引言
QN2*]+/h 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。
t(z (-G|& -tK; RQYax 产品目的
3 2iWYN Ø 协调水下作业手眼一致性
xvdnEaWe$ Ø 广视角
<M =W)2D7 Ø 单位放大率
z/P^-N> 设计目标
' F 6au[ Ø 单位放大率
$dVgFot Ø 广角（从60度提升到160度）
NSiYUAu g Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
eo<~1w Ø 小畸变
vZ_DG}n11 Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
*m K);@pL Ø 低视度调节
5JU(@}Db Ø 低双眼差异
{R1C xt} 起始
结构 % Zl_{Q]h st'?3A 
9sO{1rF 0-t 4+T 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
R+ #.bQg )K\k6HC. 
g`~lIt [=
&23ss / 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
Skk3M? W"}*Q -8W 
PTI'N%W soQv?4 
qG2\` +v x9&tlKKxf 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
9/X v&<Tn !+*?pq 设计方案
{C0Or O2: Ø 柱面环绕式
P`IMvOs& Ø 多面式
t#D\*:Xi Ø 楔形面
Tm~#wL
+r Ø 球形面
{7pE9R 5 ■ 单镜设计
RfKxwo|M< ■ 双镜设计
v\?\(Y55Y 2Z I pzH/8 
um0}`Xq ^ <1'X)n&Kw$ 像散&斗鸡眼
.}hZ7>4 - }&C!^v
o 
-) v p& - }Bod#|`
盲点
7N~qg 7& e,j ? _p 
kAQ\t?`x 3sg)]3jm2 超级斗鸡眼
KAZkVL 5Ret,~Vs9| 
$85o%siS' C5lD
Hw[CX 像散&斗鸡眼
~NW5+M(u 2S10j%EeI 
EV7+u0uN&Q Y ,pS/ 双镜设计
%Ty
{1'o d[ Fr （等视角，零畸变，无色差）
[ q+ 39 |Nd. '|g, 
VV}fW"_ND 4o a P"T@6 双镜设计基本结构
, "M UfZ y@8399;l 设计结果
6~Oje>w; Sdu@!<?B 
[;LPeO OFAqP1o{$ 最终结构
PM?Ri^55<L {R8P $
7 Caap/L: E~O>m8hF 视场
xg5@;p .j<B5/+ 性能指标
@/2wmza%2 Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
_.8]7f`*Gc Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
PH4bM Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
]3#
@t:> Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
Hr,gV2n Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
]}Hv,a
Ø 色环：人眼无法分辨
Pg8= T^H ) lC#R （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）
