[发明专利]降低渐晕的光学滤波器设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及降低出现在光学系统中的渐晕的方法并且涉及用于降低渐晕的光学设备。

背景技术

光学系统表现出渐晕。渐晕导致与透镜的中心相比，不同量的光在透镜的外边缘透射。因此，渐晕影响透镜形成的图像。这在像相机那样的设备中尤其是个问题。

渐晕可能因光学原理而造成，因而是光学系统所固有的(此后称为自然渐晕)。渐晕也可能具有人为的性质，例如归因于诸如透镜之类的光学元件的安装。人为的渐晕可以通过使用小的孔径来降低。

本领域中已知的是，通过施加中性密度中心滤波器来降低渐晕。这种中性密度中心滤波器在外边缘处相比于中心具有不同的透射特性，从而降低了渐晕。然而，该滤波器不适用于适应可能由例如孔径变化而引起的渐晕的变化、例如由于变焦而引起的光学系统的变化等等。

希望的是具有适于克服上述缺点的光学设备。因此，本发明的目的是提供适用于降低渐晕并且适用于适应光学系统的变化的方法和光学滤波器设备。

发明内容

在一个方面中，本发明提供了依照权利要求1的光学设备。该光学设备包括半透明的介质。在该半透明的介质中，溶解了遮光材料。该遮光材料遮挡了至少一部分入射到光学滤波器设备上的光。遮挡的光的量取决于通过光学滤波器设备的介质的光路。如果该光路短，那么少量的光被遮挡；如果该光路较长，那么大量的光被遮挡。该光路取决于光学滤波器设备的介质的厚度。在本申请中，将介质的厚度限定为基本上平行于光轴的方向上的介质的尺寸，所述光轴延伸通过光学滤波器设备。介质的厚度可能在光学滤波器设备的表面上变化，所述表面基本上垂直于光轴。因此，此后，可能提及介质的厚度分布。介质的厚度分布决定光学滤波器设备的透射率分布。为了控制透射率分布，提供了用于控制介质的厚度分布的控制装置。

在一个实施例中，遮光材料可以是光吸收材料，例如选自包括染料和色素的组的材料。在另一个实施例中，遮光材料可以是反光材料，例如反射云母薄片。遮光材料还可以是光吸收材料和反光材料的组合。遮光材料可以遮挡具有任何波长的光或者可以只遮挡光谱的一部分。遮光材料可以遮挡可见光和/或可以遮挡非可见光，例如红外辐射和紫外辐射。

在一个实施例中，所述控制装置包括用于使用电润湿来控制厚度的电极。在另一个实施例中，所述半透明介质保持在至少部分半透明的容器中。该容器具有开口，所述开口由至少部分半透明的弹性材料所覆盖。所述控制装置包括用于控制容器中的半透明介质的量的泵。在其他的实施例中，所述控制装置可以使用磁力或压电式力或者任何其他合适的技术来控制厚度的分布。

在一个实施例中，光学滤波器设备包括具有溶解于其中的光吸收材料的第一半透明介质以及第二半透明介质，所述第一和第二半透明介质保持在至少部分半透明的容器中，并且其中所述控制装置包括用于控制第一和第二半透明介质之间形成的弯月面的形状的装置。通过第一半透明介质的光路决定了光学滤波器设备的透射率。第二半透明介质填充所述容器。通过控制第一和第二半透明介质之间的弯月面的形状，控制了第一半透明介质的厚度分布以及从而光学滤波器设备的透射率分布。如果第一和第二半透明介质具有基本上相同的折射率，那么弯月面的形状不影响通过的光的方向。因此，光学滤波器设备不具有透镜效果，而只有滤波效果。

在本发明的另外的方面中，提供了依照权利要求9的方法。该方法降低了光学系统中的渐晕。依照本发明的光学滤波器设备用来在该滤波器设备的中心附近过滤较多的光并且在该滤波器设备的外周界附近过滤较少的光，从而在通过该光学滤波器设备滤波之后提供了均匀的光分布。

应当指出的是，依照本发明的光学滤波器设备还适用于其他类型的滤波，例如校正其他光学效果和/或创建特定的光效果。此外，所述光学滤波器设备的上述垂直于光轴的表面可以具有任何类型的形状，例如圆形、方形等等，或者任何任意的形状。

附图说明

此后，将参照附图更加详细地阐述本发明，所述附图示出了非限制性实施例，其中

图1示出了依照本发明的光学滤波器设备的第一实施例的截面；

图2示出了依照本发明的光学滤波器设备的第二实施例的截面；

图3A-3C示出了依照本发明的光学滤波器设备的第三实施例的截面，其分别具有第一、第二和第三透射率分布；以及

图4A-4C分别示出了图3A-3C中示出的实施例的第一、第二和第三透射率分布。

具体实施方式