引言
:l;,m}#@ 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。
0Gx*'B= " vsjen.K> 产品目的
v4D!7 t&v" Ø 协调水下作业手眼一致性
j3LNnZY Ø 广视角
7N6zqjIB Ø 单位放大率
@2?=3Wf 设计目标
ey*,StT5a Ø 单位放大率
z1FL8= Ø 广角（从60度提升到160度）
O /$ v69: Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
ExQ--!AC= Ø 小畸变
O'fc/cvh=' Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
9>IsqYc Ø 低视度调节
aX]y` Ø 低双眼差异
s<,"Hsh^CR 起始
结构 [?|5 oaK c[Yq5Bu{y 
Rd0?zEKV *5^ze+: 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
0OEtU5lf`y F=V oFmF @ 
@YsL*zw g{]e j 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
WFXx 70n q4 $sc_0i 
oR7 7` |N XFla 
a9L0f BRy R4yJ.f 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
^T=5zqRD Y[T J;O!R 设计方案
fq{I $syY Ø 柱面环绕式
Z"+(L O! Ø 多面式
pc^E 'h: Ø 楔形面
8`6
LMQ Ø 球形面
1/!nV ■ 单镜设计
lf}?!*V`+ ■ 双镜设计
ayHn _ 5t TLMZ `o 
]D?oQ$ q 7 cz$c) It 像散&斗鸡眼
k#BU7Exij 2~+'vi 
PVS\, Ogn,1nm% 盲点
O'Vh{JHf P~;<o! f 
">03~:o A U. NeK{ 超级斗鸡眼
aIY$5^x `;R |V 
l[:^TfB P^i6MZ? 像散&斗鸡眼
tPQ2kEW &IxxDvP3k 
*vEU}SxRuv jp"XS 双镜设计
+*WUH513 r@\,VD6J （等视角，零畸变，无色差）
hrUm} @d eYPt 
a> #d=. -<u-
+CbuT 双镜设计基本结构
Fa Qu$q _gis+f/8h 设计结果
Z:W')N d( g9RzzE! 
uMljH@xBc d{vc
wZQ 最终结构
|s)VjS4@ fq)Ohb 
hlY S=cgY= g6tWU 视场
v)X[gt
tf '` BjRg57] 性能指标
e)fJd*P Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
{m1t~ S Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
UtHmM,*I Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
$_%2D3-;D Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
r? 6Z1 Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
BV wRPt Ø 色环：人眼无法分辨
-;W\f<q] 8Iqk%n~( （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）
