一种镜头防雾装置的制作方法

本实用新型涉及一种镜头防雾装置。

背景技术：

视频眼镜起源于军事，美国和以色列在视频眼镜的技术和军事应用上都是最强的，同时作为精密制造的日本，在视频眼镜的技术上和商业应用上也走在世界先进行列。此外，韩国的视频眼镜发展也很好。欧盟，尤其是西欧，在视频眼镜技术上大有后来追上的势头，其在OLED超微显示屏和3G应用上抢先一步，但在游戏应用上，美国还是走在最前列的。作为制造大国的中国，在视频眼镜的生产成本上具有得天独厚的优势，同时又可避免其它行业只重视生产仿制而不重视研发的弊端。因此，中国在视频眼镜的研发上正处于崛起之势，这其中尤以爱视代、亿思达、富瑞丰科技、长虹为代表。凭借优厚的生产优势，加上雄厚而相对低成本的技术和研发人才，以及国内完善的电子产业链和崛起的风险投资，中国很快将和美国、以色列、日本并驾齐驱甚至赶超。世界上率先研发应用P-OLED的是爱视代电子，世界上最先推出眼镜电视的是亿思达，同时国内也已经研发出自己的OLED微型显示器。深圳富瑞丰科技2009最新推出的国内首款Free-News视频眼镜，采用自主研发的自由曲面光学系统，其核心技术已取得国家发明专利，标志着中国在视频眼镜核心技术上取得又一重大突破，以前这种技术只是掌握在日本等极少数发达国家。中国必将成为最大的视频眼镜生产国、视频眼镜研发中心之一、创新应用最快、最大的视频眼镜消费国。

目前，视频眼镜所处的阶段和地位犹如当初大哥大手机一般，未来在3C融合大发展的情况下其必将获得非常迅猛的发展。随着使用要求的提高，高清晰、超便携、超精巧、完全融合入机器本身(或者说视频眼镜完全具有3C功能)是必然的发展阶段。另外，针对不同需求，应用视频眼镜的分化发展也将更突出、更专业化。视频眼镜的未来发展将如手机一样，对比20年前的手机及现在的手机便可窥见其发展势头。

然而，目前视频眼镜在应用上尚存在一些不足。视频眼镜的镜片与眼睛之间间距较短并且形成密封空间，皮肤和眼睛等部位流出的汗水与水汽容易在眼睛与镜片之间形成雾气粘附在镜片上，对视频眼镜的整体效果造成一定影响。传统的防雾镜片主要采取三个方式来实现：①在镜片表面镀防雾膜来防止镜片表面结雾；②在镜片表面镀制ITO导电膜，并通过电热模式进行防雾；③在镜片表面镶嵌细小金属丝进行电热防雾。

但是，上述三种方式均存在一定缺陷，不能很好地满足实际应用需求。方式①中，防雾膜的主要原理是通过镀制一层超亲水的膜层，让镜片上的水汽不结为水珠，而是呈铺开的形状，以消除水汽对视觉的影响，其并不是防止镜片表面吸引水汽。短时间内佩戴视频眼镜时，该防雾膜确实可防止水汽因在镜片上的结雾对视觉造成影响，但是长时间佩戴视频眼镜时，尽管防雾膜上能够铺平水汽，但是积累到一定程度后，镜片表面累积的水汽层会变厚，有水汽层的镜片就会对视觉产生影响，并且由于镜片上的水汽很难清除，累积的水汽(包括汗液)容易对视频眼镜的其他电子部件造成侵蚀。而且该方式的防雾膜主要采取蒸发镀膜、浸泡等工艺，工序多而复杂，良率较低。

方式②中，ITO导电膜由于膜层电阻较高，需在导电膜两端加较高电压才能产生合适的热量来防雾。而视频眼镜应用时是佩戴在眼睛上的，从安全角度考虑，不适合添加高压电源。同时，由于视频眼镜本身体积较小，也无法配置高功率电源供给防雾镜片。因此，方式②根本无法应用于视频眼镜领域。

方式③中，由于视频眼镜对镜片的透光性能有较高要求，通过添加金属丝进行加热来防雾会影响镜片的光学透过性，而且也会影响成像效果。因此，方式③根本无法应用于视频眼镜领域。

综上，研发一种适合用于视频眼镜，且可实现良好防雾效果的镜头防雾装置就成了本领域的重要课题。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题在于克服现有的防雾镜片和防雾方式存在长时间防雾效果差，或者不适合用于视频眼镜的缺陷，提供了一种镜头防雾装置。本实用新型的镜头防雾装置通过特定各膜层的协同配合实现了良好的导电性、增透效果和防氧化效果。本实用新型的镜头防雾装置可通过在镜片两端设置正负电极，接通低压电源，以薄膜发热的方式来防止水汽在镜片表面结雾，进而达到防结雾的效果。

本实用新型通过以下技术方案来解决上述技术问题。

本实用新型提供了一种镜头防雾装置，所述镜头防雾装置包括一树脂镜片、一设置在树脂镜片一端的正电极和一设置在树脂镜片另一端的负电极；

所述树脂镜片包括一树脂基片和依次附着在树脂基片上的一打底层、一铺垫层、一导电层、一抗氧化层和一保护层；

所述打底层为一氧化硅(SiO)膜层，所述打底层的厚度为10-20nm；

所述铺垫层为氧化锌(ZnO)膜层、钛(Ti)膜层或镍铬(Ni-Cr)合金膜层；

所述导电层为导电金属膜层，所述导电层的厚度为5-15nm；

所述抗氧化层为抗氧化材料膜层，所述抗氧化层的厚度为1-5nm。

其中，所述树脂镜片的尺寸本领域技术人员均知晓可根据实际使用情况进行选择。

其中，所述正电极、负电极为本领域常规使用的电极，本领域技术人员均知晓所述正电极、负电极上有引线引出，用以与外设电源相连，通过接通电源使薄膜发热的方式来达到防雾目的。

其中，所述树脂基片可为本领域用于防雾的各种常规树脂基片，较佳地为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基片，聚碳酸酯(PC)基片或聚甲基丙烯酸甲酯/聚碳酸酯(PMMA/PC)复合树脂基片，更佳地为聚甲基丙烯酸甲酯/聚碳酸酯(PMMA/PC)复合树脂基片，上述各树脂基片均市售可得。所述树脂基片的厚度本领域技术人员可根据使用目的结合公知常识进行常规选择。

其中，所述打底层用于为导电层提供物理保护作用。所述打底层的厚度较佳地为10-15nm。

其中，所述铺垫层用于为导电层在铺垫层上的附着提供较强的附着力。其中，所述氧化锌、钛或镍铬合金为本领常规使用的氧化锌、钛或镍铬合金。较佳地，所述铺垫层为氧化锌膜层。所述铺垫层的厚度本领域技术人员可根据本实用新型实际及公知常识进行选择，所述铺垫层的厚度较佳地为10-50nm，更佳地为25-30nm。

其中，所述导电层是指用于提供导电的功能层。其中，所述导电金属为本领域常规使用的导电金属，较佳地为银(Ag)、铜(Cu)或金(Au)，更佳地为银。所述导电层的厚度较佳地为5-10nm。

其中，所述抗氧化层是指用于保护导电层不被氧化的功能层。其中，所述抗氧化材料为本领域常规使用的抗氧化材料，所述抗氧化材料较佳地为钛(Ti)或镍铬(Ni-Cr)合金，所述镍铬合金中镍铬的质量比为80:20；所述抗氧化材料更佳地为钛。所述抗氧化层的厚度较佳地为1-3nm。

其中，所述保护层作为整个膜层的保护层兼抗氧化层，用于保护导电层不被氧化同时用于避免抗氧化层的刮擦。所述保护层的材质和厚度本领域技术人员可根据公知常识进行选择；所述保护层较佳地为氮化硅(Si₃N₄)膜层、氧化钛(TiO₂)膜层或二氧化硅(SiO₂)膜层，更佳地为氮化硅膜层；所述保护层的厚度较佳地为40-150nm，更佳地为55-70nm。

本实用新型中，所述镜头防雾装置可按照本领域常规方法在所述树脂镜片两端分别连接正、负电极而得，其中，所述树脂镜片可按照本领域常规镀膜法，例如磁控溅射镀膜法、脉冲激光沉积法或化学气相沉积法等的工艺步骤和参数在所述树脂基片上依次镀覆一所述打底层、一所述铺垫层、一所述导电层、一所述抗氧化层和一所述保护层而得。本领域技术人员均知晓在树脂镜片两端分别连接正、负电极时需先除去树脂镜片两端的保护层，将正、负电极与裸露出来的树脂镜片部位相连。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型所用原料均市售可得。

本实用新型的积极进步效果在于：

(1)本实用新型镜头防雾装置的主体构成组件——树脂镜片电阻低、导电性高，且增透效果好，其通过特定选择导电层和抗氧化层的厚度配合其它膜层，实现了良好的导电性和减反射效果，使得薄膜的整体电阻较低，在实际使用过程中使用较低电压即可满足防雾要求(电压≤12V)，并且还弥补了金属银对可见光的衰减，使得透光性有所提升。

(2)本实用新型镜头防雾装置的主体构成组件——树脂镜片表面硬度高、耐摩擦性强，并设置有表面保护层，使得镜片膜层具有良好的机械性，进一步，选择氮化硅作为保护层后，树脂镜片的表面硬度可达到7H。

(3)本实用新型镜头防雾装置的树脂镜片采用树脂作为基片，安全性能高，即使出现碰撞等问题也能保证人身安全。进一步，选择PMMA/PC复合树脂作为基片后，树脂镜片的耐冲击性能可高达玻璃的70倍，且透光性好。

(4)本实用新型镜头防雾装置的树脂镜片重量小、镜片轻，相较于玻璃镜片更适用用于对于重量有严格要求的视频眼镜领域。

(5)本实用新型镜头防雾装置的正电极、负电极上引出引线后与外设电源接通，可使树脂镜片上的膜层发热，进而防止水汽在镜片表面结雾，达到长时间防结雾的效果。

附图说明

图1为本实用新型镜头防雾装置的结构示意图，其中7为树脂镜片，8为正电极，9为负电极。

图2为本实用新型镜头防雾装置的组成构件树脂镜片的截面结构示意图，其中1为树脂基片，2为打底层，3为铺垫层，4为导电层，5为抗氧化层，6为保护层。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例1

一种镜头防雾装置，其结构示意图如图1所示，该镜头防雾装置包括一树脂镜片7、一设置在树脂镜片一端的正电极8和一设置在树脂镜片另一端的负电极9；树脂镜片7自下而上依次包括一树脂基片1、一打底层2、一铺垫层3、一导电层4、一抗氧化层5和一保护层6，其截面结构示意图如图2所示；

其中，树脂基片为PMMA/PC树脂基片；打底层为SiO膜层，膜层厚度为10nm；铺垫层为ZnO膜层，膜层厚度为27.1nm；导电层为Ag膜层，膜层厚度为6nm；抗氧化层为Ti膜层，膜层厚度为1nm；保护层为Si₃N₄膜层，膜层厚度为49.9nm。

实施例2

一种镜头防雾装置，其结构示意图如图1所示，该镜头防雾装置包括一树脂镜片7、一设置在树脂镜片一端的正电极8和一设置在树脂镜片另一端的负电极9；树脂镜片7自下而上依次包括一树脂基片1、一打底层2、一铺垫层3、一导电层4、一抗氧化层5和一保护层6，其截面结构示意图如图2所示；

其中，树脂基片为PMMA/PC树脂基片；打底层为SiO膜层，膜层厚度为12.3nm；铺垫层为ZnO膜层，膜层厚度为25.6nm；导电层为Ag膜层，膜层厚度为5nm；抗氧化层为Ti膜层，膜层厚度为1nm；保护层为Si₃N₄膜层，膜层厚度为67.7nm。

实施例3

一种镜头防雾装置，其结构示意图如图1所示，该镜头防雾装置包括一树脂镜片7、一设置在树脂镜片一端的正电极8和一设置在树脂镜片另一端的负电极9；树脂镜片7自下而上依次包括一树脂基片1、一打底层2、一铺垫层3、一导电层4、一抗氧化层5和一保护层6，其截面结构示意图如图2所示；

其中，树脂基片为PMMA/PC树脂基片；打底层为SiO膜层，膜层厚度为12nm；铺垫层为ZnO膜层，膜层厚度为27.1nm；导电层为Ag膜层，膜层厚度为10nm；抗氧化层为Ti膜层，膜层厚度为3nm；保护层为Si₃N₄膜层，膜层厚度为57.8nm。

实施例4

一种镜头防雾装置，其结构示意图如图1所示，该镜头防雾装置包括一树脂镜片7、一设置在树脂镜片一端的正电极8和一设置在树脂镜片另一端的负电极9；树脂镜片7自下而上依次包括一树脂基片1、一打底层2、一铺垫层3、一导电层4、一抗氧化层5和一保护层6，其截面结构示意图如图2所示；

其中，树脂基片为PMMA复合树脂基片，打底层为SiO膜层，膜层厚度为15nm；铺垫层为ZnO膜层，膜层厚度为30nm；导电层为Ag膜层，膜层厚度为8nm；抗氧化层为Ti膜层，膜层厚度为2nm；保护层为Si₃N₄膜层，膜层厚度为70nm。

实施例5

一种镜头防雾装置，其结构示意图如图1所示，该镜头防雾装置包括一树脂镜片7、一设置在树脂镜片一端的正电极8和一设置在树脂镜片另一端的负电极9；树脂镜片7自下而上依次包括一树脂基片1、一打底层2、一铺垫层3、一导电层4、一抗氧化层5和一保护层6，其截面结构示意图如图2所示；

其中，树脂基片为PC树脂基片；打底层为SiO膜层，膜层厚度为10nm；铺垫层为ZnO膜层，膜层厚度为25nm；导电层为Ag膜层，膜层厚度为7nm；抗氧化层为Ti膜层，膜层厚度为3nm；保护层为Si₃N₄膜层，膜层厚度为65nm。

对比例1

一种镜头防雾装置，其结构示意图如图1所示，该镜头防雾装置包括一树脂镜片7、一设置在树脂镜片一端的正电极8和一设置在树脂镜片另一端的负电极9；树脂镜片7自下而上依次包括一树脂基片1、一打底层2、一铺垫层3、一导电层4、一抗氧化层5和一保护层6，其截面结构示意图如图2所示；

其中，树脂基片为PMMA/PC树脂基片；打底层为SiO膜层，膜层厚度为32.3nm；铺垫层为ZnO膜层，膜层厚度为26.5nm；导电层为Ag膜层，膜层厚度为10nm；抗氧化层为Ti膜层，膜层厚度为6nm；保护层为Si₃N₄膜层，膜层厚度为165nm。

对比例2

一种镜头防雾装置，其结构示意图如图1所示，该镜头防雾装置包括一树脂镜片7、一设置在树脂镜片一端的正电极8和一设置在树脂镜片另一端的负电极9；树脂镜片7自下而上依次包括一树脂基片1、一打底层2、一铺垫层3、一导电层4、一抗氧化层5和一保护层6，其截面结构示意图如图2所示；

其中，树脂基片为PMMA/PC树脂基片；打底层为SiO膜层，膜层厚度为32.3nm；铺垫层为ZnO膜层，膜层厚度为26.5nm；导电层为Ag膜层，膜层厚度为10nm；抗氧化层为Ti膜层，膜层厚度为6nm；保护层为Si₃N₄膜层，膜层厚度为20.6nm。

对比例3

一种镜头防雾装置，其结构示意图如图1所示，该镜头防雾装置包括一树脂镜片7、一设置在树脂镜片一端的正电极8和一设置在树脂镜片另一端的负电极9；树脂镜片7自下而上依次包括一树脂基片1、一打底层2、一铺垫层3、一导电层4、一抗氧化层5和一保护层6，其截面结构示意图如图2所示；

其中，树脂基片为PMMA/PC树脂基片；打底层为SiO膜层，膜层厚度为3nm；铺垫层为ZnO膜层，膜层厚度为26.5nm；导电层为Ag膜层，膜层厚度为10nm；抗氧化层为Ti膜层，膜层厚度为6nm；保护层为Si₃N₄膜层，膜层厚度为110.3nm。

效果实施例1

对本实用新型实施例1-3和对比例1-3的镜头防雾装置进行减反射性、导电性、耐磨擦性和表面硬度各指标的表征，测试结果如下表所示：

由上表可知，本实用新型实施例1-3镜头防雾装置中的树脂镜片反射率均在0.8％以下，具有优异的减反射性；面电阻在20Ω/□以下，具有良好的导电性；耐摩擦性能良好，且铅笔硬度高达7H。实施例4-5中的镜头防雾装置效果与实施例1-3相当。

然而，对比例1镜头防雾装置中的树脂镜片打底层膜厚为32.3nm，抗氧化层膜厚为6nm，保护层膜厚为165nm，均高于本实用新型限定的上限值，其树脂镜片的反射率高达23.7％，减反射性差。对比例2在对比例1的基础上降低了保护层的厚度，保护层厚度仅为20.3nm，其它条件均不变，虽然一定程度地改善了减反射性，但是耐磨擦性和铅笔硬度均明显下降。对比例3镜头防雾装置中的树脂镜片打底层膜厚为3nm，低于本实用新型限定的最小值，导电层膜厚为6nm，高于本实用新型限定的上限值；所得树脂镜片的反射率较高，达12.60％，减反射性较差；并且耐磨擦性也较差，耐磨查测试为不通过。

效果实施例2

分别用玻璃基片替换本实用新型实施例1-3镜头防雾装置中的树脂镜片基片，得到3个玻璃镜片，将所得玻璃镜片作为对照组，与本实用新型的树脂镜片进行对比，对比结果如下表所示：

由上表可知，本实用新型镜头防雾装置中的树脂镜片的面电阻、反射率、铅笔硬度、镀膜良率与玻璃镜片基本相当，但密度明显低于玻璃镜片。由于在视频眼镜领域应用时，玻璃镜片太重，并且容易破裂，造成实际使用不便，而本实用新型的树脂镜片密度小、重量轻，可有效克服玻璃镜片存在的上述缺陷，相较于玻璃镜片更适用用于对重量有严格要求的视频眼镜领域。