引言
idB1%?< 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。
{yv_Ni*6! 8 :WN@ 产品目的
vf zC2 Ø 协调水下作业手眼一致性
Nyt*mbd5
{ Ø 广视角
^v xx]Hji Ø 单位放大率
fF(AvMsO 设计目标
V:#rY5X Ø 单位放大率
m.rV1#AI Ø 广角（从60度提升到160度）
0$ON`Vsu| Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
L pq)TE# Ø 小畸变
dG7d}0Ou' Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
,s s"s3 Ø 低视度调节
1d~d1Rd Ø 低双眼差异
A@Q6}ESD 起始
结构 BYu(a
r95 ,X! 
+.&P$`;TZj vp2w^/])u 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
De>e`./56 X&HYWH'@, 
|fywqQFq #q K.AZi 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
@D=B5f@(o *Lxt{z`9 
|||m5(`S t
#Kucde 
uB^"A ;0v \#JXch 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
iZ> P>x\ n-2!<`UFX 设计方案
DLP@?]BBOA Ø 柱面环绕式
akk*f+TD` Ø 多面式
b1>]?. Ø 楔形面
* #E_KW1RV Ø 球形面
qE3Ud:j ■ 单镜设计
R(pQu!
K4 ■ 双镜设计
l?$X .Cw X p+<qI~ 
}cI-]|)|2 j94~c YV 像散&斗鸡眼
L-)ZjXzk sxA]o| 
cLp_\ \ eI:x4K,# 盲点
%TR J [T4{K & 
4W|cIcU
W /k ?l%AH 超级斗鸡眼
b:'8_jL i DX<`) 
n|? sNM<J3 5x| $q kI 像散&斗鸡眼
IJKdVb~ n:B){'S 
wEl7mg ! ygV_ "=+|N 双镜设计
:Cezk D& Xs|d# WbX （等视角，零畸变，无色差）
:R
+BC2x g]JRAM 
rXz q : J zF R9DEt 双镜设计基本结构
4Y I6& O-ENFA~E;v 设计结果
sN-u?EiF8 k&:q|[N 
6T+y m9 (=WbLNB S 最终结构
^t71${w## ;nL7Hizo, 
a!4 p$pR wSCI? 视场
8@+<W%+th .b ` 8
+ 性能指标
TD*AFR3Oz Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
\2[tM/+Bs Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
1c @S[y Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
RT vOaZ Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
b C"h7$3 Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
pg!oi?Jn Ø 色环：人眼无法分辨
}eA ) m z>0$SBQ- （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）
