本实用新型涉及光学技术领域，尤其是涉及一种用于消除镜头内杂散光的杂散光消除装置及具有该杂散光消除装置的镜头。
背景技术：
杂散光(straylight)是指摄像镜头形成物体的实像时，除了成像光线，其他在光学系统像面上扩散的非成像光线。现有的光刻机利用dmd投影技术实现曝光图案输出。dmd内晶元可进行一定角度的翻转。当dmd开启时晶元进行翻转，以使光束沿光轴垂直入射镜头；当dmd关闭时晶元进行翻转，光束无法通过dmd，而dmd会将光束反射至镜筒侧壁上，经过镜筒侧壁反射，部分光束透过镜头射出，造成杂散光。杂散光能够对正常的成像造成一定的不良影响，如像面产生明亮背景，降低像面对比度等，使整个画面的层次减少，对比度降低，清晰度变坏等，严重时会形成大小不等的杂光光斑，甚至导致光学系统失效。因此，亟需一种能够消除镜头内杂散光的杂散光消除装置。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够消除镜头内杂散光的杂散光消除装置。
为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种用于镜头的杂散光消除装置，镜头依次包括镜筒、镜头入光口、至少一个透镜，及镜头出光口，所述杂散光消除装置包括用于削弱杂散光的光陷阱和用于消除杂散光的光阑，所述光陷阱具有杂散光削弱腔和用于使杂散光进入杂散光削弱腔内的杂散光入口，所述光陷阱根据杂散光照射至镜筒内侧壁的位置设于镜筒内侧壁上，使得杂散光从所述杂散光入口至少部分进入所述杂散光削弱腔，所述光阑包括设置于所述光陷阱和镜头入光口之间的第一光阑和/或设置于透镜和镜头出光口之间的第二光阑。
优选地，所述光陷阱包括反射底板和设于所述反射底板上的反射侧板，所述反射底板与镜筒的至少一个内侧壁相连，所述反射侧板与所述反射底板之间形成所述光陷阱。
优选地，所述反射底板与镜筒相邻的两个内侧壁相连，所述反射侧板包括相连的第一反射板本体和第二反射板本体，所述第一反射板本体连接所述相邻的两个内侧壁中的一个内侧壁，所述第二反射板本体连接相邻的两个内侧壁中的另一个内侧壁。
优选地，所述反射底板与所述反射侧板一体成型。
优选地，所述反射侧板呈l形。
优选地，所述第一光阑设置在镜头的入光口处，所述第二光阑设置在镜头出光口处。
优选地，所述第一光阑和第二光阑均包括光阑本体部，所述光阑本体部上设有光阑孔。
优选地，所述光阑本体部呈圆形，所述光阑孔呈矩形。
优选地，所述第一光阑的光阑本体部由镜筒的侧壁形成，所述第一光阑的光阑孔由镜筒的侧壁上设置光阑孔形成。
本实用新型还揭示了一种镜头，所述镜头依次包括、镜筒、镜头入光口、至少一个透镜，及镜头出光口，所述镜头还包括上述杂散光消除装置。
本实用新型的有益效果是：
本使用新型所述的杂散光消除装置，通过在镜头内侧壁上设置光陷阱，同时在光陷阱和镜头入光口之间设置第一光阑，在透镜和镜头出光口之间设置第二光阑，可有效消除杂散光，提高成像质量。
附图说明
图1是本实用新型的立体示意图；
图2是本实用新型的剖视示意图；
图3是图1中光陷阱的立体示意图；
图4是图1中第二光阑的立体示意图。
附图标记：10、镜头，11、镜头入光口，12、镜头出光口，13、镜筒，14、透镜，20、光陷阱，20a、反射底板，20b、反射侧板，20b'、第一反射板本体，20b”、第二反射板本体，1、杂散光削弱腔，22、杂散光入口，30、光阑，30a、第一光阑，30b、第二光阑，31、光阑本体部，32、光阑孔。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
结合图1～图3所示，为本实用新型所揭示的一种杂散光消除装置，用于消除镜头内杂散光。镜头10包括dmd芯片(图未示)、镜头入光口11、镜头出光口12和镜筒13，镜筒13设于镜头入光口11处，用于容置dmd芯片，并且镜头入光口11与镜头出光口12之间设有多个透镜14。dmd芯片开启时，光束沿光轴通过镜头入光口11进入透镜14中，最终经镜头出光口12射出；dmd关闭时，dmd芯片将光束反射至镜筒13内侧壁上。为消除镜头内杂散光，杂散光消除装置包括光陷阱20和光阑30，其中，光陷阱20根据杂散光照射到镜筒13内侧壁的位置设于镜筒13内侧壁上，用于削弱杂散光；光阑30包括第一光阑30a和第二光阑30b，第一光阑30a设于光陷阱20和镜头入光口11之间，用于消除未进入光陷阱20中的杂散光和从光陷阱20中反射出来的杂散光，第二光阑30b设于透镜14和镜头出光口12之间，用于消除在透镜14上反射形成的杂散光。本实施例中所述的消除杂散光，包括将杂散光部分消除，消除成可接受的程度和将杂散光完全消除。实施时，可通过zemax对光路进行拟合，进而可确定杂散光照射到镜筒13内侧壁的位置，以确定光陷阱20的安装位置。这里的zemax是一种光学产品设计与仿真软件，工程师可以在zemax中模拟光路的路径等参数。
如图1所示，光陷阱20具有杂散光削弱腔21和使杂散光至少部分进入杂散光削弱腔21中的杂散光入口22。杂散光可通过杂散光入口22进入杂散光削弱腔21中，杂散光在杂散光削弱腔21中发生反射，进而削弱杂散光能量。实施时，通过zemax拟合光路，可确定杂散光照射到镜筒13内侧壁的大小，进而确定杂散光入口22大小，以使杂散光通过杂散光入口22进入杂散光削弱腔21内，如杂散光横截面直径为24mm时，杂散光入口22控制在25mmx25mm以使杂散光进入。当然，杂散光入口22的形状可根据杂散光的形状确定，如杂散光的横截面为矩形时，杂散光入口22的形状也相应设置为矩形。
如图3所示，光陷阱20包括反射底板20a和反射侧板20b，反射底板20a与镜筒13的至少一个内侧壁垂直或近似垂直相连，反射侧板20b设于反射底板20a上并通过共用至少一个镜筒13内侧壁，与反射底板20a之间形成所述具有杂散光削弱腔21和杂散光入口22的光陷阱20，或者反射侧板20b不通过共用镜筒13内侧壁，与反射底板20a之间直接形成所述具有杂散光削弱腔21和杂散光入口22的光陷阱20。
具体地，当反射侧板20b不共用镜筒13内侧壁时，反射侧板20b整体呈口字形，其设于反射底板20a上，并与反射底板20a之间直接形成光陷阱20，实施时，反射侧板20b与反射底板20a采用一体成型结构；当反射侧板20b共用一个镜筒13内侧壁时，反射侧板20b整体呈u形，其设于反射底板20a上，并通过共用一个镜筒13内侧壁，与反射底板20a之间形成光陷阱20，实施时，反射侧板20b与发射底板采用一体成型结构；当反射侧板20b共用两个镜筒13内侧壁时，反射侧板20b整体呈l形，其设于反射底板20a上，并通过共用两个镜筒13内侧壁，与反射侧板20b之间形成光陷阱20，实施时，反射侧板20b与反射底板20a采用一体成型结构；当反射侧板20b共用三个镜筒13内侧壁时，反射侧板20b整体呈一字形，其设于反射底板20a上，并通过共用三个镜筒13内侧壁，与反射底板20a之间形成光陷阱20，实施时，反射侧板20b与反射底板20a采用一体成型结构。
当然，在其他实施例中，反射侧板20b也可与反射底板20a采用分体式设计，可根据实际需求设置。
本实施例中，以反射底板20a连接镜筒13两个相邻的内侧壁，反射侧板20b通过共用两个镜筒13内侧壁，与反射底板20a之间形成光陷阱20为最佳。也即：反射侧板20b呈l形，其包括相连的第一反射板本体20b'和第二反射板本体20b”，其中，第一反射板本体20b'连接相邻两个内侧壁中的一个内侧壁，第二反射板本体20b”连接相邻的两个内侧壁中的另一个内侧壁，最终通过共用镜筒13相邻的两个内侧壁，与反射底板20a之间形成光陷阱20。
如图4所示，当光经过杂散光削弱腔21削弱后，仍有部分杂散光通过镜头入光口11进入透镜14中。为了避免杂散光进入透镜14中，镜头入光口11和透镜14之间设置第一光阑30a，第一光阑30a优选设于镜头入光口11处，第一光阑30a可消除未进入光陷阱20中的杂散光和从光陷阱20中反射出来的杂散光，避免杂散光进入透镜14中。进一步地，第一光阑包括呈圆形的光阑本体部31，光阑本体部31上设有光阑孔32，光阑孔32的形状由dmd芯片确定。本实施例中，光阑孔32呈矩形，当然，在其他实施例中，光阑孔32的形状也可以为圆形，可根据实际需求进行设置。实施时，光阑孔32尺寸需大于镜头入光口11处有效光斑尺寸，若镜头入光口11处有效光斑尺寸为20.72mm×37.88mm，则光阑孔32的尺寸为22mm×40mm。
本实施例中，镜头入光口11处的第一光阑30a通过在镜筒13的侧壁上设置光阑孔32形成，也就是说在光束穿出镜筒13进入透镜14的位置处设置光阑孔32，以形成第一光阑30a，第一光阑30a的光阑本体部31由镜筒的侧壁形成，第一光阑30a的光阑孔32由镜筒的侧壁上设置光阑孔形成，此种设置方式可减少成本。当然，在其他实施例中，可单独在镜头入光口11处设置第一光阑30a。
如图4所示，当光经过杂散光削弱腔21削弱后，部分光束在透镜14表面不断反射，同样会形成杂散光。为了避免杂散光射出至像面，透镜14和镜头出光口12之间设有第二光阑30b，第二光阑30b优选设于镜头出光口12处，第二光阑30b可消除在透镜14上反射形成的杂散光，避免杂散光射出至像面。进一步地，第二光阑30b同样包括呈圆形的光阑本体部31，光阑本体部31上设有光阑孔32。光阑孔32的形状由dmd芯片确定，本实施例中，光阑孔32呈矩形，当然，在其他实施例中，光阑孔32的形状也可以为圆形，可根据实际需求进行设置。实施时，光阑孔32尺寸需大于镜头出光口12处有效光斑尺寸，若镜头入光口11处有效光斑尺寸为17.72mm×33.62mm，则光阑孔32的尺寸为18mm×34mm。
本实用新型所述的杂散光消除装置，通过在镜头内侧壁上设置光陷阱20，同时在光陷阱20和镜头入光口11之间设置第一光阑30a，在透镜14和镜头出光口12之间设置第二光阑30b，可有效消除杂散光，提高成像质量。
本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
1.一种用于镜头的杂散光消除装置，镜头依次包括镜筒、镜头入光口、至少一个透镜，及镜头出光口，其特征在于，所述杂散光消除装置包括用于削弱杂散光的光陷阱和用于消除杂散光的光阑，所述光陷阱具有杂散光削弱腔和用于使杂散光进入杂散光削弱腔内的杂散光入口，所述光陷阱根据杂散光照射至镜筒内侧壁的位置设于镜筒内侧壁上，使得杂散光从所述杂散光入口至少部分进入所述杂散光削弱腔，所述光阑包括设置于所述光陷阱和镜头入光口之间的第一光阑和/或设置于透镜和镜头出光口之间的第二光阑。
2.根据权利要求1所述的杂散光消除装置，其特征在于，所述光陷阱包括反射底板和设于所述反射底板上的反射侧板，所述反射底板与镜筒的至少一个内侧壁相连，所述反射侧板与所述反射底板之间形成所述光陷阱。
3.根据权利要求2所述的杂散光消除装置，其特征在于，所述反射底板与镜筒相邻的两个内侧壁相连，所述反射侧板包括相连的第一反射板本体和第二反射板本体，所述第一反射板本体连接所述相邻的两个内侧壁中的一个内侧壁，所述第二反射板本体连接相邻的两个内侧壁中的另一个内侧壁。
4.根据权利要求2所述的杂散光消除装置，其特征在于，所述反射底板与所述反射侧板一体成型。
5.根据权利要求3所述的杂散光消除装置，其特征在于，所述反射侧板呈l形。
6.根据权利要求1所述的杂散光消除装置，其特征在于，所述第一光阑设置在镜头的入光口处，所述第二光阑设置在镜头出光口处。
7.根据权利要求1所述的杂散光消除装置，其特征在于，所述第一光阑和第二光阑均包括光阑本体部，所述光阑本体部上设有光阑孔。
8.根据权利要求7所述的杂散光消除装置，其特征在于，所述光阑本体部呈圆形，所述光阑孔呈矩形。
9.根据权利要求7所述的杂散光消除装置，其特征在于，所述第一光阑的光阑本体部由镜筒的侧壁形成，所述第一光阑的光阑孔由镜筒的侧壁上设置光阑孔形成。
10.一种镜头，所述镜头依次包括、镜筒、镜头入光口、至少一个透镜，及镜头出光口，其特征在于，所述镜头还包括权利要求1～9任意一项所述的杂散光消除装置。
技术总结