[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言
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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。 ?XB[awTD~  
oe,yCdPs  
产品目的 +MyXIWmD  
Ø  协调水下作业手眼一致性 6D/K=-  
Ø  广视角 M6XpauR-  
Ø  单位放大率 !dGSZ|YZ  
设计目标 '?uwUBi  
Ø  单位放大率 jP}Ix8vc=  
Ø  广角（从60度提升到160度） GL'l "L  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） ]i Yp  
Ø  小畸变 [(*?  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） PgdHH:v)  
Ø  低视度调节 1fqJtP6  
Ø  低双眼差异 cjwc:3 CM  
起始结构 bDjm:G  
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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） HUalD3 \  
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） og`K!d~  
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） s2"<<P[q'  
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设计方案 ^NXxMC(e+  
　　Ø  柱面环绕式 M`p[ Zq  
　　Ø  多面式 _B7+n"t\r  
　　Ø  楔形面 2:G/Oj h&]  
　　Ø  球形面 qaG8:  
　　　　■  单镜设计 p(.z#o#  
　　　　■  双镜设计 dfT  
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#+L:V&QE  
像散&斗鸡眼 pvhN.z  
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盲点 EIF"{,m  
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超级斗鸡眼 ?g4S51zpp  
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像散&斗鸡眼 a+<{!+3v  
y wmC>`0p  
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双镜设计 `JcWH_
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（等视角，零畸变，无色差） ]h'*L`  
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lBLL45%BIN  
双镜设计基本结构 up2wkc8  
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设计结果 F#a'N c9  
c~u91h?  
dg#w!etB  
]v#T9QQN  
最终结构 k,61Va  
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视场 P52qtN<  
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性能指标 A().1h1_k  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） V W(+sSQ  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） O+t'E9Fa  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） @s0mX3P  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） ]v l?
J  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） \lF-]vz*  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 _Uhl4Mh  
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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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