引言
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OM_$ y 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。
h6D<go-b56 7Jyy z,!5 产品目的
]_ __M Ø 协调水下作业手眼一致性
jUYWrYJ Ø 广视角
'j8:vq^d Ø 单位放大率
<e=#F-DE 设计目标
HSE!x_$ Ø 单位放大率
{0Yf]FQb-a Ø 广角（从60度提升到160度）
p J!
mw\: Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
!21FR* Ø 小畸变
vA F
"n Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
B[Ku\A6& Ø 低视度调节
/ |;RV" Ø 低双眼差异
Fx_z 6a 起始
结构 r"gJX FF`T \&u 
:1. L}4"gg ul6]! Iy 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
urs,34h p SH=%u> 
K *vt;L rK6l8)o 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
hc(#{]]. b5dD/-Vj 
hP%M?M KC r4b 6 c 
W dK #ZOR Tj` ,Z5vy 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
.]Y$o^mf B?gOHG*vd> 设计方案
x*\Y)9Vgy Ø 柱面环绕式
k<nZ+! M Ø 多面式
~|D Ut Ø 楔形面
wtLO!=B Ø 球形面
I3{PZhU. ■ 单镜设计
F h&G;aEq ■ 双镜设计
!7O+og L R6<X%*&% 
h ohfE3rd @|Cz-J;D 像散&斗鸡眼
GE:vp>>}` !3c\NbU 
L^/5ux }1L4 "}L. 盲点
R3)~?X1n 3)t.p>VgO 
a_^\=&?' n:I,PS0H< 超级斗鸡眼
z> 1Pz( ]`!> 6/[ 
kUL' 1!j7 ;>U2|>5V 像散&斗鸡眼
?8H8O %Z8 > y m,{EHK 
!]A &)#
ihK_ 双镜设计
b"<liGh"n- TM__I\+Q （等视角，零畸变，无色差）
L81ZbNU?$ ;R Z ) 
58}U^IW X FVE>/H 双镜设计基本结构
\S `:y?[Y x xHY+(m 设计结果
Z\bmW%av w8")w*9Lmg 
wyH[x!QX IkL #SgY 最终结构
*?@?f&E/ NR$3%0 nC6 
<`8n^m* o*+" | 视场
]#i igPZ7 nmee 'oEw 性能指标
\Gef \ Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
Ko| d+ Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
np|S y;: Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
yt+L0wzzB Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
9 &dtd Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
WM Dl=6 Ø 色环：人眼无法分辨
>>4qJ%bL 0Uz"^xO[" （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）
