專利名稱：一種帶有多個小口徑的遮光罩的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可消除雜光裝置，特別是一種帶有多個小口徑的遮光罩。
背景技術：
雜散光主要是由光線在儀器殼體內(nèi)壁以及光學零件的表面反射時，產(chǎn)生的散射光線造成的，而光學系統(tǒng)的雜散光極易在系統(tǒng)內(nèi)形成多個鬼像，它是影響光學儀器成像質量和傳輸特性的重要因素之一。在C⑶探測系統(tǒng)中，C⑶像面的背景噪聲嚴重影響了對探測器提取的準確性，要降低背景噪聲就必須對雜光進行有效地消除。在任何實際光學系統(tǒng)中都存在雜散光(地氣光，太陽光、光學元件反射等)，即存在于光學系統(tǒng)中的非預期光線，它是光學系統(tǒng)中的有害光束。對于大面積光源來說，雜散光的存在將在接收面上產(chǎn)生一個亮的背景，引起對比度下降，影響成像質量。對于諸如激光系統(tǒng)，這樣的小面積高亮度光源，雜散光不僅在CCD接收面上，而且在系統(tǒng)中產(chǎn)生光能相對集中的微小區(qū)域，即鬼點或鬼像。CCD 接收面上的鬼像將對真正的成像信息造成危害，引起接收器響應失常，無法識別目標，而光學系統(tǒng)內(nèi)部的鬼像由于其光能的集中，還會造成光學元件的永久性損傷。所以在設計儀器的機械結構時，必須注意限制雜光進入成像空間，以提高儀器質量。通常采取的措施有加設遮光罩，鏡筒內(nèi)設置消除雜光的光欄等。因此遮光罩設計的好壞是降低這種噪聲的關鍵之一。以往設計遮光罩主要是以遮擋葉對雜散光進行吸收消除，如圖1，在遮光罩內(nèi)設計一系列的遮擋葉，進入遮光罩的散射光線在這些遮擋葉之間來回反射而被吸收，但是由于這種設計的遮擋葉數(shù)目較多，光線的散射方向都是不確定的，從圖1中可以看出遮擋葉和遮光罩的內(nèi)壁都會使得散射光線直接到達出射方像面，以致消光效果變得很不理想。另外像天文望遠鏡等光學儀器的口徑越做越大，口徑上米或十幾米后，單孔徑的遮光罩長度和重量都不能滿足系統(tǒng)的要求，需要新技術來解決。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有的不足，提供一種帶有多個小口徑的遮光罩，結構小、載荷小、適用性強，能最大限度地遮擋雜散光通過。本發(fā)明解決其技術問題所采用的解決方案一種帶有多個小口徑的遮光罩，在所述遮光罩的前端面上開有多個緊密排列的通光小孔，所述多個通光小孔排列的越緊密擋光就越少，通光量越大；每個通光小孔的孔徑D2的計算公式為
rD2L2 =諷 _2tgW，其中 W0 為 ccD mm, W1CCD MmMm^m 度，L2為遮光罩的長度。所述緊密排列的通光小孔的排列方式為六邊形排列、正方形或長方形、圓形，即多個通光孔的形狀是六邊形孔、圓形孔、正方形孔或長方形孔，其中六邊形排列通光率最高， 正方形或長方形排列通光率次之，圓形排列通光率最低。
在所述遮光罩的前端面上開有四個U形豁口，U形豁口與遮光罩的前端面圓滑過渡，通過遮光罩上四個U形豁口中心的光線正好對應在CXD靶面對角線的四個角上。本發(fā)明的原理本發(fā)明多個通光小孔中每個小孔的孔徑由改進后遮光罩的長度確定。圖4中現(xiàn)有的遮光罩的最大通光孔徑為D1,長度為L1，本發(fā)明的小孔通光孔徑為D2, 長度為L2。根據(jù)圖4所示，當軸外光線1通過改進前的遮光罩時，大于入射角W1的光線就會被長度為L1遮光罩成功攔掉，小于入射角W1的光線就會作為有效光束順利通過長度為L1 遮光罩到達CXD靶面。如采用本發(fā)明的遮光罩，η個D2通光孔的通光量等于或略小于D1, 當軸外光線2通過本發(fā)明的遮光罩時，大于入射角W1的光線就會被長度為L2遮光罩成功攔掉，小于入射角W1的光線就會作為有效光束順利通過長度為L2遮光罩到達C⑶靶面，得出 r D, TD2
1 = tgwx-tgw0 =^ ^'對鋪對義賺兌減與tgw0刪，胃·ν
D2 = Ιν12。即在最大通光孔徑D1確定下，通光小孔的孔徑D2越多，本發(fā)明遮光罩的長度L2 就越短但由于小孔間存在間隔，相應通光量也有所下降，因此要求小孔間隔越小越好。為了改善CCD靶面上照度的不均勻性，允許一部分的軸外光射入。在所述遮光罩的前端面上開有四個U形豁口，U形豁口的上部與遮光罩的前端面圓滑過渡；通過遮光罩上四個U形豁口中心的光線正好對應在CXD靶面對角線的四個角上。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術相比所具有以下優(yōu)點(1)本發(fā)明中的遮光罩，由于在端面上開有多個通光小孔，使本發(fā)明的遮光罩1^2的長度大幅度減小，并增加了 L2的設計空間。當長度L2 < L < L1時，可以進一步攔掉一部分軸外雜光，最大限度地遮擋雜散光通過，降低了背景噪聲，從而提高了對探測器提取的準確性。(2)本發(fā)明在遮光罩的前端面上開有四個U形豁口，形豁口的與遮光罩的前端面圓滑過渡；通過遮光罩上四個U形豁口中心的光線正好對應在C⑶靶面對角線的四個角上， 提高了 CCD靶面上四個角的照度，提高了靶面上的均勻性。(3)本發(fā)明遮光罩的長度比現(xiàn)有技術的遮光罩的長度短得多，從而大大的減輕了整個儀器的重量和體積，使得載荷小、適用性增強?？傊?，本發(fā)明提高了對探測器提取信號的準確性，遮光罩分割的小口徑越多，遮光罩的長度也就越短，從而減輕了整個儀器的重量和體積。該帶有多個小口徑的遮光罩，具有載荷小、適用性強，在通過有效光的條件下，能最大限度地遮擋雜散光的特點。
圖1為現(xiàn)有技術中的遮光罩，其中圖Ia為主視圖，圖Ib為側視圖；圖2為本發(fā)明的遮光罩結構示意圖，其中圖加為主視圖，圖2b為側視圖；圖3為本發(fā)明的端面通光小孔形狀，其中圖3a為通光孔的形狀為六邊形孔，圖北為通光孔的形狀為正方形孔，圖3c為通光孔的形狀為圓形孔；圖4為遮光罩孔徑與長度比示意圖；圖5為本發(fā)明的三維設計圖；圖6為本發(fā)明的端面通光小孔形狀為六邊形孔徑數(shù)量變化排布，其中圖6a為7個孔，圖6b為19個通光孔(以完整孔計算)。
具體實施例方式如圖2、5所示，本發(fā)明在遮光罩圓端面上開有很多個通光小孔，這些通光小孔按
照一定的規(guī)律緊密排列，排列的通光孔間隔越小，間隔端面擋光越小，通光量也越大。通光
rD2
小孔的孔徑D2大小由遮光罩的長度L2確定，計算公式為4 = _\gW，其中Wtl為CCD視
場角，W1為直線進入CCD入射瞳孔的邊界光線度，L2為遮光罩的長度。如圖3所示，本發(fā)明的通光孔的排列方式可根據(jù)在最大通光孔徑的通光量確定， 六邊形排列圖3a通光量最高，正方形排列圖北通光量次之，圓形排列圖3c通光量最低。實施例1 在圖3中，在遮光罩D1為Φ50，間隔都為1，六邊形圖3a和正方形圖北內(nèi)切圓與圓形圖3c直徑為Φ 10的條件下，即D2為10，通光率η依次為0. 803，0. 795， 0. 616。實施例2:在圖6中，在遮光罩D1S Φ50，間隔都為1，六邊形分割排列，圖6a為7 個孔(以完整孔計算)，內(nèi)切圓為Φ 16，圖6b為19個通光孔，內(nèi)切圓為Φ 10，通光率η依次為 0. 879,0. 803。如圖3、5所示，現(xiàn)有技術的遮光罩1前端面采用的是圓形，工作時就會引起CCD靶面上四角照度低于中心照度，本發(fā)明的遮光罩將前端面做成開有四個U形豁口，U形豁口上部與遮光罩的前端面圓滑過渡；通過遮光罩上四個U形豁口中心的光線正好對應在CCD靶面對角線的四個角上，因而提高了 CCD靶面上四個角的照度，提高了靶面上的均勻性。以上所述僅為本發(fā)明的實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種帶有多個小口徑的遮光罩，其特征在于在所述遮光罩的前端面上開有多個緊密排列的通光小孔，每個通光小孔的孔徑込的計算公式為 rD22 = tgWx-tgW，其中W(l為⑶0視場角，Wi為直線進入Ca)入射瞳孔的邊界光線度，L2 為遮光罩的長度。
2.根據(jù)權利要求1所述的帶有多個小口徑的遮光罩，其特征在于所述緊密排列的通光小孔的排列方式為六邊形排列、正方形或長方形、圓形。
3.根據(jù)權利要求1所述的帶有多個小口徑的遮光罩，其特征在于在所述遮光罩的前端面上開有四個U形豁口，U形豁口與遮光罩的前端面圓滑過渡，通過遮光罩上四個U形豁口中心的光線正好對應在CCD靶面對角線的四個角上。
全文摘要
一種帶有多個小口徑的遮光罩，在遮光罩圓端面上開有很多個通光小孔，這些通光小孔按照一定的規(guī)律緊密排列，這些孔的形狀可以是六邊形孔、也可以是圓形孔、正方形孔、長方形孔等；另外，在遮光罩的前端面上開有四個U形豁口，U形豁口與遮光罩的前端面圓滑過渡；通過遮光罩上四個U形豁口中心的光線正好對應在CCD靶面對角線的四個角上，因而提高了CCD靶面上四個角的照度，提高了靶面上的均勻性。本發(fā)明提高了對探測器提取信號的準確性，遮光罩分割的小口徑越多，遮光罩的長度也就越短，從而減輕了整個儀器的重量和體積。該帶有多個小口徑的遮光罩，具有載荷小、適用性強，在通過有效光的條件下，能最大限度地遮擋雜散光的特點。
文檔編號G02B5/00GK102253439SQ20111011646
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權日2011年5月6日
發(fā)明者任紹恒, 周睿, 李新陽, 李梅, 沈鋒, 甘永東, 繆洪波, 董道愛, 鮮浩 申請人:中國科學院光電技術研究所