引言
8F&Y; 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。
k=cDPu - ?AH B\S 产品目的
g;Zy 3
Ø 协调水下作业手眼一致性
.Q^V,[on1T Ø 广视角
+`iJ+ Ø 单位放大率
6a<zZO`Z6+ 设计目标
aU@1j;se@ Ø 单位放大率
^]D+H9Tl Ø 广角（从60度提升到160度）
MxH |yo[ Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
^ FM Ø 小畸变
'Z]wh .]T Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
sm;kg= Ø 低视度调节
|+K wyHE`9 Ø 低双眼差异
'\GU(j 起始
结构 @t;726 2liJ^ ` 
^^lx Ot -$X4RS 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
G8 q<) e0#t 
4U16'd jSSEfy>^ 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
'c_K[p$ ef)zf +o 
CB
X}_]9X vt n T 
&r,)4q+ E [6:}z< 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
N:okt)q:% +xgP&nw[- 设计方案
a4gX@&it_k Ø 柱面环绕式
$7ix(WL<% Ø 多面式
Yg,;l-1 Ø 楔形面
d S'J @e=# Ø 球形面
V#b=mp ■ 单镜设计
2wDDVUwy B ■ 双镜设计
Dx`- h# Nd+1r|e' 
&r~s3S{pQ RKE"}|i +S 像散&斗鸡眼
x(xi%?G KQvSeH>r 
K[
[6A: pkae91 盲点
G ~ v:@ HsUh5; 
tXH;4K@ D7T|K :F) 超级斗鸡眼
,[t? $Cy ; $B_%MfI 
f U?#^Lg Je6wio- 4 像散&斗鸡眼
L<0_e^8 |/^S%t6* 
Q$:Q6 /5. HKJBR)T 双镜设计
*i^ $xjOa gwQMy$ （等视角，零畸变，无色差）
]X77?Zz9 :i4(cap&}F 
lZ .lf.{F }8# Ed;%K 双镜设计基本结构
L!zd rCM {_\cd.AuT 设计结果
d+,!p 8Q lFnYQab 
GT)7VF rL Z#-N$%^F 最终结构
c S7\,/4S &
]] l0B 
77yYdil^W+ .ex;4( -! 视场
=g ! Pw] ThgJ
' 性能指标
N+B!AK0. Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
Ycspdl+(S$ Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
E
V)H>kM Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
sdg2^] | Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
fc8ODk*; E Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
>MN "87U6 Ø 色环：人眼无法分辨
xh$yXP0/ XLC qB|8`V （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）
