[发明专利]一种镜像设计的双面变焦镜片组合装置及组合方法

权利要求书

1.一种镜像设计的双面变焦镜片组合装置，其特征在于，包括一组双面变焦镜片，一组双面变焦镜片包括两块双面变焦镜片，每块双面变焦镜片包括两个对称的镜像设计的变焦曲面；

两块双面变焦镜片分别记为第一镜片(4)和第二镜片(6)；

还包括另一组双面变焦镜片，另一组双面变焦镜片分别记为第三镜片(5)和第四镜片(7)；

所述变焦曲面为自由曲面，自由曲面包括两个光学顶点，分别为自由曲面的最高点和最低点；

所述每块双面变焦镜片包括的两个对称的镜像设计的变焦曲面的表面结构相同，并且一个自由曲面的最高点与另一个自由曲面的最高点相对于剖面(3)对称，一个自由曲面的最低点与另一个自由曲面的最低点相对于剖面(3)对称；

所述第一镜片(4)的变焦曲面的最高点与第二镜片(6)的变焦曲面的最低点同一方向放置，所述第一镜片(4)的变焦曲面的最低点与第二镜片(6)的变焦曲面的最高点同一方向放置；所述第三镜片(5)的变焦曲面的最高点与第四镜片(7)的变焦曲面的最低点同一方向放置，所述第三镜片(5)的变焦曲面的最低点与第四镜片(7)的变焦曲面的最高点同一方向放置；第一镜片(4)与第四镜片(7)关于中间面(8)中点呈中心对称，第二镜片(6)与第三镜片(5)关于中间面(8)中点呈中心对称；

所述两个对称的镜像设计的变焦曲面组成的双面变焦镜片包括P点、C区、N点和A区，其中P点为最大正度数对应的光学中心点，即自由曲面最高点对应位置；N点为最大负度数对应的光学中心点，即自由曲面最低点对应位置；C区为连续变焦通道，从P点最大正度数到N点最大负度数连线的过渡区域，即最高点到最低点之间连线的过渡区域；A区为周边像差区域，即镜片最高点、最低点以及最高点和最低点之间过渡区域之外的区域；

所述C区的屈光度变化率δ计算公式如下：

δ＝2*(D_P-D_N)/L，

其中D_P代表最高点的屈光度，D_N代表最低点的屈光度，L代表最高点到最低点的距离；

所述自由曲面最高点的厚度、自由曲面最低点的厚度、自由曲面最高点与最低点的距离三者的比值范围在10:0.5:50～20:1.8:120之间；

所述自由曲面最高点屈光度范围为+5.00D～+10.00D，所述自由曲面最低点屈光度范围为-10.00D～-20.00D；

所述两个镜像设计的变焦曲面组成的双面变焦镜片屈光度范围为+20.00D～-40.00D线性变焦；

将两组双面变焦镜片组合，并通过电机进行驱动，每组双面变焦镜片包括两块双面变焦镜片，所述两组双面变焦镜片中，一组双面变焦镜片分别记为第一镜片(4)和第二镜片(6)，另一组双面变焦镜片分别记为第三镜片(5)和第四镜片(7)；

所述电机控制第一镜片(4)和第二镜片(6)以一个方向同一速度同时运动，所述电机控制第三镜片(5)和第四镜片(7)以另一方向同一速度同时运动；

两组双面变焦镜片通过电机平行移动，镜片交错运动向一个方向达到最大范围时，第一镜片(4)的变焦曲面的最高点与第二镜片(6)的变焦曲面的最高点重合，第三镜片(5)的变焦曲面的最高点与第四镜片(7)的变焦曲面的最高点重合，等效屈光度为+32.00D；

镜片交错运动向另一个方向达到最大范围时，第一镜片(4)的变焦曲面的最低点与第二镜片(6)的变焦曲面的最低点重合，第三镜片(5)的变焦曲面的最低点与第四镜片(7)的变焦曲面的最低点重合，等效屈光度为-52.00D，从而实现{+32.00D～-52.00D}连续变化的屈光度；

在两组双面变焦镜片交错运动过程中，通过控制电机运行步长来控制实际变焦率。