光学系统的光谱透射比.PPT

第六章 光学系统透射比和杂光的测量 一.概述 光系统的透射比 ：系统本身透射光通量与入射光通量的比值 在可见光区域（0.38-0.78）,以CIE标准光源照射的光谱透射比的总和称为白光透射比 第一节 光学系统透射比的测量 光学系统的实际光度性能决定的因素又有三个：照明光源、光学系统、接收器（人眼、胶片） 测量原理及方法 照射物镜轴上点透射比的测量 物距为有限距离的物镜的透射比检测 1－小孔板；2－孔径光阑；3—附加透镜；4积分球； 5待检物镜；6限制光阑 照相物镜轴外点透射比的检测 注意事项: 国际标准化组织在照像物镜透射比的测量的几点建议: 单色仪的出射狭缝高度必须小于平行光管物镜焦距的1／30,对于有限工作距离的物镜位于物平面上的狭缝高度应小于物距的1／30. 测量光束直径应等于被测照相物镜入瞳直径的一半,光束中心与入瞳光束中心重合. 对于一般的照相物镜测量光谱透射比的波长范围可为0.36-0.70m测量波长选取的原则为每一纳米的透射比变化量大于0.2％时波长间隔取20nm否者取40nm 。一般的照相物镜在360nm～460nm范围内透射比变化很大所以在460nm以下波长间隔可取20nm如果要进行色度计算和彩色还原性能的评价至少在360nm～680nm范围内测量波长间隔为10nm， 单色仪出射光的半宽度应不大于10nm 积分球的直径和位置应使投射到其后壁上的光斑直径为可变光阑的0.5～2倍，积分球入口处光束直径不得超过积分球入口直径的3／4并且位于孔中央 被测物镜的外露光学表面擦拭干净测量在暗室进行一起照明光源漏光不能进入积分球，光电探测器应有足够好的线性，值在整个测量过程中保持光源稳定，应采用性能良好的稳压电源。 §6-2 光学系统杂光系数测量 杂光的概念及产生的原因 通过光学系统的光线，绝大部分按照正常光路进行，在象面上成像，另有一些光线以不同途径达到象面他们是不参与成像的光线成为～ 产生原因： 光学零件抛光表面间的多次反射；透镜边缘及棱镜非工作面上的散射；玻璃材料内部疵病产生的散射；透镜镜框及透镜筒内壁的反射和散射；光学零件抛光表面得疵病及表面刻线的散射等。对于照相机光阑和快门叶片以及感光底片的表面反射和散射也是产生杂光的重要因素 杂光系数的检测 一、扩展光源 1．扩展光源的尺寸 对于A类待检系统，扩展源应尽量靠近待检物镜的入瞳，以使其所对的视场角尽量接近2p立体角(即对待检物镜的入瞳张角接近于180°)。对于B类和C类待检系统，光源在尺寸和形状上应符合要求。 2．亮度特性 在待检系统的整个视场角范围内，亮度应保持不变，在象面对角线之半所对应的圆视场范围内，亮度不均匀应好于±5％；而在全视场范围，亮度不均匀应在±8％之内。 3．稳定性 在整个检测过程中，光源的亮度变化应低于5％。 4．光谱特性 在探测器光谱响应范围内，扩展源的光谱功率分布特性应已知，并与检测要求的光谱特性一致。 5．黑体目标 黑体目标经待检物镜所成圆形象的直径、方形象的边长或所成带形象的宽度，应等于待检物镜标称象对角线视场长度的1/10±20％。黑体目标的亮度应小于周围亮场亮度的1/1000。 6．准直仪及其它辅助镜的使用 准直仪物镜应选用优质的透镜，其两表面镀减反射膜。在物镜使用的整个波长范围内，每个表面的反射率应低于1％。 为使待检镜对整个目标均无渐晕，准直物镜的口径应足够大。准直仪的安置应确保扩展面源产生最小的弥散。若准直仪用于象空间，或以辅助镜将面源中继到物面时，也可作类似的考虑。 二、探测器系统 1．测量孔径 光敏元件前的小孔光阑直径，应为黑体目标象直径的1/10～1/5。 2．角度响应度特性 探测器系统的输出与测量孔处的辐照度应成正比例(比例因子为常数)，当入射角在±45°范围内，其比例的变化量不超过5％；而入射角在±80°范围内，其比例变化量不超过10％。 3．探测器系统表面的反射率 在检测待检照相物镜整机的杂光系数时，探测器的小孔光阑外表面的尺寸和形状应与象面(底片)的格式相同。并在光阑外表面上覆盖一层照相机实际工作时所用的感光材料，或者覆盖一层与感光材料的光谱特性和角反射特性相近似的其他代用材料。其余外露表面的反射率应小于3％。若是单独检测照相物镜的杂光系数，则探测器系统的小孔光阑的外表面应涂成反射率低于3％的漫射面。 4．线性 探测器系统连同放大器、仪表等的线性可满足所用照度范围(40dB)的检测需要，并与杂光系数的检测精度要求相适应。 5．探测灵敏度稳定性 整个探测器、放大器系统的灵敏度的变动量，在杂光系数的检测周期内应小于2％。 6．光探测器和滤光片的光谱灵敏度 应了解光探测器的光谱灵敏度，也应知道用于模拟具体光谱响应曲线的滤光片的光谱透过特性。滤光片或滤光片组应置于小孔光阑和探测器