专利名称：复眼望远镜的制作方法
技术领域：
一种复眼望远镜，属于物理仪器领域的光学设备类。
背景技术：
望远镜要有大的放大倍率，必须有大口径，才能有大的集光率及可能的最大鉴别率，但其视角却因此变的很小，相反的要有大视角，如广角、超广角等，则所有物象都聚在一起，边缘容易失真，无法细看，放大也模糊不清。
现有的“马克斯托夫·凯塞格林”望远镜(参见图1)使用一改正透镜B将球面主镜A的色像差与球面像差修饰到最低，一双曲面副镜C将光束再反射到主镜A外聚焦E成像，在聚焦E前通常会再加一组二次修正透镜F，使成像更清晰，其最大优点是镜身短，搬运方便。此镜的主镜A、改正透镜B皆为球形表面，可以相对移动对焦，故一般并不同心，但也可以设计成各球面皆有共同的曲率中心。
发明内容
根据背景技术所述，本实用新型的目的在于提供一种既有大的放大倍率，又有大的视角，视物清晰，不失真的望远镜。
为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的一种复眼望远镜，主要由半球面主镜6，改正透镜7，副镜1，二次修正透镜3，感测器16，盖板9，光圈8，支架与动力结构组成，其中，半球面主镜6及改正透镜7均为半圆形状，均有共同的曲率中心5，一盖板9封于其半球面上，中心有光圈机构8，在半球面改正透镜7的外球面上，按一定间隔设许多双曲面副镜1，在半球面主镜6上的许多主镜孔10内设有一组二次修正透镜3，各副镜1、二次修正透镜3及感测器16成放射状关联性排列，扫面结构设有摆动式及回转式两种结构；摆动式结构类似陀螺仪结构，另加一长短、角度可调的U型伸缩杆，杆上安装一动力平台，用步进马达控制，此镜的中轴杆接合于动力平台上；回转式结构主要由一齿轮带动齿环轴承至全镜绕中轴来回做半圆旋转扫描；感测器可以是二次元CCD，也可以是一次元CCD或光纤，此种线性元件经线性排列或垂直于运行轨迹的方向安置。
本实用新型的优点是可同时对大范围、多目标区进行精细观测与记录，能应用于天文、侦防、数码摄影等，结构简单，易于操作。
图1为现有的“马克斯托夫·凯塞格林”望远镜示意图图2为本实用新型复眼望远镜略图图3为本实用新型复眼望远镜断面图图4为本实用新型摆动式运行轨迹图图5为本实用新型摆动式结构图图6为本实用新型回转式结构图图7为本实用新型回转式运行轨迹图具体实施方式
由图2和图3可知，复眼望远镜是参考“马克斯托夫·凯塞格林”望远镜的结构与机制予以延伸，复制及变化而来，其中半球面主镜6，半球面改正透镜7有共同的曲率中心5，任何方向的光束经曲率中心5后都会遭遇相同性质的状况，一盖板9封于其半球面上，中心有光圈8，运作与一般相机类似，用于控制入射光亮的大小，半球面改正透镜7的外球面上，按一定间隔安置许多双曲面副镜1，配合各副镜1在半球面主镜6上对应处，开有许多主镜孔10，孔内设有一组二次修正透镜3，各副镜1、二次修正透镜3及感测器16成放射状关联性排列，半球面改正透镜7的曲率、折射率、半圆球面6的曲率、副镜5的曲度及二次修正透镜3的组态，应参考“马克斯托夫·凯塞格林”望远镜的关系，相互配合制作；任何方向的入射光，例如光束a12、b13、c14经改正透镜7两次折射再被主镜6反射及副镜1再反射后，经二次修正透镜3至主镜6外聚焦处2成像，若光束12与中轴11夹θ角15，光圈8所张面积为A，则光束a12的投影面积为Acosθ，当θ＝0时投影面积等于光圈8大小，性同一圆，θ渐大则成椭圆，θ更大则渐成条状，长度等于光圈8的直径，再扣除副镜1的阻挡，其有效集光面积在θ＝83°时，大约只剩θ＝0时的一成，因此所显示的全部影象，中央明亮边缘弱，可由影象处理予以均化；该镜在各聚焦处2设有感测器16用以成像，主要用CCD(平面二次元)感测资讯，并连线至电脑储存及显示，所需电源输入、讯号输出，都很方便，由于半球面改正透镜7与半球面主镜6相互固定，因感测器16能前后移动，用以对焦，可以手动或自动方式对焦，就好象在一小空间里集合了数十台“马克斯托夫·凯塞格林”望远镜，成放射状阵列，也类似昆虫的复眼观测状态，其中每一小眼都具备猎鹰般锐利的视觉。
虽然复眼望远镜可集合很多不同方向的成像区域，但仍是局部且互相间隔，须经扫描才能将前方空间全部巡视到，这种扫描过程使得装有二次元CCD(电荷耦合器)的感测器16，可直接观测区域的变化，也能通过影象储存与处理技术，由小区域并成大区域，再拼出全空间影象，另外感测器16还可换装一次元CCD或列集微细光纤19，这种线性元件需经线性排列或垂直于运行轨迹的方向安置(参见图4、图7)，经扫描处理后，可显示局部影象，及拼出周全的空间图象，一般CCD约有500×500以上的画素(像元)，一次元CCD也有500以上，感测所得的像颇细微，但列集一排光纤，每厘米长度很难超过100支，扫描的画面相对粗糙，唯用光纤感测讯号的好处在于传出后可分别作光谱分析，经处理后可只显示某一单频，或一小段特殊频率的影象，以方便分析及对比，找出疑点；本镜扫描方式有两种，一为摆动式(图4、图5)，另一为回转式(图6、图7)，只要将镜做一整体式小图样摆动，则所有各聚焦处2都会扫出相同的轨迹，若此轨迹能涵盖一处所属区域，成六方小区17(图4)，因间隔状况相同，其他小区都将同时被各自聚焦处2的轨迹涵盖，如此在每次扫描周期内，恰可将前方空间的全部景象巡视或拼补一次；要完成摆动运行轨迹(图4)，此镜结构(图5)在平面位置相对称点，各用一转轴X20连接至一圆环22，该环另两对称点，分别用转轴Y21连接于两边的支撑柱26上，该柱再立于一可转动的基座27上，转轴X20与转轴Y21相互垂直，基座27视需要可立于地面，侧墙或天花板上，调妥位置予以固定，该镜即可顺利向四方移动，似陀螺仪或探照灯的活动机构，该镜的中轴杆24端连于一动力平台25上，该平台25装于一U型伸缩杆23上，伸缩杆23两端分别套在支撑柱26的转轴Y21上，调妥位置固定，动力平台25受两个相互垂直的力推动，如同显微镜玻璃片平台被推动的方式一样，调拨这两个方向的动力来源是由一对程序控制的步进马达操作，其轨迹路线、运行速度都可调控，以便准确的扫描运行；另一种回转式结构(图6)操控了回转式运行轨迹(图7)，该轨迹由全镜绕中轴11往返回旋而成，因各感测器16所需输出、输入讯号及电源线，往同一方向装容易扭曲，只宜来回一圈、半圈、1/3圈等的回转，来回半圈回转运行轨迹及各感测器16的配置(图7)是将一半球面展开成平面状态，以便观察，各感测器16在每一纬度区，皆对称于中轴11成双分布，若使用一次元CCD或光纤19，则应沿经线排列，以便回转扫描时互相拼补衔接；回转式结构(图6)主要在平衡位置上设一齿环28及一滚珠轴承30，紧配于一圆环22内，该圆环22两对称点分别以转轴Y21连接于两边的支撑柱26上，该支撑柱26立于一可转动的基座27上，基座27与圆环22调妥后固定，齿环28则与一齿轮29齿合，齿轮29由一步进马达驱动，带动齿环28、轴承20及整个复眼望远镜顺利平稳绕中轴11往复回转完成。
本实用新型复眼望远镜能制成巨大型，有很高集光、放大及鉴别率，也能制成小如掌上型，方便携带，其应用范围包括天文、地理、防空、防盗、疑点分析及数码摄影等，结构简单易于操作。
权利要求1.一种复眼望远镜，主要由半球面主镜6，改正透镜7，副镜1，二次修正透镜3，感测器16，盖板9，光圈8，支架与动力结构组成，其特征在于半球面主镜6及改正透镜7均为半圆形状，均有共同的曲率中心5，一盖板9封于其半球面上，中心有光圈机构8，在半球面改正透镜7的外球面上，按一定间隔设许多双曲面副镜1，在半球面主镜6上的许多主镜孔内设有一组二次修正透镜3，各副镜1、二次修正透镜3及感测器16成放射状关联性排列，扫描结构设有摆动式及回转式两种结构。
2.根据权利要求1所述的复眼望远镜，其特征在于摆动式结构类似陀螺仪结构，另加一长短、角度可调的U型伸缩杆，杆上安装一动力平台，用步进马达控制，此镜的中轴杆接合于动力平台上。
3.根据权利要求1所述的复眼望远镜，其特征在于回转式结构主要由一齿轮带动齿环轴承至全镜绕中轴来回做半圆旋转扫描。
4.根据权利要求1所述的复眼望远镜，其特征在于感测器可以是二次元CCD，也可以是一次元CCD或光纤，此种线性元件须经线性排列或垂直于运行轨迹的方向安置。
专利摘要一种复眼望远镜，属于光学设备类，主要由半球面主镜，改正透镜，副镜，二次修正透镜，感测器，盖板，光圈，支架与动力结构等组成，其半球面主镜、改正透镜皆为半球形状，有共同的曲率中心，各副镜、二次修正透镜、感测器成放射状关联性排列，全镜用摆动式及回转式两种架构运行，可对大范围、多目标区精细观测与记录，可用于天文、侦防、数码摄影等，结构简单易于操作。
文档编号G02B23/00GK2525545SQ0220275
公开日2002年12月11日 申请日期2002年1月30日 优先权日2002年1月30日
发明者汪仁虎 申请人:汪仁虎