[发明专利]近距离物方远心对接敏感器光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及空间对接光学技术，具体地，涉及一种近距离物方远心对接敏感器光学系统。

背景技术

随着空间科学技术的飞速发展，人类的活动空间正在不断向太空扩展，要实现在太空组建大型的实验室并实现货物及人员的运输，必须要解决的一个问题就是空间飞行器的对接技术，而对接敏感器就是保障空间对接顺利实施的核心设备。

目前，我国尚无公开发布的专用于对接敏感器的光学系统专利，依据对接敏感器的工作特点，很多应用于星敏感器的光学系统也能兼顾对接敏感器的使用需求，例如郝云彩等人发布的《一种姿态敏感器光学系统》其视场较大、像质良好，能够兼顾星敏感器及其他姿态敏感器的使用需求，但其光路实现较复杂，且应用在对接敏感器时，由于不是远心系统，成像距离的变化对测量精度有较大的影响。因此设计一种小体积尺寸、物方远心的专用于对接敏感器的光学系统势在必行。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种近距离物方远心对接敏感器光学系统。

根据本发明提供的近距离物方远心对接敏感器光学系统，包括沿光路依次设置的窗口玻璃、第一透镜、第二透镜、第三透镜、孔径光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及光学系统焦平面；

其中，光线依次穿过窗口玻璃、第一透镜、第二透镜、第三透镜、孔径光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜射到所述光学系统焦平面上。

优选地，孔径光阑通过窗口玻璃、第一透镜、第二透镜、第三透镜成像在物空间的无穷远位置，因而主光线平行于光轴，构成物方远心光路。

优选地，所述窗口玻璃采用平板玻璃、第一透镜采用双凹负透镜、第二透镜采用弯月负透镜、第三透镜采用双凸正透镜、第四透镜采用弯月负透镜、第五透镜采用双凹负透镜、第六透镜采用弯月负透镜、第七透镜采用双凸正透镜。

优选地，所述窗口玻璃采用厚度与通光口径之比为0.125至0.2的平板玻璃；所述窗口玻璃的后表面与第一透镜的前表面之间的轴向距离为1mm至3mm；

所述第一透镜采用厚度与通光口径之比为0.1至0.2且焦距与所述近距离物方远心对接敏感器光学系统焦距之比为5至8的双凹负透镜；所述第一透镜后表面与第二透镜的前表面之间的轴向距离与所述近距离物方远心对接敏感器光学系统焦距之比为0.6至0.8；

所述第二透镜采用厚度与通光口径之比为0.3至0.5且焦距与所述近距离物方远心对接敏感器光学系统焦距之比为1.5至2的弯月负透镜；所述第二透镜后表面与第三透镜前表面之间的轴向距离与所述近距离物方远心对接敏感器光学系统焦距之比为0.15至0.2；

所述第三透镜采用厚度与通光口径之比为0.2至0.4且焦距与所述近距离物方远心对接敏感器光学系统焦距之比为1.6至2的双凸正透镜；所述第三透镜后表面与孔径光阑之间的轴向距离与所述近距离物方远心对接敏感器光学系统焦距之比为0.8至1.2；

所述孔径光阑与第四透镜之间的轴向距离与所述近距离物方远心对接敏感器光学系统焦距之比为0.15至0.2；

所述第四透镜采用厚度与通光口径之比为0.45至0.55且焦距与所述近距离物方远心对接敏感器光学系统焦距之比为1.8至2.2的弯月负透镜；所述第四透镜后表面与第五透镜前表面之间的轴向距离与所述近距离物方远心对接敏感器光学系统焦距之比为0.4至0.6；

所述第五透镜采用厚度与通光口径之比为0.25至0.35且焦距与所述近距离物方远心对接敏感器光学系统焦距之比为-0.7至-0.5的双凹负透镜；所述第五透镜后表面与第六透镜前表面之间的轴向距离与所述近距离物方远心对接敏感器光学系统焦距之比为0.1至0.15；

所述第六透镜采用厚度与通光口径之比为0.3至0.5且焦距与所述近距离物方远心对接敏感器光学系统焦距之比为1.3至1.5的弯月负透镜；所述第六透镜后表面与第七透镜前表面之间的轴向距离与光学系统焦距之比为0.45至0.6；

所述第七透镜采用厚度与通光口径之比为0.25至0.3且焦距与所述近距离物方远心对接敏感器光学系统焦距之比为1.3至1.6的双凸正透镜；所述第七透镜后表面与光学系统焦平面之间的轴向距离与光学系统焦距之比为1至1.5。

优选地，所述窗口玻璃采用熔石英制成；所述第一透镜采用重钡火石玻璃制成；所述第二透镜、第三透镜、第四透镜、第六透镜、第七透镜采用重冕玻璃制成；所述第五透镜采用重火石类玻璃制成。