[转载]CODE V单位放大率广角潜水镜设计 [复制链接]

引言 m^Rd Iy)  
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。 .Wh6(LDY(  
-YAO3  
产品目的 &BTfDsxAK  
Ø  协调水下作业手眼一致性 l]/> `62  
Ø  广视角 |y'b217t  
Ø  单位放大率 i63?"  
设计目标 5bF5~D(E  
Ø  单位放大率 ;\q<zO@x  
Ø  广角（从60度提升到160度） =Y:5,.U  
Ø  小尺寸（目标是小于60mm） MsSoX9A{D  
Ø  小畸变 'bG1U`v=3  
Ø  无垂轴色差（全可见光波段） kU>#1He
 
Ø  低视度调节 AV9:O{  
Ø  低双眼差异 B\NcCp`5  
起始结构 @V7;TJk  
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JJ)y2
 
A>[hC{  
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） a?l_-Fi  
]+FX$+H/A0  
&~42T}GTWG  
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） }q/(D?  
0>8ZN!@K  
yr (g~MQ  
}i
sCvb  
 %L{  
`f2W;@V0  
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） t4C<#nfo  
]gjr+GV  
设计方案 eR(\s_`  
　　Ø  柱面环绕式 r=xTs,xx  
　　Ø  多面式 J,.j_ii`!  
　　Ø  楔形面 i=x.tsJ:hB  
　　Ø  球形面 AfuXu@UZ_/  
　　　　■  单镜设计 i#Ne'q;T  
　　　　■  双镜设计 ]L[JS^#7  
fpI;`s  
Ax :3}  
5~v(AB(x  
像散&斗鸡眼 rDK;6H:u{  
A!Knp=Gw  
H^]Nmd8Q)  
0EcC  
盲点 1k
bT@  
"``W6W-(  
!5yRWMO9X~  
e4[-rkn{hl  
超级斗鸡眼 ]Y?{$M G  
\9[NH/.Z{  
j;$6F/g  
l{M;PaJ`}  
像散&斗鸡眼 2V#c[%vI  
/&S~+~]n  
PU,6h}  
GhSL%y  
双镜设计  muK'h`  
61ON  
（等视角，零畸变，无色差） ]}UeuF\  
>!:$@!6L  
,6S_&<{  
i}v}K'`  
双镜设计基本结构 ] P:NnKgK  
~0'_K1(H  
设计结果 b
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L:|X/c9r[  
h(+m<J  
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最终结构 mq|A8>g  
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{<''OwQF~+  
Uxj<x`<1x  
视场 E|F!S(.:,M  
j]@x Q,y  
性能指标 a2(D!_dZR  
　　Ø  视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） T:w2  
　　Ø  畸变：0.03%（5%可接受） F]URf&U  
　　Ø  双眼会聚：12分（几度可接受） w~cq%%  
　　Ø  视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） XwKZv0ub  
　　Ø  分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） o=QRgdPD  
　　Ø  色环：人眼无法分辨 +
SZ%&  
}5TfQV6  
（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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