引言
Z G(. Q:1 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。
uwI$t[ J|$UAOEDa 产品目的
q,;8Ka ) Ø 协调水下作业手眼一致性
Rtywi}VV2 Ø 广视角
vw~=z6Ka Ø 单位放大率
Yt]Y( 设计目标
A4K8DP Ø 单位放大率
o|7ztpr Ø 广角（从60度提升到160度）
M{GT$Q Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
1&Z#$i D Ø 小畸变
P~}Yj@2 Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
xg(* j[ff3 Ø 低视度调节
shk yN Ø 低双眼差异
2xxw8_~C 起始
结构 +HDfEo T \wR;N/tg 
_ASyGmO{ :<p3L!?8y 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
m=[3"X3W1V z( !K8
T 
ntr& ? H U{C& R&z 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
F_I.=zQr D[p_uDIz 
-3GlpC22 QZwZ4$jkiO 
E !EENg GI5#{-) 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
r }S>t~p: $V870
< 设计方案
a&z$4!wQB Ø 柱面环绕式
=D 3K})& Ø 多面式
r=gF&Og,? Ø 楔形面
@1vpkB~ w Ø 球形面
r91b]m3xL ■ 单镜设计
he! Uq%e ■ 双镜设计
Vi= u}(* a7U `/* 
yedEI[_4 S*l=FRFI 像散&斗鸡眼
#O1%k;BL ThiM6Hb 
_aP 2gH ] ? *'[ 盲点
{i"t h(J$
G,X> f? 
XXg~eu? fB= j51Lw 超级斗鸡眼
M@]@1Q.p PfN[)s4F{R 
g /+ |gHq^ YH,u*.I^/ 像散&斗鸡眼
2 TccIv WRqpQEY 
SG@E*yT1 =))VxuoN 双镜设计
\R[f< K% aZ'(ar : （等视角，零畸变，无色差）
* "d['V3 _ SJ Fuv/ 
0bfJD'^9RP %~I%*=o[ 双镜设计基本结构
` InBhU> 6<o2 0(? 设计结果
VmON}bb[zz ,5}")T["u 
"IJ 9vXI 3H`r|R 最终结构
, Y^GQ`~# Hto+spW 
rqTsKrLe 5H2Ugk3 视场
'M35L30 J+ u z{ 性能指标
l.uW>AoLh Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
2gJkpf9JN Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
-ZH6*7! Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
+[":W?j Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
* ?~&O.R" Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
LMaY} m> Ø 色环：人眼无法分辨
L=&dJpyfT ~\OZEEI （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）
