引言 d"e%tsj
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。 /^es0$Co.
nP3;<*T P0
产品目的 WPh |~]by<
Ø 协调水下作业手眼一致性 MSm`4lw
Ø 广视角 S
&lT KYP
Ø 单位放大率 ytcG6WN3
设计目标 9^[5!SMzCj
Ø 单位放大率 X?k V1
Ø 广角（从60度提升到160度） s5Bmv\e.i5
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） Z2pN<S{5
Ø 小畸变 8bKWIN g_n
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） +H m+ #o
Ø 低视度调节 ZE3ysLk m
Ø 低双眼差异 `__?7"p
)\
起始结构 6XxG1]84
Kr}M>hF+|
+8@`lDnr
7AFS)_w
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） %?9r (&
*Yk8Mj^_h
%J A&O
<:yq~?
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） 1p "EE~ v
2ZzD^:V[}
?M{ 6U[ ?
-GkK[KCH
d ;7pri)B
1j) !d$8
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） ; h(;(
-L4G WJ~.-
设计方案 n4_ :#L?
Ø 柱面环绕式 D` `NQ`>A
Ø 多面式 tP^mq>
Ø 楔形面 ,IZxlf%
Ø 球形面 U"Ob@$ROFy
■ 单镜设计 rj f=qh5s
■ 双镜设计 UE$[;Zg
'V9aB5O&
sq6% =(q(?
R&|)y:bg|
像散&斗鸡眼 AL$ Ty
mP
.&fS
kpr eTeA]
;>8TNB e!
盲点 ,m'#>d&zO
C.e|VzQ a
g l\$jDC9
/E
yg*#
超级斗鸡眼 YU0HySP:
?OYwM?Uf
4bJ2< j
7 te!>gUW
像散&斗鸡眼 _(kwD^x6O{
{Ljl4Sp&
4Z
p5o`*g2
IEr`6|X
双镜设计 cyP* QW[
$cpQ7
（等视角，零畸变，无色差） y#Sw>-zRq
LW
3J$Am
W
me1w\0
gx9sBkoq5D
双镜设计基本结构 k@)m- K
\V-
Y,!~5
设计结果 ue:P#] tx
OZ0%; Y0
K XbYv62
Dt'e<d Is
最终结构 xr3PO?:
0BP~ 0z
N4(VRA
WHavz0knf[
视场 N$ a-i
_ ,1kcD u
性能指标 L , Fso./y
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） xdU
pp~}+.
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） U*U )l$!
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） 5$Q`P',*Ua
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） Ywk[VD+.
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） AS"|r
Ø 色环：人眼无法分辨 QAnfxt6
Nv]/L +i
（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）
