引言
#WG(V%f] 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。
n#fg7d% P$QfcJq&c* 产品目的
2g v(`NKYE Ø 协调水下作业手眼一致性
zBR]bk\ Ø 广视角
S {H8}m|MW Ø 单位放大率
}bTMeCgI 设计目标
#>V;ZV 5" Ø 单位放大率
uQNoIy J) Ø 广角（从60度提升到160度）
tpctz~ . Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
<.2Z{;z Ø 小畸变
q.t5L=l^
r Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
N!3f1d7R Q Ø 低视度调节
.PxM
#;i2 Ø 低双眼差异
v]!7=>/2 起始
结构 tpD?-`9o P Th
Ya 
k4P.}SJ? G~ Sfpf 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
1 ,J. T_dd7Ym'8 
^pP
14y*go {%Y7]*D 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
V_QVLW \ 4[Ta,;t 
HKwGaCj` v> 5F[0gE 
gr=`_k4~1 one>vi`= 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
Y(f-e, ~83P09\T% 设计方案
(r4\dp& Ø 柱面环绕式
SJ-Sac58r Ø 多面式
@n (In$ Ø 楔形面
*Y ZLQT Ø 球形面
\zUsHK?L"t ■ 单镜设计
11sW$@xs
9 ■ 双镜设计
G;;~xfE' I'C , ' 
qg/5m; U LayU)TIt 像散&斗鸡眼
2'U9!. o i.] zq 
<GN?J.B
_1'Pb/1 盲点
`N|CL fL;p^t u3 
UJ[a& b Ev16xL8B 超级斗鸡眼
Kc0OLcu^d )QD}R36Ic 
' r%oOZk)z bB-v ar 像散&斗鸡眼
@U JmbD{ (T01 hR& 
p/~k w:I rYQ@"o0/Y 双镜设计
b3lpNJ J X;:xGZ- oY （等视角，零畸变，无色差）
Uj )]nJX kVv
<tw 
}o- P Pa +BE[z 双镜设计基本结构
Rjl __90
[B`P]}g L: 设计结果
S+Yg!RrNqj 2\de |' 
.<%M8rcj /p0LtUMu 最终结构
]s@8I2_ a7G2C oM8 
8 zWPb w>_EM&r6~u 视场
Zd ,= J
* ?_SnZ 性能指标
&NeY Kh? Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
I >Q,]S1h Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
h +D=/:B Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
FaE o rQ Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
:j<JZs>`R Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
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b#Rc Ø 色环：人眼无法分辨
w lg#c6#q d|RmU/) （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）
