菲涅尔透镜制造技术

本发明专利技术提供了一种菲涅尔透镜。菲涅尔透镜包括：主体部；齿结构，齿结构为多个，多个齿结构呈环状或呈条状，当齿结构呈环状时，多个环状的齿结构同心设置在主体部的一侧表面上，当齿结构呈条状时，条状的齿结构沿第一方向依次排列在主体部的一侧表面上，且各条状的齿结构沿第二方向进行延伸，第一方向与第二方向垂直；至少部分齿结构的齿高或者齿距沿排列方向呈不规律变化。本发明专利技术解决了现有技术中的菲涅尔透镜存在外观差的问题。尔透镜存在外观差的问题。尔透镜存在外观差的问题。

【技术实现步骤摘要】
菲涅尔透镜


[0001]本专利技术涉及光学成像设备
，具体而言，涉及一种菲涅尔透镜。

技术介绍

[0002]目前行业内多采用凸透镜或菲涅尔透镜对点光源进行整形处理，以使出射光为平行光，这样来达到光的准直或汇聚效果，从而方便后面光学器件的设计，平行光线的入射有利于降低光学系统的设计难度。
[0003]由于菲涅尔透镜具有厚度更小，重量更轻的特点，还能够消除部分球差，而得到设计师的青睐，菲涅尔透镜主要有圆形菲涅尔透镜、条状菲涅尔透镜、线性菲涅尔透镜、菲涅尔反射透镜等形式。从菲涅尔透镜上的齿结构的面型排布上进行分类，主要为等齿距的结构和等齿高的结构：
[0004]等齿距的结构：由于面型的斜率由菲涅尔透镜的中间向边缘逐渐增加，各齿结构的间距相等，齿高会由中间向边缘而逐渐增大；
[0005]等齿高的结构：由于面型的斜率由菲涅尔透镜的中间向边缘逐渐增加，各齿结构的齿高相等，齿距会由中间向边缘而逐渐减小；
[0006]由于这两种结构都为规律变化结构，各齿结构之间的光线存在规律的光程差，菲涅尔透镜的表面形成衍射环，人眼看上去是一圈圈的彩色圆环，影响产品的外观。
[0007]也就是说，现有技术中的菲涅尔透镜存在外观差的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的主要目的在于提供一种菲涅尔透镜，以解决现有技术中的菲涅尔透镜存在外观差的问题。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种菲涅尔透镜，包括：主体部；齿结构，齿结构为多个，多个齿结构呈环状或呈条状，当齿结构呈环状时，多个环状的齿结构同心设置在主体部的一侧表面上，当齿结构呈条状时，条状的齿结构沿第一方向依次排列在主体部的一侧表面上，且各条状的齿结构沿第二方向进行延伸，第一方向与第二方向垂直；至少部分齿结构的齿高或者齿距沿排列方向呈不规律变化。
[0010]进一步地，不规律变化包括先增大再减小、先减小再增大、先增大再相等、先减小再相等中的一种或多种。
[0011]进一步地，多个齿结构呈环状，环状的多个齿结构沿远离圆心的方向被分为第一组、第二组、第三组，第一组的齿距大于第二组的齿距，第二组的齿距小于第三组的齿距；或者多个齿结构沿远离圆心的方向包括第一齿结构、第二齿结构和第三齿结构，第一齿结构的齿高小于第二齿结构的齿高，第二齿结构的齿高大于第三齿结构的齿高。
[0012]进一步地，多个齿结构呈环状，主体部朝向齿结构的一侧表面为圆形，圆形被分为多个扇形区，至少部分扇形区占圆形的角度不同，同一个扇形区中的至少部分齿结构的齿距沿远离圆心的方向呈大小大的变化规律，不同扇形区中的多个齿结构的齿距变化规律不
同；或者同一个扇形区中的至少部分齿结构的齿高沿远离圆心的方向呈小大小的变化规律，不同扇形区中的多个齿结构的齿高变化规律不同。
[0013]进一步地，多个齿结构呈环状，主体部朝向齿结构的一侧表面为圆形，采用伪随机数生成算法生成多个扇形，多个扇形排布在圆形内，各扇形上均具有多个齿结构，多个齿结构的齿高或齿距不同。
[0014]进一步地，多个齿结构呈条状，菲涅尔透镜具有中心线，中心线与第二方向平行，中心线的两侧均具有多个齿结构，且两侧的齿结构朝靠近中心线的方向倾斜，中心线一侧的多个齿结构沿远离中心线的方向被分为多组，至少顺次排列的三组齿结构的齿距呈大小大的变化规律；或者中心线一侧的多个齿结构中至少顺次排列的三个齿结构的齿高呈小大小的变化规律。
[0015]进一步地，菲涅尔透镜沿第二方向被分为多个阵列区，同一个阵列区中至少顺次排列的三组齿结构的齿距呈大小大的变化规律，不同阵列区的齿距变化规律不同；或者同一个阵列区中至少顺次排列的三个齿结构的齿高呈小大小的变化规律，不同阵列区的齿高变化规律不同。
[0016]进一步地，采用伪随机数生成算法生成多个矩形，各矩形的大小不同，多个矩形排布在菲涅尔透镜上，各矩形上均具有多个齿结构，多个齿结构的齿高或齿距不同。
[0017]进一步地，当菲涅尔透镜具有齿结构的一侧为入光面时，齿结构的表面满足：
[0018]N*K＝
‑
1；
[0019]n1*sinθ＝n2*sinα；
[0020]其中，N为齿结构的表面的法向量，K为齿结构的表面的斜率，n1为空气的折射率，n2为菲涅尔透镜层的折射率，θ为入射光线与法向量N的夹角，α为出射光线与法向量N的夹角。
[0021]进一步地，当菲涅尔透镜具有齿结构的一侧为出光面时，齿结构的表面满足：
[0022]n1*sinθ1＝n2*sinα1；
[0023]n2*sinθ2＝n1*sinα2；
[0024]其中，n1为空气的折射率，n2为菲涅尔透镜层的折射率，θ1为主体部的光线入射角，α1为主体部的光线出射角，θ2为光线入射齿结构的表面的入射角，α2为齿结构的表面的光线出射角。
[0025]应用本专利技术的技术方案，菲涅尔透镜包括主体部和齿结构，齿结构为多个，多个齿结构呈环状或呈条状，当齿结构呈环状时，多个环状的齿结构同心设置在主体部的一侧表面上，当齿结构呈条状时，条状的齿结构沿第一方向依次排列在主体部的一侧表面上，且各条状的齿结构沿第二方向进行延伸，第一方向与第二方向垂直；至少部分齿结构的齿高或者齿距沿排列方向呈不规律变化。
[0026]至少部分齿结构的齿高或者齿距沿排列方向呈不规律变化，这样设置当至少部分齿结构的齿距沿排列方向呈不规律变化时，菲涅尔透镜上的多个齿结构不是等齿距的结构，也就是说多个齿结构中相邻齿结构的间距不是相等的，且由菲涅尔透镜的中心至边缘齿距也不是逐渐增大或逐渐减小的；当至少部分齿结构的齿高沿排列方向呈不规律变化时，菲涅尔透镜上的多个齿结构不是等齿高的结构，也就是说多个齿结构的齿高是不相等的，且由菲涅尔透镜的中心至边缘齿距也不是逐渐增大或逐渐减小的；也就是说，菲尼尔透
镜上的齿结构可以的齿距随机的结构也可以是齿高随机的结构，这样当光线穿过相邻齿结构时不存在等光程差或规律变化的光程差，进而不会产生衍射圆环、衍射条纹，即彩色圆环或彩色条纹的现象，有效消除了菲涅尔透镜的衍射圆环的现象，改善了菲涅尔透镜的外观对应用效果的影响。
附图说明
[0027]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0028]图1示出了现有技术中的菲涅尔透镜的原理示意图；
[0029]图2示出了现有技术中的等齿距的圆形菲涅尔透镜的示意图；
[0030]图3示出了现有技术中的等齿高的圆形菲涅尔透镜的示意图；
[0031]图4示出了图3中的菲涅尔透镜的衍射环的示意图；
[0032]图5示出了等齿距的条状的菲涅尔透镜的示意图；
[0033]图6示出了等齿高的条状的菲涅尔透镜的示意图；
[0034]图7示出了图6中的菲涅尔透镜的衍射条纹的示意图；
[0035]图8示出了本专利技术的菲涅尔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种菲涅尔透镜，其特征在于，包括：主体部(11)；齿结构(12)，所述齿结构(12)为多个，多个所述齿结构(12)呈环状或呈条状，当所述齿结构(12)呈环状时，多个环状的所述齿结构(12)同心设置在主体部(11)的一侧表面上，当所述齿结构(12)呈条状时，条状的所述齿结构(12)沿第一方向(20)依次排列在所述主体部(11)的一侧表面上，且各条状的所述齿结构(12)沿第二方向进行延伸，所述第一方向(20)与所述第二方向垂直；至少部分所述齿结构(12)的齿高或者齿距沿排列方向呈不规律变化。2.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述不规律变化包括先增大再减小、先减小再增大、先增大再相等、先减小再相等中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，多个所述齿结构(12)呈环状，环状的多个所述齿结构(12)沿远离圆心的方向被分为第一组、第二组、第三组，所述第一组的齿距大于所述第二组的齿距，所述第二组的齿距小于所述第三组的齿距；或者多个所述齿结构(12)沿远离圆心的方向包括第一齿结构、第二齿结构和第三齿结构，所述第一齿结构的齿高小于所述第二齿结构的齿高，所述第二齿结构的齿高大于所述第三齿结构的齿高。4.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，多个所述齿结构(12)呈环状，所述主体部(11)朝向所述齿结构(12)的一侧表面为圆形，所述圆形被分为多个扇形区(13)，至少部分所述扇形区(13)占所述圆形的角度不同，同一个所述扇形区(13)中的至少部分所述齿结构(12)的齿距沿远离圆心的方向呈大小大的变化规律，不同所述扇形区(13)中的多个所述齿结构(12)的齿距变化规律不同；或者同一个所述扇形区(13)中的至少部分所述齿结构(12)的齿高沿远离圆心的方向呈小大小的变化规律，不同所述扇形区(13)中的多个所述齿结构(12)的齿高变化规律不同。5.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，多个所述齿结构(12)呈环状，所述主体部(11)朝向所述齿结构(12)的一侧表面为圆形，采用伪随机数生成算法生成多个扇形，多个所述扇形排布在所述圆形内，各所述扇形上均具有多个所述齿结构(12)，多个所述齿结构(12)的齿高或齿距不同。6.根据权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，多个所述齿结构(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾敏，明玉生，王聪，程治明，汪杰，陈远，
申请(专利权)人：宁波舜宇奥来技术有限公司，
类型：发明
国别省市：