引言
azRp4~2? 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。
&7{yk$]* 9w1`_r[J 产品目的
p>+Q6o9O Ø 协调水下作业手眼一致性
qmNG|U& Ø 广视角
R#rfnP >
Ø 单位放大率
%"|W
qxv 设计目标
\(zUI Ø 单位放大率
PM QlJ& Ø 广角（从60度提升到160度）
u Oh Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
o,$K=#Iv Ø 小畸变
)t2 eg1a: Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
h66mzV: ` Ø 低视度调节
>3I|5kZ6 Ø 低双眼差异
i\#?M " 起始
结构 ~;t/VsgGW vSCJ xSt#e 
/38XaKc{6 QQ %W3D @ 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
Yq{R*HO }z2[w@M 
A yOy&]g 8}Q 2!,9Q 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
D23 c/8K SXNde@%
{ 
? 0:=+%. QM7B FS; 
oS<*\!&D D&DbxTi 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
L} K8cB >^ E*7Bfp 设计方案
Z
?F_({im Ø 柱面环绕式
#K/95!) Ø 多面式
| _nBiHjNn Ø 楔形面
#W4
" ^#2 Ø 球形面
ku#WQL ■ 单镜设计
{??bJRT ■ 双镜设计
U[Lr+nKo\ %Vk7 7( 
u7},+E)+B S.?DR3XLc 像散&斗鸡眼
#1WCSLvtV 'k[vcnSz\/ 
[*
|+ it+! "kjSg7m*: 盲点
p@oz[017/J @]Ac >& 
1I40N[ PE) RS nBG" 超级斗鸡眼
gSe3S-Lt WYIv&h <h" 
/-+ hMYe $ <3^( y 像散&斗鸡眼
1jpf t3 *x b,>>E^wd! 
DHZ`y[&}|N ZVrZkd ` 双镜设计
bGxHzzU} U.Y7]#P: （等视角，零畸变，无色差）
`^|l+TJG 1*.*\4xo 
FuG;$';H75 RrdLh z2N 双镜设计基本结构
5kojh _\ 8Y:x+v5 设计结果
*U`R<mV\ S 8)!70 
7}`FXB yet ~ 最终结构
\9 `.jB~< $)d34 JM 
d\2 5 oN`khS]_v0 视场
;d
FJqo82 +=sw&DH 性能指标
\ _?d?:#RD Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
9Q'[>P=1 Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
/Pg)@*~ Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
Q 9E.AN Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
gE w9<Y Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
U2v;GIo$yU Ø 色环：人眼无法分辨
WpRM|"CF (6b0rqP F （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）
