巡天相机（SCam）对主光学系统的光学影像进行分波段滤光、色散和采集，然后将图像和辅助数据通过设施与平台下行，实现多色成像与无缝光谱巡天的功能。该相机由巡天主焦面与天体定标组件、短波红外组件、滤光片组件、无缝光谱组件、快门组件、主体结构、热控与制冷组件、巡天主焦面与天体定标焦面电子学、主控电控箱、定标光源等构成。主光机的波前传感器和精细导星仪也安装在巡天相机上。

(1)  天体定标 CCD 离焦3mm 安装，观测r 波段，饱和星等比主焦面亮 4 个星等。

(2) z 波段和 y 波段红端由探测器截止，z 波段后续考虑改为 1µm 截止。

图1 巡天相机结构分解图

图2 左：巡天相机主焦面布局；右：成像波段滤光片透过率曲线

巡天主焦面布局如图 2 左图所示，中心区域排布成像波段，上下“L”形区域排布无缝光谱波段。主焦面 CCD 与滤光片和光栅固定安装，可见光红端选用 e2v CCD290-99 深耗尽器件，近紫外与可见光蓝端选用预计按波段优化量子效率的 CCD290-99 普通硅器件与国产 CCD 混装。从近紫外到短波红外的各成像波段滤光片实测的透过率曲线见图 2 右图。

无缝光谱观测采用透射式闪耀光栅在成像光路里直接色散实现。如图3 所示，每片 CCD 对应两片光栅，每片光栅的工作级次均偏向对面光栅的方向，从而保证 CCD 对应视场内所有天体的光谱均落在该 CCD光敏面上。为了缓解天体光谱重叠的问题，图2 左图中上下两组光栅的色散方向作了相对旋转，受结构限制旋转角度仅 2°。在无缝光谱可探测的大部分星系的有效半径小于 0.3″且面密度每平方角分仅若干个的情况下，2°的旋转可以有效地发挥作用。

定标光源采用单色 LED 为焦面提供均匀照明，以改正像元小尺度响应不均匀性，标定快门效应，监测焦面性能变化，并可提供补光功能，以缓解运行后期 CCD 电荷转移效率下降的影响。如图4 所示，在各观测波段内均有至少 1 个对应波长的 LED。

巡天相机主体结构承载其他组件，采用碳纤维复合材料薄壁箱体结构的设计，保证相机整体的结构刚度和稳定性。快门由步进电机直驱，开合时间各 1.5s，叶片转动曲线随科学辅助数据下行，快门运动产生的扰动需精密稳像系统进行补偿。主焦面与天体定标焦面由两台脉管制冷机维持 188K（-85℃）的工作温度。焦面 CCD 视频信号采用数字相关双采样技术，转换成低噪声图像数据。短波红外焦面由一台脉管制冷机维持 80K 的工作温度，所用的碲镉汞焦平面器件具有非破坏性读出的功能。相机各组件产生的热量由槽道热管收集至散热板，通过主光机的蒸发器和环路热管交换至外层辐冷板，最终辐射到冷黑空间。