光学镜头、光学装置的制作方法

1.本实用新型涉及光学元件领域，更具体地，涉及一种光学镜头和安装有该光学镜头的光学装置。


背景技术：

2.随着光学应用技术的快速发展，作为光学应用领域的核心部件之一的光学镜头，可以通过视觉识别来提供显示图像信息，因此，其已广泛应用于多个行业中。例如，光学镜头可应用于汽车领域的倒车影像、360
°
全景、主动安全、自动驾驶辅助系统等；还可应用于工业领域的用于自动化的定位组装、自动检测系统等；以及应用于监控技术、人脸识别技术等领域中。
3.然而，当光学镜头应用于上述领域中，容易受到外界环境温度的影响。如当外界环境温度较低或湿度较高时，光学镜头的内、外部温差较大或湿度较高，光学镜头的内外面均会产生雾气，进而容易影响光学镜头的正常工作。此外，当外界温度低于0℃时光学镜头表面的雾气会凝结成冰，进而将会加剧对光学镜头的影响。
4.目前，为了去除光学镜头表面的雾气或冰霜，多采用将加热器包裹在镜头外部，或者在镜头前端安装具有发热功能的保护玻璃。但是，采用这种方式除雾除霜将或增大镜头的整体结构，进而会极大的限制镜头的安装空间。


技术实现要素：

5.本实用新型提出的实施方式可解决或部分解决上述背景技术部分提出的不足或现有技术中的其它不足。
6.本技术一方面提供了这样一种光学镜头。所述光学镜头包括：镜片部件；镜筒，连接于所述镜片部件的非光学区域，以固定所述镜片部件；加热模块，设置于所述非光学区域；以及连接部件，穿过所述镜筒连接于所述加热模块，其中所述连接部件适于与外部电源连接，从而为所述加热模块供电。
7.在一个实施方式中，所述加热模块包括依序设置的第一膜层、加热层以及第二膜层。
8.在一个实施方式中，所述第一膜层和所述第二膜层由聚酰亚胺材质制成；以及所述加热层由压延铜箔、电解铜箔、康铜铜箔以及不锈钢中的至少一种金属箔材质制成。
9.在一个实施方式中，所述加热层以丝线形状设置于所述非光学区域，其中所述丝线的间距和宽度大于或等于0.02mm。
10.在一个实施方式中，所述丝线形状包括圆形、弓字形、折线形以及圆环形中的至少一种形状。
11.在一个实施方式中，所述连接部件包括第一连接部件和第二连接部件，其中所述第一连接部件和所述第二连接部件分别连接于所述加热模块的、靠近所述非光学区域的位置。
12.在一个实施方式中，所述连接部件包括第一连接部件和第二连接部件，其中所述第一连接部件和所述第二连接部件分别连接于所述加热模块的、远离所述非光学区域的位置。
13.在一个实施方式中，所述连接部件包括第一连接部件和第二连接部件，其中所述第一连接部件和所述第二连接部件分别连接于所述加热模块的、靠近所述非光学区域的一端和远离所述非光学区域的一端。
14.在一个实施方式中，所述连接部件包括第一连接部件和第二连接部件，其中所述第一连接部件和所述第二连接部件分别连接于所述加热模块的内部。
15.在一个实施方式中，所述加热模块呈折叠方式设置于所述非光学区域，其中折叠的所述加热层串联连接。
16.在一个实施方式中，所述加热模块呈叠加方式设置于所述非光学区域，其中叠加的所述连接部件导电连接。
17.在一个实施方式中，所述加热模块上具有孔状标记和缺口标记中的至少一种标记。
18.在一个实施方式中，在所述第一膜层的表面上设置第一补强板。
19.在一个实施方式中，在所述第二膜层的表面上设置第二补强板。
20.在一个实施方式中，所述第一补强板和所述第二补强板中的至少之一由导热性的材料形成。
21.在一个实施方式中，所述导热性的材料包括：铝、不锈钢、铜。
22.在一个实施方式中，所述第一补强板和所述第二补强板中的至少之一由隔热性的材料形成。
23.在一个实施方式中，所述隔热性的材料包括：fr4、石棉、真空板、气凝胶毡。
24.在一个实施方式中，呈折叠方式设置的所述加热模块大于或等于2层。
25.在一个实施方式中，呈叠加方式设置的所述加热模块大于或等于2层。
26.在一个实施方式中，所述加热模块的轮廓形状包括圆环形、方形、弓字形以及s形中的至少一种。
27.本技术另一方面提供了一种光学装置。该光学装置包括上述光学镜头。
28.根据本实用新型提供的光学镜头和光学装置至少具有以下其中之一的优点：
29.1)在光学镜头中设置加热模块，可以有效去除光学镜头上产生的雾气和冰晶；
30.2)将加热模块设置在镜头内部，可以控制镜头的整体架构，减小镜头的安装空间；以及
31.3)本技术可以灵活设计加热模块的位置和形状，提高加热模块的多样性和实际加工需求。
附图说明
32.结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
33.图1是根据本技术实施方式的光学镜头的示意图；
34.图2a至图2d是根据本技术实施方式的加热丝的排布的示意图；
35.图3a至图6b是根据本技术实施方式的第一连接部件和第二连接部件的位置设置的示意图；
36.图7a至图7c是根据本技术实施方式的加热模块的折叠方式的示意图；
37.图8a至图8c是根据本技术实施方式的加热模块的叠加方式的示意图；
38.图9a和图9b是根据本技术另一实施方式的加热模块的示意图；
39.图10a至图10d是根据本技术实施方式的加热模块的形状的示意图；以及
40.图11a至图11c是根据本技术实施方式的加热模块和补强板的位置关系示意图。
具体实施方式
41.为了更好地理解本技术，将参考附图对本技术的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本技术的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本技术的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
42.应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制，尤其不表示任何的先后顺序。因此，在不背离本技术的教导的情况下，本技术中讨论的第一膜层也可被称作第二膜层，反之亦然。
43.在附图中，为了便于说明，已稍微调整了部件的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。如在本文中使用的，用语“大致”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。
44.还应理解的是，诸如“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”等表述在本说明书中是开放性而非封闭性的表述，其表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合的存在。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，其修饰整列特征，而非仅仅修饰列表中的单独元件。此外，当描述本技术的实施方式时，使用“可”表示“本技术的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
45.除非另外限定，否则本文中使用的所有措辞(包括工程术语和科技术语)均具有与本技术所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，除非本技术中有明确的说明，否则在常用词典中定义的词语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于形式化的意义解释。
46.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
47.以下对本技术的特征、原理和其它方面进行详细描述。
48.图1是根据本技术实施方式的光学镜头1000的示意图。
49.光学镜头1000可包括镜片部件1100、镜筒1200、加热模块1300以及连接部件1400。
50.镜片部件1100可包括至少一个镜片，用于调整和传播光线，进而有利于实现光学镜头的成像或投影作用。例如，镜片部件1100可包括相对设置的第一镜片1110和第二镜片1120，其中，第一镜片1110和第二镜片1120可通过粘结物质粘结在一起。光线可沿第一镜片1110入射至第二镜片1120，或者可沿第二镜片1120入射至第一镜片1110。
51.镜筒1200可连接于镜片部件1100的非光学区域，以固定镜片部件1100。例如，镜筒1200可连接于第一镜片1110和第二镜片1120的非光学区域，以固定第一镜片1110和第二镜片1120。
52.加热模块1300可设置于镜片部件1100的非光学区域。具体地，加热模块1300可设置于镜片部件1100中最靠近外界环境的镜片的非光学区域。例如，在图1所示的光学镜头1000中，加热模块1300可设置于靠近外界环境的第一镜片1110的非光学区域。将加热模块1300设置于镜片部件1100的非光学区域，有利于在不影响光线传播的基础上，实现对镜头的除雾除霜作用。此外，将加热模块1300设置于镜片部件1100的非光学区域，可以有效避免光学镜头1000的整体结构过大，安装空间受限等问题。
53.连接部件1400可穿过镜筒1200连接于加热模块1300，其中连接部件1400适于与外部电源连接，从而为加热模块1300供电。例如，连接部件1400可穿过镜筒1200通过焊接方式与加热模块1300连接。连接部件1400可包括第一连接部件1410和第二连接部件1420，第一连接部件1410和第二连接部件1420可穿过镜筒1200的两侧连接于加热模块1300，其中，第一连接部件1410和第二连接部件1420与外部电源连接，从而为加热模块1300供电以使加热模块1300产生热量除去镜头表面产生的雾气或冰晶。示例性地，第一连接部件1410和第二连接部件1420可以是具有保护套的导线。
54.在示例性实施方式中，加热模块1300可包括依序设置的第一膜层1310、加热层1320以及第二膜层1330。示例性地，第一膜层1310和第二膜层1330可由聚酰亚胺(pi)材质制成。例如，第一膜层1310和第二膜层1330可以是由聚酰亚胺(pi)材质制成的pi薄膜。示例性地，加热层1320可由压延铜箔(ra铜箔)、电解铜箔、康铜铜箔(铜镍合金)以及不锈钢中的至少一种金属箔材质制成。例如，加热层1320可以是由压延铜箔、电解铜箔、康铜铜箔以及不锈钢中的至少一种金属箔材质制成的丝线形状的加热丝。加热层1320可以是由圆形、弓字形、折线形以及圆环形中的至少一种丝线形状设置于第一镜片1110的非光学区域形成的加热丝。应理解，本技术并未具体限定加热层的设置形状，可以根据实际情况，设计任意符合需求的形状。丝线形状的加热丝的间距h1和宽度h2均可大于或等于0.02mm。在本技术中，可通过蚀刻工艺将金属箔蚀刻形成丝线形状的加热丝。如图2a所示的，金属箔可以被蚀刻成圆形的加热丝回路。如图2b所示的，金属箔被蚀刻成弓字形的加热丝回路。如图2c所示的，金属箔被蚀刻成折线形的加热丝回路。如图2d所示的，金属箔被蚀刻成圆环形的加热丝回路。应理解，本技术提供的加热模块1300可通过合理设置加热层1320的形状，以满足实际应用中对加热层1320的阻值的需求，进而可以保证加热模块1300的加热均匀性。加热层1320的阻值r＝ρl/s，ρ是加热层的电阻率，l是加热丝的长度，s是加热丝的截面积，即s＝宽度w
×
厚度t。在实际设计加热层的线路时，需要综合考虑制成加热层的金属箔材料的电阻率ρ、厚度t、宽度w以及加热丝长度l，进而控制阻值r的大小以及将加热丝设置成的图案的形状。根据公式p＝u2/r，在外接电源提供的电压一定时，可通过控制阻值r实现对加热层发热功率的控制。
55.加热模块1300中的第一膜层1310和第二膜层1330可以是pi薄膜，加热层1320可以是通过对金属箔进行蚀刻工艺形成加热丝。第一连接部件1410和第二连接部件1420可以是具有保护套的导线。第一连接部件1410和第二连接部件1420可穿过镜筒1200通过焊接方式与加热模块1300连接。具体地，可在加热丝引出端蚀刻出第一连接部件1410和第二连接部
件1420的电极，电极位置局部不覆盖pi薄膜，以形成可以外接的电极。应理解，本技术并未具体限定电极以及导线的引出方式，可以根据实际情况，设计任意符合需求的电极以及导线的引出方式。由于化金可焊性极佳，在本技术中，可以在电极表面进行化金处理即通过化学方法在铜面上包裹一层较厚的、电性能良好的镍金合金。镍金合金会迅速融入融化的焊锡里面，焊锡与ni形成ni/sn金属化合物，以用于焊接连接部件1400和加热模块1300。
56.在示例性实施方式中，如图3a和图3b所示的，本技术提供的第一连接部件1410和第二连接部件1420可以在0
°‑
180
°
区间内分别连接于加热模块1300的、远离第一镜片的非光学区域的位置，即加热模块1300的、靠近第一镜片的光学区域的位置。换言之，第一连接部件1410和第二连接部件1420可以分别连接于设置有加热模块1300的非光学区域的环内侧。图3a和图3b仅示例性示出了第一连接部件1410和第二连接部件1420分别以间隔0
°
和180
°
分别连接于具有加热模块1300的非光学区域的环内侧。应理解，第一连接部件1410和第二连接部件1420的位置可以根据加热丝的具体布置在0
°‑
180
°
区间内调整。
57.在示例性实施方式中，如图4a和图4b所示的，本技术提供的第一连接部件1410和第二连接部件1420可以在0
°‑
180
°
区间内分别连接于加热模块1300的、靠近第一镜片的非光学区域的位置，即加热模块1300的、远离第一镜片的光学区域的位置。换言之，第一连接部件1410和第二连接部件1420可以分别连接于设置有加热模块1300的非光学区域的环外侧。图4a和图4b仅示例性示出了第一连接部件1410和第二连接部件1420分别以间隔0
°
和180
°
分别连接于在具有加热模块1300的非光学区域的环外侧。应理解，第一连接部件1410和第二连接部件1420的位置可以根据加热丝的具体布置在0
°‑
180
°
区间内调整。
58.在示例性实施方式中，如图5所示的，本技术提供的第一连接部件1410和第二连接部件1420可以在0
°‑
180
°
区间内分别连接于加热模块1300的、靠近第一镜片的非光学区域的一端和远离第一镜片的非光学区域的一端。换言之，第一连接部件1410和第二连接部件1420可以分别连接于设置有加热模块1300的非光学区域的环外侧和环内侧。图5仅示例性示出了第一连接部件1410和第二连接部件1420分别以间隔0
°
和180
°
分别连接于具有加热模块1300的非光学区域的环外侧和环内侧。应理解，第一连接部件1410和第二连接部件1420的位置可以根据加热丝的具体布置在0
°‑
180
°
区间内调整。
59.在示例性实施方式中，如图6a和图6b所示的，本技术提供的第一连接部件1410和第二连接部件1420可以在0
°‑
180
°
区间内分别连接于加热模块1300的内部。图6a和图6b仅示例性示出了第一连接部件1410和第二连接部件1420分别以间隔0
°
和180
°
分别连接于加热模块1300的内部。应理解，第一连接部件1410和第二连接部件1420的位置可以根据加热丝的具体布置在0
°‑
180
°
区间内调整。
60.应理解，在实际应用中，第一连接部件和第二连接部件在加热层中引出的位置取决于加热层内部加热丝的图形排布设计。第一连接部件和第二连接部件在加热层中引出的位置既可以设置在加热层的端部，即加热层靠近镜片的非光学区域的外端部或者远离镜片的非光学区域的内端部，又可以设置在加热层的内部。
61.在示例性实施方式中，如图7a至图7c所示的，本技术提供的加热模块1300可呈折叠方式设置于镜片的非光学区域。具体地，第一膜层1310和第二膜层1330可以是pi材质的薄膜，其可以任意折叠形成多层加热模块。通过串联多层加热丝，可以增大加热层1320的阻值。此外，多层折叠的加热模块之间可以用胶水、胶带等方式进行连接。如图7a所示的，加热
模块1300包括依序设置的pi薄膜、加热丝以及pi薄膜，其中，利用胶水10等将pi薄膜、加热丝以及pi薄膜粘合在一起。如图7b所示，加热模块1300是由第一加热模块100和第二加热模块200沿x轴线相对折形成的，其中，第一加热模块100的加热丝和第二加热模块200的加热丝为串联连接。利用胶水10或其它粘合物将第一加热模块100和第二加热模块200粘合在一起。如图7c所示，加热模块1300由第一加热模块100、第二加热模块200以及第三加热模块300沿x轴线和y轴线依次对折形成的，其中，第一加热模块100的加热丝、第二加热模块200的加热丝以及第三加热模块300的加热丝为串联连接。利用胶水或其它粘合物将第一加热模块100和第二加热模块200粘合在一起，并利用胶水或其它粘合物将第二加热模块200和第三加热模块300粘合在一起。应注意，本技术在弯折多层加热丝时，弯折位置是连通的，以实现多层加热丝是导通的。应理解，本技术提供的加热模块并不仅为小于三层的加热模块，上述介绍仅为示例，并非严格限定加热模块的层数，在实际应用中，可根据具体情况，合理设置加热模块的层数。例如，在实际使用中，经常会出现加热模块的布置宽度(面积)受限的情况，仅通过控制加热丝的阻值无法达到实际要求，此时，可以通过多次叠加来增加加热丝可以布置的面积，从而达到阻值要求。
62.在示例性实施方式中，如图8a至图8c所示的，本技术提供的加热模块1300可呈叠加方式设置于镜片的非光学区域。具体地，如图8a所示的，加热模块1300包括依序设置的第一膜层1310、加热层1320以及第二膜层1330，其中，第一膜层1310未完全覆盖加热层1320。如图8b所示的，加热模块2300包括依序设置的第一膜层2310、加热层2320以及第二膜层2330，其中，第二膜层2330未完全覆盖加热层2320。如图8c所示的，加热模块1300和加热模块2300叠加形成的加热模块3300。具体地，第一膜层1310和第二膜层2330可通过胶水粘合在一起，此时，加热层1320和加热层2320的电极可以通过如导电胶和导电胶带等实现串联导电连接，进而实现多层加热层的叠加效果。本技术提供的第一膜层2310和第二膜层2330可以是pi材质的薄膜，其可以任意叠加形成多层加热模块。多层叠加的加热模块之间可以用胶水、胶带等方式连接。多层加热模块的电极可以通过如导电胶和导电胶带等实现导电连接。
63.在示例性实施方式中，加热模块1300上可具有孔状标记和缺口标记中的至少一种标记。在实际生产加热模块的过程中，通常将多个加热模块集成在一张材质上，后续通过冲压、激光切割等工序将多个加热模块裁剪出来，这样容易混淆多个加热模块。本技术提供的加热模块，通过在加热模块上设计不同的标记，可识别需求的加热模块。具体地，如图9a所示的，可以在加热模块1300上设计一个或多个圆孔标记1标记。应理解，本技术对标记的形状和个数的介绍仅为示例，并非严格限定，标记的形状和个数可以是任何满足实际需求的形状和个数，例如标记还可以是如三角孔、花孔以及其他不规则的孔。如图9b所示的，可以在加热模块1300上设计一个或多个三角缺口标记2，其中，缺口还可以是半圆、矩形以及其他不规则形状。缺口数量可以是一个，也可以是多个。缺口可以在加热模块的内侧，也可以在加热模块的外侧。示例性地，加热模块上的识别标记既可以作为组装的定位配合，又可以在自动化视觉上作为识别标记，进行识别探测。
64.在示例性实施方式中，如图10a所示的，加热模块1300的轮廓可以是圆环形。如图10b所示的，加热模块1300的轮廓可以是方形。如图10c所示的，加热模块1300的轮廓可以是弓字形。如图10d所示的，加热模块1300的轮廓可以是蛇(s)形。应理解，本技术对加热模块
1300的轮廓的介绍仅为示例，并非严格限定，加热模块1300的轮廓可以是任何满足实际需求的形状。
65.在示例性实施方式中，加热模块1300包括设置于第一膜层1310表面的第一补强板1311。示例性地，加热模块1300还可包括设置于第二膜层1330表面的第二补强板1331。第一补强板1311和第二补强板1331可由铝、不锈钢、铜、fr4、石棉、真空板、气凝胶毡中的至少一种材质制成。第一补强板1311可根据第一膜层1310的形状设置在第一膜层1310的表面，第二补强板1331可根据第二膜层1330的形状设置在第二膜层1330的表面。第一补强板1311和第二补强板1331可用于局部加强或者整体加强加热模块1300的应力，以应对一些需要受力的工序，如铆接、印刷等。本身请提供的第一补强板1311和第二补强板1331可以采用导热性较好的材料，如铝、不锈钢、铜等，还可以采用隔热性较好材料，如fr4、石棉、真空板、气凝胶毡等。
66.如图11a所示的，在第一膜层1310表面上设置了完全覆盖第一膜层1310表面的第一补强板1311。第一补强板1311可以是导热性较好的材料，以使加热模块1300发热均匀。如图11b所示的，在第一膜层1310和第二膜层1330表面上设置了完全覆盖第一膜层1310和第二膜层1330表面的第一补强板1311和第二补强板1331。换言之，加热模块1300的两个与外界接触的表面上分别设置了第一补强板1311和第二补强板1331。第一补强板1311可以是导热性较好的材料，以使加热模块1300发热均匀。第二补强板1331可以是隔热性较好的材料，以使加热模块1300散热减小，降低损耗，提升热利用率。如图11c所示的，在第一膜层1310表面上的局部区域设置了第一补强板1311。第一补强板1311可以是导热性较好的材料，也可以是隔热性较好的材料，可以形成局部传热或局部隔热的效果。
67.本技术另一方面提供了一种光学装置(未示出)，该光学装置包括上述具有加热功能的光学镜头。该光学装置因具有加热功能的光学镜头，可以实现在严寒、潮湿的外界环境中的正常使用，还可以安装在有限的空间内。
68.以上描述仅为本技术的实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的保护范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述技术构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。