引言
f4|rVP|x 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。
`<d }V2rdz 8KzkB;=n 产品目的
* r7rZFS Ø 协调水下作业手眼一致性
L ~N460 Ø 广视角
1bwOm hkS Ø 单位放大率
#o#H?Vo9b 设计目标
T]~ xj4 Ø 单位放大率
5` p.#
Ø 广角（从60度提升到160度）
Slc\&Eb Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
o?Oc7 $+u Ø 小畸变
AFwdJte9e Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
K [zVa Ø 低视度调节
{ 2f-8Z&> Ø 低双眼差异
O?#7N[7 起始
结构 Wm v#:U \ @2R9,9E 
c@L< Z` u _6vW F 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
q'Pf] 5]:U9ts# 
+9sQZB# ( dioGAai ' 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
O* P.]d 19%i mf 
c'\dFb9a SNk=b6`9 
Z6MO^_m2 J\=*#*rJ1 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
5'u<iSmBo ]u/s phPe 设计方案
)MT}+ai Ø 柱面环绕式
5146kp|1 Ø 多面式
XC#oB~K' Ø 楔形面
5~DJWi, Ø 球形面
m+z& Q ■ 单镜设计
s_p!43\J ■ 双镜设计
S~G ]~gt t\O16O7S 
:e+jU5;]3 , zY{ 像散&斗鸡眼
SOaoo^,O k$:|- _(w 
A?OQE9' +R:(_:7 盲点
{R{=+2K!|k a(ZcmYzXU 
j3ls3H& @_{=V0 超级斗鸡眼
:7;@ZEe HTTC TR 
pT6$DB# -yNlyHv9 像散&斗鸡眼
Qn2&nD%zi YtLt*I g% 
M X]n&
K 3l95he 双镜设计
P[fq8lDA *|HY>U. （等视角，零畸变，无色差）
ChQx a )D%~` ,#pQ 
[dV L&k <P 7F.4Ga; 双镜设计基本结构
l9"s>P U z\4.Gm- 设计结果
7 _[L o4_ `\ol,B_l 
2B`JGFcdcB f%8C!W]Dm 最终结构
$<O D31T Pc ] H P 
!d T4 l}P=/#</T 视场
_t yc gq# o#N+Y?O 性能指标
dQG=G% W Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
qxJ\ye+'* Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
rS Ni@; Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
>.D4co> Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
_','9| Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
[<TrS/,)> Ø 色环：人眼无法分辨
O33 `+UV"W f,Ghb~ y （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）
