CN107608055B - 地面夜间星敏感器光学镜头 - Google Patents

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本发明涉及一种地面夜间星敏感器光学镜头，包括沿光线入射方向依次设置的前镜组A、光阑C以及后镜组B；所述前镜组A包含正月牙透镜A‑1、负月牙透镜A‑2、双凸透镜A‑3以及双凹透镜A‑4，所述双凸透镜A‑3与双凹透镜A‑4密接为第一胶合组；所述后镜组B包含双凸透镜B‑1、平凹透镜B‑2、双凸透镜B‑3、正月牙透镜B‑4、负月牙透镜B‑5以及正月牙透镜B‑6，所述双凸透镜B‑1与平凹透镜B‑2密接为第二胶合组，所述正月牙透镜B‑4与负月牙透镜B‑5密接为第三胶合组。本发明结构设计简单、合理，成像分辨率高，结构紧凑，有效缩短了光学系统的尺寸，有利于系统实现小型化。

Description

地面夜间星敏感器光学镜头
技术领域
本发明涉及一种地面夜间星敏感器光学镜头。
背景技术
光学星敏感器是通过对视场范围内的恒星进行拍摄，利用恒星间距和相对位置进行导航定位的惯性姿态敏感器，具有测量精度高、重量轻、功耗低、无漂移等优点。随着人类对外层空间探索的深入，星敏感器在大气层外的航天技术领域得到了广泛的应用，但在大气层内甚至地面上还没有被广泛使用。作为目前各种姿态测量部件中精度最高的姿态敏感器之一，光学星敏感器主要由光学系统、结构、探测器电子线路、数据处理器电子线路、消杂光部件、外部接口、星图识别和姿态处理软件等组成。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种地面夜间星敏感器光学镜头，不仅结构设计合理，而且高效便捷。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种地面夜间星敏感器光学镜头，包括沿光线入射方向依次设置的前镜组A、光阑C以及后镜组B；所述前镜组A包含正月牙透镜A-1、负月牙透镜A-2、双凸透镜A-3以及双凹透镜A-4，所述双凸透镜A-3与双凹透镜A-4密接为第一胶合组；所述后镜组B包含双凸透镜B-1、平凹透镜B-2、双凸透镜B-3、正月牙透镜B-4、负月牙透镜B-5以及正月牙透镜B-6，所述双凸透镜B-1与平凹透镜B-2密接为第二胶合组，所述正月牙透镜B-4与负月牙透镜B-5密接为第三胶合组。
优选的，所述前镜组A与光阑C之间的空气间隔为5.21mm，所述光阑C与后镜组B之间的空气间隔为0.12mm。
优选的，所述正月牙透镜A-1与负月牙透镜A-2之间的空气间隔为3.85mm，所述负月牙透镜A-2与第一胶合组之间的空气间隔为2.41mm；所述第二胶合组与双凸透镜B-3之间的空气间隔为0.40mm，所述双凸透镜B-3与第三胶合组之间的空气间隔为0.12mm，所述第三胶合组与正月牙透镜B-6之间的空气间隔为5.55mm。
优选的，所述双凸透镜A-3与双凸透镜B-1均由低折射率低色散玻璃材料制成。
优选的，所述前镜组A安装在主镜筒的前端，所述前镜组A经A片压圈压紧于主镜筒内，所述正月牙透镜A-1与负月牙透镜A-2之间设置有AB隔圈，所述负月牙透镜A-2与第一胶合组之间设置有BC隔圈。
优选的，所述光阑C安装在主镜筒的中部。
优选的，所述后镜组B安装在主镜筒的后端，所述后镜组B经J片压圈压紧于主镜筒内，所述第二胶合组与双凸透镜B-3之间设置有FG隔圈，所述双凸透镜B-3与第三胶合组之间设置有GH隔圈，所述第三胶合组与正月牙透镜B-6之间设置有IJ隔圈。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明结构设计简单、合理，成像分辨率高，结构紧凑，有效缩短了光学系统的尺寸，有利于系统实现小型化。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例光学系统示意图。
图2为本发明实施例的结构示意图。
图3为本发明实施例的点列图。
图4为本发明实施例的色差曲线图。
图5为本发明实施例的畸变曲线图。
图6为本发明实施例的能量集中度曲线图。
图中：
1-主镜筒，2-A片压圈，3-AB隔圈，4-BC隔圈，5-J片压圈，6-FG隔圈，7-GH隔圈，8-IJ隔圈；
A-前镜组A，A-1-正月牙透镜A-1，A-2-负月牙透镜A-2，A-3-双凸透镜A-3，A-4-双凹透镜A-4；
B-后镜组B，B-1-双凸透镜B-1，B-2-平凹透镜B-2，B-3-双凸透镜B-3，B-4-正月牙透镜B-4，B-5-负月牙透镜B-5，B-6-正月牙透镜B-6；
C-光阑C。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~6所示，一种地面夜间星敏感器光学镜头，包括沿光线入射方向依次设置的前镜组A、光阑C以及后镜组B；所述前镜组A包含正月牙透镜A-1、负月牙透镜A-2、双凸透镜A-3以及双凹透镜A-4，所述双凸透镜A-3与双凹透镜A-4密接为第一胶合组；所述后镜组B包含双凸透镜B-1、平凹透镜B-2、双凸透镜B-3、正月牙透镜B-4、负月牙透镜B-5以及正月牙透镜B-6，所述双凸透镜B-1与平凹透镜B-2密接为第二胶合组，所述正月牙透镜B-4与负月牙透镜B-5密接为第三胶合组。
在本发明实施例中，所述前镜组A与光阑C之间的空气间隔为5.21mm，所述光阑C与后镜组B之间的空气间隔为0.12mm。
在本发明实施例中，所述正月牙透镜A-1与负月牙透镜A-2之间的空气间隔为3.85mm，所述负月牙透镜A-2与第一胶合组之间的空气间隔为2.41mm；所述第二胶合组与双凸透镜B-3之间的空气间隔为0.40mm，所述双凸透镜B-3与第三胶合组之间的空气间隔为0.12mm，所述第三胶合组与正月牙透镜B-6之间的空气间隔为5.55mm。
在本发明实施例中，所述双凸透镜A-3与双凸透镜B-1均由低折射率低色散玻璃材料制成。
在本发明实施例中，所述前镜组A安装在主镜筒1的前端，所述前镜组A经A片压圈2压紧于主镜筒1内，所述正月牙透镜A-1与负月牙透镜A-2之间设置有AB隔圈3，所述负月牙透镜A-2与第一胶合组之间设置有BC隔圈4。
在本发明实施例中，所述光阑C安装在主镜筒1的中部，所述主镜筒1于光阑处的结构设计采用消杂散光的结构设计，所述光阑C处的主镜筒1的镜筒壁直径无限靠近光阑C的直径，优选的，所述光阑C处的主镜筒1的镜筒壁直径为φ31.07mm，使所述光阑C能够拦住所有的镜壁反射光线，使之不进入视场。
在本发明实施例中，所述后镜组B安装在主镜筒1的后端，所述后镜组B经J片压圈5压紧于主镜筒1内，所述第二胶合组与双凸透镜B-3之间设置有FG隔圈6，所述双凸透镜B-3与第三胶合组之间设置有GH隔圈7，所述第三胶合组与正月牙透镜B-6之间设置有IJ隔圈8。
在本发明实施例中，本发明实现的光学指标如下：
光谱范围550nm~850nm；
焦距f’=64mm；
相对孔径1/1.29；
视场角10°×10°；
像元大小5.5μm×5.5μm；
畸变小于2μm；
倍率色差1.5μm；
弥散斑接近圆且直径小于3个像素；
全视场范围内直径16.5μm弥散斑范围内集中80%以上的星点能量；
-40℃~+60℃温度范围内均能正常成像。
在本发明实施例中，其各个镜片需满足表1所示的参数要求。
在本发明实施例中，
（1）采用低折射率低色散玻璃材料，很好地校正了光学系统的二级光谱等轴上色差，成像分辨率高；
（2）采用复杂化双高斯光学结构，有效地降低了光学系统的轴外像差，畸变小；
（3）设计时较多使用了正负透镜胶合组校正像差，结构紧凑，有效缩短了光学系统的尺寸，有利于系统实现小型化；
（4）对系统进行了无热化设计，使系统在-40℃~+60℃温度范围内具有良好的温度适应性，能满足不同温度环境下的使用要求。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的地面夜间星敏感器光学镜头。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种地面夜间星敏感器光学镜头，其特征在于：包括沿光线入射方向依次设置的前镜组A、光阑C以及后镜组B；所述前镜组A包含正月牙透镜A-1、负月牙透镜A-2、双凸透镜A-3以及双凹透镜A-4，所述双凸透镜A-3与双凹透镜A-4密接为第一胶合组；所述后镜组B包含双凸透镜B-1、平凹透镜B-2、双凸透镜B-3、正月牙透镜B-4、负月牙透镜B-5以及正月牙透镜B-6，所述双凸透镜B-1与平凹透镜B-2密接为第二胶合组，所述正月牙透镜B-4与负月牙透镜B-5密接为第三胶合组，所述前镜组A与光阑C之间的空气间隔为5.21mm，所述光阑C与后镜组B之间的空气间隔为0.12mm，所述正月牙透镜A-1与负月牙透镜A-2之间的空气间隔为3.85mm，所述负月牙透镜A-2与第一胶合组之间的空气间隔为2.41mm；所述第二胶合组与双凸透镜B-3之间的空气间隔为0.40mm，所述双凸透镜B-3与第三胶合组之间的空气间隔为0.12mm，所述第三胶合组与正月牙透镜B-6之间的空气间隔为5.55mm，所述双凸透镜A-3与双凸透镜B-1均由低折射率低色散玻璃材料制成。
2.根据权利要求1所述的地面夜间星敏感器光学镜头，其特征在于：所述前镜组A安装在主镜筒的前端，所述前镜组A经A片压圈压紧于主镜筒内，所述正月牙透镜A-1与负月牙透镜A-2之间设置有AB隔圈，所述负月牙透镜A-2与第一胶合组之间设置有BC隔圈。
3.根据权利要求1所述的地面夜间星敏感器光学镜头，其特征在于：所述光阑C安装在主镜筒的中部。
4.根据权利要求1所述的地面夜间星敏感器光学镜头，其特征在于：所述后镜组B安装在主镜筒的后端，所述后镜组B经J片压圈压紧于主镜筒内，所述第二胶合组与双凸透镜B-3之间设置有FG隔圈，所述双凸透镜B-3与第三胶合组之间设置有GH隔圈，所述第三胶合组与正月牙透镜B-6之间设置有IJ隔圈。
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