引言
v-@@>?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。
M3;B]iRQD h<q`` hn> 产品目的
AG%aH =TKp Ø 协调水下作业手眼一致性
$'w l{D" Ø 广视角
c7 - j Ø 单位放大率
> ^}z 设计目标
p5ihuV, Ø 单位放大率
,@M PzpH Ø 广角（从60度提升到160度）
sIe(;%[` Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
U^I'X7`r Ø 小畸变
h[?28q$ Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
XFYl[?`G Ø 低视度调节
/PlsF Ø 低双眼差异
eA_4,"{ 起始
结构 ^~$
o-IX )k Uw,F=6 
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#14%?/ oB@ C-(M 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
s.R(3}/ A
|B](MW%O 
a;sZN USn ZVL0S{V-mh 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
J0k~% [z9i v~ 
~%ZO8X:^ xUU p ?]9y 
lAQ&PPQ FdD'Hp+ 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
K.SHY!U} ]S I`fja/ 设计方案
g`1i[ Iu2 Ø 柱面环绕式
Syb:i(Y Ø 多面式
idq= US Ø 楔形面
YH9BJ Ø 球形面
@{G(. S ■ 单镜设计
53c6 dl ■ 双镜设计
p#w,+)1!d ]c D!~nJ 
3ba"[C | (~~=<0S 像散&斗鸡眼
N'StT$( 6=FuH@Q& 
h?b{{ jB;+tDC!Co 盲点
B.o&%5dG f]EHDcC3X 
&fcRVku B4?P"| 超级斗鸡眼
S/4k fsN MB)xL-j O 
c=5$bo]LI JQb]mU%? 像散&斗鸡眼
\Z$*8z= Z7Kc`9.0| 
"](~ VF[J8 .*Z]0~ &| 双镜设计
B0:O]Ax6.^ $ _ y"P （等视角，零畸变，无色差）
\ ,WPFV `?)i/jko" 
A[o Ri}= IpWl;i`__ 双镜设计基本结构
b#b#r
j<c_*^/'9 设计结果
("{'], > xn-n{U" 
sG3%~ |qBo*OcO 最终结构
]k hY8it ~[C m#c 
0wx`y$~R #q\C"N5ip 视场
-6? 5|\ oyUf/ Sl 性能指标
M*x_1h5n Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
nPKj%g3h Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
76
y}1aa Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
- kJ`gdS Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
NTV0DkX Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
*+ b[v7 Ø 色环：人眼无法分辨
,QK>e;:Be {h2D}F （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）
