引言 Yn ~f nI{
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 r
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产品目的 9u( pn`e 3
Ø 协调水下作业手眼一致性 9Bt GzI\
Ø 广视角 }MRgNr'k
Ø 单位放大率 |"SZpx
设计目标 _:m70%i
Ø 单位放大率 .pUB.l$)
Ø 广角（从60度提升到160度） -pYmM d,
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） PF`uwx@zH
Ø 小畸变 7y|U!r"Y
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） p2gdA J
Ø 低视度调节 9<_hb1'
Ø 低双眼差异 m|
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起始结构 dP8qP_77A~
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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） #AGO~#aK
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） ~JL
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） Z {^!z
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设计方案 $\P /
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Ø 柱面环绕式 bPOPoq1#
Ø 多面式 daKZ *B|
Ø 楔形面 #'&-S@/nQs
Ø 球形面 ` 7iA?;
■ 单镜设计 QlGK+I>y;
■ 双镜设计 K:U =Y$ x
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像散&斗鸡眼 YdCl
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盲点 IE \RP!
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超级斗鸡眼 `?$-T5Rr
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像散&斗鸡眼 )isS^O$qH
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双镜设计 961&rR} d
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（等视角，零畸变，无色差） #eKKH]J/
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双镜设计基本结构 X]}ai 5
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设计结果 3/vtx9D
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最终结构 4}N+o+
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视场 "-S!^h/v
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性能指标 Ut~YvWc9
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） )b nGZ8h99
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） ^kNVQJiZyG
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） kVtP~
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） E~q3 o*
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） jF6Q:`k
Ø 色环：人眼无法分辨 a)2l9
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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）
