引言 #k%3Ag
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。 A@/DGrZX
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产品目的 yVPkJ
Ø 协调水下作业手眼一致性 \FOX#|i)
Ø 广视角 s)]Z*#ZZ
Ø 单位放大率 m,n V,}@J
设计目标 <DS+"#
Ø 单位放大率 CL(,Q8yG
Ø 广角（从60度提升到160度） mfu >j,7l
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） p9<OXeY
Ø 小畸变 W%]sI n
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） ZyqTtA!A
Ø 低视度调节 `~( P
Ø 低双眼差异 \K 01 F
起始结构 @URLFMFi
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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） NF= FbvNe
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） #)%N+Odnr
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） ? ,r bD 1
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设计方案 5|1&s3/f
Ø 柱面环绕式 z) 5n&w
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Ø 多面式 [Dq7mqr$
Ø 楔形面 #&">x7?5
Ø 球形面 jG{ } b6
■ 单镜设计 ovCk :Vz
■ 双镜设计 #;juZ*I
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像散&斗鸡眼 u0$7k9mE
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盲点 c} mJ6 Pt
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超级斗鸡眼 *NV`6?o@6
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像散&斗鸡眼 G"MpA[ a_
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双镜设计 p"H8;fPA0
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（等视角，零畸变，无色差） -7ct+3"J
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双镜设计基本结构 5?;'26iC
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设计结果 ^&&dO *0{
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最终结构 ZX-9BJ`Q
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视场 H.idL6*G
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性能指标 ?R pT_u
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） {]<D"x ;
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） qoZ* sV
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） T]^F%D%
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） <Dm6CH
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） {'DP/]nK
Ø 色环：人眼无法分辨 NYP3uGH]
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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）
