[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 ya{vR* '~  
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。 cqr!*  
9I=J#Hi|+  
产品目的 $bh2zKB)  
Ø  协调水下作业手眼一致性 kvv-f9/-  
Ø  广视角 2#C!40j&\  
Ø  单位放大率 C,z7f"  
设计目标 [ivz/r(Rj  
Ø  单位放大率 WaF<qhu*  
Ø  广角（从60度提升到160度） MX6*waQ-<  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） jfZ(5Qu3.H  
Ø  小畸变 eV^@kI4  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） 7J./SBhB  
Ø  低视度调节 PTIC2  
Ø  低双眼差异 `R0>;TdT  
起始结构 fGb(=l  
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`rW{zQYM  
P1=bbMk  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） 3lhXD_Y  
i;*c|ma1>  
iyU@|^B"Wa  
@JE:\  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） "2+>!G RQ  
n'73DApW  
+cM;d4  
xT{qeHeZ9,  
$iDatQ[  
<%<}];bmFL  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） !V$nU8p|  
jii2gtu'U  
设计方案 ^2|gQ'7<  
　　Ø  柱面环绕式 ,ZV<o!\  
　　Ø  多面式 6(B0gBCId  
　　Ø  楔形面 |OF<=GGO+  
　　Ø  球形面 aoz+g,1 //  
　　　　■  单镜设计 ;gy_Qf2U  
　　　　■  双镜设计 kf_s.Dedw  
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f'TjR#w  
kI]i,v#F  
像散&斗鸡眼 0aSN8  
IE: x&q`3  
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o DPs xw  
盲点 %;^[WT`,  
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超级斗鸡眼 ,~X^8oY  
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像散&斗鸡眼 E,shTh%&~  
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双镜设计 RZjTUMAz4  
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（等视角，零畸变，无色差） 6S])IA&VJ  
.Di+G-#aEs  
{3yzC  
<d#9d.<  
双镜设计基本结构 ETV|;>
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设计结果 &.an-  
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最终结构 g % q7  
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视场 FfI$3:9  
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性能指标 Ik>sd@X*|  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） ,COSpq]6  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） SLSJn))@!  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） Yt++?  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） $V]D7kDph*  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） 9Wb9g/L  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 @NlnZfMu  
~d/Doi  
（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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