引言 *[-% .=[7
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。 &3SQVOW ~T
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产品目的 X_}2xo|T
Ø 协调水下作业手眼一致性 *<P Qp
Ø 广视角 uK:?6>H
Ø 单位放大率 Iq@: n_ ~
设计目标 "t-u=aDl-.
Ø 单位放大率 aP%2CP~_ P
Ø 广角（从60度提升到160度） fI5]ed eS
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） XQW+6LEQ
Ø 小畸变 Jzg>Y?jN R
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） "gcHcboU5$
Ø 低视度调节 8J P{`)
Ø 低双眼差异 "pDwN$c
起始结构 B>hC8^.S|w
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理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） y |BRAk&n
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） om`x"x&6
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） }=1#ANM1
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设计方案 u~| D;e
Ø 柱面环绕式 ?R7>xrp5
Ø 多面式 mVg$z
Ø 楔形面 {bxTODt@
Ø 球形面 Sn I-dXNF
■ 单镜设计 }9& Z#1/
■ 双镜设计 tevB2' 3^
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像散&斗鸡眼 "f/Su(6{0
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盲点 |i)7j G<
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超级斗鸡眼 C+, JLK
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像散&斗鸡眼 k 8C[fRev
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双镜设计 5 XK}8\
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（等视角，零畸变，无色差） BoJYP
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双镜设计基本结构 (zW;&A
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设计结果 /%E l0X
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最终结构 z:R clDm
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视场 yc./:t1at>
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性能指标 ds@w=~
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） I)wjTTM5
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） Kd 2?9gaw
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） ?\_N*NEtK
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） OYcf+p"<\
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） Y^zL}@
Ø 色环：人眼无法分辨 8vzjPWu
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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）
