引言
%!W 6<ioW 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。
Ny[s+ 2? N+[}Gb"8q 产品目的
\Z8Y(]6* Ø 协调水下作业手眼一致性
8:BQHYeJK Ø 广视角
O\:;q*] Ø 单位放大率
u<J2p?`\&` 设计目标
U
&f#V=Rg Ø 单位放大率
@b>YkJDk Ø 广角（从60度提升到160度）
vJzx P y| Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
9O2a |
d Ø 小畸变
Ed8U;U b Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
tzP@3+.w Ø 低视度调节
v^57j:sD Ø 低双眼差异
?cA8P.?^A 起始
结构 o7hH9iY gA|!$ EAM 
u_hE7#i ,5`. "-0} 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
H{&a)! Ms D;K & 
!e9N3Ga n^3NA| A 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
nDwq!LEx%5 DHSU?o#jY 
:K!GR CAA tco5 
U`HXsq
p} ,7WK<0
色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
pXGK:ceFu &! 5CwEIF 设计方案
JsHxQ0Tw Ø 柱面环绕式
d8VWi* Ø 多面式
~ Tpe,juG_ Ø 楔形面
w+URCj Ø 球形面
3W%f#d$` ■ 单镜设计
sj?`7kg ■ 双镜设计
u-]vK !4DG P28 
5( mCBH mdmZ1:PBM 像散&斗鸡眼
S&gKgQD"Q .rD#1)O 
U4
go8 tU-#p B>H 盲点
P':]A{<Z n0>5'm%ES 
"^e}C@ {7j6$.7J$& 超级斗鸡眼
gdkLPZ<< ]x5(bnW x 
BXKlO (7 4w?]dDyc% 像散&斗鸡眼
QiQ2XW\E 9Y!0>&o 
62k9"xSH )l 4>=y 双镜设计
TV$\v@\ = ] k3GF Pw （等视角，零畸变，无色差）
75^) Ni rTm>8et 
tro y^H tDuUAI54 双镜设计基本结构
w<8 O= :_I
wc= 设计结果
E@'CU9Fo x3p;H02i \ 
P_^ |KEz wj";h Aw 最终结构
h!X'SGK K2cp f 
h~^qG2TYWq Pv/%s) &y& 视场
)U/ @J+{{ m`1}O"<&i 性能指标
y<Z#my$`|n Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
\V!X& a Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
E-7a `S Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
jmZ|b6 Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
{TcbCjy w Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
:g]HB ,78 Ø 色环：人眼无法分辨
~[
ks| I,`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）
