引言
5Np. & 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。
1Q$ M/} _1 JvA- 产品目的
LOYv%9$0*p Ø 协调水下作业手眼一致性
Y\x
Xo? Ø 广视角
e
O}mZN Ø 单位放大率
5LK>n- 设计目标
)T+htD) Ø 单位放大率
sR0nY8@F Ø 广角（从60度提升到160度）
MdfkC6P Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
: R&tO3_F Ø 小畸变
Ywr {/ Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
> ) ^ !gz8 Ø 低视度调节
xMh&C{q Ø 低双眼差异
u@3w$"Pv1 起始
结构 $7*Ml)H!9 zBR]bk\ 
`jkn*:m x/<. ?[A 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
eyWwE% fe$WR~ 
U#P#YpD;== WQ]pg
" 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
3QVng^"B) 6bn-NY:i 
Pg36'aTe%j M@3H]t? 
StVv" YY s5dh]vNN 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
57}q'84 ~eP 2PG 设计方案
x @ O: Ø 柱面环绕式
^b#E%Rd Ø 多面式
@wPmx*SF Ø 楔形面
z=U!D `]v Ø 球形面
|+bG~~~%j ■ 单镜设计
G!IQ<FuY ■ 双镜设计
)Fw)&5B! B+LNDnjO] 
sFTIRVXN, m @%|Q; 像散&斗鸡眼
T_-MSXhA ^J_hkw~gO 
^b~5zhY& `<n:D`{dZ 盲点
kes'q8k 6>I.*Qt \l 
'3Ie0QO]"% $\
'\@3o 超级斗鸡眼
/WfxI >v oX~CTunP 
86g+c K; PpS*! 像散&斗鸡眼
Q/9b'^UJ M)7enp) F. 
Q:\hh=^ EiUV?Gvz 双镜设计
%-Z~f~ <? \t@`]QzG: （等视角，零畸变，无色差）
(% P=#vZ |_ *$+ 
Ah6x 2 (: }TW=eu~ 双镜设计基本结构
M jTKM; D.b <I79bX 设计结果
sh2bhv] rE:>G]j6 
v"+EBfx $@)d9u
cd 最终结构
>lm L \irjIX tV 
dk/*%a
+ }i:'f 2/ 视场
*lAdS]I uw! |G> 性能指标
rR~X >+K Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
-; $/< Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
C6~dN& q Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
]s@8I2_ Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
I/jr` 3Mj Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
[Gy'0P(EQ Ø 色环：人眼无法分辨
>iN %Uz sEyl\GL （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）
