[發(fā)明專利]具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610080025.6
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN105527721B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫高飛;劉石;張國玉;何洋;王凌云;鄭茹;王浩君;陳啟夢
• 申請（專利權(quán)）人: 長春理工大學
• 主分類號: G02B27/30
• 分類號: G02B27/30;G02B27/00;G01C25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及星敏感器地面標定技術(shù)，尤其涉及一種具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)。

背景技術(shù)

星模擬器作為星敏感器地面標定設(shè)備的重要組成部分，主要由星圖顯示器件(星點分劃板或空間光調(diào)制器)、光學系統(tǒng)、濾光組件、光源、電源和安裝機構(gòu)組成。其中，光學系統(tǒng)的作用是將星圖顯示器件發(fā)出的星圖模擬信息以平行光的形式出射，實現(xiàn)來自“無窮遠”的星光模擬。

現(xiàn)有技術(shù)的光學系統(tǒng)，由于畸變、場曲、球差和主光線偏差，造成星點位置精度不高，影響星模擬器的星光模擬精度，進而造成星敏感器的識別精度低。為了提高光學系統(tǒng)的模擬精度，常采用對稱式結(jié)構(gòu)設(shè)計，并通過移動光闌位置改善像差。然而，隨著視場的增大，畸變迅速變大，另外星模擬器光學系統(tǒng)要求出瞳外置且出瞳距通常較大，故很難采用對稱式結(jié)構(gòu)設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)，以提高星模擬器光學系統(tǒng)的成像精度。

本發(fā)明提供一種具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)，包括：第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片和第五鏡片。第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片和第五鏡片設(shè)置在同一水平光路上，星點分劃板發(fā)出的星圖信息經(jīng)過第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片和第五鏡片后平行出射；

第一鏡片為正透鏡，第一鏡片的材料為H-FK61玻璃；

第二鏡片為負透鏡，第二鏡片的材料為H-ZK10L玻璃；

第三鏡片為正透鏡，第三鏡片的材料為H-FK61玻璃；

第四鏡片為負透鏡，第四鏡片的材料為H-QF6A玻璃；

第五鏡片為正透鏡，第五鏡片的材料為F6玻璃。

如上所述的具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)，其中，

第一鏡片的厚度為30mm，所述第一鏡片入射面的曲率半徑為246.96mm，所述第一鏡片出射面的曲率半徑為-163.31mm。

如上所述的具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)，其中，

第二鏡片與第一鏡片的間隔為5.1mm，第二鏡片的厚度為9mm，第二鏡片入射面的曲率半徑為-155.329mm，第二鏡片出射面的曲率半徑為349.71mm。

如上所述的具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)，其中，

第三鏡片與第二鏡片的間隔為42.3mm，第三鏡片的厚度為24mm，第三鏡片入射面的曲率半徑為250.089mm，第三鏡片出射面的曲率半徑為-485.3mm。

如上所述的具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)，其中，

第四鏡片與第三鏡片的間隔為306.7mm，第四鏡片的厚度為17mm，第四鏡片入射面的曲率半徑為-108.768mm，第四鏡片出射面的曲率半徑為-210.072mm。

如上所述的具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)，其中，

第五鏡片與第四鏡片的間隔為48.8mm，第五鏡片的厚度為22mm，第五鏡片入射面的曲率半徑為118.05mm，第五鏡片出射面的曲率半徑為110.66mm。

如上所述的具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)，還包括：

孔徑光闌，所述孔徑光闌設(shè)置在所述第一鏡片前面，且設(shè)置在所述水平光路的光軸上，所述孔徑光闌與所述第一鏡片的間隔為100mm。

如上所述的具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)，還包括：

星點分劃板，星點分劃板設(shè)置在第五鏡片的后面，且設(shè)置在所述水平光路的光軸上，所述星點分劃板與所述第五鏡片的間隔為31.18mm。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)，通過五片鏡片組成的小畸變、波像差和倍率色差小、彌散斑均勻的高成像質(zhì)量準直光學系統(tǒng)，提高了具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)的成像精度。該光學系統(tǒng)采用非對稱式結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足長出瞳距要求，通過優(yōu)化設(shè)計鏡片參數(shù)和鏡片間隔，有效提高了成像精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種具有長出瞳距的星模擬器光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標記：

1-第一鏡片； 2-第二鏡片； 3-第三鏡片；

4-第四鏡片； 5-第五鏡片； 6-星點分劃板；

7-孔徑光闌

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是，在附圖或說明書中，相似或相同的元件皆使用相同的附圖標記。