留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

适用于微小卫星平台的小型可见光相机设计

陈永和,  陈洪达,  傅雨田

downloadPDF
文章导航 > 红外与激光工程  > 2015 >  44(7): 2087-2092
陈永和, 陈洪达, 傅雨田. 适用于微小卫星平台的小型可见光相机设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2087-2092.
引用本文: 陈永和, 陈洪达, 傅雨田. 适用于微小卫星平台的小型可见光相机设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2087-2092.
shu
Chen Yonghe, Chen Hongda, Fu Yutian. Optical design of small-sized camera in visible for micro-satellite[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(7): 2087-2092.
Citation: Chen Yonghe, Chen Hongda, Fu Yutian. Optical design of small-sized camera in visible for micro-satellite[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(7): 2087-2092.
shu

适用于微小卫星平台的小型可见光相机设计

  • 1.

    中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083;

  • 2.

    中国科学院大学,北京 100049

基金项目: 

国家自然科学基金(40776100)

详细信息
    作者简介:

    陈永和(1982-),男,副研究员,博士生,主要从事空间光学设计、红外成像系统设计等方面的研究。Email:chenyonghe@mail.sitp.ac.cn

  • 中图分类号: TB133;O43

Optical design of small-sized camera in visible for micro-satellite

  • 1.

    Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China;

  • 2.

    University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

  • 摘要: 现代微小卫星具有体积小、质量轻、研制周期短、成本低、发射方式灵活等优势, 可在多个领域发挥重要作用, 因此备受各国青睐, 是当前空间技术发展的一个重要方向。实现微小卫星的一大关键是所搭载仪器、设备的小型化。设计了一套小型可见光相机, 适合搭载于微小卫星平台。相机焦距210 mm, 有效口径56 mm, 角分辨率33 rad, 视场7.87.8, 像素规模达16 M。设计分析对比了不同光学结构型式的特点, 最终采用折反射式光学系统。设计采用全球面镜片, 选用了融石英和常规火石玻璃等低密度材料组合消像差, 系统长度110 mm, 摄远比小于0.53, 光学质量小于370 g。
    Abstract: Micro-satellite was greatly developed in the past 20 years due to its advantages of small-size, light weight, short developing period, low cost, etc. Now, micro-satellite plays a great role in many realms, such as navigation, communication, earth observation, science research and technology experiments, which make it to be an important part of space technology. To miniaturize, micro-satellite has to be equipped with small-size instruments. A small-sized camera worked in visible band was introduced, which can be installed on micro-satellite. Technical parameters of the camera were as follows: effective focal length was 210 mm, optical aperture was 56 mm, spatial resolution was 33 rad, field of view was 7.87.8, or 16 M pixels in all. In the design phase, different optical structures were compared, and a catadioptric system was adopt. Fused silica and low density flint glass materials were used to balance chromatic aberration. Total length of optical system was 110 mm, and the ratio between total length and effective focal length was less than 0.53. The weight of all lenses was under 370 g.
  • [1] Zhang Junhua, Yang Gen, Xu Qing. Development status and application in counter space operation of micro-satellite[J]. Aerospace Electronic Warfare, 2008, 24(4): 14-17. (in Chinese) 张俊华, 杨根, 徐青. 微小卫星的现状及其在空间攻防中的应用[J]. 航天电子对抗, 2008, 24(4): 14-17.
    [2]
    [3] Wen Xin, Zhang Xingwang. Analysis of current developments in the field of modern small satellite[J]. Journal of Shenyang Aerospace University, 2013, 30(5): 33-36. (in Chinese) 闻新, 张兴旺. 现代小卫星领域的发展现状分析[J]. 沈阳航空航天大学学报, 2013, 30(5): 33-36.
    [4]
    [5] Shen Jiashuang, Chen Bo, Zhai Jingsheng, et al. The technology of modern small satellites and its application in earth observation[J]. Hydrographic Surveying and Charting,2008, 28(1): 75-79. (in Chinese) 申家双, 陈波, 翟京生, 等. 现代小卫星技术在对地观测中的应用[J]. 海洋测绘, 2008, 28(1): 75-79.
    [6]
    [7] Yu Daoyin, Tan Hengying. Engineering Optics[M]. Beijing: China Machine Press, 2002. 郁道银, 谈恒英. 工程光学[M]. 北京: 机械工业出版社,2002.
    [8]
    [9] Gong Dun, Wang Hong. Optical design of hyperspectral imaging spectrometer on space[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(2): 541-545. (in Chinese) 巩盾, 王红. 空间高光谱成像仪的光学设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(2): 541-545.
    [10]
    [11]
    [12] Yao Gang, Tang Tianjin, Huang Ying. Optical system design used for the near infrared remote sensing with large field of view and small F number[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(S1): 107-110. (in Chinese) 姚罡, 汤天瑾, 黄颖. 大视场大相对孔径近红外观测相机光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(S1): 107-110.
    [13]
    [14] Lei Li, Zhang Chenzhong, Meng Junhe. Imaging optical system with wide field of view, fast aperture and large surface array CCD[J]. Infrared and Laser Engineering, 2006, 35(S): 12-15. (in Chinese) 雷丽, 张晨钟, 孟军和. 大视场大相对孔径大面阵CCD成像光学系统设计研究[J]. 红外与激光工程, 2006, 35(S): 12-15.
    [15] Andersen T B, Schweiger P F. Assessment of NIRCam alignment tolerances by Monte Carlo simulations[C]//SPIE, 2008, 7068: 70680H.
  • [1] 徐国权, 李广英, 万建伟, 许可, 董光焰, 程光华, 王兴, 韩文杰, 马燕新.  脉冲调制激光雷达水下成像系统 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210204-1-20210204-8. doi: 10.3788/IRLA20210204
    [2] 于金池, 胡源, 程彬鹏, 张磊.  复眼系统的大视场平像面拼接方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210848-1-20210848-7. doi: 10.3788/IRLA20210848
    [3] 孙欣, 武永见, 汤天瑾, 胡永力, 刘涌, 姜彦辉, 王海超.  空间相机系统自准直传函测试方法及应用 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210610-1-20210610-7. doi: 10.3788/IRLA20210610
    [4] 秦子长, 任成明, 戚允升, 王泽斌, 王琪, 孟庆宇.  小型高分辨率空间相机光学系统低误差敏感度设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20220365-1-20220365-9. doi: 10.3788/IRLA20220365
    [5] 胡斌, 李创, 相萌, 李亮亮, 戴昊斌, 姚佩, 李旭阳.  可展开空间光学望远镜技术发展及展望 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210199-1-20210199-16. doi: 10.3788/IRLA20210199
    [6] 肖志涛, 娄世良, 耿磊, 王梦蝶, 吴骏, 张芳, 苏龙.  便携式免散瞳眼底相机光学系统设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 818001-0818001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0818001
    [7] 左玉弟, 金光, 谢晓光, 李宗轩, 解鹏.  基于带状弹簧的空间望远镜自展开机构设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 518002-0518002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0518002
    [8] 何艳林, 沈栋辉, 孙川, 吴逢铁.  增大Bessel光束无衍射距离的凹透镜系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 518003-0518003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0518003
    [9] 李林, 王栋, 谭陆洋, 孔林, 杨洪波.  微小卫星天线与飞轮共支撑结构优化设计与试验 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018008-1018008(7). doi: 10.3788/IRLA201645.1018008
    [10] 张月, 张琢, 苏云, 郑国宪.  宽谱段高分辨率低温成像光谱仪制冷系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 323001-0323001(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0323001
    [11] 于涛, 王永成, 代霜, 孙亮, 宋克非.  基于温度水平的空间相机主动热控系统 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 249-253.
    [12] 郑茹, 张国玉, 王凌云, 王浩君, 高越.  光谱型太阳辐射观测仪光学系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 583-589.
    [13] 刘晓, 易维宁, 乔延利, 崔文煜.  基于低空遥感系统的星载光学遥感器成像仿真 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 217-225.
    [14] 齐光, 许艳军, 刘炳强.  空间相机反射镜SiC/Al 支撑板轻量化结构优化设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2214-2218.
    [15] 于双双, 杜吉, 史宣.  激光粒度仪光学系统设计方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1735-1739.
    [16] 范哲源, 高立民, 张志, 陈卫宁, 杨洪涛, 张建, 武力, 曹剑中.  中波红外三视场变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 523-527.
    [17] 李伟雄, 闫得杰, 王栋.  高分辨率空间相机俯仰成像的像移补偿方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2442-2448.
    [18] 张月, 周峰.  火星轨道轻小型高分辨率相机热分析与热设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2979-2983.
    [19] 于涛, 徐抒岩, 宋克非.  一种空间相机焦距的自动温度补偿系统 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2085-2089.
    [20] 王美钦, 王忠厚, 白加光.  成像光谱仪的离轴反射式光学系统设计 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 167-172.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  423
  • HTML全文浏览量:  42
  • PDF下载量:  816
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-15
  • 修回日期:  2014-12-20
  • 刊出日期:  2015-07-25

适用于微小卫星平台的小型可见光相机设计

  • 1. 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083;
  • 2. 中国科学院大学,北京 100049
    • 作者简介:

    陈永和(1982-),男,副研究员,博士生,主要从事空间光学设计、红外成像系统设计等方面的研究。Email:chenyonghe@mail.sitp.ac.cn

  • 收稿日期: 2014-11-15
  • 修回日期: 2014-12-20
  • 刊出日期: 2015-07-25
基金项目:

国家自然科学基金(40776100)

  • 中图分类号: TB133;O43

摘要: 现代微小卫星具有体积小、质量轻、研制周期短、成本低、发射方式灵活等优势, 可在多个领域发挥重要作用, 因此备受各国青睐, 是当前空间技术发展的一个重要方向。实现微小卫星的一大关键是所搭载仪器、设备的小型化。设计了一套小型可见光相机, 适合搭载于微小卫星平台。相机焦距210 mm, 有效口径56 mm, 角分辨率33 rad, 视场7.87.8, 像素规模达16 M。设计分析对比了不同光学结构型式的特点, 最终采用折反射式光学系统。设计采用全球面镜片, 选用了融石英和常规火石玻璃等低密度材料组合消像差, 系统长度110 mm, 摄远比小于0.53, 光学质量小于370 g。

English Abstract

    全文HTML

参考文献 (15)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 2019 《红外与激光工程》编辑部｜ 地址: 天津市空港经济区中环西路58号｜ 邮政编码: 300308

    津ICP备19007885号-1

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计