引言
jp2AU,Cl 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。
iq`y *7hr3x 产品目的
4NxtU/5-sU Ø 协调水下作业手眼一致性
VIL #q Ø 广视角
4.bL>Y>c Ø 单位放大率
Y418k 设计目标
E) %]?/w Ø 单位放大率
hM2^[8 Ø 广角（从60度提升到160度）
} et^'BkA( Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
F9]j{'# Ø 小畸变
Fs7/ 3
Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
/OaLkENgvf Ø 低视度调节
HUurDgRi] Ø 低双眼差异
ni gp83: 起始
结构 `zAo IQ `P9vZR; 
HPs$R [ v`B7[B4K3 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
+O:Qw[BL/Z Ftj3`Mu 
Zk2-U"0\o <#ujm fD 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
6sl*Ko[ G8"L #[~ 
L's_lC C\U D0r'p? 
c]O3pc U rWF~a ec 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
^<xpp.eY 0o[p<<c* 设计方案
X""<5s'0 Ø 柱面环绕式
^lB '7#7 Ø 多面式
KcP86H52I Ø 楔形面
z (r Q6 Ø 球形面
=kohQ d.n ■ 单镜设计
zLue j' ■ 双镜设计
)DuOo83n[" t)XNS!6#]? 
RH^8 "%\ zzy%d c 像散&斗鸡眼
ro7\}O :I ? e%Pvy<i 
$I! vQbi u* Eb4 盲点
k2N[B(&4J 71nXROB 
C/ow{MxA 3t[2 Bd 超级斗鸡眼
ge?1ez2 21M@z(q* 
~j ",ePl mYXe0E#6 像散&斗鸡眼
u\-xlp?"o ^.Vq0Qzy] 
Q &^ti)vB >f4H<V- 双镜设计
#/!a=0 ` :Am#"j]} （等视角，零畸变，无色差）
$/nU0W }'a}s0h 
)P@t,mxW/ s2riayM9/
双镜设计基本结构
"' -f?kZ 0Z8K +,'! 设计结果
!6\{q
M ^KhA\MzY 
)nJs9}( 0 BftW<1,U^ 最终结构
`gfh]7T Xa\{WM==; 
* Ibl+ 0sto9n3 视场
NMM0'tY~ i]a0
" 性能指标
?@6N EfQf Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
xq- R5(k
Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
fmY=SqQG- Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
nJY#d; Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
#GT/Q3{C Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
I M|VGT0 Ø 色环：人眼无法分辨
Ey A} ~[e;{45V （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）
