引言
k7(lwEgNG 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。
LC e6](Z p<y \ ^a 产品目的
Qtt3;5m Ø 协调水下作业手眼一致性
<oSx'_dc Ø 广视角
pIKfTkSqH Ø 单位放大率
Z2-"N B 设计目标
*Xn6 yL9 Ø 单位放大率
>LB*5 Ø 广角（从60度提升到160度）
dqi31e{*2\ Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
1KjzKFnb Ø 小畸变
G-#rWZ& Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
f>m ! } F: Ø 低视度调节
!LsIHDs4 Ø 低双眼差异
c(!pcB8 起始
结构 NS "1zR+ ~3|)[R=+p1 
98vn"=3 AXv-%k}; 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
>D_)z/v?" '<O.J(N~4! 
&y-z[GR[{ *q@3yB} 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
]@CXUa,>a sWi4+PAM0 
6.a|w}C` :w7?]y6~S 
Ci2* 5n< CX ;
m8 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
?! 3u ?Kd bP%X^q~]A 设计方案
2 9&F _ Ø 柱面环绕式
2Tv
W 6 Ø 多面式
}{[JS=A^ Ø 楔形面
9 Fg: Ø 球形面
)r(e \_ n ■ 单镜设计
%H3 iX^}* ■ 双镜设计
} ^ *`&Lh A[^k4 > 
G\(*z4@G z : z\||f 像散&斗鸡眼
H)Z$j&S{ m]}EVa_I`/ 
.Vs|&c2im PeSTUR& 盲点
OUN"'p%% KXBTJ& 
( v$
i Ym $`EN 超级斗鸡眼
Z}3;Ych KYq<n& s 
(Sj<>xgd N5tFEV'G 像散&斗鸡眼
c]|Tg9AW 8[a N5M] 
uI3oPP> $ VS65SxHA 双镜设计
#(Yd'qKo Gbv bGEG （等视角，零畸变，无色差）
C%/@U[; < t"fL
RX 
xJOp ~fKG X3y28 %R 双镜设计基本结构
ler$HA%F] AR
g]GV/L 设计结果
u=0161g LwH+X:?i 
!.O;SG "i!W(}x + 最终结构
Q*8 x Bi1 Iomx"y]9 
T
^/\Rr Wq<H sJd/ 视场
af/0e}- BM87f:d 性能指标
ho!qXS Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
eGWwPSIp Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
iZ( Jw Y Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
\8k4v#wH Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
I~-sBMm(w Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
uTy00` 1 Ø 色环：人眼无法分辨
~b[5}_L=> D8b9 T.[( （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）
