一種組合非球面透鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其是指一種組合非球面透鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]球面透鏡相對(duì)非球面透鏡，加工方法成熟，制作工藝簡單，但應(yīng)用復(fù)雜，在光學(xué)系統(tǒng)中需要校正眾多的像差，可能需要許許多多的透鏡組，無法實(shí)現(xiàn)鏡頭的小型化。非球面透鏡相對(duì)于球面透鏡具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以改進(jìn)光學(xué)品質(zhì)、減少光學(xué)元件、具有更高的分辨率、可降低設(shè)計(jì)成本等等，因此在光學(xué)儀器等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)使得鏡頭的小型化成為了可能。例如數(shù)碼相機(jī)、變焦鏡頭、衛(wèi)星紅外望遠(yuǎn)鏡、電視攝像管、條形碼讀出頭、醫(yī)療儀器、光纖通信的光纖接頭等等，非球面透鏡有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]但目前的非球面透鏡的結(jié)構(gòu)主要利用注射成型的非球面透鏡組合，非球面膜層與基底玻璃材料結(jié)合在一起，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，玻璃基底與表層非球面膜層熱膨脹系數(shù)不一致從而產(chǎn)生應(yīng)力變化，會(huì)導(dǎo)致表層非球面膜層被擠壓或拉伸而改變非球面的曲率，從而破壞組合非球面透鏡的光學(xué)性能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型解決了上述技術(shù)問題，提供一種組合非球面透鏡。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種組合非球面透鏡，包括至少一個(gè)球面玻璃透鏡和補(bǔ)償片，所述的球面玻璃透鏡至少有一面是球面曲面，所述的補(bǔ)償片的一面為非球面曲面，所述的球面玻璃透鏡與補(bǔ)償片的基底是自由分離的，通過可調(diào)卡固結(jié)構(gòu)將球面玻璃透鏡和補(bǔ)償片組合固定。
[0006]進(jìn)一步的，所述的球面玻璃透鏡采用平凸、雙凸、凹凸或者雙凹結(jié)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步的，所述的補(bǔ)償片采用采用平凸或者月牙結(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步的，所述的補(bǔ)償片采用光學(xué)塑料、光學(xué)玻璃或者晶體。
[0009]進(jìn)一步的，所述的補(bǔ)償片采用光刻技術(shù)成型、玻璃熱壓技術(shù)成型、光學(xué)透明塑料模壓成型或者光學(xué)精密加工成型。
[0010]采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案的有益效果:
[0011]1.該組合非球面透鏡是分離式的，且具有非球面曲面的補(bǔ)償片采用光學(xué)塑料，由于光學(xué)塑料與光學(xué)玻璃的折射率溫度變化規(guī)律相反，可進(jìn)行溫度補(bǔ)償，保證了光學(xué)元件不會(huì)受到因?yàn)闇囟茸兓纫蛩匾鸬牟牧蠠崤蛎浵禂?shù)不一造成的應(yīng)力的影響，因此保證了非球面的功能完好；
[0012]2.該分離式組合非球面透鏡的非球面補(bǔ)償片可以設(shè)計(jì)加工成特定表面輪廓，實(shí)現(xiàn)像差校正；
[0013]3.該分離式組合非球面透鏡的非球面補(bǔ)償片，可以設(shè)計(jì)加工成衍射光學(xué)表面，通過全息或光刻等方法將光柵或微透鏡等微光學(xué)結(jié)構(gòu)制作到非球面補(bǔ)償片上，使得補(bǔ)償片具有負(fù)色散效應(yīng)，與光學(xué)玻璃的正色散效應(yīng)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)色差校正。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一組合示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二組合示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例三組合示意圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例四組合示意圖；
[0019]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例五組合示意圖；
[0020]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例六組合示意圖；
[0021]圖7是本實(shí)用新型補(bǔ)償片采用光刻技術(shù)成型示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0023]一種組合非球面透鏡，包括至少一個(gè)球面玻璃透鏡10和補(bǔ)償片20，所述的球面玻璃透鏡10至少有一面是球面曲面11，所述的補(bǔ)償片20的一面為非球面曲面21，所述的球面玻璃透鏡10與補(bǔ)償片20的基底是自由分離的，通過可調(diào)卡固結(jié)構(gòu)將球面玻璃透鏡10和補(bǔ)償片20組合固定，圖1至圖5所示的實(shí)施例為球面玻璃透鏡10采用平凸、雙凸、凹凸或者雙凹結(jié)構(gòu)與補(bǔ)償片20的組合方式，球面玻璃透鏡10可以采用一個(gè)或者多個(gè)，根據(jù)實(shí)際需要組合，但不局限于此，圖1至圖6所示實(shí)施例為一個(gè)或者多個(gè)球面玻璃透鏡10與平凸形狀或者月牙形狀的補(bǔ)償片20的組合方式，但不局限于此。
[0024]圖7所示補(bǔ)償片采用光刻技術(shù)成型，采用陣列的方法，一次光刻可以制作出上百片的補(bǔ)償片20，降低成本，同時(shí)補(bǔ)償片還是可以采用玻璃熱壓技術(shù)成型、光學(xué)透明塑料模壓成型或者光學(xué)精密加工成型，采用玻璃熱壓技術(shù)成型，由于該種非球面補(bǔ)償片接近平板，可以做得很薄，而且很容易通過退火完全消除應(yīng)力，可獲得比光刻或氣溶膠工藝更好的光學(xué)質(zhì)量，甚至可以做成大尺寸的非球面；采用光學(xué)透明塑料模壓成型，由于塑料薄、吸收少，溫度效應(yīng)大為減??；采用光學(xué)加工方法獲得，可用機(jī)加工計(jì)算機(jī)控制加工精度，也可通過動(dòng)用酸腐蝕和光學(xué)拋光甚至軟拋光等方法獲得，可做成平凸或月牙形補(bǔ)償片20 ;另外，補(bǔ)償片20可以采用光學(xué)塑料、光學(xué)玻璃或者晶體結(jié)構(gòu)。
[0025]通過Zemax進(jìn)行模擬，分析玻璃球面鏡復(fù)合塑料非球面薄膜的熱敏感性，發(fā)現(xiàn):當(dāng)環(huán)境溫度由20°C升高到50°C，非球面玻璃透鏡的聚焦光斑直徑由4um變大到13.7um，復(fù)合非球面透鏡聚焦光斑直徑由4um變大到10.32um，通過補(bǔ)償設(shè)計(jì)的符合非球面透鏡對(duì)溫度更加不敏感。
[0026]盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種組合非球面透鏡，其特征在于:包括至少一個(gè)球面玻璃透鏡和補(bǔ)償片，所述的球面玻璃透鏡至少有一面是球面曲面，所述的補(bǔ)償片的一面為非球面曲面，所述的球面玻璃透鏡與補(bǔ)償片的基底是自由分離的，通過可調(diào)卡固結(jié)構(gòu)將球面玻璃透鏡和補(bǔ)償片組合固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合非球面透鏡，其特征在于:所述的球面玻璃透鏡采用平凸、雙凸、凹凸或者雙凹結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合非球面透鏡，其特征在于:所述的補(bǔ)償片采用采用平凸或者月牙結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合非球面透鏡，其特征在于:所述的補(bǔ)償片采用光學(xué)塑料、光學(xué)玻璃或者晶體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合非球面透鏡，其特征在于:所述的補(bǔ)償片采用光刻技術(shù)成型、玻璃熱壓技術(shù)成型、光學(xué)透明塑料模壓成型或者光學(xué)精密加工成型。
【專利摘要】一種組合非球面透鏡，包括至少一個(gè)球面玻璃透鏡和補(bǔ)償片，所述的球面玻璃透鏡至少有一面是球面曲面，所述的補(bǔ)償片的一面為非球面曲面，所述的球面玻璃透鏡與補(bǔ)償片的基底是自由分離的，通過可調(diào)卡固結(jié)構(gòu)將球面玻璃透鏡和補(bǔ)償片組合固定。采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，保證了光學(xué)元件不會(huì)受到因?yàn)闇囟茸兓纫蛩匾鸬牟牧蠠崤蛎浵禂?shù)不一造成的應(yīng)力的影響，保證了非球面的功能完好。
【IPC分類】G02B3-02
【公開號(hào)】CN204347283
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420855878
【發(fā)明人】吳礪, 張建英, 林磊, 董海軍, 凌吉武
【申請(qǐng)人】福州高意光學(xué)有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日