[发明专利]一种透镜及光学镜头

权利要求书

1.一种透镜，其特征在于，所述透镜的至少一个表面包括多个环带区域，所述环带区域设置有凹槽或者凸起，所述环带区域使入射光中对应波长光发生衍射而透过该表面，相邻环带区域的透射光的相位差为2mπ，m为大于等于2的正整数。

2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，各个环带区域对应波长光的焦距相同。

3.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，波长为λ光通过对应环带区域时i级次衍射光透过，焦距表示为：

其中，f₀表示透镜的中心波长λ₀的焦距，f_i表示波长为λ光的i级次衍射的焦距。

4.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，获得所述透镜谐衍射面的各个环带区域的半径以及凹槽深度或者凸起深度包括：

根据m的取值获得所述透镜谐衍射面的面型函数和相位调制函数；

对使用所述透镜的光学镜头进行光路追迹，获得使所述光学镜头的成像结果满足要求的所述透镜谐衍射面的相位调制函数；

根据得到的所述透镜谐衍射面的相位调制函数，获得所述透镜谐衍射面的各个环带区域的半径以及凹槽深度或者凸起深度。

5.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，对使用所述透镜的光学镜头进行光路追迹，获得使所述光学镜头的成像结果满足要求的所述透镜谐衍射面的相位调制函数包括：

以所述透镜谐衍射面相位调制函数的各次项系数为变量，以所述光学镜头的成像结果的像质参量为优化目标建立优化函数，获得使所述光学镜头的成像结果满足要求的所述透镜谐衍射面的相位调制函数。

6.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，所述透镜谐衍射面的面型函数表示为：

其中，z(r)表示透镜表面径向位置r处的点与透镜表面光轴上顶点的切面的相对距离，c表示曲率，r表示透镜表面的径向坐标，k表示圆锥系数，α_i表示第i阶非球面系数。

7.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，相位调制函数表示为：

其中，ρ表示透镜表面的归一化的径向坐标，A₁、A₂、A₃、…、A_n分别表示各次项系数。

8.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，根据得到的所述透镜谐衍射面的相位调制函数，获得所述透镜谐衍射面的各个环带区域的半径包括：

对得到的相位调制函数以相位差2mπ进行分层压缩，得到分段连续的相位分布，得到各个相位突变位置的半径，各个相位突变位置的半径对应为所述透镜谐衍射面各个环带区域的半径。

9.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，根据以下公式获得所述透镜谐衍射面的各个环带区域的凹槽深度或者凸起深度：

d＝mλ₀/(n₀-1)，其中，d表示深度，λ₀表示透镜的中心波长，n₀表示透镜在中心波长的折射率。

10.一种光学镜头，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的透镜。