專利名稱：：一種采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的全天空大氣重力波成像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種全天空大氣重力波的光學(xué)成像設(shè)計(jì)，特別涉及一種采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的全天空大氣重力波成像儀。
背景技術(shù)：
：大氣重力波在上傳過(guò)程中會(huì)對(duì)氣輝輻射層產(chǎn)生擾動(dòng)，以大氣氣輝輻射為示蹤物，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣重力波活動(dòng)的觀測(cè)。在中高層大氣中，位于可見(jiàn)光到近紅外波段的氣輝輻射有多種，例如寬帶的0H和窄帶的02，0I，Na等多種氣輝輻射層，這些氣輝輻射都可用于重力波活動(dòng)成像觀測(cè)。目前采用遠(yuǎn)心光路的全天空重力波成像儀包含魚(yú)眼鏡頭、遠(yuǎn)心鏡、濾光片、再成像鏡頭和科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)。對(duì)于作為大氣重力波探測(cè)示蹤物的微弱氣輝輻射，一般要求整個(gè)光路有較大的通光孔徑，而且為了方便購(gòu)買(mǎi)和加工，必須限定濾光片尺寸。但是采用遠(yuǎn)心光路必須要面臨的一個(gè)問(wèn)題是如果限定濾光片尺寸較小，則魚(yú)眼鏡頭的通光孔徑也應(yīng)該小，不利于滿足以微弱氣輝輻射層為示蹤物的大氣重力波探測(cè)的要求；而如果增大魚(yú)眼鏡頭的通光孔徑，則要求濾光片的尺寸很大。
發(fā)明內(nèi)容因此，為了解決目前大氣重力波成像儀通光孔徑和濾光片尺寸相矛盾的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的多通道的全天空重力波成像儀設(shè)計(jì)。利用目前市場(chǎng)中較常見(jiàn)的焦距f10.5mm，#F2.8的魚(yú)眼鏡頭，配合3英寸多通道濾光片，在保證整個(gè)系統(tǒng)較高通光量的基礎(chǔ)上，還能較經(jīng)濟(jì)方便地實(shí)現(xiàn)多通道全天空重力波成像。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的全天空大氣重力波成像儀，包括焦距10.5mm#F2.8的魚(yú)眼鏡頭、遠(yuǎn)心鏡片、直徑3英寸的圓形濾光片、縮焦鏡片組、成像鏡頭以及科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)，以O(shè)H和02，01，Na等氣輝輻射為示蹤物，實(shí)現(xiàn)對(duì)全天空大氣重力波成像。其中，將所述遠(yuǎn)心鏡片放置在所述魚(yú)眼鏡頭的焦平面后方位置，使出射的光線滿足所述濾光片入射光線角度要求，再使光線通過(guò)圓形的所述濾光片，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)用于縮焦和調(diào)整像差的所述縮焦鏡片組，再通過(guò)所述成像鏡頭，連接科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)全天空180°大氣重力波成像。另外，所述縮焦鏡片組由四片連續(xù)放置的透鏡構(gòu)成，其中，第一片為負(fù)透鏡，第二片為正透鏡，第三片為正透鏡，第四片為負(fù)透鏡組成，由此，通過(guò)上述四片透鏡相組合，而進(jìn)行縮焦且可以與所述遠(yuǎn)心鏡片組合調(diào)整像差。所述成像鏡頭以及科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)采用普通商用成像鏡頭和科學(xué)級(jí)CCD。另外，作為進(jìn)一步改進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式，本發(fā)明還提供一種采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的多通道的全天空大氣重力波成像儀，其特征在于，包括焦距10.5mm#F2.8的魚(yú)眼鏡頭、遠(yuǎn)心鏡片、多片不同波段的直徑3英寸的圓形濾光片、濾光輪、縮焦鏡片組、成像鏡頭以及科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)，以O(shè)H和02，01，Na等氣輝輻射為示蹤物，實(shí)現(xiàn)對(duì)全天空大氣重力波成像。其中，將所述遠(yuǎn)心鏡片放置在所述魚(yú)眼鏡頭的焦平面后方，使出射的光線滿足所述濾光片入射光線角度要求，并使光線通過(guò)裝有所述多片不同波段的濾光片的所述濾光輪，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)用于縮焦和調(diào)整像差的所述縮焦鏡片組，再通過(guò)所述成像鏡頭，連接科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)，由計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)多通道輪流觀測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)全天空180°大氣重力波成像。本發(fā)明的采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的全天空重力波成像儀的有益效果在于利用目前商業(yè)通用的焦距10.5mm#F2.8的魚(yú)眼鏡頭，配合3英寸多通道濾光片，在保證整個(gè)系統(tǒng)較高通光量的基礎(chǔ)上，還能較經(jīng)濟(jì)方便地實(shí)現(xiàn)多通道全天空重力波成像。圖1是本發(fā)明的采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的全天空重力波成像儀的結(jié)構(gòu)及光路示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的全天空重力波成像儀進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的全天空重力波成像儀的結(jié)構(gòu)及光路示意圖。如圖l所示，本發(fā)明的采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的全天空大氣重力波成像儀，包括焦距10.5mm#F2.8的魚(yú)眼鏡頭l，遠(yuǎn)心鏡片2，濾光片3，縮焦鏡片組4，成像鏡頭5以及科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)6，以O(shè)H和02，01，Na等氣輝輻射為示蹤物，實(shí)現(xiàn)對(duì)全天空大氣重力波成像。將遠(yuǎn)心鏡片2放置在魚(yú)眼鏡頭1的焦平面后方，使出射的光線滿足濾光片3的入射光線角度要求，再使光線通過(guò)直徑3英寸的圓形濾光片3，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)用于縮焦和調(diào)整像差的鏡片組4，再通過(guò)成像鏡頭5以及連接的科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)6，從而實(shí)現(xiàn)全天空180°大氣重力波成像。另外，如圖l所示，本發(fā)明的成像儀中，光線自左向右貫穿整個(gè)光路，最左端光線是從魚(yú)眼鏡頭1出射的光線，到達(dá)魚(yú)眼鏡頭1的焦平面后，穿過(guò)遠(yuǎn)心鏡片2后，出射的光線角度達(dá)到濾光片3的帶寬要求，再使光線通過(guò)直徑3英寸的圓形濾光片3，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)用于縮焦和調(diào)整像差的鏡片組4，再通過(guò)成像鏡頭5(用理想鏡頭箭頭表示)，到達(dá)科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)6的平面。實(shí)線和虛線分別表示的是0。和90°入射的光線，由此可以實(shí)現(xiàn)全天空大氣重力波二維成像。下表一是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所采用的各光學(xué)器件的詳細(xì)型號(hào)以及鏡片參數(shù)。其中，魚(yú)眼鏡頭選用普通商用的焦距10.5mm，#F2.8的魚(yú)眼鏡頭。表一鏡片詳細(xì)參數(shù)示例<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>濾光片3置于遠(yuǎn)心鏡片2和縮焦鏡片組4之間即可。圖像由CCD相機(jī)6記錄后，可由與之連接計(jì)算機(jī)導(dǎo)出數(shù)據(jù)。另外，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式，還可以將多片不同波段的濾光片3可放置于一個(gè)濾光輪內(nèi)，來(lái)代替單一的濾光片3。從焦距10.5mm#F2.8的魚(yú)眼鏡頭1出射的光線，到達(dá)魚(yú)眼鏡頭1的焦平面后，穿過(guò)遠(yuǎn)心鏡片2后出射的光線角度達(dá)到濾光片3的帶寬要求，再使光線通過(guò)裝有多片不同波段的濾光片3的濾光輪(未圖示)，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)用于縮焦和調(diào)整像差的鏡片組4，再通過(guò)成像鏡頭5(用理想鏡頭箭頭表示)，到達(dá)科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)6的平面，與CCD相機(jī)一起，由計(jì)算機(jī)控制，最終實(shí)現(xiàn)以大氣氣輝輻射為示蹤物，對(duì)大氣重力波的多通道輪流交替成像觀測(cè)。最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。權(quán)利要求一種采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的多通道的全天空大氣重力波成像儀，其特征在于，包括焦距10.5mm#F2.8的魚(yú)眼鏡頭、遠(yuǎn)心鏡片、直徑3英寸的圓形濾光片、縮焦鏡片組、成像鏡頭以及科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)，以包括OH和O2，OI，Na的氣輝輻射為示蹤物，實(shí)現(xiàn)對(duì)全天空大氣重力波成像，其中，將所述遠(yuǎn)心鏡片放置在所述魚(yú)眼鏡頭的焦平面后方，使出射的光線滿足所述濾光片入射光線角度要求，再使光線通過(guò)圓形的所述濾光片，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)用于縮焦和調(diào)整像差的所述縮焦鏡片組，再通過(guò)所述成像鏡頭，連接科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)全天空180°大氣重力波成像。2.如權(quán)利要求1所述的采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的多通道的全天空大氣重力波成像儀，其特征在于，所述縮焦鏡片組由四片連續(xù)放置的透鏡構(gòu)成，其中，第一片透鏡為負(fù)透鏡，第二片透鏡為正透鏡，第三片透鏡為正透鏡，第四片透鏡為負(fù)透鏡，由此，通過(guò)上述四片透鏡相組合，而進(jìn)行縮焦且與所述遠(yuǎn)心鏡片組合調(diào)整像差。3.如權(quán)利要求1所述的采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的多通道的全天空大氣重力波成像儀，其特征在于，所述成像鏡頭以及科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)采用普通商用成像鏡頭和科學(xué)級(jí)CCD。4.一種采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的多通道的全天空大氣重力波成像儀，其特征在于，包括焦距IO.5mmftF2.8的魚(yú)眼鏡頭、遠(yuǎn)心鏡片、多片不同波段的直徑3英寸的圓形濾光片、濾光輪、縮焦鏡片組、成像鏡頭以及科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)，以包括0H和02，01，Na的氣輝輻射為示蹤物，實(shí)現(xiàn)對(duì)全天空大氣重力波成像，其中，將所述遠(yuǎn)心鏡片放置在所述魚(yú)眼鏡頭的焦平面后方，使出射的光線滿足所述濾光片入射光線角度要求，再使光線通過(guò)裝有所述多片不同波段的濾光片的所述濾光輪，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)用于縮焦和調(diào)整像差的所述縮焦鏡片組，再通過(guò)所述成像鏡頭，連接科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)，由計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)多通道輪流觀測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)全天空180°大氣重力波成像。5.如權(quán)利要求4所述的采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的多通道的全天空大氣重力波成像儀，其特征在于，所述縮焦鏡片組由四片連續(xù)放置的透鏡構(gòu)成，其中，第一片透鏡為負(fù)透鏡，第二片透鏡為正透鏡，第三片透鏡為正透鏡，第四片透鏡為負(fù)透鏡，由此，通過(guò)上述四片透鏡相組合，而進(jìn)行縮焦且與所述遠(yuǎn)心鏡片組合調(diào)整像差。6.如權(quán)利要求4所述的采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的多通道的全天空大氣重力波成像儀，其特征在于，所述成像鏡頭以及科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)采用普通商用成像鏡頭和科學(xué)級(jí)CCD。全文摘要本發(fā)明提供一種采用魚(yú)眼鏡頭和遠(yuǎn)心光路的全天空大氣重力波成像儀，包括焦距10.5mm#F2.8的魚(yú)眼鏡頭、遠(yuǎn)心鏡片、直徑3英寸的圓形濾光片、縮焦鏡片組、成像鏡頭以及科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)，以O(shè)H和O2，OI，Na等氣輝輻射為示蹤物，實(shí)現(xiàn)對(duì)全天空大氣重力波成像。其中，遠(yuǎn)心鏡片放置在魚(yú)眼鏡頭的焦平面后方位置，使出射的光線滿足濾光片入射光線角度要求，再使光線通過(guò)圓形的濾光片，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)用于縮焦和調(diào)整像差的縮焦鏡片組，再通過(guò)成像鏡頭及連接的科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)全天空180°大氣重力波成像。本發(fā)明利用目前商業(yè)通用的焦距10.5mm#F2.8的魚(yú)眼鏡頭，配合3英寸多通道濾光片，在保證整個(gè)系統(tǒng)較高通光量的基礎(chǔ)上，還能較經(jīng)濟(jì)方便地實(shí)現(xiàn)多通道全天空重力波成像。文檔編號(hào)G01V7/04GK101706588SQ20091023735公開(kāi)日2010年5月12日申請(qǐng)日期2009年11月10日優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日發(fā)明者涂翠,胡雄申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心