引言
0CXXCa7! 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。
X !0 7QKs ;YMg 4Cs 产品目的
wS&D-!8v Ø 协调水下作业手眼一致性
k&f/f Ø 广视角
C|w<mryx Ø 单位放大率
gn~ ^Ajo 设计目标
s N ? Rx} Ø 单位放大率
~[og\QZX Ø 广角（从60度提升到160度）
aE3eYl9u Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
I2SH
j6 - Ø 小畸变
jJt4{c Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
qR?}i,_ Ø 低视度调节
l;R8"L:,p\ Ø 低双眼差异
d&Nji%Ej 起始
结构 IqsUtWSp !dh:jPpKq 
,2 W=/,5A xWK/uE ( 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
T9]0/> afD {w*[8 
34k>O (pP.*`JRv 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
ONy\/lu| } snS~kx 
$Z w +"AA uW Fy I" 
BYhiP/^ 4(oU88 z 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
)8 aHj4x H8dS]N~[Y 设计方案
Sj|tR[SAoD Ø 柱面环绕式
soQ[Zg4} Ø 多面式
g"m9[R=]6 Ø 楔形面
t)?K@{ 9 Ø 球形面
7I&o ■ 单镜设计
N81M9#,["~ ■ 双镜设计
y0&vsoT UF }[%Sa 
-{9mctt/gE =>evkaj 像散&斗鸡眼
RjO0*$>h dPf7o
r@v t.t0# K\8zhY 盲点
yqL" YD T{m) = (q 
)X|)X,~+- $@]
xi 超级斗鸡眼
"$o>_+U
w4}Q6_0v 
[{GN#W|AGP JsuI& v 像散&斗鸡眼
Tbv w?3 chKEGosbF 
>$- YNZA hAc| a9 o 双镜设计
U] GD6q Jp}\@T. （等视角，零畸变，无色差）
? nbu`K6T 5G(dvM-n 
~ OR^ 3#dz6 + 双镜设计基本结构
k0ai#3 iJ + WMXd.iN, 设计结果
\f(zMP -LUZ7,!/>o 
vyJ8"
#]qY w%iw xo 最终结构
8 zlvzp pOn &D 
S$$S Ly:P zaLPPm&f 视场
YVgH[-`, s2|.LmC3|B 性能指标
' 7oCWHq[ Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
wuYak"KX Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
?a% F3B Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
' v
CMf Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
U!uJ )mm Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
NQZ /E )f Ø 色环：人眼无法分辨
u%yYLpaKf Eri007? D （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）
