一种大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统，包括沿光线传播方向由物侧至像侧依次设置的第一正光焦度凹凸透镜

【技术实现步骤摘要】
一种大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统


[0001]本专利技术属于空间光学
，具体涉及一种大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统
。

技术介绍

[0002]星敏感器是一种高自主性和独立性的高精度空间姿态测量仪器
。
它以星空为工作背景，以恒星为基准，通过探测空间中不同位置的恒星来实现导航定位
。
星敏感器的性能在很大程度上取决于其光学系统的性能
。
[0003]如专利公开号为
CN109188651A
的专利：一种折射式高分辨率星敏感器光学系统，采用了8片透镜，其工作波长仅在
550
‑
850nm
之间，分辨率只有
77
线对，波长范围相对较窄且分辨率较低；如专利公开号为
CN114624866B
的专利：一种超广角大靶面星载光学系统及其成像方法，采用了9片透镜并采用了非球面镜片，但其分辨率值仅有
50
线对，相对较低
。
为了提高星敏感器的探测能力，要求其光学系统在具有更宽光谱范围和更高的分辨率
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统，解决现有的光学系统无法适应光谱范围和分辨率不断提高的星敏感器使用需要的技术问题
。
[0005]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供了一种大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统，包括沿光线传播方向由物侧至像侧依次设置的第一正光焦度凹凸透镜
、
第二正光焦度凹凸透镜
、
第一负光焦度凹凸透镜
、
第二负光焦度凹凸透镜
、
第三负光焦度凹凸透镜
、
孔径光阑
、
正光焦度双凸透镜
、
负光焦度双凹透镜以及探测器成像面；所述正光焦度双凸透镜后表面和负光焦度双凹透镜前表面胶合形成胶合透镜
。
[0006]可选的，所述第一正光焦度凹凸透镜和第二正光焦度凹凸透镜采用重磷冕材料制作而成，所述第一负光焦度凹凸透镜采用重冕火石硫化材料制作而成，所述第二负光焦度凹凸透镜采用重钡火石材料制作而成，所述第三负光焦度凹凸透镜采用火石材料制作而成，所述正光焦度双凸透镜和负光焦度双凹透镜采用镧系冕牌材料制作而成
。
[0007]可选的，所述第一正光焦度凹凸透镜前表面半径为 54.967mm
，后表面半径为
‑
5118.076mm
；所述第二正光焦度凹凸透镜前表面半径为
38.849mm
，后表面半径为
125.05mm
；所述第一负光焦度凹凸透镜前表面半径为
263.249mm
，后表面半径为
29.289mm
；所述第二负光焦度凹凸透镜前表面半径为
‑
157.512mm
，后表面半径为
‑
246.27mm
；所述第三负光焦度凹凸透镜前表面半径为
73.656mm
，后表面半径为 52.042mm
；所述正光焦度双凸透镜前表面半径为
90.719mm
，后表面半径为
‑
37.422mm
；所述负光焦度双凹透镜前表面半径为
‑
37.422mm
，后表面半径为
127.231mm。
[0008]可选的，所述第一正光焦度凹凸透镜前表面与后表面中心间距为
10.594mm
，所述
第二正光焦度凹凸透镜前表面和后表面中心距离为
7.154mm
，所述第一负光焦度凹凸透镜前表面和后表面中心距离为
2mm
，所述第二负光焦度凹凸透镜前表面和后表面中心距离为
18.126mm
，所述第三负光焦度凹凸透镜前表面和后表面中心距离为
5.599mm
，所述正光焦度双凸透镜前表面和后表面中心距离为
20.547mm
，所述负光焦度双凹透镜前表面和后表面中心距离为
20.056mm。
[0009]可选的，所述第一正光焦度凹凸透镜后表面和所述第二正光焦度凹凸透镜前表面中心距离为
0.1mm
，所述第二正光焦度凹凸透镜后表面和所述第一负光焦度凹凸透镜前表面中心距离为
1.325mm
，所述第一负光焦度凹凸透镜后表面和所述第二负光焦度凹凸透镜前表面中心距离为
9.002mm
，所述第二负光焦度凹凸透镜后表面和所述第三负光焦度凹凸透镜前表面中心距离为
4.82mm
，所述第三负光焦度凹凸透镜后表面和所述孔径光阑中心距离为
1.368mm
，所述孔径光阑和所述正光焦度双凸透镜前表面中心距离为
50.07mm
，所述负光焦度双凹透镜后表面和探测器成像面中心距离为
29.744mm。
[0010]可选的，所述光学系统的工作波段为
450nm
‑
850nm
，工作带宽为
400nm
，中心波长为
650nm。
[0011]可选的，所述光学系统的
F
数为
2.8
，有效焦距为
150mm
，全视场角为
17
°
，且所述探测器成像面对角线尺寸为
45.7mm。
[0012]可选的，所述第一正光焦度凹凸透镜
、
第二正光焦度凹凸透镜
、
第一负光焦度凹凸透镜
、
第二负光焦度凹凸透镜
、
第三负光焦度凹凸透镜
、
正光焦度双凸透镜以及负光焦度双凹透镜均为球面透镜
。
[0013]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术提供的一种大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统，含有7片透镜，能够满足可见光波段和近红外波段的工作波段，在可见光范围和红外范围均可工作，其外本专利技术兼容更大的探测器像面，更大像面意味着更高的分辨率，且采用全球面透镜环保玻璃，方便加工和组装
。
所述大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统兼容大像面
、
宽光谱和高分辨率的特点
。
附图说明
[0014]图1是本专利技术提供的大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统的结构示意图；图2是本专利技术提供的大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统的传递函数曲线图；图3是本专利技术提供的大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统的点列图；图4是本专利技术提供的大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统的畸变曲线图；图中标记为：1‑
第一正光焦度凹凸透镜，2‑
第二正光焦度凹凸透镜，3‑
第一负光焦度凹凸透镜，4‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统，其特征在于，包括沿光线传播方向由物侧至像侧依次设置的第一正光焦度凹凸透镜
、
第二正光焦度凹凸透镜
、
第一负光焦度凹凸透镜
、
第二负光焦度凹凸透镜
、
第三负光焦度凹凸透镜
、
孔径光阑
、
正光焦度双凸透镜
、
负光焦度双凹透镜以及探测器成像面；所述正光焦度双凸透镜后表面和负光焦度双凹透镜前表面胶合形成胶合透镜
。2.
根据权利要求1所述的大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统，其特征在于，所述第一正光焦度凹凸透镜和第二正光焦度凹凸透镜采用重磷冕材料制作而成，所述第一负光焦度凹凸透镜采用重冕火石硫化材料制作而成，所述第二负光焦度凹凸透镜采用重钡火石材料制作而成，所述第三负光焦度凹凸透镜采用火石材料制作而成，所述正光焦度双凸透镜和负光焦度双凹透镜采用镧系冕牌材料制作而成
。3.
根据权利要求1所述的大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统，其特征在于，所述第一正光焦度凹凸透镜前表面半径为 54.967mm
，后表面半径为
‑
5118.076mm
；所述第二正光焦度凹凸透镜前表面半径为
38.849mm
，后表面半径为
125.05mm
；所述第一负光焦度凹凸透镜前表面半径为
263.249mm
，后表面半径为
29.289mm
；所述第二负光焦度凹凸透镜前表面半径为
‑
157.512mm
，后表面半径为
‑
246.27mm
；所述第三负光焦度凹凸透镜前表面半径为
73.656mm
，后表面半径为 52.042mm
；所述正光焦度双凸透镜前表面半径为
90.719mm
，后表面半径为
‑
37.422mm
；所述负光焦度双凹透镜前表面半径为
‑
37.422mm
，后表面半径为
127.231mm。4.
根据权利要求3所述的大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统，其特征在于，所述第一正光焦度凹凸透镜前表面与后表面中心间距为
10.594mm
，所述第二正光焦度凹凸透镜前表面和后表面中心距离为
7.154mm<...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏建民，叶井飞，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：