双焦距系统折反式天文望远镜的制作方法

本技术涉及天文望远镜，具体地说，是一种长焦和短焦能够切换的双焦距系统折反式天文望远镜。

背景技术：

传统的折反式天文望远镜有施密特式和马克苏托夫式。施密特式采用非球面薄透镜作为改正镜，与球面反射镜配合，光力强、视场大，适合于拍摄大面积的天区照片，尤其是对暗弱星云的拍照效果非常突出，缺点是，非球面加工难度大，价格高。马克苏托夫式用一个弯月形状透镜作为改正透镜，它的所有表面均为球面，容易加工，缺点是视场小，对玻璃的要高。传统的折反望远镜，每只镜筒只能满足一种焦距的望远镜结构，比如：相同的口径下，短焦距数值孔径大，亮度高，影像清晰，最宜观测暗星云、星团；长焦距倍率高则可用来看行星表面的细微结构，如果想同时满足以上两种观察，则需要两台望远镜。

技术实现要素：

本专利的目的是提供一种双焦距系统折反式天文望远镜，其全部透镜均为球面，加工容易，它通过特殊光路系统很好地校正了轴上和轴外像差，镜筒长度短，并且实现了在一个镜筒上满足长焦和短焦，同时具有大视场，高亮度，高倍率和高分辨率之效果。

本专利所采用的技术方案是，该双焦距系统折反式天文望远镜，包括位于同一光轴上的主折射镜一1、主折射镜二2、主反射镜3、主折射镜三4；主折射镜一1采用中心开孔的平凸正透镜，主折射镜一1中心开孔处安装主折射镜三4的镜座，主折射镜三4的镜座上可拆卸连接有折反镜组或者会聚镜组；主折射镜二2采用平凹负透镜；主反射镜3是凹面为反射面的平凹镜，中心开孔，主反射镜3中心开孔处设置会聚透镜7；

折反镜组是由副折射镜5和副反射镜6两者集成的一个组件；

长焦观测时，主折射镜三4的镜座上连接折反镜组，光线依次经主折射镜一1和主折射镜二2到达主反射镜3，经主反射镜3的反射光线，再经主折射镜二2、主折射镜三4和副折射镜5到达副反射镜6，由副反射镜6反射的光线，又经副折射镜5、主折射镜三4、主折射镜二2后，经会聚透镜7会聚到望远镜后像方焦平面；

短焦观测时，主折射镜三4的镜座上连接会聚镜组，光线依次经主折射镜一1和主折射镜二2到达主反射镜3，经主反射镜3的反射光线，再经主折射镜二2、主折射镜三4进入会聚镜组，经会聚镜组会聚到望远镜前像方焦平面13。

作为对上述的双焦距系统折反式天文望远镜的进一步改进，会聚镜组是由会聚透镜一11、会聚透镜二12两者集成的一个组件。

作为对上述的双焦距系统折反式天文望远镜的进一步改进，主反射镜3沿光轴可移动。

作为对上述的双焦距系统折反式天文望远镜的进一步改进，它还包括转向镜，会聚透镜7出射的光线经转向镜的转向会聚到望远镜后像方焦平面9。

作为对上述的双焦距系统折反式天文望远镜的进一步改进，它还包括用于拍照的数码相机，望远镜后像方焦平面是数码相机靶面位置10。

作为对上述的双焦距系统折反式天文望远镜的进一步改进，它还包括用于观察的ccd接收器，望远镜前像方焦平面13是ccd接收器靶面位置

本技术的有益效果：

本技术在位于主折射镜一1中心开孔处的主折射镜三4的镜座上可拆卸连接有折反镜组或者会聚镜组，可以根据使用需要更换折反镜组或者会聚镜组。使用折反镜组时实现以长焦系统观测，使用会聚镜组时实现以短焦系统观测。

对于长焦系统，由主折射镜一1将成像光线引入镜筒内腔，通过主折射镜二2到达主反射镜3，反射光线第二次经过主折射镜二2，再经过主折射镜三4和副折射镜5到达副反射镜6，由副反射镜6出来的光线第二次经副折射镜5和主折射镜三4折射，再第三次经过主折射镜二2，最后经会聚透镜7成像在天文望远镜的后像方焦平面处(目视观察像面9或者数码相机靶面10)处。

更换折反镜组，用一组会聚镜组替代，可以实现短焦距，大数值孔径。

使用长焦距的情况下，主折射镜二2在光路中折射三次，主折射镜三4和副折射镜5折射两次，使用短焦距的情况下，主折射镜二2折射两次，相当于在光学系统中使用对称结构，很好的消除了球差、彗差、色差，以及轴外像散、场曲、畸变等像差。

光路的多次折反，在长焦距情况下，镜筒长度只有焦距的1/5。

附图说明

图1是长焦系统的示意图；

图2是短焦系统的示意图；

图中，1是主折射镜一

2是主折射镜二

3是主反射镜

4是主折射镜三

5是副折射镜

6是副反射镜

7是会聚透镜

8是平面反射镜

9是目视观察像面(望远镜后像方焦平面)

10是数码相机靶面(望远镜后像方焦平面)

11是会聚透镜一

12是会聚透镜二

13是望远镜前像方焦平面(ccd靶面)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本专利进行详细说明。

参见图1所示的是使用长焦系统时的双焦距系统折反式天文望远镜。

主折射镜一1采用平凸正透镜,选用低色散玻璃，有效通光口径为200mm，中心打孔，孔的中心和透镜的光轴中心要同心，两光学表面镀宽带增透膜。主折射镜二2采用平凹负透镜，选用低色散玻璃，两光学表面镀宽带增透膜，主折射镜二2在系统中光线经过三次，承担了三片透镜的功能，使轴外像差可以相互抵消，也使镜筒大大缩短。主折射镜一1镜座和主折射镜二2镜座均为中心可调。主反射镜3为平凹设计，凹面镀高反铝膜+保护膜，反射率可以达到99.5％，主反射3镜座后面有调整机构，保证主反射镜3和主折射镜一1、主折射镜二2光轴中心重合，主反射镜3可以前后移动，使远近的目标都成像在一次像面(目视观察像面9或者数码相机靶面10)处。主折射镜三4为负弯月透镜，副折射镜5为正弯月透镜，两者光学面镀宽带增透膜，光线两次通过主折射镜三4和副折射镜5，使轴外像差可以相互抵消，可以缩短镜筒尺寸。副反射镜6为平凸结构，凸面镀高反铝膜+保护膜。主折射镜三4的镜座安装在主折射镜一1的中心开孔处，副折射镜5和副反射镜6两者集成在一个组件上(即折反镜组)，通过螺纹与主折射镜三4的镜座连接，螺纹连接可以方便用会聚镜组替换折反镜组，实现短焦系统工作。会聚透镜7为双凸正透镜，将前方系统的成像光束会聚到望远镜的后像方焦平面处。平面反射镜8将成像光线偏转90°，这样使仪器更符合人机功能学。平面反射镜8也可以用直角棱镜或半五角棱镜替代，半五角棱镜成正像，观察地面上的目标可以选用。如果需要用数码相机拍照，可以选用相机接口替代平面反射镜8，10为数码相机靶面。

参见图2所示的是使用短焦系统时的双焦距系统折反式天文望远镜。

主折射镜一1采用平凸正透镜，选用低色散玻璃，有效通光口径为200mm，中心打孔，孔的中心和透镜的光轴中心要同心，两光学表面镀宽带增透膜。主折射镜二2采用平凹负透镜，选用低色散玻璃，两光学表面镀宽带增透膜，主折射镜二2在系统中光线经过两次，承担了两片透镜的功能，使轴外像差可以相互抵消，也使镜筒大大缩短。主折射镜一1镜座和主折射镜二2镜座均为中心可调。主反射镜3为平凹设计，凹面镀高反铝膜+保护膜，反射率可以达到99.5％，主反射镜3镜座后面有调整机构，保证主反射镜3和主折射镜一1、主折射镜二2光轴中心重合，主反射镜3可以前后移动，使远近的目标都成像在前像方焦平面(ccd靶面13)处。会聚镜组由会聚透镜一11、会聚透镜二12组成，会聚透镜一11为正弯月厚透镜，会聚透镜二12正弯月透镜，两者光学面镀宽带增透膜，使光线聚焦在ccd靶面13处成像。会聚透镜一11和会聚透镜二12两者集成在一个组件上(即会聚镜组)，通过螺纹与主折射镜三4的镜座连接，螺纹连接可以方便用折反镜组替换会聚镜组，实现长焦系统工作。

此天文望远镜口径为200mm，长焦距为2000mm，短焦距为1000mm。长焦模式下，镜筒的长度只有焦距的1/5(传统的结构是焦距的1/3)。