[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 Np;tpq~  
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。 V'9OGn2v  
mA#^Pv*  
产品目的 PGb}Y {  
Ø  协调水下作业手眼一致性 mn(MgJKQ\  
Ø  广视角 QwuSo{G  
Ø  单位放大率 G#='*vOtO  
设计目标 c~6ywuq+M`  
Ø  单位放大率 Y"dTm;&  
Ø  广角（从60度提升到160度） m-qOyt  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） ;cb='s  
Ø  小畸变 F |_mCwA  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） v4\ m9Pu4  
Ø  低视度调节 [Uj,, y.wB  
Ø  低双眼差异 V3axwg_  
起始结构 !H @nAz  
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]agdVr^  
5yp  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） 5KssfI a  
o Y<vKs^  
7K!n'dAi6  
^(:na6C  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） ON"V`_dq+M  
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" j:15m5  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） X
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x/ P\qI  
设计方案 1z3I^gI*i  
　　Ø  柱面环绕式 NE Z ]%  
　　Ø  多面式 ]O~/k~f  
　　Ø  楔形面 <q|eG\01S  
　　Ø  球形面 +:z%#D  
　　　　■  单镜设计 S7CD#Y[s  
　　　　■  双镜设计 &<C&(g{Z  
^Ux*"\/Es  
_3gF~qr  
b~K-mjJI  
像散&斗鸡眼 {7=k/Y*U  
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eBW]hwhKzM  
.r@'9W^8  
盲点 &oDu$%dkT  
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超级斗鸡眼 Uq2Qh@B  
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像散&斗鸡眼 N37#Vs  
|CjdmQ u  
%W$?*Tm  
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双镜设计 }@g#S@o  
vu)V:y  
（等视角，零畸变，无色差） sT"{ e7;F;  
m*TJ@gI*t  
7me1:}4  
.fS1  
双镜设计基本结构 q.RW_t~  
|7G=f9V  
设计结果 =7U8`]WA  
7ZgFCK,8m,  
F}#=qBa[  
<1E*wPm8  
最终结构 mg4:N  

3 jay V  
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视场 m2Q#ATLW  
^VB_>|UN4  
性能指标 gOA]..lh  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） jhSc9  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） orAEVEm  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） Hk;) l3oB  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） 7~ok*yGw  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） q oVp@=\:"  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 'q=Ly?9  
(g]J hG  
（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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