[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 ~JmxW;|_x)  
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。 n)?F 9Wap  
;KZ2L~ THG  
产品目的 !CMVZf;u  
Ø  协调水下作业手眼一致性 HgBEV  
Ø  广视角 )yH#*~X_  
Ø  单位放大率 Y(!)G!CMc  
设计目标 E_I6  
Ø  单位放大率 \iLd6Qo_aq  
Ø  广角（从60度提升到160度） }lvP|6Y: y  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） E|A_|FS&%  
Ø  小畸变 AJ1$$c  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） #?d>S;)+  
Ø  低视度调节 
 SrU   
Ø  低双眼差异 ;\&bvGj8V  
起始结构 %fSk "%u%<  
o!dkS/u-m  
1bAp{u&  
8; N
}d)*O  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） +CHO0n  
8lb `   
21
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J-{E`ibGN  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） =&G|} M  
|2]WA'q  
rW>'2m6HU  
`2U/O .rV  
F"0jr7  
(C[S?@S  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） #^[N4uV  
(%IstR|u:  
设计方案 J#;m)5[ a%  
　　Ø  柱面环绕式 ?#y<^oNM  
　　Ø  多面式 u=i^F|  
　　Ø  楔形面 MZF ;k$R  
　　Ø  球形面 sOH
AW*+  
　　　　■  单镜设计 g wiC ,
 
　　　　■  双镜设计 tKViM@T  
^[N
mNi*  
J_Xf:Mz-  
yBjWPx?  
像散&斗鸡眼 !8M'ms>s=  
s-DL=M
D  
vPq\reKe  
/9#jv]C:  
盲点 _C#()#  
KT?s\w  
QlXF:Gx"=  
m1Z8SM+  
超级斗鸡眼 i58CA?  
+~AI(h  
qUg
4-Z4  
*\+'tFT6  
像散&斗鸡眼 A
UpC HG7  
VDN]P3   
nvs7s0@Fqe  
?uBC{KQ}Y  
双镜设计 3"%44'  
|hyr(7  
（等视角，零畸变，无色差） s*WfRY*=V  
|*a>6y  
P &._-[  
e-meUf9  
双镜设计基本结构 u^[v{hv'H  
|0%UM}  
设计结果 mMWNUkDq  
~PAn _]Z  
,i.P= o  
k3kqgR
*  
最终结构 fX|,s2-FW  
j!H?dnE||  
5X-(@Gw
N  
oOz6Er[KO  
视场 C5 !n{  
bV,R*C  
性能指标 V(0[QA  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） Y{@[)M{<  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） L  *@>/N  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） L+CSF ]  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） 6w,xb&S  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） y}`%I&]n  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 Ymvd=F   
bhYaG i0  
（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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