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2013-06-05 11:20 |
CODE V单位放大率广角潜水镜设计
引言 M]B3vPA/v
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。 `Z8^+AMc
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产品目的 </yo9.
Ø 协调水下作业手眼一致性 v?%3~XoH
Ø 广视角 7O461$4v
Ø 单位放大率 e;;):\p4
设计目标 \c68n
Ø 单位放大率 f M{1Os
Ø 广角（从60度提升到160度） iIB9j8
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） Oc^m_U8>^
Ø 小畸变 ,|iy1yg(
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） /u ?9S/
Ø 低视度调节 &<=e_0zT
Ø 低双眼差异 ^vn\4
起始结构 :p&IX"Hh
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理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） /B=l,:TnJ
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） =
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） e^ Aa!
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设计方案 ]DU61Z"v?b
Ø 柱面环绕式 j,4,zA1j|
Ø 多面式 b^%?S8]h
Ø 楔形面 HrDTn&/
Ø 球形面 [='p!7 z
■ 单镜设计 9,w}Xe=C
■ 双镜设计 h*G#<M
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[attachment=49133] s{cKBau
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像散&斗鸡眼 cP, ;Qbe
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盲点 [ h^f%
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超级斗鸡眼 {vLTeIxf.G
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像散&斗鸡眼 =zz+<!!
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[attachment=49137] Uld_X\;Q4
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双镜设计 R04. K !
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（等视角，零畸变，无色差） Is<x31R
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[attachment=49138] FT<H ]Nf
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双镜设计基本结构 k?o^5@b/
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设计结果 )\D2\1e(c
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最终结构 4}+xeGA$
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视场 ,Y$F7&
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性能指标 7WgIhQ~
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） ]cn/(U`
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） i5.?g <.H
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） '`9%'f)
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） 1NuR/DO
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） &t~zD4u B
Ø 色环：人眼无法分辨 z Z@L4ZT
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（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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