引言 &/]en|f"
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。 {x_.QWe5
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产品目的 +9b{Y^^~T
Ø 协调水下作业手眼一致性 I]v2-rB&-
Ø 广视角 |VWT4* K
Ø 单位放大率 [g/D<g5O
设计目标 M ONX&$
Ø 单位放大率 Wn(!6yid
Ø 广角（从60度提升到160度） 5p[}<I{
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） z}!g2d
Ø 小畸变 Bdw 33z*m
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） O@T,!_Z f
Ø 低视度调节 CvY+b^ ;
Ø 低双眼差异 #y:D{%Wp
起始结构 xR0T' @q
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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） R VatGa0
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） sE% $]Jp
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） q*&R&K;q
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设计方案 Food<(!.>
Ø 柱面环绕式 \;X7DK 2
Ø 多面式 JI5o~; }m
Ø 楔形面 bqcCA9 1
Ø 球形面 k XSX<b <%
■ 单镜设计 .T'@P7Hdx
■ 双镜设计 h 3CA,$HJ
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像散&斗鸡眼 X2|~(*
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盲点 a `R%\@1
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超级斗鸡眼 L^sjV/\oW
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像散&斗鸡眼 `6U!\D
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双镜设计 +=3=% %?C
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（等视角，零畸变，无色差） "n%s>@$
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双镜设计基本结构 YZol4q|ic
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设计结果 S I}s
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最终结构 |to P8 6
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视场 9wvlR6z;u
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性能指标 kBo:)Vej4
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） cLtVj 2Wb
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） b#VtPn]
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） 5n@YNaoIb
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） J&xZN8jW
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） Yuv i{ 0
Ø 色环：人眼无法分辨 7r:h_r-
YF5}~M ymF
（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）
