[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 =VlO53Hy{  
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。 Nh41o0  
ij6ME6  
产品目的 >]=1~sF  
Ø  协调水下作业手眼一致性 k6~k  
Ø  广视角 !&C8
y  
Ø  单位放大率 `^s(r>2  
设计目标 P_t8=d  
Ø  单位放大率 fPHv|_XM>  
Ø  广角（从60度提升到160度） 9il!w g?  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） F5%-6@=  
Ø  小畸变  'TV^0D"  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） `4Z#/g  
Ø  低视度调节 -(>x@];r0  
Ø  低双眼差异 r{kV*^\E  
起始结构 5JI+42S \  
C9Fc(Y?_  
u *z$I  
qo.~5   
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） Tm_vo-  
g4d5G=y  
7F3Hkvd[k  
96vv85g  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） nP?(9;3*  
sEdWB
T 8  
m0F-[k3)  
W #qM$  
X8bo?0  
YFLWkdqAY  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） U%_a@&<  

+F 6KGK[  
设计方案 e\.|d<N?  
　　Ø  柱面环绕式 sXl7  
　　Ø  多面式 Q-}oe Q
 
　　Ø  楔形面 t2+m7*76  
　　Ø  球形面 G`mC=*Ma;  
　　　　■  单镜设计 RGLwtN  
　　　　■  双镜设计 Y*f7& '[  
\{G6!dV|S  
Bi kCjP[b  
Qkqn~>  
像散&斗鸡眼 f]5bAs  
QsDab4  
V85a{OBm,8  
3Luv$6  
盲点 Um15@p;  
ffm19B=  
&J"a`l2  
X/i8$yqv  
超级斗鸡眼 o|alL-  
":"M/v%F  
xvp{F9~qT  
V%ykHo  
像散&斗鸡眼  IO>Cyo  
FNmIXpAn*@  
)_.@M '?  
F6Q#{Ufq  
双镜设计 K]kL?-A#'  
%F&j B
 
（等视角，零畸变，无色差） f#JLE+0Y  
f 21w`Uk48  
.Ji r<"*<  
uLhamE)  
双镜设计基本结构 8CA4gnh  
c q3CN@  
设计结果 ~Zaxn~u:  
f^%vIB ~[  
`r>WVPS|  
lrq !}\aX  
最终结构 [(btpWxb^  
Jz%&-e3  
7Zu!s]t  
#0xvxg%{  
视场 8
%`Sx
[  
CF42KNq  
性能指标 XJ@ /r,2  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） b55|JWfC`  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） `i{o8l  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） %WCpn<)  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） rKJ%/7m  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） E/s3@-/
 
　　Ø  色环：人眼无法分辨 0^["&K/  
S$JM01  
（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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