引言
1w5nBVC*$V 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&4#VLH^ [bcqaT 产品目的
2vXMrh\ Ø 协调水下作业手眼一致性
BoXCc"q[ Ø 广视角
Z(.Tl M2h Ø 单位放大率
<7zpH SFBq 设计目标
=_XcG! " Ø 单位放大率
/L~*FQQK> Ø 广角（从60度提升到160度）
9\xw}ph Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
}'{(rU Ø 小畸变
WULj@ds\~ Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
(=X16}n:> Ø 低视度调节
-L[K1;Xv" Ø 低双眼差异
JDP#t A3 起始
结构 cqq+#39iC DK- =Q~`! 
xs:{%ki |ga Zq!l 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
k X-AC5] ZLV~It&) 
81g&WQ ' %9Ue`8 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
T> z@;5C ZTun{ Dw{ 
QXrK-&fj u wHCsEp( 
g(`6cY[} w\M_3} 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
#B?7{#.1 crT[;w 设计方案
x4.
#_o& Ø 柱面环绕式
X4TUi8ht!] Ø 多面式
Qw ^tzP8 Ø 楔形面
.{} t[U Ø 球形面
nMnc&8r ■ 单镜设计
XkD_SaL} ■ 双镜设计
upJishy&I A~6 Cs 
h~1QmEat {Xp.}c 像散&斗鸡眼
S\,{ qhd 4S=lO?\"A 
94R+S-|P l>]M^=,&7 盲点
J0oR]eT} 9+/|sU\.% 
N.<hZ\].= :JS} (
超级斗鸡眼
(y36NH+ &zT~3 >2 
v:>P;\]r9M l{R)y TO 像散&斗鸡眼
KYQ6U.%W ^>" ?!lv 
83 h3C EQ $@x kKe" 双镜设计
pxF!<nN1, yx-"YV}5 （等视角，零畸变，无色差）
3k/Mig T G9i#_ 
!d^` YEfE zM '-2, 双镜设计基本结构
I,[EL{fz M~6I-HexT| 设计结果
NplSkv =VU2# O 
5J;c;PF N7_Co;#(zK 最终结构
B/71$i 6i4j(P 
PEWzqZ|!; `zL9d lZ 视场
`#ztp )& " duJl- 性能指标
*+AP}\p0F Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
u *<
(B Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
P#xn!fMi Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
Z K vh] Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
q
mB@kbt Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
hD*?\bBs0 Ø 色环：人眼无法分辨
vEsSqzc [=Z{y8#:J （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）
