[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 \!k\%j9  
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。 _,w*Rv5=  
7r pTk&`  
产品目的 Z1wfy\9c8  
Ø  协调水下作业手眼一致性 OOYdrv,  
Ø  广视角 6L2Wv5C  
Ø  单位放大率 A[f`xE  
设计目标 ZL9|/ PY  
Ø  单位放大率 N8X)/W  
Ø  广角（从60度提升到160度） B9'2$s+Z;  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） mOFp!(  
Ø  小畸变 <iM}p^jX9  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） G
z7,g Y  
Ø  低视度调节 fLV@~T|  
Ø  低双眼差异 8'u,}b)  
起始结构 
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d!"gb,ec  
lT'V=,Y 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） $[b1_Db  
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#?~G\Ux0/  
q\Z9.T+Qo  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） 3)XS^WG  
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_;-b ZH  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） +@<@x4yt  
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设计方案 &pAmFe  
　　Ø  柱面环绕式 'JAe=K H  
　　Ø  多面式 h\8bo=  
　　Ø  楔形面 3GZrVhU?m  
　　Ø  球形面 _ sBFs.o  
　　　　■  单镜设计 W;8}`k  
　　　　■  双镜设计 ]jV1/vJ-!  
(KR.dxzjf  
Z FIgKWZ'  
C(}Kfi@6N  
像散&斗鸡眼 M\kct7Y  
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盲点 6Q`7>l.|?  
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&tw{d DD6  
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超级斗鸡眼 7gt%[r M  
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N ^H H&~V  
YTfMYH=}  
像散&斗鸡眼 hy@e(k|S]U  
QB7^8O!<  
Y+3r{OI  
i\\,Z L  
双镜设计 SuA`F|7?P  
I@q4D1g  
（等视角，零畸变，无色差） ?gS~9jgcd  
1@`mpm#Y  
Fw6x (j"  
~93+Oxg  
双镜设计基本结构 d'p@[1/  
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设计结果 bd`}2vr  
2}.EFQp+  
( z.\,M  
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最终结构 $p.0[A(N  
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Tc;j)_C)  
视场 QBTjiaYGa'  
o&rNM5:  
性能指标 ~)!vhdBe  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） CSIsi]H  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） E XQ3(:&  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） t%30B^Ii%K  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） }I#,o!)Vd  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） vce1'aW  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 ]a\HgFp@  
Y_M3-H=0  
（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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