引言
4Mt3<W5 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。
;hT3N UCA 2F4<3k! & 产品目的
kWr1>})' Ø 协调水下作业手眼一致性
'uu*DgEr Ø 广视角
_XZ
Gj:V Ø 单位放大率
#V k? 设计目标
&^`Wtd~g Ø 单位放大率
l2F#^=tp Ø 广角（从60度提升到160度）
pDS[ecx Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
4C;;V m4~ Ø 小畸变
/~,*DH$) Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
Cl0kR3Y Ø 低视度调节
wd` p> Ø 低双眼差异
hK?GIbRZ 起始
结构 <* 5S7)]BP [2@:jLth= 
M5I`i{Gw F_@B ` , 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
x6cG'3&T }qWnn>h9xv 
FGVw=G{r $ }/tlA&e 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
t0 e6iof^o [N,+mX 
P^te 8a6.77 c 
=%U &$d|@G vu(
5 s 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
}3lG'Y#Kpy Q>5f@aN 设计方案
DOWWG!mx Ø 柱面环绕式
J!Z6$VERy Ø 多面式
Cu@q*:' Ø 楔形面
dA<%4_WZty Ø 球形面
DuC#tDP ■ 单镜设计
h1~h& F? ■ 双镜设计
"`M~=RiI -r *|N.5c 
`:&RB4Z U$2Em0HO} 像散&斗鸡眼
5( <O?#P UL K] ' Rn 
x-i,v"8 Sh#N5kgD 盲点
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Q0xGd(\ `)cI^ ! 超级斗鸡眼
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(1x8DVXNN 像散&斗鸡眼
lITd {E,+r K~ #?Y,}O 
/ /NV_^$y (rFkXK4^J 双镜设计
4 A+g-{d b'pwRKpx （等视角，零畸变，无色差）
X>$Wf3 gw)z*3]~s 
D2VYw<tEA 5& %M L 双镜设计基本结构
XoD :gf
T"99m^y 设计结果
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KKpM=MZ Rir0^XqG 最终结构
T^!Q(`* 4 Pr^>m 
& &CrF~
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m{z= 视场
{ccc[G?>.Q 8b0j r t 性能指标
G 9Xkim Q' Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
ZC2aIJ Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
Foq3==*p Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
;G`]`=s#Lq Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
2{RRaUoRb Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
9+ Mj$ Ø 色环：人眼无法分辨
4U\>TFO %UdE2 D'bC （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）
