引言
X;>} ;LiK 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。
M3 `A&*\; #_\~Vrf(# 产品目的
3vD,hL`& Ø 协调水下作业手眼一致性
^k##a-t<_> Ø 广视角
1 `\kXaG Ø 单位放大率
z 59J=?| 设计目标
[nD4\ x+ Ø 单位放大率
VNXVuM )c Ø 广角（从60度提升到160度）
rM |RGe Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
Z+ 7S,M Ø 小畸变
#::vMnT Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
*^_!W'T{j Ø 低视度调节
zy;w07-) Ø 低双眼差异
v}D! 起始
结构 MEUqQ4/Gl AFED YRX 
}iAi` _\0; c Zr4 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
4iW 2hV@m k]g\`
gc 
s&</zU' `_i-BdW 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
`<d>C}9 UMaKvr-C& 
@eWx4bl +Z*%,m=N( 
sA .yb,Fw Km -B=6*QY 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
6B{Awm@v}X $ 1ZY
Vw 设计方案
bP@ _4Dy Ø 柱面环绕式
OpQa ! Ø 多面式
FoQk Ø 楔形面
vxx3^;4p Ø 球形面
=
xk @ Q7$ ■ 单镜设计
i$bBN$<b< ■ 双镜设计
y[rLk _T$\$v$ { 
H"l'E9k.&p b.;W|$ . 像散&斗鸡眼
3F1Z $d( !A o?bs' 
}^q#0`e(y }d(6N&;"zN 盲点
VUb*,/hxa S)%x22sqf 
pxj"<q`nw8 x 3 S 超级斗鸡眼
n6f|,D!? )EoG@:[ 
icmD Pq KX`,7- 像散&斗鸡眼
w6_}]
&F <4g^c& 
`O/)q^m1L y(k2p 双镜设计
rL=$Wxd PU FcA0 \`0M （等视角，零畸变，无色差）
kXW x )v q}jf&xUWzH 
[> ;O'> U VT8TN-T 双镜设计基本结构
qJ@?[|2R ;
F=_ozWV* 设计结果
$$@Tg kg?o J*k4&l 
Y"@k vd ect?9S[!y 最终结构
!Xm : $KH SxDE3A-: 
5IMH G%W7 d,77 L 视场
P*SXfb"HC J{y@ O 性能指标
/2:r }O Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
X$*
'D) Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
JI&>w-~D Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
vl<J-+|0C Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
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8 Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
9\8""- Ø 色环：人眼无法分辨
-n9 e-0 OjN]mp-q （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）
