引言
"5204I 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。
= o4gW`\z jO-T1P']Y 产品目的
6 2#@Y-5 Ø 协调水下作业手眼一致性
xXlx}C Ø 广视角
nC(Lr,( Ø 单位放大率
(8baa.ge 设计目标
RN&6z"| jR Ø 单位放大率
++n_$Qug Ø 广角（从60度提升到160度）
zs6rd83# Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
)t((x Ø 小畸变
VTU(C&"S Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
aJ@lT&. Ø 低视度调节
*j( UAVp Ø 低双眼差异
fZoQQ[s 起始
结构 zm8k,e +5- g&{CEfw& 
-<L5; eLLOE)x 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
,Wtgj=1!. W[sQ_Z1C 
j\"d/{7Q yuC|_nL 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
M3Qi]jO98 l$[,V:N 
Sk:x.oOZ 0"Euf41 
R;pIi/yDRe ?9%$g?3Z 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
V>`9ey!U ^q`RaX) 设计方案
[kTckZv Ø 柱面环绕式
[+8*}03 Ø 多面式
wwv+s ~(0 Ø 楔形面
M)U)Sc zHO Ø 球形面
g6+5uvpd ■ 单镜设计
@-Y,9mM ■ 双镜设计
re,}}' 9R">l5u 
dd6%3L{cn i9V, 像散&斗鸡眼
!x\\# 9 =**Q\ Sl 
OO'zIC<z GXk
|p8 盲点
GvvKM=1 6oFA=CjU{ 
\%9QE Q5l+- 超级斗鸡眼
u/Nc X p>f ?Rw_ 
F>5b[q6~4 Sn^M[}we 像散&斗鸡眼
g7lPQ_A* ;Wa&Dg/5` 
bvHQ # :}H :`lP+y?a1 双镜设计
;)SWwhQ +md"X@k5* （等视角，零畸变，无色差）
vR>GE? s6
D F=Rd# 
h(GS M'v .XVL JJ# 双镜设计基本结构
JStEOQF4 d c_2 nF 设计结果
B#}EYY G{O{
p 
keG\-f xn@ oNKD0 最终结构
+WKN&@ 1
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Oqt{ uTI~ kBnb9'.A1 视场
[@B!N+P5; |/$954Hr#< 性能指标
+\u\BJ!LAJ Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
FQE(qltf, Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
pSEaE9AX% Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
Y Xh!+} Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
,rF!o_7 Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
9'e<{mlM Ø 色环：人眼无法分辨
]"htOO J\p-5[E （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）
