引言 yDBMm^
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。 ?O#,|\v?]
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产品目的 }VXZM7@u
Ø 协调水下作业手眼一致性 3!KEk?I]
Ø 广视角 1jQlwT(:
Ø 单位放大率 yM* < BV
设计目标 \dc*! Es
Ø 单位放大率 AoN |&o
Ø 广角（从60度提升到160度） 7W\aX*]
Ø 小尺寸（目标是小于60mm） E,:E u<
Ø 小畸变 u}IQ)Ma
Ø 无垂轴色差（全可见光波段） i ?pC[Ao-_
Ø 低视度调节 V(6ovJpA0
Ø 低双眼差异 LDv>hz o
起始结构 +%RB&:K7,
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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） *Wz\FixP0
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角放大率和畸变（45度视场角放大率1.59） wZ =*ejo
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色差（45度视场色差22分，人眼分辨率约为1分） x$\w^h \F
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设计方案 I &I
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Ø 柱面环绕式 @Tg +Kt
Ø 多面式 +zn207 .`
Ø 楔形面 h9L/.>CX
Ø 球形面 X mX
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■ 单镜设计 vAp?Zl? g
■ 双镜设计 h9 & V
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像散&斗鸡眼 0ge^p O\Z
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盲点 mrz@Y0mgL
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超级斗鸡眼 6 C|]Fm
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像散&斗鸡眼 hPHrq{YZ
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双镜设计 *PVv =SU
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（等视角，零畸变，无色差） hMiuv_EO !
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双镜设计基本结构 ;c_p a0L
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设计结果 op%?V :
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最终结构 g6. =(je
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视场 D< 4!7*9%
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性能指标 /:}z*a
Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中） FiQx5}MMhu
Ø 畸变：0.03%（5%可接受） mxRe2<W
Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
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Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受） Xkv+"F=-
Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算） 6/#5TdJA
Ø 色环：人眼无法分辨 Q4;br ?2H
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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）
