引言
u,&^&0K, 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。
1Z9qjV%^ B>2tZZ ko 产品目的
Z l*X?5u Ø 协调水下作业手眼一致性
5-M&5f. Ø 广视角
,v{rCxFtvU Ø 单位放大率
SLh (9%S; 设计目标
|o\8 Ø 单位放大率
iRrl^\qn Ø 广角（从60度提升到160度）
_'(, Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
w u)w Ø 小畸变
^/r7@: Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
.FLy;_f+ Ø 低视度调节
sQ
fFu Ø 低双眼差异
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_hi 起始
结构
O VV]x{ 0PWg;>^' 
B&@?*^. }5h qD BK? 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
`DC2gJKk% IP(Vr7-v 
s D=n95`v $g
sxO!G 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
C_7+a@?B v61[ .oS 
6Aku1h {|'E 
G%s 2P.cd "T|PS 6R~ 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
CY "/uSB 9pX&ZjYP- 设计方案
A T%u%cE- Ø 柱面环绕式
svq<)hAf< Ø 多面式
/bi}'H+# Ø 楔形面
*" {lMZ + Ø 球形面
`I3r3WyA ■ 单镜设计
W' s ■ 双镜设计
F~P%AjAx' * cgI.+ 
>Vwc3d jJ5W>Q1mK$ 像散&斗鸡眼
Wh.?j>vB sn)3Z A 
!s&NT @ S LS917ci- 盲点
_ iir<} P 9vA7[ 
sL\L"rQN6 BYMi6w ts 超级斗鸡眼
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[_Qa 9e v uoQz\ 像散&斗鸡眼
RE/~#k@a IyWI5Q"t 
sk=-M8;\ !K'} K>iT 双镜设计
i*@< y/&' s;6 CExH （等视角，零畸变，无色差）
<OIIoB?t x;8A!8w 
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ET[X q Yj6*NZ* 双镜设计基本结构
t({W
[JL n\^Tq<] a 设计结果
lLF-{ C,NJb+J 
C,v(:ZE$J7 /,g ,Ch<d 最终结构
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:N , f[>L|?e 
]3X@_NYj T Kg aV;92 视场
.~l=zu 1f":HnLRM 性能指标
*U
P@9D Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
UOx kO Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
''0fF_ P Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
[E/ \#4b Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
CD ~z=vlK- Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
n}!PO[m~ Ø 色环：人眼无法分辨
AMyIAZnYq) w%JTTru （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）
