引言
$+zev$f 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。
)Z0pU\ +LV~%?W 产品目的
=dUeQ?>t= Ø 协调水下作业手眼一致性
Ln vC{#TFO Ø 广视角
c3]ZU^ Ø 单位放大率
D_`MeqF}C 设计目标
?n> h /[/ Ø 单位放大率
&H;0N"Fn Ø 广角（从60度提升到160度）
e?3 S0} Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
8.Wf^j$+{ Ø 小畸变
ZffK] ;D Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
CHv~H.kh' Ø 低视度调节
U aj8}7v Ø 低双眼差异
0Z8K +,'! 起始
结构 z '3 phwk0J]2 
> y" V % `gfh]7T 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
:CNWHF4$ 8v\BW^z3 
BZ<Q.:) E ic/#j{4 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
w_q{C>- cR }Zc . rk 
i5w c?"#x-<1s 
y|Tb&XP D Zm!T 4pL 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
z{Z'2 ,# *KN ' 0Z@W 设计方案
|E&a3TQW Ø 柱面环绕式
p)RASIB Ø 多面式
oOUL<ihe? Ø 楔形面
6MvjNbQ Ø 球形面
,IF3VE&r ■ 单镜设计
CWdA8)n. ■ 双镜设计
q+5g+9 ob05:D_bc9 
e<6fe-g9; _Je<_pl!D 像散&斗鸡眼
wO/}4>\ 3#`_t :"A 
S*VG;m # n=WwB(}q 盲点
P!3)-apP\ NK;%c-r0v7 
'`&gSL.1a@ {D J!T 超级斗鸡眼
{.qeVE{ rg64f'+Eug 
K?o( zh; }m0* w3 像散&斗鸡眼
P~`gWGC} | s %--W 
j\k|5 ="w- 3cfW |J 双镜设计
dU<\ FW_ T1 >xw4uo （等视角，零畸变，无色差）
#pO=\lJ, k/o"E 
ZmeSm&
hQ_ PKFjM~J 双镜设计基本结构
|fqYMhA U >? >@&A/ 设计结果
EK `}?>' E7X6S hng 
&0cfTb)dG 5IE3[a% X 最终结构
Ey96XJV j}O~ 6A>| 
Yw @)0%G >L[n4x\ 视场
36"-cGNr{ 4'u +%6+__ 性能指标
@
=g
Px Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
8 *o*?1. Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
d1 CQ;,Df< Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
OBY^J1St Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
Io_bS+ Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
vDI$
QUMD6 Ø 色环：人眼无法分辨
'kU5 :jL>sG vBv （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）
