引言
I=E\=UTG,5 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。
Ko0T[TNkh NUi&x + 产品目的
4l{La}Aj Ø 协调水下作业手眼一致性
WK SWOSJ Ø 广视角
VM3)L>x]/ Ø 单位放大率
`Z`o[]% 设计目标
~W gO{@Mw Ø 单位放大率
m}m|(;T Ø 广角（从60度提升到160度）
MA mjoH Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
&3 ~R-$P Ø 小畸变
?I.bC Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
@<1T&X{Z! Ø 低视度调节
b Olb Ø 低双眼差异
fb!>@@9Z 起始
结构 :y!{=[>M( QSo48OFs 
K!G/iz9SB H//,qxDc 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
ZN;fDv oFu( J 
"L)?dlb6T |y]8gL^ 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
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J4h9K nlx~yUXL4 
`b5pa `\4 q[.,i{2R} 
l'\m'I oh CakB `q(8 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
kPp 7;U2A -fx$)d~
设计方案
'p,54<e Ø 柱面环绕式
T
"t %>g Ø 多面式
Znh<r[p < Ø 楔形面
g^2H(}frc Ø 球形面
F)tcQO"G ■ 单镜设计
k?Iq 6 ■ 双镜设计
OWHHN< >uz3 O?z P 
/3 ;t
&] xNxSgvco , 像散&斗鸡眼
oSs~*mf cfW;gFf 
J po(O>\P meyO=> 盲点
Mg {=( No Al}%r85 
zAd%dbU| 0qo : M3 超级斗鸡眼
p w`YMk h!]=)7x; 
+@yT cz ,fD#)_\g2 像散&斗鸡眼
(,
u W- p!~V@l 
nTPq|=C ]KRw[}z 双镜设计
Sa$-Yf Fpy-? U （等视角，零畸变，无色差）
)Es|EPCx! JE/Kf< 
N/N~>7f 4#w Z#} 双镜设计基本结构
i(n BXV{ @7,k0H9Moa 设计结果
MJ I`1*( .OSFLY#[? 
~~3 BV, 7F wo t& 最终结构
6^"Spf] xIa8Ac 
45tQ $jr`1 p u6@X7W" 视场
59M\uVWR !"Qv V6Lq\ 性能指标
di]TS9&9 Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
UrEfFtH' Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
y^hCO:`l3 Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
p;9"0rj,z Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
'/QS
sZR Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
}w/6"MJ[n Ø 色环：人眼无法分辨
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m- :c`Gh< u （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）
