一种组合非球面透镜的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光学领域，尤其是指一种组合非球面透镜。
【背景技术】
[0002]球面透镜相对非球面透镜，加工方法成熟，制作工艺简单，但应用复杂，在光学系统中需要校正众多的像差，可能需要许许多多的透镜组，无法实现镜头的小型化。非球面透镜相对于球面透镜具有独特的优势，可以改进光学品质、减少光学元件、具有更高的分辨率、可降低设计成本等等，因此在光学仪器等领域得到了广泛应用，同时使得镜头的小型化成为了可能。例如数码相机、变焦镜头、卫星红外望远镜、电视摄像管、条形码读出头、医疗仪器、光纤通信的光纤接头等等，非球面透镜有着广泛的应用。
[0003]但目前的非球面透镜的结构主要利用注射成型的非球面透镜组合，非球面膜层与基底玻璃材料结合在一起，当温度发生变化时，玻璃基底与表层非球面膜层热膨胀系数不一致从而产生应力变化，会导致表层非球面膜层被挤压或拉伸而改变非球面的曲率，从而破坏组合非球面透镜的光学性能。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型解决了上述技术问题，提供一种组合非球面透镜。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为:一种组合非球面透镜，包括至少一个球面玻璃透镜和补偿片，所述的球面玻璃透镜至少有一面是球面曲面，所述的补偿片的一面为非球面曲面，所述的球面玻璃透镜与补偿片的基底是自由分离的，通过可调卡固结构将球面玻璃透镜和补偿片组合固定。
[0006]进一步的，所述的球面玻璃透镜采用平凸、双凸、凹凸或者双凹结构。
[0007]进一步的，所述的补偿片采用采用平凸或者月牙结构。
[0008]进一步的，所述的补偿片采用光学塑料、光学玻璃或者晶体。
[0009]进一步的，所述的补偿片采用光刻技术成型、玻璃热压技术成型、光学透明塑料模压成型或者光学精密加工成型。
[0010]采用本实用新型的技术方案的有益效果:
[0011]1.该组合非球面透镜是分离式的，且具有非球面曲面的补偿片采用光学塑料，由于光学塑料与光学玻璃的折射率温度变化规律相反，可进行温度补偿，保证了光学元件不会受到因为温度变化等因素引起的材料热膨胀系数不一造成的应力的影响，因此保证了非球面的功能完好；
[0012]2.该分离式组合非球面透镜的非球面补偿片可以设计加工成特定表面轮廓，实现像差校正；
[0013]3.该分离式组合非球面透镜的非球面补偿片，可以设计加工成衍射光学表面，通过全息或光刻等方法将光栅或微透镜等微光学结构制作到非球面补偿片上，使得补偿片具有负色散效应，与光学玻璃的正色散效应补偿，实现色差校正。
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0015]图1是本实用新型实施例一组合示意图；
[0016]图2是本实用新型实施例二组合示意图；
[0017]图3是本实用新型实施例三组合示意图；
[0018]图4是本实用新型实施例四组合示意图；
[0019]图5是本实用新型实施例五组合示意图；
[0020]图6是本实用新型实施例六组合示意图；
[0021]图7是本实用新型补偿片采用光刻技术成型示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型做进一步说明。
[0023]一种组合非球面透镜，包括至少一个球面玻璃透镜10和补偿片20，所述的球面玻璃透镜10至少有一面是球面曲面11，所述的补偿片20的一面为非球面曲面21，所述的球面玻璃透镜10与补偿片20的基底是自由分离的，通过可调卡固结构将球面玻璃透镜10和补偿片20组合固定，图1至图5所示的实施例为球面玻璃透镜10采用平凸、双凸、凹凸或者双凹结构与补偿片20的组合方式，球面玻璃透镜10可以采用一个或者多个，根据实际需要组合，但不局限于此，图1至图6所示实施例为一个或者多个球面玻璃透镜10与平凸形状或者月牙形状的补偿片20的组合方式，但不局限于此。
[0024]图7所示补偿片采用光刻技术成型，采用阵列的方法，一次光刻可以制作出上百片的补偿片20，降低成本，同时补偿片还是可以采用玻璃热压技术成型、光学透明塑料模压成型或者光学精密加工成型，采用玻璃热压技术成型，由于该种非球面补偿片接近平板，可以做得很薄，而且很容易通过退火完全消除应力，可获得比光刻或气溶胶工艺更好的光学质量，甚至可以做成大尺寸的非球面；采用光学透明塑料模压成型，由于塑料薄、吸收少，温度效应大为减小；采用光学加工方法获得，可用机加工计算机控制加工精度，也可通过动用酸腐蚀和光学抛光甚至软抛光等方法获得，可做成平凸或月牙形补偿片20 ;另外，补偿片20可以采用光学塑料、光学玻璃或者晶体结构。
[0025]通过Zemax进行模拟，分析玻璃球面镜复合塑料非球面薄膜的热敏感性，发现:当环境温度由20°C升高到50°C，非球面玻璃透镜的聚焦光斑直径由4um变大到13.7um，复合非球面透镜聚焦光斑直径由4um变大到10.32um，通过补偿设计的符合非球面透镜对温度更加不敏感。
[0026]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种组合非球面透镜，其特征在于:包括至少一个球面玻璃透镜和补偿片，所述的球面玻璃透镜至少有一面是球面曲面，所述的补偿片的一面为非球面曲面，所述的球面玻璃透镜与补偿片的基底是自由分离的，通过可调卡固结构将球面玻璃透镜和补偿片组合固定。
2.根据权利要求1所述的一种组合非球面透镜，其特征在于:所述的球面玻璃透镜采用平凸、双凸、凹凸或者双凹结构。
3.根据权利要求1所述的一种组合非球面透镜，其特征在于:所述的补偿片采用采用平凸或者月牙结构。
4.根据权利要求1所述的一种组合非球面透镜，其特征在于:所述的补偿片采用光学塑料、光学玻璃或者晶体。
5.根据权利要求1所述的一种组合非球面透镜，其特征在于:所述的补偿片采用光刻技术成型、玻璃热压技术成型、光学透明塑料模压成型或者光学精密加工成型。
【专利摘要】一种组合非球面透镜，包括至少一个球面玻璃透镜和补偿片，所述的球面玻璃透镜至少有一面是球面曲面，所述的补偿片的一面为非球面曲面，所述的球面玻璃透镜与补偿片的基底是自由分离的，通过可调卡固结构将球面玻璃透镜和补偿片组合固定。采用本实用新型的技术方案，保证了光学元件不会受到因为温度变化等因素引起的材料热膨胀系数不一造成的应力的影响，保证了非球面的功能完好。
【IPC分类】G02B3-02
【公开号】CN204347283
【申请号】CN201420855878
【发明人】吴砺, 张建英, 林磊, 董海军, 凌吉武
【申请人】福州高意光学有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月30日