一種利用衍射面消除色差的光學鏡頭的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及光學領域，具體設及一種光學透鏡。
【背景技術】
[0002] 在單個鏡片的光學系統(tǒng)中，通過設計人員的不斷嘗試一般都能獲得成像質(zhì)量較好 的光學鏡頭，但是由于色差的存在，結(jié)果卻往往不能符合客戶的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用衍射面消除色差的光學鏡頭，W解決上述技術問 題。
[0004] 本發(fā)明所解決的技術問題可W采用W下技術方案來實現(xiàn)：
[0005] -種利用衍射面消除色差的光學鏡頭，包括一光學透鏡主體，其特征在于，所述光 學鏡頭主體是平凸透鏡，所述平凸透鏡包括一平面、一外凸曲面；
[0006] 所述平面與所述外凸曲面中任意一個是一衍射面。
[0007] 本發(fā)明通過將傳統(tǒng)的光學鏡頭主體中的平面或外凸曲面中的任意一個改良為一 衍射面，通過衍射面，利用衍射面負色散性和波面任意整形特性來消除系統(tǒng)色差及改善波 前像差。
[0008] 作為一種優(yōu)選方案，所述平面是一衍射面。
[0009] 在所述平面表面用精細加工方法制作出衍射微結(jié)構，W形成所述衍射面。利用 衍射光學元件的負色散性質(zhì)與折射透鏡的色散進行抵銷，進而實現(xiàn)消色差。相比于傳統(tǒng) 透鏡結(jié)構，該種折衍混合透鏡結(jié)構在矯正色差方面具有獨特性能，可W減少透鏡片數(shù)的 使用量，進而減輕系統(tǒng)重量，降低系統(tǒng)成本。隨著光學元件加工技術的進步，采用金剛 石車削的方法對進行精確衍射面的加工。旋轉(zhuǎn)對稱的衍射面的位相分布函數(shù)為4W= Air2+A2r4+A3r6+...，式中；r為歸一化的半徑坐標，Ai，A2等為相位系數(shù)。
[0010]
[0011] 所述衍射面的二次位相系數(shù)為5.0338*l〇-s~7.0812*1〇-8,所述衍射面的四次 位相系數(shù)為-10. 423*l〇-e~-9. 4234*10 -e，所述衍射面的六次位相系數(shù)為7. 6241*l〇-s~ 9. 8244*10-8。
[0012] 通過優(yōu)化衍射面的位相系數(shù)，優(yōu)化平凸透鏡的成像效果。
[0013] 所述衍射面的系數(shù)為
[0014]
[001引。
[0016] 作為另一種優(yōu)選方案，所述外凸曲面是一衍射面。
[0017] 在所述外凸曲面表面用精細加工方法制作出衍射微結(jié)構，W形成所述衍射面。利 用衍射光學元件的負色散性質(zhì)與折射透鏡的色散進行抵銷，進而實現(xiàn)消色差。相比于傳 統(tǒng)透鏡結(jié)構，該種折衍混合透鏡結(jié)構在矯正色差方面具有獨特性能，可W減少透鏡片數(shù) 的使用量，進而減輕系統(tǒng)重量，降低系統(tǒng)成本。隨著光學元件加工技術的進步，采用金剛 石車削的方法對進行精確衍射面的加工。旋轉(zhuǎn)對稱的衍射面的位相分布函數(shù)為4W= Air2+A2r4+A3r6+...，式中；r為歸一化的半徑坐標，Ai，A2等為相位系數(shù)。
[0018] 所述衍射面的二次位相系數(shù)為4. 0812*l(rw~6. 0812*l(rw，所述衍射面的四次 位相系數(shù)為-7. 5254*l〇-s~-5. 5254*10 -S，所述衍射面的六次位相系數(shù)為6. 8244*1〇-7~ 8. 8244*10-7。
[0019] 通過優(yōu)化衍射面的位相系數(shù)，優(yōu)化平凸透鏡的成像效果。
[0020] 所述衍射面的系數(shù)為
[0021]
[0022]
[0023] 。
[0024] 作為一種優(yōu)選方案，所述光學鏡頭主體是由兩個平凸透鏡構成的光學透鏡主體， 所述兩個平凸透鏡的平面均是一衍射面；
[0025] 兩個平凸透鏡分別為第一平凸透鏡，第二平凸透鏡，所述第一平凸透鏡位于所述 第二平凸透鏡的上方，所述第一平凸透鏡與所述第二平凸透鏡的夾角不大于165°，且不小 于 125。。
[0026] 本發(fā)明通過由兩個平凸透鏡構成的光學透鏡主體的外凸曲面為衍射面，便于=維 成像時的消除系統(tǒng)色差。
[0027] 作為另一種優(yōu)選方案，所述光學鏡頭主體是由兩個平凸透鏡構成的光學透鏡主 體，所述兩個平凸透鏡的外凸曲面均是衍射面；
[0028] 兩個平凸透鏡分別為第一平凸透鏡，第二平凸透鏡，所述第一平凸透鏡位于所述 第二平凸透鏡的上方，所述第一平凸透鏡與所述第二平凸透鏡的夾角不大于165°，且不小 于 125。。
[0029] 本發(fā)明通過由兩個平凸透鏡構成的光學透鏡主體的外凸曲面為衍射面，便于=維 成像時的消除系統(tǒng)色差。
[0030] 所述衍射面是一由衍射光柵構成的衍射面。
[0031] 所述外凸曲面或所述平面上等間距排布有圓形盲孔，所述圓形盲孔的孔徑不大于 1mm，所述圓形盲孔的間距不大于1cm，所述圓形盲孔的深度不大于100ym。
[0032] 便于實現(xiàn)小孔衍射。
[0033] 所述光學透鏡主體不限材質(zhì)：
[0034] 所述光學透鏡主體可W是亞克力材質(zhì)制成的光學透鏡主體。亞克力材質(zhì)透明性 好，質(zhì)地輕盈、價格便宜，易于成型。
[00巧]所述光學透鏡主體還可W為樹脂材料制成的光學透鏡主體。樹脂材料質(zhì)地輕盈、 耐沖擊、加工便捷，成本低廉。
[0036] 所述光學透鏡主體還可W為光學玻璃制成的光學透鏡主體。光學玻璃耐高溫、膨 脹系數(shù)低、機械強度高、化學性能好。
[0037] 所述外凸曲面上均勻涂覆有一防藍光膜層，所述防藍光膜層的厚度不大于 500ym，且不小于100ym。
[0038] 通過防藍光膜層，用于對用戶觀測時的視力保護。本發(fā)明通過對防藍光膜層厚度 的優(yōu)化，有助于保證成像效果的同時，起到保護視力的效果。
[0039] 所述平面與所述外凸曲面通過一環(huán)狀曲面相連，所述環(huán)狀曲面的外壁上設有一擋 光層。
[0040] 減少雜散光。
[0041] 所述擋光層的厚度不大于1mm，且不小于10ym。防止厚度過厚，浪費成本，厚度過 薄，擋光性不佳。
[0042] 所述擋光層可W是由AZ光膠涂覆而成的擋光層。AZ正性光膠當厚度大于10ym 時，在200~285nm的紫外光區(qū)幾乎不透光。
【附圖說明】
[0043] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0044] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用衍射面消除色差的光學鏡頭，W解決上述技術問 題。
[0045] 本發(fā)明所解決的技術問題可W采用W下技術方案來實現(xiàn)：
[0046] -種利用衍射面消除色差的光學鏡頭，包括光學透鏡主體3,光學鏡頭主體3是平 凸透鏡，平凸透鏡包括一平面1、一外凸曲面2;平面1與外凸曲面2中任意一個是一衍射 面。本發(fā)明通過將傳統(tǒng)的光學鏡頭主體中的平面或外凸曲面中的任意一個改良為一衍射 面，通過衍射面，利用衍射面負色散性和波面任意整形特性來消除系統(tǒng)色差及改善波前像 差。
[0047] 光學透鏡主體不限材質(zhì)：光學透鏡主體可W是亞克力材質(zhì)制成的光學透鏡主體。 亞克力材質(zhì)透明性好，質(zhì)地輕盈、價格便宜，易于成型。光學透鏡主體還可W為樹脂材料制 成的光學透鏡主體。樹脂材料質(zhì)地輕盈、耐沖擊、加工便捷，成本低廉。光學透鏡主體還可 W為光學玻璃制成的光學透鏡主體。光學玻璃耐高溫、膨脹系數(shù)低、機械強度高、化學性能 好。
[0048] 作為一種優(yōu)選方案，平面1是一衍射面。在平面1表面用精細加工方法制作出衍 射微結(jié)構，W形成衍射面。利用衍射光學元件的負色散性質(zhì)與折