引言
6'N_bNW 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。
N s1n|^9 4v _Hh<% 产品目的
1hCU"|VH: Ø 协调水下作业手眼一致性
D8u`6/^ Ø 广视角
hp/pm6 Ø 单位放大率
@ :PMb Ub 设计目标
DpA)Vdj Ø 单位放大率
]i6* $qgma Ø 广角（从60度提升到160度）
!*~QB4\2b Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
^78N25RU( Ø 小畸变
{ V(~ Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
W!\%v" Ø 低视度调节
a}f /<-L Ø 低双眼差异
6@/k|t>OT 起始
结构 v!ai_d^ XKZsX1=@R 
psmDGSm,& 6 Y\ TVRR 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
_+aR| AEC hGrX,.zj 
v'?o#_La+ @w.DN)GPo 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
!e<2o2 ~. 2*O# m 
;>6~}lMgJ {*hvzS{1d 
'Z.C&6_ M \k[?i 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
!lFNG:&` H.>EO&#|p 设计方案
/0gr?I1wr7 Ø 柱面环绕式
j #:
ARb Ø 多面式
>0ZG&W9 Ø 楔形面
r0[<[jEh Ø 球形面
Z?=o(hkd ■ 单镜设计
R\7r!38 ■ 双镜设计
W$,/hB& z /{[<J<(8 
' / \*l< d` flYNg4 像散&斗鸡眼
s#a`e]#? 3 V ^5 4_ 
yl@ Nyu 2SlL`hN>Z 盲点
M6Xzyt| zY*~2|q,s 
=X5w=(& (2Lmu[ 超级斗鸡眼
MS#*3Md&y u tkdL4G}' 
-eh .Tk T*#M'H7LSQ 像散&斗鸡眼
^J hs/HV /8l@n dZf 
rA? < \* x;bA \b 双镜设计
pT~3 <
, =$y J66e （等视角，零畸变，无色差）
O"o|8
l}M/ #*y.C[^5{ 
6m]?*k1HC i4k [#x 双镜设计基本结构
McS]aJfrk /E\04Bs 设计结果
$n!5JS@40 ^`SEmYb; 
SYsO>`/ ) H q<4 G:# 最终结构
pnp8`\cIH
jwLZC 
$")Gd@ aR q&9]4j 视场
lo6upir ZX Rsq EAdZw[ 性能指标
(vD==n9Hd Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
7 _j t =sr Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
v9 /37AU Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
PbS1`8|4 Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
.XeZjoJ$ z Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
acUyz2x Ø 色环：人眼无法分辨
{2T u_2> ,ZY\})`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）
