可调焦单筒开普勒望远镜的结构特点分析
山东大学信息学院 2012年5月3日
可调焦单筒开普勒望远镜的结构特点分析
摘要：望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像，再经过一个放大目镜而被看到。望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角，使人眼能看清角距更小的细节。望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。
关键词：开普勒望远镜 冉斯登目镜组 折射式望远镜
Abstract: The telescope is a use of concave lens and convex observation of distant objects optical instruments. Through the lens of light’s reflection or light is concave mirror reflection make it into holes and gather imaging, and then after a magnifying eyepiece and being seen. The first action is telescope amplification Angle of distant objects, make the human eye can see more small details from the Angle. The second function is the telescope to collect the objective than the pupil diameter (maximum 8 mm) much thicker beam, into the human eye, make the observer can see the original see objects waning. Key Words: Kepler telescope R eyepiece Refraction telescope
望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像，再经过一个放大目镜而被看到。望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角，使人眼能看清角距更小的细节。望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。1608年由荷兰人人汉斯·利伯希发明了第一部望远镜。普通光学望远镜可分为折射式望远镜（用透镜作物镜的望远镜）和反射式望远镜（用凹面反射镜作物镜的望远镜）两种，折射式望远镜又可以分为两种类型：由凹透镜作目镜的称伽利略望远镜；由凸透镜作目镜的称开普勒望远镜。因单透镜物镜色差和球差都相当严重，现代的折射望远镜常用两块或两块以上的透镜组作物镜。其中以双透镜物镜应用最普遍。它由相距很近的一块冕牌玻璃制成的凸透镜和一块火石玻璃制成的凹透镜组成，对两个特定的波长完全消除位置色差，对其余波长的位置色差也可相应减弱。在此，我们讨论一种可调焦式单筒开普勒望远镜。
山东大学信息学院
开普勒望远镜的结构可以大致分为以下三个部分：
1、
2、
3、 物镜系统 目镜系统 镜筒以及照明系统 2012年5月3日
下面分开对各个系统进行独立分析阐述
1、 物镜系统 该望远镜物镜由双胶合透镜组成，视场方向为凸镜，为外凸内凹结构，其作用为矫正近轴球差，矫正色差。经过粗略测量，得以下数据：
物镜入射光瞳直径
Φ物=21.61mm,
物方焦距为
f物=−165mm
2、目镜系统分析
经过测量，得知该望远镜目镜为一接目镜和一个场镜组成的目镜组组成，接目镜和场镜均为平凸镜，它们组成一个冉斯登目镜组。冉斯登目镜，以字母R表示，适于用作装有十字丝或标尺的目镜，用在低倍率或中倍率的测量性观测。这种目镜能够消除畸变和色差，有效地降低球差，可以安装十字丝或分划板作为测微目镜和导引目镜。但视场不大，而且场镜平面距离视场光栏很近，场镜上的灰尘能够在视场中直接看到。冉斯登目镜属于第一代目镜，结构简单，价格低廉，特别适合于小型望远镜使用。该目镜组由两个焦距相等的平凸透镜组成，两个凸面相对，两者的间距d等于焦距的2／3。冉斯登目镜的球差、轴向色差和畸变等均小于惠更斯目镜，但垂轴色差较大。冉斯登目镜可当普通放大镜使用。冉斯
登目镜实为一个无焦系统，能够将原来的平行光还以平行光的形式出射，如图：
经过粗略测量，该目镜系统中接目镜通光孔径
Φ接目=3.94mm,
场镜的通光孔径为
Φ场=14.92mm
3、镜筒以及照明系统
i、经过测量，该望远镜镜筒筒长为最大长度
L=131.60mm+76.82mm=208.42mm
其中，固定长度
L固=131.60mm
可调长度为
L变=76.82mm
由于镜筒的灵活性，所以该望远镜为一变焦望远镜，可以通过灵活调动望远镜的镜筒长度来实现放大倍数即焦距的变化。
ii、照明系统
在望远镜的目镜组中，接目镜和场镜之间有一斜向约45°的视场光阑，该光阑可以接入外界的光线，对望远镜进行照明，同时起到消除杂光的作用。 iii、分划板的放置
在镜筒中央，距物镜一倍焦距处，即物镜的像方焦面上，放置一个分划板。分划板一般安装在望远镜的目镜焦平面上，物镜焦平面上也可放置，它是一
块极簿的表面刻有分划密位线的薄玻璃，由于这块薄玻璃理论上讲也参与了成像，延长了物镜的焦距，会对右目镜的长度有或多或少的影响。其作用一般为提供参考或者做瞄准用，有时候也用距离的测量。
参考文献：
1. 张以谟 应用光学，2008电子工业出版社
2. 刘晨 应用光学 2011 机械工业出版