引言 9 S<87sO
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。 PZT ]H?
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产品目的 5hhiP2q
Ø 协调水下作业手眼一致性 4 t C-msTf
Ø 广视角 $ 8"we
Ø 单位放大率 t)#d R._q
设计目标 \2UtT@3|C
Ø 单位放大率 a&sVcsX
Ø 广角（从60度提升到160度） 7o+JQ& fF;
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） f *Xum[
Ø 小畸变 @yGK $<R
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） fbl8:c)I
Ø 低视度调节 Sckt g p8
Ø 低双眼差异 ;)6L X-
起始结构 # NoY}*
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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） wgN)*dpuI
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） z<3{.e\e
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） B4&K2;fg_
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设计方案 Ky r3)1#J
Ø 柱面环绕式 k=nN#SMn
Ø 多面式 `4x nM`:L"
Ø 楔形面 =DL
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Ø 球形面 @4O;dFOQ)
■ 单镜设计 I[x+7Y0k9
■ 双镜设计 .wdWs tQ
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像散&斗鸡眼 u|.c?fW'3
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盲点 qe/|u3I<lF
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超级斗鸡眼 rfz\DvV d
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像散&斗鸡眼 brdfj E 8
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双镜设计 !{WI N%O
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（等视角，零畸变，无色差） I7S#vIMXR.
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双镜设计基本结构 US.7:S-r"
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设计结果 id" -eMwp
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最终结构 QAk.~ ob
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MS=zG53y
视场 Cj +{%^#
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性能指标 {,9^k'9
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） $;V?xZm[
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） c1wP/?|.>
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） v90)G8|q
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） K:cZ q3F
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） }~akVh`3
Ø 色环：人眼无法分辨 h {5K9$9=
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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）
