引言
#2<.0@@
TI 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。
&U^6N+l9 0>}
FNRC 产品目的
9D#"Ey Ø 协调水下作业手眼一致性
yr9%,wwN Ø 广视角
J!b
v17H" Ø 单位放大率
-r )Q| U 设计目标
F'^6 ra9 Ø 单位放大率
!B5 }`*1D Ø 广角（从60度提升到160度）
; m`k#J? Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
r -&Rjg Ø 小畸变
1S / KT4 Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
3)b [C&` Ø 低视度调节
Z7a~M3VnZ Ø 低双眼差异
00X~/'! 起始
结构 q1Gc0{+) $ lz \t e 
biLx-F c 6c>cq\~ E 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
p uEu v6F Ih oV80b 
8@pY:AY Eh/B[u7T[ 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
{>$ i)B yE1M+x./ 
> ={?H?C VSns_>o 
WsO' 4~X9 ++=t|ZS
U 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
/Z`("X?_Kf *S ,5 设计方案
GG@GjP<_ Ø 柱面环绕式
#D4g NQg@R Ø 多面式
^'9 :n\SKQ Ø 楔形面
Hs,pY(l ^ Ø 球形面
8s^CE[TA ■ 单镜设计
- "`5r6 ■ 双镜设计
n3Uw6gLD 7 L2$(d4 
QlT{8uw ) 3<">1] /, 像散&斗鸡眼
UolsF-U }' qbcaiU`-^" 
@Tk5<B3 l`"i'P 盲点
2UqLV^ZY R
<Mvwu 
^U1 @
hq*u YhQ;>Ko 超级斗鸡眼
6_xPk`m a ;@G 
N<XS-XB , KA^r,I w 像散&斗鸡眼
C(/{53G( 2L?jp:$;X 
zX=K2tH +Wgp~$o4 双镜设计
i
b $2qy cPu<:< F[ （等视角，零畸变，无色差）
N HI(}Ea|] H$G`e'`OZ 
/XEt2,sI9 ?4QX;s7 双镜设计基本结构
FZdZ GK R1A| g =kF 设计结果
"}/$ xOl" 1dsMmD[O 
E+'P|~>oX C| or2 最终结构
j_w"HiNBA _6O \*|'6 
}\
^J:@ FR5P;Yz %H 视场
i"4&UJu1; ON r}{T%@/ 性能指标
Z@i"/~B|4\ Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
Lt|'("($* Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
3y9R1/! Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
g$CWGB*%lm Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
q-tm `t*7 Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
9| ('* Ø 色环：人眼无法分辨
-(ev68'}W CN(}0/ （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）
