4. 关键评价指标：点源透过率(PST)、鬼像能量比、杂散光系数
做杂散光设计这么多年，我见过太多人一上来就闷头仿真，结果最后拿什么指标来验收都说不清楚。这其实是个大坑。你想想看，没有明确的评价指标，你怎么判断设计好不好？怎么跟客户交代？
今天我就把三个最核心的指标掰开揉碎了讲。点源透过率、鬼像能量比、杂散光系数，这三兄弟各有各的脾气，也各有各的用处。
4.1 点源透过率（PST）
点源透过率，英文叫 Point Source Transmittance，简称 PST。这玩意儿说白了就是：系统对离轴杂散光的抑制能力。
它的定义很简单：
PST(θ) = E_d(θ) / E_i(θ)其中 E_d(θ) 是离轴角 θ 方向上的点源在像面产生的辐照度，E_i(θ) 是同一光源在入瞳处的辐照度。比值越小，说明抑制能力越强。
我个人习惯把 PST 曲线画出来，横轴是离轴角，纵轴是 PST 值。典型的曲线长什么样？我举个例子：
| 离轴角 (°) | PST 值 | 评价 |
|---|---|---|
| 0 | 1.0 | 轴上，无抑制 |
| 5 | 1×10⁻³ | 一般 |
| 10 | 1×10⁻⁵ | 良好 |
| 20 | 1×10⁻⁷ | 优秀 |
| 30 | 1×10⁻⁹ | 顶级 |
我在项目中遇到过一件事。有个客户要求 PST 在 10° 离轴角时做到 1×10⁻⁶，我们团队一开始觉得没问题。结果一仿真，发现镜筒内壁的反射贡献了很大一部分杂散光。后来加了消光螺纹和挡光环才压下去。嗯，这里要注意：PST 是系统级指标，不是单一元件能决定的。
关键点：PST 测量时，光源要足够强，探测器要足够灵敏。否则离轴角大了以后信号淹没在噪声里，数据就废了。
4.2 鬼像能量比
鬼像，说白了就是光线在透镜表面之间来回反射，最后在像面上形成的一个虚假像点。这东西特别讨厌，因为它看起来像真实目标，容易让人误判。
鬼像能量比的定义是：
鬼像能量比 = 鬼像辐照度 / 正常像辐照度这个比值通常用百分比表示。比如 0.1% 的鬼像能量比，意味着鬼像的亮度是正常像的千分之一。
我建议你重点关注几个地方：
- 高折射率透镜表面：折射率越高，反射率越大，鬼像越明显
- 曲率半径接近的共轭面：容易形成二次反射
- 镀膜质量差的表面：增透膜没做好，反射率超标
我曾经吃过一次亏。有个红外镜头，设计时鬼像能量比仿真只有 0.05%，结果实际装调后测出来 0.3%。查了半天，发现是其中一片透镜的镀膜批次出了问题，反射率从 0.5% 变成了 1.2%。从那以后，我每次都会要求镀膜供应商提供每批次的反射率实测数据。
我的经验：鬼像分析时，别只看一次反射。二次反射、三次反射虽然能量弱，但在高动态场景下照样能坏事。我一般会追到三次反射为止。
4.3 杂散光系数
杂散光系数，英文叫 Veiling Glare Index，简称 VGI。这个指标衡量的是整个视场内杂散光对成像的均匀影响。
它的定义是：
VGI = (L_veil) / (L_image + L_veil) × 100%其中 L_veil 是杂散光产生的等效亮度，L_image 是正常像的亮度。VGI 越大，说明杂散光对图像的"蒙雾"效应越严重。
你想想看，如果一个镜头的 VGI 是 5%，那就意味着你看到的图像里有 5% 的亮度是杂散光贡献的。对比度会下降，暗部细节会被淹没。
不同应用场景对 VGI 的要求差别很大：
| 应用场景 | VGI 要求 | 说明 |
|---|---|---|
| 消费级相机 | < 3% | 日常拍照够用 |
| 安防监控 | < 1% | 低照度场景要求高 |
| 航天遥感 | < 0.1% | 高动态范围，要求极严 |
| 天文观测 | < 0.01% | 微弱信号检测 |
注意：VGI 测量时，标准积分球的质量很关键。积分球内壁涂层不均匀，或者开口比例太大，都会引入额外的测量误差。我见过有人测出来的 VGI 是负值，那就是测量系统本身有问题。
4.4 三个指标的关系
这三个指标不是孤立的。我画了一张图，帮你理清它们之间的关系：
从这张图你能看出来：
- PST 擅长评价离轴方向来的杂散光，比如太阳光从侧面照进来
- 鬼像能量比专门对付二次反射，特别是透镜表面之间的来回反射
- VGI 给出的是整体感受，有点像图像的信噪比
实际项目中，我一般会三个指标都测。但侧重点不同：如果是航天相机，PST 是硬指标；如果是变焦镜头，鬼像能量比更重要；如果是监控镜头，VGI 更贴近实际使用感受。
一个小建议：做设计阶段，先用 PST 和鬼像能量比做优化。等样机出来了，再测 VGI 做最终验收。这样效率最高。
好了，这三个指标就讲到这里。记住一句话：没有完美的单一指标，只有合理的指标组合。下次做杂散光设计，别只盯着一个数看，三个指标一起上，才能把杂散光管得服服帖帖。