微结构膜系、光学成像镜头和制备膜系的方法

技术领域

本发明涉及光学成像设备技术领域，具体而言，涉及一种微结构膜系、光学成像镜头和制备膜系的方法。

背景技术

目前微结构光学薄膜由于其优异的光学性能被广大光学薄膜研究者所关注。飞蛾的腹眼、荷叶的超疏水等都是自然界的微结构薄膜效应。微结构光学薄膜主要通过制备周期性结构的光学膜层，形成陷光效应，达到改善薄膜光学性能的效果。微结构薄膜可以看做薄膜材料和空气的混合物，其等效折射率超低。

目前主流的AR膜主要通过蒸发的方式制备，400-780nm处Rave≤0.5％，而且由于镀膜在减反射原理上存在固有的角度效应，再加上制备非球面透镜时，透镜表面中心和边缘的膜层厚度将存在一定的差异(10％-30％)，综合看来使中心和边缘反射率出现明显区别，极大影响镜头的光学性能。

也就是说，现有技术中透镜的表面存在反射率偏差大的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种微结构膜系、光学成像镜头和制备膜系的方法，以解决现有技术中透镜的表面存在反射率偏差大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种微结构膜系，包括：基底层；过渡层，过渡层包括叠置的至少一个第一过渡层和至少一个第二过渡层，第一过渡层与第二过渡层的折射率不同，过渡层的一侧表面与基底层连接；微结构膜层，微结构膜层与过渡层的另一侧表面连接，微结构膜层远离基底层的一侧表面具有多个间隔设置的微结构，微结构的折射率沿垂直于基底层的方向呈梯度设置。

进一步地，微结构的折射率大于等于1且小于等于1.3。

进一步地，第一过渡层和/或第二过渡层为多个时，第一过渡层与第二过渡层交替叠置。

进一步地，基底层的折射率大于等于1.4且小于等于1.7。

进一步地，第一过渡层的折射率大于等于1.5且小于等于2.5。

进一步地，第二过渡层的折射率大于等于1.4且小于等于1.5。

进一步地，基底层的材料包括APEL、EP、K9、K26R中的一种。

进一步地，微结构膜层的材料为无机介质材料或者有机聚合物。

进一步地，微结构膜层的材料包括AL

进一步地，微结构沿垂直于基底层的方向的长度大于等于10nm且小于等于1000nm。

进一步地，微结构沿平行于基底层的方向的长度大于等于10nm且小于等于1000nm。

进一步地，微结构沿平行于基底层的方向的截面积向远离基底层的方向逐渐减小。

进一步地，微结构沿垂直于基底层的方向的截面呈三角状。

进一步地，微结构膜系的表面对波长在430nm至780nm的光的最大反射率小于等于0.2％。

进一步地，微结构膜系的表面对波长在430nm至780nm的光的平均反射率小于等于0.1％。

进一步地，微结构膜系的表面的各个位置的反射率的差值小于2％。

根据本发明的另一方面，提供了一种光学成像镜头，包括：镜筒；透镜，透镜为多个，且多个透镜沿镜筒的轴向间隔设置；上述的微结构膜系，微结构膜系设置在至少一个透镜的表面上。

根据本发明的另一方面，提供了一种光学成像镜头，包括：镜筒；透镜，透镜为多个，多个透镜间隔设置在镜筒内；基底层，基底层设置在至少一个透镜的至少一侧表面上；微结构膜层，微结构膜层设置在基底层远离透镜的一侧表面上，微结构膜层远离透镜的表面具有多个间隔设置的微结构，微结构在垂直于透镜的方向上的折射率逐渐减小。

进一步地，微结构沿垂直于透镜的方向的长度大于等于10nm且小于等于1000nm。

进一步地，微结构沿平行于透镜的方向的长度大于等于10nm且小于等于1000nm。

进一步地，微结构沿平行于透镜的方向的截面积向远离透镜的方向逐渐减小。

进一步地，微结构沿垂直于基底层的方向的截面呈三角状。

进一步地，微结构膜层的材料为无机介质材料或者有机聚合物。

进一步地，微结构膜层的材料包括AL

进一步地，微结构膜层的表面对波长在430nm至780nm的光的平均反射率小于等于0.3％。

进一步地，透镜的折射率大于等于1.4且小于等于1.7。

进一步地，透镜的材料包括APEL、EP、K9、K26R中的一种。

进一步地，微结构膜层的折射率大于等于1且小于1.3。

根据本发明的另一方面，提供了一种制备膜系的方法，应用制备膜系的方法制备上述的微结构膜系，制备膜系的方法包括：微结构膜系的基底层的至少一侧表面上沉积微结构膜系的第一过渡层和微结构膜系的第二过渡层以形成微结构膜系的过渡层；过渡层远离基底层的一侧表面上由原子层沉积技术制备微结构膜系的微结构膜层并在微结构膜层的表面形成微结构。

进一步地，在微结构膜系的基底层的至少一侧表面上沉积微结构膜系的第一过渡层和微结构膜系的第二过渡层以形成微结构膜系的过渡层的过程中包括：由物理气相沉积技术交替沉积第一过渡层和第二过渡层。

应用本发明的技术方案，微结构膜系包括基底层、过渡层和微结构膜层，过渡层包括叠置的至少一个第一过渡层和至少一个第二过渡层，第一过渡层与第二过渡层的折射率不同，过渡层的一侧表面与基底层连接；微结构膜层与过渡层的另一侧表面连接，微结构膜层远离基底层的一侧表面具有多个间隔设置的微结构，微结构的折射率沿垂直于基底层的方向呈梯度设置。

通过在微结构膜系上设置过渡层，大大降低了对基底层的要求，以便于更好的与微结构膜层进行匹配，大大增加了微结构膜层的适用范围。第一过渡层和二过渡层的折射率不同，使得光线在第一过渡层和第二过渡层中传播时能够发生不同角度的偏折，以增加传输到基底层处的光线的均匀性。同时可以减少微结构膜系的边缘对光线的反射率，以增加光线的透过率，进而增加相对照度，减少渐晕的现象，进而增加了微结构膜系工作的稳定性。微结构膜层的设置大大降低了微结构膜系的光滑度，进而增加了微结构膜层对光线的吸收作用，大大降低了微结构膜系的反射作用。在微结构膜系的表面设置微结构，使得光线能够在微结构之间反射和折射，以增加微结构膜系对光线的透过率，减少了成像光线的损失，增加了成像质量。此外，将微结构的折射率沿垂直于基底层的方向呈梯度设置，以使得光线在微结构的内部传播时发生不同角度的偏折，进一步减少光线的反射，加大了对光线的折射效果，增加了传输到基底层处的光线的均匀性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的一个可选实施例的微结构膜系的结构示意图；以及

图2示出了图1中微结构膜层的微结构的一个角度的形貌图；

图3示出了图1中微结构膜层的微结构的另一个角度的形貌图；

图4示出了本发明的对比例一的光学系统的结构示意图；

图5示出了本发明的对比例一的对照组的不同入射角下反射率曲线的变化；

图6示出了本发明的对比例一的实验组的不同入射角下反射率曲线的变化；

图7示出了本发明的对比例二的光学系统的结构示意图；

图8示出了本发明的对比例二的对照组的不同入射角下反射率曲线的变化；

图9示出了本发明的对比例二的实验组的不同入射角下反射率曲线的变化；

图10示出了本发明的对比例三的光学系统的结构示意图；

图11示出了本发明的对比例三的对照组的不同入射角下反射率曲线的变化；

图12示出了本发明的对比例三的实验组的不同入射角下反射率曲线的变化；

图13示出了本发明的对比例四的光学系统的结构示意图；

图14示出了本发明的对比例四的对照组的不同入射角下反射率曲线的变化；

图15示出了本发明的对比例四的实验组的不同入射角下反射率曲线的变化；

图16示出了本发明的对比例五的光学系统的结构示意图；

图17示出了本发明的对比例五的对照组的不同入射角下反射率曲线的变化；

图18示出了本发明的对比例五的实验组的不同入射角下反射率曲线的变化；

图19示出了本发明的对比例六的光学系统的结构示意图；

图20示出了本发明的对比例六的对照组的不同入射角下反射率曲线的变化；

图21示出了本发明的对比例六的实验组的不同入射角下反射率曲线的变化；

图22示出了本发明的中的常规PVD膜系的鬼像能量示意图；

图23示出了本发明中的微结构膜系的鬼像能量示意图；

图24示出了本发明中的微结构的高度与微结构的反射率的关系图；

图25示出了本发明的实施例三的微结构膜层的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、基底层；20、过渡层；21、第一过渡层；22、第二过渡层；30、微结构膜层；31、微结构；E1、第一透镜；E2、第二透镜；E3、第三透镜；E4、第四透镜；E5、第五透镜；E6、第六透镜；E7、第七透镜；E8、第八透镜；E9、第九透镜；E10、滤波片；S1、第一透镜的物侧面；S2、第一透镜的像侧面；S3、第二透镜的物侧面；S4、第二透镜的像侧面；S5、第三透镜的物侧面；第S6、第三透镜的像侧面；S7、第四透镜的物侧面；S8、第四透镜的像侧面；S9、第五透镜的物侧面；S10、第五透镜的像侧面；S11、第六透镜的物侧面；S12、第六透镜的像侧面；S13、第七透镜的物侧面；S14、第七透镜的像侧面；S15、第八透镜的物侧面；S16、第八透镜的像侧面；S17、第九透镜的物侧面；S18、第九透镜的像侧面；S19、滤波片的物侧面；S20、滤波片的像侧面；S21、成像面；STO、光阑。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中透镜的表面存在反射率偏差大的问题，本发明提供了一种微结构膜系、光学成像镜头和制备膜系的方法。

实施例一

如图1至图3、图16至24所示，微结构膜系包括基底层10、过渡层20和微结构膜层30，过渡层20包括叠置的至少一个第一过渡层21和至少一个第二过渡层22，第一过渡层21与第二过渡层22的折射率不同，过渡层20的一侧表面与基底层10连接；微结构膜层30与过渡层20的另一侧表面连接，微结构膜层30远离基底层10的一侧表面具有多个间隔设置的微结构31，微结构31的折射率沿垂直于基底层10的方向呈梯度设置。

通过在微结构膜系上设置过渡层20，大大降低了对基底层10的要求，以便于更好的与微结构膜层30进行匹配，大大增加了微结构膜层30的适用范围。第一过渡层21和第二过渡层22的折射率不同，使得光线在第一过渡层21和第二过渡层22中传播时能够发生不同角度的偏折，以增加传输到基底层10处的光线的均匀性。同时可以减少微结构膜系的边缘对光线的反射率，以增加光线的透过率，进而增加相对照度，减少渐晕的现象，进而增加了微结构膜系工作的稳定性。微结构膜层30的设置大大降低了微结构膜系的光滑度，进而增加了微结构膜层对光线的吸收作用，大大降低了微结构膜系的反射作用。在微结构膜系的表面设置微结构31，使得光线能够在微结构31之间反射和折射，以增加微结构膜系对光线的透过率，减少了成像光线的损失，增加了成像质量。此外，将微结构31的折射率沿垂直于基底层10的方向呈梯度设置，以使得光线在微结构31的内部传播时发生不同角度的偏折，进一步减少光线的反射，加大了对光线的折射效果，增加了传输到基底层10处的光线的均匀性。

具体的，微结构31的折射率大于等于1且小于等于1.3。微结构31的折射率较小，更接近空气的折射率，这样能够保证空气中的光线能够顺利射入到微结构膜层30内，大大降低了光的反射，增加了空气中的光射入到微结构膜系内的效率。可选地，微结构31的折射率可以是1、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25。

如图24所示，微结构31的折射率向远离透镜的方向逐渐减小。或者说微结构31中越靠近透镜的位置折射率越高。

可选地，第一过渡层21和第二过渡层22为多个时，第一过渡层21与第二过渡层22交替叠置。多个不同折射率的第一过渡层21和第二过渡层交替叠置，使得光线在不同的折射膜层内传递能够发生多次偏折，进而减小了微结构膜系的边缘对光线的反射率，以增加光线的透过率，进而增加相对照度，减少渐晕的现象，同时使得微结构膜系的各个位置的光学一致性更好。

具体的，基底层10的折射率大于等于1.4且小于等于1.7。这样设置使得基底层10的折射率与第一过渡层21、第二过渡层22都较为接近，这样在光线射入到基底层10时，产生的反射光偏少，保证了基底层10的透光率。

可选地，基底层10的折射率可以是1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7。

具体的，第一过渡层21的折射率大于等于1.5且小于等于2.5。这样设置使得第一过渡层21具有较高的折射率，以使得进入到第一过渡层21的光线能够发生较大的偏折，进而使得到达基底层10的光分布的更加均匀。可选地，第一过渡层21的折射率可以是1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5。

具体的，第二过渡层22的折射率大于等于1.4且小于等于1.5。这样设置使得第二过渡层22与第一过渡层21之间具有一定的折射率差值，使得光线在第二过渡层22的偏折与在第一过渡层21内的偏折方向和偏折角度不同，进而大大增加了光线在减反膜系内偏折的多样性，大大减少了光线的反射，使得到达基底层10的光分布的更加均匀。

可选地，第二过渡层22的折射率可以是1.4、1.42、1.45、1.47、1.49、1.5。

具体的，基底层10的材料包括APEL、EP、K9、K26R中的一种。基底层10为光学基底材料，使得基底层10与过渡层20之间匹配的更好，便于光线在微结构膜系内传播，增加了微结构膜系工作的稳定性。

可选地，微结构膜层30的材料为无机介质材料或者有机聚合物。这样设置使得微结构膜层30的折射率与空气更为接近，便于空气中的光线射入到微结构膜层30内，有利于减少微结构膜层30对光线的反射。

具体的，微结构膜层30的材料包括AL

在本实施例中，微结构31沿垂直于基底层10方向的长度大于等于10nm且小于等于1000nm。将微结构31的长度限制在10nm至1000nm的范围内，在保证光线在微结构膜系内的传播效率的同时还能够降低微结构膜系对光线的反射率，同时尽可能便于微结构31的制作。优选地，微结构31沿垂直于基底层10方向的长度大于50nm且小于400nm。在本实施例中，微结构31沿平行于基底层10方向的长度大于等于10nm且小于等于1000nm。由于透镜的面积有限，这样设置能够尽可能增加更多的微结构31的数量，进而使得微结构膜系的各个位置处的反射率的差异更小。优选地，微结构31沿平行于基底层10方向的长度大于50nm且小于200nm。

具体的，微结构31沿平行于基底层10方向的截面积向远离基底层10的方向逐渐减小。这样设置使得微结构31在远离基底层10的一端之间的距离较大，有利于光学射入到微结构膜层30的内部，大大减少了微结构膜层30的对光的反射率。

如图1所示，微结构31沿垂直于基底层10方向的截面呈三角状。将微结构31设置成三角状，使得微结构膜层30的表面的平面面积较小，大大降低了光线在微结构膜系的表面的反射率，增加了光线的透过率。

在本实施例中，微结构膜系的表面对波长在430nm至780nm的光的最大反射率小于等于0.2％。这样设置使得微结构膜系的表面的反射率较小，进而增加了微结构膜系的透光率。

在本实施例中，微结构膜系的表面对波长在430nm至780nm的光的平均反射率小于等于0.1％。这样设置使得微结构膜系的表面的反射率较小，进而增加了微结构膜系的透光率。

在本实施例中，微结构膜系的表面的各个位置的反射率的差值小于2％。这样设置使得微结构膜系的表面的一致性较好，各个位置的反射率的差异较小，使得透镜的表面的光学性能差异较小，保证成像质量。

应用制备膜系的方法制备上述的微结构膜系，制备膜系的方法包括：微结构膜系的基底层10的至少一侧表面上沉积微结构膜系的第一过渡层21和微结构膜系的第二过渡层22以形成微结构膜系的过渡层20；过渡层20远离基底层10的一侧表面上由原子层沉积技术制备微结构膜系的微结构膜层30并在微结构膜层30的表面形成微结构31。通过在基底层10的表面上交替镀设第一过渡层21和第二过渡层22以形成过渡层20，以使得基底层10与微结构膜层30的折射率的匹配度更好，这样就能够进一步减小微结构膜系的反射率。过渡层20是通过气相沉积法制备出来的。原子层沉积是通过将气相前驱体脉冲交替地通入反应器内并在沉积基体上化学吸附并反应而形成膜系的单原子层镀膜技术，当前驱体达到沉积基体表面时在其表面化学吸附并发生表面反应，从而ALD镀膜过程中每次沉积一个原子层，膜厚控制精确，镀膜过程中也不再存在角度效应，基底保形性也更好。在微结构膜层30的表面上进行加工以形成微结构31。微结构31可以通过离子束刻蚀、反应例子刻蚀、溶胶凝胶法、水热法、化学溶剂腐蚀法等加工方法进行制备。只需微结构31的高度在10-1000nm之间，宽度在10-1000nm之间即可。

具体的，在微结构膜系的基底层10的至少一侧表面上沉积微结构膜系的第一过渡层21和微结构膜系的第二过渡层22以形成微结构膜系的过渡层20的过程中包括：由物理气相沉积技术交替沉积第一过渡层21和第二过渡层22。这样设置在减少微结构膜系的表面反射率的情况下，大大减少生产成本。

因为常规PVD膜系的反射率较大且存在明显的角度效应，杂散光和鬼像一直是无法消除的技术缺陷，而使用本申请中的微结构膜系则足以使杂散光和鬼像的能量降低到无法察觉的水平。如图22所示，镀有常规PVD膜系的镜头，鬼像能量范围在3.3E

实施例二

具体的，光学成像镜头包括镜筒、透镜和上述的微结构膜系，透镜为多个，且多个透镜沿镜筒的轴向间隔设置；微结构膜系设置在至少一个透镜的表面上。将微结构膜系设置在透镜上就使得透镜的表面的光学一致性较好，透镜的各个位置的反射率均较小，减少了成像光线的流失，保证了光学成像镜头的成像质量。

如图13、图6至图23所示，微结构膜系包括基底层10、过渡层20和微结构膜层30，过渡层20包括叠置的至少一个第一过渡层21和至少一个第二过渡层22，第一过渡层21与第二过渡层22的折射率不同，过渡层20的一侧表面与基底层10连接；微结构膜层30与过渡层20的另一侧表面连接，微结构膜层30远离基底层10的一侧表面具有多个间隔设置的微结构31，微结构31的折射率沿垂直于基底层10的方向呈梯度设置。

通过在微结构膜系上设置过渡层20，大大降低了对基底层10的要求，以便于更好的与微结构膜层30进行匹配，大大增加了微结构膜层30的适用范围。第一过渡层21和第二过渡层22的折射率不同，使得光线在第一过渡层21和第二过渡层22中传播时能够发生不同角度的偏折，以增加传输到基底层10处的光线的均匀性。同时可以减少微结构膜系的边缘对光线的反射率，以增加光线的透过率，进而增加相对照度，减少渐晕的现象，进而增加了微结构膜系工作的稳定性。微结构膜层30的设置大大降低了微结构膜系的光滑度，进而增加了微结构膜层对光线的吸收作用，大大降低了微结构膜系的反射作用。在微结构膜系的表面设置微结构31，使得光线能够在微结构31之间反射和折射，以增加微结构膜系对光线的透过率，减少了成像光线的损失，增加了成像质量。此外，将微结构31的折射率沿垂直于基底层10的方向呈梯度设置，以使得光线在微结构31的内部传播时发生不同角度的偏折，进一步减少光线的反射，加大了对光线的折射效果，增加了传输到基底层10处的光线的均匀性。

如图24所示，微结构31的折射率向远离透镜的方向逐渐减小。或者说微结构31中越靠近透镜的位置折射率越高。

具体的，微结构31的折射率大于等于1且小于等于1.3。微结构31的折射率较小，更接近空气的折射率，这样能够保证空气中的光线能够顺利射入到微结构膜层30内，大大降低了光的反射，增加了空气中的光射入到微结构膜系内的效率。可选地，微结构31的折射率可以是1、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25。

可选地，第一过渡层21和第二过渡层22为多个时，第一过渡层21与第二过渡层22交替叠置。多个不同折射率的第一过渡层21和第二过渡层22交替叠置，使得光线在不同的折射膜层内传递能够发生多次偏折，进而减小了微结构膜系的边缘对光线的反射率，以增加光线的透过率，进而增加相对照度，减少渐晕的现象，同时使得微结构膜系的各个位置的光学一致性更好。

具体的，基底层10的折射率大于等于1.4且小于等于1.7。这样设置使得基底层10的折射率与第一过渡层21、第二过渡层22都较为接近，这样在光线射入到基底层10时，产生的反射光偏少，保证了基底层10的透光率。

可选地，基底层10的折射率可以是1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7。

具体的，第一过渡层21的折射率大于等于1.5且小于等于2.5。这样设置使得第一过渡层21具有较高的折射率，以使得进入到第一过渡层21的光线能够发生较大的偏折，进而使得到达基底层10的光分布的更加均匀。可选地，第一过渡层21的折射率可以是1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5。

具体的，第二过渡层22的折射率大于等于1.4且小于等于1.5。这样设置使得第二过渡层22与第一过渡层21之间具有一定的折射率差值，使得光线在第二过渡层22的偏折与在第一过渡层21内的偏折方向和偏折角度不同，进而大大增加了光线在减反膜系内偏折的多样性，大大减少了光线的反射，使得到达基底层10的光分布的更加均匀。

可选地，第二过渡层22的折射率可以是1.4、1.42、1.45、1.47、1.49、1.5。

具体的，基底层10的材料包括APEL、EP、K9、K26R中的一种。基底层10为光学基底材料，使得基底层10与过渡层20之间匹配的更好，便于光线在微结构膜系内传播，增加了微结构膜系工作的稳定性。

可选地，微结构膜层30的材料为无机介质材料或者有机聚合物。这样设置使得微结构膜层30的折射率与空气更为接近，便于空气中的光线射入到微结构膜层30内，有利于减少微结构膜层30对光线的反射。

具体的，微结构膜层30的材料包括AL

在本实施例中，微结构31沿垂直于基底层10方向的长度大于等于10nm且小于等于1000nm。将微结构31的长度限制在10nm至1000nm的范围内，在保证光线在微结构膜系内的传播效率的同时还能够降低微结构膜系对光线的反射率，同时尽可能便于微结构31的制作。优选地，微结构层31沿垂直于基底层10方向的长度大于等于50nm且小于等于400nm。

在本实施例中，微结构31沿平行于基底层10方向的长度大于等于10nm且小于等于1000nm。由于透镜的面积有限，这样设置能够尽可能增加更多的微结构31的数量，进而使得微结构膜系的各个位置处的反射率的差异更小。优选地，微结构31沿平行于基底层10方向的长度大于50nm且小于等于200nm。

具体的，微结构31沿平行于基底层10方向的截面积向远离基底层10的方向逐渐减小。这样设置使得微结构31在远离基底层10的一端之间的距离较大，有利于光学射入到微结构膜层30的内部，大大减少了微结构膜层30对光的反射率。

如图1所示，微结构31沿垂直于基底层10方向的截面呈三角状。将微结构31设置成三角状，使得微结构膜层30的表面的平面面积较小，大大降低了光线在微结构膜系的表面的反射率，增加了光线的透过率。

在本实施例中，微结构膜系的表面对波长在430nm至780nm的光的最大反射率小于等于0.2％。这样设置使得微结构膜系的表面的反射率较小，进而增加了微结构膜系的透光率。

在本实施例中，微结构膜系的表面对波长在430nm至780nm的光的平均反射率小于等于0.1％。这样设置使得微结构膜系的表面的反射率较小，进而增加了微结构膜系的透光率。

在本实施例中，微结构膜系的表面的各个位置的反射率的差值小于2％。这样设置使得微结构膜系的表面的一致性较好，各个位置的反射率的差异较小，使得透镜的表面的光学性能差异较小，保证成像质量。

实施例三

如图1至15、图22至25所示，光学成像镜头包括镜筒、透镜、基底层10和微结构膜层30，透镜为多个，多个透镜间隔设置在镜筒内；基底层10设置在至少一个透镜的至少一侧表面上；微结构膜层30设置在基底层10远离透镜的一侧表面上，微结构膜层30远离透镜的表面具有多个间隔设置的微结构31，微结构31在垂直于透镜的方向上的折射率逐渐减小。

通过在透镜上设置微结构膜层30，大大降低了透镜表面的光滑度，进而增加了透镜对光线的吸收作用，大大降低了透镜的反射作用。在微结构膜层的表面设置微结构31，使得光线能够在微结构31之间反射和折射，以增加微结构膜层对光线的透过率，减少了成像光线的损失，增加了成像质量。此外，将微结构31的折射率沿垂直于透镜的方向呈梯度设置，以使得光线在微结构31的内部传播时发生不同角度的偏折，进一步减少光线的反射，加大了对光线的折射效果，增加了传输到透镜处的光线的均匀性，保证了光学成像镜头的成像质量。

如图24所示，微结构31的折射率向远离透镜的方向逐渐减小。或者说微结构31中越靠近透镜的位置折射率越高。

在本实施例中，微结构31沿垂直于透镜的方向的长度大于等于10nm且小于等于1000nm。将微结构31的长度限制在10nm至1000nm的范围内，在保证光线在微结构膜层内的传播效率的同时还能够降低微结构膜层对光线的反射率，同时尽可能便于微结构31的制作。优选地，微结构层31沿垂直于透镜的方向的长度大于等于50nm且小于等于400nm。

在本实施例中，微结构31沿平行于透镜的方向的长度大于等于10nm且小于等于1000nm。由于透镜的面积有限，这样设置能够尽可能增加更多的微结构31的数量，进而使得微结构膜层30的各个位置处的反射率的差异更小。优选地，微结构层31沿平行于透镜的方向的长度大于50nm且小于等于400nm。

具体的，微结构31沿平行于透镜的方向的截面积向远离透镜的方向逐渐减小。这样设置使得微结构31在远离透镜的一端微结构31之间的距离较大，有利于光线射入到微结构膜层30的内部，大大减少了微结构膜层30的对光的反射率。

如图1所示，微结构31沿垂直于基底层10的方向的截面呈三角状。将微结构31设置成三角状，使得微结构膜层30的表面的平面面积较小，大大降低了光线在微结构膜层30的表面的反射率，增加了光线的透过率。

可选地，微结构膜层30的材料为无机介质材料或者有机聚合物。这样设置使得微结构膜层30的折射率与空气更为接近，便于空气中的光线射入到微结构膜层30内，有利于减少微结构膜层30对光线的反射。

具体的，微结构膜层30的材料包括AL

具体的，微结构膜层30的表面对波长在430nm至780nm的光的平均反射率小于等于0.3％。这样设置使得微结构膜层的表面的反射率较小，进而增加了微结构膜层的透光率。

具体的，透镜的折射率大于等于1.4且小于等于1.7。这样设置使得透镜的折射率与微结构膜层30都较为接近，这样在光线射入到透镜时，产生的反射光偏少，保证了透镜的透光率。

可选地，透镜的折射率可以是1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7。

具体的，透镜的材料包括APEL、EP、K9、K26R中的一种。透镜为光学基底材料，使得透镜与微结构膜层30之间匹配的更好，便于光线在微结构膜层30内传播，增加了微结构膜层30工作的稳定性。

具体的，微结构膜层30的折射率大于等于1且小于1.3。微结构膜层30的折射率较小，更接近空气的折射率，这样能够保证空气中的光线能够顺利射入到微结构膜层30内，大大降低了光的反射，增加了空气中的光射入到微结构膜层30内的效率。

可选地，微结构膜层30的折射率可以是1、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3。

在本实施例中，微结构膜层30的表面的各个位置的反射率的差值小于2％。这样设置使得微结构膜层30的表面的一致性较好，各个位置的反射率的差异较小，使得透镜的表面的光学性能差异较小，保证成像质量。

如图24所示，在本实施例中还可以包括过渡层20，过渡层20设置在微结构膜层30与透镜之间，过渡层20包括叠置的第一过渡层21和第二过渡层22，第一过渡层21和第二过渡层22为多个时，第一过渡层21与第二过渡层22交替叠置。多个不同折射率的第一过渡层21和第二过渡层22交替叠置，使得光线在不同的折射膜层内传递能够发生多次偏折，进而减小了微结构膜层30的边缘对光线的反射率，以增加光线的透过率，进而增加相对照度，减少渐晕的现象，同时使得微结构膜层30的各个位置的光学一致性更好。

通过在微结构膜层30与透镜之间设置过渡层20，大大降低了对透镜的要求，以便于更好的与微结构膜层30进行匹配，大大增加了微结构膜层30的适用范围。第一过渡层21和第二过渡层22的折射率不同，使得光线在第一过渡层21和第二过渡层22中传播时能够发生不同角度的偏折，以增加传输到透镜处的光线的均匀性。同时可以减少微结构膜层30的边缘对光线的反射率，以增加光线的透过率，进而增加相对照度，减少渐晕的现象，进而增加了微结构膜层工作的稳定性。

具体的，第一过渡层21的折射率大于等于1.5且小于等于2.5。这样设置使得第一过渡层21具有较高的折射率，以使得进入到第一过渡层21的光线能够发生较大的偏折，进而使得到达透镜的光分布的更加均匀。

可选地，第一过渡层21的折射率可以是1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5。

具体的，第二过渡层22的折射率大于等于1.4且小于等于1.5。这样设置使得第二过渡层22与第一过渡层21之间具有一定的折射率差值，使得光线在第二过渡层22的偏折与在第一过渡层21内的偏折方向和偏折角度不同，进而大大增加了光线在减反膜系内偏折的多样性，大大减少了光线的反射，使得到达透镜的光分布的更加均匀。

可选地，第二过渡层22的折射率可以是1.4、1.42、1.45、1.47、1.49、1.5。

下面以几个具体的对比例进行说明，且下述的对比例一至对比例四，适用于实施例三。而对比例五和对比例六适用于实施例一和实施例二。

对比例一

在对比例一中，如图4所示，光学成像系统包括第一透镜E1，第一透镜E1具有第一透镜的物侧面S1和第一透镜的像侧面S2；第二透镜E2，第二透镜E2具有第二透镜的物侧面S3和第二透镜的像侧面S4；第三透镜E3，第三透镜E3具有第三透镜的物侧面S5和第三透镜的像侧面S6；第四透镜E4，第四透镜E4具有第四透镜的物侧面S7和第四透镜的像侧面S8；第五透镜E5，第五透镜E5具有第五透镜的物侧面S9和第五透镜的像侧面S10；滤波片E10，滤波片E10具有滤波片的物侧面S19和滤波片的像侧面S20，以及光阑STO和成像面S21。在本例子中，在第二透镜的像侧面S2上设置薄膜结构。

对照组是在第二透镜的像侧面S2上镀设PVD减反膜，实验组是在第二透镜的像侧面S2上镀设微结构膜系，且在本对比例中，微结构膜系仅包括微结构膜层30。

表1示出了本对比例中的对照组和实验组的膜层的具体结构。

表1

图5示出了本对比例中的对照组的不同入射角下反射率曲线的变化，图6示出了本对比例中的实验组的不同入射角下反射率曲线的变化。可以看出对照组由于镀膜的角度效应以及减反原理上的固有角度效应，对于正入射(0°)和大角度入射(例如10-40°不等)存在较大偏差(10％～30％)。而实验组中含有微结构31的微结构膜系不仅能够保证反射率远低于常规膜系，还能保证正入射与大角度入射的反射率差异在2％以内。因为光线的入射角度对于非球面透镜的具体位置是不同的，这使得平移、旋转透镜而在不同位置测试折射率时所得到的反射率曲线保持一致，而不会像PVD镀膜一样透镜不同位置处的反射率曲线具有显著区别。

对比例二

在对比例二中，如图7所示，光学成像系统包括第一透镜E1，第一透镜E1具有第一透镜的物侧面S1和第一透镜的像侧面S2；第二透镜E2，第二透镜E2具有第二透镜的物侧面S3和第二透镜的像侧面S4；第三透镜E3，第三透镜E3具有第三透镜的物侧面S5和第三透镜的像侧面S6；第四透镜E4，第四透镜E4具有第四透镜的物侧面S7和第四透镜的像侧面S8；第五透镜E5，第五透镜E5具有第五透镜的物侧面S9和第五透镜的像侧面S10；滤波片E10，滤波片E10具有滤波片的物侧面S19和滤波片的像侧面S20，以及光阑STO和成像面S21。在本例子中，在第五透镜的像侧面S10上设置薄膜结构。

对照组是在第五透镜的像侧面S10上镀设PVD减反膜，实验组是在第五透镜的像侧面S10上镀设微结构膜系，且在本对比例中，微结构膜系仅包括微结构膜层30。

表2示出了本对比例中的对照组和实验组的膜层的具体结构。

表2

图8示出了本对比例中的对照组的不同入射角下反射率曲线的变化，图9示出了本对比例中的实验组的不同入射角下反射率曲线的变化。可以看出对照组由于镀膜的角度效应以及减反原理上的固有角度效应，对于正入射(0°)和大角度入射(例如10-40°不等)存在较大偏差(10％～30％)。而实验组中含有微结构31的微结构膜系不仅能够保证反射率远低于常规膜系，还能保证正入射与大角度入射的反射率差异在2％以内。因为光线的入射角度对于非球面透镜的具体位置是不同的，这使得平移、旋转透镜而在不同位置测试折射率时所得到的反射率曲线保持一致，而不会像PVD镀膜一样透镜不同位置处的反射率曲线具有显著区别。

对比例三

在对比例三中，如图10所示，光学成像系统包括第一透镜E1，第一透镜E1具有第一透镜的物侧面S1和第一透镜的像侧面S2；第二透镜E2，第二透镜E2具有第二透镜的物侧面S3和第二透镜的像侧面S4；第三透镜E3，第三透镜E3具有第三透镜的物侧面S5和第三透镜的像侧面S6；第四透镜E4，第四透镜E4具有第四透镜的物侧面S7和第四透镜的像侧面S8；第五透镜E5，第五透镜E5具有第五透镜的物侧面S9和第五透镜的像侧面S10；第六透镜E6，第六透镜E6具有第六透镜的物侧面S11和第六透镜的像侧面S12；第七透镜E7，第七透镜E7具有第七透镜的物侧面S13和第七透镜的像侧面S14；滤波片E10，滤波片E10具有滤波片的物侧面S19和滤波片的像侧面S20，以及光阑STO和成像面S21。在本例子中，在第六透镜的像侧面S12上设置薄膜结构。

对照组是在第六透镜的像侧面S12上镀设PVD减反膜，实验组是在第六透镜的像侧面S12上镀设微结构膜系，且在本对比例中，微结构膜系仅包括微结构膜层30。

表3示出了本对比例中的对照组和实验组的膜层的具体结构。

表3

图11示出了本对比例中的对照组的不同入射角下反射率曲线的变化，图12示出了本对比例中的实验组的不同入射角下反射率曲线的变化。可以看出对照组由于镀膜的角度效应以及减反原理上的固有角度效应，对于正入射(0°)和大角度入射(例如10-40°不等)存在较大偏差(10％～30％)。而实验组中含有微结构31的微结构膜系不仅能够保证反射率远低于常规膜系，还能保证正入射与大角度入射的反射率差异在2％以内。因为光线的入射角度对于非球面透镜的具体位置是不同的，这使得平移、旋转透镜而在不同位置测试折射率时所得到的反射率曲线保持一致，而不会像PVD镀膜一样透镜不同位置处的反射率曲线具有显著区别。

对比例四

在对比例四中，如图13所示，光学成像系统包括第一透镜E1，第一透镜E1具有第一透镜的物侧面S1和第一透镜的像侧面S2；第二透镜E2，第二透镜E2具有第二透镜的物侧面S3和第二透镜的像侧面S4；第三透镜E3，第三透镜E3具有第三透镜的物侧面S5和第三透镜的像侧面S6；第四透镜E4，第四透镜E4具有第四透镜的物侧面S7和第四透镜的像侧面S8；第五透镜E5，第五透镜E5具有第五透镜的物侧面S9和第五透镜的像侧面S10；第六透镜E6，第六透镜E6具有第六透镜的物侧面S11和第六透镜的像侧面S12；第七透镜E7，第七透镜E7具有第七透镜的物侧面S13和第七透镜的像侧面S14；第八透镜E8，第八透镜E8具有第八透镜的物侧面S15和第八透镜的像侧面S16；滤波片E10，滤波片E10具有滤波片的物侧面S19和滤波片的像侧面S20，以及光阑STO和成像面S21。在本例子中，在第二透镜的像侧面S4上设置薄膜结构。

对照组是在第二透镜的像侧面S4上镀设PVD减反膜，实验组是在第二透镜的像侧面S4上镀设微结构膜系，且在本对比例中，微结构膜系仅包括微结构膜层30。

表4示出了本对比例中的对照组和实验组的膜层的具体结构。

表4

图14示出了本对比例中的对照组的不同入射角下反射率曲线的变化，图15示出了本对比例中的实验组的不同入射角下反射率曲线的变化。可以看出对照组由于镀膜的角度效应以及减反原理上的固有角度效应，对于正入射(0°)和大角度入射(例如10-40°不等)存在较大偏差(10％～30％)。而实验组中含有微结构31的微结构膜系不仅能够保证反射率远低于常规膜系，还能保证正入射与大角度入射的反射率差异在2％以内。因为光线的入射角度对于非球面透镜的具体位置是不同的，这使得平移、旋转透镜而在不同位置测试折射率时所得到的反射率曲线保持一致，而不会像PVD镀膜一样透镜不同位置处的反射率曲线具有显著区别。

对比例五

在对比例五中，如图16所示，光学成像系统包括第一透镜E1，第一透镜E1具有第一透镜的物侧面S1和第一透镜的像侧面S2；第二透镜E2，第二透镜E2具有第二透镜的物侧面S3和第二透镜的像侧面S4；第三透镜E3，第三透镜E3具有第三透镜的物侧面S5和第三透镜的像侧面S6；第四透镜E4，第四透镜E4具有第四透镜的物侧面S7和第四透镜的像侧面S8；第五透镜E5，第五透镜E5具有第五透镜的物侧面S9和第五透镜的像侧面S10；第六透镜E6，第六透镜E6具有第六透镜的物侧面S11和第六透镜的像侧面S12；滤波片E10，滤波片E10具有滤波片的物侧面S19和滤波片的像侧面S20，以及光阑STO和成像面S21。在本例子中，在第三透镜的物侧面S5上设置薄膜结构。

对照组是在第三透镜的物侧面S5上镀设PVD减反膜，实验组是在第三透镜的物侧面S5上镀设微结构膜系，且在本对比例中，微结构膜系包括过渡层20和微结构膜层30，其中第一过渡层21是Al

表5示出了本对比例中的对照组和实验组的膜层的具体结构。

表5

图17示出了本对比例中的对照组的不同入射角下反射率曲线的变化，图18示出了本对比例中的实验组的不同入射角下反射率曲线的变化。可以看出对照组由于镀膜的角度效应以及减反原理上的固有角度效应，对于正入射(0°)和大角度入射(例如10-40°不等)存在较大偏差(10％～30％)。而实验组中含有微结构31的微结构膜系不仅能够保证反射率远低于常规膜系，还能保证正入射与大角度入射的反射率差异在2％以内。因为光线的入射角度对于非球面透镜的具体位置是不同的，这使得平移、旋转透镜而在不同位置测试折射率时所得到的反射率曲线保持一致，而不会像PVD镀膜一样透镜不同位置处的反射率曲线具有显著区别。

对比例六

在对比例六中，如图19所示，光学成像系统包括第一透镜E1，第一透镜E1具有第一透镜的物侧面S1和第一透镜的像侧面S2；第二透镜E2，第二透镜E2具有第二透镜的物侧面S3和第二透镜的像侧面S4；第三透镜E3，第三透镜E3具有第三透镜的物侧面S5和第三透镜的像侧面S6；第四透镜E4，第四透镜E4具有第四透镜的物侧面S7和第四透镜的像侧面S8；第五透镜E5，第五透镜E5具有第五透镜的物侧面S9和第五透镜的像侧面S10；第六透镜E6，第六透镜E6具有第六透镜的物侧面S11和第六透镜的像侧面S12；第七透镜E7，第七透镜E7具有第七透镜的物侧面S13和第七透镜的像侧面S14；第八透镜E8，第八透镜E8具有第八透镜的物侧面S15和第八透镜的像侧面S16；第九透镜E9，第九透镜E9具有第九透镜的物侧面S17和第九透镜的像侧面S18；滤波片E10，滤波片E10具有滤波片的物侧面S19和滤波片的像侧面S20，以及光阑STO和成像面S21。在本例子中，在第七透镜的物侧面S13上设置薄膜结构。

对照组是在第七透镜的物侧面S13上镀设PVD减反膜，实验组是在第七透镜的物侧面S13上镀设微结构膜系。在本对比例中，微结构膜系包括过渡层20和微结构膜层30，其中第一过渡层21是Al

表6示出了本对比例中的对照组和实验组的膜层的具体结构。

表6

图20示出了本对比例中的对照组的不同入射角下反射率曲线的变化，图21示出了本对比例中的实验组的不同入射角下反射率曲线的变化。可以看出对照组由于镀膜的角度效应以及减反原理上的固有角度效应，对于正入射(0°)和大角度入射(例如10-40°不等)存在较大偏差(10％～30％)。而实验组中含有微结构31的微结构膜系不仅能够保证反射率远低于常规膜系，还能保证正入射与大角度入射的反射率差异在2％以内。因为光线的入射角度对于非球面透镜的具体位置是不同的，这使得平移、旋转透镜而在不同位置测试折射率时所得到的反射率曲线保持一致，而不会像PVD镀膜一样透镜不同位置处的反射率曲线具有显著区别。

需要说明的是，正入射是入射光线与法线的夹角为0°，大角度入射是指入射光线与法线的夹角大于10°且小于等于40°。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。