[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 >WMH.5p  
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。 ?]081l7cd  
yG5T;O&  
产品目的 Af:4 XSO6  
Ø  协调水下作业手眼一致性 )FM
/^  
Ø  广视角 s%Q pb{  
Ø  单位放大率 q#-szZQ  
设计目标 9~DoF]TM  
Ø  单位放大率 BW}^n  
Ø  广角（从60度提升到160度） BlS0I%SN  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） m&DDz+g  
Ø  小畸变 Pq~"`-h7:  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） <L@0w8i`  
Ø  低视度调节 >A|6kzC  
Ø  低双眼差异 8@|_];9#.  
起始结构 9}Tf9>qP>M  
4`G":nE?We  
KL!k'4JNY  
'+NmHu:q  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） +I#5?  
e =V
u;  
^u#!Yo.!(  
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） lNQt  
$!Z6?+  
o;mXk2  
-<a
~kVv  
LbtcZ)D!  
fR}|CP  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） L$h.VQv+  
K IiVz<  
设计方案 )JTh=w4n|z  
　　Ø  柱面环绕式 n8Jx;j  
　　Ø  多面式 A?q[C4-BO,  
　　Ø  楔形面 g.X?wyg5  
　　Ø  球形面 LpJ\OI*v  
　　　　■  单镜设计 3@?#4]D{'  
　　　　■  双镜设计 X3I
\O,"I  
{%@zQ|OO0  
umYq56dw  
9j:t}HV  
像散&斗鸡眼 db:b%1hk:  
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A%ZmP  
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m,$oV?y>j  
盲点 zWgNDYT~  
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Ot(U_rJCi  
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超级斗鸡眼 \&]'GsfF  
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像散&斗鸡眼 D|,d_W  
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双镜设计 b4!(~"b.  
0tm%Kd  
（等视角，零畸变，无色差） NTuS(7m  
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0K`3BuBs  
双镜设计基本结构 bqN({p&  
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Z[4  
设计结果 -7*,}xV  
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最终结构 )?joF)  
>5#`j+8=q  
kYl$V=  
FEw51a+V  
视场 Hu|NS{Ke-  
cPi 3UjY~  
性能指标 OljUK,I]  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） E:T<mI?d  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） W*e6F?G  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） ^q_0(Vf  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） r5Jy( ~  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） 4~hd{8  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 k/=J<?h0  
1Z6<W~,1OM  
（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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