CN100405126C - 一种小型动态星光模拟器的光学系统 - Google Patents

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一种小型动态星光模拟器的光学系统，属于空间探测技术领域中涉及的一种星模拟器的光学系统。本发明要解决的技术问题是：提供一种小型动态星光模拟器的光学系统。解决的技术方案包括光源、照明光学透镜、数字微镜芯片(DMD)、准直物镜组。在水平光路的光轴上，安置数字微镜芯片(DMD)和准直物镜组，数字微镜芯片(DMD)的反射面朝向准直物镜组，并位于准直物镜组的焦面上；光源和照明光学透镜所构成的光路光轴与水平光路光轴成一定角度，其延长线通过数字微镜芯片(DMD)的中心，光源经照明光学透镜发出的光均匀照明数字微镜芯片(DMD)，再经数字微镜芯片(DMD)反射后沿水平光轴，由准直物镜组以平行光发出。该光学系统结构简单，仪器的体积小、重量轻，使用方便。

Description

一种小型动态星光模拟器的光学系统
一、技术领域
本发明属于空间探测技术领域中涉及的一种星光模拟器的光学系统。
二、背景技术
气象卫星、通讯卫星、探月工程等航天器上都装有星光敏感器，用以跟踪指向某星等的恒星，以确定航天器的在轨姿态。因此这些航天器在发射之前，都需要在地面对星光敏感器进行跟星测试。星光模拟器可以模拟各星等的恒星，提供了必要的测试条件，而星光模拟器的光学系统是它的核心。
目前，发达国家特别是航天发达国家，都在研制和生产星光模拟器和星光敏感器。由于这些技术都属高科技范畴，有关国家对外都严加封锁，很难查到相关的技术资料。据我们了解，国内也有若干家企事业单位从事这方面工作。与本发明最为接近的已有技术是北京控制工程研究所发表的文章“小型动态星模拟器设计”(《航天控制》，1996，vol.4，p13-20)。如图1所示，包括光源1、照明光学透镜2、液晶光阀3、液晶光阀4、胶合棱镜5、准直物镜组6。其中光源1、照明光学透镜2和胶合棱镜5组成照明部分。
该光学系统有两条光路，一条是垂直光路，从下至上依次置有光源1、照明光学透镜2、胶合棱镜5、液晶光阀4；另一条是水平光路，从左至右依次置有液晶光阀3、胶合棱镜5、准直透镜组6。胶合棱镜5位于两光路交汇处，其胶合面与两光路光轴的夹角均为45°。
该小型动态模拟器的光学系统存在的主要问题是：为得到理想分辨率的星图，需要采用两块液晶光阀拼接视场，加之照明部分也需采用胶合棱镜，导致仪器结构复杂、体积大、重量重，不便于使用。
三、发明内容
为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于简化结构、缩小体积、降低成本，方便使用。特设计一种小型动态星光模拟器的光学系统。
本发明要解决的技术问题是：提供一种小型动态星光模拟器的光学系统。解决技术问题的技术方案如图2所示，包括光源7、照明光学透镜8、数字微镜芯片(DMD)9、准直物镜组10。
在水平光路的光轴上，安置数字微镜芯片(DMD)9和准直物镜组10，数字微镜芯片(DMD)9的反射面朝向准直物镜组10，并位于准直物镜组10的焦面上；光源7和照明光学透镜8所构成的光路光轴与水平光路光轴成一定角度，其延长线通过数字微镜芯片(DMD)9的中心，光源7经照明光学透镜8发出的光均匀照明数字微镜芯片(DMD)9，再经数字微镜芯片(DMD)9反射后沿水平光轴由准直物镜组10以平行光方式发出。
工作原理说明：光源7、照明光学透镜8发射出的是平行光照射到数字微镜芯片9上，数字微镜芯片9的反射面位于准直物镜组10的焦面上，从数字微晶片9反射出的光线经准直物镜10后以平行光射出。根据需要可使该平行光的亮度达到固定的星等，用以作为星光模拟器。
积极效果：该光学系统结构简单，仪器的体积小，重量轻，使用方便。
四、附图说明
图1是已有技术的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图。
五、具体实施方式
本发明按图2所示的结构实施，其中：
光源7采用溴钨灯；
照明光学透镜8采用柯拉照明系统，以保证DMD均匀照明；
数字微镜芯片(DMD)9采用美国德州仪器公司(T1)的专利产品DMD芯片；
准直物镜组10采用复消色差、匹兹瓦平像场弯曲的准直物镜。

Claims (1)

1.一种小型动态星光模拟器的光学系统，包括光源、照明光学透镜、准直物镜组，其特征在于还包括数字微镜芯片(DMD)(9)，在水平光路的光轴上，安置数字微镜芯片(DMD)(9)和准直物镜组(10)，数字微镜芯片(DMD)(9)的反射面朝向准直物镜组(10)，并位于准直物镜组(10)的焦面上；光源(7)和照明光学透镜(8)所构成的光路光轴与水平光路光轴成一定角度，其延长线通过数字微镜芯片(DMD)(9)的中心。
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