引言
y0sce 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。
Q8%_q"C t|eH'"N%o 产品目的
~<f[7dBv Ø 协调水下作业手眼一致性
l@Vv%w9H Ø 广视角
'"fJA/O Ø 单位放大率
V-}}?c1 F 设计目标
IO)# O< Ø 单位放大率
^APtV6g Ø 广角（从60度提升到160度）
!*}UP|8 Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
OIL8'xY.w Ø 小畸变
&K\80wGK Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
,JE_aje7 Ø 低视度调节
?:J_+? {E Ø 低双眼差异
];LFv5" 起始
结构 -p &u= 8^ >c_%e} 
<mE`<-$ B6Kl_~gT 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
"vSKj/] s:}? rSI 
<'~m1l#2 ^~;i a7V&2 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
X+aQ 7^"s :rUMmO - 
R~4X?@ZB _ \6v @ 
b$ 7 ]cE
gHLI>ew*QR 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
<ToBVG X mkn1LzE|F 设计方案
din,yHu~ Ø 柱面环绕式
> \ Dy Ø 多面式
FAEF Ø 楔形面
f\<r1 Ø 球形面
(QiA5!wg ■ 单镜设计
e~SK*vR% ] ■ 双镜设计
0I)$!1~O) W5
F\e[Ax5 
$+'H000x 2bNOn%! 像散&斗鸡眼
vd4@ jZ5 Io]FDPN 
HU $"o6ap ^-_*@ e*JE 盲点
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A)&FcMO*z R@\}iyM 超级斗鸡眼
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jmID@37t 4k ;FZo]S 像散&斗鸡眼
OoSk ^U) ! I@w3` 
EL ?(D Y<xqws 双镜设计
zeHF-_{ lGd'_~'= （等视角，零畸变，无色差）
7AV{
h[J KNx/1 lf 
|h]V 9= d . wGO]" 双镜设计基本结构
*,\"}x* !g|O.mt 设计结果
VL9w Ru; ^c\O , *: 
}%_|k^t _!03;zrO 最终结构
Sa= tiOv +~^S'6yB 
V.GM$ GJ,&$@8) 视场
. EKlw## l_^OdQ9D 性能指标
W{}$c`,R Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
?"x4u# x Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
V?u#WJy/ Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
QtW9!p7( Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
D\Ak-$kJ^ Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
GcVQz[E Ø 色环：人眼无法分辨
6 8tyWd} d51lTGH7Z （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）
