[发明专利]用于调整天文望远镜系统共焦的调焦相机及其调焦方法

说明书

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，特别涉及天文望远镜焦面仪器的调节方法。

背景技术

现有的1米以上通光口径的天文光学望远镜通常具备多个终端观测仪器，如图1所示，所述终端仪器包括光谱仪14和成像系统11，其中天文望远镜9位于光谱仪14的前端，成像系统11位于光谱仪14的前端左侧或前端右侧，光谱仪14的光轴与天文望远镜9的光轴位于同一条直线上，光谱仪14中的狭缝13位于天文望远镜9的光轴方向上的理论设计焦面上，成像系统11的光轴垂直于天文望远镜9的光轴，光谱仪14与天文望远镜9之间设置有分光镜12，分光镜12位于成像系统11的光轴方向与天文望远镜9的光轴方向相交处，分光镜12的镜面与天文望远镜9的光轴之间具有45度的夹角，经天文望远镜9后进入分光镜12的入射光束被分光镜12分为透射光束和反射光束，其中透射光束进入光谱仪14，反射光束进入成像系统11，因此，天文望远镜9在反射光束方向上也存在一个理论设计焦面，成像系统11的物方焦面位置位于与天文望远镜9在反射光束方向上的理论设计焦面上。

然而，在实际观测使用中，成像系统11的物方焦面位置与天文望远镜9在反射光束方向上的理论设计焦面往往并不重合，光谱仪14中的狭缝13的安装位置也不与天文望远镜9的光轴方向上的理论设计焦面重合，也就是说上述终端仪器与前端望远镜并不共焦，从而导致望远镜观测精度较差。

现有技术中解决上述终端仪器与前端望远镜共焦的问题方法一般是在望远镜焦面做标记，以此标记作为后端成像系统的物面信息，并调整后端仪器的焦面位置，使其与前端望远镜齐焦，但是，对于非成像终端仪器，例如光谱仪，它得到的图像是狭缝的单色像，根本无法通过光谱图像检测光谱仪是否与前端系统共焦面。

发明内容

为解决现有技术中终端仪器与前端望远镜无法共焦，从而导致望远镜观测精度较差的问题，本发明提供一种用于调整天文望远镜及其终端仪器共焦的调焦相机，其技术方案如下：

用于调整天文望远镜及其终端仪器共焦的调焦相机，包括机壳，机壳前端安装有镜头，所述镜头包括圆筒状的镜筒以及安装在镜筒内的圆筒状镜室，镜室的外周面上设置有外螺纹，镜筒的内周面上设置有内螺纹，镜室上的外螺纹螺纹连接在镜筒上的内螺纹上；

所述镜筒内安装有第一复消色差透镜和第二复消色差透镜，第一复消色差透镜包括第一平凹透镜以及嵌套在第一平凹透镜的凹形光学面中的第一凸透镜，第二复消色差透镜包括第二平凹透镜以及嵌套在第二平凹透镜的凹形光学面中的第二凸透镜，第一平凹透镜和第二平凹透镜均位于外侧，第一凸透镜和第二凸透镜均位于内侧。

优选地，所述机壳内的成像靶面上安装有CMOS图像传感器。所述CMOS图像传感器构成CMOS探测器。

优选地，所述镜筒上的内螺纹的公称直径小于等于40毫米，镜筒上的内螺纹的牙距小于等于0.75毫米。

本发明还提供一种采用上述调焦相机来调整安装在镜架上的天文望远镜及其终端仪器共焦的方法，所述终端仪器包括光谱仪和成像系统，其中天文望远镜位于光谱仪的前端，成像系统位于光谱仪的前端左侧或前端右侧，光谱仪的光轴与天文望远镜的光轴位于同一条直线上，光谱仪中的狭缝位于天文望远镜的光轴方向上的焦面上，成像系统的光轴垂直于天文望远镜的光轴，光谱仪与天文望远镜之间设置有分光镜，分光镜位于成像系统的光轴方向与天文望远镜的光轴方向相交处，分光镜的镜面与天文望远镜的光轴之间具有度的夹角，经天文望远镜后进入分光镜的入射光束被分光镜分为透射光束和反射光束，其中透射光束进入光谱仪，反射光束进入成像系统；

包括以下顺序步骤：

步骤1：将镜架上的天文望远镜撤去，在安装天文望远镜的位置安装所述调焦相机，通过调整使调焦相机的光轴与光谱仪的光轴位于同一条直线上，然后通过旋转调焦相机的镜筒来调整相机的焦距，使得光谱仪的狭缝在调焦相机中成清晰像；

步骤2：保持调焦相机的安装位置不变，在成像系统的物方焦面位置安装小孔板，小孔板上设置有通孔，沿成像系统的光轴方向调整小孔板的位置，直到小孔板在调焦相机中成清晰像，此时小孔板与狭缝像同时清晰，成像系统的焦面位置与光谱仪的焦面位置有了共同的参照物；

步骤3：保持小孔板的安装位置不变，沿成像系统的光轴方向调整成像系统的位置，直到小孔板在成像系统中成清晰像；

步骤4：撤去小孔板和调焦相机，重新安装天文望远镜，启动天文望远镜，指向观测目标，沿天文望远镜的光轴方向调整天文望远镜的位置，直至观测目标在成像系统中成清晰像，此时天文望远镜与成像系统共焦面，也与光谱仪共焦面。