引言
TdGda'C 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。
^n8ioL\*i GX2 aV6} 产品目的
<Z{pjJ/ Ø 协调水下作业手眼一致性
eC%uu Ø 广视角
+c)"p4m Ø 单位放大率
)Ve-) rZ 设计目标
|-Rg]. Ø 单位放大率
0IZaf%zYc Ø 广角（从60度提升到160度）
Bmx+QO Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
P dgn9 Ø 小畸变
zED#+-7 Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
M) v\7a Ø 低视度调节
;]*V6!6RR Ø 低双眼差异
Xge]3Ub 起始
结构 U -RR>j /| 7@rH([{ 
Y~I$goT 0|6]ps4Z7 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
E :gS*tsY RF3?q6j , 
7D'-^#S5 'XW[uK]w) 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
<//82j+px H~Z$ pk% 
1XfH,6\8i (PVK|Q55y 
+65OR' d s*'L^>iZ 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
JFOto,6L: hz:^3F`>/& 设计方案
MmIV Tf4 Ø 柱面环绕式
7RXTQ9BS Ø 多面式
~bm
VpoI Ø 楔形面
* SAYli+@ Ø 球形面
PK&3nXF%4 ■ 单镜设计
48}L!m @ ■ 双镜设计
'K|Jg.2 +SM &_b 
NxOiT#YH 01N]|F: 像散&斗鸡眼
GUX! kj ]V*ku% L0 
@B.;V=8wJ tKr.{#) 盲点
A%Ov.~&\G }Iyr u3M][ 
L&D+0p^lI :eK(9o 超级斗鸡眼
i oIOyj eA4dDKX+ 
6CQ.>M:R 8}B*a;d 像散&斗鸡眼
0LX"<~3j f+ }Rj0A 
R,3E_me"} @ve4rc/LI 双镜设计
M lv cImOZx （等视角，零畸变，无色差）
B/:+(|
;f]p`!]
3 
O?p8Gjf 4=; . < 双镜设计基本结构
^[UWG^d "ITC P<+ 设计结果
Y N=dLr([< *8QESF9 
,H_b@$]n8 ym\AVRO{ 最终结构
>"OwdAvX 0r4,27w 
kn X*fp dz 3KBiq 视场
v jTs[eq> /0S2Om h 性能指标
TT85 G&# Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
5}
v(Ks> Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
WFGcR9mN? Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
Dw%V.J/&o Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
. J /x @ Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
+*W9*g l Ø 色环：人眼无法分辨
S.: m$s miW PLnw=L （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）
