引言
xx?0 Ftuq 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。
P# ;pQC /N@NT/.M< 产品目的
[u-=<hnoa Ø 协调水下作业手眼一致性
E#kH>q@K`$ Ø 广视角
.&K?@T4l Ø 单位放大率
_sHeB7K 设计目标
dtXtZ!g2 Ø 单位放大率
](IOn:MuDE Ø 广角（从60度提升到160度）
*6v5JH&K Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
F-$NoE L Ø 小畸变
p%OVl[^jp Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
%,d+ jBM Ø 低视度调节
d 5h x%M Ø 低双眼差异
>q&e.- qL 起始
结构 -{yG+1
Fo]]j= 
LI"N^K' z aecvz0}@R 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
y! j>_m){w )P.,h&h/ 
frWY8&W^H %Wc$S]>i 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
q?f-h<yRQ ~"h V-3U 
WkoYkkuzj
D P:}< 
a$LoQ<f_ ?W&a jH_T 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
6p 14BruV wJ7Fnj>u% 设计方案
=e6!U5
f Ø 柱面环绕式
v/`#Gu^P Ø 多面式
H#b u3*' Ø 楔形面
<H1e+l{8$ Ø 球形面
"fSK7%BP ■ 单镜设计
t1aKq)? ■ 双镜设计
f qol-{F.V }BCxAwD4 
y!\q ', F o* QZf *M 像散&斗鸡眼
j9= )^? cP0(Q+i7 
J!zL)u| <Oj'0NK- 盲点
r;fcBepO N&u(9Fxn 
X-%91z:o58 4o@^. _-R 超级斗鸡眼
D\sh
+}" cty 
SLu d}|f;o lq2 7^K 像散&斗鸡眼
@Lm (bW m=]}Tn 
4Y@q.QP d,t'e? 双镜设计
v <?k$ e5 zc>LwX}< （等视角，零畸变，无色差）
g^:7mG6C Ak2Vf0E b 
W1UqvaR jL~. =QD 双镜设计基本结构
SS-7y:6y> vn96o] n 设计结果
$`/F5R! _[J>GfQd 
`mKK1x |C\XU5} 最终结构
b"~Ct}6f x]:B3_qR 
p,#**g: 5U(ry6fI= 视场
T- lHlm [2zS @p 性能指标
Eb\SK" 8 Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
n UD;y}}n Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
|B@\Nf7 Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
TfFH!1^+ Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
rcj j(
C Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
z)p p{ Ø 色环：人眼无法分辨
1=Q3 WMT 0bR})}a+Yg （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）
