[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 b6xz\zCL  
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。 r9*6=*J|  
f'bwtjO  
产品目的 >6Jz=N,  
Ø  协调水下作业手眼一致性 AQ0zsy  
Ø  广视角 "&{.g1i9  
Ø  单位放大率 &O#1*y Z  
设计目标 p"7[heExw  
Ø  单位放大率 P,b&

F  
Ø  广角（从60度提升到160度） !@*= b1  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） jcjl q-x  
Ø  小畸变 Q+/P>5O/  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） R T~oJ~t;  
Ø  低视度调节 A2p%Y},  
Ø  低双眼差异 kkW}:dBl  
起始结构 9-vQn/O^D  
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6y "]2UgQk  
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IUS8v  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） I-=Ieq"R9  
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3[m2F O,Z  
^go3F{;4i  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） wCV~9JTJ!  
2Q7X"ek~[  
:`lP+y?a1  

TA8  
ur7S K(#  
f@$kK?c?  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） u.*}'C>^^v  
h(GSM'v  
设计方案 .XVL JJ#  
　　Ø  柱面环绕式 JS
tEOQF4  
　　Ø  多面式 dc_2nF  
　　Ø  楔形面 I[?bM-  
　　Ø  球形面 Gd'_X D  
　　　　■  单镜设计 j,SZJ{ebXg  
　　　　■  双镜设计 K`60[bdp  
ks %arm&  
^t*Ba>A  
X<pNc6  
像散&斗鸡眼 d(@ ov^e-  
Pp_? z0M  
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Crl:v8  
盲点 Ct zWdo.  
3xKgj5M  
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*cCj*Zr]  
超级斗鸡眼 Sqyju3Yp  
F-M)6&T  
hy@b/Y![M  
+EqL|  
像散&斗鸡眼 \rg;xZa5  

B/^o$i  
:zvAlt'q=  
d0f(Uk  
双镜设计 o*"Q{Xh#Qd  
M _lLP8W}  
（等视角，零畸变，无色差） !4<A|$mQ  
cM4{ e^  
E1`_[=8a9  
2$VSH&  
双镜设计基本结构 e**'[3Y  
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MEws  
设计结果 >6@,L+-6r  
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最终结构 GU9p'E  
Pj_DI)^  
oIMS >&  
-w8?Ur1x:  
视场 tA'5ufj*:  
-^;,m=4{3  
性能指标 ]scr@e  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） O*B9Bah  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） eN
M"
e-  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） .3@Pz]\M#>  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） %qqeL  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） hJw]hVYa  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 tw.z5  
gS`Z>+V5!c  
（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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