專利名稱：衍射光學透鏡及其模仁及模仁的制造方法
技術領域：
本發明是關于一種衍射光學透鏡，尤其是關于一種衍射光學透鏡及其模仁和模仁的制造方法。
背景技術：
隨著多媒體技術的發展，DVD、數碼相機、數碼投影機、攝影機、掃描儀、傳真機等數碼產品越來越為廣大消費者青睞，在人們對數碼產品追求小型化的同時，對其拍攝出物體的影像質量亦提出更高的要求，即希望拍攝物體的影像畫面清晰，而物體的成像質量于很大程度上取決于數碼產品內各光學組件的優劣。
衍射光學透鏡可避免傳統的球面鏡片的慣有像差問題，可降低光學鏡片使用數，從而使數碼產品體積得以減小。美國專利第5903399號中提出利用射出成型法將塑料材料成型為具有衍射光學特征的透鏡。中國專利第00121395號介紹了一種制作衍射光學透鏡的方法，該方法是通過以下步驟實現首先提供一模具，該模具內具有與既定結構形狀相反的模仁；形成一材料，并將該材料通入模仁內；固化該材料；脫模形成光學組件。采用該方法可快速大量制造衍射光學透鏡。惟，上述專利介紹的方法制作的衍射光學透鏡由于衍射條紋處于同一平面，實際使用過程中，仍會產生較大像差問題，同時又由于該方法使用的模具內的模仁具有復雜的衍射光學設計，在制造該模仁時，很難進行精密加工，故造成模仁表面形成的衍射條紋與實際的衍射光學透鏡設計相差甚遠，從而使得通過上述衍射光學透鏡制作方法制造的衍射光學透鏡難以達到實際要求。
有鑒于此，提供一種能夠有效降低像差的衍射光學透鏡及其制作該衍射光學透鏡所需的模仁實為必要。
發明內容本發明的目的在于提供一種能夠有效降低像差的衍射光學透鏡。
本發明的另一目的在于提供一種制造上述衍射光學透鏡的模仁。
本發明的再一目的在于提供一種上述模仁的制造方法。
一種衍射光學透鏡，包括上表面及下表面，其下表面為普通非球面透鏡表面，其上表面為一具有拋物線輪廓的衍射光學表面。
一種制造上述衍射光學透鏡的模仁，包括上模仁及下模仁，其中下模仁表面為普通非球面表面，上模仁表面具有與上述衍射光學透鏡上表面形狀相反的表面。
一種制造上述模仁的方法，包括以下步驟提供上模仁及下模仁底材；通過研磨拋光方法制得一具有普通非球面形狀表面的下模仁；通過研磨拋光方法使上模仁底材具有類拋物線形狀表面；將衍射光學透鏡表面形狀方程式輸入具有線性馬達驅動的精密加工機；通過該精密加工機對上模仁底材的類拋物線形狀表面進行加工，從而得到具有衍射光學表面的上模仁。
相較現有技術，本發明的衍射光學透鏡具有類拋物線形狀的衍射光學形狀，可最大程度降低光學組件所產生的像差，本發明的模仁可用來大量制造具有類拋物線形狀的衍射光學形狀的衍射光學鏡片。
圖1是本發明衍射光學透鏡的結構示意圖；圖2是本發明衍射光學透鏡的模仁結構示意圖；圖3是本發明衍射光學透鏡的上模仁的第一步加工示意圖。
具體實施方式
本發明適用于具有衍射光學特征的衍射光學組件。
請參照圖1所示，本發明的衍射光學透鏡1包括下表面10及上表面12，其中下表面10為普通的球面透鏡表面，而上表面12具有拋物線輪廓的衍射光學表面，該衍射光學表面符合如菲涅耳透鏡(fresnel lens)要求的衍射光學表面形狀方程式。該衍射光學透鏡1的材料可為塑料、玻璃等透明體。
請同時參照圖2所示，衍射光學透鏡1的模仁2包括下模仁20及上模仁22。其中下模仁表面200為與衍射光學透鏡1的下表面10相反的普通非球面透鏡表面，上模仁表面220為與衍射光學透鏡1的上表面12相反的衍射光學表面。模仁底材24可由碳化鎢制成，碳化鎢具有高硬高熔、耐機械沖擊強度高、熱膨脹系數小、高溫不易與光學玻璃發生反應、加工性能好、易加工成高精度和高表面光整程度的型面等優點。
請同時參照圖3所示，衍射光學透鏡1的模仁2的制造方法包括以下步驟
提供上模仁及下模仁底材24；通過普通研磨拋光方法制得一具有普通非球面形狀表面的下模仁20；通過研磨拋光方法使上模仁底材具有類拋物線形狀表面221；將衍射光學透鏡表面形狀方程式輸入具有線性馬達驅動的精密加工機(圖未示)；通過該精密加工機對上模仁底材24的類拋物線形狀表面25進行加工，從而得到具有衍射光學表面的上模仁。
其中，由于模仁底材24具有很高的硬度，故該精密加工機的刀具應采用天然鉆石材料，從而確保刀具的使用壽命。同時，由于滾珠驅動馬達(ball screwmotor)會產生高頻噪音等問題，故應采用具有線性馬達驅動的精密加工機。另，所述衍射光學透鏡表面形狀方程式是指符合菲涅耳衍射方程式等衍射光學方程式。
本發明的衍射光學透鏡具有類拋物線形狀的衍射光學形狀，可最大程度降低光學組件所產生的像差，本發明的模仁可用來大量制造具有類拋物線形狀的衍射光學形狀的衍射光學鏡片。
權利要求
1.一種衍射光學透鏡，其包括上表面及下表面，其特征在于其中下表面為一普通非球面透鏡表面，其上表面為一具有拋物線輪廓的衍射光學表面。
2.如權利要求1所述的衍射光學透鏡，其特征在于該透鏡的材料可為塑料及玻璃。
3.如權利要求1所述的衍射光學透鏡，其特征在于該衍射光學表面符合菲涅耳衍射光學方程式。
4.一種制造如權利要求1的衍射光學透鏡的模仁，包括上模仁及下模仁，其特征在于其中下模仁表面為普通非球面表面，上模仁表面具有與該衍射光學透鏡上表面形狀相反的表面。
5.如權利要求4所述的制造衍射光學透鏡的模仁，其特征在于該模仁的材料為碳化鎢。
6.一種衍射光學透鏡模仁的制造方法，其特征在于包括以下步驟提供上模仁及下模仁底材；通過研磨拋光方法制得一具有普通非球面形狀表面的下模仁；通過研磨拋光方法使上模仁底材具有類拋物線形狀表面；將衍射光學透鏡表面形狀方程式輸入具有線性馬達驅動的精密加工機；通過該精密加工機對上模仁底材的類拋物線形狀表面進行加工，從而得到具有衍射光學表面的上模仁。
7.如權利要求6所述的衍射光學透鏡模仁的制造方法，其特征在于該精密加工機應采用天然鉆石材料的刀具。
8.如權利要求7所述的衍射光學透鏡模仁的制造方法，其特征在于所述衍射光學透鏡表面形狀方程式是指符合菲涅耳衍射方程式的衍射光學方程式。
全文摘要
本發明是關于一種衍射光學透鏡，包括上表面及下表面，其下表面為普通非球面透鏡表面，其上表面為一具有拋物線輪廓的衍射光學表面。一種制造上述衍射光學透鏡的模仁，包括上模仁及下模仁，其中下模仁表面為普通非球面表面，上模仁表面具有與上述衍射光學透鏡上表面形狀相反的表面。
文檔編號B24B9/00GK1779491SQ200410052400
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月20日 優先權日2004年11月20日
發明者陳杰良 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司