CN112067017B - 一种大视场高分辨率星模拟器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大视场高分辨率星模拟器，包括光学准直模块、挡光罩，分光模块，成像组件，照明模块，连接机构和控制系统，所述光学准直模块置于星模拟器前端，用于为星模拟器提供星图投射；所述挡光罩安装在光学准直模块上，为测试环境提供暗黑的环境，避免外界杂光影响系统的使用；所述分光模块放置于光学准直模块后端，主要用于成像组件的星图折转和照明；所述成像组件置于分光模块上端，其模拟星图经分光系统折转至光学准直模块；所述照明模块通过分光模块对成像组件进行照明；所述控制系统对照明模块亮度和成像组件星图更换进行实时控制。本发明可对大视场高分辨率星敏感器测试，也可用于之前版本星敏感器，具有较高的通用性和简易性。

Description

一种大视场高分辨率星模拟器

技术领域

本发明涉及光学测试领域，尤其涉及一种大视场高分辨率星模拟器。

背景技术

随着现代科学技术的不断发展，卫星在轨姿态调整精度和效率要求越来越高，这就要求星敏导航设备分辨率和视场越来越大，故星模拟器指标需提高，以满足星敏感器测试需要。

目前星模拟器最大视场基本在40°左右，若测试较大视场星敏感器还需借助转台实现，这样不仅引入转台误差，而且过程比较繁琐，这就失去了星模拟器应有的优越性。再加上目前星模拟器分辨率较低，很难对星敏感器真实像元分辨率进行评价。

发明内容

本发明提供一种大视场高分辨率星模拟器，不仅可对大视场高分辨率星敏感器测试，而且也可用于之前版本星敏感器，其具有较高的通用性和简易性。

为实现上述技术效果，本发明的实施例采用如下的技术方案：

本发明提供了一种大视场高分辨率星模拟器，包括：连接结构，所述结构包括：固定基体、和防护壳体；光学准直模块，所述光学准直模块的一端与固定基体的外端连接；挡光罩，所述挡光罩与光学准直模块的另一端连接；分光模块，所述分光模块包括：棱镜座体和分光棱镜，所述分光模块位于所述连接结构内部，所述棱镜座体前端与固定基体内端连接，所述分光棱镜安装在棱镜座体内部；成像组件，所述成像组件包括硅基液晶探测器和驱动电路，所述成像组件位于所述连接结构内部，所述硅基液晶探测器与所述棱镜座体的下端连接，所述驱动电路与硅基液晶探测器连接，所述驱动电路固定在防护壳体上；照明模块，所述照明模块包括光源和光源控制电路，所述照明模块位于所述连接结构内部，所述光源与分光模块的上端连接，所述光源控制电路与光源连接；控制系统，所述控制系统与照明模块和成像组件连接。

在本发明的实施例中，所述光学准直模块与固定基体连接处设有修切件。所述挡光罩内部设有至少两个挡光片。所述分光模块还包括消光体，所述消光体与棱镜座体的后端连接。所述分光模块还包括偏振片，所述偏振片安装在棱镜座体上。所述成像组件为2k×2k 器件，像元尺寸为3.75μm。在所述的大视场高分辨率星模拟器中，光瞳与焦距比不小于2。所述棱镜座体与固定基体后端连接处，和，所述硅基液晶探测器与固定基体后端下端连接处，均涂抹有消光胶。

本发明与现有技术相比，本发明具有以下优点。

1、该模拟器视场角不小于60°，属于大视场星模拟器，无需辅助装置，可直接对大视场星敏感器标定，具有较高的通用性；

2、该光瞳与焦距之比不小于2，在实现大视场的同时，保证了与星敏感器光瞳匹配的要求；

3、成像组件采用2k×2k器件，像元尺寸为3.75μm，属于高分率和小像元探测器，目标模拟能力高于目前星敏感器分辨力，可充分评价星敏感器性能。

4、该模拟器提供挡光罩，可为测试环境提供暗黑环境，保证星敏感器探测能力及姿态准确标定。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供实施例的星模拟器总体剖面示意图。

图2为本发明提供实施例的星模拟器成像组件的局部示意图。

图3为本发明提供实施例的星模拟器爆炸示意图。

图4为本发明提供实施例的星模拟器成像组件示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

本发明提供一种大视场高分辨率星模拟器，：包括光学准直模块10、挡光罩20，分光模块30，成像组件40，照明模块50和控制系统80，所述光学准直模块10置于星模拟器前端，用于为星模拟器提供星图投射，该模块通过多种透镜组合和采用二次成像方法实现大视场星图模拟；所述挡光罩20安装在光学准直模块10上，为测试环境提供暗黑的环境，避免外界杂光影响系统的使用；所述分光模块30放置于光学准直模块10后端，主要用于成像组件40的星图折转和照明；所述成像组件40包括LCOS探测器41及其驱动电路42，置于分光模块30上端，其模拟星图经分光系统折转至光学准直模块；所述照明模块50通过分光模块30对成像组件40进行照明；所述控制系统80主要对照明模块50亮度和成像组件40星图更换进行实时控制。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本发明实施例提供的模具进行详细地说明。

如图1至4所示，本发明提供的一种大视场高分辨率星模拟器，包括：连接结构70，所述连接结构70包括：固定基体71和防护壳体73；光学准直模块10，所述光学准直模块10的一端与固定基体71的外端连接；挡光罩20，所述挡光罩20与光学准直模块10 的另一端连接；分光模块30，所述分光模块30包括：棱镜座体31和分光棱镜32，所述分光模块30位于所述连接结构70内部，所述棱镜座体31前端与固定基体71内端连接，所述分光棱镜32安装在棱镜座体31内部；成像组件40，所述成像组件40包括硅基液晶 (LCOS)探测器41和驱动电路42，所述成像组件40位于所述连接结构70内部，所述硅基液晶探测器41与所述棱镜座体31的下端连接，所述驱动电路42与硅基液晶探测器连接41，所述驱动电路42固定在防护壳体73上；照明模块50，所述照明模块50包括光源和光源控制电路，所述照明模块50位于所述连接结构70内部，所述光源与分光模块 30的上端连接，所述光源控制电路与光源连接；控制系统80，所述控制系统80与照明模块50和成像组件40连接。

可选的，如图1所示，在本发明提供的实施例中，所述光学准直模块10与固定基体71连接处设有修切件72。

具体的，在本发明提供的实施例中，连接结构组件70主要包括固定基体71，修切件72以及防护壳体73，通过连接结构组件将各个模块组合为星模拟器100。

所述光学准直模块10置于星模拟器100前端，光学准直模块10通过螺纹固定安装在所述固定基体71前腔，在两者之间设置有修切件72，通过修切该件保证了光学系统像面位置。光学准直模块10用于为星模拟器100提供星图投射，该模块通过多种透镜组合，采用二次成像方法实现大视场星图模拟。

可选的，在本发明提供的实施例中，所述挡光罩内部设有至少两个挡光片。

具体的，所述挡光罩20通过螺纹固定安装在光学准直模块10上，挡光罩20内部设置多处挡光片，为测试环境提供暗黑的环境，避免外界杂光影响系统的使用。

可选的，如图1、2、3所示，在本发明提供的实施例中，所述分光模块还包括消光体，所述消光体与棱镜座体的后端连接。

具体的，所述分光模块30由分光棱镜32和棱镜座体31组成，置于光学准直模块10后端，主要用于成像组件40的星图折转和照明。

具体的，棱镜座体通过防松螺钉紧固在固定基体71后端面，在接缝位置均涂抹专用消光胶，避免杂光从缝隙进入系统内部。棱镜座体31全方位防护棱镜32，保证棱镜32 不受外界杂光干扰。

另外，棱镜座体留有偏振片安装位置，通过增设偏振片，可以优化系统成像。

具体的，所述成像组件40包括LCOS探测器41及其驱动电路42，置于分光模块30 下端，其模拟星图经分光系统折转至光学准直模块10；探测器41固定安装在棱镜座体31 上，在探测器底面与棱镜座体安装面之间涂抹专用消光胶，避免杂光影响成像。

驱动电路42固定在防护壳体73上，通过排线与探测器41通讯。

具体的，所述照明模块50包括光源和光源控制电路，在照明模块集成时，将光源与其控制电路集成在一起，有利于对照明模块进行散热处理，并保证光源控制的有效性。该模块通过螺钉紧固在棱镜座体31上，过分光棱镜32对成像组件40进行照明。

具体的，所述消光体60置于分光模块30末端，通过螺纹连接在棱镜座体31上，用于消除系统杂光；消光体内部进行消光设计，利用锥面对光线进行散射，提高消光体对杂光的吸收，提高系统的成像效果。

本发明提供的光学准直模块、挡光罩，分光模块，成像组件，照明模块，通过连接结构组件70完成组合，构成该模拟器的主要部件。

另外，所述控制系统80硬件由计算机系统组成，主要对照明模块50亮度和成像组件 40星图更换进行实时控制，实现星模拟器的各个功能。

可以理解，在本发明提供的实施例中，所述成像组件为2k×2k器件，像元尺寸为3.75μm。在所述的大视场高分辨率星模拟器中，光瞳与焦距比不小于2。

可选的，在本发明提供的实施例中，在本发明提供的实施例中，所述棱镜座体与固定基体后端连接处，和，所述硅基液晶探测器与固定基体后端下端连接处，均涂抹有消光胶。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种大视场高分辨率星模拟器，其特征在于，包括：

连接结构，所述连接结构包括：固定基体、和防护壳体；

光学准直模块，所述光学准直模块的一端与固定基体的外端连接；

挡光罩，所述挡光罩与光学准直模块的另一端连接；

分光模块，所述分光模块包括：棱镜座体和分光棱镜，所述分光模块位于所述连接结构内部，所述棱镜座体前端与固定基体内端连接，所述分光棱镜安装在棱镜座体内部；

成像组件，所述成像组件包括硅基液晶探测器和驱动电路，所述成像组件位于所述连接结构内部，所述硅基液晶探测器与所述棱镜座体的下端连接，所述驱动电路与硅基液晶探测器连接，所述驱动电路固定在防护壳体上；

照明模块，所述照明模块包括光源和光源控制电路，所述照明模块位于所述连接结构内部，所述光源与分光模块的上端连接，所述光源控制电路与光源连接；

控制系统，所述控制系统与照明模块和成像组件连接；

所述成像组件为2k×2k器件，像元尺寸为3.75μm，

在所述的大视场高分辨率星模拟器中，光瞳与焦距比不小于2；

所述分光模块还包括消光体，所述消光体与棱镜座体的后端连接，消光体内部进行消光设计，利用锥面对光线进行散射；

所述光学准直模块与固定基体连接处设有修切件。

2.如权利要求1所述的一种大视场高分辨率星模拟器，其特征在于，所述挡光罩内部设有至少两个挡光环。

3.如权利要求1所述的一种大视场高分辨率星模拟器，其特征在于，所述分光模块还包括偏振片，所述偏振片安装在棱镜座体上。

4.如权利要求1所述的一种大视场高分辨率星模拟器，其特征在于，所述棱镜座体与固定基体后端连接处，和，所述硅基液晶探测器与固定基体后端下端连接处，均涂抹有消光胶。

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