引言
zorT Z #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。
GcPhT ` -N&cc 产品目的
{G%!M+n< Ø 协调水下作业手眼一致性
'yM )>]u" Ø 广视角
K Ced!OJ+ Ø 单位放大率
\$h LhYz- 设计目标
?y{C"w!
Ø 单位放大率
2JYt.HN Ø 广角（从60度提升到160度）
[\&Mo]"0 Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
; (+r)r_ Ø 小畸变
$|YIr7?R Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
uOrvmb Ø 低视度调节
bMD't eJ Ø 低双眼差异
5i$~1ZC 起始
结构 "ppT<8Qi' TPds )osZT 
D4r5wc% c])b?dJ* 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
G?]E6R $0Y&r]' 
"/?*F\5 ${ ~U A 6 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
?Ib/}JST puv*p %E 
_|Ml6;1 aZ #?i#q%q 
8P!dk5 ,,O BifA&o% 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
@:xO5L}Io WJU`
g 设计方案
;NRT
a* Ø 柱面环绕式
z ux+ooU Ø 多面式
685o1c| Ø 楔形面
#~.i\|VL Ø 球形面
ZjEO$ ts=@ ■ 单镜设计
UUY-EC 7X ■ 双镜设计
@WU_GQas3 -& kQlr 
z>i D $#@4i4TN- 像散&斗鸡眼
R\:C |/6f A0rdQmrOL 
}]z mp/;a _'H< zZo 盲点
G"TPu _g n/8Kb.V f 
0 \ LkJ*i _ |TE )h 超级斗鸡眼
G-3.- %T6#c7U_ 
dY\"'LtF :/vB,JC 像散&斗鸡眼
,0 & lag yK?~X V: 
Ti3BlWQH sp**Sg) 双镜设计
A ]U] p!ae L}g` （等视角，零畸变，无色差）
BQS9q 'u_ 4!k={Pd 
: 6>H\ [k'Ph3 3c 双镜设计基本结构
y-n\;d>[( rY!uc! 设计结果
XFu@XUk!K `8dE8:# Y 
z}bnw2d] 2hJ{+E.m 最终结构
HnP ;1Gi b=|&0B$E 
NNl/'ge <\ zK-hND FL{ 视场
Etu>z+P! ^ Nsl5 性能指标
@>9p2u) = Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
5GJ0E Z'X Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
R ^B2J+O Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
==XP}w)m Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
" DlC vjc Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
)b%c]! Ø 色环：人眼无法分辨
q6Q=Zo@ u4<r$[]V （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）
