[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 L#ZLawG  
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。 (YrR8  
bpp*  
产品目的 7E(%9W6P  
Ø  协调水下作业手眼一致性  f`J|>Vk  
Ø  广视角 Snx<]|
 
Ø  单位放大率 _[JkJwPTx  
设计目标 3agNBF2  
Ø  单位放大率
$iHoOYx]<  
Ø  广角（从60度提升到160度） S.hC$0vrj  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） UE;Bb
*<  
Ø  小畸变 1|/'"9v  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） L=m:/qQL  
Ø  低视度调节 0[9I0YBJ  
Ø  低双眼差异 /{R3@,D[]  
起始结构 OpqNEo\  
}$:#+ (17  
lR}%)3_k  
@G(xaU'u  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） \k4pK &b  
k9&@(G[K3  
@>:i-5  
XNlhu^jh  
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） CO'a
r,  
J[r^T&o  
?`aTu:1#Z  
((cb4IX  
G *@@K  
`Hd9\;NJ  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） _uJV
uCc  
4,zvFH*AH  
设计方案 ]738Z/)^  
　　Ø  柱面环绕式 3SFg#  
　　Ø  多面式 :A#+=O0\z  
　　Ø  楔形面 Qg>0G%cXU  
　　Ø  球形面 xx0k$Dqt2I  
　　　　■  单镜设计 cUsL6y  
　　　　■  双镜设计 s ^3[W0hL  

Uz $ @(C  
C Oa.xyp  
Z8fJ{uOIL  
像散&斗鸡眼 1ys(v  
_k|g@"  
Efvq?cG&  
hb<k]-'!  
盲点 ig$jKou F  
C d|W#.6  
yl]UUBcQ  
wI>h%y-%!  
超级斗鸡眼 ?UJSxL  
hv{87`L'K(  
qg)qjBQwA  
d
r{1CP  
像散&斗鸡眼 y<v|X2  
fa yKM  
0+|>-b/%  
\kyM}5G(<0  
双镜设计 f,JX"  
Br&^09S  
（等视角，零畸变，无色差） {( dP  
.OV-`TNWj  
5pmQp}}R  
7O9n!aJ  
双镜设计基本结构 dEG ]riO  
}>,CUz  
设计结果 L&'l3|  
M=6G:HHY  
*7_@7=W,  
@sdS0pC  
最终结构 |e+aZ%g  
u6pIdt
 
dxntGH< O  
Y.X4*B  
视场 j6}$+!E  
E$R_rX4x  
性能指标 vU{jda$$#  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） ]xYayN!n  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） xRB7lV*  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） XR<G}x  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） 4ODX5If  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） j=\Mx6os  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 oAaf)?8  
^1Yo-T(R  
（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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