[发明专利]通过衍射元件放大出射光瞳的光学透镜

权利要求书

1.一种用于产生光学图像供观察者观看的光学仪器，所述光学仪器包括：

光学系统，用于产生供观察者在出射光瞳处观看物体的光学图像；以及

衍射元件，位于光学系统像平面，用于产生出射光瞳阵列，所述出射光瞳阵列在观察者看来是单个放大的所述出射光瞳；

其中所述衍射元件包括具有衍射单元阵列的表面，每个衍射单元生成出射光瞳阵列中的一个所述出射光瞳，所述衍射单元各自包括微透镜，能有效地产生光的衍射干扰，并生成多个所述出射光瞳，多个所述出射光瞳以所述出射光瞳阵列的形式相对彼此排列，所述微透镜各自包括具有多个表面的不规则特征；

其中所述衍射单元从所述衍射元件的光轴向外呈渐进放射状设置，以及渐进地配置以提供渐增的角度偏移，这样，不依赖于在所述衍射元件的孔上的位置以及不需要任何中继透镜装置，来自接收到的所述图像的光线会中继到横跨所述衍射元件的所述孔的视平面上的共同区域内。

2.根据权利要求1所述的仪器，其中所述微透镜在径向螺旋上形成。

3.根据权利要求1所述的仪器，其中所述微透镜在螺距为约40微米至约120微米的径向螺旋上形成。

4.根据权利要求1所述的仪器，其中所述微透镜在螺距为约70微米至约100微米的径向螺旋上形成。

5.根据权利要求1所述的仪器，其中所述微透镜在径向螺旋上形成，并且沿所述螺旋的螺距为约40微米至约120微米。

6.根据权利要求1所述的仪器，其中所述微透镜在径向螺旋上形成，并且沿所述螺旋的螺距为约70微米至约100微米。

7.根据权利要求1所述的仪器，其中所述微透镜各自包括直线微透镜表面，所述直线微透镜表面界定侧面并且相对所述衍射元件的所述表面倾斜或偏斜。

8.根据权利要求7所述的仪器，其中所述侧面相对所述衍射元件的所述表面的角度从约65度至约90度。

9.根据权利要求7所述的仪器，其中所述侧面相对所述衍射元件的所述表面的角度从约75度至约90度。

10.根据权利要求1所述的仪器，其中所述微透镜用切削工具成形，所述切削工具包括截头球形的尖端，具有平直部分以将每个所述微透镜切出直线微透镜表面，以及球面部分以将每个所述微透镜切出有球面半径的弯曲微透镜表面。

11.根据权利要求10所述的仪器，其中所述球形部分的半径为约0.5毫米至约5毫米。

12.根据权利要求10所述的仪器，其中所述球形部分的半径为约0.5毫米至约2毫米。

13.根据权利要求10所述的仪器，其中所述球形部分的半径为约0.5毫米至约1.5毫米。

14.根据权利要求1所述的仪器，其中使所述衍射单元的所述微透镜以相对所述衍射元件光轴增加的角方向成形，以提供渐增的角度偏移。

15.根据权利要求14所述的仪器，其中相对所述衍射元件光轴不断增加角方向来倾斜切削工具以形成所述微透镜，因为所述微透镜从所述衍射元件光轴向外呈渐进放射状成形。

16.根据权利要求1所述的仪器，其中所述微透镜的宽度为约30微米至约100微米。

17.根据权利要求1所述的仪器，其中所述微透镜的宽度为约40微米至约70微米。

18.根据权利要求1所述的仪器，其中所述微透镜的长度为约30微米至约100微米。