[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 v,Kum<oi?  
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。 4V[(RXc/  
6%t6u3  
产品目的 bh8GP]*E|  
Ø  协调水下作业手眼一致性 >Q=e9L=  
Ø  广视角 p Cx_[#DrP  
Ø  单位放大率 2va[= >_  
设计目标 T@vE@D  
Ø  单位放大率 gF9GU5T:  
Ø  广角（从60度提升到160度） s'tXb=!HO  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） :twp95{R1  
Ø  小畸变 m-C#~Cp36  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） ysp,:)-%G@  
Ø  低视度调节 ^WWr8-  
Ø  低双眼差异 arKf9`9  
起始结构 (Q `Ps/  
~g[D!HV|yu  
2@_3V_  
>nehyo:#  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） sDgo G  
hQ:wW}HWW  
gYho$E  
lgt&kdc%o  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） !2B~.!&   
xK[[b  
Pt-mLINvG  
DfkGNBY  

d/TFx  

[xfg6  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） 6U|"d[  
l8Yr]oNkz  
设计方案 S~z$=IiB  
　　Ø  柱面环绕式 A0.xPru1p  
　　Ø  多面式 #Sy~t{4  
　　Ø  楔形面 0ZL>-  
　　Ø  球形面 (u8OTq@  
　　　　■  单镜设计 es69P)  
　　　　■  双镜设计 F-~Xbz%  
~nj+"d]  
P-^-~/>n  
CucW84H`J  
像散&斗鸡眼 }7%ol&<@  
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盲点 t
g%<@U`7=  
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超级斗鸡眼 SzG %%CXH_  
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像散&斗鸡眼 yYaYuf  
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双镜设计 Br$/hn=  
(a,`Y.  
（等视角，零畸变，无色差） Vz5<Gr  
u0uz~ s  
@6U&7
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双镜设计基本结构 h^K>(x  
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设计结果 Eh`W J~  
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最终结构 a}Jy o!.  
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视场 lFgE{;z@  
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性能指标 C|ou7g4'p  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） { lZ<'p  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） dp1t]  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） ^A;ec h7I  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） %__.-;)o  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） 'ka"0~:NS{  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 Yr:$)ap  

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（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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