遮光罩尺寸和拉氏不变量是影响星敏感器体积和镜头复杂性的2个关键因素。通过推导分析极限星等与这两者的关系，研究了星敏感器光学系统的小型化设计。根据光学系统参数与星敏感器技术要求的关系，推得和分析不同极限星等时关于遮光罩尺寸和拉氏不变量的公式。结果表明随着极限星等增大，拉氏不变量单调减小，但遮光罩尺寸存在着极小值。据此优化极限星等，使得遮光罩尺寸和拉氏不变量尽可能小，实现星敏感器小型化。基于STAR1000互补金属氧化物半导体（CMOS）探测器，举例优化设计得到适于微小卫星星敏感器使用的光学系统，其

星敏感器主要针对空间弱小运动目标成像,背景杂散光严重影响星像点获取的准确性。因此,遮光罩设计是星敏感器的关键技术之一。给出了星敏感器遮光罩设计的基本原则,并推导了两节型遮光罩最优长度设计的公式,简要分析了遮光罩长度、张口直径和张角的关系,并结合某星敏感器进行了仿真验证。结果表明,与桶形结构相比,新的设计结构紧凑,对视场外强光的抑制能力大大增强,能实现观测六等星的目标。