專利名稱：一種星敏感器遮光罩及其設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種星敏感器遮光罩及其設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
星敏感器遮光罩是對進(jìn)入星敏感器的雜散光進(jìn)行有效的消除，以保證星敏感器遮光罩很好的成像質(zhì)量。現(xiàn)有的遮光罩的設(shè)計(jì)(見圖1)是采用遮擋葉片vane，即在遮光罩內(nèi)壁設(shè)計(jì)一系列的遮擋葉片，雜光進(jìn)入后在這些葉片間不斷反射或散射，從而使其能量不斷地被衰減。采用這種方法設(shè)計(jì)出的遮光罩體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且不能有效地解決光線的散射問題，使得消光效果也不理想。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的技術(shù)解決問題在于提供一種體積較小、結(jié)構(gòu)簡單、消光效果好的星敏感器遮光罩及其設(shè)計(jì)方法，它能有效地解決光線在遮光罩內(nèi)部的散射問題。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案之一是星敏感器遮光罩，其特點(diǎn)在于該遮光罩由兩部分組成，即一級消光部分和二級消光部分連接而成，一級消光部分為高反射率的錐面或吸收錐面，作用是使進(jìn)入的雜光首先是大部分被反射出去或被吸收，進(jìn)入二級消光部分的只是一小部分散射光線；二級消光部分為吸收錐面，這些光線二級消光部分被吸收。一級消光部分中的高反射率的錐面或吸收錐面及二級消光中的吸收錐面均為開口向外的錐面構(gòu)成。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案之二是星敏感器遮光罩的設(shè)計(jì)方法，其特點(diǎn)在于包括下列步驟(1)首先根據(jù)入射光角度β確定錐面傾角θ的大小 (2)再根據(jù)所需要設(shè)計(jì)的一級消光錐面的直徑D來確定一級消光錐面的長度X1，X1＞D/(tanθ+tanβ)；(3)根據(jù)一級消光錐面的長度X1及一級消光錐面和 及(Y2-Y1)/X2＝tanα確定二級消光錐面的長度X2；(其中d為通光孔徑，α視場角時(shí)，Y1為一級消光部分錐面的大小口徑之差的1/2，Y2為二級消光部分錐面的大小口徑之差的1/2)；(4)將二級消光錐面長度X2代入12D+d<(x1+x2)tanθ,]]>看是否成立；否則，重復(fù)步驟(2)，重新設(shè)定D或X1值。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的具有的有益效果是(1)結(jié)構(gòu)簡單，由于兩級消光部分由兩個(gè)開口向外的錐面構(gòu)成，可有效的追跡和控制光線的傳播路徑，特別是散射光線的傳播方向，調(diào)整錐面的傾角，使得散射和反射光線都只能在多次衰減后，才可能到達(dá)像面，而現(xiàn)有的遮光罩內(nèi)部是一系列遮擋葉片，光線在遮擋葉片間來回反射，就不能清楚的控制散射光線的方向，有可能經(jīng)過一次散射就到達(dá)了像面，這是造成消光效果不好的主要原因；(2)體積小、重量輕，在相同的設(shè)計(jì)指標(biāo)下，消光效果能提高1-2個(gè)量級。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)遮光罩設(shè)計(jì)原理圖；圖2是本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖2所示，本發(fā)明由由兩部分組成，即一級消光部分和二級消光部分連接而成，一級消光部分為高反射率的錐面或吸收錐面，作用是使進(jìn)入的雜光首先是大部分被反射出去或被吸收，進(jìn)入二級消光部分的只是一小部分散射光線；二級消光部分為吸收錐面，這些光線二級消光部分被吸收。一級消光部分中的高反射率的錐面或吸收錐面及二級消光中的吸收錐面均為開口向外的錐面構(gòu)成，其中film為出射的像面。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理是光線以β角入射，一級消光部分的錐面傾角為θ，由圖2可得γ＝360°-[(180°-2θ)+90°+(90°-θ-β)]＝3θ+β要使光線在一級消光部分被反射出去，就必須使γ大于90°，即 這樣就可以由入射光角度來確定θ大小范圍。為了不讓一級消光部分的散射光線直接到達(dá)像面上，應(yīng)使一級消光部分的錐面延長線相交之后在出射面上形成的圓面大于像面，如圖2所示。Y1和Y2的高度必須保證視場不受遮擋。根據(jù)以上的條件，可得到下面的一系列方程或不等式12D+d<(x1+x2)tanθ,]]>(T2-Y1)/X2＝tanα (2)為了使入射光線不能直接照射到二級消光部分，必須使X1＞a，A點(diǎn)為最邊緣入射光線照射到一級消光部分錐面上的點(diǎn)，可得b＝atanθ (3)atanβ＝D-b(4)由(3)和(4)式可得a＝D/(tanθ+tanβ) (5)所以X1＞D/(tanθ+tanβ)(6)從圖2還可得 當(dāng)已知入射光角度β，通光孔徑d和視場角α?xí)r，就可設(shè)計(jì)出一個(gè)較好遮光罩，具體步驟如下
1、由 可確定θ大小，θ越大，光線散射到二級消光部分的幾率就越小，但θ不能太大，因?yàn)棣鹊拇笮≈苯佑绊懙秸麄€(gè)遮光罩的尺寸大小，所以在滿足遮光罩的重量和尺寸指標(biāo)的條件下，盡可能使θ大一些。
2、確定了θ之后，可由(6)式得到X1和D的關(guān)系，給D設(shè)定一個(gè)值，便可確定X1。
3、由X1和(7)式得出Y1和Y2，再由(2)式確定X2，將X2代入(1)式，看是否成立，如果成立，則可繼續(xù)步驟(4)，否則，重復(fù)步驟(2)，重新設(shè)定D或X1值。
4、在確定了θ、D、X1、X2后，這個(gè)遮光罩就基本確定了，最后就是具體設(shè)計(jì)出這個(gè)遮光罩，然后用軟件進(jìn)行模擬檢測，驗(yàn)證是否可達(dá)到要求。
權(quán)利要求
1.一種星敏感器遮光罩，其特征在于它由一級消光部分和二級消光部分連接而成，一級消光部分為高反射率的錐面或吸收錐面，使進(jìn)入的雜光首先是大部分被反射出去或被吸收，只是一小部分散射光線進(jìn)入二級消化部分；二級消光部分為吸收錐面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器遮光罩，其特征在于一級消光部分中的高反射率的錐面或吸收錐面及二級消光中的吸收錐面均為開口向外的錐面構(gòu)成。
3.一種星敏感器遮光罩設(shè)計(jì)方法，其特征在于包括下列步驟(1)首先根據(jù)入射光角度β確定錐面傾角θ的大小 (2)再根據(jù)所需要設(shè)計(jì)的一級消光錐面的直徑D來確定一級消光錐面的長度X1，X1＞D/(tanθ+tanβ)；(3)根據(jù)一級消光錐面的長度X1及一級消光錐面和 及(Y2-Y1)/X2＝tanα確定二級消光錐面的長度X2；(其中d為通光孔徑，α視場角時(shí)，Y1為一級消光部分錐面的大小口徑之差的1/2，Y2為二級消光部分錐面的大小口徑之差的1/2)；(4)將二級消光錐面長度X2代入12D+d<(x1+x2)tanθ,]]>看是否成立；否則，重復(fù)步驟(2)，重新設(shè)定D或X1值。
全文摘要
一種星敏感器遮光罩由一級消光部分和二級消光部分連接而成，一級消光部分為高反射率的錐面或吸收錐面，作用是使進(jìn)入的雜光首先是大部分被反射出去或被吸收，進(jìn)入二級消光部分的只是一小部分散射光線；二級消光部分為吸收錐面，這些光線二級消光部分被吸收。一級消光部分中的高反射率的錐面或吸收錐面及二級消光中的吸收錐面均為開口向外的錐面構(gòu)成。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，由于兩級消光部分由兩個(gè)開口向外的錐面構(gòu)成，可有效的追跡和控制光線的傳播路徑，特別是散射光線的傳播方向，調(diào)整錐面的傾角，使得散射和反射光線都只能在多次衰減后，才可能到達(dá)像面，此外本發(fā)明體積小、重量輕，在相同的設(shè)計(jì)指標(biāo)下，消光效果能提高1－2個(gè)量級。
文檔編號G03B11/00GK1502524SQ0215327
公開日2004年6月9日 申請日期2002年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月26日
發(fā)明者盧衛(wèi), 李展, 衛(wèi) 盧 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所