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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 me-uPm
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。 [pInF
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产品目的 b7B|$T,
Ø 协调水下作业手眼一致性 uaZHM@D
Ø 广视角
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Ø 单位放大率 Nnq1&j "m
设计目标 gF sqCx<q
Ø 单位放大率 O&,8X-Ix
Ø 广角（从60度提升到160度） z jOOEv i
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） tS- gaT`T
Ø 小畸变 x, ZF+vE
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） P>(FCX
Ø 低视度调节 l>KkAA
Ø 低双眼差异 $lq.*UQ;0
起始结构 _n_()at)
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[attachment=49129] 6&il>
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理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） Qqs1%u;e8
'u~0rMe4})
[attachment=49130] ;#:AM;
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） "p7nngn~
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[attachment=49131] ZJ.an%4
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[attachment=49132] >F s/Wet
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） Dp!91NgB p
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设计方案 e .~11bx
Ø 柱面环绕式 D~#%^a+Aq_
Ø 多面式 2;0eW&e
Ø 楔形面 I2Imb 9k~B
Ø 球形面 kDI?v6y5
■ 单镜设计 tym:C7v%~
■ 双镜设计 -$Df nAh
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[attachment=49133] M&/%qF15
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像散&斗鸡眼 4QTHBT+2`
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[attachment=49134] G]4Ca5;Z!N
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盲点 qR_>41JU"
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[attachment=49135] }YV F
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超级斗鸡眼 {y wwJ
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像散&斗鸡眼 sRA2O/yKCE
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[attachment=49137] q\~
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双镜设计 23WrJM!2N
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（等视角，零畸变，无色差） ir/uHN@
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[attachment=49138] kDMvTVd
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双镜设计基本结构 zh*D2/ r
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设计结果 *LU/3H|}
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[attachment=49139] # Pp:H/ b
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最终结构 .Zv~a&GE
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[attachment=49140] 4P k% +l
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视场 [I 3 Nu8
]LUcOR
性能指标 &h5Y_no GX
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） XhHgXVVGG<
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） ;Pt8\X
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） "(7y% TFt:
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） . i
I{
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） >&KH!: OX|
Ø 色环：人眼无法分辨 ,MNv}w@
3Iv^
（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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