信息化天文望远镜系统的制作方法

1.本实用新型涉及精密仪器高端制造领域，更具体地，涉及信息化天文望远镜系统。


背景技术：

2.天文望远镜是人类探索星空的工具。近年来，随着科技发展进步，更多的天文爱好者加入了使用天文望远镜观察星空的队伍。
3.但是，天文望远镜的调节具有一定难度，需要使用者反复对准夜空中的星体进行练习来掌握。受城市灯光影响或大气污染的影响，要看清夜空中的星体可能还要驱车到远离城市的郊外。这给天文爱好者学习使用望远镜来观察夜空中的星体造成一定不便。
4.因此需要能方便天文爱好者学习和使用的天文望远镜。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是通过提供一种信息化天文望远镜系统，来至少部分缓解或解决上述问题。
6.根据本实用新型，提供一种信息化天文望远镜系统，包括：
7.能转动的镜筒，镜筒上安装有目镜；
8.镜筒朝向检测装置，用于检测当前镜筒朝向；
9.图像发生器，包括微显示屏，用于获取或产生所需图像并显示在微显示屏上，至少所述微显示屏设置在镜筒内，
10.在图像发生器打开时，图像发生器能根据检测到的所述当前镜筒朝向，获取或产生与当前镜筒朝向下天文望远镜应获得的星体实时光学影像对应的已有图像或图形，所述信息化天文望远镜系统能在所述镜筒朝向下，通过目镜提供微显示屏上的图像或图形。
11.优选地，所述信息化天文望远镜系统包括本地天文信息库，或通过互联网连接到天文信息库，或与其他天文望远镜联机，所述图像发生器从本地天文信息库或经由互联网连接的天文信息库获取或产生所需图像或图形，或从与当前天文望远镜系统联机的其他天文望远镜获取或产生所需图像。
12.优选地，所述镜筒还包括物镜，所述信息化天文望远镜系统能够在当前镜筒朝向下通过目镜提供星体的实时光学影像。
13.优选地，所述系统还包括光路混合装置，用于将通过目镜呈现微显示屏上的图像或图形的光路混合到通过目镜提供的星体的实时光学影像的光路中。
14.优选地，在图像发生器打开时，图像发生器能产生具有增强信息的图像或图形，所述具有增强信息的图像或图形由微显示屏显示，并且通过目镜提供微显示屏上的增强信息的图像或图形和实时光学影像混合后的图像或图形。
15.优选地，所述天文望远镜还包括第一光阻挡装置，用于允许和阻挡光线进入提供星体的实时光学影像的光路中。
16.优选地，第一光阻挡装置为镜筒盖，设置在天文望远镜的镜筒的指向星体的端部。
17.优选地，在图像发生器打开时，第一光阻挡装置根据需要阻挡或允许光线进入提供星体的实时光学影像的光路中，在图像发生器关闭时，第一光阻挡装置阻挡光线进入提供星体的实时光学影像的光路中。
18.优选地，所述第一光阻挡装置为电子挡光装置，设置在提供星体的实时光学影像的光路中，所述天文望远镜还包括第一光电传感器，设置在天文望远镜的镜筒的指向星体的端部附近，用于感测镜筒的指向星体的端部外部的光线强度，在第一光电传感器感测的光线强度大于第一阈值时，第一光阻挡装置阻挡光线自动进入提供星体的实时光学影像的光路。
19.优选地，所述天文望远镜包括第二光阻挡装置，其为电子挡光装置，设置在图像发生器的前方，在图像发生器关闭时关闭；和第二光电传感器，用于感测图像发生器发出的光线强度，设置在图像发生器和第二光阻挡装置之间，在图像发生器打开时，第二光电传感器感测到所述光线强度小于第二阈值时，第二光阻挡装置自动打开。
20.优选地，所述天文望远镜包括第二光阻挡装置，其为电子挡光装置，设置在图像发生器的前方，在图像发生器关闭时关闭，在图像发生器打开时一定时间后打开。
21.优选地，第二电子挡光装置实现为控制电路，所述图像发生器通过电路来控制其打开和关闭。
22.综上所述，根据本实用新型的信息化天文望远镜系统能够根据天文望远镜的镜筒朝向，获取或调取与该镜筒朝向下实际应观察到的天文望远镜光学影像相同的已有图像，从而不管实际星空观察条件是否具备，都可提供真实的观察情景，方便用户学习和使用天文望远镜。
附图说明
23.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
24.图1是根据本实用新型的信息化天文望远镜系统的示意图；
25.图2是根据本实用新型的第一实施例的信息化天文望远镜系统及虚拟现实工作模式下的成像光路示意图；
26.图3是图2所示的信息化天文望远镜系统的虚拟现实工作原理图；
27.图4是根据本实用新型的第二实施例的信息化天文望远镜系统及光学影像模式下的成像光路示意图；
28.图5是图4所示的信息化天文望远镜系统的光学影像模式工作原理图；
29.图6是根据本实用新型的第三实施例的信息化天文望远镜系统及混合图像工作模式下的成像光路示意图；
30.图7是图6所示的信息化天文望远镜系统的混合图像模式工作原理图；
31.图8是增强信息的一个示例的示意图；
32.图9是增强信息的一个示例的示意图；
33.图10是增强信息的一个示例的示意图；
34.图11是根据本实用新型的第四实施例的信息化天文望远镜系统的示意图；
35.图12是根据本实用新型的第五实施例的信息化天文望远镜系统的示意图。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。
37.图1是根据本实用新型的信息化天文望远镜系统的示意图。图中，信息化天文望远镜系统总体以附图标记1标示，包括支架15和安装其上的天文望远镜主体10。天文望远镜主体10包括镜筒11，和安装在镜筒上的目镜112，镜筒11能够通过支架15进行朝向调节。信息化天文望远镜系统1还包括镜筒朝向检测装置12及图像发生器13。镜筒朝向检测装置12用于检测当前镜筒11的朝向，图像发生器13包括微显示系统，微显示系统包括微显示屏111(参见图2)，图像发生器13用于根据镜筒朝向检测装置12检测到的当前镜筒11的朝向，获取或产生与在镜筒11的当前朝向下该信息化天文望远镜系统1应成的星体影像对应的图像或图形，并显示在微显示屏111上。
38.信息化天文望远镜系统1可以在本地包括天文信息库，也可以通过网络连接到天文信息库，天文信息库中存储有全天区或部分天区的星体照片。图像发生器13能够从该天文信息库获取在镜筒11的当前朝向下天文望远镜应成的星体影像对应的图像或图形，然后根据所获取的图像或图形的参数，以及该信息化天文望远镜系统1的成像参数，例如放大倍数等，将所述图像或图形进行缩放及位置配准处理，使该获取或产生的图像或图形与该信息化天文望远镜系统1应成的星体影像的视野相同。换句话说，该信息化天文望远镜系统1能在虚拟现实模式下工作，即，在实际观察星体条件不允许的情况下，例如白天或阴天，通过该信息化天文望远镜系统1获取与其在某一镜筒朝向下实际应成星体影像对应的已有星体影像，来模拟实际的观察星体场景。
39.由此可见，根据本实用新型的信息化天文望远镜系统1可以不管观察天体的天气条件如何，都可以实现与实际观察天体相同的体验，因此本实用新型的信息化天文望远镜系统1方便用户进行学习和练习，从而快速掌握对该信息化天文望远镜系统1的使用。
40.图2是根据本实用新型的第一实施例的信息化天文望远镜系统及虚拟现实模式下的成像光路示意图。为了简明，仅显示了镜筒11的结构。图中可看到图像发生器13的设置在其中的微显示系统的微显示屏211，其通过第一中继透镜218及目镜212将微显示屏211上的图像呈现给用户。
41.本实施例中，图像发生器13连接到信息化天文望远镜系统1的本地天文信息库，或通过互联网连接到天文信息库，或与其他天文望远镜联机，从本地天文信息库或经由互联网连接的天文信息库或从与当前天文望远镜系统联机的其他天文望远镜获取或产生与当前镜筒11的朝向对应的已有星体图像或图形，从而模拟实际通过天文望远镜观察星空时的情景。
42.由此可见，本实施例的信息化天文望远镜系统1能够在虚拟现实模式下工作，即，将微显示屏211上显示的与当前镜筒11的朝向对应的已有星体图像或图形以与天文望远镜系统1实际应观察到的星体影像视野相同的视野显示给用户。图中还显示了该虚拟现实模式的成像光路216，由此看到，微显示屏211上的图像经由第一中继透镜218及目镜212呈现给用户，用户通过目镜212仅能观察到微显示屏212上的图像。
43.本实施例中，信息化天文望远镜系统1可以实现为不包括物镜的教学模型。在这种
情况下，图像发生器13仅需从该天文信息库获取在镜筒11的当前朝向下天文望远镜应成的星体影像对应的图像或图形，无需进行上文所述的后续图像缩放及位置匹配或视野匹配处理。
44.下面将参照图3描述本实施例的信息化天文望远镜系统1的虚拟现实模式工作原理。
45.图3是图2所示的信息化天文望远镜系统1的虚拟现实模式工作原理图。图中，虚拟现实模式工作原理图总体以1000标示，包括步骤s110，s120，s130，s140和s150。在s110中，首先打开图像发生器13，使图像发生器13处于工作状态，微显示屏211能够显示图像。在s120中，镜筒朝向检测装置12检测镜筒11的当前朝向，根据信息化天文望远镜系统使用的坐标系，可能包括镜筒11的包括物镜的端部的水平坐标、竖直坐标和俯仰角，或经度和纬度。s110和s120可同时进行，或不分顺序地先后进行。在s110和s120进行后，进入s130，图像发生器13根据镜筒朝向检测装置12检测到的镜筒11的朝向，从天文望远镜系统1的本地天文信息库，或通过互联网连接到的天文信息库，或与其联机的其他天文望远镜，获取或产生与当前镜筒11的朝向相对应的已有星体图像或图形。然后进入s140，由图像发生器13根据该信息化天文望远镜系统1的成像参数以及获取的图像或图像的参数，对图像或图形进行处理，使其以与该信息化天文望远镜系统1在镜筒11的当前朝向下所成星体影像视野相同的视野显示在微显示屏211上，就好像在镜筒11的当前朝向下正在使用该信息化天文望远镜系统1观察星体一样。最后进入s150，微显示屏211上的图像经过中继透镜213以及目镜212提供给用户，使用户体验到与实际观察星体相同的过程，从而方便用户学习和练习使用天文望远镜，熟悉星体观察过程。
46.图4是根据本实用新型的第二实施例的信息化天文望远镜系统1及光学影像模式下的成像光路示意图。为了简明，仅显示了镜筒11的结构。图中可看到，镜筒11包括设置在其中的图像发生器13的微显示系统的微显示屏311、第一中继透镜318、物镜315、第二中继透镜319以及目镜312。由微显示屏311显示的图像经第一中继透镜318和目镜312呈现给用户，由物镜315和第二中继透镜319所成的像可通过反射镜313及目镜312呈现给用户。
47.图中还显示了在包括微显示屏311的图像发生器13关闭、图中所示的微显示屏311不呈现图像的情况下，即在本实用新型的信息化天文望远镜系统1的光学影像模式下，镜筒11所朝向的星体经由物镜315、第二中继透镜319、反射镜318以及目镜312所成的光学影像呈现给用户的成像光路317。在光学影像模式下，用户通过目镜312仅能看到镜筒11的当前朝向下的星体的光学影像。
48.根据本实用新型该第二实施例的信息化天文望远镜系统1还可以切换到虚拟现实模式，例如在图像发生器13打开、微显示屏311呈现图像的情况下，在光线较暗的室内，此时天文望远镜系统1无法对室外星体成光学影像，这时自然切换到虚拟现实模式。该虚拟现实模式与在第一实施例中描述的虚拟现实模式相同，在这里不再详细描述。
49.下面将参照图5描述本实施例的光学影像模式的工作原理。
50.图5是图4所示的信息化天文望远镜系统的光学影像模式工作原理图。图中，光学影像模式原理图总体以2000标示，包括步骤s210，s220和s230。在s210中，图像发生器13关闭，使图像发生器13处于至少微显示屏311不显示图像的状态。在s220中，信息化天文望远镜系统1通过镜筒11的物镜315、第二中继透镜319、反射镜318以及目镜312对所朝向的星空
成星体的光学影像，如果在白天，也可以对镜筒11朝向的远方景物成光学影像。然后在s230中，由用户通过目镜312观察该光学影像。该过程与使用普通的天文望远镜观察星体的过程相同。
51.图6是根据本实用新型的第三实施例的信息化天文望远镜系统及混合图像工作模式下的成像光路示意图。为了简明，仅显示了镜筒11的结构。图中可看到，镜筒11包括图像发生器13的微显示系统的微显示屏411，第一中继透镜418，物镜415，第二中继透镜419，目镜412，和合光元件413。合光元件413可以是例如合光棱镜。由微显示屏411显示的图像经由第一中继透镜418所成的像以及镜筒11所朝向的星体经由物镜415和第二中继透镜419所成的像可通过合光元件413叠加，然后经目镜412呈现给用户。
52.图6中还分别显示了微显示屏412上的图像经由第一中继透镜418、合光元件413及目镜412的成像光路416，以及星体经由物镜415、第二中继透镜419、合光元件413和目镜412的成像光路417。由此示出了星体的光学影像和微显示屏411上的图像的叠加光路，也就是天文望远镜系统1的混合图像模式的光路。
53.图7是图6所示的信息化天文望远镜系统1的混合图像模式工作原理图。图中，混合图像模式总体以3000标示，包括步骤s310，s320，s330，s340和s350。在s310中，图像发生器13打开，使图像发生器13处于工作状态、至少微显示屏411能显示图像。在s320中，天文望远镜系统1通过镜筒11的物镜415、第二中继透镜419、合光元件413及目镜412对所朝向的星空中的星体成光学影像，如果在白天，也可以对镜筒11朝向的远方景物成光学影像。s310和s320可同时进行，也可不分次序先后进行。然后在s330中，图像发生器13根据天文望远镜系统1的镜筒11的朝向，或根据天文望远镜系统1的光学影像，产生相关的具有增强信息的图像或图形。接下来进入s340，由图像发生器13的微显示屏411显示s330中图像发生器13产生的具有增强信息的图像或图像。最后，在s350中，由用户通过目镜412观察到微显示屏411上的虚拟图像或图形和实时光学影像叠加后的图像或图形。
54.具有增强信息的图像或图形可以为具有指示天文望远镜系统1的调节的信息、与实时光学影像中的星体相关的信息或天文知识的图像或图形，也可以是与实时光学影像具有相同视野的虚拟图像或图形，用于增强光学影像的显示，比如由于天气原因，有稀薄的云层，能见度较晴空降低，本应能看到的一些星体消失，这时，消失的星体就可以由与光学影像对应的虚拟图像或图形来弥补，通过将虚拟图像或图像叠加到光学影像上提供给用户，用户可看到具有更详尽天文信息的图像。
55.图8到图10是根据本实用新型的具有增强信息的图像或图形的示例。具体来说，图8是光学影像514中包括增强信息61的示意图，图中增强信息61为光学影像514中显示的星体的介绍。图9是光学影像614中包括增强信息62的示意图，图中增强信息62为已有的与光学影像614具有相同视野的经处理的图像或图形，其能显示光学影像614中观察不到的图像信息，可对光学影像614进行修饰和补充。图10是光学影像714中包括增强信息63的示意图，图中增强信息63为用于指示将光学影像714从显示起点星体5调节到显示目标星体6所要进行的调节方向的箭头图标，该箭头图标中填充颜色的部分还可指示所进行的调节的进度。
56.通过在天文望远镜系统1所成的光学影像中包括具有增强信息的图像或图形，能够给用户提供丰富的天文知识及与天文望远镜调节相关的指示信息，使用户更容易学习天文望远镜的调节和操作，同时增强知识性和趣味性，提高天文望远镜的显示效果。
57.根据本实用新型第三实施例的天文望远镜系统1不仅可以在上述混合图像模式下工作，还可以通过关闭图像发生器13切换到光学影像模式，或通过打开图像发生器13、将天文望远镜系统1放置的光线较暗的室内，切换到虚拟现实模式。
58.图11是根据本实用新型的第四实施例的信息化天文望远镜系统的示意图。为了简明，仅显示了镜筒11的结构。图中可看到，第四实施例的镜筒11的结构与图6中所示的镜筒11的结构相似，镜筒11包括图像发生器13的微显示系统的微显示屏811，第一中继透镜818，合光元件813，物镜815，第二中继透镜819，和目镜812。所不同的是，根据本实用新型第四实施例的信息化天文望远镜系统1还包括第一光阻挡装置821，图中示出，第一光阻挡装置821设置在物镜815外侧，用于遮挡从镜筒11外部进入镜筒11内部的光线。
59.在第一光阻挡装置821设置在位时，进入镜筒11的光线被阻挡，信息化天文望远镜系统1被切换到虚拟现实模式下，图11中示意性示出了由微显示屏811显示的图像经由第一中继透镜818、合光元件813以及目镜812的成像光路816，此时用户通过目镜812仅能观察到由微显示屏811提供的图像。
60.第一光阻挡装置821可以是机械挡光装置，例如镜头盖，设置在物镜815的外侧。第一光阻挡装置815也可以是电子挡光装置，这种情况下，第一光阻挡装置815可不限于设置物镜815外侧，而是可以设置在提供星体的实时光学影像的光路中的在合光元件813之前的任意位置。
61.该电子挡光装置可以自动操作，也可通过手动进行操作。
62.该电子挡光装置自动操作时，还需要设置第一光电传感器(未示出)来与其配合使用，该第一光电传感器可设置在天文望远镜系统1的镜筒11的指向星体的端部附近，用于感测镜筒11的指向星体的端部外部的光线强度，在第一光电传感器感测到的光线强度大于第一阈值时，第一光阻挡装置821自动阻挡光线，这时，在图像发生器13打开的情况下，将信息化天文望远镜系统1自动切换进入虚拟现实模式。在光线强度低于第一阈值时，第一光阻挡装置821可自动打开，将信息化天文望远镜系统1自动切换进入光学影像模式(图像发生器13关闭)或混合显示模式(图像发生器13打开)。
63.图12是根据本实用新型的第五实施例的信息化天文望远镜系统的示意图。为了简明，仅显示了镜筒11的结构。该第五实施例与图11中所示的第四实施例相似，不同之处在于，在第五实施例中，不仅包括第一光阻挡装置921，还包括设置在微显示屏911与第一中继透镜918之间的第二光阻挡装置922，用于在微显示系统启动或调试时遮挡微显示屏911上的图像发出的光线917，增强用户的真实感受。
64.第二光阻挡装置922为电子挡光装置，设置在图像发生器13的微显示屏911前方，镜筒11还包括与第二光阻挡装置922配合使用的第二光电传感器(图中未示出)，用于感测图像发生器13的微显示屏911发出的光线强度，设置在图像发生器13的微显示屏911和第二光阻挡装置922之间，在图像发生器13打开时，第二光电传感器感测到光线强度小于第二阈值时，第二光阻挡装置922自动打开，在光线强度大于第二阈值时自动关闭。由此避免在图像发生器13的微显示系统未正常工作时的显示图像被用户看到，因为微显示系统启动或调试时的光线强度较强。
65.第二光阻挡装置922也可以实现为能够控制微显示屏911开启的控制电路，该控制电路与微显示系统的控制电路分开，在微显示系统启动之后，由微显示屏911的控制电路打
开微显示屏911，从而实现与电子挡光装置形式的第二光阻挡装置922相同的功能。
66.第五实施例中的该第二光阻挡装置922也可以设置在图2、图4和图6中所示的第一实施例到第三实施例中。
67.本文中使用的术语“朝向”应理解为天文望远镜镜筒在赤道坐标系下的朝向。
68.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。