引言
?{dno = 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。
Te/)[I'Tn zc( 7p;w#p 产品目的
`'QPe42 Ø 协调水下作业手眼一致性
=w5w =qB Ø 广视角
_[7uLWyC9 Ø 单位放大率
*]=)mM# 设计目标
}?^G= IP4( Ø 单位放大率
fe$WR~ Ø 广角（从60度提升到160度）
KKzvoc?Bt Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
mB~&nDU Ø 小畸变
Pg36'aTe%j Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
3^a"$VW1 Ø 低视度调节
|g{AD` Ø 低双眼差异
koU.`l. 起始
结构 kShniN 9+']`=a: 
k|D!0^HE[ U8mu<) 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
S7vE[VF5 '9gI=/29D 
1 DP)6{x ^b~5zhY& 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
[C6?:'}FA Ah`dt 8t 
pS \>X_G3 lUEyo.xVt 
z"#.o^5 M)7enp) F. 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
bR K9Qt#3 fLAF/#\2 设计方案
(% P=#vZ Ø 柱面环绕式
F e .*O` Ø 多面式
C.-a:oQ[ Ø 楔形面
D.b <I79bX Ø 球形面
^@2Vh*k ■ 单镜设计
GB3B4)cX4Y ■ 双镜设计
\irjIX tV =jt_1 L4 
Pa +BE[z rR~X >+K 像散&斗鸡眼
P;&p[[7 .<%M8rcj 
qGCg3u6 rgKn=8+a 盲点
ASw |sw J
* ?_SnZ 
{W<-f? dy?|Q33Y" 超级斗鸡眼
'Y\"^'OU\ gq3OCA!cX 
+Uq:sfj, FSs$ ]
d; 像散&斗鸡眼
M) XQi/ [_b='/8 
F5P{+z7 \'Kj.EO{?$ 双镜设计
"IJMvTmj gEHfsR=D6 （等视角，零畸变，无色差）
#-j!
;? 3MJWC o-[ 
]},Q`n>$ yc=#Jn?S 双镜设计基本结构
e7qMt[. 4Xk;Qd 设计结果
4 ~YQ\4h= 1'm`SRX#e 
JO{-
P Tc5OI' -V 最终结构
| O+># ,xe@G)a 
!_H8Q}a <;0N@
视场
pjs9b%. as |c`4r\O 性能指标
$o $Ev@mi Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
vJAAAS Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
;@YF} %!+W Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
FoD/ Q
Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
2G}7R5``9 Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
LO} :Ub Ø 色环：人眼无法分辨
Q1I_=fT O-!fOdX8_k （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）
