[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 kt<@H11  
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。 N K"%DU<  
nB}e1 /_y  
产品目的 7h1"^}M&  
Ø  协调水下作业手眼一致性 Lnx2xoNk  
Ø  广视角 -$tCF>,  
Ø  单位放大率 [5LMt*Y  
设计目标 t!savp  
Ø  单位放大率 q5gP~*?  
Ø  广角（从60度提升到160度） lDU#7\5.  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） #]5)]LF1q  
Ø  小畸变 qqD0R*(C  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） wKrdcWI,Z  
Ø  低视度调节 J<-Fua^  
Ø  低双眼差异 T=yCN#cqQ`  
起始结构 0&o WfTg  
_pW'n=}R  
j~$)c)h"  
"{6KZ!+0  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） q\G{]dz?R  
lzI/\%  
^B6`e^<  
wJr/FE7c  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） ^X(_zinN"  

~s0P FS7  
^1vq{/ X  
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fy  
rOhA*_EG  
vy:
6_  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） !?Tzk&'  
KD9Ca $-  
设计方案 cG5$lB  
　　Ø  柱面环绕式 n_ OUWvs  
　　Ø  多面式 2O^32TdS  
　　Ø  楔形面 3dY6;/s  
　　Ø  球形面 H|'$dO)W  
　　　　■  单镜设计 `oan,wq+  
　　　　■  双镜设计 >0ssza  
Zm5nLxM  
UFJEs[?+Te  
bv_AJ4gS  
像散&斗鸡眼 =I{S;md  
^r%i3  
(2 mS v  
C=M?  
盲点 EywZIw?mjX  
o^N%;d1%E  
rjt O`Mt`  
6pSRum  
超级斗鸡眼 oF`-cyj"  
`~sf}S :  
%Ud.SJ3  
N n:m+ZDo^  
像散&斗鸡眼 9n-RXVL+  
fdvi}SS8  
]q@rGD85K  
`z5v}T  
双镜设计 X/K| WOO6  
&Qz"nCvJ  
（等视角，零畸变，无色差） F&-5&'6G+  
G`&'Bt{Z*  
I]s:Ev[~  
%pQdq[J={  
双镜设计基本结构 ^$3w&$K*  
(%=lq#,  
设计结果 0R.Gjz*Q  
hnlU,p&y3  
mOgx&ns;j  
!NQf< ch  
最终结构 _AA`R`p;  

'&&~IB4ud  
ZhxfI?i)l  
Va&KIHw  
视场 uBV^nUjS"m  
Bx_8@+  
性能指标 K.c6Rg  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） 9~*_(yjF  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） ZfF`kD\  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） &ij^FAM  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） jFK9?cLT  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） n$A(6]z5O  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 :X]lXock
0  
p2M?pV  
（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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