引言
LFI#wGhXVk 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。
!b"?l"C +u D#G%WT/" 产品目的
FieDESsX> Ø 协调水下作业手眼一致性
S3:AitGJ Ø 广视角
fd4C8>*7G Ø 单位放大率
M+0PEf. 设计目标
~ ;LzTL Ø 单位放大率
\"1>NJn&k) Ø 广角（从60度提升到160度）
<^\rv42'(2 Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
m`9nDiV Ø 小畸变
<)p.GAZ Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
w`;HwK$ , Ø 低视度调节
qXg&E}]:= Ø 低双眼差异
*68 TTBq( 起始
结构 )Xh }N
p"#\E0GM 
| DV?5>> fO$){(] ^ 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
: {#O #n'.a1R 
p_h/hTi 4SZ,X^]I> 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
Bl*}*S PU $8)XN-%( 
eD?&D_l~6 oX;.v9a 
2}A)5 P *K {YgU23;q 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
V2ih/mh b!P, +!< 设计方案
a(|6)w- Ø 柱面环绕式
7-``J#9= Ø 多面式
jZ |M$I3* Ø 楔形面
uhh7Ft#H Ø 球形面
)A$"COM 4 ■ 单镜设计
PqV
F} ■ 双镜设计
=3 .dgtH >[AmIYg 
N< 9 c/V ^o{{kju 像散&斗鸡眼
q1T)H2S z_!IA
] v 
v-tI `Qpb 68XJ`/d 盲点
:$$~$P T82 `-bZ 
`Pvi+:6\Y &KjMw :l 超级斗鸡眼
{^z73Gxt, \ZZ6r^99 
XI\Slq fAgeF$9@
像散&斗鸡眼
$6a9<&LP_ w' K7$F51 
hOwb
509T ? \r 双镜设计
(oG YnN,2 0f6o0@ （等视角，零畸变，无色差）
&VGV0K3 Dp ]p`y 
J<0{3pZY L5bq\ 双镜设计基本结构
lxyTh'
w7Yu} JY^ 设计结果
p^pd7)sBr e *2^ 
EB}B75)x l+9RPJD/: 最终结构
ubM1Q r `;j1H<L 
w a_{\v= 9^XZ|` 视场
,^([aK
UjI./"]O 性能指标
] 0X|_bU Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
,D;8~l lM Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
/x??J4r0 Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
C}h(WOcr`X Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
K1 "HJsj Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
M t4 Ø 色环：人眼无法分辨
46=E- T q g>VtPS5 y （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）
