[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 E|,RM;7  
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。 5^5hhm4  
5eLm  
产品目的 E4QLXx6Wa&  
Ø  协调水下作业手眼一致性 iNCT(N~.  
Ø  广视角 TCWt3\  
Ø  单位放大率 6 l,8ev  
设计目标 5+DId7d'n  
Ø  单位放大率 <jAn~=Uq[,  
Ø  广角（从60度提升到160度） Q\W?qB_  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） /R(]hmW  
Ø  小畸变 0h-'TJg*sk  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） L*#W?WMM v  
Ø  低视度调节 <9dfbI)  
Ø  低双眼差异 pN4gHi=  
起始结构 ,{C hHnJ%#  
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L^Cu  
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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） c5em*qCw$  
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） wgUgNwd1  
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） =E w<s5C@  
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设计方案 JfsvK2I  
　　Ø  柱面环绕式 HcQ)XJPK  
　　Ø  多面式 G]n_RP$G  
　　Ø  楔形面 -pHUC't  
　　Ø  球形面 #LR.1zZ  
　　　　■  单镜设计 .TM. v5B  
　　　　■  双镜设计 b_vKP  
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像散&斗鸡眼 ,m Nd#  
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盲点 \iRmGvT  
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超级斗鸡眼 Urz
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像散&斗鸡眼 xpJ=yxO  
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双镜设计 5,pEJ>dDD3  
1En:QQ4/  
（等视角，零畸变，无色差） :NL[NbQYt  
0 ;].q*|#  
8!b>[Nsc  
CTe!jMZ=  
双镜设计基本结构 V,%K"b=  
QUm[7<"  
设计结果 S5:&_&R8[  
Nt;1&dwUb  
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最终结构 di(H-=9G62  

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视场 E5#ff5  
qnb/zr)p  
性能指标 l_4^TYF  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） M~h.MPI  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） J7sH]  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） A9KPU:  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） wwet90_g  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） 0e07pF/!  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 cE>m/^SKr  
~xv3R  
（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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