引言
t9zPJQlT} 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。
cSnm \f e*jn7aya 产品目的
_C)u#]t Ø 协调水下作业手眼一致性
O_FT@bo\ Ø 广视角
{Ejv8UdA9 Ø 单位放大率
1x V~EX 设计目标
)><cL:IJ}S Ø 单位放大率
|0b$60m$!t Ø 广角（从60度提升到160度）
M+ ^]j Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
d9R0P2 Ø 小畸变
T=ox;r Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
;^=eiurv Ø 低视度调节
X6N^<Z$ Ø 低双眼差异
%Jq(,u 起始
结构 KJ.ra\F AA^3P?iD
%$:js 4 ~g;(` g 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
b,#cc>76\ )tz 8(S 
s<sqO,! ^pKC0E[% 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
0d9rJv}~ +VAfT\G 2 
Y\%R6/Gj|u 66[yL(*+ 
hkRv0q.' ?:lOn (0& 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
(=)+as"u9* !:c 7I@ 设计方案
)qzJu*cQ Ø 柱面环绕式
b0rC\^x Ø 多面式
n?YGX W/ Ø 楔形面
dG Qy=T: Ø 球形面
4T G g`$e; ■ 单镜设计
V. 1sb
pI
■ 双镜设计
&rq7;X #v89`$#`2 
c)rI[P7Q t1n'Ecm ( 像散&斗鸡眼
"P&|e|7 x1|5q/I 
^NHQ[4I 6i9m! YQV 盲点
s,]6Lri `\ E-E+/.A 
H qcXP2 cd) <t8^KE 超级斗鸡眼
2^[fUzL? O)\xElu 
P2 !~}{- 7EI(7:gOn 像散&斗鸡眼
4AZlr*U /+JCi6{sHS 
L((z;y>q| QbV)+7II= 双镜设计
!D7\$
g6g ( J\D"4q （等视角，零畸变，无色差）
l1gAm # O<L /m[] 
`axNeqM N95"d NZE 双镜设计基本结构
j ;VYF '=\]4?S 设计结果
h'MX{Wm. dm8 veKW'l 
;Zw! ?rk3oa- 最终结构
9} eIidw K :M1+[FT 
>J.a, ! C]A*B 视场
bxrByu~| 1 X
H{5E4P 性能指标
PM [6U# Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
K*7*` 6iU Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
V=3NIw18 Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
s^L\ h r Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
03$Ay _ 2 Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
dWI/X Ø 色环：人眼无法分辨
$v-lG( x0 3G Jy5 （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）
