引言
pl7!O9 b o 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。
A y56@_d2 E~N}m7kTl/ 产品目的
d} WAP m Ø 协调水下作业手眼一致性
Zu+Z7@$}/ Ø 广视角
@Z |cUHo Ø 单位放大率
y<#y3M!\ 设计目标
"`
9W"A= Ø 单位放大率
Rr RCT.+E Ø 广角（从60度提升到160度）
<X;y
4lPZ Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
M)|}Vn;! Ø 小畸变
ap=M$9 L' Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
szKs9 er& Ø 低视度调节
yWX:`*GV Ø 低双眼差异
Llg[YBJ7> 起始
结构 y#T":jpR KH[%HN5v 
4Ly!:GH3T Y> 7/>x6 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
rV1JJ.I e`C' 5`d] 
:uMD$zF'5 &d6'$h:kHb 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
,AM6E63 *;4r|# LG 
_#-( XQ a VT-&"Jn 
0iHK1Pt} O'j;"l~H| 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
NShA-G N5 VxsW3*` 设计方案
BWQ
(>Z" Ø 柱面环绕式
1_yUv7uhX Ø 多面式
kw1PIuz4& Ø 楔形面
C' ny 2>uA Ø 球形面
:~`E @`/ ■ 单镜设计
_-&Au%QNJ` ■ 双镜设计
' 8dgYj ,.F,]m= 
E8)C_[QJ` F K+jfr [ 像散&斗鸡眼
O </ < scrNnO[3j 
Hk.+1^?% +[D=2&tmk 盲点
c\-I+lMBi "X }!j>- 
d D!} P$ ("IRv>} 0 超级斗鸡眼
L5PN]<~T DJ=miJI' 
+EkZyM~ z2 q/&Z6LJ) 像散&斗鸡眼
k>2 x m Mi:$<fEX 
8l)^#"ySA 'w!Hjq]$ 双镜设计
*I>1O* fMhMB |W. （等视角，零畸变，无色差）
VNA VdP nh,N (t 9 
=|am=Q?Q ']4sx_)S 双镜设计基本结构
gK`6 NUj X} g!Lp 设计结果
1<Zv Hv Vb0hlJb 
x|E$
f+ .M l}cE$L 最终结构
He&d VP #;2Ju'e#z 
"y>l2V,4j% oIX]9~ 视场
}1 Q]C"hY +loD{
性能指标
mp !6MO Q Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
S'2B Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
K)F;^)KDHf Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
4l>/6LNMF Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
mu|#(u Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
(<2PhJ| Ø 色环：人眼无法分辨
wnha c} h6la+l?x （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）
