[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 YlwCl4hq  
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。 YpoO

:  
z8{kwz  
产品目的 8hba3L_Z  
Ø  协调水下作业手眼一致性 zvYkWaa_Qz  
Ø  广视角 a_4Ny  
Ø  单位放大率 ))|Wm}  
设计目标 K#H}=Y A  
Ø  单位放大率 z:-a7_  
Ø  广角（从60度提升到160度） P66{l^  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） c<L^ 1,G2  
Ø  小畸变 U(3+*'8r,1  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） I=6\z^:  
Ø  低视度调节 _'
0HkT{I  
Ø  低双眼差异 a'U7 t  
起始结构 <8yzBp4gZ  
WM5s  
(f^WC,  
asb-syqU  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） JO\Tf."a\  
oGx OJyD  
`G&W%CHB  
]+;1)  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） .^j#gE&B  
*gfx'$  
<DP_`[+C  
#Mw|h^Wm  
>B/ jTn5=  
}UJS*mR  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） /uS(Z-@  
L ?g|:  
设计方案 #-dfG
.*  
　　Ø  柱面环绕式 |ybW  
　　Ø  多面式 u[9i>
7}9  
　　Ø  楔形面 W#87T_7T[  
　　Ø  球形面 '#gd19#  
　　　　■  单镜设计 l4?o0;:)  
　　　　■  双镜设计 ?9xaBWf  
X5UcemO  
4zs1BiMG  
Q1J./C}  
像散&斗鸡眼 ["|AD,$%  
*c4uCI:0t  
yG|^
-O}L  
S%gb1's  
盲点 *t J+!1  
{$z)7s  
< .&t'W  
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超级斗鸡眼 M-1 VB5  
fH~InDT^  
O9*cV3}H  
?;@xAj  
像散&斗鸡眼 5('_7l  
wU,{5w  
k<RJSK8  
ON#\W>MK?  
双镜设计 sKYb&2wJ  
|P7c {  
（等视角，零畸变，无色差） d!kiWmw,  
&}wrN(?w  
hV|pH)Nu{  
#TZf\0\!  
双镜设计基本结构 T)wc{C9w  
WGjT06a\  
设计结果 H|_^T.n?E  
oR (hL4Dc  
'WK}T)o  
;@p2s'(  
最终结构 sPY*2B  
vWY}+#  
j~,7JJ (y  
9k8ftxB^  
视场 p6m](Jg  
$O"S*)9  
性能指标 TY~8`+bJ  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） ]jiM  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） y;A<R[|Ve  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） ~01 o  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） ]:`q/iS&  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） 1~:7W  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 !9=hUpRN  
`$oGgz6ZT  
（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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