引言
xXbW6aI" 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。
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9 产品目的
K{iYp4pU Ø 协调水下作业手眼一致性
qq/Cn4f N8 Ø 广视角
:DD4BY Ø 单位放大率
Nr)(&c8 设计目标
OY)x
Kca Ø 单位放大率
4e(@b3y Ø 广角（从60度提升到160度）
oM VJ+#[x Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
lC2xl( #! Ø 小畸变
|&'*Z\*ya Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
u-W=~EO5# Ø 低视度调节
25TEbp[dy Ø 低双眼差异
V^ :\/EU 起始
结构 9W 8Dp?: ?- VN+
d7 
qkEy$[D9 -Av/L>TxlI 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
$DVy$)a!u tY#^3ac 
y5#_@ 8sg *qQ 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
c;e ,)$)-| Z\ Q7#dl 
W6PGv1iaW> W) _B(;$] 
#-W5$ 1 = Dz[| $dV 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
pI!55w| 4{R` 设计方案
'*k\IM{h Ø 柱面环绕式
ob;oxJ@[c Ø 多面式
Bb o* Ø 楔形面
\Q$);:=q Q Ø 球形面
[q@%)F ■ 单镜设计
v Zxy9Wmc ■ 双镜设计
okv7@8U#p @|@43}M]C- 
o i?ak j oG>=o 像散&斗鸡眼
. .t= Y# BpC Sf.zZ 
pGFocw a$GKrc,z 盲点
6i4j(P *"
)[ Srbg 
+ D@ R'$N G$j8I~E@ 超级斗鸡眼
_e' mG'P( K+\hv~+@ 
(}:xs,Ax I%Awj(9BS 像散&斗鸡眼
8M|Q^VeT,1 l.BNe)1!22 
PjHm#a3zg% 6yb<4 @LOb 双镜设计
UO wNcY ?]z
._I`E （等视角，零畸变，无色差）
0#JBz\ kD>vQ? 
-%.V0=G(Z 4!jHZ<2 Z 双镜设计基本结构
d(!N$B\[5T $W]bw#NH 设计结果
CmTJa5: dUZ&T y^{ 
{aSq3C<r 93\,m+- 最终结构
2}b bdX x sn( }5; 
N[-)c,O zYL^e @ 视场
4Z ] 35* %vXQ Sz 性能指标
W}RR_ Gu Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
5 %Gf?LyO Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
0YL0Oa+7 Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
#k)\e;,X Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
=S,<yQJ Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
Q)>'fZ) Ø 色环：人眼无法分辨
Vz*'^=(o& H~Cfni; （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）
