引言
_/%]: 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。
u5XU`! me[J\MJ;w^ 产品目的
\B>[je-d Ø 协调水下作业手眼一致性
snTJe[^d Ø 广视角
K!- &Zv Ø 单位放大率
:S99}pgY 设计目标
A.$VM# Ø 单位放大率
z)W#&JFF Ø 广角（从60度提升到160度）
g?A5'o&Yu Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
x)#<.DX Ø 小畸变
$ - fj rQ Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
+NLQYuN Ø 低视度调节
3<)@ll Ø 低双眼差异
m['v3m: 起始
结构 PD}SPOA`U3 )0 n29 
cEdz;kbUM :L [ YmZ 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
+6#%P @ wB'3q}( 
lN)Y #zSi/r/= 1 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
l NA' M& ]cLEuE^& 
&w;^m/zP3 }/7.+yD 
<r7qq$ VM<oUKh_3 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
XMeL^|D p;n3`aVh 设计方案
-VreBKn Ø 柱面环绕式
`u p-m=zA Ø 多面式
k}I5x1>& Ø 楔形面
OXIu>jF Ø 球形面
z,}c?BP ■ 单镜设计
0gv3v@QO ■ 双镜设计
vR%j#v| s @Hspg^ 
;l/}Or2 7,W]zKH 像散&斗鸡眼
{FV,j.D JK(`6qB>(6 
C;d|\[7Z ( E"&UC[ 盲点
e9z$+h vDK:v$g 
o;M .Rt\A e'k;A{Oh 超级斗鸡眼
{ (m+M l5ZADK4 
_S9rF-9G] 5';/@M 像散&斗鸡眼
1AV1d%F jy\W_ CT 
y+
6`|
h_ !q~X*ZKse 双镜设计
cS"f ":UWowJO （等视角，零畸变，无色差）
D rF ]~j_N^oZ1X 
u"`5 N `,7 FI} 双镜设计基本结构
=F'l's^j 4c5^7";P 设计结果
;=5@h!@R ONjC(7 
HpB!a,R6B s
jL *I 最终结构
2g QY8h8 8Zcol$XS' 
wb(*7 &eP: A|p@\3 P*A 视场
c&E*KfO G l 8O"w& 性能指标
*A~ ($ZtL Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
i&A{L}eCr: Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
2x-'>i_|g Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
l?3vNa FeR Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
:[y]p7;{f Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
a(PjcQ4dY Ø 色环：人眼无法分辨
HBt|}uZ?6i ?ada>"~GR_ （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）
