专利名称：一种带有多个小口径的遮光罩的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可消除杂光装置，特别是一种带有多个小口径的遮光罩。
背景技术：
杂散光主要是由光线在仪器壳体内壁以及光学零件的表面反射时，产生的散射光线造成的，而光学系统的杂散光极易在系统内形成多个鬼像，它是影响光学仪器成像质量和传输特性的重要因素之一。在C⑶探测系统中，C⑶像面的背景噪声严重影响了对探测器提取的准确性，要降低背景噪声就必须对杂光进行有效地消除。在任何实际光学系统中都存在杂散光(地气光，太阳光、光学元件反射等)，即存在于光学系统中的非预期光线，它是光学系统中的有害光束。对于大面积光源来说，杂散光的存在将在接收面上产生一个亮的背景，引起对比度下降，影响成像质量。对于诸如激光系统，这样的小面积高亮度光源，杂散光不仅在CCD接收面上，而且在系统中产生光能相对集中的微小区域，即鬼点或鬼像。CCD 接收面上的鬼像将对真正的成像信息造成危害，引起接收器响应失常，无法识别目标，而光学系统内部的鬼像由于其光能的集中，还会造成光学元件的永久性损伤。所以在设计仪器的机械结构时，必须注意限制杂光进入成像空间，以提高仪器质量。通常采取的措施有加设遮光罩，镜筒内设置消除杂光的光栏等。因此遮光罩设计的好坏是降低这种噪声的关键之一。以往设计遮光罩主要是以遮挡叶对杂散光进行吸收消除，如图1，在遮光罩内设计一系列的遮挡叶，进入遮光罩的散射光线在这些遮挡叶之间来回反射而被吸收，但是由于这种设计的遮挡叶数目较多，光线的散射方向都是不确定的，从图1中可以看出遮挡叶和遮光罩的内壁都会使得散射光线直接到达出射方像面，以致消光效果变得很不理想。另外像天文望远镜等光学仪器的口径越做越大，口径上米或十几米后，单孔径的遮光罩长度和重量都不能满足系统的要求，需要新技术来解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的不足，提供一种带有多个小口径的遮光罩，结构小、载荷小、适用性强，能最大限度地遮挡杂散光通过。本发明解决其技术问题所采用的解决方案一种带有多个小口径的遮光罩，在所述遮光罩的前端面上开有多个紧密排列的通光小孔，所述多个通光小孔排列的越紧密挡光就越少，通光量越大；每个通光小孔的孔径D2的计算公式为
rD2L2 =讽 _2tgW，其中 W0 为 ccD mm, W1CCD MmMm^m 度，L2为遮光罩的长度。所述紧密排列的通光小孔的排列方式为六边形排列、正方形或长方形、圆形，即多个通光孔的形状是六边形孔、圆形孔、正方形孔或长方形孔，其中六边形排列通光率最高， 正方形或长方形排列通光率次之，圆形排列通光率最低。
在所述遮光罩的前端面上开有四个U形豁口，U形豁口与遮光罩的前端面圆滑过渡，通过遮光罩上四个U形豁口中心的光线正好对应在CXD靶面对角线的四个角上。本发明的原理本发明多个通光小孔中每个小孔的孔径由改进后遮光罩的长度确定。图4中现有的遮光罩的最大通光孔径为D1,长度为L1，本发明的小孔通光孔径为D2, 长度为L2。根据图4所示，当轴外光线1通过改进前的遮光罩时，大于入射角W1的光线就会被长度为L1遮光罩成功拦掉，小于入射角W1的光线就会作为有效光束顺利通过长度为L1 遮光罩到达CXD靶面。如采用本发明的遮光罩，η个D2通光孔的通光量等于或略小于D1, 当轴外光线2通过本发明的遮光罩时，大于入射角W1的光线就会被长度为L2遮光罩成功拦掉，小于入射角W1的光线就会作为有效光束顺利通过长度为L2遮光罩到达C⑶靶面，得出 r D, TD2
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D2 = Ιν12。即在最大通光孔径D1确定下，通光小孔的孔径D2越多，本发明遮光罩的长度L2 就越短但由于小孔间存在间隔，相应通光量也有所下降，因此要求小孔间隔越小越好。为了改善CCD靶面上照度的不均勻性，允许一部分的轴外光射入。在所述遮光罩的前端面上开有四个U形豁口，U形豁口的上部与遮光罩的前端面圆滑过渡；通过遮光罩上四个U形豁口中心的光线正好对应在CXD靶面对角线的四个角上。本发明与现有的技术相比所具有以下优点(1)本发明中的遮光罩，由于在端面上开有多个通光小孔，使本发明的遮光罩1^2的长度大幅度减小，并增加了 L2的设计空间。当长度L2 < L < L1时，可以进一步拦掉一部分轴外杂光，最大限度地遮挡杂散光通过，降低了背景噪声，从而提高了对探测器提取的准确性。(2)本发明在遮光罩的前端面上开有四个U形豁口，形豁口的与遮光罩的前端面圆滑过渡；通过遮光罩上四个U形豁口中心的光线正好对应在C⑶靶面对角线的四个角上， 提高了 CCD靶面上四个角的照度，提高了靶面上的均勻性。(3)本发明遮光罩的长度比现有技术的遮光罩的长度短得多，从而大大的减轻了整个仪器的重量和体积，使得载荷小、适用性增强。总之，本发明提高了对探测器提取信号的准确性，遮光罩分割的小口径越多，遮光罩的长度也就越短，从而减轻了整个仪器的重量和体积。该带有多个小口径的遮光罩，具有载荷小、适用性强，在通过有效光的条件下，能最大限度地遮挡杂散光的特点。
图1为现有技术中的遮光罩，其中图Ia为主视图，图Ib为侧视图；图2为本发明的遮光罩结构示意图，其中图加为主视图，图2b为侧视图；图3为本发明的端面通光小孔形状，其中图3a为通光孔的形状为六边形孔，图北为通光孔的形状为正方形孔，图3c为通光孔的形状为圆形孔；图4为遮光罩孔径与长度比示意图；图5为本发明的三维设计图；图6为本发明的端面通光小孔形状为六边形孔径数量变化排布，其中图6a为7个孔，图6b为19个通光孔(以完整孔计算)。
具体实施例方式如图2、5所示，本发明在遮光罩圆端面上开有很多个通光小孔，这些通光小孔按
照一定的规律紧密排列，排列的通光孔间隔越小，间隔端面挡光越小，通光量也越大。通光
rD2
小孔的孔径D2大小由遮光罩的长度L2确定，计算公式为4 = _\gW，其中Wtl为CCD视
场角，W1为直线进入CCD入射瞳孔的边界光线度，L2为遮光罩的长度。如图3所示，本发明的通光孔的排列方式可根据在最大通光孔径的通光量确定， 六边形排列图3a通光量最高，正方形排列图北通光量次之，圆形排列图3c通光量最低。实施例1 在图3中，在遮光罩D1为Φ50，间隔都为1，六边形图3a和正方形图北内切圆与圆形图3c直径为Φ 10的条件下，即D2为10，通光率η依次为0. 803，0. 795， 0. 616。实施例2:在图6中，在遮光罩D1S Φ50，间隔都为1，六边形分割排列，图6a为7 个孔(以完整孔计算)，内切圆为Φ 16，图6b为19个通光孔，内切圆为Φ 10，通光率η依次为 0. 879,0. 803。如图3、5所示，现有技术的遮光罩1前端面采用的是圆形，工作时就会引起CCD靶面上四角照度低于中心照度，本发明的遮光罩将前端面做成开有四个U形豁口，U形豁口上部与遮光罩的前端面圆滑过渡；通过遮光罩上四个U形豁口中心的光线正好对应在CCD靶面对角线的四个角上，因而提高了 CCD靶面上四个角的照度，提高了靶面上的均勻性。以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、 等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种带有多个小口径的遮光罩，其特征在于在所述遮光罩的前端面上开有多个紧密排列的通光小孔，每个通光小孔的孔径込的计算公式为 rD22 = tgWx-tgW，其中W(l为⑶0视场角，Wi为直线进入Ca)入射瞳孔的边界光线度，L2 为遮光罩的长度。
2.根据权利要求1所述的带有多个小口径的遮光罩，其特征在于所述紧密排列的通光小孔的排列方式为六边形排列、正方形或长方形、圆形。
3.根据权利要求1所述的带有多个小口径的遮光罩，其特征在于在所述遮光罩的前端面上开有四个U形豁口，U形豁口与遮光罩的前端面圆滑过渡，通过遮光罩上四个U形豁口中心的光线正好对应在CCD靶面对角线的四个角上。
全文摘要
一种带有多个小口径的遮光罩，在遮光罩圆端面上开有很多个通光小孔，这些通光小孔按照一定的规律紧密排列，这些孔的形状可以是六边形孔、也可以是圆形孔、正方形孔、长方形孔等；另外，在遮光罩的前端面上开有四个U形豁口，U形豁口与遮光罩的前端面圆滑过渡；通过遮光罩上四个U形豁口中心的光线正好对应在CCD靶面对角线的四个角上，因而提高了CCD靶面上四个角的照度，提高了靶面上的均匀性。本发明提高了对探测器提取信号的准确性，遮光罩分割的小口径越多，遮光罩的长度也就越短，从而减轻了整个仪器的重量和体积。该带有多个小口径的遮光罩，具有载荷小、适用性强，在通过有效光的条件下，能最大限度地遮挡杂散光的特点。
文档编号G02B5/00GK102253439SQ20111011646
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月6日 优先权日2011年5月6日
发明者任绍恒, 周睿, 李新阳, 李梅, 沈锋, 甘永东, 缪洪波, 董道爱, 鲜浩 申请人:中国科学院光电技术研究所