引言 Sz|;wsF{
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。 2{:bv~*I0F
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产品目的 Y -%g5
Ø 协调水下作业手眼一致性 .\ K0+b;
Ø 广视角 BO)K=gl;8
Ø 单位放大率 ejP273*ah
设计目标 9aky+
Ø 单位放大率 qO AK`{b
Ø 广角（从60度提升到160度） VX0q !Q
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） ?UCK
Ø 小畸变 \6~(# y
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） @( Q 'J`
Ø 低视度调节 / qp)n">
Ø 低双眼差异 OP>rEUtj
起始结构 w 64 /$
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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） 0h ^& `H:
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-wJ/j~ +m+
Qz6Ry\u
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） d( !W
}j9V0`Q
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=s3f{0G
N6yPu H
7J?`gl&C
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） Ch;C\H:X
67<Ym0+ =
设计方案 DMO 8~5
Ø 柱面环绕式 $}kT )+K
Ø 多面式 >HMuh)
Ø 楔形面 *Xm$w
Ø 球形面 !##OQ
■ 单镜设计 2eNA#^T=
■ 双镜设计 _4H
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像散&斗鸡眼 ipy 1tXc
\Eqxmo
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'B ul_D4B
盲点 Z1u:OI@(
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H$GJpXIb
.C$4jR.KC
超级斗鸡眼 PU|
X+V>
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像散&斗鸡眼 Hqsj5j2i
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双镜设计 !8'mIXZ$
`+Ko{rf+9
（等视角，零畸变，无色差） ea n_/E
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)L^GGy8w
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双镜设计基本结构 ZV :cg v
kTJz .
设计结果 df @r2 /Y
c -1Hxd YD
VG,O+I'^z
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最终结构 1D@'uApi.
HP`dfo~j
o{C7V *
Rn] `_[)*~
视场 ^P)W/2
6;|6@j
性能指标 TV^m1uC
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） 0[ (Z48
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） kH&KE5
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） |ATz<"q>
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） u; -_%?
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
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Ø 色环：人眼无法分辨 #2&DDy)B f
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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）
