CN111220070A - 一种星点像弥散斑的获取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开一种星点像弥散斑的获取方法。该获取方法包括在光学仪器的入瞳前放置一片具有预设折射率的平板玻璃，所述平板玻璃的大小与所述光学仪器的入瞳的大小一致；将所述平板玻璃通过支撑结构连接至电机上，所述电机旋转带动所述平板玻璃移入或移出所述光学仪器的光路；当所述平板玻璃移出所述光路时，所述光学仪器所拍摄的图像定义为星点光源的合焦图像；当所述平板玻璃移入所述光路时，所述光学仪器所拍摄的图像定义为星点光源的离焦弥散斑。该星点像弥散斑的获取方法采用平板玻璃作为离焦机构，相比离焦机构，具有减小系统体积、重量和设计复杂度的优点。

Description

一种星点像弥散斑的获取方法
技术领域
本发明涉及遥感器光学设计的技术领域，具体涉及一种星点像弥散斑的获取方法。
背景技术
获取星点像的弥散斑是对星点像精确定位所需的必要手段，常用于星敏感器的光学系统中。随着高精度观测需求的提高，观测星点像的定位技术也被用于各种类型的遥感载荷。在星敏感器中，通常采用固定的离焦像面的方式获取弥散斑。这种固定的离焦像面方法的像面无法移动，只适合星敏感器等像面不改变的光学系统。在具有调焦机构的光学系统中，通常采用调焦机构使像面移动获得离焦或合焦的像。然而，调焦机构会增加光学系统的复杂度，增大遥感仪器的体积和重量。
因此，针对现有的没有调焦机构、非无穷远成像的光学系统无法获取星点像弥散斑的问题，需要提供一种无需调焦机构也能进行星点像弥散斑的获取方法。
发明内容
针对现有的没有调焦机构、非无穷远成像的光学系统无法获取星点像弥散斑的问题，本发明实施例提供一种无需调焦机构也能进行星点像弥散斑的获取方法。该星点像弥散斑的获取方法采用平板玻璃作为离焦机构，相比离焦机构，具有减小系统体积、重量和设计复杂度的优点。
该星点像弥散斑的获取方法的具体方案如下：一种星点像弥散斑的获取方法包括步骤S1：在光学仪器的入瞳前放置一片具有预设折射率的平板玻璃，所述平板玻璃的大小与所述光学仪器的入瞳的大小一致；步骤S2：将所述平板玻璃通过支撑结构连接至电机上，所述电机旋转带动所述平板玻璃移入或移出所述光学仪器的光路；步骤S3：当所述平板玻璃移出所述光路时，所述光学仪器所拍摄的图像定义为星点光源的合焦图像；当所述平板玻璃移入所述光路时，所述光学仪器所拍摄的图像定义为星点光源的离焦弥散斑。
优选地，所述电机为步进电机。
优选地，所述平板玻璃的厚度为d＝n×n0×c×k/(n-1)，其中，d为平板玻璃的厚度，n为预设折射率，c为光学仪器中探测器像元大小，k为光学仪器中探测器中的F数，n0为星点光源的离焦弥散斑大小的一维尺寸。
优选地，所述光学仪器中探测器中像元个数为n1×n2，其中，n1≥n2。
优选地，所述平板玻璃安装于所述支撑机构中的预设孔位。
优选地，所述支撑机构为定标轮。
优选地，所述电机设置在电机座上，所述定标轮与所述电机座相固定。
优选地，所述平板玻璃为K9玻璃。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例提供一种星点像弥散斑的获取方法采用平板玻璃作为离焦机构，适用于没有调焦机构、非无穷远成像的光学系统获取星点像的弥散斑，如小型成像光谱仪等。本发明实施例提供一种星点像弥散斑的获取方法能够便捷、准确地获取星点像弥散斑。本发明实施例提供一种星点像弥散斑的获取方法只需在定标轮上增加一个安装平板玻璃的孔位，可以最大程度的减小系统的体积、重量和设计复杂度。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的一种星点像弥散斑的获取方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中提供的平板玻璃安装结构的示意图；
图3为本发明实施例中提供的一种平板玻璃离焦获取弥散斑示意图；
图4为通过本发明实施例方法获取的天狼星弥散斑的实际效果图。
附图中的标记说明：
10、电机 20、电机座 30、定标轮
33、孔位 40、平板玻璃
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
如图1所示，本发明实施例中提供的一种星点像弥散斑的获取方法的流程示意图。在该实施例中，星点像弥散斑的获取方法包括三个步骤。
步骤S1：在光学仪器的入瞳前放置一片具有预设折射率的平板玻璃，所述平板玻璃的大小与所述光学仪器的入瞳的大小一致。在该实施例中，定义期望得到星点光源的离焦弥散斑的大小为n0×n0，光学系统中的探测器的焦距为f，F数为k，探测器像元大小为c，探测器像元个数为n1×n2。其中，n1≥n2，n2≥n0。平板玻璃的厚度的计算表达式如公式1所示：
d＝n×n0×c×k/(n-1) (公式1)
其中，d为平板玻璃的厚度，n为预设折射率，c为光学仪器中探测器像元大小，k为光学仪器中探测器中的F数，n0为星点光源的离焦弥散斑大小的一维尺寸。
步骤S2：将所述平板玻璃通过支撑结构连接至电机上，所述电机旋转带动所述平板玻璃移入或移出所述光学仪器的光路。如图2所示，平板玻璃安装结构的示意图。在该实施例中，支撑机构为定标轮30，定标轮30上设置多个孔位33。平板玻璃40安装于孔位33内。电机10设置在电机座20上，定标轮30与电机座20相固定。电机10旋转时，带动定标轮30旋转，从而平板玻璃40也随之发生转动。在具体实施例中，电机10可以采用步进电机。平板玻璃40具体可以采用K9玻璃。
步骤S3：当所述平板玻璃移出所述光路时，所述光学仪器所拍摄的图像定义为星点光源的合焦图像；当所述平板玻璃移入所述光路时，所述光学仪器所拍摄的图像定义为星点光源的离焦弥散斑。当平板玻璃40移出光路时，光学仪器所拍摄的图像定义为星点光源的合焦图像；当平板玻璃40移入光路时，光学仪器所拍摄的图像定义为星点光源的离焦弥散斑。在该实施例中，离焦弥散斑的大小为n0×n0像元。
本发明实施例提供一种星点像弥散斑的获取方法采用平板玻璃作为离焦机构，适用于没有调焦机构、非无穷远成像的光学系统获取星点像的弥散斑，如小型成像光谱仪等。
本发明实施例提供一种星点像弥散斑的获取方法能够便捷、准确地获取星点像弥散斑。
本发明实施例提供一种星点像弥散斑的获取方法只需在定标轮上增加一个安装平板玻璃的孔位，可以最大程度的减小系统的体积、重量和设计复杂度。
结合图3和图4，以天狼星为目标星点为具体实施例，阐述本发明实施例获取天狼星星点像弥散斑的具体过程。
在该实施例中，光学仪器中探测器的焦距为62mm，F数为2，探测器像元大小为11μm，探测器像元个数为2048×1000，物距3700km。为了得到5×5大小的天狼星星点像弥散斑，采用折射率为1.5163的K9玻璃，根据公式1计算可得该平板玻璃的厚度为323.1微米，具体的计算过程如下所示：
d＝1.5163×5×11×2/(1.5163-1)＝323.1μm
再次参考图2，平板玻璃通过其支撑结构连接到步进电机上，通过步进电机的旋转带动平板玻璃移入或移出光学仪器的光路。当平板玻璃移出光路时，光学仪器拍摄的是天狼星星点光源的合焦图像；当平板玻璃移入光路时，光学仪器拍摄的是天狼星星点光源的离焦弥散斑，大小为5×5像元。如图4所示，为通过本发明实施例方法获取的天狼星弥散斑的实际效果图。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种星点像弥散斑的获取方法，其特征在于，所述获取方法包括：
步骤S1：在光学仪器的入瞳前放置一片具有预设折射率的平板玻璃，所述平板玻璃的大小与所述光学仪器的入瞳的大小一致；
步骤S2：将所述平板玻璃通过支撑结构连接至电机上，所述电机旋转带动所述平板玻璃移入或移出所述光学仪器的光路；
步骤S3：当所述平板玻璃移出所述光路时，所述光学仪器所拍摄的图像定义为星点光源的合焦图像；当所述平板玻璃移入所述光路时，所述光学仪器所拍摄的图像定义为星点光源的离焦弥散斑。
2.根据权利要求1所述的一种星点像弥散斑的获取方法，其特征在于，所述电机为步进电机。
3.根据权利要求1所述的一种星点像弥散斑的获取方法，其特征在于，所述平板玻璃的厚度为d＝n×n0×c×k/(n-1)，其中，d为平板玻璃的厚度，n为预设折射率，c为光学仪器中探测器像元大小，k为光学仪器中探测器中的F数，n0为星点光源的离焦弥散斑大小的一维尺寸。
4.根据权利要求1所述的一种星点像弥散斑的获取方法，其特征在于，所述光学仪器中探测器中像元个数为n1×n2，其中，n1≥n2。
5.根据权利要求1所述的一种星点像弥散斑的获取方法，其特征在于，所述平板玻璃安装于所述支撑机构中的预设孔位。
6.根据权利要求5所述的一种星点像弥散斑的获取方法，其特征在于，所述支撑机构为定标轮。
7.根据权利要求6所述的一种星点像弥散斑的获取方法，其特征在于，所述电机设置在电机座上，所述定标轮与所述电机座相固定。
8.根据权利要求1所述的一种星点像弥散斑的获取方法，其特征在于，所述平板玻璃为K9玻璃。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113566734A (zh) * 2021-07-22 2021-10-29 四川川大智胜软件股份有限公司 一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000009423A (ja) * 1998-06-24 2000-01-14 Sigma Corp 光学機器のピント調整装置
WO2001092838A1 (en) * 2000-05-26 2001-12-06 Zyoptics, Inc. Method and apparatus for wavefront sensing
CN103278179A (zh) * 2013-05-16 2013-09-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 空间相机场曲检测装置及检测方法
CN103399392A (zh) * 2013-08-20 2013-11-20 哈尔滨工业大学 一种大视场高精度的星敏感器光学系统
US20140268127A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Sciaps, Inc. Wide spectral range spectrometer
CN104655045A (zh) * 2015-02-04 2015-05-27 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种星敏感器光学系统弥散斑圆度的定量分析方法
CN105806239A (zh) * 2016-05-16 2016-07-27 北京控制工程研究所 一种激光扫描式星敏感器离焦量快速检测方法
WO2017025567A1 (en) * 2015-08-10 2017-02-16 Trinamix Gmbh Organic detector for an optical detection of at least one object
CN106679940A (zh) * 2016-12-06 2017-05-17 西南技术物理研究所 一种高精度激光发散角参数标定装置
CN106772936A (zh) * 2016-12-08 2017-05-31 北京控制工程研究所 一种小型化高精度星敏感器用光学系统
CN107144240A (zh) * 2017-05-12 2017-09-08 电子科技大学 一种检测玻璃面板表面缺陷的系统及方法
CN107402071A (zh) * 2017-08-14 2017-11-28 中国科学院地理科学与资源研究所 一种实现场景成像与多光谱测量的装置
CN108072361A (zh) * 2017-12-18 2018-05-25 中国科学院西安光学精密机械研究所 探测相机焦面预置装置和方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000009423A (ja) * 1998-06-24 2000-01-14 Sigma Corp 光学機器のピント調整装置
WO2001092838A1 (en) * 2000-05-26 2001-12-06 Zyoptics, Inc. Method and apparatus for wavefront sensing
US20140268127A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Sciaps, Inc. Wide spectral range spectrometer
CN103278179A (zh) * 2013-05-16 2013-09-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 空间相机场曲检测装置及检测方法
CN103399392A (zh) * 2013-08-20 2013-11-20 哈尔滨工业大学 一种大视场高精度的星敏感器光学系统
CN104655045A (zh) * 2015-02-04 2015-05-27 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种星敏感器光学系统弥散斑圆度的定量分析方法
WO2017025567A1 (en) * 2015-08-10 2017-02-16 Trinamix Gmbh Organic detector for an optical detection of at least one object
CN105806239A (zh) * 2016-05-16 2016-07-27 北京控制工程研究所 一种激光扫描式星敏感器离焦量快速检测方法
CN106679940A (zh) * 2016-12-06 2017-05-17 西南技术物理研究所 一种高精度激光发散角参数标定装置
CN106772936A (zh) * 2016-12-08 2017-05-31 北京控制工程研究所 一种小型化高精度星敏感器用光学系统
CN107144240A (zh) * 2017-05-12 2017-09-08 电子科技大学 一种检测玻璃面板表面缺陷的系统及方法
CN107402071A (zh) * 2017-08-14 2017-11-28 中国科学院地理科学与资源研究所 一种实现场景成像与多光谱测量的装置
CN108072361A (zh) * 2017-12-18 2018-05-25 中国科学院西安光学精密机械研究所 探测相机焦面预置装置和方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
佟静波: "空间碎片天基探测相机光学系统设计", 《红外与激光工程》 *
闫佩佩等: "折/衍混合大相对孔径星敏感器光学系统设计", 《红外与激光工程》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113566734A (zh) * 2021-07-22 2021-10-29 四川川大智胜软件股份有限公司 一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置
CN113566734B (zh) * 2021-07-22 2023-08-29 四川川大智胜软件股份有限公司 一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置

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