引言
V3>f*Z)xn 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。
Gur8.A;Y MkG`w, 产品目的
? G$O m Ø 协调水下作业手眼一致性
KInUe(g<9M Ø 广视角
cWN d<=Jp Ø 单位放大率
J 3/\<=Qh 设计目标
y|q@;*rGNa Ø 单位放大率
Z/2,al\ Ø 广角（从60度提升到160度）
FX
HAZ2/\ Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
9J~:m$. Ø 小畸变
)XLj[6j0 Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
?^%YRB& Ø 低视度调节
pN\)(:"8v Ø 低双眼差异
$}qDV>
qo 起始
结构 = EQN-{# )KSisE L 
#4vV%S Op`I;Q
#%d 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
3R5K}ZBi% S ~+O` y^ 
0JmFQ ^g( f {)+-8 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
9#v-2QY @%6)^]m}r 
9@ :BK;Fi N ]B)Fb 
=nJ{$%L\x, =yl4zQmg$ 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
}x*7l`1 u?Fnln e4@ 设计方案
Y\.-v\uJu Ø 柱面环绕式
(C,e6r Y Ø 多面式
iaY5JEV:CA Ø 楔形面
60xa?8<cg Ø 球形面
T>d\%*Q+B ■ 单镜设计
:W~6F *A ■ 双镜设计
V?OuIg%=: h S4.3]ei 
xC< =~( }1 $h xfb 像散&斗鸡眼
lc]V \ 'e eym i2-a< 
H5~1g6b@ 59V#FWe- 盲点
DhZ:#mM{ n'T He|:I 
+wipfL~&S m;dm|4L^ 超级斗鸡眼
G3G/ xC" b3}Q#Y\G 
85'nXY N{d rVY?6OMkd 像散&斗鸡眼
! 0^;;' 'iJDWxCD 
$H'8
#:[d_ Re>AsnA[ 双镜设计
2+z1h^) W =-_)$GOI' （等视角，零畸变，无色差）
_1ew(x2J UH [<&v 
QIQfI05 :Zza)>l 双镜设计基本结构
.;9jdGBf S.{fDcM 设计结果
I"-dTa 62Mdm3 
|XRImeF'd >) Ioo$B 最终结构
r088aUO
P ' TL2%T/)t 
Jy]Id* u9 %<ic%g t`# 视场
{Bh("wg$Lk % #u.J
性能指标
3V?817&6z Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
K/^
+eoW( Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
Z0$] tS Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
%]!adro~ Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
Ql8bt77eI- Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
~O{W;Cyh Ø 色环：人眼无法分辨
%t*[T P>(P2~$Y" （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）
