引言
BY72 fy#e 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。
oj[Wzeg% (+(YO\ng6 产品目的
mRFcZ.7 Ø 协调水下作业手眼一致性
1]m]b4] Ø 广视角
h )fi9 Ø 单位放大率
5&\Q0SX(~ 设计目标
" \U$ aaF Ø 单位放大率
+.NopI3: Ø 广角（从60度提升到160度）
_6(QbY'JV` Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
-(ABQgSO] Ø 小畸变
TnCN2#BO Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
^LX 1&yT@ Ø 低视度调节
a>G|t5w Ø 低双眼差异
G(Ei Do& 起始
结构 3u3(BY{"\F _T 7t q 
c 7E=1*C< *O+G}_} 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
;*[nZV> 1nye.i~ 
D}r,t_]Eb JF IUD{>fp 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
*am.N H \ V \,Z ( 
'!I^Lfz-Z !g-|@ W 
"} Of f RU|{'zC\v 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
m(L]R(t dd@qk`Zl&A 设计方案
T XWi5f[ Ø 柱面环绕式
$z)r(N$ Ø 多面式
E9!u|&$S Ø 楔形面
q["CT& 0 Ø 球形面
za ` ■ 单镜设计
=X'i^Q ■ 双镜设计
PMe bn$( Po#;SG#Ee 
* tC]Z&5 W9D]s~bO; 像散&斗鸡眼
2 ;VggPpT o$8v8="p 
o}C| N)' 9
,=7Uh# 7 盲点
Mhc!v, D$ wu "6Kyu 
nw){ }g AL74q[> 超级斗鸡眼
z|; 7;TwA HS =qK 
y w)q3zC po~V{>fUm 像散&斗鸡眼
i/N4uq}'A< vtM!?#
fOs"\Y4 RsIR}.* 双镜设计
ua# sW &^KmfT5C （等视角，零畸变，无色差）
f0] 8/) n8n(< 
Yj99[
c#] >bWx!M] 双镜设计基本结构
qPY
OO P~$FgAV 设计结果
MQ>.^]B]o !$P +hX` 
*u^N_y {KYbsD 最终结构
Y>LgpO. a<9cj@h 
f|G,pDL x OoL#8 R 视场
\' (_r (jv!q@@2C. 性能指标
9t:P1 Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
W& 23M26"{ Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
m2{3j[ Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
q|,cMPS3 Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
9Ps[i)- Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
\lwYDPY: Ø 色环：人眼无法分辨
-7\R l3c R?@F%J;tx （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）
