一种利用衍射面消除色差的光学镜头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及光学领域，具体设及一种光学透镜。
【背景技术】
[0002] 在单个镜片的光学系统中，通过设计人员的不断尝试一般都能获得成像质量较好 的光学镜头，但是由于色差的存在，结果却往往不能符合客户的需求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种利用衍射面消除色差的光学镜头，W解决上述技术问 题。
[0004] 本发明所解决的技术问题可W采用W下技术方案来实现：
[0005] -种利用衍射面消除色差的光学镜头，包括一光学透镜主体，其特征在于，所述光 学镜头主体是平凸透镜，所述平凸透镜包括一平面、一外凸曲面；
[0006] 所述平面与所述外凸曲面中任意一个是一衍射面。
[0007] 本发明通过将传统的光学镜头主体中的平面或外凸曲面中的任意一个改良为一 衍射面，通过衍射面，利用衍射面负色散性和波面任意整形特性来消除系统色差及改善波 前像差。
[0008] 作为一种优选方案，所述平面是一衍射面。
[0009] 在所述平面表面用精细加工方法制作出衍射微结构，W形成所述衍射面。利用 衍射光学元件的负色散性质与折射透镜的色散进行抵销，进而实现消色差。相比于传统 透镜结构，该种折衍混合透镜结构在矫正色差方面具有独特性能，可W减少透镜片数的 使用量，进而减轻系统重量，降低系统成本。随着光学元件加工技术的进步，采用金刚 石车削的方法对进行精确衍射面的加工。旋转对称的衍射面的位相分布函数为4W= Air2+A2r4+A3r6+...，式中；r为归一化的半径坐标，Ai，A2等为相位系数。
[0010]
[0011] 所述衍射面的二次位相系数为5.0338*l〇-s~7.0812*1〇-8,所述衍射面的四次 位相系数为-10. 423*l〇-e~-9. 4234*10 -e，所述衍射面的六次位相系数为7. 6241*l〇-s~ 9. 8244*10-8。
[0012] 通过优化衍射面的位相系数，优化平凸透镜的成像效果。
[0013] 所述衍射面的系数为
[0014]
[001引。
[0016] 作为另一种优选方案，所述外凸曲面是一衍射面。
[0017] 在所述外凸曲面表面用精细加工方法制作出衍射微结构，W形成所述衍射面。利 用衍射光学元件的负色散性质与折射透镜的色散进行抵销，进而实现消色差。相比于传 统透镜结构，该种折衍混合透镜结构在矫正色差方面具有独特性能，可W减少透镜片数 的使用量，进而减轻系统重量，降低系统成本。随着光学元件加工技术的进步，采用金刚 石车削的方法对进行精确衍射面的加工。旋转对称的衍射面的位相分布函数为4W= Air2+A2r4+A3r6+...，式中；r为归一化的半径坐标，Ai，A2等为相位系数。
[0018] 所述衍射面的二次位相系数为4. 0812*l(rw~6. 0812*l(rw，所述衍射面的四次 位相系数为-7. 5254*l〇-s~-5. 5254*10 -S，所述衍射面的六次位相系数为6. 8244*1〇-7~ 8. 8244*10-7。
[0019] 通过优化衍射面的位相系数，优化平凸透镜的成像效果。
[0020] 所述衍射面的系数为
[0021]
[0022]
[0023] 。
[0024] 作为一种优选方案，所述光学镜头主体是由两个平凸透镜构成的光学透镜主体， 所述两个平凸透镜的平面均是一衍射面；
[0025] 两个平凸透镜分别为第一平凸透镜，第二平凸透镜，所述第一平凸透镜位于所述 第二平凸透镜的上方，所述第一平凸透镜与所述第二平凸透镜的夹角不大于165°，且不小 于 125。。
[0026] 本发明通过由两个平凸透镜构成的光学透镜主体的外凸曲面为衍射面，便于=维 成像时的消除系统色差。
[0027] 作为另一种优选方案，所述光学镜头主体是由两个平凸透镜构成的光学透镜主 体，所述两个平凸透镜的外凸曲面均是衍射面；
[0028] 两个平凸透镜分别为第一平凸透镜，第二平凸透镜，所述第一平凸透镜位于所述 第二平凸透镜的上方，所述第一平凸透镜与所述第二平凸透镜的夹角不大于165°，且不小 于 125。。
[0029] 本发明通过由两个平凸透镜构成的光学透镜主体的外凸曲面为衍射面，便于=维 成像时的消除系统色差。
[0030] 所述衍射面是一由衍射光栅构成的衍射面。
[0031] 所述外凸曲面或所述平面上等间距排布有圆形盲孔，所述圆形盲孔的孔径不大于 1mm，所述圆形盲孔的间距不大于1cm，所述圆形盲孔的深度不大于100ym。
[0032] 便于实现小孔衍射。
[0033] 所述光学透镜主体不限材质：
[0034] 所述光学透镜主体可W是亚克力材质制成的光学透镜主体。亚克力材质透明性 好，质地轻盈、价格便宜，易于成型。
[00巧]所述光学透镜主体还可W为树脂材料制成的光学透镜主体。树脂材料质地轻盈、 耐冲击、加工便捷，成本低廉。
[0036] 所述光学透镜主体还可W为光学玻璃制成的光学透镜主体。光学玻璃耐高温、膨 胀系数低、机械强度高、化学性能好。
[0037] 所述外凸曲面上均匀涂覆有一防藍光膜层，所述防藍光膜层的厚度不大于 500ym，且不小于100ym。
[0038] 通过防藍光膜层，用于对用户观测时的视力保护。本发明通过对防藍光膜层厚度 的优化，有助于保证成像效果的同时，起到保护视力的效果。
[0039] 所述平面与所述外凸曲面通过一环状曲面相连，所述环状曲面的外壁上设有一挡 光层。
[0040] 减少杂散光。
[0041] 所述挡光层的厚度不大于1mm，且不小于10ym。防止厚度过厚，浪费成本，厚度过 薄，挡光性不佳。
[0042] 所述挡光层可W是由AZ光胶涂覆而成的挡光层。AZ正性光胶当厚度大于10ym 时，在200~285nm的紫外光区几乎不透光。
【附图说明】
[0043] 图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0044] 本发明的目的在于提供一种利用衍射面消除色差的光学镜头，W解决上述技术问 题。
[0045] 本发明所解决的技术问题可W采用W下技术方案来实现：
[0046] -种利用衍射面消除色差的光学镜头，包括光学透镜主体3,光学镜头主体3是平 凸透镜，平凸透镜包括一平面1、一外凸曲面2;平面1与外凸曲面2中任意一个是一衍射 面。本发明通过将传统的光学镜头主体中的平面或外凸曲面中的任意一个改良为一衍射 面，通过衍射面，利用衍射面负色散性和波面任意整形特性来消除系统色差及改善波前像 差。
[0047] 光学透镜主体不限材质：光学透镜主体可W是亚克力材质制成的光学透镜主体。 亚克力材质透明性好，质地轻盈、价格便宜，易于成型。光学透镜主体还可W为树脂材料制 成的光学透镜主体。树脂材料质地轻盈、耐冲击、加工便捷，成本低廉。光学透镜主体还可 W为光学玻璃制成的光学透镜主体。光学玻璃耐高温、膨胀系数低、机械强度高、化学性能 好。
[0048] 作为一种优选方案，平面1是一衍射面。在平面1表面用精细加工方法制作出衍 射微结构，W形成衍射面。利用衍射光学元件的负色散性质与折