引言
%_OjmXOfe 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。
|bY@HpMp _?tpO61g> 产品目的
Y sM*d Ø 协调水下作业手眼一致性
<`}P Ø 广视角
AFrJ zh:V[ Ø 单位放大率
']M/'CcM 设计目标
Pyo|Sgk Ø 单位放大率
[4z,hob Ø 广角（从60度提升到160度）
>+2&7u Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
n>Ff tVZNJ Ø 小畸变
0,%{r.\S Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
QZzamT)" Ø 低视度调节
8z9 {H Ø 低双眼差异
2cMC ZuO 起始
结构 - vvyG }Le]qR9Y] 
b#VtPn] [9; @1I<x 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
M8/a laoT
}v ZOPTP 
YF5}~M ymF !}&|a~U@`k 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
XNz+a|cF I|@+ O# 
s3 >a SVCh!/qe\ 
xRh 22z =X$ ieXq| 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
hOj{y2sc y4^u&0}0$ 设计方案
p+d-7'?I Ø 柱面环绕式
fkV@3sj Ø 多面式
7 U enr9)M Ø 楔形面
A Ts_d_Sz Ø 球形面
&2 tfj(ms ■ 单镜设计
a|ufm^ F ■ 双镜设计
zx.qN B8@mL-Z-; 
eADCT Uj!3MF 像散&斗鸡眼
<:S qMf tB_le>rhl 
v] m/$X2 ]M?i: A$B 盲点
R N$vKJk TGCB=e 
>xFvfuyC }`tSRB7 超级斗鸡眼
`^M]|7 ?
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1 .3#PdMR, 7)Toj 像散&斗鸡眼
iU)I"#\l'k ?@64gdlwq 
`ecseBn3d D!j/a!MaKk 双镜设计
8g#$Y2P iJs~NLCgVu （等视角，零畸变，无色差）
I7ao2aS iE%" Q? Q/ 
3?93Pj3oPt "hIYf7r## 双镜设计基本结构
q<YM,%mgj O a[ 设计结果
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i<QDV
W9 s QDgNJbU 最终结构
LlTD =tJ0 i
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77RZ<u9/` )G P;KUVae 视场
& #p1ogf: hx$]fvDevD 性能指标
.D*Qu} Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
eg[EFI.h Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
CK_d Eh2c Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
MAa9JA8kw) Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
(Y1*Bs[l Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
4_#$k { Ø 色环：人眼无法分辨
g"-j/ c aV;|2}q " （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）
