引言 ]ErAa"?
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。 xKIm2% U9
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产品目的 U oBu0Rx
Ø 协调水下作业手眼一致性 "&>$/b$
Ø 广视角 =0O`V Sb
Ø 单位放大率 Wb^Yq qE
设计目标 0OlB;
Ø 单位放大率 z m_mLk$4H
Ø 广角（从60度提升到160度） 6\ (\
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） ,%D \
Ø 小畸变 8Kv=Zp,?`
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） O.!|;) HQ
Ø 低视度调节 )=2 iGEVW
Ø 低双眼差异 >/-<,,<\C
起始结构 tEZ@v(D
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理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） z$S)|6Q
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） qm8[ ^jO&
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） "Q-TLN5(
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设计方案 OZD nU6
Ø 柱面环绕式 yB,$ 4:C
Ø 多面式 #r >
Ø 楔形面 RCg Z GP
Ø 球形面 0c
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■ 单镜设计 c? >@P
■ 双镜设计 6|~N5E~SX
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像散&斗鸡眼 6X KiVP;h%
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盲点 MB%yC]w8
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超级斗鸡眼 3E)
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像散&斗鸡眼 U\s.fIr
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双镜设计 6F
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（等视角，零畸变，无色差） RoS&oGYqR
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双镜设计基本结构 N`,ppj
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设计结果 BE>^;` K
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最终结构 < A@}C+
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视场 J[ ; g
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N hG?@N
性能指标 r}T(?KGx
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） @$ mh0K>
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） g6aIS^mU
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） UZvF5Hoe+O
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） eO% w
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Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） :O)\+s-
Ø 色环：人眼无法分辨 EC;R^)
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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）
