通过环面透镜旋转实现的可变焦望远镜

一种新型连续可变焦望远镜基于两对相邻的环面透镜（“鞍形透镜”）与标准光学元件的组合。其可变放大率仅通过四个鞍形透镜绕光轴的旋转来调节。这避免了经典变焦系统沿装置纵轴移动多个透镜的必要性。一个可旋转调谐的鞍形透镜对由两个单独的鞍形透镜（也称为四极透镜或双锥透镜）组成，它们直接前后排列，充当“组合鞍形透镜”。这种组合鞍形透镜的透射函数对应于单个鞍形透镜，但具有取决于其两个组件间相互旋转角的可调光学焦度。该光学系统包含两枚这样的组合鞍形透镜，并在一个平面内充当柱面开普勒望远镜，在正交平面内充当柱面伽利略望远镜。当通过调节两枚组合鞍形透镜的光学焦度来变焦时，这两个正交的开普勒/伽利略望远镜保持对齐并以相同方式改变其放大系数。总体而言这产生相对于开普勒望远镜轴线镜像的清晰图像。因此，除望远镜的变焦能力外，还可以通过旋转整个望远镜或所有包含的鞍形透镜来旋转所得图像。我们在光线光学与波动光学两种描述下从理论上解释了该望远镜的工作原理。