引言
^coCsV^CW" 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。
u ^#UsOt+ [ 1G wcXr 产品目的
y?cN Ø 协调水下作业手眼一致性
!Th5x2 Ø 广视角
zWPX Ø 单位放大率
7.2G}O6$ 设计目标
Ay Uw Ø 单位放大率
:~vg'v~C Ø 广角（从60度提升到160度）
}72\Aw5 Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
P,zQl; Ø 小畸变
/0>'ZzjV, Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
XD8Cf! Ø 低视度调节
?(zCv9Pg Ø 低双眼差异
=84EX <B 起始
结构 >/RFff]Fh0 P cbhylKd 
S~r75] " .dYv.[?hL 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
{a \! 1~ y k!K 5 
l(x 0d } >y !I5O 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
3ouy-SQ " ;Cf@}i> 
{tOf0W| a/s5Oit2'X 
{o^tSEN!- LV 1drc 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
6n]jx:CZ, Q "NZE 设计方案
Y>C0 5?> Ø 柱面环绕式
QSzht$ 8 Ø 多面式
h$sOJs~6h Ø 楔形面
mc`Z;D/mt Ø 球形面
;`xCfOY( ■ 单镜设计
=!DX,S7 ■ 双镜设计
Q)XH5C2X iEI#J!~ 
atd;)o0*0 mw^ >dv? 像散&斗鸡眼
r"K! ]Vw ;:oX e*d 
$;(@0UDE H;<>uE Lie 盲点
:B=Gb8? g/6 8&
M 
D=%1?8 K ? Hdu=+ZV 超级斗鸡眼
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nVoW ER: sMVk]Mb 像散&斗鸡眼
x'?p?u~[ -Op^3WWyY 
+-),E. Ad ,n+%"e 双镜设计
_UZ PQ[ F#L1~\7 （等视角，零畸变，无色差）
o(DG 3qk
SmDNN^GR 
0#=xUk#LP` 7@g0>1Fz 双镜设计基本结构
8PVjNS/ ~uq010lMno 设计结果
D/"vel V S,5 >/'fy0 
rZ n@i WcT= 5G 最终结构
C+M]"{Y+ JvvN>bg 
'wYIJK~1
dR_6j} 视场
32H F&P+0% !&b|
[ b 性能指标
Sx
J0Y8#z Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
|By[ev"Kh% Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
ZI1]B944ni Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
7T6Zlp Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
cNwH Y
Z' Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
xk/-TXB
0 Ø 色环：人眼无法分辨
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# - G/qfd|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）
