CN106842492A - 空间光学遥感器焦平面多反射镜拼接结构 - Google Patents

空间光学遥感器焦平面多反射镜拼接结构 Download PDF

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Abstract

空间光学遥感器焦平面多反射镜拼接结构涉及光学遥感器焦平面结构领域，该结构包括：焦面基板、修研垫、CCD盒、盖板和CCD，CCD置于CCD盒内，盖上盖板封装成CCD片盒组件，CCD片盒组件与焦面基板间设置修调垫，焦面基板对应CCD片盒组件位置开设通光口，焦面基板为立体n型结构，CCD片盒组件交错设置在焦面基板的两个平行面上，两个平行面的CCD首尾像元分别对齐或重叠搭接；焦面基板内部安装平面反射镜，平面反射镜与对应的CCD成45度角；相互平行设置的CCD片盒组件对应的平面反射镜相互垂直；入射光进入焦面基板，经平面反射镜反射后完全覆盖CCD感光面上。本发明的行间距与交错拼接方法相比显著减少。片间重叠像元数大大减小，像元利用率更高，成像质量更优。

Description

空间光学遥感器焦平面多反射镜拼接结构
技术领域
本发明属于空间光学遥感器焦平面结构设计领域，具体涉及一种空间光学遥感器焦平面多反射镜拼接结构。
背景技术
为顺应空间光学探测的发展趋势，空间光学遥感器往往具有较大的光学视场，其焦平面的尺寸也越来越大。作为光电信号转换作用的CCD器件，受到技术和工艺能力的限制，其单片尺寸无法做得很大，不能满足大视场的成像需求。为了满足光学成像要求，现有的做法是将多片CCD按照一定的排列方式拼接起来，共同构成空间光学遥感器的焦平面感光部分。
目前交错拼接是焦面CCD拼接的主要方式，见图1a和图1b。交错拼接是将CCD器件分成两行，交错排列在相机焦平面视场的中心线两侧，第一行CCD成像后在图像运动方向上形成的间隙由第二行CCD进行填充；两行相邻CCD的首尾像元分别对齐或按照重叠要求精密搭接，两列CCD在图像的运动方向上错开一定位置，距离满足CCD封装尺寸的约束。但是由于两行CCD在像移方将有间距，造成推扫时两行CCD获取的采样信息不同步，这种不同步需电子学在图像后期处理时调整。空间光学遥感器具有从视场中心向边缘，传函逐渐降低的特点。且由于在进行侧摆以及前后摆成像时，两行CCD对应地面景物的放大倍率不同，以及残余偏流角的影响，为了不产生视场漏缝，两行CCD的间距越大，所需片间重叠像元数越多，造成一定程度的像元”损失”。因此两行CCD的间距越小越好。由于技术原因的限制，CCD有自身的结构封装，且没有定位紧固的结构接口，需要将其先封装在结构片盒中，再固定在焦平面基板上。这些结构决定了两行CCD片在同一个平面上排布时，其间距不能进一步缩小。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种空间光学遥感器焦平面多反射镜拼接结构，该结构使得大尺寸焦平面结构更加紧凑，有效减少两行CCD组件间距，提高了CCD像元利用率，改善了光学遥感器的成像质量。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
空间光学遥感器焦平面多反射镜拼接结构，该结构包括：焦面基板、修研垫、CCD盒、盖板和CCD，CCD置于CCD盒内，盖上盖板封装成CCD片盒组件，CCD片盒组件与焦面基板间设置修调垫，焦面基板对应CCD片盒组件位置开设通光口，该结构还包括与CCD一一对应的平面反射镜；焦面基板为立体n型结构，CCD片盒组件交错设置在焦面基板的两个平行面上，两个平行面的CCD首尾像元分别对齐或者重叠搭接；焦面基板内部安装平面反射镜，每个平面反射镜与对应的CCD成45度夹角；相互平行设置的CCD片盒组件对应的平面反射镜相互垂直；入射光进入焦面基板，经平面反射镜反射后完全覆盖CCD感光面上。
本发明的有益效果是：本发明利用平面反射镜只改变光路角度，不改变光焦度的特性。通过在视场中心放置两种互相垂直的平面反射镜，将视场一分为二，将原本位于一个平面内的像面变为互相平行的空间位置关系，为CCD封装和片盒提供了足够的空间。多反射镜拼接至少含有3片CCD，随着视场的增大，相应布置合理的CCD数量，满足光学成像的需求。采用多反射镜拼接方法得到的焦平面阵列，其两行间距与交错拼接方法相比显著减小。片间重叠像元数大大减少，因此像元利用率更高,由于感光区更接近视场中心，成像质量更优。
附图说明
图1a现有技术交错拼接原理结构侧视图。
图1b现有技术交错拼接原理结构俯视图。
图2a本发明空间光学遥感器焦平面多反射镜拼接结构侧视图。
图2b本发明空间光学遥感器焦平面多反射镜拼接结构侧视图。
图中：1、焦面基板，2、修研垫，3、CCD盒，4、CCD，5、盖板，6、CCD感光面，7、平面反射镜和8、等效像面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
如图2a和图2b所示，空间光学遥感器焦平面多反射镜拼接结构，包括：焦面基板1、修研垫2、CCD盒3、CCD4和盖板5，CCD4置于CCD盒3内，盖上盖板5封装成CCD片盒组件，CCD片盒组件与焦面基板1间设置修研垫2，焦面基板1对应CCD片盒组件位置，开设适宜口径的通光口，焦面基板1应进行合理的结构设计，保证足够的刚度和强度以及温度适应性,确保焦平面组件在经受发射过程的冲击、振动，在轨时的微重力以及温度变化时，各片CCD4间的相对位置关系满足光学系统要求。该结构还包括与CCD4一一对应的平面反射镜7；所述焦面基板1为立体n型结构，CCD片盒组件交错设置在焦面基板1的两个平行面上，两个平行面的CCD4首尾像元分别对齐或者重叠搭接，在本实施例中，两个相互平行的焦面基板1上分别设置5个CCD片盒组件和4个CCD片盒组件，每个CCD片盒组件的位置都是对面两个CCD片盒组件搭接处。焦面基板1内部安装9个平面反射镜7，每个平面反射镜7与对应的CCD4成45度夹角，每个面CCD对应的平面反射镜7共面度为5μm；相互平行设置的CCD片盒组件对应的平面反射镜7相互垂直，开口向内；入射光进入焦面基板1后，通过平面反射镜7反射至CCD感光面6上。每个CCD片盒组件与其所在的焦面基板1通光口和对应的平面反射镜7中心对称。平面反射镜7比实际光路在镜面上的投影单边大3mm，避免光学加工边缘面形差而影响成像质量。与现有技术相比，CCD行间距显著减小，像元利用率更高，成像质量更好。

Claims (2)

1.空间光学遥感器焦平面多反射镜拼接结构，该结构包括：焦面基板、修研垫、CCD盒、盖板和CCD，CCD置于CCD盒内，盖上盖板封装成CCD片盒组件，CCD片盒组件与焦面基板间设置修调垫，焦面基板对应CCD片盒组件位置开设通光口，其特征在于，该结构还包括与CCD一一对应的平面反射镜；所述焦面基板为立体n型结构，CCD片盒组件交错设置在焦面基板的两个平行面上，两个平行面的CCD首尾像元分别对齐或者重叠搭接；焦面基板内部安装平面反射镜，每个平面反射镜与对应的CCD成45度夹角；相互平行设置的CCD片盒组件对应的平面反射镜相互垂直；入射光进入焦面基板，经平面反射镜反射后完全覆盖CCD感光面上。
2.根据权利要求1所述的空间光学遥感器焦平面多反射镜拼接结构，其特征在于，该结构包括至少3片CCD及其对应反射镜、CCD片盒组件。
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