引言 I(bH.{1n7
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。 T Jp(
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产品目的 QOcB ]G
Ø 协调水下作业手眼一致性 >QU1 _'1r
Ø 广视角 {(Drw~/@
Ø 单位放大率 ShxB! /s
设计目标 j{0_K +B
Ø 单位放大率 Wb68" )$
Ø 广角（从60度提升到160度） [l:3F<M
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） %f#3;tpC8
Ø 小畸变 O (<Wn-
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） b`PAOQ
Ø 低视度调节 G5 Y 8]N
Ø 低双眼差异 x0?8AG%
起始结构 12~zS
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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） 6cb;iA
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） 6,7Fl=<
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） 0e^j :~ *
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设计方案 $h`?l$jC(@
Ø 柱面环绕式 !t3)j>h:
Ø 多面式 .[? E1w e
Ø 楔形面 Vrf2%$g
Ø 球形面 OziG|o@I
■ 单镜设计 :(c2YZ
■ 双镜设计 +M/04
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像散&斗鸡眼 43W>4fsc
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盲点 dJ"3F(X
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超级斗鸡眼 H'-Fv!l?
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像散&斗鸡眼 )#l &F$
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双镜设计 /7De .O~H
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（等视角，零畸变，无色差） #\"8sY,j
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双镜设计基本结构 Ih!UL:Ckh
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设计结果 XL_X0(AKf
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最终结构 EJO:3aKa
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视场 _SjS^z~
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性能指标 fz31di9$
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） P.$U6cq
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） 8K*X]Z h
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） UTc$zc7
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） X0^gj>GI|
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） VG* BAFs
Ø 色环：人眼无法分辨 /xJ,nwp7
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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）
