[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 ".T&nS[z  
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。 KcNh3CR  
8^6
dK  
产品目的 @b"J FB|  
Ø  协调水下作业手眼一致性 )%]`uj>*[  
Ø  广视角 Q{+N{/tF  
Ø  单位放大率 uO;_T/^u  
设计目标 8.4+4Vxh   
Ø  单位放大率 'J"m`a8no  
Ø  广角（从60度提升到160度） W4o$J4IX{  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） 8\@&~&(y:
 
Ø  小畸变 D "9Hv3  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） l|p \8=  
Ø  低视度调节 _qQB.Dzo:  
Ø  低双眼差异 J
Veb$_0k  
起始结构 0x]WW|se*  
yUzpl[*e^o  

图片:20130219153654995499.png

Foc) u~  
beCTOmC  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） ;OynkZs)  
n; fUwon  

图片:20130219153690129012.png

S8$kxQg  
XF 8$D  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） KZ;Q71  
yDW$v/j.|  

图片:20130219153856465646.png

C|W\qXCqu  
z}:|is)?  

图片:20130219153791909190.png

3>t^Xu~  
L+o"<LV]  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） =UW! 7OzC  
T,eP&IN  
设计方案 Ysz&/ry  
　　Ø  柱面环绕式 DoA+Bwq@  
　　Ø  多面式 ,Bg)p_B  
　　Ø  楔形面 |p"E0av  
　　Ø  球形面 =Vm"2g,aA  
　　　　■  单镜设计 g1s\6%g  
　　　　■  双镜设计 kt*""&R  
8V$:th('  

图片:20130219154638793879.png

ToWtltCD  
Eu^?e  
像散&斗鸡眼 u79,+H@ep  
ufekhj  

图片:20130219154747234723.png

]c'12 g]h  
SuU_psF  
盲点 lSzLR~=Au  
[j]3='2}G  

图片:20130219154810831083.png

\Gk4J<  
@GpM4>:  
超级斗鸡眼 ]%y3*N@AZ  
Y]SX2kk(2  

图片:20130219154843904390.png

MWxv\o   
"=S< xT+  
像散&斗鸡眼 X<<hb  
SXW8p>1Jw  

图片:20130219155047574757.png

SCZ6:P"$qX  
1k *gbXb  
双镜设计 1dy>a=W  
?Q]{P]  
（等视角，零畸变，无色差） 6:v$g  
!5;A.f  

图片:20130219155176197619.png

H8g1SMT  
5D32d1A  
双镜设计基本结构 Rt[zZv  
lStYfO:<'v  
设计结果 "XEKoeG{  
`T gwa  

图片:20130219155490039003.png

w,t>M_(N  
Sf2pU!5n^  
最终结构 <{"]&bl  
8U5L|Ny.q  

图片:20130219155492249224.png

g0P^O@8  
&F*L=Ng  
视场 Sj$XRkbj:  
8d90B9  
性能指标 FM)Es&p&  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） wap@q6fz<  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） &3Q!'pJJ  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） [=63xPxs.  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） S|{'.XG  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） }CiB+  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 /WlpRf%  
UUf-G0/P  
（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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