引言
4 *He<2g 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。
^SxB b,\ ujB:G0'r 产品目的
8~:qn@ Z|E Ø 协调水下作业手眼一致性
U/yYQZ\) Ø 广视角
w |>:mQnU Ø 单位放大率
$rs7D}VNc 设计目标
c;w
cgU Ø 单位放大率
`>rdn*B Ø 广角（从60度提升到160度）
u)&6;A4 Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
$q
DH Ø 小畸变
O-wR48Q Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
CY)Wuv ^ Ø 低视度调节
@`k!7?
Sq Ø 低双眼差异
f!P.=Qo[= 起始
结构 8l>/ZZ.NXi #g4X`AHB 
CcgCKT LB? evewu 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
zi2hi9A gO< >L0,j 
~yt+xWV $]\N/}1 v 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
%whPTc0P / !jd%,G 
o &rejj# V. 'EP 
/,2Em > .pu]21m= 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
!K'kkn,h &kXf)xc<~ 设计方案
!s\-i6S> Ø 柱面环绕式
vwZ2 kk!|i Ø 多面式
;. !AX|v Ø 楔形面
qQ/ j+ Ø 球形面
$4 >K2 ■ 单镜设计
t=iy40_T ■ 双镜设计
SR%h=`t 5Tb93Q@c 
$oq& uL (J\"\#/d 像散&斗鸡眼
&D qg<U u` `FD 
?*tpW75hR[ oVb6,Pn 盲点
_4owxYSDke 50l=B]M 
Pf]6'?k Q V\PGk<VO 超级斗鸡眼
6 jRF[N8 MJ8z"SKnV 
)+N%!(ki puL1A?Y8UM 像散&斗鸡眼
j? g{ *M '2/48j X5 
]|Vm*zO Goz9"yazg 双镜设计
op"RrZAZBT C \H%4p1r （等视角，零畸变，无色差）
E{_p&FF (lwkg8WC 
7 zgU>$i '?v.O} 双镜设计基本结构
$wdIOfaH 9-Qu b+0o 设计结果
W _yVVr @PU%BKe 
(4>k+ H 9%$4Ux*q 最终结构
y%cg 9H" u\t|? 
*9`@ km}%7|R? 视场
Yr ,e7da .?<,J 性能指标
RnIL>Akp Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
v5; c} n Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
,-vbR& Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
Z vk O#j Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
]p `#KVW Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
4@4$kro Ø 色环：人眼无法分辨
,+oQ 5c(f 3EI$tP @4 （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）
