引言
.0 Kc|b=w 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。
`FGYc uc>":V 产品目的
V1&qgAy~ Ø 协调水下作业手眼一致性
?o6X_UxW! Ø 广视角
X- ZZLl# Ø 单位放大率
u*T( n s
l 设计目标
~].?8C.>* Ø 单位放大率
[=Bcc T: b Ø 广角（从60度提升到160度）
o (k{Ed Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
45?% D} Ø 小畸变
,v%' 2[} Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
uOO\!Hqq Ø 低视度调节
lvsj4 cT Ø 低双眼差异
6 CCm1F{` 起始
结构 U`aB&[=$ [ {$%9lm 
e }Mf N; '] & f 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
p|C[T]J\@ 0NeIQr1N_ 
<D[0mi0 Y4C<4L? 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
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L
vc :% YF)]B |I 
:h(` eC 5X f]j=_ 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
RfOJUz 6w=`0r3hy 设计方案
kO5lLq E Ø 柱面环绕式
Pa6pq;4St Ø 多面式
}v's>Ae~p Ø 楔形面
&+n9T?+b Ø 球形面
T](}jQxj ` ■ 单镜设计
dU#-;/}o ■ 双镜设计
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*a\6X(
~ q Jag >OY 像散&斗鸡眼
lYTQg~aPm ~nTj't2R 
8IA1@0n& zXM,cV/s 盲点
H %c 6I p#Cjk L 
P}]o$nWT AN:yL
a! 超级斗鸡眼
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BY.k.]/ W&=OtN
U! 像散&斗鸡眼
4 s ax )Xh }N 
*X ( :vET D3 yTN" 双镜设计
J Cq>; br. .G8>U XX （等视角，零畸变，无色差）
$'%GB $. z 7ik/> d? 
B
ytx.[zbX J\r\_P@;c 双镜设计基本结构
~g\~x 6,A|9UX=` 设计结果
~PI2G 9 0eNdKE 
=w! ik9 4%^z=% 最终结构
a$ "nNm D? }! EVf 
W48RZghmx
%+H _V1F 视场
!,$#i Y>8Qj+d 性能指标
D xV=S0P Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
8u2k-_9 Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
wX0D^ )NtF Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
r*+~(83k Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
>`\.i,X .D Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
tL$,]I$1+ Ø 色环：人眼无法分辨
I&{T 4.B:U ==OU d6e} （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）
