引言
R|5w :+=z 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。
! 5 ]/2 Knn$<!> 产品目的
0naegy?, Ø 协调水下作业手眼一致性
C~kw{g+| Ø 广视角
iao_w'tJ Ø 单位放大率
NO;+:0n 设计目标
x.}iSE{ Ø 单位放大率
DQwbr\xy\ Ø 广角（从60度提升到160度）
[{ '` | Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
-u8 ma%JW Ø 小畸变
"-\I?k Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
Q L Ø 低视度调节
0urQA_JC Ø 低双眼差异
`43E-'g 起始
结构 k`xPf\^tf \iO
,y: 
&Q 3!ty na>UFw7>* 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
!~PV\DQN [& "`2n 
~#O nA1) >~2oQ[ n 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
T&cf6soo $M#G;W5c 
$xNZ.|al w8$ 8P 
A"d=,?yE 51 l : 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
{0QNqjue }-! 0d*I 设计方案
r m\] Ø 柱面环绕式
8)/ d8@ Ø 多面式
f6u<.b Ø 楔形面
=J<3B
H^m Ø 球形面
Qne@Vf kA ■ 单镜设计
"V}WV!w ■ 双镜设计
~"#qG6dP lE'2\kxI? 
<D%.'=%pZ 4ba[*R2 像散&斗鸡眼
Y2W|b5 MA6(VII 
l|j }&F|u0@b 盲点
fX2sjfk C[6}
8J| 
+<a-;e{ pE,2pT2> 超级斗鸡眼
kc-=5l #p*D.We 
TD!--l*gL F2QFQX(j 像散&斗鸡眼
x+EkL3{ u% !/-&?wF 
3K!(/,` O`K2mt\% 双镜设计
2RG6m=Y8y -Aaim`06bv （等视角，零畸变，无色差）
<hvs{}TS vJ9I z 
1o`zAJ8|2 rP|~d}+I 双镜设计基本结构
ti'B}bH>' + fS< YT 设计结果
z?dd5.k GZH{"_$ 
VK286[[fv g&z8t;@ 最终结构
FJ,"a%m/Q y^Uh<L0M 
GXC,p(vbE 4Hy/K^Ci 视场
:^7>kJ5? hh8Gr l; 性能指标
xP4}LL9) Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
; NU-\<Q{ Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
|;:g7eb Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
d|?Xo\+ Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
I+=+ ,iXhB Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
J-#V_TzJ? Ø 色环：人眼无法分辨
ZtyDip'x E75/EQ5p]p （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）
