引言
'3?\K3S4i 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。
48Mpf=f` Ox@sI:CT 产品目的
3\Xbmq8} Ø 协调水下作业手眼一致性
w+N> h;j Ø 广视角
3"O>&Q0c Ø 单位放大率
]8T!qS(UJd 设计目标
G#?Sfn O0 Ø 单位放大率
/ 4lvP Ø 广角（从60度提升到160度）
s&NX@ Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
nB!&Zq Ø 小畸变
b?Ki;[+ O Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
D&S26jrZ Ø 低视度调节
&o<F7U'R Ø 低双眼差异
6,9o>zT%H 起始
结构 ^.>jG I%rB - Y='_4s 
=MvjLh" s f/V
2f]. 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
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w08?DD]CDt mVR P~:+ 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
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B`
k\ EL' X@f "-\ 
!U5Wr+8 3 Yc'kvj)_M 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
~I} &V T ' Tc]KXD6 设计方案
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Q Ø 柱面环绕式
[B|MlrZ
Ø 多面式
Eb dfV-E Ø 楔形面
*Q, 0W:~- Ø 球形面
7R\oj8[ ■ 单镜设计
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4 ■ 双镜设计
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>>5NX"{ k bMYMx.[ 像散&斗鸡眼
QPfc(Z ~SnSEhE 
PoT`}-9 Q V&D l_ 盲点
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19j+ lCSvH :Cp'm'omb 超级斗鸡眼
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-]t,E,(! qIAoA . 像散&斗鸡眼
.;*s`t {1b Zg 
6#Q K%[1!> J; f!!<l \ 双镜设计
U~ck!\0&T Gqy,u3lE （等视角，零畸变，无色差）
f?'JAC* fOMvj%T@2 
E,f>1meN= a! u
rew# 双镜设计基本结构
%C=]1Q=T) pe{; ~-|6 设计结果
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~mR'Q-hi< npN B{J[ 最终结构
6A=8+R'`F |USX[j m\ 
*Otg* , \ {Pc<u
gfl 视场
ZE/o?4k*c1 ^tCd L@$AS 性能指标
Co3:*nbRv Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
]hbyELs Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
PxfY&;4n! Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
rrCNo^W1 Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
37RLE1Yf Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
xu'yVt9RC Ø 色环：人眼无法分辨
Vb'7> @-&s: Qli （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）
