引言
Asu"# sd 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。
M[_I16s }h6z&:qA[? 产品目的
L]<4{8H. Ø 协调水下作业手眼一致性
rapca'&# Ø 广视角
s9Z2EjQV Ø 单位放大率
,0~TvJS 设计目标
N&`ay{&`: Ø 单位放大率
6E]rxps}" Ø 广角（从60度提升到160度）
R,1 ,4XT Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
hj,x~^cS Ø 小畸变
eCd?.e0@j Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
e*s{/ a?, Ø 低视度调节
1t p D| Ø 低双眼差异
dxWw %_Q 起始
结构 /Ql}jSKi L{p-'V 
ayp}TYh* P$I\)Q H 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
G].KJ5,y
}L9j`17 
EdpR| z 6u7wfAf 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
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@1@WB ]mQQ m@~x*+Iz 
xK3;/!\` ]
),' =@ 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
}DaYO\:yK* "g-NUl`' 设计方案
y>8?RX8 Ø 柱面环绕式
<@ u6*] Ø 多面式
gBu4` M Ø 楔形面
jq{ I x Ø 球形面
>B7OTGw ■ 单镜设计
9MxGyGz$ ■ 双镜设计
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Vk-_H)*r a0.XJR{T" 像散&斗鸡眼
"#jKk6{I0 YSyW '~!b 
e$=|-J z kZQ;\QL1} 盲点
v<1;1m S# #W_OlrI 
x{$NstGB T*m21 < 超级斗鸡眼
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y1X.Mvc 
soF ^G21N k1J}9HNYR 像散&斗鸡眼
z/b*]"g, ] ?(=rm9u 
*F0N'* Z a w + 双镜设计
nj
mE >2 16vfIUtb （等视角，零畸变，无色差）
GcuZPIN%D Lrq&k40y 
AI2CfH#:C 71_N9ub@z 双镜设计基本结构
0W> ",2|z RS~oSoAE 设计结果
=#fqFL, P}gh-5x 
( C&f~U ,P^"X5$ 最终结构
6]VT n- R )/w
\GWC5R7Q0j ',f[y:v; 视场
lgl/|
^ Uw eo!z>9#. 性能指标
eC?N>wHH Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
Y%3j >_\; Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
Eq
t61O$x Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
SPBXI[[- Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
Z_%>yqD C Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
/-T%y uU Ø 色环：人眼无法分辨
P+[R 0QS U/>5C : （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）
