[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 VQ#3#Hj  
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。 2lVHZ\G  
2*iIjw3g  
产品目的 Pr ]K
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Ø  协调水下作业手眼一致性 Bi,;lR5  
Ø  广视角 ({WyDu&=  
Ø  单位放大率 $%R$G`.KM  
设计目标 u8GMUN  
Ø  单位放大率 P [Uy  
Ø  广角（从60度提升到160度） Z|"p*5O,  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） *+)AqKP\Kv  
Ø  小畸变 UMl#D>:C<  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） $
(e#aHB  
Ø  低视度调节 ?';OD3-  
Ø  低双眼差异 ,\2:/>2
 
起始结构 G uQ=gN  
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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） 91>
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） *}k;L74|  
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&F STpBu  
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） ,C%eBna4Iq  
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设计方案 ib{-A&  
　　Ø  柱面环绕式 Q'_z<V  
　　Ø  多面式 [ i#zP  
　　Ø  楔形面 [(1c<b2r  
　　Ø  球形面 ;q N+^;,2  
　　　　■  单镜设计 yE[#ze  
　　　　■  双镜设计 "BX!  
/|6;Z}2  
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J{^RkGF  
像散&斗鸡眼 GFr|E
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Hx,0zS%>  
K2%w0ohC  
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盲点 UG=K|OXWJ  
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RV@*c4KvO+  
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超级斗鸡眼 ?-^~f  
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像散&斗鸡眼 gz3pX#S  
y+7w,m2  
U8 nH;}i  
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双镜设计 q$=#A7H>3)  
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（等视角，零畸变，无色差） -[-wkC8a  
L|p Z$HB  
O{#=d  
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双镜设计基本结构 }iuWAFZbGS  
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设计结果 hdrm!aBd  
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最终结构 eH{[C*  
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Hw4%uS==V  
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视场 '3g[]M@M  
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性能指标 [UH||qW  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） *c2YRbU(  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） (SvWvm  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） =zz~kon9  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） *6VF $/rP  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） 8SGo9[U2  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 O&Y*pOg  
'ET~  
（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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