轻小型星敏感器光学成像装置

摘要

本发明公开了一种轻小型星敏感器光学成像装置。其特征在于：用两片非球面透镜和光阑组成对称式物镜，用被动式补偿装置微调所述透镜的间隔；在-20℃至+60℃环境中，镜头焦距的热偏移量近似等于零。利用物镜伸缩环的热胀冷缩效应微调两镜片的间距d；选择所述透镜的形状和材料，使之焦距热偏移效应能够被物镜伸缩环对焦距的调节效应所抵消，从而焦距值f不随环境温度而变。支承环使光电图像传感器的光敏面始终与最佳离焦面对齐。在温度大幅度变化的条件下，所述镜头的成像效果是，在视场中心和边缘的像斑的弥散圆半径近似相等的最佳离焦面上，星敏感器对恒星方位的测量精度达到亚角秒量级。

主权项

一种轻小型星敏感器光学成像装置，包括镜筒、底座、透镜、光电图像传感器，光阑和兼作保护窗的滤光片，其特征在于，所述透镜为两片非球面平凸透镜，两片非球面平凸透镜对称放置在光阑的两侧，在透镜的中间放有物镜伸缩环，两片透镜的外侧安设有起复位和紧固作用的弹性环，伸缩环和弹性环构成焦距热偏移量自动控制装置，所述两片非球面平凸透镜的参数是：镜片的材料为ZF10，其折射率n＝1.68893，玻璃的折射率温度系数β＝6×10‑6/℃，玻璃的热膨胀系数a＝9.1×10‑6/℃，非球面的形状Z满足以下计算公式： z = c ( x 2 + y 2 ) 1 + 1 - c 2 ( 1 + k ) ( x 2 + y 2 ) 以上公式中，x、y是曲面坐标，c＝±0.02943/mm，k＝‑0.5254，位置可调镜片的间距d在20℃时为5.87634mm。