[发明专利]具有智能马达控制器的望远镜系统

说明书

本申请从申请号601105,660、提交日1999.10.26、题为“具有智能马达控制器的望远镜系统”的临时专利申请取得优先权，该申请的全部内容特意被本文参考引用。

本专利申请关联到题为“可升级的望远镜系统”的同时进行的专利申请和题为“具有分布智能的全自动望远镜系统”的同时进行的专利申请，这两项申请与本申请同时立案并共为本专利申请的受让人所有，其全部内容特意被本文参考引用。

本发明一般地涉及那些通常用来观察/拍摄天体的望远镜，更具体点说，涉及一种具有智能马达控制器的望远镜系统，可准确地控制望远镜的位置并准确地控制望远镜的移动速率来方便对天体的跟踪。本发明还具有一个光学编码器，该编码器使用两个在相位上相差90°的光探测器来加强对望远镜定位马达的伺服控制，一个校正线路用来确保编码器与具有可变亮度特性的发光二极管(LED)及/或具有可变灵敏度的光探测器可靠地操作，和一个能将电力供到位在叉形件内的纬度驱动马达上的可转动的支座，使当该支座转动时电力/控制电缆不会不合适地缠绕在支座上。

用来观察及/或拍摄各种天体如行星、月球、星座、银河、星状体、彗星、星云等的望远镜是大家都知道的。这种望远镜的尺寸范围可以小到容易被携带，大到永久地固定在观象台上。较小的望远镜通常被学者、爱好者和业余天文学家使用，而较大的望远镜一般只是被研究人员和天文学家使用。

望远镜的普通型式有折射式望远镜、反射式望远镜、Schmidt-Cassegrain望远镜和Maksutov-Cassegrain望远镜四种。折射式望远镜有一收集光线的物镜将收集的光聚焦在目镜上。目镜与物镜合作便可得到所需的放大。

反射式望远镜采用第一镜来收集光线，和第二镜将收集到的光线通过望远镜管内的孔眼反射到目镜上。目镜装在管上，通常靠近管的前端，与管正交。目镜与第一镜合作便可得到所需的放大。

Schmidt-Cassegrain望远镜与反射式望远镜相似，只是其第二镜在反射收集到的光线时系通过第一镜内的孔眼而不是通过管内的孔眼。这样，目镜便能直接设置在第一镜的后面，这对某些型式的观察和拍摄比较方便。另外，光线进入Schmidt-Cassegrain望远镜时通过一个被称为校正板的薄而两边非球形的透镜。还有，第二镜为外凸的，为的是增加第一镜的有效焦距。

Maksutov-Cassegrain望远镜与Schmidt-Cassegrain望远镜相似，只是光线进入该望远镜时系通过一个弯月形透镜，并且采用一个加大的第一镜来提供一个不模糊的视域。

在用任一种望远镜观看天体时都必需不断移动望远镜使它保持与天体合适地对准，这是必要的因为要补偿地球对宇宙的旋转。只有不断地重新调准望远镜才能在地球环绕其轴线旋转时将所需观察的天体保持在望远镜的视域内。

上述各种型式或任何其他合适型式的较小的便携望远镜通常被安装在一个三脚架上以便携带并在不平的土地上使用。

两种不同型式的支座，即经纬式和赤道式，通常被用来可拆卸地将望远镜连结到三脚架上。经纬式支座比较牢固和稳定，但当望远镜用手动瞄准时，较难保持与所需天体对准。经纬式支座只有两根互相垂直的旋转轴线，因此使它本身比赤道式支座较为牢固和稳定。纬度旋转使该望远镜可相对于支座环绕水平轴线旋转，而经度旋转使该望远镜可环绕垂直轴线旋转。为了使具有经纬式支座的望远镜保持与所需天体对准，一般需要使望远镜环绕纬度和经度两根旋转轴线旋转，因为当地球旋转时天体的位置在纬度上和经度上都会变化。

赤道式支座能使望远镜较为容易保持与所需天体对准，因为只需环绕一根轴线旋转便可保持这种对准。在赤道式支座中，两根正交轴线被这样设计，使其中一根轴线能容易地对准得与地球的旋转轴线平行。一旦这种与地球旋转轴线的对准完成，望远镜便只需环绕另一根轴线旋转来保持与所需天体的对准。

但为了使一根轴线容易对准得与地球的旋转轴线平行，必需设置另外两根正交的对准轴线(与经纬式支座的两根轴线相似)。因此，赤道式支座实际上为经纬式支座加两根另外的轴线，共有四根不同的对准轴线。由于多一根轴线少一分稳定性，因此赤道式支座不能像经纬式那样稳定。

虽然这种当代望远镜一般被证明为有用而尽职的，但它们仍有缺点致使其总体效率降低。例如，电动的望远镜当使用较高的放大倍数时往往缺少所需的精度，不能对较暗淡的天体可靠地定位(在计算机控制下)，因此，为了对所需天体定位并将所需天体定位在望远镜视域中心，经常需要做冗长的手动调整。