伽利略設(shè)計和制造的望遠鏡用凸透鏡作物鏡，用凹透鏡作目鏡，成正立的像。這種望遠鏡叫做“伽利略望遠鏡”。開普勒很快在他的《屈光學(xué)》中提出一種設(shè)計，目鏡也用凸透鏡，這種望遠鏡視場大，成倒像，用于天文觀測，叫做“開普勒望遠鏡”或“天文望遠鏡”。

早期的折射望遠鏡存在著一些缺陷。首先當(dāng)時使用球形曲率的透鏡，使得平行光不能被聚焦，因此不能形成清晰的像。17世紀的研磨和拋光技術(shù)無法消除透鏡的球面像差。其次，即使透鏡能使單色光聚焦，但由于不同顏色的光有不同的折射率，因此不能嚴格聚焦于一點。這種色差的存在仍舊阻止天文學(xué)家獲得清晰的像。

圖8.1　伽利略親手制作的兩架望遠鏡，現(xiàn)藏于佛羅倫薩博物館

為了抑制球面像差和色差，只能采用小曲率即長焦距的透鏡來制造折射望遠鏡。赫維留斯（J.Hevelius，1611－1687）用過的一架望遠鏡，焦距長達45米。這架望遠鏡的整個鏡筒吊在一根30米高的桅桿上，需要很多人用繩子來操控它的升降。卡西尼（Giovanni Domenico Cassini，1625－1712）用過的一架望遠鏡焦距長達41米?；莞梗–hristiaan Huygens，1629－1695）干脆設(shè)計了一架目鏡和物鏡之間只有一根繩子連接的望遠鏡。這架望遠鏡的透鏡口徑只有10厘米，焦距則長達37米。為了避免鏡筒自重造成的彎曲，惠更斯干脆取消了鏡筒。他把物鏡和目鏡各裝在一個金屬圓筒里，把物鏡圓筒安裝在高度可調(diào)節(jié)的高竿上，目鏡安置在地面的一個木支架上，用細繩把物鏡和目鏡連接起來。這樣的望遠鏡要對準一顆星是很困難的。由于沒有鏡筒，周圍的散光也容易進入目鏡，使星像變淡。但是為了減少色差，這些似乎是值得付出的代價。