引言
Wx Pu{N 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。
E ~}@56ER} f2h `bO 产品目的
WO;2=[#O; Ø 协调水下作业手眼一致性
^ .3(o{g Ø 广视角
JG ^fu*K Ø 单位放大率
.X1xpi% 设计目标
<S[]VXy Ø 单位放大率
F:$*0! Ø 广角（从60度提升到160度）
e^!>W %.7Z Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
m8}c(GwcP Ø 小畸变
I{nrOb1G( Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
.)(5F45W g Ø 低视度调节
hW<TP'Zm* Ø 低双眼差异
%Z~0vwY 起始
结构 MZIZ"b bi{G
:xt 
7a0T] 0*J},#ba$ 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
D9yAq' k$ . E8G j'yO 
" fXs! =w !>/#U 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
eP(|]Rk a~*wZJ 
5,_DM
R6m6bsZ` 
7&`Yl[G E\5Cf2Ox 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
%ztv.K(8 aM5Hp>'nI 设计方案
jjT)3
c:J[ Ø 柱面环绕式
l=&\luNz Ø 多面式
`;
+UWdAR Ø 楔形面
PenkqDc} Ø 球形面
+b
sc3 ■ 单镜设计
E"< -To ■ 双镜设计
Mg~62 u Q3 0T R 
zhZ!!b^6< H |%'$oWp 像散&斗鸡眼
dBm!`;r4 uqHI /4 
zI7iZ"2a *<ILS Z 盲点
d-{1>\-_ GMKY1{ 
.Lm 0$o* ` ~ugyUpY" 超级斗鸡眼
wh2Ljskda8 _{2/ QP} 
&gdhq~4# 2n3!p Z8 像散&斗鸡眼
frRO? " ?=$(7uc 
(`"87Xomnn O0_kLH$. 双镜设计
6f*QUw~ Pi5($cn （等视角，零畸变，无色差）
=m-nv XD
Tcp aZ
'x 
(DQ ]58& e ~ %=H 0n 双镜设计基本结构
LV8{c!" rVM?[_'O 设计结果
%~I%*=o[ Oj1B @QE 
VmON}bb[zz AOM@~qyc
最终结构
6KE?@3;Om -\&b&; _ 
y:YJv x6&4 ~o27~R ] 视场
B-oQjr- G2yQHTbl 性能指标
M*Ri1 Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
avb'dx *q> Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
#k
t+
)> Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
ipD/dx. Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
1StaQUB Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
\:jJ{bl^A Ø 色环：人眼无法分辨
dmYgv^t H`OJN . （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）
