引言
71wtO 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。
h5p,BRtu ZD`p$:pT 产品目的
t}m"rMbt Ø 协调水下作业手眼一致性
_fmOTz G Ø 广视角
me `|i- Ø 单位放大率
=Dc9|WuHN 设计目标
227 Z6#CF! Ø 单位放大率
/vrjg)fer Ø 广角（从60度提升到160度）
s& L yg>>` Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
a$2 WL g, Ø 小畸变
m14OPZ<3?- Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
s {@3G8 Ø 低视度调节
bG&vCH;}% Ø 低双眼差异
T.B} k`$ 起始
结构 n\'@]qG)Z4 ,Jq k0cW2 
m>8tA+K)+) S<=|i 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
NWt5)xl r]yI 5 ; 
jB -wJNP/ ^,,lo <d_L 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
jQRl-[n F ?.J 1] 
`bMw t?[* 3l o.YLP^ 
\L4+Dv<z <h[l)-86 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
O9jpt>:kZ /Z m5fw9 设计方案
6fcn (&Qk Ø 柱面环绕式
+x:-W0C: Ø 多面式
!P uW6 Ø 楔形面
kf >L Ø 球形面
` 8OA:4). ■ 单镜设计
01AzM)U3"m ■ 双镜设计
F]k$ O $)0 ^iz2 =}Q8 
0$e]?]X6 Zg2F%f$Y 像散&斗鸡眼
MsLQ'9%Au ; VI W/ 
,.PW
qfb ~G#^kNme 盲点
zy F[I6Gs #M5[TN! 
/m+q!yi & 1h0cId8d 超级斗鸡眼
7\p<k/TS N,Ys}qP 
?Rg8u 3t^r;b 像散&斗鸡眼
a eo/4 ;zZGV4Qc~ 
T .R( f7Fr%*cO 双镜设计
(y;8izp9! {S;/+X, （等视角，零畸变，无色差）
~IP3~m D jhmWwT/O8^ 
d}e/f)( _m8JU 双镜设计基本结构
+""8aA I_/k J#7vj 设计结果
l|onH;g\
{@gTs 
3kl\W[`? _8 G 最终结构
I];Hx'/<~ !` -/E']/ 
"0yO~;a gbJz5EEq 视场
3%$nRP
X B HW8zY=F 性能指标
? MhY;z`= Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
3#@E Tt0X( Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
zXH CP.Rmg Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
{Noa4i Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
Im\{b=vT Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
D; 0iNcit Ø 色环：人眼无法分辨
aH1mW;,1u s)~6 0c （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）
