引言
1OCeN%4]Qk 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。
;oW 6 NJ $'BSH4~|. 产品目的
dJ JP3} M/ Ø 协调水下作业手眼一致性
&"f"; Ø 广视角
>s>1[W @* Ø 单位放大率
R!\_rc1/ 设计目标
8@i7pBl@ Ø 单位放大率
+b0eE ) Ø 广角（从60度提升到160度）
G&D7a/G\ Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
Q sZx)
bO Ø 小畸变
.7e2YI,S Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
<*16(!k0 Ø 低视度调节
[I '0,y Ø 低双眼差异
_< k\FU
r 起始
结构 27
]':A4_ =mS\i6 63 
^U
`[(kz= 2|3)S`WZl 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
;& < {ey LJd5;so- 
qkt0**\ zKw`Md 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
u$DHVRrF< ~ zHjMo2 
:[wsKFaV+ F"&~*m^+ 
5b*M*e&=C wW7eT~w 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
`|6'9 ve MH 设计方案
+ln9c Ø 柱面环绕式
S |SV$_
( Ø 多面式
v25R_""~ Ø 楔形面
61SlVec*o8 Ø 球形面
+AR5W( & ■ 单镜设计
QqFR\6 ■ 双镜设计
~Mx!^ o C< . =2] 
I KqQ>Z-q~ Id_2PkIN$~ 像散&斗鸡眼
@W s*Q TlV p2ogn}` 
s %qF/70' W =j[V
Oq 盲点
*AG#316 ".W8) 
mkYqpD7 M .x=<:upp 超级斗鸡眼
fa++MNf}3 =:&ly'QB& 
T^Y([23 )[PtaPWeT 像散&斗鸡眼
4[;X{ ! 9X j7~, 
N9jH\0nG 7({]x*o*% 双镜设计
VRI0W` Y n@lr6s （等视角，零畸变，无色差）
hM;lp1l ePr&!Tz# 
\!k1a^ZP =osv3>&q 双镜设计基本结构
I,0q4 }\%Fi/6Z { 设计结果
F$ #U5}Q lwrC pD . 
<J`0mVOX eM$s v 9? 最终结构
5_- (<B oXb;w@: 
EK;YiJ Tw""}|] g 视场
8zRP (+&W ; \]b T ;# 性能指标
KVn []@# Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
,cB\ Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
tn Pv70m Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
K
P Oa|$ Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
|y 0(Q V Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
M_"L9^^> N Ø 色环：人眼无法分辨
!a7[ 8& h| ,:e;>} （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）
