具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。

实施例1

参阅图1-4，本发明实施例提供一种全日面望远镜扫描装置，包括主镜筒1、双折滤光器以及探测器2；

所述主镜筒1包括衰减片，衰减片用于限制进入探测器2靶面上的太阳光能量；

所述双折滤光器包括第一反射镜3、第二反射镜4、滤光模块及驱动单元；所述第一反射镜3将主镜筒1输出的光线反射到第二反射镜4，所述第二反射镜4将光线反射到滤光模块进行滤光后射入探测器2；

所述驱动单元与第一反射镜3与第二反射镜4连接，能够带动第一反射镜3和/或第二反射镜4旋转。

在本实施例中，驱动单元能够带动第一反射镜3和/或第二反射镜4旋转，进而微调输入探测器2的全日面光束的角度。在具体实现过程中，全日面望远镜扫描装置用于获得太阳全貌，主镜筒1输出的观察范围较广，而主镜筒1输出的光线只有一部分能够输入探测器2，因此，由于全日面望远镜扫描装置设置的方向和角度，不能够完全将太阳对准中心，根据现有技术，如果全日面望远镜扫描装置探测器2只能观察到部分太阳图像时，需要调整全日面望远镜扫描装置的角度，使其对准太阳。

然而，大多数情况下全日面望远镜扫描装置是根据太阳轨道赤经、赤纬位置计算出的指向位置，不便于手动进行调节，手动调节后不能够自动进行跟踪。

因此，本申请提供的全日面望远镜扫描装置的驱动单元能够控制第一反射镜3和/或第二反射镜4旋转，进而微调输入探测器2的全日面光束的角度，使得探测器2获取到的图像中，太阳在图像中心位置。

在具体实现过程中，可以通过两个独立控制的步进电机51直接驱动第一反光镜和第二反光镜旋转。

进一步，所述滤光模块包括Lyot型双折射滤光器和干涉滤光片；所述探测器2包括CaK成像探测器2、Hα成像探测器2和TiO成像探测器2。

进一步，所述主镜筒1包括光学缩束模块，光学缩束模块能够将全日面光束进行缩束。

色球层位于光球层上部，是一层很薄的太阳大气。在光球层上可以显著看到太阳大气中物质流动形态，也是太阳耀斑、暗条抛射主要发生高度，具有重要的科学观测、科普观测意义。

在具体实现过程中，如图6所示，衰减片放置在系统最前端，用于限制进入探测器2靶面上的太阳光能量。宽带滤光片主要用于滤除多光谱成像范围之外的谱段，限制杂光，并进一步限制进入望远镜系统的光能量。

对色球层Hαline和Ca K两个全日面成像通道光谱带宽较窄，需要使用Lyot双折射滤光器。由于双折射滤光器对光线的入射入射角度较为敏感，大角度入射将导致光谱谱线的平移。并且双折射滤光器一般需要放置在平行光路中。相对TiO波段光球层全日面成像系统而言，色球层Hαline和Ca K两个全日面成像通道需要在成像系统前设计中继光学系统，将滤光器放置在缩束后的平行光束中进行光谱滤光后，再经过经过成像系统，实现对两个波段的全日面窄带成像。由于完成全日面的监控成像需要的视场超出了滤光器的通过光线的角度范围，因此需要在中继光学系统中加入二维扫描光学系统。

Ca K、Hαline以及TiO波段全日面成像通道中心波长分别为393.37nm、656.3nm和705.7nm，光谱透过率曲线半高全宽分别为0.1nm、0.06nm和2～5nm。经过滤光器后的全日面光束最终分别入射至Ca K成像探测器2、Hα成像探测器2和TiO成像探测器2上，并采集不同太阳大气高度全日面成像图像，为进一步数据处理和科普展示、科普教育做准备。

进一步，所述驱动单元包括电机51、第一传动机构52、第二传动机构53，所述电机51与第一传动机构52、第二传动机构53连接，能够驱动第一传动机构52、第二传动机构53转动；

第一传动机构52与第一反射镜3连接，第二传动机构53与第二反射镜4连接。

进一步，所述第一传动机构52和第二传动机构53包括往复机构，所述往复机构包括主动齿轮组54和从动齿轮组55，主动齿轮组54包括第一主动轮541、第二主动轮542和第三主动轮543，第一主动轮541、第二主动轮542和第三主动轮543同轴且相互固定连接，第一主动轮541和第二主动轮542是不完全齿轮；

所述从动齿轮组55包括第一从动轮551和第二从动轮552，第一从动轮551和第二从动轮552同轴且相互固定连接；

往复运动机构还包括中间轮56，中间轮56设置在第一主动轮541和第一从动轮551之间，并且与第一主动轮541和第一从动轮551啮合；第二主动轮542和第二从动轮552啮合；第三主动轮543和电机51连接，电机51能够驱动第三主动轮543转动。

进一步，所述第一传动机构52还包括单向机构，所述单向机构包括第一单向轮571和第二单向轮572，所述第一单向轮571与电机51连接，所述第二单向轮572与往复运动机构连接；

所述第一单向轮571设置有棘爪，第二单向轮572设置有棘齿，棘爪和棘齿接触。

如图2-3所示，在本实施例中，电机51输出轴与动力齿轮58连接，电机51驱动动力齿轮58旋转，动力齿轮58与第一传动系统的第一单向轮571和第二传动系统的第二输入齿轮59啮合，动力齿轮58能够带动第一单向轮571和第二输入齿轮59旋转。

对于第一传动机构52：

第一传动机构52包括单向机构，所述单向机构包括第一单向轮571和第二单向轮572，所述第一单向轮571与电机51连接，所述第二单向轮572与往复运动机构连接；所述第一单向轮571设置有棘爪，第二单向轮572设置有棘齿，棘爪和棘齿接触。棘爪和第一单向轮571之间设置有弹力件，弹力件可以是弹簧或者弹片，弹力件用于使得棘爪贴近棘齿。

电机51正向旋转时，棘爪与棘齿接触，第一单向轮571的旋转能够传递到第二单向轮572；反之，电机51反转时，棘爪与棘齿相对转动，弹力件压缩，第一单向轮571的旋转不能够传递到第二单向轮572。

对于第二传动机构53：

电机51正转或者反转时，第二传动机构53能够正转或者反转。

第一传动机构52和第二传动机构53都包括往复机构，往复机构包括主动齿轮组54和从动齿轮组55，主动齿轮组54包括第一主动轮541、第二主动轮542和第三主动轮543，第一主动轮541、第二主动轮542和第三主动轮543同轴且相互固定连接，第一主动轮541和第二主动轮542是不完全齿轮；

所述从动齿轮组55包括第一从动轮551和第二从动轮552，第一从动轮551和第二从动轮552同轴且相互固定连接；

往复运动机构还包括中间轮56，中间轮56设置在第一主动轮541和第一从动轮551之间，并且与第一主动轮541和第一从动轮551啮合；第二主动轮542和第二从动轮552啮合；第三主动轮543和电机51连接，电机51能够驱动第三主动轮543转动。

对于第一传动机构52，第二单向轮572与第三主动轮543啮合；对于第二传动机构53，第二输入齿轮59与第三主动齿轮啮合。

第一主动轮541、第二主动轮542和第三主动轮543同轴且相互固定连接，第一主动轮541和第二主动轮542是不完全齿轮。第三主动轮543带动第一主动轮541和第二主动轮542旋转，如图3所示，第一主动轮541和第二主动轮542都仅有一半有齿轮，另一半没有齿轮。

如图3所示状态，第二主动轮542与第二从动轮552啮合，从动齿轮组55与主动齿轮组54旋转方向相反；主动齿轮组54继续旋转，第二主动轮542与第二从动轮552脱离，第一主动轮541与中间轮56啮合，带动中间轮56旋转；中间轮56与第一从动轮551啮合，带动第一从动轮551旋转，此时，从动齿轮组55与主动齿轮组54旋转方向相同。

因此，主动齿轮组54旋转时，从动齿轮组55往复旋转。

进一步，还包括双折光路校准组件6，所述双折光路校准组件6包括激光源61、第一校准反射镜62、第二校准反射镜63以及激光位移传感器64。

进一步，所述激光源61设置在主镜筒1旁，激光器输出激光的方向与主镜筒1输出的全日面光平行；

所述第一校准反射镜62设置在所述第一反射镜3旁，能够与第一反射镜3同步转动，所述第二校准反射镜63设置在所述第二反射镜4旁，能够与第二反射镜4同步转动。

参阅图7，在具体实现过程中，双折光路校准组件6发出的光路与全日面光束光路在空间中平行，通过驱动单元调整第一传动机构52、第二传动机构53之前，先启动激光器，通过激光位移传感器64判断第一传动机构52、第二传动机构53的输出输出光线是否平行，如果平行则能够通过正向旋转电机51使第一传动机构52、第二传动机构53同步旋转；

如果第一传动机构52、第二传动机构53的输出输出光线不平行，则反向旋转电机51，调整第一传动机构52的角度，使得第一传动机构52、第二传动机构53的输出输出光线平行后，能够通过正向旋转电机51使第一传动机构52、第二传动机构53同步旋转，进而微调输入探测器2的全日面光束的角度。

参阅图5，本申请还提供一种全日面望远镜，全日面望远镜扫描装置根据太阳轨道赤经、赤纬位置，实时计算出全日面望远镜指向位置，并控制全日面望远镜指向该位置，将全日面望远镜光轴与日面中心重合。

进一步，包括自动跟踪运行模式和互动跟踪运行模式；

在自动跟踪运行模式下，全日面望远镜将自动判读全日面像上黑子大小、位置等信息，并自动指向面积最大黑子的质心位置。

在互动跟踪运行模式下，全日面望远镜将根据输入坐标日面位置，自动引导主望远镜分系统指向该位置，实现对特定日面区域的高分辨力成像观测。

在具体实现过程中，全日面望远镜除了具备多光谱全日面成像的能力外，还具备引导、控制60cm太阳望远镜主望远镜分系统的功能,该功能是由具有64′成像视场的光球层(TiO波段)全日面成像子系统完成。

具体工作模式为：根据太阳轨道赤经、赤纬位置，实时计算出60cm太阳望远镜指向位置，并控制主望远镜分系统指向该位置，最终实现60cm太阳望远镜光轴与日面中心重合。

在自动跟踪运行模式下，全日面望远镜将自动判读全日面像上黑子大小、位置等信息，并自动指向面积最大黑子的质心位置。

在互动跟踪运行模式下，全日面望远镜将根据观众鼠标或坐标输入日面位置，自动引导主望远镜分系统指向该位置，实现对特定日面区域的高分辨力成像观测。

当主望远镜指向位置位于非全日面中心时，成像视场32′的色球层(Hαline)和CaK line全日面成像系统通过调节、控制各自的调整装置，确保全日面像始终位于其成像探测器2中心。

此外，无论何种运行模式下，全日面望远镜都将实时测量主望远镜分系统指向参数，并在受外部风载、震动等影响主望远镜分系统指向精度时，对主望远镜指向误差进行实时修正。全日面望远镜跟踪精度要求在0.5′以内。

在本实施例中，为了适应60cm太阳望远镜在海边的盐雾环境，全日面望远镜做了相应的耐盐雾、抗腐蚀处理措施，在衰减片外侧镀增透介质膜，防止海边盐雾对膜系的破坏，保护全日面望远镜内部光学元件和结构元件的性能和安全；

全日面望远镜内部做防盐雾渗透处理，保护内部光学件和结构件安全；

全日面望远镜镜筒结构外部涂覆底层三防漆，保证全日面望远镜防盐雾、耐腐蚀性。

此外，全日面望远镜在结构设计方面做了无热化处理，具体措施包括：

在全日面望远镜镜筒结构表面涂覆三防漆后，再次涂覆TiO2漆，显著提升结构表面反射率，降低热吸收，显著提升结构稳定性，保证成像性能；

全日面望远镜三个成像通道成像相机均设计自动调焦机构，能够有效补偿由于光学元件或结构热变形引起的系统离焦像差，保证全日面望远镜的成像质量。

自动调焦机构采用直线位移机构，用步进电机51进行驱动，在调焦极限位置增加机械限位和电限位，确保调焦系统安全。

全日面望远镜安装于60cm太阳望远镜主镜筒1四通结构上，并随着60cm太阳望远镜共同实现对全日面的跟踪和持续监视成像

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了使于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其中，“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“外围”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。

在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用以描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A～B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。

在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。