[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 Xq)'p8C?  
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。 HPpnw]_  
Ak}l6{ ..  
产品目的 7<1Y%|x`  
Ø  协调水下作业手眼一致性 C)ChF`Ru':  
Ø  广视角 K@>v|JD  
Ø  单位放大率 fp>o ^+VB  
设计目标 }y[o[>  
Ø  单位放大率 RNt3az  
Ø  广角（从60度提升到160度） +ZZiZ&y  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） )m)>k` 0  
Ø  小畸变 OdR  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） =3J~
Fk  
Ø  低视度调节 A6UtpyS*'  
Ø  低双眼差异 5SKu\H\  
起始结构 qrOTb9&y  
vMC;5r6*d  
KM\`,1?x92  
xHL{3^  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） km|~DkJ\a`  
fi,=z  
{_ 1q`5o  
&<>A  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） oNEU?+  
q&W#nWBV  
C]):
+F<7  
H
[G EAQO  
QR8F'7S  
9g*~X;`2  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） T!*7G:\f"  
Xg%zE  
设计方案 6>vj({,1Y*  
　　Ø  柱面环绕式 ipyO&v  
　　Ø  多面式 )O+9v}2  
　　Ø  楔形面 \NSwoP  
　　Ø  球形面 h\ybh  
　　　　■  单镜设计 sP&E{{<QTF  
　　　　■  双镜设计 43VuH  
X:!%"K%}  
\o3i9Q9C  
I7Eg$J&  
像散&斗鸡眼 }0!\%7-Q  
woR)E0'qx  
cCj3,s/p  
dZYS5_wr  
盲点 $zbg  
xGH%4J\  
?IWLl  
{6AJ>}3  
超级斗鸡眼 q6DhypB  
Nyo6
R9^  
h*KhH>\  
Uexb>|  
像散&斗鸡眼 {C6Yr9  
G.N
3R  
 m$cM+  
g 08 `=g  
双镜设计  C[Fh^  
w5|"cD#8A  
（等视角，零畸变，无色差） WFdS#XfV  
8~I>t9Q+  
bEE:6)]G  
+pV3.VMH0  
双镜设计基本结构 :L?zk"0C  
un/R7"  
设计结果 [v&_MQ  
pp-Ur?PM  
ae<KUThm.  
!XicX9n  
最终结构 N" 8o
0>  
C/w;g3  
/bb4nM_E/  
LRI_s>7  
视场 ML]?`qv '  
0O:TKgb&C.  
性能指标 b9vKux  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） W%wS+3Q/  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） X >**M  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） /U`"|3  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） ?L $KlF Y  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） ,yT4(cMBk?  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 TwkzX|  
[J];  
（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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