引言
^0 )g/`H^> 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。
~NgA Ty\R=y}} 产品目的
Y Uc+0 Ø 协调水下作业手眼一致性
, pfG Ø 广视角
S}3fr^{. Ø 单位放大率
bP#:Oi0v` 设计目标
\w>y`\6mX Ø 单位放大率
"Y.tht H Ø 广角（从60度提升到160度）
2|y"!JqE1 Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
I|!OY`ko Ø 小畸变
\\ij(>CI Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
@7c?xQVd$ Ø 低视度调节
6w Rd<] C Ø 低双眼差异
/<k/7TF` 起始
结构 N% B>M7-= Es`Px_k 
F<1fX 7c $Wol?) z 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
G>=*yqo
//MUeTxR 
s^TZXCyF o ?81c 4w 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
]c*4J\s F UzzB94a 
~/U 1 xk% -ad{tJV| 
Q*cf( 2.y-48Nz 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
uMv,zO 5 :4w ?# 设计方案
O \tb R= Ø 柱面环绕式
T<>,lQs( a Ø 多面式
,THw"bm Ø 楔形面
`[yKFa
I Ø 球形面
=%O6:YM
■ 单镜设计
m7V/zne ■ 双镜设计
8W7J3{d DfD&) tsMQ 
>6-`}G+| G4;Oi= 像散&斗鸡眼
6_;ic pN] 4 "ZP 'I; 
nFCC St$ /}Axf"O E 盲点
V Q@ pl lGB6 X 
K5 z<3+ ?z+eWL 超级斗鸡眼
9=tIz q<<v,ihh 
1&O W4_ TX/Xt7#R: 像散&斗鸡眼
ej d(R+ _f,C[C[e& 
T!{w~'=F FV!q!D 双镜设计
:-Z2:/ P t@;p （等视角，零畸变，无色差）
Fo_sgv8O< gQuw 1 
@mBQ?; qlK 'LC1(V!_j 双镜设计基本结构
j (d~aqW vr l-$ii 设计结果
sP~<*U.7 ?V=ZIGj 
+sA2WK] q`-N7 ,$T 最终结构
eByz-,{P =nS3p6>rZ 
q;CiV ]6` % 视场
WH} y"W "S]TP$O D 性能指标
Llo"MO*sr Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
F>l]
9!P|m Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
R n[ cW5Y< Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
tk`v:t!6 U Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
59A}}.@?m Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
n\DV3rXI9 Ø 色环：人眼无法分辨
m (!FHPvN ki!0^t:9 （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）
