引言
puEu)m^ 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。
h_\W 7xt g0;6}n 产品目的
jr-9 KxE Ø 协调水下作业手眼一致性
e-lc2$o7{ Ø 广视角
>I&s%4 Ø 单位放大率
*Id[6Z 设计目标
4)L};B= Ø 单位放大率
mOLz(0 Ø 广角（从60度提升到160度）
+#X+QG Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
ZR{YpLFQ Ø 小畸变
x&EMg! Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
L}g#h+GP[ Ø 低视度调节
a ^O>i#i Ø 低双眼差异
U2Ky4UFm 起始
结构 @XcrHnH9 dWhqu68_ 
Z
6][9o n
\&H~0X 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
YXdo&'Q<qX 2IkyC` 
&{q'$oF yaHkWkl
= 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
\y7Gi}nI Sm|TDH 
e?]H Ny xz +;1JAL3 
l$W)Vk<B(T 87+u` ~ 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
PdRDUG{Jy 7+6I~&x!Lz 设计方案
5.kKg=a Ø 柱面环绕式
YnCuF0> Ø 多面式
"tA.`* Ø 楔形面
ZHj7^y@P Ø 球形面
N5x I;UV9' ■ 单镜设计
AthR|I|8 ■ 双镜设计
#N y+6XM ( "<4Ry.u 
/7-FVqDx8 ~BnmAv$m[ 像散&斗鸡眼
h]VC<BD6S IZd~Am3f 
AD6 b 'BVI ^H4 盲点
0 r; tI" C9>^!?> 
|n(b>.X PevT `\> 超级斗鸡眼
4v#s!W =#&+w[4?&. 
v~YGef;D d%p{l)Hd 像散&斗鸡眼
9h6siK(F /-=h|A#Kh 
T~?&hZ> H8Z |gq1r 双镜设计
7--E$ !9O, "!D,9AkZS （等视角，零畸变，无色差）
tS,AS,vy] Jl$
X3wE 
~P*{%= a ~cfvL*~ 5 双镜设计基本结构
SzUH6|=.R= j& L@L.d 设计结果
#aKUD Nfmr5MU_ 
b$`/f:_ wiM4, 最终结构
[Z!oVSCZD% 4-C'2 ? 
R~RE21kAc F$O $Y[ 视场
Xl>ZnI] ; KJt6d`ZN 性能指标
*nV"X0& Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
$3eoZ1q'U- Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
mdc sL~R Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
9]I{GyH Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
Bc< pD?uOK Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
@q{.shqo Ø 色环：人眼无法分辨
<J.q[fd1 * FrV8_ [ （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）
