CN111856629A - 一种减反射膜、光学元件、摄像头模组和终端 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种减反射膜、光学元件、摄像头模组和终端，涉及光终端领域，以在不受光学元件形状限制的前提下，有效降低光学元件在正入射和斜入射时对光线的反射率，使得光学元件具有极低的反射率。该减反射膜包括形成于光波导包括的至少一个光线透过面的多个凸起结构；每个凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度小于可见光波长的最小值，每个凸起结构的最大径向长度沿着远离光线透过面的方向逐渐减小，每个凸起结构的高度大于或等于310nm，相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面几何中心之间的距离小于或等于220nm。本申请实施例提供的减反射膜用于终端中。

Description

一种减反射膜、光学元件、摄像头模组和终端
本申请要求于2019年4月26日提交国家知识产权局、申请号为201910343323.3、名称为“一种光学元件、光学系统及装置”的中国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及终端技术领域，尤其涉及一种减反射膜、光学元件、摄像头模组和终端。
背景技术
目前，用户所使用的平板电脑、智能手机等智能终端一般都配备有摄像头，以支持智能终端进行图像拍摄。为了提升用户使用体验，智能终端生产厂家对智能终端所配备的摄像头进行结构性改进，但其中也存在不少问题。
例如：相关技术中智能终端所配备的摄像头在晴天太阳、夜晚路灯等强光源条件下拍照时仍然存在用户容易察觉到的鬼影和眩光问题，影响摄像头的拍照质量。鬼影和眩光问题产生机理主要原因是：摄像头所包括的光学元件或机械件表面反射的杂散光聚焦在互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，缩写为CMOS)图像传感器所包括的CMOS靶面上，导致CMOS图像传感器所采集的图像出现鬼影和眩光问题。
针对上述问题，相关技术中摄像头所包括的光学元件上设置各种低反射率的光学涂层，用以削弱杂散光，但这些光学涂层受到光学元件的光线入射角度的限制，使得光学涂层无法有效降低光学元件的斜入射光线的反射率。
发明内容
本申请实施例提供一种减反射膜、光学元件、摄像头模组和终端，以在不受光学元件形状限制的前提下，有效降低光学元件在正入射和斜入射时对光线的反射率，使得光学元件具有极低的反射率。
本申请第一方面提供一种减反射膜。该减反射膜包括形成于光波导包括的至少一个光线透过面的多个凸起结构；每个凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度小于可见光波长的最小值，每个凸起结构的最大径向长度沿着远离光线透过面的方向逐渐减小，每个凸起结构的高度大于或等于310nm，相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面几何中心之间的距离小于或等于220nm。
本申请实施例提供的减反射膜形成在光波导的光线透光面，可构成光学元件，此时每个凸起结构的最大径向长度沿着远离光线透过面的方向逐渐减小，每个凸起结构的折射率沿着远离光线透过面的方向逐渐变化，从而降低了因为凸起结构的折射率与光波导的折射率突变所带来的光学元件反射率增大的问题。而由于相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面几何中心之间的距离，以及每个凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度均小于可见光波长的最小值，使得射向减反射膜的可见光不会识别各个凸起结构以及相邻两个凸起结构之间的空间，进而可以利用减反射膜降低光学元件对可见光的反射率。同时，当每个凸起结构的高度大于或等于310nm，相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面的几何中心之间的距离小于或等于220nm，可使得在不受光学元件形状限制下，可见光不管是以正入射的方式还是以斜入射的方式射向光学元件，减反射膜都能够调控光学元件对可见光的反射率，使得光学元件对可见光具有极低的反射率。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，每个凸起结构的高度还小于或等于450nm，相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面几何中心之间的距离大于或等于160nm，以在保证每个凸起结构的折射率沿着远离过线透过面的方向变化缓慢的情况下，方便制作凸起结构。
结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，上述每个凸起结构远离光线透过面的表面最大径向长度是相应凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度的0倍～0.3倍。
当每个凸起结构远离光线透过面的表面最大径向长度是相应凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度的0倍，每个凸起结构远离光线透过面的表面面积为0，此时每个凸起结构实质是一个沿着远离光线透过面的方向逐渐变粗的针状凸起结构；在这种情况下，每个凸起结构对可见光的折射率沿着远离光线透过面的方向逐渐降低，直到其折射率等于空气折射率；换句话说，减反射膜的等效折射率沿着远离光线透过面的方向逐渐降低，直到其等于空气折射率，以使得可见光能够从空气射向光学元件时，减反射膜能够使得可见光以更为自然的方式逐渐发生折射，从而使得，能够更好调控光学元件的反射率，使得光学元件的反射率极低。
当每个凸起结构远离光线透过面的表面最大径向长度与相应凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度的倍数大于0倍小于或等于0.3倍，此时，每个凸起结构远离光线透过面的表面面积大于0，使得减反射膜不仅可以调控光学元件的反射率，而且也减小了每个凸起结构的制作精度，从而降低减反射膜的制作难度。同时，由于每个凸起结构的最大径向长度沿着远离光线透过面的方向逐渐减小，使得每个凸起结构远离光线透过面的表面最大径向长度是相应凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度大于0倍小于或等于0.3倍时，可以在控制每个凸起结构的高度适当的同时，使得每个凸起结构沿着远离光线透过面的方向的折射率逐渐减小，这样就能够在保证凸起结构降低折射率的前提下，进一步降低每个凸起结构的制作难度。
结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式，上述每个凸起结构的型面为锥形型面、高斯型面或抛物线型面，不仅限于此。例如：当每个凸起结构的型面为锥形型面，那么每个凸起结构为锥状凸起结构，如圆锥凸起结构、四角锥凸起结构或六角锥凸起结构等结构，在此不在一一列举。当然，为了降低制作难度，在实际制作凸起结构时，所制作的凸起结构也可以为近似锥状凸起结构的台状凸起结构。
结合第一方面或第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，上述每个凸起结构的高度与相应凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度的比值大于或等于1～3，以优化每个凸起结构的折射率沿着远离光线透过面方向的降低速度，使得可见光射向光学元件时，能够进一步降低因为凸起结构的折射率变化所带来的光学元件反射率增加的问题，以保证光学元件的反射率进一步降低。
结合第一方面或第一方面的第一种至第四种任一可能的实现方式中，在第一方面的第五种可能的实现方式中，上述多个凸起结构的分布方式呈现密堆积分布方式等阵列式分布。当多个凸起结构采用密堆积分布方式时，可充分利用光波导所包括的光线透过面，使得光线透过面尽可能多的均匀形成多个凸起结构，这样减反射膜就能等效形成匀质膜层，以进一步降低光学元件的反射率。
结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，上述密堆积分布方式可以为四边形密堆积分布方式或六边形密堆积分布方式等，在此不做一一列举。
结合第一方面或第一方面的第一种至第六种任一可能的实现方式中，在第一方面的第七种可能的实现方式中，上述每个凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度等于相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面几何中心之间的距离，使得多个凸起结构的分布方式为密堆积分布方式，以充分利用光波导所包括的光线透过面，使得光线透过面尽可能多的均匀形成多个凸起结构，这样减反射膜就能等效形成匀质膜层，以进一步降低光学元件的反射率。
结合第一方面或第一方面的第一种至第七种任一可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，上述相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面几何中心之间的距离为160nm～200nm，以进一步缩小相邻两个凸起结构之间的距离，使得光线透过面上尽可能多的分布凸起结构，从而利用减反射膜更好的降低光学元件对可见光的反射率。
结合第一方面或第一方面的第一种至第八种任一可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，上述减反射膜的厚度为310nm～450nm，即此时减反射膜的厚度实质为凸起结构的高度。
结合第一方面或第一方面的第一种至第八种任一可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，上述减反射膜还包括粘结层，该粘结层位于多个凸起结构靠近光线透过面的表面，以在光波导形成减反射膜时，先在光线透过面形成粘结层，然后再在粘结层远离光线透过面的表面形成多个凸起结构，这使得粘结层不仅能够促进多个凸起结构与光线透过面的粘结性，还能够利用粘结层对光线透过面进行保护，避免采用压印等制作工艺直接在光线透过面制作多个凸起结构时，因为工艺误差等问题对光线透过面所造成的损伤。该粘结层的高度小于10nm，使得粘结层对光线透过率的影响减少到最低的同时，保证形成在光线透过面的粘结层具有良好的平整度，不会有明显的褶皱，从而使得粘结层与光线透过面之间紧密贴合在一起。
结合第一方面的第十种可能的实现方式，在第一方面的第十一种可能的实现方式中，上述粘结层所含有的材料的折射率与每个凸起结构所含有的材料的折射率的差值为-0.2～0.2，以保证粘结层与凸起结构的折射率比较接近，从而减少因为折射率变化所导致光学元件的光线反射率增加的问题。
结合第一方面的第十种或第十一种可能的实现方式，在第一方面的第十二种可能的实现方式中，上述粘结层的全光透过率和/或每个凸起结构的全光透过率大于90％，以减少可见光通过减反射膜时的损失。
结合第一方面的第十种至第十二种任一可能的实现方式，在第一方面的第十三种可能的实现方式中，上述减反射膜的厚度大于320nm小于460nm。以在保证凸起结构可以稳固的形成在光线透过面上的基础上，降低光线通过粘结层时的损失率。
结合第一方面的第十种至第十三步种任一可能的实现方式，在第一方面的第十四种可能的实现方式中，上述粘结层所含有的材料为改性硅烷胶等硅烷体系的材料，如改性硅烷胶可以为各种硅烷封端聚醚类胶黏剂。
结合第一方面或第一方面的第一种至第十四种任一可能的实现方式，在第一方面的第十五种可能的实现方式中，上述多个凸起结构采用压印工艺形成在光线透过面，以使得一次性可完成多个凸起结构的制作，提高了减反射膜的制作速度。
结合第一方面的十五种可能的实现方式中，在第一方面的第十六种可能的实现方式中，上述凸起结构为光固化胶固化或热固化胶固化而成的凸起结构。当上述凸起结构为光固化胶固化而成的凸起结构，在利用透光模具压印光固化胶的过程中，可随即利用光照射完成压印的凸起结构，使得压印和光固化过程连续化进行，实现了凸起结构的连续化制作。当上述凸起结构为热固化胶固化而成的凸起结构，在利用模具压印光固化胶的过程中，通过对压印的凸起结构进行加热，使得凸起结构迅速固化。
第二方面，本申请提供了一种光学元件。该光学元件包括光波导以及上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式所描述的减反射膜，该减反射膜位于光波导包括的至少一个光线透过面。
本申请实施例提供的光学元件中不仅包括光波导还包括上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式所描述的减反射膜。由于该减反射膜含有形成于光波导包括的至少一个光线透过面的多个凸起结构，每个凸起结构的最大径向长度沿着远离光线透过面的方向逐渐减小，每个凸起结构的折射率沿着远离光线透过面的方向逐渐变化，从而降低了因为凸起结构的折射率与光波导的折射率突变所带来的光学元件反射率增大的问题。同时，相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面几何中心之间的距离，以及每个凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度均小于可见光波长的最小值，使得射向减反射膜的可见光不会识别各个凸起结构以及相邻两个凸起结构之间的空间，进而可以利用减反射膜降低光学元件对可见光的反射率。经过分析发现，每个凸起结构的高度大于或等于310nm，相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面的几何中心之间的距离小于或等于220nm，可使得在不受光学元件形状限制下，可见光不管是以正入射的方式还是以斜入射的方式射向光学元件，减反射膜都能够调控光学元件对可见光的反射率，使得光学元件对可见光具有极低的反射率。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，在第二方面的第二种可能的实现方式中，每个凸起结构所含有的材料折射率与光波导所含有的材料的折射率之差为-0.2～0.2，使得每个凸起结构所含有的材料的折射率与光波导所含有的材料的折射率比较接近，避免因为凸起结构和光波导折射率突变所带来的光学元件反射率增加的问题。
结合第二方面或第二方面的第一种或第二种可能的实现方式中，在第二方面的第三种可能的实现方式中，上述减反射膜为第一方面或第一方面的第九种至第十三种任一可能的实现方式所描述的减反射膜。该减反射膜所包括的粘结层所含有的材料的折射率与光波导所含有的材料的折射率之差为-0.2～0.2，以使得粘结层所含有的材料的折射率与光波导所含有的材料的折射率比较接近，避免因为粘结层折射率和光波导折射率突变所带来的光学元件反射率增加的问题。
结合第二方面或第二方面的第一种至第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，上述光学元件的最大反射率在入射角等于0°时小于或等于0.5％，上述光学元件的最大反射率在入射角小于或等于40°时小于或等于1％，使得该光学元件应用于摄像头模组时，该摄像头模组在光线小于或等于40°的入射角下拍摄的图片不会出现鬼影和眩光问题。
结合第二方面或第二方面的第一种至第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，上述光波导的全光透过率和/或上述减反射膜的全光透过率大于90％，以减少可见光通过光学元件时的损失。
结合第二方面或第二方面的第一种至第五种任一可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，形成上述多个凸起结构的光线透过面为曲面状光线透过面或平面状光线透过面。曲面状光线透过面为弧面状光线透过面或波浪状光线透过面，也可以为其他不规则曲面光线透过面。
应理解，上述减反射膜为第一方面的第十种至第十四种任一可能的实现方式所描述的减反射膜。当形成该减反射膜为曲面状光线透过面，该减反射膜所包括的粘结层为曲面状入射面，且与光线透过面的型面相适配，以增加粘结层与光线透过面的贴合性，使得二者紧密接触。当形成该减反射膜的光线透过面为平面状光线透过面，该减反射膜所包括的粘结层为平面状入射面，以增加粘结层与光线透过面的贴合性，使得二者紧密接触。
结合第二方面或第二方面的第一种至第五种任一可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，上述光波导为保护窗片、透镜或红外截止滤光片。该保护窗片为紫外熔石英玻璃、红外熔石英剥离或氟化钙等各种光学玻璃，不再一一列举；该透镜为各种材料的凸透镜；该红外截止滤光片为一种蓝玻璃，但不限于此，只要能够实现红外滤波的片材均可。
结合第二方面或第二方面的第一种至第七种任一可能的实现方式，在第二方面的第八种可能的实现方式中，上述光波导包括相对设置的第一光线透过面和第二光线透光面，第一光线透过面和第二光线透光面均形成减反射膜，从而进一步降低光学元件对可见光的反射率。
结合第二方面或第二方面的第一种至第八种任一可能的实现方式，在第二方面的第九种可能的实现方式中，上述光波导包括相对设置的第一光线透过面和第二光线透光面，第一光线透过面形成减反射膜，第二光线透光面形成有减反射涂层。
结合第二方面的第九种可能的实现方式，在第二方面的第十种可能的实现方式中，上述减反射涂层包括沿着靠近第二光线透过面的方向交替设置的第一材料层和第二材料层。第一材料层的折射率和第二材料的折射率都比较低，且第一材料层的折射率小于第二材料层的折射率。例如：第一材料层为氟化镁材料层或二氧化硅材料层，但不仅限于此；第二材料层为二氧化钛材料层，但不仅限于此。
第三方面，本申请提供了一种摄像头模组。该摄像头模组包括至少一个第一类光学元件，该第一类光学元件为第二方面或第二方面的任一可能的实现方式所描述的光学元件。
本申请实施例提供的摄像模组所包括的第一类光学元件为第二方面或第二方面的任一可能的实现方式所描述的光学元件，使得该第一类光学元件中不仅包括光波导还包括上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式所描述的减反射膜。由于该减反射膜包括形成于光波导包括的至少一个光线透过面的多个凸起结构上，而由于每个凸起结构的最大径向长度沿着远离光线透过面的方向逐渐减小，每个凸起结构的折射率沿着远离光线透过面的方向逐渐变化，从而降低了因为凸起结构的折射率与光波导的折射率突变所带来的光学元件反射率增大的问题。同时，相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面几何中心之间的距离，以及每个凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度均小于可见光波长的最小值，使得射向减反射膜的可见光不会识别各个凸起结构以及相邻两个凸起结构之间的空间，进而可以利用减反射膜降低光学元件对可见光的反射率。经过分析发现，每个凸起结构的高度大于或等于310nm，相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面的几何中心之间的距离小于或等于220nm，使得在不受光学元件形状限制下，可见光不管是以正入射的方式还是以斜入射的方式射向光学元件，减反射膜都能够调控光学元件对可见光的反射率，使得光学元件对可见光具有极低的反射率。
结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，上述摄像头模组还包括至少一个第二类光学元件，该第二类光学元件同样包括光波导和减反射膜，但减反射膜为第二方面的第八种或第九种可能的实现方式所描述的减反射涂层，以提高摄像头模组的光线采集率。
结合第三方面的第一种可能的实现方式中，在第三方面的第三种可能的实现方式中，上述摄像头模组还包括图像传感器，上述第一类光学元件和第二类光学元件位于图像传感器的感应面所在方向，以使得可见光透过光学元件后可被图像传感器采集。而由于第一类光学元件对可见光具有极低的反射率，使得图像传感器几乎可以采集到该摄像头模组所拍摄的景物所反射的全部可见光，从而提高摄像头模组所拍摄的景物的清晰度，降低鬼影和眩光问题。
第四方面，本申请提供了一种终端，该终端包括第三方面或第三方面的第一种或第二种可能的实现方式所描述的摄像头模组。
本申请提供的终端中，摄像透模组所包括的第一类光学元件中不仅包括光波导还包括上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式所描述的减反射膜。由于该减反射膜含有形成于光波导包括的至少一个光线透过面的多个凸起结构，而由于每个凸起结构的最大径向长度沿着远离光线透过面的方向逐渐减小，每个凸起结构的折射率沿着远离光线透过面的方向逐渐变化，从而降低了因为凸起结构的折射率与光波导的折射率突变所带来的光学元件反射率增大的问题。同时，相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面几何中心之间的距离，以及每个凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度均小于可见光波长的最小值，使得射向减反射膜的可见光不会识别各个凸起结构以及相邻两个凸起结构之间的空间，进而可以利用减反射膜降低光学元件对可见光的反射率。经过分析发现，每个凸起结构的高度大于或等于310nm，相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面的几何中心之间的距离小于或等于220nm，可使得在不受光学元件形状限制下，可见光不管是以正入射的方式还是以斜入射的方式射向光学元件，减反射膜都能够调控光学元件对可见光的反射率，使得光学元件对可见光具有极低的反射率，从而保证终端所拍摄的图像的清晰度，以有效抑制鬼影或眩光问题。
结合第四方面，在第四方面的第一种可能的实现方式中，上述终端还包括：处理器、存储器和显示屏。该处理器分别与上述摄像透模组、存储器和显示屏电连接。存储器用于存储计算机指令，以在计算机指令被运行时，使得处理器至少处理摄像头模组所传输的图像数据，当然也能处理终端内部数据，或在外部设备接入终端时，也可处理外接设备所传输的数据；显示器用于至少显示摄像头模组所采集的图像，当然也能显示终端内部存储图像，或在外部设备接入终端时，显示外部设备所传输的图像。
应理解，当上述摄像透模组为第三方面的第三种可能的实现方式所描述的摄像头模组，上述处理器与摄像透模组所包括的图像传感器电连接，以利用处理器对图像传感器所采集的图像数据进行处理。
第五方面，本申请提供过一种光学元件的制作方法。该光学元件的制作方法包括：
提供一光波导；
在所述光波导包括的至少一个光线透过面形成第一方面或第一方面的任一可能的实现方式所描述的减反射薄膜。
本申请实施例提供的光学元件的制作方法所制作的光学元件中不仅包括光波导还包括上述第一方面或第一方面的任一可能的实现方式所描述的减反射膜。由于该减反射膜含有形成于光波导包括的至少一个光线透过面的多个凸起结构，而由于每个凸起结构的最大径向长度沿着远离光线透过面的方向逐渐减小，每个凸起结构的折射率沿着远离光线透过面的方向逐渐变化，从而降低了因为凸起结构的折射率与光波导的折射率突变所带来的光学元件反射率增大的问题。同时，相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面几何中心之间的距离，以及每个凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度均小于可见光波长的最小值，使得射向减反射膜的可见光不会识别各个凸起结构以及相邻两个凸起结构之间的空间，进而可以利用减反射膜降低光学元件对可见光的反射率。经过分析发现，每个凸起结构的高度大于或等于310nm，相邻两个凸起结构邻近光线透过面的表面的几何中心之间的距离小于或等于220nm，使得在不受光学元件形状限制下，可见光不管是以正入射的方式还是以斜入射的方式射向光学元件，减反射膜都能够调控光学元件对可见光的反射率，使得光学元件对可见光具有极低的反射率，从而保证终端所拍摄的图像的清晰度，以有效抑制鬼影或眩光问题。
结合第五方面，在第五方面的第一种可能的实现方式中，在上述光波导包括的至少一个光线透过面形成减反射薄膜包括：
在光波导包括的至少一个光线透过面形成可固化材料层；
采用压印模具压印可固化材料层，获得多个凸起结构；
对多个凸起结构进行固化。
结合第五方面或第五方面的第一种可能的实现方式，在第五方面的第二种可能的实现方式中，上述光线透过面为曲面状光线透过面，采用压印模具压印可固化材料层，获得多个凸起结构包括：
提供一压印模具，该压印模具包括光波导治具和弹性模压层，该光波导治具具有与上述光线透过面面型一致的模具形成面，弹性模压层形成在该模具形成面，弹性模压层包括多个用于形成凸起结构的弹性凹模；
利用压印模具所包括的多个弹性凹模压印可固化材料层，获得多个所述凸起结构。
应理解，上述弹性模压层与上述光波导治具之间结合紧密，二者之间不存在空隙，使得在光波导治具具有模具形成面与上述光线透过面面型一致的情况下，利用多个弹性凹模具压印可固化材料层时，能够在光线透过面上形成形状大小一致的多个凸起结构，并保证多个凸起结构与光线透过面结合紧密。而由于多个弹性凹模弹性可变，使得利用多个弹性凹模具压印可固化材料层时，多个弹性凹模不会损伤光波导。模具形成面与光线透过面面型一致性可以通过面型精度确定，当模具形成面的面型精度小于或等于1μm时，定义模具形成面与光线透过面面型一致。
结合第五方面或第五方面的第一种可能的实现方式，在第五方面的第三种可能的实现方式中，上述光线透过面为平面状光线透过面，采用压印模具压印可固化材料层，获得多个凸起结构包括：
提供一压印模具，该压印模具包括滚轮，以及形成在滚轮表面的弹性模压层，该弹性模压层包括多个用于形成凸起结构的弹性凹模；
利用压印模具所包括的多个弹性凹模具压印可固化材料层，获得多个凸起结构。
应理解，在光线透过面为平面状光线透过面的情况下，只需利用压印模具以一定的压力在可固化材料层表面滚动，即可利用压印模具所包括的滚轮表面的弹性模压层所具有的多个弹性凹模，在可固化材料层压印出多个凸起结构，因此，采用该压印模具可方便的制作凸起结构。
结合第五方面或第五方面的第一种至第三种任一可能的实现方式，在第五方面的第四种可能的实现方式中，上述可固化材料层所含有的可固化材料为光固化材料；压印模具为透光的压印模具；对多个凸起结构进行固化包括：
采用光固化方式对多个凸起结构进行固化。
结合第五方面或第五方面的第一种至第三种任一可能的实现方式，在第五方面的第五种可能的实现方式中，上述可固化材料层所含有的可固化材料为热固化材料；对多个凸起结构进行固化包括：
采用热固化方式对多个凸起结构进行固化。
结合第五方面或第五方面的第一种至第五种任一可能的实现方式中，在光波导包括的至少一个光线透过面形成减反射薄膜前，提供一光波导后，上述光学元件的制作方法还包括：
在光波导包括的至少一个光线透过面形成粘结层，该粘结层用于粘结光线透过面与多个凸起结构，以保证多个凸起结构能够稳固的形成在光线透过面上，并避免多个凸起结构直接制作在光线透过面时，对光线透过面所造成的损害。
附图说明
图1为形成有光学涂层的透镜对可见光的反射率曲线；
图2为本申请实施例提供的减反射膜的结构示意图一；
图3为本申请实施例含有图2所示的减反射膜的第一种光学元件的结构示意图；
图4为本申请实施例中凸起结构对可见光的折射率沿着远离光线透过面的方向的变化趋势图；
图5为本申请实施例含有图2所示的减反射膜的第二种光学元件结构示意图；
图6为本申请实施例提供的减反射膜的结构示意图二；
图7为本申请实施例含有图3所示的减反射膜的第一种光学元件的结构示意图；
图8为本申请实施例含有图3所示的减反射膜的第二种光学元件的结构示意图；
图9为本申请实施例在入射角＝0°时形成有第一组减反射膜的玻璃反射率曲线；
图10为本申请实施例在入射角＝40°时形成有第一组减反射膜的玻璃反射率曲线；
图11为本申请实施例在入射角＝0°时形成有第二组减反射膜的玻璃反射率曲线；
图12为本申请实施例在入射角＝40°时形成有第二组减反射膜的玻璃反射率曲线；
图13为本申请实施例在入射角＝0°时形成有不同折射率减反射膜的玻璃反射率曲线；
图14为本申请实施例在入射角＝40°时形成有不同折射率减反射膜的玻璃反射率曲线；
图15为本申请实施例含有图2所示的减反射膜的光学元件的结构示意图一；
图16为本申请实施例含有图2所示的减反射膜的光学元件的结构示意图二；
图17为本申请实施例含有图6所示的减反射膜的光学元件的结构示意图一；
图18为本申请实施例含有图6所示的减反射膜的光学元件的结构示意图二；
图19为本申请实施例提供的光学元件的制作方法流程图一；
图20为本申请实施例提供的光学元件的制作方法流程图二；
图21为本申请实施例采用压印模具压印可固化材料层的第一种流程图一；
图22为本申请实施例采用压印模具压印可固化材料层的第一种流程图二；
图23为图21中压印模具的制作流程图一；
图24为图22中采用压印模具压印可固化材料层的制作流程图一；
图25为本申请实施例采用压印模具压印可固化材料层的第二种流程图一；
图26为本申请实施例采用压印模具压印可固化材料层的第二种流程图二；
图27为图25中压印模具的制作流程图一；
图28为图22中采用压印模具压印可固化材料层的制作流程图二；
图29为本申请实施例摄像头模组的结构示意图；
图30为本申请实施例另一种光学元件示意图；
图31为本申请实施例终端的结构示意图；
图32为本申请实施例以手机作为终端的部分结构框图。
具体实施方式
本申请实施例中“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请实施例涉及减反射膜、光学元件、摄像头模组和终端，下面对本申请实施例涉及到的概念进行简单说明：
“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中，A，B可以是单数或者复数。在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。
p波：是指光电场方向平行于入射面的光波。
s波：是指光电场方向垂直于入射面的光波。
光波导：是指是引导光波在其中传播的介质装置，又称介质光波导。此处的光波不仅包括可见光波，也可以包括紫外光波、红外光波等非可见光波。
光线透光面：是指光线通过光波导时光线所经过的光波导的表面，例如：光波导的入光面、光波导的出光面均为光波导包括的光线透过面。
可见光：是指电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光谱没有精确的范围：一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400nm～760nm之间，但还有一些人能够感知到波长大约在380nm～780nm之间的电磁波。
正入射(normol incidence)：又称法向入射，是指入射波波前法线垂直于媒质分界面时的入射情况，入射角等于0°。
斜入射：是指入射波波前法线与媒质分界面的夹角大于0小于90°时的入射情况，入射角大于0°小于90°。
全光透过率又称全光线透过率，是指可见光(近红外线到近紫外线)的透过率。而不是单一的某个频率的光的透过率。
折射率：是指光在真空(因为在空气中与在真空中的传播速度差不多，所以一般用在空气的传播速度)中的速度与光在该材料中的速度之比率。材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强。
等效折射率，是指采用等效介质理论构建减反射膜的等效折射率模型，根据等效折射率模型所计算的折射率。
面型精度：是指表征精密抛光表面与理想平面的偏差量，表征面型精度有两个参数PV值和RMS值。PV值是Peak to Valley(峰值与谷值的差值)，RMS值是Root Mean Square(均方根值)，根据经验RMS值是PV值的1/3左右。一般来说，用PV值表示面型精度。
密堆积分布方式：是一种点阵式排列方式，按照这种排列方式所构成的点阵结构所包括的各个单元在一个平面内紧密排列，且对该平面的空间利用率最佳。
凸起结构邻近光线透过面的表面：是指凸起结构与光线透过面平行的表面，该表面与光线透过面的距离最小。
凸起结构远离光线透过面的表面：是指凸起结构与光线透过面平行的表面，该表面与光线透过面的距离最大。
凸起结构的最大径向长度：是指沿着凸起结构平行于光线透过面方向的剖面所形成的形状的最大长度。例如：该剖面为圆形，则凸起结构的最大径向长度就是该圆形的直径；又例如：该剖面为圆形正方向，则凸起结构的最大径向长度为正方向的对角线；再例如：该剖面为不规则多边形，则凸起结构的最大径向长度为不规则多边形所包括的两个距离最远的点的距离。
应理解，由于凸起结构沿着远离光线透过面的方向其最大径向长度逐渐减小，因此，凸起结构平行于光线透过面的剖面形状的最大径向长度，与该剖面和光线透过面之间的距离有关。该剖面与光线透过面的距离越大，则凸起结构平行于光线透过面的剖面的最大径向长度越大。
几何中心分为规则图形的几何中心和不规则图形的几何中心。对于规则图形来说，其几何中心公知的，例如：圆的几何中心是圆心，正方形的几何中心是两条对角线相交的交点，三角形的几何中心是三角形的重心；对于不规则图形来说，其几何中心是指在不规则的图形边缘任意取3个点，然后以这3个点分别画圆，3个圆弧交叉点就是中心点。
透镜：是指采用透明物质所制作的非球面状的光学元件。
红外截止滤光片又叫红外滤光片或吸热过滤片，是指一种应用于过滤红外波段的滤镜。
保护窗片，是指保护镜头的光学元件，设在镜头的最外侧。
图像传感器，是指利用光电器件的光电转换功能，将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号的装置。
CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器，其通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、模数转换、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成，这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。
相关技术中，摄像头模组所包括的光学元件上设置各种低反射率的光学涂层，用以削弱杂散光，但这些光学涂层受到光学元件的光线入射角度的限制，使得光学涂层无法有效降低光学元件的斜入射光线的反射率。图1示出了一种形成有光学涂层的透镜对可见光的反射率曲线，40°Rs表示s波在入射角＝40°时入射的反射率曲线，40°Rp表示p波在入射角＝40°时入射的反射率曲线，40°Avg表示s波和p波在入射角＝40°时的反射率均值曲线，代表可见光(即自然光)的反射率曲线。0°表示入射角＝0°时可见光的反射率曲线。分析图1可以发现，光学涂层可有效降低透镜的正入射光线的反射率，但无法有效降低40°斜入射光线的反射率。
针对上述问题，如图2和图6所示，本申请实施例提供了一种减反射膜110，该减反射膜110包括多个凸起结构111。如图3、图5、图7和图8所示，多个凸起结构111形成于光波导120包括的至少一个光线透过面121。应理解，本申请实施例提供的减反射膜110不含有图3所示的光波导，光波导为减反射膜的应用对象。
图3和图7示出了含有减反射膜110的第一种光学元件的结构示意图，该光学元件100所包括的光波导120具有的光线透过面121为平面状光线透过面121。图5和图8示出了含有减反射膜110的第二种光学元件的结构示意图，该光学元件100所包括的光波导120具有的光线透过面121为曲面状光线透过面。
为了方便描述，如图2所示，本申请实施例中将凸起结构111邻近光线透过面121的表面定义为凸起结构的底面，将凸起结构111远离光线透过面121定义为凸起结构的顶面，将相邻两个凸起结构111邻近光线透过面121的表面几何中心之间的距离定义为凸起结构的分布周期。其中，上述减反射膜110的厚度用图2所示的T表示，凸起结构的底面最大径向长度用图2所示的D1表示，凸起结构的顶面最大径向长度用图2所示的D2表示，凸起结构的高度用图2所示的H1表示，粘结层的高度用图2所示的H0表示，凸起结构的分布周期用图2所示的W表示。
如图2和图6所示，每个上述凸起结构的底面最大径向长度D1小于可见光波长的最小值，每个凸起结构的最大径向长度沿着远离光线透过面121的方向逐渐减小，每个凸起结构的高度H1大于或等于310nm，凸起结构的分布周期W小于或等于220nm。由此可见，该减反射膜110所包括的各个凸起结构111从底部到顶部逐渐变细，且每个凸起结构111的最大径向长度以及相邻两个凸起结构111之间的空间均小于可见光波长的最小值。由上可知，当每个凸起结构111的最大径向长度以及相邻两个凸起结构111之间的空间均小于可见光波长的最小值，该减反射膜110所包括的各个凸起结构111呈从底部到顶部逐渐变细时，本申请实施例提供的减反射膜110具有纳米蛾眼结构。具有该纳米蛾眼结构的减反射膜110所包括的各个凸起结构111以及相邻两个凸起结构111之间的空间不被可见光识别，使得该减反射膜110被认为是一种匀质薄膜。
图4示出了本申请实施例中凸起结构111的折射率沿着远离光线透过面121的方向的变化趋势图；图4中横坐标的箭头方向表示远离光线透过面121的方向，纵坐标为凸起结构111的折射率。由图4可以看出：当每个凸起结构111的最大径向长度沿着远离光线透过面121的方向逐渐减小，凸起结构111的折射率沿着远离光线透过面121的方向逐渐缩小，因此，上述减反射膜110可以被认为是一种沿着靠近光线透过面121的方向折射率逐渐增加的匀质薄膜。
当上述光波导120形成在作为光波导入光面的光线透过面121，本申请实施例提供的减反射膜110降低光学元件100的斜入射光线的反射率的过程为：可见光以斜入射的方式射向形成有减反射膜110的光波导120时，可见光无法分辨上述减反射膜110所包括的各个凸起结构111以及相邻两个凸起结构111之间的空间，同时沿着靠近作为光波导入光面的光线透过面121的方向，减反射膜110对可见光的折射率逐渐增大，直到进入光波导内，从而减少折射率突变所带来的光波导反射率增大的问题。
当上述光波导120形成在作为光波导出光面的光线透过面121，本申请实施例提供的减反射膜110降低光学元件100的斜入射光线的反射率的过程为：可见光从光波导出光面射向减反射膜110时，减反射膜110对可见光的折射率沿着远离作为光波导出光面的光线透过面121的方向从最大值逐渐减小至最小值，直到从减反射膜110射出，从而减少折射率突变所带来的光波导120反射率增大的问题。
由上可见，图2和图6所示的减反射膜110形成在图3、图5、图7或图8所示的光波导120的光线透光面121，可构成如图3、图5、图7或图8所示光学元件100，当然也可以根据实际需要构成如图15～图18所示的光学元件。此时每个凸起结构111的最大径向长度沿着远离光线透过面121的方向逐渐减小，每个凸起结构111的折射率沿着远离光线透过面121的方向逐渐变化，从而降低了因为凸起结构111的折射率与光波导120的折射率突变所带来的光学元件100反射率增大的问题。而由于凸起结构的分布周期W以及每个凸起结构的底面最大径向长度D1均小于可见光波长的最小值，使得射向减反射膜110的可见光不会识别各个凸起结构111以及相邻两个凸起结构111之间的空间，进而可以利用减反射膜110降低光学元件100可见光的反射率。同时，当每个凸起结构的高度H1大于或等于310nm，凸起结构的分布周期W小于或等于220nm，可使得在不受光学元件100形状限制下，可见光不管是以正入射的方式还是以斜入射的方式射向光学元件100，减反射膜110都能够调控光学元件100对可见光的反射率，使得光学元件100对可见光具有极低的反射率。
应理解，图2和图6所示的减反射膜110结构比较简单，只需控制减反射膜110所包括的参数，无需对各个凸起结构111进行结构性改进，即可使得该减反射膜110对可见光具有极低的反射率。同时，上述减反射膜110只需要包括多个凸起结构111，无需采用多层减反射结构，使得该减反射膜110不仅结构比较简单，加工简单，而且也比较轻薄，有利于光学元件的轻薄化。
在一些可能的实现方式中，如图2所示，为了降低凸起结构111的制作难度，上述每个如图2所示的凸起结构的高度H1还小于或等于450nm，凸起结构的分布周期W大于或等于160nm，以在保证每个凸起结构111的折射率沿着远离光线透过面的方向变化缓慢的情况下，方便制作凸起结构111。
在一些可能的实现方式中，如图2和图6所示，上述每个凸起结构的顶面最大径向长度D2是相应凸起结构的底面最大径向长度D1的0倍～0.3倍。
如图6所示，当每个凸起结构的顶面最大径向长度D2是相应凸起结构的底面最大径向长度D1的0倍，每个凸起结构的顶面面积为0，此时每个凸起结构111实质是一个沿着远离光线透过面121的方向逐渐变粗的针状凸起结构，该针状凸起结构为如图6中所示的减反射膜110所包括的凸起结构111，图6所示的减反射膜110可以形成在平面状光线透过面，也可以形成在曲面状光线透过面。图7示出了含有图6所示的减反射膜110的第一种光学元件的结构示意图，该光学元件100所包括的光导体具有的光线透过面121为平面状光线透过面。图8示出了含有图7所示的减反射膜110的第二种光学元件的结构示意图，该光学元件100所包括的光导体具有的光线透过面121为曲面状光线透过面。
当上述针状凸起结构为如图6中所示的减反射膜110所包括的凸起结构111，每个凸起结构111对可见光的折射率沿着远离光线透过面121的方向逐渐降低，直到其折射率等于空气折射率。换句话说，上述减反射膜110的等效折射率沿着远离光线透过面121的方向逐渐降低，直到其等于空气折射率，以使得可见光能够从空气射向光学元件100时，减反射膜110能够使得可见光以更为自然的方式逐渐发生折射，从而能够更好调控光学元件100的反射率，使得光学元件100的反射率极低。
需要说明的是，如图6所示，当每个凸起结构的顶面最大径向长度D2是相应凸起结构的底面最大径向长度D1的0倍，每个凸起结构的顶面面积为0，上述每个凸起结构111的型面为锥形型面。例如：当每个凸起结构111的型面为锥形型面，那么每个凸起结构111为锥状凸起结构，如圆锥凸起结构或棱锥凸起结构等锥状凸起结构，棱锥凸起结构可以为规则的三棱锥凸起结构、四角锥凸起结构或六角锥凸起结构，也可以是不规则的棱锥结构，在此不在一一列举。
如图2所示，当上述每个凸起结构的顶面径向度D2与相应凸起结构的底面最大径向长度D1的倍数大于0小于或等于0.3倍，此时，如图2所示，每个凸起结构111远离光线透过面121的表面面积大于0，使得减反射膜110不仅可以调控图3或图5所示的光学元件100的反射率，而且在制作每个凸起结构111时，无需限制每个凸起结构的顶面面积为0，从而减小每个凸起结构111的制作精度，进而降低减反射膜110的制作难度。同时，由于每个凸起结构111的最大径向长度沿着远离光线透过面121的方向逐渐减小，使得每个凸起结构的底面最大径向长度D1是相应凸起结构的顶面最大径向长度D1的比例越大，每个凸起结构的高度H1也就越高；而凸起结构111越高，制作难度越大。基于此，通过控制每个凸起结构的顶面最大径向长度D2是相应凸起结构的底面最大径向长度D1的倍数，将每个凸起结构的高度H1控制在适当范围内，使得每个凸起结构111沿着远离光线透过面121的方向的折射率逐渐减小，这样就能够在保证凸起结构111降低折射率的前提下，进一步降低每个凸起结构111的制作难度。
需要说明的是，如图2所示，当上述每个凸起结构的顶面最大径向长度D2与相应凸起结构的底面最大径向长度D1的倍数大于0倍小于或等于0.3倍，每个凸起结构111的型面可以选择高斯型面或抛物线型面。当然，为了降低制作难度，在实际制作凸起结构111时，所制作的凸起结构111也可以为近似锥状凸起结构的台状凸起结构，该台状凸起结构为如图2所示的减反射膜110所包括的凸起结构。
在一些可能的实现方式中，图2和图6中所示的每个凸起结构的高度H1与相应凸起结构底面最大径向长度D1的比值大于或等于1～3，以优化每个凸起结构111的折射率沿着远离图3或图5所示的光线透过面121方向的降低速度，使得可见光射向光学元件100时，能够进一步降低因为凸起结构111的折射率变化所带来的光学元件100反射率增加的问题，以保证光学元件100的反射率进一步降低。例如：当一个凸起结构的高度H1＝310nm，该相应凸起结构的底面最大径向长度D1＝220nm，此时，该凸起结构的高度与相应凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度的比值为1.4。
在一些可能的实现方式中，为了保证图2所示的减反射膜110所包括的多个凸起结构111可以充分利用图3或图5中所示的光线透过面121，上述多个凸起结构111的分布方式呈现密堆积分布方式等阵列式分布。当多个凸起结构111采用密堆积分布方式时，可充分利用光波导120所包括的光线透过面121，使得光线透过面121尽可能多的均匀形成多个凸起结构111，这样减反射膜110就能等效形成匀质膜层，以进一步降低光学元件100的反射率。应理解，图6所示的减反射膜110所包括的多个凸起结构111也可采用密堆积分布方式等阵列式分布。
如图2和图6所示，当上述多个凸起结构111的分布方式呈现密堆积分布方式等阵列式分布时，上述密堆积分布方式可以为四边形密堆积分布方式或六边形密堆积分布方式等，在此不做一一列举。当上述每个凸起结构的底面最大径向长度D1等于凸起结构的分布周期W，使得多个凸起结构111的分布方式为密堆积分布方式，以充分利用光波导120所包括的光线透过面121，使得光线透过面121尽可能多的均匀形成多个凸起结构111，这样减反射膜110就能等效形成匀质膜层，以进一步降低光学元件100的反射率。例如：当每个凸起结构111的底面为圆形时，每个凸起结构111的底面最大径向长度D1为对应凸起结构111的底面直径，此时，相邻两个凸起结构111的底面圆心距离等于底面直径，此时多个凸起结构111在光线透过面121呈现密堆积排布，可最大化的利用光线透过面121的区域。
当图2和图6所示的凸起结构的分布周期W为160nm～200nm，可以进一步缩小相邻两个凸起结构111之间的距离，使得光线透过面121上尽可能多的分布凸起结构111，同时也能够进一步降低凸起结构111被可见光识别的机率，从而利用减反射膜110更好的降低光学元件100对可见光的反射率。应理解，为了保证凸起结构111可在光线透过面均匀排布，上述凸起结构的分布周期W应当尽可能做到一致。
例如：每个凸起结构111的底面形状为圆形，上述凸起结构111的底面直径为50nm～250nm。当上述多个凸起结构111采用密堆积排列方式时，相邻两个凸起结构111的圆心距离为160nm～200nm，每个凸起结构111的底面直径为160nm～200nm。
在一些可能的实现方式中，如图2和图6所示，为了提高上述凸起结构111与光线透过面121之间的粘附性，上述减反射膜110还包括粘结层112，该粘结层112位于多个凸起结构111的底面，以在光波导120形成减反射膜110时，先在光线透过面121形成粘结层112，然后再在粘结层112远离图3、图5、图7或图8所示的光线透过面121的表面形成多个凸起结构111，这使得粘结层112不仅能够促进多个凸起结构111与光线透过面121的粘结性，还能够利用粘结层112缓冲采用压印等制作工艺制作多个凸起结构111时对光线透过面121的挤压甚至损伤，从而使得粘结层112对光线透过面121具有保护作用，这样就能够避免采用压印等制作工艺直接在光线透过面121制作多个凸起结构111时，因为工艺误差等问题对光线透过面121所造成的损伤。
如图2和图6所示，上述粘结层的高度H0(粘结层的高度H0方向与凸起结构的高度H1方向一致)应当尽量保证大于0nm小于10nm，使得上述粘结层112对光线透过率的影响减少到最低的同时，保证形成在光线透过面121的粘结层112具有良好的平整度，不会有明显的褶皱，从而使得粘结层112与光线透过面121之间紧密贴合在一起。
如图2所示，当上述减反射膜110没有粘结层112时，该减反射膜的厚度T(减反射膜的厚度T方向与粘结层的高度H0方向一致)为310nm～450nm，即此时减反射膜的厚度实质为凸起结构的高度H1。当上述减反射膜110包括高度小于10nm的粘结层112时，该减反射膜的厚度T大于320nm小于460nm，以在保证凸起结构111可以稳固的形成在光线透过面121上的基础上，降低光线通过粘结层112时的损失率。
为了减少可见光通过减反射膜110时的损失，如图2所示，上述粘结层112的全光透过率和/或每个凸起结构111的全光透过率均大于90％，
为了降低因为折射率突变所导致的光学元件100反射率增加的问题，如图2所示，上述粘结层112所含有的材料的折射率与每个凸起结构111所含有的材料的折射率的差值为-0.2～0.2，以保证粘结层112与凸起结构111的折射率比较接近，从而减少因为折射率变化所导致光学元件100的光线反射率增加的问题。
至于上述粘结层112所含有的材料与上述凸起结构111所含有的材料，可以根据实际需要选择，例如：上述粘结层112所含有的材料为改性硅烷胶等硅烷体系的材料，如改性硅烷胶可以为各种硅烷封端聚醚类胶黏剂。上述凸起结构111所含有的材料可以为根据粘结层112所含有的材料的折射率选择。
在一些可能的实现方式中，如图3、图5、图7或图8所示，上述多个凸起结构111采用压印工艺形成在光线透过面121，以使得一次性可完成多个凸起结构111的制作，提高了减反射膜110的制作速度。
当上述多个凸起结构111采用压印工艺形成在光线透过面121时，上述凸起结构111为光固化胶固化或热固化胶固化而成的凸起结构。例如：当上述凸起结构111为光固化胶固化而成的凸起结构，在利用透光模具压印光固化胶的过程中，可随即利用光照射完成压印的凸起结构111，使得压印和光固化过程连续化进行，实现了凸起结构111的连续化制作。当上述凸起结构111为热固化胶固化而成的凸起结构111，在利用模具压印光固化胶的过程中，通过对压印的凸起结构111进行加热，使得凸起结构111迅速固化。应理解，当上述粘结层112存在的情况下，为了保证粘结层112所含有的材料与多个凸起结构111所含有的材料应当尽可能的接近，在选择光固化胶或热固化胶时，应当考虑粘结层112所含有的材料。例如：上述粘结层112所含有的材料的折射率与每个凸起结构111所含有的材料的折射率的差值为-0.2～0.2，该粘结层112所含有的材料为硅烷体系的材料，每个凸起结构111所选用的材料为紫外光固化胶，那么就需要协同考虑硅烷体系的材料折射率与紫外光固化胶的折射率，以使得二者符合折射率差值为-0.2～0.2的要求。
为了进一步证明本申请实施例提供的减反射膜可有效降低光学元件正入射和斜入射时光线反射率，对上述减反射膜的结构参数进行设定，并模拟在0°(正入射)和40°(斜入射)的入射角下入射面形成有减反射膜110的玻璃反射率曲线。其中，上述减反射膜所包括的多个凸起结构111采用六边形密堆积分布方式分布在玻璃的入光面，每个凸起结构111为六角锥。设定入射角＝0°时，玻璃的最大反射率Rmax≤0.5％，满足正入射时玻璃具有较低的反射率，入射角＝40°时，玻璃的最大反射率Rmax≤1％，满足斜入射时玻璃具有较低的反射率。
表1示出了第一组减反射膜的结构参数列表，表1所列出的第一组减反射膜除了凸起结构的高度H1不同，其他结构参数相同。表1中的曲线标号是指在图9和图10中形成有第一组减反射膜的玻璃的反射率曲线标号。
表1第一组减反射膜的结构参数列表(单位：nm)
Figure BDA0002099038360000161
Figure BDA0002099038360000171
图9示出了在入射角＝0°时形成有第一组减反射膜的玻璃反射率曲线；由图9可以发现，在入射角＝0°时，第一组减反射膜所包括的凸起结构的高度H1＝300nm时，减反射膜对波长在420nm左右的可见光最大反射率特别大，几乎等于1％，第一组减反射膜所包括的凸起结构的高度大于等于310nm时，减反射膜对不同波长的可见光最大反射率均小于或等于0.5％。
图10示出了在入射角＝40°时形成有第一组减反射膜的玻璃反射率曲线。由图10可以发现，在入射角＝40°时，第一组减反射膜所包括的凸起结构的高度H1＝300nm时，减反射膜对波长在700nm内的可见光最大反射率大于1％。第一组减反射膜所包括凸起结构的高度大于等于310nm时，减反射膜对700nm内的可见光最大反射率均小于或等于0.5％。
由上可知，当第一组减反射膜所包括的每个凸起结构的高度H1大于或等于310nm时，可在保证入射角＝0°的正入射情况下，玻璃对不同波长的可见光最大反射率Rmax≤0.5％，在保证入射角＝40°的正入射情况下，玻璃对不同波长的可见光最大反射率Rmax≤1％。同时，为了降低凸起结构111的制作难度，将凸起结构111的最大高度设定为450nm，即每个凸起高度为310nm～450nm时，可在方便凸起结构111制作的同时，保证在正入射和斜入射两种入射方式下，形成有减反射膜110的玻璃对可见光具有较低的反射率，尤其是对波长在420nm～700nm的可见光的反射率更低。
表2示出了第二组减反射膜的结构参数列表。表2所列出的第二组减反射膜除了分布周期W和凸起结构的底面最大径向长度D1不同，其他结构参数相同。
表2第二组减反射膜的结构参数列表(单位：nm)
Figure BDA0002099038360000172
Figure BDA0002099038360000181
图11示出了在入射角＝0°时形成有第二组减反射膜的玻璃反射率曲线。由图11可以发现，当入射角＝0°的正入射情况下，玻璃对不同波长的可见光反射率变化很小，且玻璃对不同波长的可见光最大反射率均小于0.5％。
图12示出了在入射角＝40°时形成有第二组减反射膜的玻璃反射率曲线。图12中的箭头方向代表第二组减反射膜所包括的凸起结构的分布周期W沿着箭头所示的方向逐渐增大时，在入射角＝40°时形成有第二组减反射膜的玻璃反射率曲线排布顺序。由图12可以发现，当入射角＝40°的斜入射情况下，随着凸起结构的分布周期变大，当凸起结构的分布周期大于220nm时，在蓝光波段出现谐振峰，无法满足在入射角＝0°的正入射情况下，玻璃对不同波长的可见光最大反射率Rmax≤0.5％，在入射角＝40°的正入射情况下，玻璃对不同波长的可见光最大反射率Rmax≤1％，因此，上述减反射膜110所包括的凸起结构的分布周期W应当小于或等于220nm。同时，凸起结构的分布周期W越小，凸起结构越难以制作，因此将凸起结构的分布周期W的最小值设定为160nm。
由此可见，本申请实施例提供的减反射膜所包括的凸起结构的分布周期W为160nm～220nm，可以在方便凸起结构制作的同时，保证在正入射和斜入射两种入射方式下，形成有减反射膜的玻璃对可见光具有较低的反射率。尤其是对420nm～700nm之间的可见光的反射率更低。
本申请实施例还提供了一种光学元件100。如图3和图7所示，该光学元件100包括光波导120以及上述减反射膜110，该减反射膜110位于光波导120包括的至少一个光线透过面121，使得多个凸起结构111位于该光线透过面121。多个凸起结构111可以采用压印等方式形成在光线透过面121，若凸起结构111所选用的材料具有流动性的材料时，还需要在完成压印后，根据这些材料的物化特性进行固化处理，以在光线透过面121形成多个凸起结构111。应理解，光线透过面121可以为图3和图7所示的平面状光线透过面，也可以为图5和图8所示的曲面状光线透过面。
本申请实施例提供的光学元件100中不仅包括光波导120还包括上文所描述的减反射膜110。由于该减反射膜110含有形成于光波导120包括的至少一个光线透过面121的多个凸起结构111，而由于每个凸起结构111的最大径向长度沿着远离光线透过面121的方向逐渐减小，每个凸起结构111的折射率沿着远离光线透过面121的方向逐渐变化，从而降低了因为凸起结构111的折射率与光波导120的折射率突变所带来的光学元件100反射率增大的问题。同时，凸起结构111的分布周期W以及每个凸起结构的底面最大径向长度D1均小于可见光波长的最小值，使得射向减反射膜110的可见光不会识别各个凸起结构111以及相邻两个凸起结构111之间的空间，进而可以利用减反射膜110降低光学元件100对可见光的反射率。经过分析发现，每个凸起结构的高度H1大于或等于310nm，凸起结构的分布周期W小于或等于220nm，使得在不受光学元件100形状限制下，可见光不管是以正入射的方式还是以斜入射的方式射向光学元件100，减反射膜110都能够调控光学元件100对可见光的反射率，使得光学元件100对可见光具有极低的反射率。
在一种可能的实现方式中，如图5和图8所示，当上述光学元件100所包括的减反射膜110为图2所示的减反射膜时，当上述光学元件100的最大反射率在入射角等于0°时小于或等于0.5％，上述光学元件100的最大反射率在入射角小于或等于40°时小于或等于1％，使得该光学元件100应用于摄像头模组时，该摄像头模组在光线小于或等于40°的入射角下拍摄的图片不会出现鬼影和眩光问题。
在一种可能的实现方式中，如图5和图8所示，上述每个凸起结构111所含有的材料折射率与光波导120所含有的材料的折射率之差为-0.2～0.2，使得每个凸起结构111所含有的材料的折射率与光波导120所含有的材料的折射率比较接近，避免因为凸起结构111和光波导120折射率突变所带来的光学元件100反射率增加的问题。
例如：如图2和图6所示，当上述减反射膜110所包括的多个凸起结构111采用六边形密堆积分布方式分布在玻璃的入光面，每个凸起结构111为六角锥。每个凸起结构的分布周期W＝180nm，每个凸起结构的底面最大径向长度D1为180nm，每个凸起结构的高度H1为375nm，粘结层的高度H0＝0，每个凸起结构的顶面最大径向长度D2＝0nm，玻璃的折射率n0＝1.5099。
图13示出了在入射角＝0°时形成有不同折射率减反射膜110的玻璃反射率曲线，图14示出了在入射角＝40°时形成有不同折射率减反射膜110的玻璃反射率曲线。图13和图14中曲线A对应的玻璃折射率为1.3099，曲线B对应的玻璃折射率为1.3499，曲线C对应的玻璃折射率为1.3899，曲线D对应的玻璃折射率为1.4299，曲线E对应的玻璃折射率为1.4699，曲线F对应的玻璃折射率为1.5099，曲线G对应的玻璃折射率为1.5499，曲线H对应的玻璃折射率为1.5899，曲线I对应的玻璃折射率为1.6299，曲线J对应的玻璃折射率为1.6699，曲线K对应的玻璃折射率为1.7099。
由图13可以看出：在入射角＝40°时形成有不同折射率减反射膜110的玻璃最大折射率均满足小于或等于1％的要求；由图14可以看出：当入射角＝40°时，减反射膜的折射率大于1.5899时，在蓝光(400nm位置)波段有谐振，影响玻璃表面反射率，因此，减反射膜的折射率应当小于或等于1.5899。当减反射膜的折射率小于玻璃的折射率时，在入射角＝0°时，玻璃对不同波长的可见光的反射率会增高，当减反射膜的折射率小于1.3099，不满足入射角＝0°，玻璃不同波长的可见光的最大反射率Rmax≤0.5％的要求，因此，减反射膜的折射率应当大于或等于1.3099。
由上可知，当减反射膜的折射率为1.3099～1.5899时，形成有该减反射膜的玻璃可以满足正入射和斜入射对可见光具有较低反射率的要求，具体要求参见前文。换句话说，当减反射膜所含有的材料折射率与玻璃所含有的材料的差值为-0.2～0.2，形成有减反射膜的玻璃可满足反射率要求。此时可以认为当减反射膜所含有的材料折射率与所含有的材料的差值为-0.2～0.2，减反射膜所含有的材料与光波导所含有的材料的折射率接近，减反射膜不会对光波导的反射率产生不利的影响。应理解，上述减反射膜所含有的材料折射率与玻璃所含有的材料的差值为-0.2～0.2，也适用于上述凸起结构所含有的材料的折射率与粘结层所含有的材料的折射率差值。
为了提高光线透过率，减少光线损失，如图3、图5、图7和图8所示，上述光波导120的全光透过率和/或减反射膜110的全光透过率大于90％，以增加光线透过率，避免进入光波导120和/或减反射膜110的光线无法导出，所导致的光线损失问题。
在一些可能的实现方式中，图3、图5、图7和图8所示的光波导120可选择的种类比较多，具体可参见前文描述。该光波导120所含有的材料只要为透光材料即可，可以为常见的无机透光玻璃材料，也可以为有机透光塑料，此处不做限定。至于光波导120可选择范围比较多，例如：如图29所示，当该减反射膜110应用于摄像头模组时，该减反射膜110可以形成在保护窗片500、透镜400或红外截止滤光片600。其中，保护窗片500为紫外熔石英玻璃、红外熔石英剥离或氟化钙等各种光学玻璃，不再一一列举。该透镜200为各种材料的凸透镜、凹透镜，该红外截止滤光片600为一种蓝玻璃，但不限于此，只要能够实现红外滤波的片材均可。
在一些可能的实现方式中，上述减反射膜110不受光线透过面121的限制，使得形成多个凸起结构111的光线透过面121为如图3和图7所示的光波导120所包括的光线透过面121或如图5和图8所示的光波导120所包括的光线透过面121。图3和图7所示的光波导120所包括的光线透过面121为平面状光线透过面，图5和图8所示的光波导120所包括的光线透过面121为曲面状光线透过面或。其中，曲面状光线透过面可以为波浪状光线透过面或弧状光线透过面，或其他异形光线透过面。例如：如图29所示，透镜200均具有弧状光线透过面，红外截止滤光片600和保护窗片500具有平面状光线透过面。
当上述减反射膜110包括粘结层112时，如果形成该减反射膜110的光线透过面121为曲面状光线透过面，如图5和图8所示，该减反射膜110所包括的粘结层112为曲面状粘结层，且与光线透过面121的型面相适配，以增加粘结层112与光线透过面121的贴合性，使得二者紧密接触。如果形成该减反射膜110的光线透过面121为平面状光线透过面，如图3和图7所示，该减反射膜110所包括的粘结层112为平面状粘结层，以增加粘结层112与光线透过面121的贴合性，使得二者紧密接触。
在一些可能的实现方式中，如图15和图16所示，上述光波导120至少包括相对设置的第一光线透过面121a和第二光线透光面121b，上述减反射膜110可以形成在第一光线透过面121a，也可以形成在第二光线透过面121b。当然，也可以是在第一光线透过面121a和第二光线透过面121b均形成一个减反射膜110，以进一步降低光学元件100的反射率。
在一种示例中，图15示出了本申请实施例含有图2所示的减反射涂层130的光学元件100，图17示出了本申请实施例含有图3所示的减反射涂层130的光学元件100。如图15和图17所示，上述第一光线透过面121a形成上述减反射膜110，第二光线透光面形成有减反射涂层130，以利用减反射涂层130进一步降低光波导120的反射率。
为了保证上述减反射涂层130与第二光线透过面121b具有良好的结合性能，该减反射涂层130采用真空蒸镀的方式形成在第二光线透过面121b，当然也可以采用磁控溅射等其他成膜方式形成在第二光线透过面121b。
上述减反射涂层130可以为单层膜结构，也可以为多层膜结构。例如：如图15所示，该减反射涂层130包括沿着靠近第二光线透过面121b的方向交替设置的第一材料层131和第二材料层132，图15中示出了两组第一材料层131和第二材料层132。第一材料层131的折射率和第二材料的折射率都比较低，且第一材料层131的折射率小于第二材料层132的折射率，使得利用交替变化的第一材料层131和第二材料层132降低形成有减反射涂层130的光波导120的反射率。
上述第一材料层131和第二材料层132的材料选择比较广。例如：第一材料层131为氟化镁材料层或二氧化硅材料层，氟化镁材料层所含有的氟化镁的折射率为1.38，二氧化硅材料层所含有的二氧化硅的折射率根据制备方法的不同可以从1.42变化到1.52；第二材料层132为二氧化钛材料层，二氧化钛材料层所含有的二氧化钛的折射率为2.52。
在另一种示例中，图16示出了本申请实施例含有图2所示的减反射膜110的光学元件100的结构示意图。图18示出了本申请实施例含有图3所示的减反射膜110的光学元件100的结构示意图。如图16和图18所示，上述第一光线透过面121a形成第一减反射膜110a，上述第二光线透过面121b形成第二减反射膜110b，第一减反射膜110a和第二减反射膜110b均为如图2、图3或图5～图8中所示的减反射膜，从而更好的降低光波导120的反射率。例如：第一减反射膜110a和第二减反射膜110b所含有的凸起结构可以为图16所示的台状凸起结构，也可以为图18所示的针状或锥状凸起结构。
应理解，如图15～图18所示，当上述第一光线透过面121a为光波导入光面时，上述第二光线透过面121b为光波导出光面。当上述第一光线透过面121a为光波导出光面时，上述第二光线透过面121b为光波导入光面。
如图19所示，本申请实施例还提供了一种光学元件的制作方法。该光学元件100的制作方法包括：
步骤100：提供一光波导。
步骤200：在该光波导包括的至少一个光线透过面形成上述减反射薄膜。
本申请实施例提供的光学元件的制作方法所制作的光学元件中不仅包括光波导还包括上文描述的减反射膜。
如图3所示，由于该减反射膜含有形成于光波导120包括的至少一个光线透过面121的多个凸起结构111，而由于每个凸起结构111的最大径向长度沿着远离光线透过面121的方向逐渐减小，每个凸起结构111的折射率沿着远离光线透过面121的方向逐渐变化，从而降低了因为凸起结构111的折射率与光波导120的折射率突变所带来的光学元件100反射率增大的问题。同时，凸起结构的分布周期W，以及每个凸起结构的底面表面最大径向长度D1均小于可见光波长的最小值，使得射向减反射膜110的可见光不会识别各个凸起结构111以及相邻两个凸起结构111之间的空间，进而可以利用减反射膜110降低光学元件100对可见光的反射率。经过分析发现，每个凸起结构的高度H1大于或等于310nm，凸起结构的分布周期W小于或等于220nm，使得在不受光学元件100形状限制下，可见光不管是以正入射的方式还是以斜入射的方式射向光学元件100，减反射膜110都能够调控光学元件100对可见光的反射率，使得光学元件100对可见光具有极低的反射率，从而保证终端所拍摄的图像的清晰度，以有效抑制鬼影或眩光问题。
在一些可能的实现方式中，如图20所示，在光波导包括的至少一个光线透过面形成减反射薄膜包括：
步骤220：在光波导包括的至少一个光线透过面形成可固化材料层。可固化材料可以以点胶，涂覆等方式形成在至少一个光线透过面，从而在该光线透过面形成可固化材料层。
步骤230：采用压印模具压印可固化材料层，获得多个凸起结构。
步骤240：对多个凸起结构进行固化。固化方式可根据可固化材料层所含有的可固化材料进选择。
例如：上述可固化材料层所含有的可固化材料为热固化材料；对多个凸起结构进行固化包括：采用热固化方式对多个凸起结构进行固化。应理解，采用热固化方式对多个凸起结构进行固化前，需要将压印模具去除后，采用热固化方式对多个凸起结构进行固化。
又例如：上述可固化材料层所含有的可固化材料为光固化材料；压印模具为透光的压印模具；对多个凸起结构进行固化包括：采用光固化方式对多个凸起结构进行固化。应理解，由于压印模具为透光的压印模具，使得对多个凸起结构进行固化后，无需要将压印模具去除，即可开始采用光固化方式对多个凸起结构进行固化。
在一些实施例中，如图20所示，在光波导包括的至少一个光线透过面形成减反射薄膜前，提供一光波导后，上述光学元件的制作方法还包括：
步骤210：在光波导包括的至少一个光线透过面形成粘结层，该粘结层用于粘结光线透过面与多个凸起结构，以保证多个凸起结构能够稳固的形成在光线透过面上，并避免多个凸起结构直接制作在光线透过面时，对光线透过面所造成的损害。
在一种示例中，上述光线透过面为曲面状光线透过面，如图21所示，采用压印模具压印可固化材料层，获得多个凸起结构包括：
步骤221A：提供一如图24中C所示的压印模具300。该压印模具300包括光波导治具310和弹性模压层320，该光波导治具310具有与上述光线透过面面型一致的模具形成面311，弹性模压层320形成在该模具形成面311，弹性模压层320包括多个用于形成凸起结构的弹性凹模321。该弹性模压层320的厚度可以根据实际需要设定，如可以设定该弹性模压层320的厚度小于200μm，弹性凹模321的形状和尺寸参数根据所需要制作的凸起结构的尺寸参数设定，具体凸起结构的尺寸参数参见前文。
步骤222A：利用压印模具300所包括的多个弹性凹模321压印可固化材料层，获得多个凸起结构。利用压印模具300所包括的多个弹性凹模321压印可固化材料层所施加的压力不宜过大，避免对光线透过面造成损伤，可设定压力在0.5MPa～0.8MPa之间。
应理解，上述弹性模压层320与上述光波导治具310之间二者之间不存在空隙，且没有空气存在，以保证二者结合紧密，使得在光波导治具310具有模具形成面311与上述光线透过面面型一致的情况下，利用多个弹性凹模321具压印可固化材料层时，能够在光线透过面上形成形状大小一致的多个凸起结构，并保证多个凸起结构与光线透过面结合紧密。而由于多个弹性凹模321弹性可变，使得利用多个弹性凹模321具压印可固化材料层时，多个弹性凹模321不会损伤光波导。
理论上，上述光波导治具310具有的模具形成面311的面型与上述光线透过面的面型应当保持一致，但在实际制作时仍然存在一定的误差，可设定该光波导治具310具有的模具形成面311的面型与光线透过面121的PV值小于1μm，以保证模具形成面311的面型与上述光线透过面121的面型在可控范围内匹配。
为了更为详细的说明本申请实施例提供的光学元件的制作方法，下面结合图22以在透镜200作为光波导时，说明采用压印工艺结合固化工艺在透镜200的入光面a形成如图6所示的减反射膜的具体过程。
步骤310：对透镜200的表面进行进行干燥和等离子体处理，以去除透镜200表面的杂质，确保透镜200表面的洁净度，此时结构参见图24中A所示。
步骤320：考虑到镜片的入光面形状为弧形，难以直接在镜片的入光面形成多个凸起结构111，基于此，在镜片的入光面形成图24中B所示的粘结层112。该粘结层112可以采用旋涂(spin-coating)、浸涂(dipping)或者喷涂(dispensing)等成膜工艺形成在镜片的入光面，可通过控制成膜工艺参数保证粘结层的高度H0小于10nm。粘结层112的材料可以选择改性硅烷胶等常规的硅烷体系的材料。应理解，此处粘结层112所使用的材料的折射率与透镜200所含有的材料的折射率差值为-0.2～0.2，以降低因为折射率突变对透镜200反射率所带来的不利影响。
步骤330：制作如图24中C所示的压印模具300。如图23所示，该压印模具300的制作方法具体包括：
步骤331：制作如图24中C所示的厚度小于200um的弹性模压层320，该弹性模压层320包括多个用于形成凸起结构的弹性凹模321，多个弹性凹模321构成蛾眼结构(moth-eye)，每个弹性凹模321的参数参照前文描述的凸起结构111的参数设定。该弹性模压层320具备紫外透光性能，弹性模压层320所含有的材料可以是聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，缩写为PDMS)、SU-8光刻胶、丙烯酸类树脂或者聚对苯二甲酸类塑料(Polyethylene terephthalate，缩写为PET)。
步骤332：制作如图24中C所示的作为光波导治具310的透镜治具，透镜治具具有与透镜200的入光面面型一致的模具形成面311，PV值小于1μm，透镜治具所选用的材料可以为弹性材料也可以为非弹性材料。
步骤333：将弹性模压层320背离弹性凹模321的一面与透镜治具所具有的模具形成面311贴合在一起，保证二者之间不存在空气，使得模具形成面311与透镜治具紧密的贴合在一起，获得如图24中C所示的压印模具300。
步骤340：在粘结层112背离透镜200的入光面a的一面点胶，胶量需要控制到覆盖整个透镜200的入光面a，形成一层均匀的胶体薄膜400，胶体薄膜400如图24中D所示。应理解，此处点胶所使用的胶体的折射率与透镜200所含有的材料的折射率差值为-0.2～0.2，以降低因为折射率突变对透镜200反射率所带来的不利影响。当然，也应当保证点胶所使用的胶体的折射率与粘结层112所含有的材料的折射率差值为-0.2～0.2，以降低因为折射率突变对透镜200反射率所带来的不利影响。
步骤350：将上述压印模具300所包括的弹性模压层320所具有的多个弹性凹模321与胶体薄膜400贴合在一起；利用上述压印模具300所包括的透镜治具对弹性模压层320施加压力，使得多个弹性凹模321与胶体薄膜400紧密接触，此时胶体薄膜400已经被压印成多个凸起结构111，此时状态如图24中E所示。压印过程所使用的压力可以根据多个弹性凹模321与胶体薄膜400的实际接触情况设定，如0.5MPa～0.8MPa。
步骤360：在保持多个弹性凹模321与胶体薄膜400紧密接触的情况下，利用紫外线照射或者加热的方式使得多个凸起结构111固化，从而在透镜200的入光面a形成减反射膜110，然后移除压印模具300，此时状态如图24中F所示。其中，虽然保持多个弹性凹模321与胶体薄膜400紧密接触，但是由于压印模具300透光，因此，采用紫外光照射的方式使得多个凸起结构111固化时，可以在保持多个弹性凹模321与胶体薄膜400紧密接触的情况下，紫外光可以通过压印模具300照射到已经被压印成多个凸起结构111的胶体薄膜400上。
需要说明的是，如图24所示，上述步骤330只要保证在步骤350前完成制作即可，并非必须位于步骤320与步骤340之间。在透镜200的入光面a采用上述方式形成减反射膜110后，还可以在透镜200的出光面b采用上述方式在透镜200的出光面b形成减反射膜110。
上述在另一种示例中，上述光线透过面为平面状光线透过面，如图25所示，采用压印模具300压印可固化材料层，获得多个凸起结构包括：
步骤221B：提供一如图28中C所示的压印模具300。压印模具300包括滚轮，以及形成在滚轮上的弹性模压层320，该弹性模压层320包括多个用于形成凸起结构的弹性凹模321。
步骤222B：利用压印模具300所包括的多个弹性凹模321具压印可固化材料层，获得多个凸起结构。
应理解，如图28所示，对于平面状光线透过面不仅可以使用步骤330所制作的平面状光线透过面压印出多个凸起结构111，也可以采用采用滚轮压印方式压印出多个凸起结构111。当采用滚轮压印方式压印出多个凸起结构111，在光线透过面121为平面状光线透过面的情况下，只需利用压印模具300以一定的压力在可固化材料层表面滚动，即可利用压印模具300所包括的滚轮表面的弹性模压层320所具有的多个弹性凹模321，在可固化材料层压印出多个凸起结构111，因此，采用该压印模具300可方便的制作凸起结构111。
为了更为详细的说明本申请实施例提供的光学元件的制作方法，下面结合图26以在保护窗片500作为光波导，说明采用压印工艺结合固化工艺在保护窗片500的入光面a形成上述图3所示的减反射膜的具体过程。
步骤410：对保护窗片500的表面进行进行干燥和等离子体处理，以去除保护窗片500表面的杂质，确保保护窗片500表面的洁净度，此时结构参见图28中A所示。
步骤420：在保护窗片500的入光面a形成如图28中B所示的粘结层112。该粘结层112可以采用旋涂(spin-coating)、浸涂(dipping)或者喷涂(dispensing)等成膜工艺形成在保护窗片500的入光面a，可通过控制成膜工艺参数保证粘结层的高度H0小于10nm。粘结层112的材料可以选择改性硅烷胶等常规的硅烷体系的材料。应理解，此处粘结层112所使用的材料的折射率与保护窗片500所含有的材料的折射率差值为-0.2～0.2，以降低因为折射率突变对保护窗片500反射率所带来的不利影响。
步骤430：在粘结层112远离保护窗片500的表面点胶，胶量需要控制到覆盖整个保护窗片500的入光面a，形成一层均匀的如图28中B所示的胶体薄膜400。应理解，此处点胶所使用的胶体的折射率与保护窗片500所含有的材料的折射率差值为-0.2～0.2，以降低因为折射率突变对保护窗片500反射率所带来的不利影响。当然，也应当保证点胶所使用的胶体的折射率与粘结层112所含有的材料的折射率差值为-0.2～0.2，以降低因为折射率突变对保护窗片500反射率所带来的不利影响。应理解，上述保护窗片500为平面状结构，其表面比较平滑，容易形成凸起结构111，因此，可以根据点胶所使用的材料与保护窗片入光面a的附着力大小，决定是否需要形成粘结层112。例如：在点胶所使用的材料与保护窗片500的入光面a的附着力比较好时，在步骤410后，直接在保护窗片500的入光面a点胶，形成一层均匀胶体薄膜400。
步骤440：制作如图28中C所示的压印模具300，如图27所示，该压印模具300的制作方法具体包括：
步骤441：制作如图28中C所示的厚度小于200um的弹性模压层320，该弹性模压层320包括多个用于形成凸起结构111的弹性凹模321，多个弹性凹模321构成蛾眼结构(moth-eye)，每个弹性凹模321的参数参照前文描述的凸起结构111的参数设定。该弹性模压层320具备紫外透光性能，弹性模压层320所含有的材料可以是聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，缩写为PDMS)、SU-8光刻胶、丙烯酸类树脂或者聚对苯二甲酸类塑料(Polyethylene terephthalate，缩写为PET)。
步骤442：制作如图28中C所示的作为光波导治具310的圆柱形滚轮，圆柱形滚轮所选用的材料可以为弹性材料也可以为非弹性材料。
步骤443：将弹性模压层320背离弹性凹模321的一面与圆柱形滚轮的表面贴合在一起，保证二者之间不存在空气，使得模具形成面311与圆柱形滚轮具紧密的贴合在一起，获得压印模具300。
步骤450：采用上述压印模具300在保护窗片500的一端，加压确保压印模具300所包括的弹性模压层320所具有的多个弹性凹模321与胶体薄膜400紧密接触，然后控制上述压印模具300所包括的圆柱形滚轮带动弹性模压层320沿着一个方向在胶体薄膜400表面滚动，当圆柱形滚轮带动弹性模压层320沿着一个方向在胶体薄膜400表面完成滚动后，胶体薄膜400已经被压印成多个凸起结构111。压印过程所使用的压力可以根据多个弹性凹模321与胶体薄膜400的实际接触情况设定，如0.5MPa～0.8MPa。
应理解，采用圆柱形滚轮带着弹性模压层320沿着图28中C所示的压印模具300的左侧箭头方向在胶体薄膜400表面滚动时，上述圆柱形滚轮与弹性模压层320之间容易出现缝隙，进而使得空气进入二者之间，导致所压印的凸起结构111精度出现偏差，基于此，在完成压印后，可检查圆柱形滚轮与弹性模压层320之间是否有空气存在，用以判断所压印的凸起结构111精度是否异常。
步骤460：采用紫外光照射或者加热的方式使得保护窗片500的入光面a形成的多个凸起结构111固化，以在保护窗片500的入光面a形成减反射膜110。
需要说明的是，如图26所示，上述步骤440只要保证在步骤450前完成制作即可，并非必须位于步骤430与步骤440之间。在保护窗片500的入光面a采用上述方式形成减反射膜后，还可以在保护窗片500的出光面b采用上述方式在保护窗片500的出光面b形成减反射膜。
如图3和图7所示，上述光学元件100所含有的减反射膜110的厚度可以为200nm～600nm，也可以在200nm～600nm的范围内进一步选择合适的范围，使得光学元件100具有较低的反射率。例如：该减反射膜110的厚度大于310nm小于460nm。又例如：该减反射膜的厚度大于300nm小于450nm。该减反射膜110包括的粘结层112的厚度H0应当控制在0～200nm。当粘结层112的厚度H0＝0nm时，上述减反射膜110实质不含有粘结层112。此时，减反射膜110所含有的凸起结构111与光波导的表面的结合比较紧密。
如图29所示，本申请实施例还提供了一种摄像头模组。该摄像头模组包括至少一个第一类光学元件I，该第一类光学元件为图5～图8中任一个所示的光学元件100。
本申请实施例提供的摄像模组所包括的第一类光学元件I为上文描述的光学元件，使得该第一类光学元件I不仅包括光波导120还包括上文描述的减反射膜110。由于该减反射膜110含有形成于光波导120包括的至少一个光线透过面121的多个凸起结构111，而由于每个凸起结构111的最大径向长度沿着远离光线透过面121的方向逐渐减小，每个凸起结构111的折射率沿着远离光线透过面121的方向逐渐变化，从而降低了因为凸起结构111的折射率与光波导120的折射率突变所带来的光学元件100反射率增大的问题。同时，凸起结构的分布周期W，以及每个凸起结构的底面最大径向长度D1均小于可见光波长的最小值，使得射向减反射膜110的可见光不会识别各个凸起结构111以及相邻两个凸起结构111之间的空间，进而可以利用减反射膜110降低光学元件100对可见光的反射率。经过分析发现，每个凸起结构111的高度H1大于或等于310nm，凸起结构的分布周期W小于或等于220nm，可使得在不受光学元件100形状限制下，可见光不管是以正入射的方式还是以斜入射的方式射向光学元件100，减反射膜110都能够调控光学元件100对可见光的反射率，使得光学元件100对可见光具有极低的反射率。
应理解，如图29所示，对于普通的手机等终端所配置的镜头组来说，可设定1-2个具有上述第一类光学元件I结构的镜片，但是对于超广角的镜头而言，至少需要3片具有上述第一类光学元件I结构的镜片。
在一些可能的实现方式中，如图29和图30所示，上述摄像头模组还包括至少一个第二类光学元件II，该第二类光学元件II不仅包括光波导120，还包括形成在光波导120所包括的光线透过面121的减反射涂层130，以提高摄像头模组的光线采集率。
在一些可能的实现方式中，如图29所示，上述摄像头模组还包括图像传感器700，上述第一类光学元件I和第二类光学元件II位于图像传感器700的感应面所在方向，以使得可见光透过第一类光学元件I和第二类光学元件II后可被图像传感器700采集。而由于第一类光学元件I对可见光具有极低的反射率，使得图像传感器700几乎可以采集到该摄像头模组所拍摄的景物所反射的全部可见光，从而提高摄像头模组所拍摄的景物的清晰度，降低鬼影和眩光问题。
应理解，上述第一类光学元件I和上述第二类光学元件II的位置关系，根据第一类光学元件I和第二类光学元件II在摄像头模组中的作用决定。
图29示出了本申请提供了一种摄像头模组，该摄像头模组包括保护窗片500、多片透镜200、红外截止滤光片600和图像传感器700。沿着靠近图像传感器700的感应面所在方向，保护窗片500、多片透镜、红外截止滤光片600依次设置。其中，保护窗片500、多片透镜200、红外截止滤光片600中至少一个可选择上述第一类光学元件I的结构，余下选择上述第二类光学元件II的结构。应理解，上述透镜200的片数为4片、6片或7片，但不仅限于此，还可以根据摄像头模组的实际要求设定。
例如：当上述透镜200的片数为5片，可设定沿着靠近图像传感器700的感应面所在方向，第三片透镜230、第四片透镜240、第五片透镜250和红外截止滤光片600均为上述第一类光学元件I，第一片透镜210、第二片透镜220和保护窗片500均采用如图30所示的第二类光学元件II的结构。保护窗片500选择的材质为康宁公司生产的大猩猩玻璃，红外截止滤光片600为一种具有滤除红外光的蓝玻璃。
如图31所示，本申请实施例还提供了一种终端800，该终端800包括上述摄像头模组810。本申请提供的终端800中，摄像透模组810所包括的第一类光学元件I中不仅包括光波导120还包括上述减反射膜。如图3所示，由于该减反射膜110含有形成于光波导120包括的至少一个光线透过面121的多个凸起结构111，而由于每个凸起结构111的最大径向长度沿着远离光线透过面121的方向逐渐减小，每个凸起结构111的折射率沿着远离光线透过面121的方向逐渐变化，从而降低了因为凸起结构111的折射率与光波导120的折射率突变所带来的光学元件100反射率增大的问题。同时，凸起结构的分布周期W以及每个凸起结构的底面最大径向长度D1均小于可见光波长的最小值，使得射向减反射膜110的可见光不会识别各个凸起结构111以及相邻两个凸起结构111之间的空间，进而可以利用减反射膜110降低光学元件100对可见光的反射率。经过分析发现，每个凸起结构的高度H1大于或等于310nm，相邻凸起结构的分布周期W小于或等于220nm，可使得在不受光学元件100形状限制下，可见光不管是以正入射的方式还是以斜入射的方式射向光学元件100，减反射膜110都能够调控光学元件100对可见光的反射率，使得光学元件100对可见光具有极低的反射率，从而保证终端所拍摄的图像的清晰度，以有效抑制鬼影或眩光问题。
在一些可能的实现方式中，如图31所示，上述终端还包括：处理器980、存储器920和显示屏940。该处理器980分别与上述摄像透模组810、存储器920和显示屏940电连接。其中，
上述存储器920用于存储计算机指令，以在计算机指令被运行时，使得处理器至少处理摄像头模组所传输的图像数据，当然也能处理终端内部数据，或在外部设备接入终端时，也可处理外接设备所传输的数据；该存储器920可以是一个存储装置，也可以是多个存储元件的统称，且用于存储可执行程序代码等。且存储器920可以包括随机存储器920(RAM)，也可以包括非易失性存储器920(non-volatile memory)，例如磁盘存储器920，闪存(Flash)等。
上述处理器980可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，该处理器可以是中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)，也可以是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路，例如：一个或多个微处理器(digital signal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)。
上述显示屏940用于至少显示摄像头模组所采集的图像，当然也能显示终端内部存储图像，或在外部设备接入终端时，显示外部设备所传输的图像。该显示屏940可以为有机电致发光显示器或液晶显示器等显示单元。
在一些可能的实现方式中，上述终端800可以包括手机、平板电脑、PDA(PersonalDigital Assistant，个人数字助理)、POS(Point of Sales，销售终端)、车载电脑等。
以终端800为图32所示的手机900为例，图32示出了本申请实施例以手机900作为终端的部分结构框图。如图32所示，该手机100包括摄像头模组、RF(Radio Frequency，射频)电路110、存储器920其他输入设备930、显示屏940、传感器、音频电路960、I/O子系统170、处理器980、以及电源990等部件；其中摄像头模组为摄像头模组。该摄像头模组包括保护窗片500、多个透镜200和红外截止滤光片600，保护窗片500、多个透镜200、红外截止滤光片600中的至少一个的入光面或出光面形成有折射率相近的上述减反射膜110，该减反射膜110包括粘结层112以及形成在粘结层112的多个凸起结构111，粘结层112用于粘结多个凸起结构111与保护窗片500、多个透镜200、红外截止滤光片600中的至少一个的出光面和/或入光面，每个凸起结构的高度H1为310nm～450nm，凸起结构的分布周期W为160nm～220nm。
本领域技术人员可以理解，图32中示出的手机结构并不构成对手机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。本领领域技术人员可以理解显示屏940属于用户界面(UI，User Interface)，且手机可以包括比图示或者更少的用户界面。下面结合图32对手机100的各个构成部件进行具体的介绍：
上述RF电路910可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，给处理器980处理；另外，将设计上行的数据发送给基站。通常，RF电路910包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)、双工器等。此外，RF电路910还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。所述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于GSM(Global System ofMobile communication，全球移动通讯系统)、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)、CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)、WCDMA(WidebandCode Division Multiple Access,宽带码分多址)、LTE(Long Term Evolution,长期演进)、电子邮件、SMS(Short Messaging Service，短消息服务)等。
上述存储器920可用于存储软件程序以及模块，处理器980通过运行存储在存储器920的软件程序以及模块，从而执行手机的各种功能应用以及数据处理。存储器920可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器920可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
上述其他输入设备930可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与手机的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，其他输入设备930可包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆、光鼠(光鼠是不显示可视输出的触摸敏感表面，或者是由触摸屏形成的触摸敏感表面的延伸)等中的一种或多种。其他输入设备930与I/O子系统的其他输入设备控制器971相连接，在其他设备输入控制器971的控制下与处理器980进行信号交互。
上述显示屏940可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及手机的各种菜单，还可以接受用户输入。具体的显示屏940可包括显示面板941，以及触控面板942。其中显示面板941可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(OrganicLight-Emitting Diode,有机发光二极管)等形式来配置显示面板941。触控面板942，也称为触摸屏、触敏屏等，可收集用户在其上或附近的接触或者非接触操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板942上或在触控面板942附近的操作，也可以包括体感操作；该操作包括单点控制操作、多点控制操作等操作类型)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触控面板942可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位、姿势，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成处理器980能够处理的信息，再送给处理器980，并能接收处理器980发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板942，也可以采用未来发展的任何技术实现触控面板942。进一步的，触控面板942可覆盖显示面板941，用户可以根据显示面板941显示的内容(该显示内容包括但不限于，软键盘、虚拟鼠标、虚拟按键、图标等等)，在显示面板941上覆盖的触控面板942上或者附近进行操作，触控面板942检测到在其上或附近的操作后，通过I/O子系统传送给处理器980以确定用户输入，随后处理器980根据用户输入通过I/O子系统在显示面板941上提供相应的视觉输出。虽然在图32中，触控面板942与显示面板941是作为两个独立的部件来实现手机的输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板942与显示面板941集成而实现手机的输入和输出功能。
上述手机还可包括至少一种传感器950，比如光传感器(如图29所示的图像传感器700)、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，例如：上述摄像头模组所包括的图像传感器700即为光传感器中的一种，可将如图29所示的摄像头模组所采集的图像信息传输给处理器980。其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板941的亮度，接近传感器可在手机移动到耳边时，关闭显示面板941和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于手机还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。
上述音频电路960、扬声器961，麦克风可提供用户与手机之间的音频接口。音频电路960可将接收到的音频数据转换后的信号，传输到扬声器961，由扬声器961转换为声音信号输出；另一方面，麦克风将收集的声音信号转换为信号，由音频电路960接收后转换为音频数据，再将音频数据输出至RF电路910以发送给比如另一手机，或者将音频数据输出至存储器920以便进一步处理。
上述I/O子系统用来控制输入输出的外部设备，可以包括其他设备输入控制器971、传感器控制器972、显示控制器973。可选的，一个或多个其他输入控制设备控制器971从其他输入设备930接收信号和/或者向其他输入设备930发送信号，其他输入设备930可以包括物理按钮(按压按钮、摇臂按钮等)、拨号盘、滑动开关、操纵杆、点击滚轮、光鼠(光鼠是不显示可视输出的触摸敏感表面，或者是由触摸屏形成的触摸敏感表面的延伸)。值得说明的是，其他输入控制设备控制器971可以与任一个或者多个上述设备连接。所述I/O子系统中的显示控制器973从显示屏940接收信号和/或者向显示屏940发送信号。显示屏940检测到用户输入后，显示控制器973将检测到的用户输入转换为与显示在显示屏940上的用户界面对象的交互，即实现人机交互。传感器控制器972可以从一个或者多个传感器接收信号和/或者向一个或者多个传感器发送信号。
上述处理器980是手机的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器920内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器920内的数据，执行手机的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。可选的，处理器980可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器980可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器980中。
上述手机还包括给各个部件供电的电源990(比如电池)，优选的，电源990可以通过电源990管理系统与处理器980逻辑相连，从而通过电源990管理系统实现管理充电、放电、以及功耗等功能。
尽管图32未示出，上述手机还可以包括蓝牙模块等，在此不再赘述。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (19)

1.一种减反射膜，其特征在于，包括形成于光波导的至少一个光线透过面的多个凸起结构；每个所述凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度小于可见光波长的最小值，每个所述凸起结构的最大径向长度沿着远离光线透过面的方向逐渐减小，每个所述凸起结构的高度大于或等于310nm，相邻两个所述凸起结构邻近光线透过面的表面几何中心之间的距离小于或等于220nm。
2.根据权利要求1所述的减反射膜，其特征在于，每个所述凸起结构的高度还小于或等于450nm，相邻两个所述凸起结构邻近光线透过面的表面几何中心之间的距离大于或等于160nm。
3.根据权利要求1所述的减反射膜，其特征在于，每个所述凸起结构远离光线透过面的表面最大径向长度是相应所述凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度的0倍～0.3倍。
4.根据权利要求1所述的减反射膜，其特征在于，每个所述凸起结构的高度与相应凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度的比值大于或等于1～3。
5.根据权利要求1～4任一项所述的减反射膜，其特征在于，多个所述凸起结构的分布方式为密堆积分布方式。
6.根据权利要求1～5任一项所述的减反射膜，其特征在于，每个所述凸起结构邻近光线透过面的表面最大径向长度等于相邻两个所述凸起结构邻近光线透过面的表面的几何中心之间的距离。
7.根据权利要求1～6任一项所述的减反射膜，其特征在于，所述减反射膜还包括粘结层，所述粘结层位于多个所述凸起结构靠近光线透过面的表面，所述粘结层的高度为小于或等于10nm。
8.根据权利要求7所述的减反射膜，其特征在于，所述粘结层所含有的材料的折射率与每个所述凸起结构所含有的材料的折射率的差值为-0.2～0.2。
9.根据权利要求7或8所述的减反射膜，其特征在于，所述粘结层的全光透过率和/或每个所述凸起结构的全光透过率大于90％。
10.一种光学元件，其特征在于，包括光波导以及权利要求1～8任一项所述减反射膜，所述减反射膜位于所述光波导包括的至少一个光线透过面。
11.根据权利要求10所述的光学元件，其特征在于，每个所述凸起结构所含有的材料折射率与所述光波导所含有的材料的折射率之差为-0.2～0.2。
12.根据权利要求10或11所述的光学元件，其特征在于，所述减反射膜为权利要求7或8所述的减反射膜，所述减反射膜包括的粘结层所含有的材料的折射率与所述光波导所含有的材料的折射率之差为-0.2～0.2。
13.根据权利要求10～11任一项所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件的最大反射率在入射角等于0°时小于或等于0.5％，所述光学元件在入射角大于0小于或等于40°时的最大反射率小于或等于1％。
14.根据权利要求10～13任一项所述的光学元件，其特征在于，所述光波导的全光透过率和/或所述减反射膜的全光透过率大于90％。
15.根据权利要求10～14任一项所述的光学元件，其特征在于，形成多个凸起结构的光线透过面为曲面状光线透过面或平面状光线透过面。
16.根据权利要求10～14任一项所述的光学元件，其特征在于，所述光波导为保护窗片、透镜或红外截止滤光片。
17.一种摄像头模组，其特征在于，包括至少一个权利要求10～16任一项所述光学元件。
18.根据权利要求17所述的摄像头模组，其特征在于，所述摄像头模组还包括图像传感器，所述光学元件位于所述图像传感器的感应面所在方向。
19.一种终端，其特征在于，包括处理器和权利要求17或18所述摄像头模组。
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