引言
yF)J7a:U 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。
5$ =[x!x sL A.bp.O 产品目的
%AO6 = Ø 协调水下作业手眼一致性
r4mh:T4i Ø 广视角
zdwQpB,+^ Ø 单位放大率
Dd1k? 设计目标
Z+ k) N Ø 单位放大率
"zq'nV= Ø 广角（从60度提升到160度）
:=B.)]F.) Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
=Q 9^|& 6 Ø 小畸变
zn>lF Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
K F 'fg
R Ø 低视度调节
oSrA4g Ø 低双眼差异
0G8@UJv6 起始
结构 'f{13-# X@ X}Q4;='C- 
^P9mJ : (n k g 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
~S('\h)1 "9xJ},:- 
.8 QhJHwd wxHd^b 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
#+o$Tg _AF$E"f@ 
Q qF<HCO 4vL\t
uoz 
& n | <NF C+/EPPi 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
Lz1KDXr`)+ +}m`$B}mJ 设计方案
z/91v#}. Ø 柱面环绕式
@rT$}O1?` Ø 多面式
e r_6PV Ø 楔形面
5{yg Ø 球形面
nN& dtjoF ■ 单镜设计
p8 S~`fjV ■ 双镜设计
x9F * $G yreH/$Ou 8 
dXDyY #!_4Z X 像散&斗鸡眼
f=91
Z_M F7<M{h 5s 
p Imq< Z h *^JFZb 盲点
IsT}T}p, t
zr ez* 
+ase>'<N# |34k;l]E 超级斗鸡眼
@wD#+ O z
JVg}XwR 
w)<.v+u.Y I 8i|tQz 像散&斗鸡眼
f]10^y5& L_ _{U _p 
yUcU-pQ E<LH-_$ 双镜设计
+mG"m h F .&5 3sJ0{ （等视角，零畸变，无色差）
J_+2]X7n \=RV?mI3? 
,M HK|8! Eva&FHRTY 双镜设计基本结构
[GCaRk>b, 6-$95.Y2 设计结果
R,.qQF\* :
HU|BJ> 
@ebY_* @=g{4(zR ^ 最终结构
y z3=# 7&etnQJ{ 
ym rnu-p o }x6)}sz 7 视场
xGOmvn^lQ DQ$m@_/4w 性能指标
~2[kCuu Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
??Urm[Y.Z Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
\Dr( /n Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
v\(6uej^ Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
Q-iBK *-w Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
c;KMox/ Ø 色环：人眼无法分辨
f^}n# ?Z!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）
