引言
q%bFR[p<* 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。
vS ( Y_6 m{> " 产品目的
s BW yU D Ø 协调水下作业手眼一致性
6;~V@t Ø 广视角
8d1qRCIz Ø 单位放大率
VWd`06'BN' 设计目标
9pi{)PDJ Ø 单位放大率
0zr%8Q(Q Ø 广角（从60度提升到160度）
<:(;#&< Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
S_*Gv O Ø 小畸变
L\#G#1x8 Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
*EO*Gg0d Ø 低视度调节
|0p@'X1 Ø 低双眼差异
?$I9/r 起始
结构 t ?^!OJ:L ~U7B o(EJp 
3J8>r|u;1' ,| 8aDL? 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
]n@T5*= }VWU cALJV 
wYFkGih H #X*OJ 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
{]|<|vc;GI a` 9pHH:7Q 
k!z.6di 2_bEo 
uDcs2^2l D@5h$ m5 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
{[bpvK F&CvqPI 设计方案
K)1Lg? j Ø 柱面环绕式
TWRnty-C Ø 多面式
&&jQ4 @m}j Ø 楔形面
FP y}Wc*UA Ø 球形面
GM8 >u O ■ 单镜设计
M d Eds|D ■ 双镜设计
LH`$<p2''r ETX>wZ 
li{<F{7 7F2: '3SQ 像散&斗鸡眼
lpB:lRM A#G a!a 
~kpa J'm 3,!IV" _ 盲点
^K8XY@{& xe.f ]a 
?|`n&HrP wmMn1q0F 超级斗鸡眼
PktnjdFV U0|bKU 
gQ{<2u 3*{l^<`:gA 像散&斗鸡眼
x~Ir qdmW Uw5&.aqn.b 
5yJ~ q I@Y k &aU 双镜设计
n Jz* }= 2h}FotlO （等视角，零畸变，无色差）
W<O/LHKHdn Gw6Od j 
'UGgY3 wsR\qq 双镜设计基本结构
- nD} k =_6 Q 26 设计结果
9qz Hy}A GsD?Z%t~% 
8MU7|9 Q 6/'X $}X 最终结构
%3= T7j A??a:8id^ 
;_ 1Rk&o! V sL*&Fk 视场
\|4F? Y ignOF 性能指标
3 UQBIrQ Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
ljg6uz1v % Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
<h~uGBS" Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
I;<_ _ Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
iH dX Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
:a=]<_*x Ø 色环：人眼无法分辨
3EA _-? V6Of (;r （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）
