车载镜头的典型镜片的结构特点与其光学冷加工工艺简介

车载镜头的典型镜片的结构特点与其光学冷加工工艺简介

李群

东莞市银辰精密光电股份有限公司广东东莞523000

摘要：社会生产生活水平的提升，对于汽车性能提出了更高的要求，随着科学技术的不断进步，车载摄像系统在汽车中的应用越来越普遍，成为提升汽车性能的关键系统。车载镜头是车载摄像系统中的重要组成部分，其典型镜片的加工工艺决定着系统性能的发挥。在当前车载镜头典型镜片的加工过程中，往往采用光学冷加工工艺，能够有效提升镜片质量，满足汽车驾驶人员的需求。本文将通过分析车载镜头的典型镜片的结构特点，探索车载镜头典型镜片的光学冷加工工艺，为车载摄像系统的不断完善提供参考。

关键词：车载镜头；典型镜片；结构特点；光学冷加工

科学技术的不断进步，使得汽车产品的智能化发展速度加快，满足了驾驶人员对于汽车的个性化需求。车载镜头是汽车中不可或缺的重要组成部分，对于汽车的行驶安全能够提供有效帮助。无论是在倒车摄像头中，还是在行车记录仪中，车载镜头都发挥着至关重要的作用。研究车载镜头的典型镜片的结构特点，有助于进一步提升其结构性能。车载全景摄像头镜组前片与倒车摄像头镜组前片的结构特点存在差异性，对于加工工艺的要求也不相同。光学冷加工工艺在车载镜头典型镜片的生产加工中逐渐得到应用，不仅能够保障镜头的质量，而且提升了生产效率。但是，我国的光学冷加工生产工艺依旧存在很多需要完善的地方。因此，需要对车载镜头的典型镜片的光学冷加工工艺进行深入研究。

一、车载镜头种类及典型镜片的结构特点

1.车载镜头的种类

（一）倒车摄像头

在汽车车尾外部安装倒车摄像头，能够有效提升倒车的准确性控制，保障驾驶的安全。由于倒车摄像头安装于外部，因此其使用性能会受到多种外界因素的影响，比如雨雪天气等等。因此，倒车摄像头对于密封防水性的要求较高，这也是在镜头生产制造时需要着重注意的关键点。通过增强倒车摄像头的密封防水性，能够有效保障车载摄像系统的正常运转。在特殊倒车摄像头的加工制造中，还应该对光路前抛光面的憎水性进行合理控制，以提升摄像头的防干扰能力，提升整车性能。

（二）行车记录仪

行车记录仪一般由专业的光电公司生产制造，并非为汽车主机厂的车型匹配设计。在汽车行驶中的声音和影像等，行车记录仪能够完成记录和保存，为交通事故的取证提供参考。在汽车内部设置行车记录仪，其受到的外界环境因素影响较小，没有过高的防护规格要求。在行车记录仪的设计当中需要采用广角设计的形式，并提升其防震性能，行车记录仪的镜组镜片结构复杂程度较低，有利于加工制造。

2.车载镜头典型镜片的结构特点

（一）镜组密封

为了便于防水密封垫圈等组件的安装，通常将台阶结构设置于广角摄像头前片中，以提升镜组的防水性能。镜组密封的要求较高，与常规镜片的让位台阶结构不同，对于加工工艺的精度控制必须十分精确，这样才能够满足其防水性能要求。因此，在光学冷加工工艺的应用过程中，需要严格控制磨边工艺，提升车载镜头的生产加工质量。

（二）憎水膜

在特殊倒车摄像头的光路前抛光面设计加工中，对于憎水性的要求较高。汽车在雨天行驶的过程中，雨水会在镜头形成厚度不均匀的水膜，受到重力因素的影响，楔形状态水膜呈现出上薄下厚的特点【1】。这种水膜会对成像光路造成严重影响，不利于驾驶人员观察道路情况，给驾驶安全带来了一定的影响。通过憎水膜的使用，能够有效解决上述问题。憎水膜能够防止镜头中水膜的形成，雨水会以水滴的形式凝聚并流走，保障镜片光学性能的有效发挥，提升驾驶安全性。

（三）车载全景摄像头

车载全景摄像头的应用，综合了倒车摄像头与行车记录仪的特点，由多个车载镜头组成的镜头阵列，通常设置于汽车的关键部位及四周，在影响记录中能够达到360°无死角的目标。尤其是在当前汽车制造工艺与技术不断发展的趋势下，智能汽车技术为汽车行业的革新注入了动力，比如无人驾驶和车道偏离修正技术。作为智能汽车技术应用中的重要传感器，车载全景摄像头的应用范围将会逐步扩增。随着智能控制系统的不断优化，对于车载全景摄像头的图像识别精度提出了更高的要求。因此，需要对车载全景摄像头镜组镜片的加工工艺进行改进与创新，满足汽车行业智能化发展的需求。

（四）车载全景摄像头镜组前片的特点

相较于倒车摄像头镜组前片的特点而言，车载全景摄像头还有较高的外观要求，将光路后抛光面设计为160°左右的大张角凹面。通过外观工艺标准的提升，和张角的合理设计，是提升视场的有效措施。在光学冷加工工艺的应用过程中，需要对研磨工艺进行重点关注，以提升车载全景摄像头镜组前片的质量。

二、车载镜头的典型镜片的光学冷加工工艺简介

1.车载镜头典型镜组前片的光学冷加工工艺

凹凸镜片是车载镜头典型镜组前片的主要类型，台阶结构的设计对于外径精度的要求较高，70°-80°是凹面半张角的合理设计范围，外观等级控制在20mm-10mm之间。在车载镜头典型镜组前片光学冷加工的过程中，需要对凹面的研磨工艺和台阶形状的磨边工艺进行有效控制【2】。

对于镜片单个面的精磨与抛光工序综合磨削量进行控制，是光学冷加工精磨与抛光工艺的重点工作，一般需要将磨削量控制在0.1mm左右。随着镜面半张角的增加，球面镜片局部表面磨削量逐渐下降。假设0.1mm为中心磨削量，那么张角为70°时，应该将磨削量控制在0.034mm；而在张角为75°时，应该将磨削量控制在0.026mm；在张角为80°时应该将磨削量控制在0.017mm。半张角在70°以上时，会带来镜面表面品质的降低，这是凹面研磨的重点与难点。因此，应该制定多级精磨方案，将光圈数多级递增的加工工艺应用于大张角凹面中，避免镜面出现微麻点的状况。在磨边工艺中，需要将小外径φB的误差控制在±0.015mm，大外径φA的误差要求（0~﹢0.01mm），±0.005mm为磨边砂轮高度误差控制精度。

2.车载镜头镜片镀膜工艺

车载镜头的像质，会对驾驶人员的视场产生影响，是影响行驶安全、智能系统控制和事故取证的重要因素。紫外线、红外线截止镀膜工艺技术的结合应用，能够有效提升车载镜头镜片镀膜工艺的水平，实现车载镜头像质的提高【3】。为了避免系统受到光学元件的影响，实现系统高透过率的增加，采用在光学元件上直接蒸镀滤光膜的方式，光学系统的稳定性得到了有效提升。离子辅助成膜技术的应用，使得红外截止滤光膜的稳定性增强，膜层硬度增加，避免车载镜头因为受到恶劣自然环境的影响而出现损坏。过往的电子束蒸发技术制备的滤光膜，已经不符合当下车载镜头的需求，需要借助于离子辅助成膜技术，提升车载镜头的质量。

结语

在当前车载镜头的典型镜片加工中，光学冷加工工艺的应用已经相当普遍，尤其是在倒车摄像头和行车记录仪的镜片制造中，光学冷加工工艺能够提升生产效率的同时，增强镜片质量。紫外线、红外线截止镀膜工艺技术的应用，使得光学系统稳定性增强，为行车安全性的提升奠定了基础。

参考文献：

[1]黄玉萍.现代光学加工技术以及产业的发展前景[J].中国高新技术企业，2015（28）：1-2.

[2]章黎明.光学零件冷加工高效新工艺[J].光学技术，1987（04）：20-22.

[3]郭仁友，刘礼群.光学冷加工辅助工序高效化的讨论与介绍[J].光学技术，1985（06）：27-30.