专利名称：一种增加大视场像面相对照度均匀性的方法
技术领域：
本发明涉及一种光学工程设计中增加视场像面相对照度均勻性的方法，尤其适合 低照度大视场像面相对照度均勻性的提高。
背景技术：
相对照度是指像平面不同坐标点的照度和中心点照度之比。在一个成像系统中， 如果相对照度较小，像平面的照度则很不均勻，容易产生某些位置曝光不足或中心过曝光 的问题，较大影响光学仪器的成像质量，因此在光学设计的过程中，需要对像平面的照度进 行分析计算并采用一定的方法提高像面的照度的均勻性。提高像面的照度的均勻性通常在光路中采用镀膜的方法，比如在光路中设置渐变 滤光片。渐变滤光片选用中心透过率低，边缘透过率高的渐变衰减膜层对光路进行补偿即 可提高像面的均勻性；采用中性滤光膜则降低了透镜总的透过率，对于低照度环境下的成 像不宜适用。综上所述，现有技术普遍采用的方法实际上都是降低透镜系统的透过率，以牺牲 总体照度为代价来保证中心照度与边缘照度的平衡，才使得视场像面的相对照度均勻。
发明内容
本发明突破传统固有思维，提出了一种全新的补偿像面照度的理论和方法，不影 响成像系统的透过率，经理论计算验证和实验，可以在较大的视场范围内增加像面的边缘 照度，切实提高了提高像面照度的均勻性，尤其适合低照度大视场成像系统的光学系统工 程设计。畸变在一般光学成像中，作为一种像差，设计者总是想办法予以校正，然而，在光 学成像观测视场比较大的情况下，系统往往残留一定的畸变而无法消除，本发明逆向思维， 提出利用畸变对大视场边缘的照度进行弥补，提高像面照度的均勻性。畸变有桶形畸变 (负畸变)和枕形畸变(正畸变)两种，桶性畸变可以提高轴外视场的相对照度，而枕形畸 变与之相反。理论验证如下对于无限共轭系统，像平面的相对照度公式为
权利要求
一种增加大视场像面相对照度均匀性的方法，其特征在于所述方法是改变光学系统的参数，使该光学系统发生负畸变。
2.根据权利要求1所述的增加大视场像面相对照度均勻性的方法，其特征在于所述 负畸变的值在5% 10%之间。
3.根据权利要求2所述的增加大视场像面相对照度均勻性的方法，其特征在于所述 光学系统的参数选自光学镜组的曲率半径、光阑的位置，镜片间隔、厚度以及材料。
4.根据权利要求3所述的增加大视场像面相对照度均勻性的方法，其特征在于使光 学成像保持负畸变后，再通过电子学校正的方法校正光学成像残留的畸变。
全文摘要
本发明突破传统固有思维，提出了一种全新的补偿像面照度的理论和方法，不影响成像系统的透过率，经理论计算验证和实验，采用适当的畸变，可以在较大的视场范围内增加像面的边缘照度，切实提高了提高像面照度的均匀性，尤其适合低照度大视场成像系统的光学系统工程设计。
文档编号G02B27/00GK101950082SQ200910254668
公开日2011年1月19日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者周祚峰, 屈恩世, 曹剑中, 范哲源 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所