引言
X-Kh(Z 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。
RJ&RTo @ioJ] $o7 产品目的
xml7Uarc Ø 协调水下作业手眼一致性
-20bPiM$A Ø 广视角
{9pZ)tB Ø 单位放大率
# x60xz 设计目标
5 PJhEB Ø 单位放大率
3M7/?TMw{6 Ø 广角（从60度提升到160度）
i)#d WFDTv Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
itP,\k7>d Ø 小畸变
_8J.fT$${ Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
TDjm2R~9FS Ø 低视度调节
]p GL`ge5 Ø 低双眼差异
aFm_;\ 起始
结构 tw/dD + ,^< R{{{-A 
ZJJY8k ` `UaD6Mc<Mz 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
f~R(D0 @ tSUEZ62EY 
F~W6Bp^W fU}ub2_in 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
&wawr2)} ,/2V t/lt 
t %)7t9j |SSSH
d&Zpkbh" lfgq =8 d 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
rXP,\ ] r+ 8kIksy 设计方案
? :%@vM Ø 柱面环绕式
Of#u Ø 多面式
JPHL#sKyz Ø 楔形面
`/+>a8 Ø 球形面
C.-,^+t;g ■ 单镜设计
Wvh#:Z ■ 双镜设计
LonxT&"!D Ll' t>) 
; DR$iH-F #zs~," dRv 像散&斗鸡眼
;ig IZ$& <xm7qmqI 
PFjL1=7I 'H>^2C iM 盲点
C{rcs' ? OM!+O 
.p[ ux vp
9 cF[seE"0 超级斗鸡眼
(ZZ8L-s IEi^kJflU 
_TZRVa_ .`eN8Dl1 像散&斗鸡眼
LH% F 8 7n<{tM 
YD6'#( FW4<5~'
双镜设计
6nvz8f3*r] C,r;VyW6BI （等视角，零畸变，无色差）
rM%1GPV ob $6 f3F?y7 
q|(HsLs H7n>Vx:L- 双镜设计基本结构
_ B<X`L
= 1))8
A@, 设计结果
F$]Pk |, lL3U8}vn 
<]2w n T8$y[W-c 最终结构
R-$!9mnr *GPiOA
a 
Y$ _B1_ 3 = j"=-= 视场
h2R::/2. )y$(AJx$ 性能指标
4!?eRY Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
;e *!S}C, Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
q_58 ;Bv Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
q/,O\, Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
=7eV/3 Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
~]2K ^bh8& Ø 色环：人眼无法分辨
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Iu'[U S,he6zS （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）
