引言
9 v 3%a3 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。
FR^(1+lx& )(V!& w6 产品目的
68QA%m'J Ø 协调水下作业手眼一致性
_Gtq]`y Ø 广视角
{?uG] G7 Ø 单位放大率
ItxC}qT 设计目标
\Xpq=2` Ø 单位放大率
.azA1@V| Ø 广角（从60度提升到160度）
I><sK-3 Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
\O=t5yS Ø 小畸变
5: vy_e& Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
l*-$H$ Ø 低视度调节
<IwfiI3y Ø 低双眼差异
eh /QFm
4 起始
结构 WUK{st.z +Z/aB*aVa^ 
NR.YeKsBq L(`Rf0smt 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
' Ivr =- D:#e;K 
4l~B/"} `VXC*A
角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
a&C }' e" ,}23 
#xNXCBl ]O \(;X3h 
$E6bu4I JXAH/N& i 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
I%tJLdL ZnZ`/zN O 设计方案
"
"{#~X} Ø 柱面环绕式
xC
YL3hl Ø 多面式
cIO M}/gqv Ø 楔形面
HOb0\X Ø 球形面
;S}_/' ■ 单镜设计
'[`pU>9 ■ 双镜设计
2[~|6 @n @ $2xiE.[ 
't#E-+o tWa_-Un3 像散&斗鸡眼
V)3S.*] 'w`3( ':= 
s\i o9'Ec eGk`Z> 盲点
lQl Wer.VL 
_28vf Bl? 97\9!)`, 超级斗鸡眼
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4$ $0 ` 
S T25RJC =plU3D2 像散&斗鸡眼
tY0C& u2 s* UO!bH a 
RJ~I?{yR0[ [.LbX`K: 双镜设计
3!2TE - C?fa-i0l^ （等视角，零畸变，无色差）
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ioBI d D9-D%R, 
G;yh$n<" ^gd[U C-"w 双镜设计基本结构
Qv/Kb w
N{ \zv?r :1t 设计结果
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6rg?0\A< /qObXI 最终结构
$Y&rci]
A-5'OI 
tp?<
e &M2SqeR62; 视场
MrFi0G7u ;=F]{w]$+ 性能指标
Z hYOz Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
I+g[
p Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
E'wJ+X9 + Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
e{fm7Cc)D Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
1PnWgu Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
fL R\@f Ø 色环：人眼无法分辨
:Miri_l J={R@}u （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）
