引言 ?{s!.U[T@
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。 7Y$#*
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产品目的 Kq}/`P
Ø 协调水下作业手眼一致性 <3dmY=
Ø 广视角 sY4sq5'!
Ø 单位放大率 Ha l,%W~e
设计目标 Bl 5*sfjG
Ø 单位放大率 ]3@6o*R;
Ø 广角（从60度提升到160度） H"|xG;cf
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） YQ}xr^VA
Ø 小畸变 }m Rus<Ax
Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
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Ø 低视度调节 +Hz});ix<
Ø 低双眼差异 ~b+TkPU
起始结构 IYm~pXg^0
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理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） BZy&;P
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） qms+s~oA
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） 0z)
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设计方案 ugexkdgM
Ø 柱面环绕式 ji(W+tQ2Y'
Ø 多面式 /C(lQs*l
Ø 楔形面 D"o}X TH
Ø 球形面 70NQ9*AAy
■ 单镜设计 r\7F}ZW/
■ 双镜设计 <ijf':X=*
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像散&斗鸡眼 9"Vch;U$
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盲点 ;AV[bjRE\
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超级斗鸡眼 z @\C/wX
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像散&斗鸡眼 ylm*a74-X
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双镜设计 )cA#2mlS'1
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（等视角，零畸变，无色差） ?E1<>4S 8
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双镜设计基本结构 y<7C!E#b8
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设计结果 V<~.:G$3H
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最终结构 'n`+R~Kkh
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视场 P:GAJ->;]>
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性能指标 b~;gj ^
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） I&9_F% rX
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） wQR>S>p
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） .FUws
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） H#pl &/+
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） k
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Ø 色环：人眼无法分辨 N$1ZA)M
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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）
