[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 EA7 8&  
由于水和空气的折射率差异，平面潜水镜的放大率为1.3倍位，而水中的视角则只有大约60度。并且，其成像效果严重受到垂轴色差（“色环”）和畸变的影响。对于水下作业应用（例如水下焊接），这些问题将导致难以协调手眼一致性，这是极其不希望看到的。因此，设计一款具有大视角（140度），单位放大率的潜水眼镜则可谓是一项令人称奇的非凡任务。在这份文档中，将会涉及这项任务的光学设计问题，同时包含设计过程和结果。 jmxjiJKP  
n[|&nv6x  
产品目的 G%Hr c  
Ø  协调水下作业手眼一致性 -8-  
Ø  广视角 3 q^3znt  
Ø  单位放大率 dGt;t5AnV  
设计目标 c/DB"_}!a  
Ø  单位放大率 -M2c8P:.b  
Ø  广角（从60度提升到160度） mDEO$:A  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） Z `sM(?m  
Ø  小畸变 {" woBOaA  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） &W`."  
Ø  低视度调节 5D8V)i  
Ø  低双眼差异 -Ob'/d5&  
起始结构 *IG} /O.VT  
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理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） dYrw&gn  
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） .:A9*,  
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1v)ur\>R  
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） kG@~;*;l  
I(y:Td  
设计方案 2kzm(K  
　　Ø  柱面环绕式 b-ZC~#?|b  
　　Ø  多面式 ;|*o^9q  
　　Ø  楔形面 VRQ'sn@  
　　Ø  球形面 xTiC[<j  
　　　　■  单镜设计 U2m86@E  
　　　　■  双镜设计 -7,xjn  
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 G`8i{3:  
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像散&斗鸡眼 2XI%z4\)!  
 =z`#n}v  
d|#sgGM<8  
`1k0wT(  
盲点 :ZX#w`Y  
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BQ!v\1'C  
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超级斗鸡眼 3}*)EC  
8-]\C  
ZmU7tK  
m%au* 0p  
像散&斗鸡眼 <*k]Aa3y  
zt,pV\|  
w6FtDl$  
Zpc R  
双镜设计 6?\X)qBI  
xh|NmZg  
（等视角，零畸变，无色差） 1 ? be  
j0P+<@y  
&(&5ao)5  
ip.aM#  
双镜设计基本结构 vU|=" #  
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设计结果 t$+[(}@+  
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最终结构 VaKBS/y"  
(.[HE ~ s?  
)/uu~9SFd  
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视场 q8 jI y@  
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性能指标 oY Y?`<N#  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） Y243mq-  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） [@K#BFA  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） 1=NP=ZB  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） Vm6 0aXm_  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） oW7\T!f  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 2g'o5B
\*  
|,ws3  
（原文链接：http://www.cybernet.sh.cn/solution/s64.html，来自莎益博工程系统开发（上海）有限公司官方网站）

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