引言
M~Slc*_% 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。
b>z. d- Psa8OJa n 产品目的
p^:Lj 9Qax Ø 协调水下作业手眼一致性
z|<oxF. Ø 广视角
{ Y"r]:5i Ø 单位放大率
/$z@_U [L 设计目标
l! y
_P Ø 单位放大率
;40m goN Ø 广角（从60度提升到160度）
i6CYD Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
Ib\G{$r Ø 小畸变
-IS9uaT5 Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
O}-7 V5 Ø 低视度调节
I3Lsj} 69 Ø 低双眼差异
h %s 起始
结构 DRoxw24 <`3( i\-X 
@,&m`qzd+ -],?kP 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
w2+]C&B* 5r<(Z0 
W~ F/ZrT3A =.oW g uzu 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
N^]>R :Stu KaE ;4gwM 
@>IjfrjV "T
u[n\8 
mv?H]i`N -ikuj 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
b=U MoWS B9DxV>mr\r 设计方案
!O6Is' %B Ø 柱面环绕式
Vk_& W.~ Ø 多面式
"3|"rc&F# Ø 楔形面
Oc9>F\]_m Ø 球形面
d`<^+p)oy ■ 单镜设计
25n (&NV ■ 双镜设计
KdJx#Lc Q| KD/s?? 
,M& 0<k\ $ cK
B+} 像散&斗鸡眼
T\!SA SzlfA%4+GR 
y O;C3q .0E4c8R\X 盲点
0,$-)SkT ]MLLr'6? 
!b->u_ P&3/nL$9N 超级斗鸡眼
*.]E+MYi* Hq\E 06S@ 
#K1BJ#KUt Y0yO ` W4 像散&斗鸡眼
x<j"DS}S)D AV 5\W } 
,e FQ}&^A UxcDDa/j2T 双镜设计
9>&tMq hAr[atu87 （等视角，零畸变，无色差）
@Du}
EKd3$(^ 
+F~0\# d -Bo~"q 双镜设计基本结构
d 6@jEa- 9X$#x90 设计结果
@ZkAul0@ )*K<;WI WH 
dHq )vs,L QYTTP6 Gz+ 最终结构
q$?7
~*M;x k g,ys 4 
*Qg5Z $JhZ'Z 视场
TjUZv 1(L R=amKLD? 性能指标
b4)*<Zp` Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
mbX)'. +L Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
S
$_Y/x Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
{y&\?'L' Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
~nj bLUB Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
YNg\"XjJM< Ø 色环：人眼无法分辨
9]L! . Z cTL#OTP （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）
