[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 M6
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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。 58&{5YpS  
j\'+wVyo  
产品目的 W 9Vz[  
Ø  协调水下作业手眼一致性 LR3`=Z9  
Ø  广视角 X#DL/#z k  
Ø  单位放大率 nFe` <Al$N  
设计目标 h zZ-$IX X  
Ø  单位放大率 [.;%\>Qk<  
Ø  广角（从60度提升到160度） cRh\USS  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） 8jggc#.  
Ø  小畸变 /e|[SITe  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） SgpZ;\_  
Ø  低视度调节 kxm:g)`=[  
Ø  低双眼差异 Qq T/1^imS  
起始结构 e)HhnN@  
^p 2.UW  
jQ_dw\ {0  
1xO!w+J#  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） G;C8Kde  
CYtjY~  
xN`r4  
Dc.n-ipv$  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） & =73D1A  
?aFr8i:)M  
dUoWo3r=  
SqXy;S@  
UU iNR  
d&[iEU  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） Q`S iV  
e^k!vk-SLF  
设计方案 |P~O15V*Q  
　　Ø  柱面环绕式 By?nd)  
　　Ø  多面式 #)^^_  
　　Ø  楔形面 =Kc
|C~g  
　　Ø  球形面 s, n^  
　　　　■  单镜设计 uW}Hvj;0a*  
　　　　■  双镜设计 J?UA:u  
2J;kD2"!  
K,f* SXM  
9ZDVy7m\i-  
像散&斗鸡眼 & u$(NbK  
Hp btj  
ePp[m zg6  
J| SwQE~  
盲点 t=n+3`g  
{Q5KV%F_  
dqqnCXYuW  
(n=9c%w  
超级斗鸡眼 iH-bo@  
HLjvKE=W  
4|[<e-W  
(VgNb&Yo9  
像散&斗鸡眼 QVIcb;&:}  
gjW\ XY  
5;W\2yj
 
vO\:vp4fH  
双镜设计 a9[mZVMgUK  
Y!SE;N&  
（等视角，零畸变，无色差） }>2t&+v+  
XZ.7c{B<  
;\N79)Gk  
-i#J[>=w{C  
双镜设计基本结构 A9 U5,mOz  
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设计结果 ^_@r.y]  
NX?}{'f  
LU%#mY  
^^%JoQ.  
最终结构 n_v02vFAHT  
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R')ascn  
_B)s=Snx  
视场 G.E[6G3  
~i%-WX  
性能指标 |2O')3p"9  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） z&O#v9.NE|  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） w4UD/zO  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） iHPUmTus--  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） w&%9IJ  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） rn;<HT  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 yE#g5V&  
H nK!aa  
（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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