内容易起雾,成像清晰度大打折扣,特别是自动驾驶的车载镜头和激光雷达器件,严重限制着成像与识别。目前业内对于车载后视镜的加热有较为成熟的解决方案,但是对于车载镜头和激光雷达器件的加热,目前业内尚无解决方案,影响新能源汽车的发展。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本实用新型的目的在于提供一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构,能够提供对构成车载镜头或激光雷达器件的镜片结构自动进行加热,解决了车载镜头或激光雷达器件因雨雪环境导致镜头起雾影响成像与识别的问题。
本实用新型是通过以下技术方案实现的:
一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构,包括:
透明基层;主动加热膜层,形成于透明基层的一表面,用于进行通电后加热;第一纳米介质叠层,形成于主动加热膜层远离透明基层的一表面,用于减少主动加热膜层的反射效果;电极,形成于主动加热膜层远离透明基层的一表面,并与主动加热膜层电连接;第二纳米介质叠层,形成于透明基层的另一表面,用于减少透明基层的反射效果。
其中,所述第一纳米介质叠层以及第二纳米介质层均包括多层依次层叠设置的纳米介质层,所述纳米介质层的层数为五至十三层,所述第一纳米介质叠层以及第二纳米介质层的厚度范围为100-600nm。
其中,所述镜片还包括形成于透明基层一表面的用于遮挡电极的黑膜层,所述黑膜层位于透明基层与主动加热膜层之间。
其中,所述黑膜层包括依次交替层叠设置的金属层和介质层,所述黑膜层的厚度范围为100-600nm;所述金属层的材料为金,银,铝,铬,镍,钛,硅中的一种或以上材料的合金,所述介质层的材料为氧化钛、氧化铌、氧化锆、氧化硅中的一种。
其中,所述镜片还包括形成于第二纳米介质叠层远离透明基层的一表面的防污膜层,所述防污膜层的接触角不小于100°,所述防污膜层的厚度范围为30-100nm。
其中,所述透明基层的厚度范围为1-3mm,所述透明基层的材料为K9光学玻璃、BK7光学玻璃或PC塑胶。
其中,所述主动加热膜层的厚度范围为10-200nm,所述主动加热膜层的材料为ITO。
本实用新型的有益效果:
本实用新型的一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构,通过设置有透明基层、主动加热膜层、第一纳米介质叠层、电极以及第二纳米介质叠层,通过电极通电至主动加热膜层对透明基层等部件进行加热,避免起雾,主动加热膜层的发热温度均匀,表面温度保持一致;同时由第一纳米介质叠层以及第二纳米介质叠层分别减少透明基层以及主动加热膜层的反射效果,有效区域薄膜清晰可见,最大透过率可达96%,边缘区域实现低反射和低透过效果,适用于多种类型包括平面、球面和非球面的镜片,有效保证镜头的成像效果。
附图说明
利用附图对本实用新型作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本实用新型车载镜头镜片结构的结构示意图。
图2为本实用新型制作工艺的加工流程图。
图3为主动加热薄膜的透过率分光曲线图。
图4为黑膜层反射率曲线图。
图5为黑膜层透过率曲线图。
附图标记
透明基层--1,主动加热膜层--2,第一纳米介质叠层--3,电极--4,第二纳米介质叠层--5,黑膜层--6,防污膜层--7,
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,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至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
科技进程引领着汽车行业发展趋势,新能源汽车目前是汽车领域的高科技代名词,而新能源汽车的辅助驾驶或自动驾驶系统,则高度依赖车载镜头(CMS cameramonitoring system)和激光雷达器件的使用,在车载镜头成像领域,影像清晰度和精密度要求越来越高。
但在雨季或冬季,受到雨雪环境的影响,镜头内容易起雾,成像清晰度大打折扣,特别是自动驾驶的车载镜头和激光雷达器件,严重限制着成像与识别。目前业内对于车载后视镜的加热有较为成熟的解决方案,但是对于车载镜头和激光雷达器件的加热,目前业内尚无解决方案,影响新能源汽车的发展。
为了解决上述问题,本实施例公开了一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构,其结构如图1所示,该镜片包括:
透明基层,透明基层的厚度范围优选为1-3mm,所述透明基层的材料为K9光学玻璃、BK7光学玻璃或PC塑胶,透明基层的结构优选为非球面镜片。
主动加热膜层,形成于透明基层的一表面,用于进行通电后加热,主动加热膜层的厚度范围为10-200nm,材料优选为ITO;
第一纳米介质叠层,形成于主动加热膜层远离透明基层的一表面,用于减少主动加热膜层的反射效果;电极,形成于主动加热膜层远离透明基层的一表面,并与主动加热膜层电连接;第二纳米介质叠层,形成于透明基层的另一表面,用于减少透明基层的反射效果。
进一步的,所述第一纳米介质叠层以及第二纳米介质层均包括多层依次层叠设置的纳米介质层,所述纳米介质层的层数为五至十三层,所述第一纳米介质叠层以及第二纳米介质层的厚度范围为100-600nm,金属层的材料为金,银,铝,铬,镍,钛,硅中的一种或以上材料的合金,所述介质层的材料为氧化钛、氧化铌、氧化锆、氧化硅中的一种。这种材料和厚度的第一纳米介质叠层与第二纳米介质叠层均可实现减反效果,可见光范围反射率小于1%。
进一步的,所述镜片还包括形成于透明基层一表面的用于遮挡电极的黑膜层,所述黑膜层位于透明基层与主动加热膜层之间。在本实施例中,黑膜层包括依次交替层叠设置的金属层和介质层,所述黑膜层的厚度范围为100-600nm。本实施例的黑膜层可实现可见光范围内最大反射率小于0.5%,400-1800纳米范围内透过率小于0.5%,达到低反射和低透过效果,有效遮挡电极区域。
进一步的,所述镜片还包括形成于第二纳米介质叠层远离透明基层的一表面的防污膜层,所述防污膜层的接触角不小于100°,所述防污膜层的厚度范围为30-100nm。在本实施例中,该防污膜层为防水膜,材料为氟基聚合物,具有良好的耐酸碱特性,接触角达110°以上,实现防水效果,通过钢丝绒摩擦3000次实验后接触角为100°以上;另外,该防污膜层还可以通过手机汽车等行业严苛的耐高低温和盐雾试验。所述防油耐污防可避免安装过程中出现油污和指纹印,并可增加膜层的耐磨性和耐酸碱盐雾特性。
本实施例还公开了一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构的制作工艺,用以制作上述的镜片结构,该工艺包括以下步骤:
将透明基层进行超声清洗;
在超速波清洗后的透明基层的一表面上通过镀膜工艺成型主动加热膜层;
在第一半成品的主动加热膜层远离透明基层的一表面上通过镀膜工艺成型第一纳米介质叠层;
在第一纳米介质叠层远离透明基层的一表面制作电极,并使电极与主动加热膜层导通;
在透明基层的另一表面上通过镀膜工艺成型第二纳米介质叠层。
进一步的,在超速波清洗后的透明基层的一表面上镀制黑膜层后,再于黑膜层远离透明基层的一表面上镀制主动加热膜层,黑膜层的位置与电极的位置对应。
进一步的,在第二纳米介质叠层远离透明基层的表面,还通过镀膜工艺成型防污膜层。
在本实施例的加工步骤之间,可以适当地进行超声清洗,比如在本实施例中,镀制主动加热膜层之后、镀制第一纳米介质叠层之后以及在电极制作完成后进行。而镜片结构的制作流程中镀制黑膜、镀制主动加热膜层以及制作电极的顺序可作相应的调整。具体的,本实施例的制作工艺顺序可参照图2,在此不再赘述。
在本实施例中,第一纳米介质叠层、黑膜层、主动加热膜层以及第二纳米介质叠层采用真空镀膜方式进行镀制,优选采用离子束溅射真空镀膜,磁控溅射真空镀膜,或离子辅助沉积电子束蒸发真空镀膜等方法制备。
进一步的,第一纳米介质叠层、黑膜层以及第二纳米介质叠层实施过程中成膜温度推荐采用低温方式制备,摄氏100-150度为优选;主动加热膜层实施过程中成膜温度推荐采用高温方式制备,以提高透过率和降低电阻,如果采用离子辅助沉积推荐采用离子能量高的射频离子源;防油污防指纹膜层采用真空电阻蒸发的方法镀制,也可采用电子束蒸发真空镀膜的方法制备;电极采用丝印方法制备,也可采用旋转涂墨方式或者移印方式制备。
需要说明的是,本实施例的镜片结构通过奥林巴斯USPM-RU测定反射率,安捷伦Cary6000i Uv-Vis-NIR测定透过率。具体的主动加热薄膜的透过率分光曲线、黑膜层反射率曲线、黑膜层透过率曲线可参照图3-图5。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对本实用新型保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构,其特征在于,包括:
透明基层;
主动加热膜层,形成于透明基层的一表面,用于进行通电后加热;
第一纳米介质叠层,形成于主动加热膜层远离透明基层的一表面,用于减少主动加热膜层的反射效果;
电极,形成于主动加热膜层远离透明基层的一表面,并与主动加热膜层电连接;
第二纳米介质叠层,形成于透明基层的另一表面,用于减少透明基层的反射效果。
2.根据权利要求1所述的一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构,其特征在于,所述第一纳米介质叠层以及第二纳米介质层均包括多层依次层叠设置的纳米介质层,所述纳米介质层的层数为五至十三层,所述第一纳米介质叠层以及第二纳米介质层的厚度范围为100-600nm。
3.根据权利要求1所述的一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构,其特征在于,所述镜片还包括形成于透明基层一表面的用于遮挡电极的黑膜层,所述黑膜层位于透明基层与主动加热膜层之间。
4.根据权利要求3所述的一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构,其特征在于,所述黑膜层包括依次交替层叠设置的金属层和介质层,所述黑膜层的厚度范围为100-600nm。
5.根据权利要求1所述的一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构,其特征在于,所述镜片还包括形成于第二纳米介质叠层远离透明基层的一表面的防污膜层,所述防污膜层的接触角不小于100°,所述防污膜层的厚度范围为30-100nm。
6.根据权利要求1所述的一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构,其特征在于,所述透明基层的厚度范围为1-3mm,所述透明基层的材料为K9光学玻璃、BK7光学玻璃或PC塑胶。
7.根据权利要求1所述的一种具有主动加热功能的除雾除霜车载镜头镜片结构,其特征在于,所述主动加热膜层的厚度范围为10-200nm,所述主动加热膜层的材料为ITO。
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