[发明专利]一种星敏感器镜头及其用于大温度范围精确测量恒星方位角的方法

权利要求书

1.一种星敏感器镜头，包括镜筒、底座、透镜、光电图像传感器，光阑和兼作保护窗的滤光片，其特征在于，所述透镜为四片，每两片结合成一组，两组透镜对称放置在光阑的两侧构成球面透镜组，在两组透镜两侧安放有用于微调镜片间隔的伸缩环，在二组透镜的中间设有复位紧固的弹性环，所述伸缩环在-20℃至+60℃温度范围内的热变形效应微调两组透镜之间的间距，使该间距微调量引起的焦距偏移量与透镜和镜筒热效应引起的焦距热偏移量相互抵消，控制镜头焦距f的热偏移量Δf/f在-20℃至+60℃温度范围内不大于2×10^-6使伸缩环和弹性环构成焦距热偏移量自动控制装置，光电图像传感器的光敏面位于最佳离焦面位置。

2.根据权利要求1所述的星敏感器镜头，其特征在于，在光电图像传感器和底座之间设有微调光电图像传感器位置的支承座，通过支承座与底座的热形变效应，微调图像传感器的光敏面，使之在大温度范围内与离焦面重合。

4.根据权利要求1所述的星敏感器镜头，其特征在于，所述透镜的主要参数为：

曲面1：曲率半径19.05510mm，厚度3.32860mm，材料牌号：LAK3；

曲面2：曲率半径-76.73780mm；

间隔1：0.80190mm；

曲面3：曲率半径-37.25010mm，厚度0.85480mm，材料牌号：F13；

曲面4：曲率半径22.10300mm；

间隔2：1.49406mm；

光阑：曲率半径∞；

间隔2：1.49406mm；

曲面6：曲率半径-34.60840mm，厚度0.85480mm  材料牌号：F13；

曲面7：曲率半径27.54970mm；

间隔3：0.85480mm；

曲面8：曲率半径44.65530mm，厚度3.32850mm，材料牌号：LAK3；

曲面9：曲率半径-22.83450mm。

5.根据权利要求1所述的星敏感器镜头，其特征在于，所述离焦面的特征在于：用ΔR表示同一恒星在视场中心和视场边缘的像斑点列图均方根半径值的差值，点列图均方根半径值约为20微米，ΔR值不大于0.2微米。

6.一种权利要求1所述星敏感器镜头用于测量恒星的方位角，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在20℃标定温度下，测定镜头焦距值f′_标定；

步骤二：在-20℃至+60℃，利用正切测角公式θ＝arctan(S/f)计算恒星方位角θ；

所述正切测角公式中，镜头焦距f值取标定值f′_标定，所述镜头焦距f的热偏移量Δf/f不大于2×10^-6，热偏移量在不同温度下均为可忽略的小量；恒星像斑的质心坐标S是镜头离焦面上的实际测量值。