[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 $#rkvG_w  
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。 `NtW+v  

#Vum  
产品目的 UNDl&C2vz  
Ø  协调水下作业手眼一致性 WOn53|GQK  
Ø  广视角 iZNS? ^U  
Ø  单位放大率 D9+qT<ojN  
设计目标 1hw.gn*JK>  
Ø  单位放大率 =2$( tXL  
Ø  广角（从60度提升到160度） icb)JZ1K  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） z|Y54o3  
Ø  小畸变 ;a?<7LIx  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） v?."`,e  
Ø  低视度调节 O|t>.<T?  
Ø  低双眼差异 f&CQn.K"  
起始结构 xN*k&!1&  
!yv>e7g^  
XR..DVab  
(xG%H:6,  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） d92Z;FWb  
WK$\#>T  
+c%jOl  
+6uf6&.@~  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） ]$ d ;P  
(GF}c\=T7  
{}s/p9F4  
VzXVy)d  
?t%{2a<X  
Dn)yBA%  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） \Vme\Ke*v)  
j4;^5 Dy^  
设计方案 ?7fqWlB  
　　Ø  柱面环绕式 ;U3:1hn  
　　Ø  多面式 C<_\{de|9  
　　Ø  楔形面 FO/cEu  
　　Ø  球形面 2|j=^  
　　　　■  单镜设计 ^'=[+  
　　　　■  双镜设计 ^N^G?{EV/#  
+.~K=.O)  
LM eI[Ji  
r[(;J0=  
像散&斗鸡眼 A8tJ&O rwY  
(nQm9 M(  
LF7 }gQs ^  
2Vti|@JYp  
盲点 3:GwX4yW  
2OUx@Vj  
q;[HUyY,  
{_b2!!p  
超级斗鸡眼 sl-wNIQ  
UJ,vE}=_{  
.I>rX#aNt  
w4P;Z-Cd  
像散&斗鸡眼 pyV`O[  
!:xycLdfUp  
@2T8H  
-r,v3n  
双镜设计 Q~(Qh_Ff  
S"*k
#ao  
（等视角，零畸变，无色差） nl}LT/N  
JOG-i  
Pd+*syOM  
SZTn=\  
双镜设计基本结构 VWzQXo  
VHPqEaR  
设计结果 SZXSVz0j  
PESvx>:  
Z-lhJ<0/Pa  
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最终结构 k6"(\d9o  
h[u@UGK%
 
qv(3qY  
OCu_v%G0  
视场 M@KQOAzt  
AS]8rH  
性能指标 "8%$,rG1&  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） `Njvk  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） sSfP.R  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） _`p-^I  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） LpY{<:y  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） pq r_{  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 Ej)7
[  
3\4e{3$  
（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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