[发明专利]全球面环形大视场月球边缘光学成像物镜

说明书

全球面环形大视场月球边缘光学成像物镜，属于光学设计技术领域，为了解决现有技术光学系统零件及整机的制造、检测成本较高，太空环境下工作稳定性不确定缺陷，按光线入射顺序同轴设置的第一平面反射镜组，第二平面反射镜组，成像镜组，光阑，探测器保护玻璃和探测器，第二平面反射镜组位于第一平面反射镜组的前端，且平行设置；第一平面反射镜组包括绕Z轴周向均匀分布的八片平面反射镜，第二平面反射镜组包括绕Z轴周向均匀分布的八片平面反射镜，两组平面反射镜组中的平面反射镜一一对应；该光学系统对绕月卫星轨道高度不敏感，具有高分辨成像、高成像质量、高指向精度，能适应飞船在月球反射光谱范围的高精度定姿、减少绕月飞行卫星定姿态时间。

技术领域

本发明涉及一种全球面环形大视场月球边缘光学成像物镜，属于光学设计技术领域。

背景技术

绕月飞行的卫星需要实时确定自身的俯仰和滚动姿态。传统使用星敏感器与陀螺联合的方式的定姿需要地面和卫星上的计算机提供精确轨道信息，卫星定姿精度对定轨精度的依赖性很大，单次定姿时间较长。同时，绕月近轨卫星上的星敏感器对月球成像时，光学系统需要100°～150°视场才能覆盖整个月球，对于单个透射式成像镜头来说保证较小的光学像差、较高的指向精度在设计和后期加工起来都比较困难，需要借助非球面透镜结构、特殊透镜材料等，导致光学系统零件及整机的制造、检测成本较高，太空环境下工作稳定性不确定。

发明内容

本发明为了解决现有技术光学系统零件及整机的制造、检测成本较高，太空环境下工作稳定性不确定缺陷，提供一种全球面环形大视场月球边缘光学成像物镜。

全球面环形大视场月球边缘光学成像物镜，按光线入射顺序同轴设置的第一平面反射镜组1，第二平面反射镜组2，成像镜组3，光阑4，探测器保护玻璃5和探测器6，其特征是，

第二平面反射镜组2位于第一平面反射镜组1的前端，且平行设置，第一平面反射镜组1，其包括绕Z轴周向均匀分布的八片平面反射镜，第二平面反射镜组2，其包括绕Z轴周向均匀分布的八片平面反射镜，两组平面反射镜组中的平面反射镜一一对应；

成像透镜组3，其依次包含第一负月牙型透镜31、第二负月牙型透镜32、双凹型透镜33、第三负月牙型透镜34、第一双凸型透镜35、第二双凸型透镜36、第四负月牙型透镜37、第三双凸型透镜38和第四负月牙型透镜39；

入射光线经过第一平面反射镜组1的各个平面反射镜前表面反射，并被第二平面反射镜组2的各个平面反射镜后表面反射，反射光再依次经过第一负月牙型透镜31、第二负月牙型透镜32、双凹型透镜33、第三负月牙型透镜34、第一双凸型透镜35、光阑4、第二双凸型透镜36、第四负月牙型透镜37、第三双凸型透镜38、第四负月牙型透镜39、探测器保护玻璃5透射，被探测器6接收。

所述第一平面反射镜组1中各个平面反射镜后表面中心与光轴相距16.97mm，与第一负月牙型透镜31前表面距离28mm，第二平面反射镜组2中各个平面反射镜前表面与光轴相距25.81mm，与平面反射镜组中对应的平面反射镜前表面水平相距22.4mm，与其夹角22.5°，所述第一负月牙型透镜31后表面与第二负月牙型透镜32前表面的空气间隔是10.87mm，所述第二负月牙型透镜32后表面与双凹型透镜33前表面的空气间隔是9.04mm，所述双凹型透镜33后表面与第三负月牙型透镜34前表面的空气间隔是14.76mm，所述第三负月牙型透镜34后表面与第一双凸型透镜35前表面的空气间隔是2.270mm，所述第一双凸型透镜35后表面与光阑平面的空气间隔是33.35mm，所述中光阑平面与第二双凸型透镜36前表面的空气间隔是15.76mm，所述第二双凸型透镜36后表面与第四负月牙型透镜37前表面的空气间隔是0.5mm，所述第四负月牙型透镜37后表面与第三双凸型透镜38前表面的空气间隔是1.98mm，所述第三双凸型透镜38后表面与第四负月牙型透镜39前表面的空气间隔是2.30mm，所述第四负月牙型透镜39后表面与探测器保护玻璃5前表面的空气间隔为8.10mm，所述探测器保护玻璃5后表面与探测器6的空气间隔为1mm。