[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 (`#z@
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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。 _4nm h0q4  
0k5uqGLXe  
产品目的 P4{~fh(  
Ø  协调水下作业手眼一致性 .=-a1p/  
Ø  广视角 OXKV6r6f  
Ø  单位放大率 A1Uy|Dl  
设计目标 j+ L:Ao  
Ø  单位放大率 m`$Q/SyvG  
Ø  广角（从60度提升到160度） NMhpKno  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） 4e|N^h*!  
Ø  小畸变 /joY? T  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） LxWd_B  
Ø  低视度调节 @'M"c q  
Ø  低双眼差异 @VG@|BQWa  
起始结构 [YODyf}M>\  
.$y'>O*$G  
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iP  
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理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） 0&CXR=U5  
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LB]  
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） :Ru8Nm  
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GBpdj}2=  
Os9EMU$  
LCj3{>{/=  
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kb+qo  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） &!WRa@x0I  
Qmo}esb'(  
设计方案 r1vS~ 4Z  
　　Ø  柱面环绕式 @+p(%  
　　Ø  多面式 M?}:N_9<J  
　　Ø  楔形面 o37oRv]  
　　Ø  球形面 /#@tv~Z^  
　　　　■  单镜设计 {5c?_U  
　　　　■  双镜设计 Ck%if  
ewdTsgt'  
x6!Q''f7  
BaIuOZ@,  
像散&斗鸡眼 LA2/<:  
%3t;[$n#  
8>x'. 8  
Ac|dmu  
盲点 p-EU"O  
Lr8|S  
TKAs@X,t  
OUGkam0UK  
超级斗鸡眼 \.H9e/vU`  
-D=Sj@G  
C%]qK(9vvd  
f`/('}t  
像散&斗鸡眼 hjFht+j
1  
X?< L<:.  
L'aB/5_%  
ly6zz|c5  
双镜设计 !V/\_P!I  
L1(-xNUo_i  
（等视角，零畸变，无色差） p19@t
o5l  
]a~sJz!  
n4+q7  
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Ac  
双镜设计基本结构 Rj>A",  
~a`xI  
设计结果 i(cKg&+ktd  
}Kp<w,  
zYY]+)k?  
R@tEC)Zn  
最终结构 Xa?igbgAwx  
q6nRk~  
0hGmOUO  
?fq!BV  
视场 W,CAg7:*  
/w5*R5B{  
性能指标 oS9Od8  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） LK
}FI*A_  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） 4\v &8">LL  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） vS0 ii  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） R0tT4V+  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） X_@|+d  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 Mz2TwU_  
\ ya@9OA  
（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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看一看

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