[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 :=3Ty]e  
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。 zo4 IY`3  
Ey4%N`H-^  
产品目的 Ksr.'  
Ø  协调水下作业手眼一致性 )5Mf,  
Ø  广视角 ]lV\D8#  
Ø  单位放大率 B@U;[cO&  
设计目标 &;I=*B~kE$  
Ø  单位放大率 ;Sl]8IZ  
Ø  广角（从60度提升到160度） Ev+m+  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） ~`~mnlN  
Ø  小畸变 FwKT_XkY  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） '7Q5"M'  
Ø  低视度调节 R-5EztmLae  
Ø  低双眼差异 ] ;"blB  
起始结构 /Sy:/
BQ  
J0K25w  
;w--fqxVl  
ancs  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） *c9/ I  
Kw_> X&GcJ  
Y=94<e[f"  
='"DUQH|*  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） QU{|S.\  
v 9\2/B  
XqX6UEVR4  
U(*k:Fw  
F-0|&0  
F6,[!.wl  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） Qv4g#jX{  
[ed6n@/O@  
设计方案 xd }g1c  
　　Ø  柱面环绕式 8Evon&G59  
　　Ø  多面式 ]w*w@:Zk  
　　Ø  楔形面
w&VMb&<  
　　Ø  球形面 ti%uyXfja  
　　　　■  单镜设计 O{@m
,uY  
　　　　■  双镜设计 ]A.:8;  
l.gt+
e  
Tp-<!^o4  
,j^z];  
像散&斗鸡眼 u^5X@.  
uv>T8(w  
fZ8at  
^6c=[N$aW  
盲点 U5_1-wV  
rsSE*(T t  
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xweV8k/  
超级斗鸡眼 [3&Y* W  
LNm{}VJ%  
YhpNeP{A  
;G 27S<Q  
像散&斗鸡眼 %UV'HcO/gp  
#I]5)XT  
<S/`-/=2  
I"AgRa  
双镜设计 ^dc~hD  
"j(?fVx  
（等视角，零畸变，无色差） 60*;a*cy  
&tKr ?l  
srX" vF  
~k}>CNTr  
双镜设计基本结构 TttD}`\.  
yDk|ad|  
设计结果 r&qFv)0!`  
io8c[#"uU  
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G?`x$UU  
最终结构 Hjho!np  
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Ujw J}j  
视场 c(:qid  
Q $wa<`  
性能指标 4d\"gk  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） _9@D o6  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） y]z^e\qc)  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） XI>|"*-l  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） =v(MdjwFl  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） !kzC1U  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 1O<Gg<<,e  
+@ '(N  
（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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