[發明專利]一種小型星光模擬器照明光學系統

無效

• 申請號: 200910218057.8
• 申請日: 2009-12-22
• 公開（公告）號: CN101718418A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 鞏巖;胡宜寧
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: F21V13/00
• 分類號: F21V13/00;G02B27/00;G01C21/02;G01C21/24
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 劉樹清

技術領域

本發明屬于空間探測技術領域中涉及的一種星光模擬器的照明光學系統。?

背景技術

星敏感器是一種高精度的姿態敏感測量儀器，它通過探測天空不同位置的恒星來確定衛星姿態，提供航天飛行器相對于慣性坐標系的三軸坐標。在這些飛行器發射之前，需要在地面對星敏感器進行跟星測試。星光模擬器能為星敏感器提供任一時刻、任一慣性坐標系下指向的模擬星圖，是對星敏感器進行地面標定的核心設備。?

與本發明最為接近的已有技術是中國科學院長春光學精密機械與物理研究所于2005年申請的發明專利，專利申請號為200510017204.7，發明名稱為“一種小型動態星光模擬器的光學系統”。如圖1所示，包括光源1、照明光學透鏡2、數字微鏡芯片(DMD)3、準直物鏡組4。其中光源1和照明光學透鏡2組成照明部分。?

在水平光路的光軸上，安置數字微鏡芯片(DMD)3和準直物鏡組4，數字微鏡芯片(DMD)3的反射面朝向準直物鏡組4，并位于準直物鏡組4的焦面上；光源1和照明光學透鏡2所構成的光路光軸與水平光路光軸成一定角度，其延長線通過數字微鏡芯片(DMD)3?的中心，光源1經照明光學透鏡2發出的光均勻照明數字微鏡芯片(DMD)3，再經數字微鏡芯片(DMD)3反射后沿水平光軸由準直物鏡組4以平行光方式發出。?

該小型動態星光模擬器的光學系統存在的主要問題是：采用溴鎢燈作光源，導致照明系統體積大、重量重、發熱高，不便于攜帶與使用；照明光學透鏡采用普通柯拉照明系統，照明均勻性不高。?

發明內容

為了克服已有技術存在的缺陷，本發明的目的在于減小照明光學系統的體積、重量，降低照明光學系統的工作溫度，提高照明光學系統的均勻性，特設計一種星光模擬器的照明光學系統。?

本發明要解決的技術問題是：提供一種小型星光模擬器照明光學系統，解決技術問題的技術方案如圖2所示，包括光源系統5、勻光系統6、全內反射棱鏡(TIR)7、數字微鏡芯片(DMD)8。其中光源系統5包括紅光LED9、綠光LED10、藍光LED11以及X棱鏡12，如圖3所示。勻光系統6包括前排透鏡陣列13、后排透鏡陣列14和聚光鏡15，如圖4所示。在光的傳播方向的光路光軸，從左至右依次排有光源系統5、勻光系統6、全內反射棱鏡(TIR)7、數字微鏡芯片(DMD)8；光源系統5中的綠光LED10位于光路光軸的最左端，X棱鏡12安置在綠光LED10的右邊的光軸上，紅光LED9位于光的傳播方向的X棱鏡12的左邊對準X棱鏡12，藍光LED11位于光的傳播方向的X棱鏡12的右邊對準X棱鏡12，紅光LED9、綠光?LED10、藍光LED11都對X棱鏡12照明，這三個LED發出的光線經過X棱鏡12合光后出射，到達前排透鏡陣列13；在X棱鏡12右邊的光軸上依次置有勻光系統6中的前排透鏡陣列13、后排透鏡陣列14和聚光鏡15，后排透鏡陣列14位于前排透鏡陣列13的焦面上，組成陣列型柯拉照明系統；全內反射棱鏡(TLR)7安置在聚光鏡15與數字微鏡芯片(DMD)8之間，數字微鏡芯片(DMD)8位于聚光鏡15的焦面上。?

工作原理說明：紅、綠、藍三個LED發出的光線經過X棱鏡12合光后出射，進入勻光系統6后，得到均勻的照明光束，通過全內反射棱鏡(TIR)7后，均勻照明數字微鏡芯片(DMD)8。?

積極效果：該照明光學系統體積小、重量輕、工作溫度低、照明均勻性高，有利于攜帶與使用。?

附圖說明

圖1是已有技術的結構示意圖；?

圖2是本發明的結構示意圖；?

圖3是本發明中光源系統5的結構示意圖；?

圖4是本發明中勻光系統6的結構示意圖。?

具體實施方式

本發明按圖2所示的結構實施，其中：?

光源系統5包括紅光LED9、綠光LED10、藍光LED11以及X?棱鏡12。其中，紅、綠、藍三色LED均采用OSRAM公司產品，分別為LAW57B-FY、LT?W5SG-GY和LB?T67C-U1。X棱鏡12采用4個相同棱柱組合的結構形式，棱柱的底面是等腰直角三角形，4個棱柱的直角頂點相交。臨近紅光LED9的棱柱中，與臨近綠光LED10的棱柱相交的直角面上鍍有反紅透藍綠彩色分光膜，另一直角面上鍍有反藍透紅綠彩色分光膜；臨近藍光LED11的棱柱中，與臨近綠光LED10的棱柱相交的直角面上鍍有反藍透紅綠彩色分光膜，另一直角面上鍍有反紅透藍綠彩色分光膜。?

勻光系統6包括前排透鏡陣列13、后排透鏡陣列14和聚光鏡15。前排透鏡陣列13和后排透鏡陣列14均為9×9的二維透鏡陣列。?