一种光学元件、摄像头模组、终端和光学元件的加工方法

文档序号:1056426 发布日期:2020-10-13 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 一种光学元件、摄像头模组、终端和光学元件的加工方法 (Optical element, camera module, terminal and processing method of optical element ) 是由 叶海水 元军 於丰 于 2019-03-30 设计创作,主要内容包括:本申请实施例提供一种光学元件、摄像头模组、终端和光学元件的加工方法,涉及终端技术领域,能够增大减反射膜与光学元件主体之间的结合强度,增大减反射膜的耐刮擦性能,防止减反射膜脱落。该光学元件包括光学元件主体和减反射膜,所述减反射膜设置于光线经过的所述光学元件主体的至少一个表面,所述减反射膜配置为减小所述至少一个表面的光反射率,所述减反射膜与所述光学元件主体一体成型。本申请实施例提供的光学元件用于终端内的摄像头模组。(The embodiment of the application provides an optical element, a camera module, a terminal and an optical element processing method, relates to the technical field of terminals, and can increase the bonding strength between an antireflection film and an optical element main body, increase the scratch resistance of the antireflection film and prevent the antireflection film from falling off. The optical element comprises an optical element main body and an antireflection film, wherein the antireflection film is arranged on at least one surface of the optical element main body, through which light passes, the antireflection film is configured to reduce the light reflectivity of the at least one surface, and the antireflection film is integrally formed with the optical element main body. The optical element provided by the embodiment of the application is used for the camera module in the terminal.)

一种光学元件、摄像头模组、终端和光学元件的加工方法

技术领域

本申请涉及终端技术领域,尤其涉及一种光学元件、摄像头模组、终端和光学元件的加工方法。

背景技术

目前,终端的拍照质量随着图像传感器和镜头的结构改进而得到了显著提升,但是终端在某些环境(比如晴天太阳或者夜晚路灯)下拍照时仍存在明显的鬼影或者眩光,此时拍照质量较低。鬼影与眩光的产生机理为景物光线在摄像头模组的光学元件或机械件表面经单次或多次反射产生的杂散光到达图像传感器,对景物光线中由光学元件直接透射至图像传感器的光造成干扰。由此可知,减小景物光线在光学元件表面的反射率,能够达到减小杂散光、弱化鬼影和眩光的目的。

为了减小景物光线在光学元件表面的反射率,可以在光学元件的表面贴设减反射膜,该减反射膜用于减小光学元件表面的光反射率,但是该减反射膜通常采用胶粘的方式贴设于光学元件的表面上,胶粘时的粘接强度较低,减反射膜与光学元件的结合强度较弱,且在外力刮擦作用下,该减反射膜容易整体由光学元件上被刮擦掉。

发明内容

本申请的实施例提供一种光学元件、摄像头模组、终端和光学元件的加工方法,能够增大减反射膜与光学元件主体之间的结合强度,提高减反射膜的耐刮擦性能,防止减反射膜脱落。

为达到上述目的,本申请的实施例采用如下技术方案:

第一方面,本申请实施例提供一种光学元件,包括光学元件主体和减反射膜,该减反射膜设置于光线经过的光学元件主体的至少一个表面,该减反射膜配置为减小该至少一个表面的光反射率,该减反射膜与光学元件主体一体成型。

与现有技术相比,本申请实施例提供的光学元件,由于该光学元件包括光学元件主体和减反射膜,减反射膜设置于光线经过的光学元件主体的至少一个表面,该减反射膜配置为减小该至少一个表面的光反射率,且该减反射膜与光学元件主体一体成型,这样,减反射膜与光学元件主体由一块基材加工而成,因此,光学元件主体与减反射膜的结合强度较大,且减反射膜在外力刮擦作用下,不易整体由光学元件主体上被刮擦掉,因此减反射膜的耐刮擦性能较优。

可选的,减反射膜包括阵列设置于光线经过的光学元件主体的至少一个表面上的若干个凸起,任意相邻两个凸起的中轴线之间的距离W均小于或者等于可见光波长段中的最小值。由于任意相邻两个凸起的中轴线之间的距离W均小于或者等于可见光波长段中的最小值,因此可将减反射膜包括的若干个凸起和填充于相邻两个凸起之间的空气作为具有一定有效折射率的介质层,通过合理设计该介质层中空气的占比,可以将该介质层的有效折射率调整至光学元件主体的折射率与空气的折射率之间,从而使得入射光线在空气与介质层之间、以及介质层与光学元件主体之间的界面反射的光波可以相互干涉,以减小光学元件的反射率,从而能够达到弱化鬼影和眩光的目的。

可选的,由靠近光学元件主体的一端至远离光学元件主体的一端,凸起的截面面积逐渐减小。由靠近光学元件主体的一端至远离光学元件主体的一端,由若干个凸起和填充于相邻两个凸起之间的空气构成的介质层中空气的占比逐渐增大,介质层的有效折射率逐渐减小,有效折射率连续变化的介质层能够有效减小光学元件的反射率,从而能够达到弱化鬼影和眩光的目的。

可选的,凸起为圆锥型凸起,任意相邻两个凸起靠近光学元件主体的一端之间的间距d均为凸起靠近光学元件主体的一端的直径d1的0~0.3倍,且凸起远离光学元件主体的一端的直径d2为凸起靠近光学元件主体的一端的直径d1的0~0.5倍,凸起的材料与光学元件主体的材料相同。由于任意相邻两个凸起靠近光学元件主体的一端之间的间距d均为凸起靠近光学元件主体的一端的直径d1的0~0.3倍,且凸起远离光学元件主体的一端的直径d2为凸起靠近光学元件主体的一端的直径d1的0~0.5倍,因此,由靠近光学元件主体的一端至远离光学元件主体的一端,由若干个凸起和填充于相邻两个凸起之间的空气构成的介质层中空气的占比近似地由0连续增大至1,该介质层的有效折射率近似地由凸起的材料折射率连续减小至空气的折射率,又由于凸起的材料与光学元件主体的材料相同,因此凸起的材料折射率与光学元件主体的材料折射率相等,因此由靠近光学元件主体的一端至远离光学元件主体的一端,由若干个凸起和填充于相邻两个凸起之间的空气构成的介质层的有效折射率近似地由光学元件主体的材料折射率连续减小至空气的折射率,介质层与空气之间、介质层内部、以及介质层与光学元件主体之间不存在折射率跳变的界面,由此能够进一步减小光学元件的光反射率,从而能够达到弱化鬼影和眩光的目的。

可选的,光线经过的光学元件主体的至少一个表面上还设有凸台,该凸台位于减反射膜的边沿,且凸台的高度h2大于减反射膜的厚度h。这样,凸台能够对减反射膜起到一定的防护作用,避免外界物品碰撞到减反射膜,同时由于凸台位于减反射膜的边沿,因此凸台不会对减反射膜的减反特性造成影响。

可选的,凸台为环形凸台,该环形凸台围绕减反射膜的边沿一周设置。这样,凸台能够由减反射膜的边沿一周对该减反射膜进行防护,从而有效避免外界物品碰撞到减反射膜。

可选的,凸台的高度h2与减反射膜的厚度h之差为0μm~10μm。这样,凸台的高度适中,在对减反射膜进行有效防护的同时,避免凸台因高度过高而导致光学元件在摄像头模组内的占用空间较大。

可选的,凸台与光学元件主体一体成型。这样,凸台与光学元件主体之间的结合强度较大,凸台不易由光学元件主体上脱落。

可选的,凸台与光学元件主体采用模压成型工艺一体成型,凸台朝向减反射膜的侧面与凸台远离光学元件主体的端面之间的拐角处设有倒角。这样,在采用模压成型工艺将凸台与光学元件主体一体成型时,便于脱模操作。在一些实施例中,该倒角为圆弧形倒角,该圆弧形倒角的半径为0μm~50μm。

可选的,任意相邻两个凸起的中轴线之间的距离W均为可见光波长段中最小值的1/5~1/3倍。这样,相邻两个凸起的中轴线之间的距离适中,光学元件的入射光束将不识别减反射膜表面的凹凸形状,而是将该减反射膜识别为有效折射率产生变化的介质层,同时避免减反射膜中凸起的密度较大而增加了减反射膜的制作成本和加工难度。

可选的,光学元件主体为摄像头模组的光学保护窗、镜片或者红外截止滤光片。

在一些实施例中,光学元件主体为摄像头模组的光学保护窗,至少光学保护窗的外表面上设有减反射膜。由于在终端的摄像头模组中,光学保护窗的外表面与外界接触,因此在光学保护窗的外表面上设置此与光学保护窗一体成型的减反射膜,能够有效防止减反射膜脱落,保持光学元件的结构完整。

可选的,凸起为锥形结构,该锥形结构包括但不限于圆锥形结构、四棱锥形结构和六棱锥形结构。在一些实施例中,锥形结构为圆锥形结构。

可选的,凸起为圆锥型凸起,凸起靠近光学元件主体的一端的直径d1为40nm~250nm,凸起的高度h1为150nm~350nm,凸起的高宽比α>3,α=h1/d1。这样,由靠近光学元件主体的一端至远离光学元件主体的一端,减反射膜所处介质层中空气的占比由0至1连续变化,有效折射率的减小速度平缓,能够有效减小光学元件的反射率,从而达到弱化鬼影和眩光的目的。

可选的,光学元件主体和减反射膜的全光透过率均大于90%。这样,光学元件主体和减反射膜的透光性较优。

第二方面,本申请实施例提供一种摄像头模组,包括至少一个光学元件和图像传感器,光学元件为如上任一技术方案所述的光学元件,该至少一个光学元件、图像传感器沿摄像头模组的光轴方向依次排列,且该至少一个光学元件位于图像传感器的入光侧。

由于在本申请实施例的摄像头模组中使用的光学元件与上述光学元件的各实施例中提供的光学元件相同,因此二者能够解决相同的技术问题,并达到相同的预期效果。

第三方面,本申请实施例提供一种终端,包括终端本体、摄像头模组和电路板,摄像头模组为如上技术方案所述的摄像头模组,摄像头膜组设置于终端本体上,电路板设置于终端本体内,摄像头模组的图像传感器与电路板电连接。

由于在本申请实施例的终端中使用的摄像头模组与上述摄像头模组的实施例中提供的摄像头模组相同,因此二者能够解决相同的技术问题,并达到相同的预期效果。

第四方面,本申请实施例提供一种光学元件的加工方法,光学元件包括光学元件主体和减反射膜,该减反射膜设置于光线经过的光学元件主体的至少一个表面,减反射膜配置为减小该至少一个表面的光反射率,光学元件的加工方法包括:将光学元件主体和减反射膜一体成型。

本申请实施例提供的光学元件的加工方法,该光学元件的加工方法包括将光学元件主体和减反射膜一体成型,一体成型时,减反射膜的材料与光学元件主体的材料之间能够相互渗透以形成一个整体,因此,光学元件主体与减反射膜的结合强度较大,且减反射膜在外力刮擦作用下,不易整体由光学元件主体上被刮擦掉,因此减反射膜的耐刮擦性能较优。

可选的,将光学元件主体和减反射膜一体成型包括:采用一次成型工艺将光学元件主体和减反射膜一体成型。这样,采用一次加工即可同时成型光学元件主体和减反射膜,因此制作过程简单,操作方便。

可选的,一次成型工艺包括但不限于注射成型工艺和模压成型工艺。

可选的,采用一次成型工艺将光学元件主体和所述减反射膜一体成型包括:采用模压成型工艺将光学元件主体和减反射膜一体成型。模压成型工艺成熟,制作方便。

可选的,减反射膜包括阵列设置于光线经过的光学元件主体的至少一个表面上的若干个凸起,任意相邻两个凸起的中轴线之间的距离W均小于或者等于可见光波长段中的最小值,将光学元件主体和减反射膜一体成型包括:将光学元件主体和减反射膜基层一体成型,并使减反射膜基层位于光线经过的光学元件主体的至少一个表面;采用刻蚀工艺刻蚀减反射膜基层,以形成减反射膜。

附图说明

图1为本申请实施例提供的第一种光学元件的立体图;

图2为本申请实施例提供的第一种光学元件的截面结构示意图;

图3为本申请实施例提供的第一种光学元件中减反射膜的结构示意图;

图4为本申请实施例提供的第一种光学元件中减反射膜与凸台的结构示意图;

图5为本申请实施例提供的第二种光学元件的截面结构示意图;

图6为本申请实施例提供的第三种光学元件的结构示意图;

图7为本申请实施例提供的摄像头模组的结构示意图;

图8为本申请实施例提供的终端的结构示意图;

图9为本申请实施例提供的光学元件的第一种加工方法的流程图;

图10为采用图9所示加工方法加工图2所示光学元件时的具体流程图;

图11为本申请实施例提供的光学元件的第一种加工方法中将光学元件预形体放入模腔后的结构示意图;

图12为本申请实施例提供的光学元件的第一种加工方法中将上模具压入衬套后的结构示意图;

图13为本申请实施例提供的光学元件的第一种加工方法加工形成的光学元件的结构示意图;

图14为本申请实施例提供的光学元件的第二种加工方法的流程图;

图15为采用图14所示加工方法加工图2所示光学元件时步骤S102′的具体流程图;

图16为本申请实施例提供的光学元件的第二种加工方法中将光学元件主体和减反射膜基层一体成型后的结构示意图;

图17为本申请实施例提供的光学元件的第二种加工方法中采用刻蚀工艺刻蚀减反射膜基层后的结构示意图;

图18为本申请实施例提供的光学元件的第二种加工方法中采用的模具的结构示意图;

图19为本申请实施例提供的光学元件的第二种加工方法中在减反射膜基层上涂设一层胶水后的结构示意图;

图20为本申请实施例提供的光学元件的第二种加工方法中将模具压入胶水后的结构示意图;

图21为本申请实施例提供的光学元件的第二种加工方法中脱除模具后的结构示意图;

图22为本申请实施例提供的光学元件的第二种加工方法中刻蚀后的光学元件的结构示意图;

图23为本申请实施例提供的光学元件的第二种加工方法中清洗后的光学元件的结构示意图。

具体实施方式

第一方面,本申请实施例提供一种光学元件10,如图1和图2所示,该光学元件10包括光学元件主体11和减反射膜12,减反射膜12设置于光线经过的光学元件主体11的至少一个表面,该减反射膜12配置为减小该至少一个表面的光反射率,该减反射膜12与光学元件主体11一体成型。减反射膜也可以称为增透膜。

与现有技术相比,本申请实施例提供的光学元件10,如图1和图2所示,由于该光学元件10包括光学元件主体11和减反射膜12,减反射膜12设置于光线经过的光学元件主体11的至少一个表面,该减反射膜12配置为减小该至少一个表面的光反射率,该减反射膜12与光学元件主体11一体成型,这样,减反射膜12与光学元件主体11由一块基材加工而成,因此,光学元件主体11与减反射膜12的结合强度较大,且减反射膜12在外力刮擦作用下,不易整体由光学元件主体11上被刮擦掉,因此减反射膜12的耐刮擦性能较优。

减反射膜12可以设置于光线经过的光学元件主体11的一个表面,也可以设置于光线经过的光学元件主体11的两个表面,在此不做具体限定。在一些实施例中,如图1和图2所示,减反射膜12设置于光线经过的光学元件主体11的一个表面。在另一些实施例中,如图5所示,减反射膜12设置于光线经过的光学元件主体11的两个表面。

光学元件主体11的材料可以为玻璃或者塑料,在此不做具体限定。

减反射膜12的结构形式有多种,只要能够减小光线经过的光学元件主体11的至少一个表面的光反射率即可。在一些实施例中,如图2或图6所示,减反射膜12包括阵列设置于光线经过的光学元件主体的至少一个表面上的若干个凸起121,任意相邻两个凸起121的中轴线之间的距离W均小于或者等于可见光波长段中的最小值。其中,由于任意相邻两个凸起121的中轴线之间的距离W均小于或者等于可见光波长段中的最小值,因此可将减反射膜12包括的若干个凸起121和填充于相邻两个凸起121之间的空气作为具有一定有效折射率的介质层,通过合理设计该介质层中空气的占比,可以将该介质层的有效折射率调整至光学元件主体11的折射率与空气的折射率之间,从而使得入射光线在空气与介质层之间、以及介质层与光学元件主体11之间的界面反射的光波可以相互干涉,以减小光学元件的反射率,从而能够达到弱化鬼影和眩光的目的。

在上述实施例中,凸起121的形状可以为图6所示的柱状,也可以为图2所示截面面积由靠近光学元件主体的一端至远离光学元件主体的一端逐渐减小的形状,比如圆锥状,在此不做具体限定。

在一些实施例中,如图2所示,由靠近光学元件主体11的一端至远离光学元件主体11的一端,凸起121的截面面积逐渐减小。这样,由靠近光学元件主体11的一端至远离光学元件主体11的一端,由若干个凸起121和填充于相邻两个凸起121之间的空气构成的介质层中空气的占比逐渐增大,介质层的有效折射率逐渐减小,有效折射率连续变化的介质层能够有效减小光学元件10的反射率,从而能够达到弱化鬼影和眩光的目的。

在上述实施例中,可选的,如图1所示,凸起121为圆锥型凸起,如图3所示,任意相邻两个凸起121靠近光学元件主体11的一端之间的间距d均为凸起121靠近光学元件主体11的一端的直径d1的0~0.3倍,且凸起121远离光学元件主体11的一端的直径d2为凸起121靠近光学元件主体11的一端的直径d1的0~0.5倍,凸起121的材料与光学元件主体11的材料相同。由于任意相邻两个凸起121靠近光学元件主体11的一端之间的间距d均为凸起121靠近光学元件主体11的一端的直径d1的0~0.3倍,且凸起121远离光学元件主体11的一端的直径d2为凸起121靠近光学元件主体11的一端的直径d1的0~0.5倍,因此,由靠近光学元件主体11的一端至远离光学元件主体11的一端,由若干个凸起121和填充于相邻两个凸起121之间的空气构成的介质层中空气的占比近似地由0连续增大至1,该介质层的有效折射率近似地由凸起121的材料折射率连续减小至空气的折射率,又由于凸起121的材料与光学元件主体11的材料相同,因此凸起121的材料折射率与光学元件主体11的材料折射率相等,因此由靠近光学元件主体11的一端至远离光学元件主体11的一端,由若干个凸起121和填充于相邻两个凸起121之间的空气构成的介质层的有效折射率近似地由光学元件主体11的材料折射率连续减小至空气的折射率,介质层与空气之间、介质层内部、以及介质层与光学元件主体11之间不存在折射率跳变的界面,由此能够进一步减小光学元件10的光反射率,从而能够达到弱化鬼影和眩光的目的。

在一些实施例中,如图1、图2或图6所示,光线经过的光学元件主体11的至少一个表面上还设有凸台13,该凸台13位于减反射膜12的边沿,如图4所示,且凸台13的高度h2大于减反射膜12的厚度h。这样,凸台13能够对减反射膜12起到一定的防护作用,避免外界物品碰撞到减反射膜12,同时由于凸台13位于减反射膜12的边沿,因此凸台13不会对减反射膜12的减反射特性造成影响。

在一些实施例中,如图1所示,凸台13为环形凸台,该环形凸台围绕减反射膜12的边沿一周设置。这样,凸台13能够由减反射膜12的边沿一周对该减反射膜12进行防护,从而有效避免外界物品碰撞到减反射膜12。

在一些实施例中,如图4所示,凸台13的高度h2与减反射膜12的厚度h之差为0μm~10μm。这样,凸台13的高度适中,在对减反射膜12进行有效防护的同时,避免凸台13因高度过高而导致光学元件10在摄像头模组内的占用空间较大。

在一些实施例中,如图1、图2或图6所示,凸台13与光学元件主体11一体成型。这样,凸台13与光学元件主体11之间的结合强度较大,凸台13不易由光学元件主体11上脱落。

在一些实施例中,凸台13与光学元件主体11采用模压成型工艺一体成型,如图2或图6所示,凸台13朝向减反射膜12的侧面与凸台13远离光学元件主体11的端面之间的拐角处设有倒角。这样,在采用模压成型工艺将凸台13与光学元件主体11一体成型时,便于脱模操作。其中,该倒角可以为斜倒角,也可以为圆弧形倒角,在此不做具体限定。在一些实施例中,如图4所示,该倒角为圆弧形倒角,该圆弧形倒角的半径R为0μm~50μm。

在一些实施例中,如图2或图6所示,任意相邻两个凸起121的中轴线之间的距离W均为可见光波长段中最小值的1/5~1/3倍。这样,相邻两个凸起121的中轴线之间的距离适中,减反射膜12包括的若干个凸起121和填充于相邻两个凸起121之间的空气可作为具有一定有效折射率的介质层来减小反射率,同时避免减反射膜12中凸起121的密度较大而增加了减反射膜12的制作成本和加工难度。

可选的,光学元件主体11为摄像头模组的光学保护窗、镜片或者红外截止滤光片。在一些实施例中,光学元件主体11为摄像头模组的光学保护窗,至少光学保护窗的外表面上设有减反射膜12。其中,需要说明的是,光学保护窗的外表面是指,当光学保护窗应用于终端上的摄像头模组内时,光学保护窗上朝向终端外的表面。由于在终端的摄像头模组中,光学保护窗的外表面与外界接触,因此在光学保护窗的外表面上设置此与光学保护窗一体成型的减反射膜12,能够有效防止减反射膜脱落,保持光学元件10的结构完整。

在一些实施例中,凸起121为锥形结构,该锥形结构包括但不限于圆锥形结构、四棱锥形结构和六棱锥形结构。在一些实施例中,如图1所示,锥形结构为圆锥形结构。在一些实施例中凸起121也可以为旋转椭圆面的一部分。

在一些实施例中,如图1所示,凸起为圆锥型凸起,如图3所示,凸起121靠近光学元件主体11的一端的的直径d1为40nm~250nm,凸起121的高度h1为150nm~350nm,凸起121的高宽比α>3,α=h1/d1。这样,由靠近光学元件主体11的一端至远离光学元件主体11的一端,减反射膜12所处介质层中空气的占比由0至1连续变化,有效折射率的减小速度平缓,能够有效减小光学元件的反射率,从而达到弱化鬼影和眩光的目的。当若干个凸起121的高度均相等时,减反射膜12的厚度h=h1;若若干凸起121高度不等,减反射膜12的厚度h是高度最高的凸起121的高度。

在一些实施例中,如图2或图6所示,光学元件主体11和减反射膜12的全光透过率均大于90%。这样,光学元件主体11和减反射膜12的透光性较优。

第二方面,如图7所示,本申请实施例提供一种摄像头模组100,包括至少一个光学元件10和图像传感器20,光学元件10为如上任一实施例所述的光学元件10,该至少一个光学元件10、图像传感器20沿摄像头模组100的光轴方向X依次排列,且该至少一个光学元件10位于图像传感器20的入光侧。

由于在本申请实施例的摄像头模组100中使用的光学元件10与上述光学元件10的各实施例中提供的光学元件10相同,因此二者能够解决相同的技术问题,并达到相同的预期效果。

至少一个光学元件10可以包括一个光学元件10,也可以包括多个光学元件10。当至少一个光学元件10包括一个光学元件10时,该光学元件10可以为光学保护窗、镜片和红外截止滤光片中的一个;当至少一个光学元件10包括多个光学元件10时,该多个光学元件10可以为光学保护窗、镜片和红外截止滤光片中的多个。

在一些实施例中,如图7所示,至少一个光学元件10包括一个光学元件,该光学元件作为光学保护窗,该摄像头模组100除了包括光学元件10和图像传感器20之外,还包括镜片30、红外截止滤光片40和镜筒50。

第三方面,如图8所示,本申请实施例提供一种终端,包括终端本体200、摄像头模组100和电路板300,摄像头模组100为如上实施例所述的摄像头模组100,摄像头膜组100设置于终端本体200上,电路板300设置于终端本体200内,摄像头模组100的图像传感器与电路板300电连接。

由于在本申请实施例的终端中使用的摄像头模组100与上述摄像头模组100的实施例中提供的摄像头模组相同,因此二者能够解决相同的技术问题,并达到相同的预期效果。

第四方面,本申请实施例提供一种光学元件的加工方法,如图2或图6所示,光学元件10包括光学元件主体11和减反射膜12,减反射膜12设置于光线经过的光学元件主体11的至少一个表面,减反射膜12配置为减小该至少一个表面的光反射率,光学元件10的加工方法包括:S100、将光学元件主体11和减反射膜12一体成型。

需要说明的是,将光学元件主体11和减反射膜12一体成型是指将光学元件主体11的基材和减反射膜12的基材成型成一个整体,然后再在光学元件主体11的基材和减反射膜12的基材上分别加工光学元件主体11和减反射膜12的表面特征,或者在成型光学元件主体11的基材和减反射膜12的基材的同时完成光学元件主体11和减反射膜12的表面特征的加工,而并非是指将光学元件主体11和减反射膜12分别加工完成后再连接成一个整体。

本申请实施例提供的光学元件的加工方法,该光学元件10的加工方法包括将光学元件主体11和减反射膜12一体成型,这样,减反射膜12和光学元件主体11由一块基材加工而成,因此,光学元件主体11与减反射膜12的结合强度较大,且减反射膜12在外力刮擦作用下,不易整体由光学元件主体11上被刮擦掉,因此减反射膜12的耐刮擦性能较优。

在一些实施例中,S100包括:采用一次成型工艺将光学元件主体11和减反射膜12一体成型。一次成型工艺是指采用一道工序就完成了这个零件的制造,不用作二次及二次以上加工的加工工艺,采用一次成型工艺将光学元件主体11和减反射膜12一体成型,可简化光学元件主体11和减反射膜12的加工过程,提高加工效率。

需要说明的是,减反射膜12可以设置于光线经过的光学元件主体11的一个表面,也可以设置于光线经过的光学元件主体11的两个表面。当减反射膜12设置于光线经过的光学元件主体11的两个表面时,若采用一次成型工艺将光学元件主体11和减反射膜12一体成型,则两个表面上的减反射膜12与光学元件主体11同时成型。

可选的,一次成型工艺包括但不限于注射成型工艺和模压成型工艺。

在一些实施例中,如图9所示,采用一次成型工艺将光学元件主体11和所述减反射膜12一体成型包括:采用模压成型工艺将光学元件主体11和减反射膜12一体成型。模压成型工艺成熟,制作方便。

示例的,图2所示光学元件中光学元件主体11、减反射膜12和凸台13一体成型且材料相同,该光学元件的材料为玻璃,减反射膜12仅设置于光学元件主体11的一个表面上,在制作图2所示光学元件时,如图10所示,采用模压成型工艺将光学元件主体11和减反射膜12一体成型可以包括以下步骤:

S101、制作图11中的上模具a、下模具b和衬套c。上模具a的模压面上具有与减反射膜12的若干个凸起121表面相适应的若干个凹面,下模具b的模压面是平面,上模具a、下模具b和衬套c的耐热温度大于800℃,衬套c起到密封和固定上模具a和下模具b的作用。上模具a的模压面的凹面的深度为h1,凹面底部的直径为d2,凹面顶部(即开口处)的直径为d1,相邻两个凹面的中轴线之间的距离为W。上模具a的模压面的边沿具有与凸台13表面相适应的凹面,该凹面的深度为h2

S102、如图11所示,装配下模具b和衬套c,以形成模腔d,并在模腔d中放入光学元件预形体e,该光学元件预形体e的材料为玻璃,也可以同为其他透明材料。

S103、如图12所示,将上模具a压入衬套c中,同时将上模具a和/或下模具b加热至600~2000℃以熔化光学元件预形体e,并使熔化后的光学元件预形体e的材料填充模腔d,以形成光学元件f。

S104、冷却上模具a和/或下模具b,以使光学元件f固化。

S105、向上打开上模具a,并取出图13所示的光学元件f。

当减反射膜12设置于光线经过的光学元件主体11的两个表面时,若采用一次成型工艺将光学元件主体11和减反射膜12一体成型,则两个表面上的减反射膜12与光学元件主体11同时成型。类似地可以采用S101-S105的步骤,在S101-S105的步骤中将下模具b替换为模压面上具有与减反射膜12的若干个凸起121表面相适应的若干个凹面的模具,即下模具b类似上模具a的模压面。

当采用注射工艺制作光学元件时,以图2所示的光学元件为例,制作如图11形成模腔d的模具,可以制作如图11中的上模具a,下模具b和衬套c组合形成模腔d,也可以采用其他形状的模具以形成模腔d。模具中具有注射孔,注射机通过注射孔将融化的玻璃,或者其他透明材质,如塑料,注射到模腔d中,冷却模具,以使光学元件固化,打开模具,可以取出如图13的的光学元件。

在另一些实施例中,如图2或图6所示,减反射膜12包括阵列设置于光线经过的光学元件主体11的至少一个表面上的若干个凸起121,任意相邻两个凸起121的中轴线之间的距离W均小于或者等于可见光波长段中的最小值,可以采用刻蚀工艺形成光学元件10。如图14所示,S100包括:S101′、将光学元件主体11和减反射膜基层012一体成型,并使减反射膜基层012位于光线经过的光学元件主体11的至少一个表面;S102′、采用刻蚀工艺刻蚀减反射膜基层012,以形成减反射膜12。其中,示例的,在制作图2所示光学元件时,完成S101′后的结构可以为图16所示,完成S102′后的结构可以为图17所示。

示例的,如图15所示,在制作图2所示光学元件时,S102′可以包括以下步骤:

S1021、制作图18所示的模具a′。模具a′的模压面上具有与减反射膜12的若干个凸起121表面相适应的若干个凹面,例如,模具a′的模压面的凹面的深度为h1,凹面底部的直径为d2,凹面顶部(即开口处)的直径为d1,相邻两个凹面的中轴线之间的距离为W。模具a′的模压面的边沿具有与凸台13表面相适应的凹面,该凹面的深度为h2。模具a′可以为透紫外光模具(紫外光的透过率>70%),也可以为耐热模具,模具的耐热温度大于150度。

S1022、如图19所示,在减反射膜基层012上涂设一层胶水b′。胶水b′的厚度至少大于500nm,且胶水b′可以是UV固化胶水也可以是热固化胶水。

S1023、如图20所示,将模具a′压入胶水b′上,并根据胶水b′的固化类型不同,在模具a′压入之后采用紫外光照射固化或者加热固化的方式把模具a′上的图案转移到胶水b′上。

S1024、脱除模具a′,脱除模具a′后的结构如图21所示。

S1025、将图21所示结构放入干法刻蚀或者湿法刻蚀设备中进行刻蚀,以在该结构的上表面各个位置去除相同厚度的材料(包括胶水b′的材料和减反射膜基层的材料),并得到图22所示光学元件。

S1026、将刻蚀后的光学元件放入到清洗溶剂中清洗,以去除多余的胶水,得到如图23所示光学元件。

减反射膜12可以设置于光线经过的光学元件主体11的一个表面,也可以设置于光线经过的光学元件主体11的两个表面。当减反射膜12设置于光线经过的光学元件主体11的两个表面时,包括:将光学元件主体11、第一减反射膜基层和第二减反射膜基层一体成型,并使第一减反射膜基层和第二减反射膜基层分别位于光线经过的光学元件主体11的两个表面,第一减反射膜基层和第二减反射膜基层参考减反射膜基层012;采用刻蚀工艺刻蚀第一减反射膜基层,以形成第一减反射膜;采用刻蚀工艺刻蚀第二减反射膜基层,以形成第二减反射膜。形成第一减反射膜和第二减反射膜的过程可参考步骤S1021-S1026。

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。

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