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一种多功能天文观测装置及控制方法
马琳; 金振宇; 李正刚; 柳光乾; 常亮
Rights Holder中国科学院云南天文台
Patent NumberZL201910077291.7
Application NumberCN201910077291.7
2019-01-25
Application Date2019-01-25
Open (Notice) NumberCN109581646A
Date Available2019-04-05
IPC Classification NumberG02b23/12
CPC Classification NumberG02b23/12
Country中国
Subtype发明
Status公开
Subject Area天文学 ; 天文学其他学科 ; 电子、通信与自动控制技术
MOST Discipline Catalogue理学 ; 理学::天文学 ; 工学 ; 工学::电子科学与技术(可授工学、理学学位) ; 工学::控制科学与工程
Contribution Rank1
Abstract

本发明公开了一种多功能天文观测装置及控制方法,该装置包括通过导线连接的成像系统和控制及图像采集系统;成像系统包括沿光路依次排列的滤光片转轮、物面、前固定透镜组、变倍透镜组、后固定透镜组和EMCCD相机;控制及图像采集系统包括驱动装置、驱动控制器、位置采集模块、图像采集控制器和电源模块,位置采集模块、驱动控制器和驱动装置通过导线依次相连,电源模块通过导线分别连接驱动装置、驱动控制器、位置采集模块和图像采集控制器。本装置既能进行高分辨成像观测,又能进行快速测光观测,观测功能多,占用天文望远镜终端接口资源少,仪器稳定性好,观测效率高,节省成本。

Claim

1.一种多功能天文观测装置,其特征在于,包括通过导线连接的成像系统和控制及图像采集系统;所述成像系统包括沿光路依次排列的滤光片转轮(4)、物面(5)、前固定透镜组(6)、变倍透镜组(7)、后固定透镜组(10)和EMCCD相机(11);

所述的控制及图像采集系统包括驱动装置(12)、驱动控制器(13)、位置采集模块(14)、图像采集控制器(15)和电源模块(16),位置采集模块(14)、驱动控制器(13)和驱动装置(12)通过导线依次相连,电源模块(16)通过导线分别连接驱动装置(12)、驱动控制器(13)、位置采集模块(14)和图像采集控制器(15)。

2.根据权利要求1所述的多功能天文观测装置,其特征在于,所述的滤光片转轮(4)上设置有5片滤光片(17)和一片补偿板(18),滤光片转轮(4)的中心处设置有转轮中心轴(19);5片滤光片(17)和一片补偿板(18)以转轮中心轴(19)为转轮中心对称设置。

3.根据权利要求1所述的多功能天文观测装置,其特征在于,所述的变倍透镜组(7)包括高分辨成像透镜组(8)和快速测光镜组(9);所述高分辨成像透镜组(8)和快速测光镜组(9)并列设置。

4.根据权利要求3所述的多功能天文观测装置,其特征在于,所述驱动装置(12)通过导线分别连接有滤光片转轮(4)、高分辨成像透镜组(8)和快速测光透镜组(9)。

5.根据权利要求3所述的多功能天文观测装置,其特征在于,所述的位置采集模块(14)通过导线分别与滤光片转轮(4)、高分辨成像透镜组(8)和快速测光透镜组(9)相连。

6.根据权利要求1所述的多功能天文观测装置,其特征在于,所述的图像采集控制器(15)与EMCCD相机(11)相连。

7.一种多功能天文观测装置的控制方法,其特征在于,采用权利要求1-6任一权利要求所述的多功能天文观测装置,包括以下步骤:

天文目标辐射信号通过望远镜(1)后,成像在望远镜(1)的焦面上,望远镜(1)的焦面得到天文目标的一次像,物面(5)与望远镜(1)的焦面重合,一次像位于物面(5)上,作为多功能天文观测装置的目标物;

物面(5)上的天文目标一次像依次通过前固定透镜组(6)、变倍透镜组(7)和后固定透镜组(10),成像在EMCCD相机(11)上,EMCCD相机(11)上得到天文目标的二次像,进行高分辨成像观测和快速测光观测;

EMCCD相机(11)的光敏面位于多功能天文观测装置的像面处,用于接收天文目标的二次像,多功能天文观测装置进行高分辨成像和快速测光观测时,多功能天文观测装置的像面位置固定不变,EMCCD相机(11)的安装位置固定不动;

驱动装置(12)驱动滤光片转轮(4)围绕滤光片转轮中心轴(19)旋转及所述的高分辨成像透镜组(8)和快速测光透镜组(9)垂轴切进或切出光路;位置采集模块(14)采集滤光片转轮(4)的旋转位置以及高分辨成像透镜组(8)和快速测光透镜组(9)的位置;驱动控制器(13)用于根据位置采集模块(14)采集到的滤光片转轮(4)的旋转位置以及高分辨成像透镜组(8)和快速测光透镜组(9)的位置,控制驱动装置(12)工作;图像采集控制器(15)控制EMCCD相机(11)进行图像采集工作;

设EMCCD相机的规格为K×K,像素尺寸为L,天文观测站全年平均大气视宁度为δ,天文望远镜焦距为f望,口径为D,中心波长为λ;

则,望远镜的角分辨率θ=1.22λ/D;

高分辨成像观测时,望远镜和多功能天文观测装置组合后的底片比例尺α高≈θ/2;

所以,组合后的焦距f高=L/α高;

即,多功能天文观测装置对望远镜焦距的放大倍率M高=f高/f望;高分辨成像观测的视场ω高=L×K/f高;

快速测光观测时望远镜和多功能天文观测装置组合后的底片比例尺α测≈δ/2;

所以,组合后的的焦距f测=L/α测;

即,多功能天文观测装置对望远镜焦距的放大倍率M测=f测/f望;快速测光观测的视场ω测=L×K/f测。

8.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,高分辨成像观测具体为:高分辨成像透镜组(8)出现在光路中时,快速测光透镜组(9)在光路外,物面(5)上的天文目标一次像依次通过前固定透镜组(6)、高分辨成像透镜组(8)和后固定透镜组(10),成像在EMCCD相机(11)上,EMCCD相机(11)上得到天文目标的二次像,二次像相比于一次像放大M高倍,多功能天文观测装置将望远镜(1)的焦距f望放大M高倍,进行多功能天文观测装置的高分辨成像观测。

9.根据权利要求7所述的控制方法,其特征在于,快速测光观测具体为:快速测光透镜组(9)出现在光路中时,高分辨成像透镜组(8)在光路外,物面(5)上的天文目标一次像依次通过前固定透镜组(6)、快速测光透镜组(9)和后固定透镜组(10),成像EMCCD相机(11)上,EMCCD相机(11)上得到天文目标的二次像,二次像相比于一次像放大M测倍,多功能天文观测装置将望远镜1的焦距f望放大M测倍,进行多功能天文观测装置的快速测光观测。

Language中文
Patent Agent王新爱
Agency北京权智天下知识产权代理事务所(普通合伙) 11638
Document Type专利
Identifierhttp://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/19540
Collection抚仙湖太阳观测站
Affiliation中国科学院云南天文台,云南省昆明市官渡区羊方旺396号
First Author AffilicationYunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences
Recommended Citation
GB/T 7714
马琳,金振宇,李正刚,等. 一种多功能天文观测装置及控制方法. ZL201910077291.7[P]. 2019-01-25.
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