引言
69j~?w)^ 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 -WRv; oSA*~ N: 产品目的
Q$h:[_v Ø 协调水下作业手眼一致性
} wOpPN[4 Ø 广视角
pz35trW Ø 单位放大率
Ag4Ga?&8ec 设计目标
*x o;pe)9 Ø 单位放大率
/sT
^lf= Ø 广角（从60度提升到160度）
e_~ fJ Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
^ ?7dOW Ø 小畸变
1S(\2{Ylo Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
H1%[\X?= Ø 低视度调节
Jg|cvu-+ Ø 低双眼差异
> g >`!Sf 起始
结构 bA< AG* ZAX0n!db3 
;6 4mf` }uI7 \\ S 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
p ba8=Z ^>X)"'0+ 
GKyG
#Fl VwOG?5W/ 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
mYh5#E41J W fDX"rA 
mo;)0Vq2l S'!q}|7X 3 
_))I.c=v 8@ %mnyQ 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
$' (QTEM <wt$Gglk 设计方案
_}e7L7B7g Ø 柱面环绕式
BU9J_rCIv Ø 多面式
) Ab6!"' Ø 楔形面
cZgMA8
F Ø 球形面
2sqm7th ■ 单镜设计
',JrY) ■ 双镜设计
2<'`^AO@ Lvi[*une| 
Oz &+{ c ;Rhb@] X 像散&斗鸡眼
Gg9VS&VI }U%^3r- 
Zn@W7c,_I !.3R~0b 盲点
T3Frc ]6,4 [6; N3?+ 
]am~aJ|L
?h!t$QQ!M 超级斗鸡眼
,\o<y|+`S wqlcLIJPR 
/Fv/oY Z&FkLww 像散&斗鸡眼
OGJ=VQA [dj5 $l| 
k7^R,.c@ ?&znUoB 双镜设计
M[a T2A 2wx!Lpr<i_ （等视角，零畸变，无色差）
xfq] 9< FXx.$ W 
{~"7vkc+ tu\mFHvlg 双镜设计基本结构
iOT)0@f' r^$\t0h(U8 设计结果
d5DP^u mEoA#U 
Vp kD'< G 3{N\A5 ~ 最终结构
\\ jIl3 Z [@m[V1D 
[6D>f?z J &!B|TS 视场
fNkuX-om XQ]`&w( 性能指标
>']+OrQH Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
BlXX :aZv Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
a{h%DpG Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
u(W^Nou/+ Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
KNy`Lj)VPY Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
~&1KrUu& Ø 色环：人眼无法分辨
,I]7g4~ hwiKOP （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）
