引言
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( {t4dm 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。
|>tKq;/ X@LRsg 产品目的
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%|86:* Ø 协调水下作业手眼一致性
t 0|!(3 Ø 广视角
17G'jiY H Ø 单位放大率
O0pD d4)" 设计目标
NR5oIKP? Ø 单位放大率
C86J
IC" Ø 广角（从60度提升到160度）
i5K[>5 Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
:=\Hoz Ø 小畸变
Te}8!_ohyC Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
obNqsyc77R Ø 低视度调节
),ma_{$N Ø 低双眼差异
j{9D{ 起始
结构 !VI]oRgP |(q9" 
tj luk {yB&xj[z 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
al9t^ w6 W}"Uw 
kT'u1q$3Vo =yyp?WmC8 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
N,;5{y1;J #~l(]h@
) 
h?;T7|^ >w^YO25q 
vDxe/x% kMt 8/ E` 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
%+K<<iyR| R]btAu;Z 设计方案
|]ZYa.+: Ø 柱面环绕式
:"I E Ø 多面式
yRfSJbzaf\ Ø 楔形面
*UmI]E{g3( Ø 球形面
/S (zff[at ■ 单镜设计
NF0%}II&xK ■ 双镜设计
@ Q/-s9b (C@~3!AVa 
.On|uC)! nC}6B).el 像散&斗鸡眼
Tny%7xSx1 naw0$kXTA 
4@ML3d/ (3 #Cl
1]f 盲点
fmiz,$O4? ##V5-ZG{: 
% ve:hym* JMz;BAHT 超级斗鸡眼
N 0= ac5 !cA yTl(_ 
]5$eAYq a8i]]1B lz 像散&斗鸡眼
0 rX x RQ U 9A~9"O 
3rcKzS7 .G)(0z("s 双镜设计
<B6&I$Wc+ kLn i{IYN7 （等视角，零畸变，无色差）
.72S o T V8HnUuz 
@g$Gti <p\6AnkMr 双镜设计基本结构
%y |)=cm[ k'IYA#T6 设计结果
YH%'t=
<m X(\fN[; 
`9uB~LY^i I>[RqG 最终结构
fe_yqIdk r!HwXeEn/ 
'iGzkf}j gUpb4uN 视场
Qz z W x2 >b6-OFJx 性能指标
L}}y'^( Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
1!1 beR] Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
l*k POyB Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
3&[>u;Bp Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
j|/]#@Yr Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
9v }G{mQ# Ø 色环：人眼无法分辨
7A\~)U @ MwR 0@S}* （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）
