[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 35n'sVn  
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。 nQ08(8  
Q9{f'B  
产品目的 )*nZ6Cg'  
Ø  协调水下作业手眼一致性 tOxTiaa=  
Ø  广视角 &}!AjA)  
Ø  单位放大率 h.4FY<  
设计目标 4azqH;i  
Ø  单位放大率 #+(@i|!ifo  
Ø  广角（从60度提升到160度） (CrP6]=  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） 
VU;98  
Ø  小畸变 VfkQc$/  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） vY);7  
Ø  低视度调节 C=x70Y/  
Ø  低双眼差异 ,*Wp$  
起始结构 /5y _ <  
Xh@;4n  
9;fs'R  
dZuPR  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） g4&f2D5  
(je`sV  
ZDx1v_xr  
w}0rDWuR[  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） F0ylJ /E  
$J=`fx  
bJ^Jmb  
K&BaGrR  
aEn*vun  
5#mHWBGd7  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） *0x!C8*`Xe  
~T!D:2G  
设计方案 ;jh.\a_\  
　　Ø  柱面环绕式 G6pR?K+  
　　Ø  多面式 uoTc c|Kc  
　　Ø  楔形面 C=(~[Y  
　　Ø  球形面 z[l_<`J$9  
　　　　■  单镜设计 h>ZU67-   
　　　　■  双镜设计 ?I"FmJ;
 
9F7}1cH7g@  
ubQr[/  
B/dJj#  
像散&斗鸡眼 OmZK~$K_  
eN0lJ~  
EpK7VW  
R~BFZF>:  
盲点 ]l^"A~va  
>=/DCQ$  
<`Qbb=*  
*1h@Jb34  
超级斗鸡眼 m@"p#pt(_  
f('##pND@  
:PNhX2F  
@ 1FWBH~  
像散&斗鸡眼 2XyC;RWJ%  
|8fdhqy_  
6kO+E5;X  
!'Ww%ZL\   
双镜设计 1rV9dM#F  
rh T!8dTk  
（等视角，零畸变，无色差） h9QQ8}g  
e#@u&+K/f  
?ZYj5[op,H  
AmK g;9LS  
双镜设计基本结构 #J~xKyJi'  
GQ}R
xu]  
设计结果 |WSmpuf  
vj"['6Xa  
w:2yFC  
YGhHIziI  
最终结构 U["IXR#  
y1#QP3'Z1  
R)Dh;XA  
F6"QsFG  
视场 *_"lXcG.  
EUS^Gtc  
性能指标 mxICQ>s b  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） FYH^axpp  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） hA+;eXy/  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） .jl^"{@6  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） +'aG{/J  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） 5Zl7crA[  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 'grb@+w(
 
N@8tf@BT  
（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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