| HAHA^_^ |
2013-06-05 11:20 |
CODE V单位放大率广角潜水镜设计
引言 rWbuoG+8
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。 I/9ZUxQCyG
. LafP}%
产品目的 !m pRLBH
Ø 协调水下作业手眼一致性 o_U=]mEDY
Ø 广视角 7dX1.}M<(
Ø 单位放大率 r&"}zyL
设计目标 '6{q;Bxo
Ø 单位放大率 e = &
abu
Ø 广角（从60度提升到160度） Z~g~,q
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） 5 (>m=ef"
Ø 小畸变 g'Ft5fQ"o/
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） YP~d1BWvf
Ø 低视度调节 ~! ]FF}6
Ø 低双眼差异 E?&dZR
起始结构 8E/$nRfO d
p< 'mc|hGq
[attachment=49129] u7@|f ND 7
~/[cZY @
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） mT@UQCG
qsFA~{o.
[attachment=49130] 2Iz@lrO6
t=S94 ^g
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） 6fPuTQ}fY>
L3nHvKA]
[attachment=49131] 8,Yc 1
-'{ioHt&X/
[attachment=49132] Dc oTa-~
i[d-n/)
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） -O~WHi5}
2DTH|Yv
设计方案 WKB PqfC
Ø 柱面环绕式 J~ v<Z/gm
Ø 多面式 o&*1Mx<+
Ø 楔形面 OdRXNk:k-j
Ø 球形面 3-32q)8
■ 单镜设计 EP I mh
■ 双镜设计 |kV,B_qz
;#/b=j\pi
[attachment=49133] ]S,I}NP
{ FQ
dDIj#
像散&斗鸡眼 MnKEZ: 2
|\?-k
[attachment=49134] C_O 7
BAm H2"
盲点 QEUg=*3W=
('
`) m
[attachment=49135] :Iwe> ;}
y+Q!4A
超级斗鸡眼 HtY\!_ Ea
Js^ADUy
[attachment=49136] ) ^%,\l-!
I$qL=
像散&斗鸡眼 6J Ree[
`{ F8#
[attachment=49137] a+\ Gz
}}grJh>tGg
双镜设计 mg'-]>$ $]
FjiLc=RXXz
（等视角，零畸变，无色差） 9]NsWd^^
Vize0fsD
[attachment=49138] ]}>GUXe)^
|V!A!tB
双镜设计基本结构 S)g5T u)
^_5$+
设计结果 .RJvu$U2j
Z`b,0[rG[
[attachment=49139] ' -w G
e
yTYg
最终结构 K<Yh' RvTD
BAoqO
Xv
[attachment=49140] %l: %c
2U~oWg2P
视场 IeN!nK-
Bu!Gy8 \
性能指标 Qg9{<0{u
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） 7
hnTH L
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） h3@mN\=h'
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） *#UDMoz<
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） -iH/~a
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） 'ARQ7 Q[`
Ø 色环：人眼无法分辨 3: mF!
f_raICO{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）
|
|