引言
/(L1!BPP9m 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。
g wjv&.T6^ DppvUiQB!a 产品目的
,&l *AB! Ø 协调水下作业手眼一致性
6h*bcb#C Ø 广视角
H.S| njn:r Ø 单位放大率
ba1QF zN 设计目标
rG%_O$_dO Ø 单位放大率
2&f= 4b`Z Ø 广角（从60度提升到160度）
! g :G{b Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
}pZnWK+ Ø 小畸变
^?0,G>I%- Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
[GT1,(}.
Z Ø 低视度调节
aRKG)0= Ø 低双眼差异
M@8 6u^80 起始
结构 8[p6C Jl) cG"<*Xi < 
n>+W]I&E -Af`AX 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
XD>@EYN<X z4UQ:z@ 
<NsT[r ~C f6C+2L+Hr 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
.B n2;nO bg. KkJMrR 
(ZSSp1R v }Q(I& uz 
No|{ rYYKK } dlNMW 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
a2FIFWvW 74OM tLL$ 设计方案
O|m -k0n Ø 柱面环绕式
Nr+1N83S} Ø 多面式
@Ec9Do> Ø 楔形面
LJ#P- `!{& Ø 球形面
fJV VW ■ 单镜设计
Q1B! W ■ 双镜设计
(R,n`x2^ 8TvPCZ$ x 
J#WPXE+Ds 7FFYSv,[: 像散&斗鸡眼
{q4"x5| '2#fkH[. 
g >oLc6T "MN' %"/ 盲点
o%5Ao? z~ S"z4jpqn3 
xK ux5u _ sva$@y7b 超级斗鸡眼
Or|LyQU % s yBm 
GUX X|W[6 )HE yTHLtJ 像散&斗鸡眼
Z&!$G'X s[bKGn@ 
96j2D8= w 2kve?/ 双镜设计
5gEK$7 Vp lEs/_f3;A （等视角，零畸变，无色差）
M
XQ7%G 9tQk/niMM5 
Z;:-8 HPDY B~rK3BS 双镜设计基本结构
^" - 2fJ j>23QPG`6U 设计结果
W&#Nk5d ^Pwq`G A 
0qd`Pf NKrk*I"G 最终结构
jL$X3QS: +\Q@7Lj 
HC+R :Dz 'l;|t"R12 视场
uy~j$ lrn ,s K-gw 性能指标
<^paRKEa+# Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
S]m[$)U%@ Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
CqV
\:50g Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
2 ]wh1) Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
{ `> x"Y5 Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
%94"e7Hy Ø 色环：人眼无法分辨
G39t'^ZK*# QWEK;kUa@ （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）
