CN1782743A - 镜片 - Google Patents

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余泰成
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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

本发明是关于一种镜片，该镜片包括第一表面和第二表面，其中至少第一表面或第二表面上设有次波长光栅，该次波长光栅的周期小于可见光的波长。该具次波长光栅的镜片，可有效降低入射光线通过镜片时的菲涅耳损失，同时有效降低横轴像差和纵轴像差。

Description

镜片
【技术领域】
本发明是关于一种镜片。
【背景技术】
传统镜片在光线穿过时，镜片光路图请参见图1，因空气与镜片折射率不同，因此当光线通过时会造成菲涅耳损失，使照度降低，从而降低了光学分辨率，此外，可见光中有多种波长的光线，所以当可见光通过镜片时，不同波长的光线不能聚焦为一点，而造成横轴像差和纵轴像差。
为改进镜片性能，现有的方式采用镜片表面镀覆一层抗反射膜(Anti-reflection coating)，来提升照度，以降低菲涅耳损失，但是该种镀覆抗反射膜的方式不能有效消除横轴像差和纵轴像差，不能满足更高性能的镜片要求。
为改善镜片性能，有必要提供一种能提升照度及减小像差的镜片。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种能提升照度及减小像差的镜片。
本发明公开一种镜片，该镜片包括第一表面和第二表面，其中至少第一表面或第二表面设有次波长光栅，该次波长光栅的周期小于可见光的波长。
相较现有技术，本发明镜片，通过在镜片表面设有次波长光栅，可减少菲涅耳损失，提高并可减小镜片的横轴像差和纵轴像差，有效提高了镜片成像性能。
【附图说明】
图1是现有镜片光路图；
图2是本发明镜片表面的次波长光栅示意图；
图3是本发明镜片光路图。
【具体实施方式】
本发明公开一种镜片，该镜片表面设有次波长光栅。
光栅是传统光学中的基本组件。当光栅对于不同的入射光波长，其表现方式可分为三种，一种为光栅的周期远大于入射光波长，另一种为光栅周期远小于入射光波长，再一种为光栅周期近似于入射光波长。当光栅的周期小于入射光的波长时，此光栅称为次波长光栅。当可见光经次波长光栅时，可发生衍射，进而影响光的传播性能。本发明即利用次波长光栅减小镜片表面的横轴像差和纵轴像差。
次波长光栅的形状通常呈周期性排列，每一周期的横截面即可为矩形，也可为锯齿形或正弦形，具体形状要依据设计要求来决定。呈矩形排列的次波长光栅通常形状由长l、宽w、周期p来描述。
本实施例的光栅形状请参见图2形式，该光栅的宽w及周期p不变，而长l依次递增，且长、宽小于可见光波长，最好小于1微米。
请参见图3，该镜片包括第一表面1和第二表面2，第一表面1和第二表面2两边缘对称设有次波长光栅3。因边缘部分对可见光的横轴像差和纵轴像差影响较大，故次波长光栅3设于镜片两表面边缘，且可减少加工面，而中间部分用抗反射膜来取代，从而使镜片有较好的综合性能。
该次波长光栅3折射率等效于neff，周期小于可见光波长，通常小于1微米，其次波长光栅的折射率neff大于可见光于空气中的折射率n0，同时小于可见光于塑胶镜片中的折射率n2，因此当可见光经过镜片时，其从空气中，先经次波长光栅折射率neff，再经折射率n2，因此避免使可见光折射率直接从n0变为n2，减少了菲涅耳损失。
该次波长光栅3用在镜片表面上，高低不同，从而于可见光通过时，产生衍射效应。衍射的光线可产生聚集效应，以减少横轴像差和纵轴像差。
在镜片表面加工次波长光栅制造方法可采用较多种方式，通常先加工出具次波长光栅的模仁，再采用模压成形法来制作次波长光栅。
制造次波长光栅的模仁方法可采用刻蚀加工法、薄膜沉积法、电子光束显影法等。电子光束显影法在镜片表面制作次波长光栅，其采用具有短波特性的高能电子作为曝光光源。其基本原理是在合适的模仁表面镀覆镍，再在镍层表面上镀覆一层抗蚀剂薄膜，形成一层显影层，然后将用电子光束照射其显影层，藉由电子对特殊的阻剂(resist)进行直写，且藉由电磁线圈来控制电子行进路线，来在上下模仁上制作出各种包含周期性及非周期性等图案。目前电子光束可做到最小线宽达0.5微米。
将玻璃模胚置于刻有次波长光栅的上下模仁，通过加温加压来制作，以便于镜片大批量生产。
可以理解，该次波长光栅可直接刻于镜片表面，也可仅在该镜片一表面上镀覆次波长光栅。该次波长光栅的周期、长、宽均可以调整，以较好的满足镜片成像性能。

Claims (7)

1.一种镜片，该镜片包括第一表面和第二表面，其特征在于：所述镜片的至少第一表面或第二表面上设有次波长光栅，该次波长光栅的周期小于可见光的波长。
2.如权利要求1所述的镜片，其特征在于：该次波长光栅的长宽小于可见光的波长。
3.如权利要求2所述的镜片，其特征在于：该光栅的长宽及其周期小于1微米。
4.如权利要求1所述的镜片，其特征在于：该光栅的横截面为矩形。
5.如权利要求1所述的镜片，其特征在于：该光栅设于第一表面与第二表面上且位于镜片两端。
6.如权利要求5所述的镜片，其特征在于：该抗反射膜位于镜片中部。
7.如权利要求6所述的镜片，其特征在于：该光栅的长度依次递增，宽和周期不发生变化。
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