引言 MXsC m(
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。 1GaM!OC 9
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产品目的 X0}+X'3
Ø 协调水下作业手眼一致性 *\n- yx]
Ø 广视角 |#Gug( '
Ø 单位放大率 Sb/`a~q ^
设计目标 fK0VFN8<I
Ø 单位放大率 =^9I)JW
Ø 广角（从60度提升到160度） J [k,S(Y
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） ' 1 }ybSG
Ø 小畸变 w
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Ø 无垂轴色差（全可见光波段） ^?~WIS
Ø 低视度调节 BQ;F`!Hx?
Ø 低双眼差异 qdOUv f
起始结构 ;UAi>//#
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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)7|m
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） Z w`9B
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） `q$a
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设计方案 jR_o!n~5
Ø 柱面环绕式 &*JU
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Ø 多面式 7;i [
Ø 楔形面 <NYf !bx
Ø 球形面 T! yI+<
■ 单镜设计 e|e"lP
■ 双镜设计 =>LQW;Sj z
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像散&斗鸡眼 F*['1eAmdY
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盲点 yW)&jZb"(
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超级斗鸡眼 !j8
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像散&斗鸡眼 O}3|UI!`
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双镜设计 nSr_sD6"
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（等视角，零畸变，无色差） uz
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双镜设计基本结构 4Nl3"@<$
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设计结果 Q`m9I
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最终结构 ]k# iA9I
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视场 Ow50M ;E
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性能指标 ;W?mQUo:P8
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） %}}?Y`/W )
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） )&s9QBo {b
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） \&MJ(F>vJ
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
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Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） E;rS"'D:
Ø 色环：人眼无法分辨 Y.b? .)u&
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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）
