[发明专利]一种自适应变倍望远镜

说明书

本发明提出了一种自适应变倍望远镜，它由物镜固体透镜组、物镜可调焦透镜组、分划板、目镜可调焦透镜组、目镜固体透镜组、测距模组、物镜调焦控制模组和目镜调焦控制模组组成。确定观察物后，测距模组会测量当前观察物的位置，反馈给物镜调焦控制模组和目镜调焦控制模组。两控制模组会根据预设的电压值分别给内部的自适应变焦透镜施加电压，使望远镜清晰成像，此时望远镜的放大倍率为β₁。再次按下测距模组按钮，两控制模组会重新给每个自适应变焦透镜分配电压值，此时望远镜的放大倍率为β₂。本发明可实现望远镜自适应变倍功能。

一、技术领域

本发明涉及一种望远镜，更具体地说，本发明涉及一种自适应变倍望远镜。

二、背景技术

望远镜是一种利用多组透镜、反射镜以及其他光学器件观测遥远物体的光学仪器。望远镜不仅可以放大远处物体，使人眼能分辨角距更小的细节。同时望远镜的物镜可以收集到比瞳孔直径大得多的光束，并将其送入人眼，使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。1609年伽利略发明了世界上第一部双镜望远镜，这也是第一部应用于科学研究的望远镜。经过400多年的发展，望远镜的功能越来越强大，观测的距离也越来越远。目前望远镜的应用非常广泛，包括军事作战、安防警用、航海巡察、户外旅游、野外探险、体育赛事、电力安全巡查、观演唱会、林业调查、工业巡查、考古研究、铁路选线、国土资源调查，等等。

具体来讲，在天文和宇宙学研究领域，最著名的当属哈勃太空望远镜和中国的“天眼”射电望远镜，这两款望远镜为人类探索宇宙，发现和验证新的物理规律提供了宝贵的研究资料；在军事战争领域，往往需要具有夜视功能的高分辨、轻量化的望远镜；在民用方面，人们也迫切需求体积小、可变焦的便携式望远镜。然而，传统的军民两用望远镜的设计中，均是由多种固体透镜组合而成，调焦方式也分为内调焦和外调焦。无论哪种调焦方式，都避免不了使用机械移动部件，若在战争中实用，时间就是生命，快速自动变倍调焦尤为迫切。同时，固体元件笨重、易磨损也满足不了当代轻量化单兵作战的需求。

三、发明内容

本发明提出一种自适应变倍望远镜。如附图1所示，该自适应变倍望远镜由物镜固体透镜组、物镜可调焦透镜组、分划板、目镜可调焦透镜组、目镜固体透镜组、测距模组、物镜调焦控制模组和目镜调焦控制模组组成。

首先，在初始状态时，物镜调焦控制模组为物镜可调焦透镜组内部的自适应变焦透镜设定初始电压值，同时目镜调焦控制模组也会为目镜可调焦透镜组内部的自适应变焦透镜设定初始电压值，此时使得望远镜可以清晰成像。之后，调整望远镜所要观察的物体，确定观察物后，按下测距模组按钮，测距模组会测量当前观察物的具体位置，并反馈给物镜调焦控制模组和目镜调焦控制模组。此时，两模组会根据已经预设的电压值，分别给内部的自适应变焦透镜输入不同电压值，使得望远镜重新清晰成像，如附图2所示。此时望远镜物镜和目镜的焦距分别为F₁和F₂，图像的放大倍率为β₁。之后，再次按下测距模组按钮，物镜调焦控制模组和目镜调焦控制模组会重新给每个自适应变焦透镜分配电压值，此时望远镜物镜和目镜的焦距分别为F₃和F₄，图像的放大倍率为β₂，如附图3所示。

以附图2所示的放大倍率为例，在光学设计初始结构时，可设定物镜固体透镜组的光焦度为物镜可调焦透镜组的焦距可以预制，并存储在物镜调焦控制模组中，其光焦度为物镜固体透镜组主面(主面1)和物镜可调焦透镜组主面(主面2)间隔为d₁，则望远镜物镜的焦距F₁可表示为：

F₁＝(φ₁+φ₂-d₁φ₁φ₁)^-1 (1)