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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 V|`w/P9g4
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。 ul!e!^qwx
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产品目的 <]wQ;14;H
Ø 协调水下作业手眼一致性 E~K5n2CI
Ø 广视角 }h=}!R'm
Ø 单位放大率 t}x^*I$*
设计目标 "Iu Pg=|#
Ø 单位放大率 e4<[ |B!O
Ø 广角（从60度提升到160度） ^W* 3S[-`g
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） Fsi;[be$A
Ø 小畸变
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Ø 无垂轴色差（全可见光波段） 5q 95.rw
Ø 低视度调节 Cj1nll 8c
Ø 低双眼差异 m&{%6
起始结构 ~;D5j ) 9I
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[attachment=49129] & T&>4I!'M
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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） ee\xj$,
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[attachment=49130] </-aG[Fi
S*w; $`Y
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） H*R4A E0
Q)L6+gW^
[attachment=49131] GS&iSjw
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[attachment=49132] 7j~}M (s"
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） rfH Az
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设计方案 &)Z]nNVb
Ø 柱面环绕式 0*F<tg,+]
Ø 多面式 3 Xl!Z^W
Ø 楔形面 ujan2'YT
Ø 球形面 \wM8I-f!
■ 单镜设计 !v68`l15
■ 双镜设计 Gm.2!F=R4A
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[attachment=49133] C<yjGt VD
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像散&斗鸡眼 H%G|8,4
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[attachment=49134] Xn
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盲点 t~kh?u].j
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[attachment=49135] ~Hb2-V
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超级斗鸡眼 .)[0yW &
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[attachment=49136] D V=xqC6}
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像散&斗鸡眼 ,ocAB;K
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[attachment=49137] B*&HQW *u
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双镜设计 $9rQ w1#e
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（等视角，零畸变，无色差） _ 0 h)O
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[attachment=49138] cllnYvr3
Y0xn}:%K
双镜设计基本结构 ,HECH A_"
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设计结果 7QM1E(cMg
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[attachment=49139] Apbgm[m|{
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最终结构 L7 P M am
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[attachment=49140] 0;Z ] vl/|
rt C:3fDy
视场 g66x;2Q
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性能指标 9^1li2z k{
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） M~P h/
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） "5b4fQ;x
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） Qv;q*4_
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） o|Kd\<r Y
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） bu,xIT ^
Ø 色环：人眼无法分辨 b:(t22m#?
DsCbMs=Y
（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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