引言
BC5R$W. e 由于水和空气的
折射率差异，平面潜水镜的放大率为1.3倍位，而水中的视角则只有大约60度。并且，其
成像效果严重受到垂轴色差（“色环”）和畸变的影响。对于水下作业应用（例如水下焊接），这些问题将导致难以协调手眼一致性，这是极其不希望看到的。因此，设计一款具有大视角（140度），单位放大率的潜水眼镜则可谓是一项令人称奇的非凡任务。在这份文档中，将会涉及这项任务的
光学设计问题，同时包含设计过程和结果。
x |gYxZ ,g4T>7`&U% 产品目的
"T h ;YJu Ø 协调水下作业手眼一致性
7j HrLsB Ø 广视角
&- !$qUli Ø 单位放大率
mM~&mAa+Z 设计目标
@ NL37 C Ø 单位放大率
b|*+!v:I>T Ø 广角（从60度提升到160度）
M& )yr^ Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
1]Cd fj6@ Ø 小畸变
D2J) qCK1) Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
7H|0 . Ø 低视度调节
G`/4 n@ Ø 低双眼差异
6@"E*-z$ 起始
结构 0~P]Fw ^w mw Mu1# 
H?FiZy *[Y ?2R!n" m-d 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
t 1~k+ v
V;]? 
\y6Y}Cv I!}V+gu= 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
}{kn/m/ FS!9 j8 
RCi8{~rIvS ).0p\ .W~ 
|onLJY7) {:=W)
37U 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
Efo y]6P\ Dm$SW<!l| 设计方案
auqN8_+= Ø 柱面环绕式
e
z_c; Ø 多面式
O3)B]!xL Ø 楔形面
nE?:nJ|%E Ø 球形面
T tnJ
u* ■ 单镜设计
0l /7JH_@V ■ 双镜设计
K9Onjs% U Y ]Z& 
Q&lb]U+\u +Z-{6C 像散&斗鸡眼
0LYf0^P bxO[y<|XL 
}D`ZWTjDay `Y+ R9bd 盲点
\gK'g-)} V|F/ynJfA 
P)XR9&o': K>5 bb 超级斗鸡眼
. gN ziDO
L@jpid95 
t :P7 ah }'86hnW 像散&斗鸡眼
Jr %F#/ h?h)i> 
mKyF<1,m Fe+(+ S 双镜设计
m:Rm(ga9 8zcS h/ （等视角，零畸变，无色差）
Z0O0Q =e\Y ;8f)p9vE 
+uj;00 D 9$ qw&j[ 双镜设计基本结构
]&B/rSC t;0]d7ey' 设计结果
9~2iA,xs 1(*+_TvZ 
[Jjo H1E@ pHye8v4fvi 最终结构
5\O&pz@D S6C D K: 
h,-i\8gq 9b&;4Yq!f 视场
ke KsL rd *a0#PfS[ 性能指标
'/rU<.1 Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
3u 7A( Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
T~SkFZ Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
'vZy-qHrV Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
EP<{3f y Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
A[`c+& Ø 色环：人眼无法分辨
js F5q~F 53.jx38xS （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）
