引言 ;
p+C0!B2
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。 q-1vtbn
^^V +0 l
产品目的 8\)4wa z$
Ø 协调水下作业手眼一致性 K7$Q .
Ø 广视角 g \+!+!"~
Ø 单位放大率 >!PM5%G
设计目标 ?y%Mm09
Ø 单位放大率 <%4pvn8d?&
Ø 广角（从60度提升到160度） ` &)
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） .|:(VG$MfI
Ø 小畸变 D41. $t[
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） zzC{I@b
Ø 低视度调节 %YuF w|wO
Ø 低双眼差异 #BEXj<m+J
起始结构 K-(C5 "j_
](+u'8
JBV
06T_4o
u3 X!O
理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度） '*U_!RmQ
Q>z (!'dw
SbtZhg=S_
QVb{+`.7
角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） '\pS Up
8`<3rj
Kk %
I N9
us#ji i.<
8 0U(q/H%9
3! KyO)8
色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） YEiw !
I'J-)D`
设计方案 [MAvU?;
Ø 柱面环绕式 REOWSs$'
Ø 多面式 meD83,L~N
Ø 楔形面 h?QGJ^#8
Ø 球形面 \O>;,(>i
■ 单镜设计 ?+]
■ 双镜设计 f1\mE~#}
Z1\=d =
yTWicW7i
|UQGZ
像散&斗鸡眼 qz-lQ
R|\kk?,u
8[)"+IFN
[xDn=)`{V
盲点 m7cG ]a~ a
7U)w\A;~
fHF* #
J32"Ytdo<
超级斗鸡眼 cS",Bw\
. N5$ s2t
ad<ZdO*h
ocj^mxh =O
像散&斗鸡眼 M r~IVmtf
1:Raa 5
K
&G
[TmZ\t!5$
双镜设计 {UuSNZ[^
ib(4Y%U6~
（等视角，零畸变，无色差） jq[Q>"f
` 9DW}
ZGS4P 0$
RPTIDA))
双镜设计基本结构 IP#qT
`=}
/6 '5 uP
设计结果 'Y5l3xQk
pq,8z= Uf
7!g4 `@!5M
%bB:I1V\
最终结构 Z"9D1Uk
qc/)l~]?g{
E>1%7"
i<
nhB.>ReAi
视场 97^)B4
\~:_ h#bW
性能指标 ?f vK<0S`
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） Gr|102
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） j'LO '&sQ(
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受） NY%=6><t!
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） i=`@)E
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） 03 I*@jj
Ø 色环：人眼无法分辨 xU;Q ~(
$G#)D^-5G
（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）
