[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 X6$Cd]MN  
由于水和空气的折射率差异，平面潜水镜的放大率为1.3倍位，而水中的视角则只有大约60度。并且，其成像效果严重受到垂轴色差（“色环”）和畸变的影响。对于水下作业应用（例如水下焊接），这些问题将导致难以协调手眼一致性，这是极其不希望看到的。因此，设计一款具有大视角（140度），单位放大率的潜水眼镜则可谓是一项令人称奇的非凡任务。在这份文档中，将会涉及这项任务的光学设计问题，同时包含设计过程和结果。 k'&1,78[l  
NJd4( P  
产品目的 A['(@Bz#7~  
Ø  协调水下作业手眼一致性 9e
P*N(m<  
Ø  广视角 nSQ]qH&4d  
Ø  单位放大率 62.Cq!~  
设计目标 lH/"47  
Ø  单位放大率 yil5aUA  
Ø  广角（从60度提升到160度） Kx,X{$Pe  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） ~Eik&5 z  
Ø  小畸变 tBZ?UAe;  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） XUR#|  
Ø  低视度调节 {c]
dz7'?  
Ø  低双眼差异 ;ZcwgsxTM  
起始结构 |9$C%@8  
cw)J+Lyh  
5?Q5cD2]\6  
9{S$%D  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） 3d1xL+  
jVGAgR=[G  
%RF$Y=c'C  
;QCGl$8A  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） Lp}V 94xT  
Mg8ciV}\xY  
Er$&}9G+-  
+"WNG  
"W4|}plnu  
S{]3e-?  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） F2Ny=H&G  
'|v<^EH  
设计方案 s-x1<+E(  
　　Ø  柱面环绕式 *M:p[.=1  
　　Ø  多面式 g}hNsU=$5~  
　　Ø  楔形面 + >:}  
　　Ø  球形面 i88`W&tI{  
　　　　■  单镜设计 ND=JpVkvZ?  
　　　　■  双镜设计 iny/K/5bf  
~=HPqe8  
_Fv6S}~Q  
.ty2! .  
像散&斗鸡眼 (8o;Cm  
J?Q@f  
sH1ucZ>9Y  
3&c'3y:b  
盲点 eDNY|}$}v  
 k6@  
LSXsq}  
>nK(  
超级斗鸡眼 Tb:'M:dM"  
oHSDi  
P&Xy6@%[Z  
!rqs!-cCQ  
像散&斗鸡眼 R&P^rrC@B5  
9M|#X1r{%{  
3y:),;|5  
Qch'C0u  
双镜设计 r
<P?F  
l#+@!2z  
（等视角，零畸变，无色差） vt(n: Xk  
o?.VW/"  
i{Q,>Rt  
+Bt%W%_X  
双镜设计基本结构 \sW>Y#9]  
~:_10g]r  
设计结果 `r\/5|M  
k#mL4$]V5N  
L!ms{0rJ  
0BjP|API  
最终结构 YVz,P_\(m  
m,w^,)  
gMZrtK`<  
R \y qM;2  
视场 dOgc%(kz  
B&*`A&^y  
性能指标  @_WZZ  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） '=K~M  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） ;\/RgN  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） "zFTPL"  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） oVfRp.a  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） t`V U<  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 Di$++T8"  
4Xv."L  
（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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