[发明专利]星敏感器遮光罩及其设计方法

说明书

本发明公开了一种星敏感器遮光罩设计方法及星敏感器遮光罩，根据已知的太阳抑制角θ、CCD视场角ω和入瞳直径d1计算出遮光罩的长度a和遮光罩的上端口直径d2，对称扩展上端口两端，将遮光罩拓展为圆柱体结构，且该圆柱体底面直径等于扩展后的上端口直径；在所述圆柱体内设计多个横向挡光环和多个竖直挡光环；或者在所述圆柱体内设计蜂窝结构和多个竖直挡光环。本发明对杂散光的抑制能力很强。

技术领域

本发明涉及光机系统杂散光抑制领域,特别是一种星敏感器遮光罩设计方法及星敏感器遮光罩。

背景技术

星敏感器在实际应用中容易受到杂散光的影响，导致成像质量下降，成像对比度降低，以至于影响到后续的星点提取和星图处理，严重时会使系统无法正常工作，因此抑制杂散光对于星敏感器的正常工作非常重要。而星敏感器遮光罩能够对星敏感器的杂散光进行有效的抑制，并能保证有很好的成像质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种星敏感器遮光罩设计方法及星敏感器遮光罩。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种星敏感器遮光罩设计方法，根据已知的太阳抑制角θ、CCD视场角ω和入瞳直径d1计算出遮光罩的长度a和遮光罩的上端口直径d2，对称扩展上端口两端，将遮光罩拓展为圆柱体结构，且该圆柱体底面直径等于扩展后的上端口直径；在所述圆柱体内设计多个横向挡光环和多个竖直挡光环；或者在所述圆柱体内设计蜂窝结构和多个竖直挡光环。

所述横向挡光环的位置和侧壁宽度计算公式为：

h_i＝tanω×x_i+h₁

其中，a为遮光罩的长度，b₁为遮光罩入射端的端面半径，b₂为遮光罩圆筒的外半径，x_i为第i个横向挡光环的横坐标，y_i为第i-1个横向挡光环顶点与遮光罩底部端面的角点之间的连线与遮光罩视场边沿线的交点的横坐标；h_i为第i个横向挡光环的侧壁宽度。

第一个横向挡光环的位置和侧壁宽度的确定过程为：连接遮光罩上端口入射边缘上的点M和遮光罩下端口的角点B’，交视场边缘线CC’于点X1，从点X1作遮光罩内壁A’B’的垂线，垂足即为第一个横向挡光环的位置，垂线的长度即为第一个横向挡光环的侧壁宽度。

所述竖直挡光环的位置和高度确定过程如下：设点A是以太阳抑制角入射的光线与视场边缘线的交点，取点A为第一个竖直挡光环的端点，过点A作遮光罩下端的垂线交于点A1，在遮光罩下端直线上取点B1使得A1B1长度等于d，在点B1处作遮光罩下端面的垂线，然后作点A’使得点A’与点A关于该垂线对称，连接点M’和点A’交该垂线于点B,点B为第二个竖直挡光环的顶点位置，BB1为第二个竖直挡光环的高度,然后在遮光罩下端直线上取点C1使得B1C1等于d，在C1处作遮光罩下端面的垂线，然后作点B’与点B关于该垂线对称，连接点M’和点B’交该垂线于点C，点C为第三个竖直挡光环的顶点位置，CC1为第三个竖直挡光环的高度；依此类推，直至最后一个竖直挡光环与所述圆柱体内壁之间的距离小于或等于d。

d＝10mm。

连接遮光罩上端口入射边缘上的点M和最后一个竖直挡光环顶点关于圆柱体侧壁对称的点，该连线将最里层横向挡分割为两部分，切除该横向挡光环或者切除该横向挡光环靠近竖直挡光环上方的部分。

所述蜂窝结构截面为三角形、正方形、圆形、正六边形中的一种；所述蜂窝结构的蜂窝孔径与孔深度之比小于或等于1。