专利名称：菲涅耳透镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种菲涅耳透镜的改进方法。
菲涅耳透镜的不连续面是一系列曲率不同的球面，球面镜除近轴区外不能很好地成像，因此菲涅耳透镜的应用受到了很大的限制。
本实用新型的目的是提高菲涅耳透镜的成像精度。
为了提高菲涅耳透镜的成像精度，必须按物像等光程原理设计光学面，以平面型菲涅耳透镜为例，只要将一系列球面改为一系列旋转双曲面，旋转轴为双曲线的两焦点连线，即光轴，双曲线另半支对应的焦点就是透镜的像方焦点，以光轴为x轴，以像方焦点为原点，则双曲面方程为(x+na)2-(y2+z2)/(n2-1)＝a2其中n为透镜材料的折光率，a取一系列长度值，最大值对应透镜的中心部分，决定透镜的焦距，最小值对应透镜的最外部分，决定透镜的直径，相邻差值决定透镜的厚度。
菲涅耳透镜的不连续面是由若干个环状球面同心组合而成，每一球面所对应的环状区可单独作为一个透镜，将球面改为相应的旋转双曲面后，则无穷远轴上物点与像方焦点为一对齐明点，因此极大地提高了菲涅耳透镜的成像质量。
图1为改进后菲涅耳透镜的示意图。
图2为菲涅耳透镜的进一步优化示意图。
为了更形象地说明，以
图1为例，B0B1和C0C1平行于光轴，设透镜材料的折光率n＝1.5，焦距A1O＝5，厚度A0A1＝B0B1＝1，一般菲涅耳透镜的厚度比焦距小两个数量级左右，这里为便于图示夸大了厚度，则轴截面双曲线方程为(x+na)2-y2/(n2-1)＝a2<1>
下面来确定一系列a值，从里向外依次设为a1，a2，a2…把点A1(-5，0)代入方程<1>得a1＝2，由此得B0的坐标(-6，2.5)，由B0的坐标得B1的坐标(-5，2.5)，代入方程<1>得a2＝1.528，由此得C0的坐标(-6，3.778)，如果按等厚原则，C0C1＝1，则由C0的坐标得C1的坐标(-5，3.778)，代入方程得a3＝0.987，依此类推，可确定透镜的不连续面。
为了提高透镜对入射光方向的适应性，可使B0B1和C0C1等与光轴有一定的夹角α，如图2所示，其中α＝α1/(n+1)将每一环状镜分别制造，同心组合在一块平板玻璃上，平板玻璃起轴向定位和连接作用，这样就制成一个新式菲涅耳透镜，当其平的一面对准较远的物时，能在焦平面附近得到清晰的像。
权利要求一种改进的菲涅耳透镜，其特征是其不连续面是一系列旋转双曲面，每一个曲面都能使无穷远物点与像方焦点成为齐明点。
专利摘要本实用性型公开了一种菲涅耳透镜的改进方法,将菲涅耳透镜的不连续面由球面改为旋转双曲面,使光轴上无穷远物点与像方焦点成为齐明点,从而提高了菲涅耳透镜的成像精度,使菲涅耳透镜能应用于某些精密成像光学系统。
文档编号G02B3/08GK2498617SQ01237620
公开日2002年7月3日 申请日期2001年4月30日 优先权日2001年4月30日
发明者鲁孝二 申请人:鲁孝二