引言
g9XtE 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。
PjHm#a3zg% erqB / C 产品目的
[h1{{Nb#ez Ø 协调水下作业手眼一致性
U`Zn*O~/ Ø 广视角
,&-[$, Ø 单位放大率
/p>[$`Aq
设计目标
6D0,ME# Ø 单位放大率
J 0 P Ø 广角（从60度提升到160度）
{ SfU! Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
;W].j%]L e Ø 小畸变
zN1;v6; Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
\ a!<^|C & Ø 低视度调节
~iWSc8- Ø 低双眼差异
Q?@G >uz 起始
结构 5*AKl< Jl =X*E(.6Ip 
}>w4! <c#[.{A}s 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
w(D 9' K="+2]{I 
2. _cEY34 Mx"tUoU6z 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
~'3% Qr `2PT 8UM 
gISs+g ~}w 8UO 
-+> am? BXY'%8q _a 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
_SqrQ ;Y\,2b, xh 设计方案
0^ [ 6 Ø 柱面环绕式
#F@7>hd1 Ø 多面式
1*h7L<#|mQ Ø 楔形面
k:Q<Uanc[ Ø 球形面
R{_ IrYk ■ 单镜设计
j`B{w ■ 双镜设计
}^7V^W SO/]d70HG 
R`q!~8u
Dfia=1A 像散&斗鸡眼
IJ; *N 3;:V1_JA 
U5" Oh I &v,p_'k 盲点
7p6J !`lqWO_/
: 
_ GSw\r #cS,5(BM 超级斗鸡眼
9 NQq=@ wjOAgOC 
+ctv]'P _ #1 @~w} Dh 像散&斗鸡眼
/&7Yi_]r 1#"Q' ,7 
avu,o
@U@ yIv 双镜设计
>N-% QE2^.|d{ （等视角，零畸变，无色差）
L0tKIpk 8[;oUVb5 
&,]+ > p)xI5,b$9 双镜设计基本结构
ton`ji\^ N1~$ + 设计结果
nX%'o`f [dlH
t;S 
<9a_wGs ecpUp39\ 最终结构
*J5 RueUG A'iF'< % 
J5_Y\@ F
t/
x 5 视场
"B3: m-' W y*7j B 性能指标
:<k|u!b}y Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
% T \N@ Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
:iB%JY Ad Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
@n* D>g Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
&\|<3 sd( Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
K/v-P <g Ø 色环：人眼无法分辨
cE5Zxcn
iLcadX （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）
