引言
jIjW +D` 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。
j>A=Wa7 oT i$@q 产品目的
an)Z .x Ø 协调水下作业手眼一致性
]23+ d/ Ø 广视角
YP73 Ø 单位放大率
C 4K"eX,K 设计目标
h@ @ q:I= Ø 单位放大率
"10.,QK Ø 广角（从60度提升到160度）
qPn!.m$/ Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
AA5 UOg\jI Ø 小畸变
z_%}F': Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
KqvM5 $3 Ø 低视度调节
UV\&9>@L Ø 低双眼差异
!SThK8j$7 起始
结构 H=6-@+ !o p4@0Dz`Q 
o,!W,sx_ Q1RUmIe_& 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
v z^ =o' K~A@>~vFb 
y$+_9VzYB i2?TMM!Fe 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
z'}z4^35, 3w8v.J8q 
:oyt JhxU P.3kcZ 
+kx#"L: xG|lmYt76 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
H={5>;8G N3ccn 设计方案
{4r } jH Ø 柱面环绕式
__i))2 Ø 多面式
(t"e#b(: Ø 楔形面
* R8P brN Ø 球形面
oiItQ4{ < ■ 单镜设计
t8uaNvUM}e ■ 双镜设计
e/zz.cd){ (S8hr,%n 
%Vhj< gN @gi / 1 cq 像散&斗鸡眼
&X)^G# &Y-jK < 
ad`7[fI Tz{-L%*# 盲点
x d!GRJ<I `86})xz{ 
vq1u !SY 1WAps#b. 超级斗鸡眼
v\-7sgZR 07>Iq8<mu 
-NUA i)@H 像散&斗鸡眼
Dj{=Y`Tw _@O.EksY3r 
7w?N-Q$y ( #rhD} 双镜设计
Iy@6cd,)S sK7b4gmK （等视角，零畸变，无色差）
> Dq&[9,8 v|:TYpk u3 
moE!~IroG Z(BZG O< 双镜设计基本结构
6,(S}x
YDZ T *rz#O 设计结果
Z;cA_}5 3PEW0b*]Pf 
R
RnT.MU .<Jq8J 最终结构
t rlZ 2Jqr"|sw 
Nh+XlgXG V(F1i%9l g 视场
>uJU25)| kI,O9z7A7 性能指标
3 H`ES_JL Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
N.-*ig.YR7 Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
Rzxkz Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
]
jycg@=B Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
x%55:8{ Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
?A~a}bFZ Ø 色环：人眼无法分辨
]GXE2A_i; "*N]Y^6/A （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）
