引言
B;t{IYhq{ 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。
!.7m4mKzo # 'I<q 产品目的
]?_ V+F Ø 协调水下作业手眼一致性
>:0^v'[ Ø 广视角
c1<jY~U Ø 单位放大率
0y%s\,PsT 设计目标
jSw >z`'#H Ø 单位放大率
UPkc-^BN Ø 广角（从60度提升到160度）
IO"q4(&;P4 Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
V]/ $ dJ Ø 小畸变
~JB4s%& Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
%-a n\.a. Ø 低视度调节
VP^{-mDph Ø 低双眼差异
x5k6"S"1, 起始
结构 5>-~!Mg1 J"fv5{ 
5s<.qDc {m" I-VF 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
H < & <# ,J4 
A bB+<0 _+<AxE 9\ 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
EV_u8?va Bpv"qU7 
o ot kf = 7T A& u' 
>[g.8'hI FLQ^J3A,I 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
3A3WD+[L @4>?Y=# 设计方案
_ 3{8Zg Ø 柱面环绕式
wvH*<,8V q Ø 多面式
;W3c|5CE Ø 楔形面
9Yji34eDZ Ø 球形面
|%j7Es ■ 单镜设计
&&O tj-n5 ■ 双镜设计
@ e+ qe9A| ZBjb f_M: 
B] PG *7 C l1o 像散&斗鸡眼
~uuM0POo |^O3~!JP(> 
]E1|^[y Hm_&``=' 盲点
p e$WSS J fjHd"!)3 
p+Fh9N<F9 T8Ye+eP} 超级斗鸡眼
:~~\{fm :Y4G^i 
V# JuNJ $~r=I[5'( 像散&斗鸡眼
J:\O .F#Fi jNAboSf2Y 
ki]i[cdk _J0(GuG=~ 双镜设计
IDp2#qg_ VKy3tW/_& （等视角，零畸变，无色差）
_:G>bU/ ^ (~^KXJ{-> 
Pa/2]) w SKJ' 6*6 双镜设计基本结构
Fb^, %K: |q 0iX2W 设计结果
1fV\84m^ `12Y2W 9 
&IFXU2t} #wF6Wx iG 最终结构
3MoVIf1 Rc~63
~ \ Udl f1I/aR V:+ 视场
8-)@q| $lF\FC 性能指标
!8o;~PPVl Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
B{NGrC`5) Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
\5F
{MBx ! Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
/z4n?&tM Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
@eRv`O" Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
I_ na^s h* Ø 色环：人眼无法分辨
l6-%)6u> }M${ _D （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）
