[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 e$/B_o7(  
由于水和空气的折射率差异，平面潜水镜的放大率为1.3倍位，而水中的视角则只有大约60度。并且，其成像效果严重受到垂轴色差（“色环”）和畸变的影响。对于水下作业应用（例如水下焊接），这些问题将导致难以协调手眼一致性，这是极其不希望看到的。因此，设计一款具有大视角（140度），单位放大率的潜水眼镜则可谓是一项令人称奇的非凡任务。在这份文档中，将会涉及这项任务的光学设计问题，同时包含设计过程和结果。 b=PVIZ  
mxG]kqi  
产品目的 h3G.EM:eG  
Ø  协调水下作业手眼一致性 7^e +  
Ø  广视角 x5si70BKC/  
Ø  单位放大率 %@J1]E;  
设计目标 ]F*3"y?)2  
Ø  单位放大率 K\.5h4k  
Ø  广角（从60度提升到160度） vA%^`5  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） oR#:NtX
@  
Ø  小畸变 woOy*)@  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） }xb=<  
Ø  低视度调节 12`_;[37  
Ø  低双眼差异 )M<vAUF  
起始结构 kJK,6mN  
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d+L#t  
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理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） 8\ha@&p  
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7S^""*Q^  
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） r64u31.)  
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`TKD<&oL  
KpiF0K  
W0`Gc {  
-M5=r>1;  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） p='-\M74K  
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设计方案 A7XnHPIw  
　　Ø  柱面环绕式 (&\aA 0-}H  
　　Ø  多面式 \k8rxW  
　　Ø  楔形面 =([av7  
　　Ø  球形面 !>^JSHR4t  
　　　　■  单镜设计 Wa"(m*hW  
　　　　■  双镜设计 HL{$ ^l#v  
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GR4?BuY,  
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像散&斗鸡眼 rp
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盲点 `(4pu6uT  
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超级斗鸡眼 e&It   
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像散&斗鸡眼 r8MZvm2  
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I=DLPgzO9  
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双镜设计 Bo_ym36N  
@!tVr3;N$  
（等视角，零畸变，无色差） f>Td)s1 M  
o,Z{ w"  
Mio>{%/  
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双镜设计基本结构 obClBO)@Y  
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设计结果 AD5) .}[F  
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最终结构 _uxPx21g}  
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视场 CX/(o]  
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性能指标 H3/c
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　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） KJhNJ  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） 2i=H"('G)+  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） =5]n\"/  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） |!z2oO  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） Qu*1g(el!o  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 K\!#4>yd  
}6zbT-i  
（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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