引言
L|X 5Ru 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。
8|( {
_Z u3vmC:bV 产品目的
-Q6pV<i Ø 协调水下作业手眼一致性
yr>bL"!C A Ø 广视角
+&OqJAu Ø 单位放大率
C~qhwwh 设计目标
4*x!B![]y Ø 单位放大率
X }(0y
Ø 广角（从60度提升到160度）
Gq*)]X{U a Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
>K
:"[? Ø 小畸变
~-5@- V Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
Jdn*?hc+ Ø 低视度调节
yf) `jPM1< Ø 低双眼差异
>|) 0Amt 起始
结构 %z~U@Mka h
'[vB^ 
}&DB5M SbZt\a 8 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
sg{D ?zl * Xoscc 
4Umsc>yfK J\3} il
N 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
[+g@@\X4 5vf t} f 
8[)]3K x = O1;vc}AA 
s &hA Jv < $AI 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
6
]Oxx{|} V:BX"$ J1 设计方案
rxj@NwAno Ø 柱面环绕式
nKB&|! Ø 多面式
_-]!;0E IV Ø 楔形面
T[-c| Ø 球形面
*O> aqu ■ 单镜设计
pYl{:uIPN8 ■ 双镜设计
YX` =M \bm6/fhA: 
`t0f L \T ;#s}b1 像散&斗鸡眼
bz0 P49% `QdQ?9x{F 
_1<'"u#6w xwnoZ&h 盲点
1Xr"h:U_X t*d >eK`:N 
+xfW`[.{ .l+~)$ 超级斗鸡眼
?[VpN2* V.ji
_vX 
}{xN`pZ vX0 "S 像散&斗鸡眼
qzA]2'~Q rEyz|k: 
PKR $I Y^2Qxo3"3 双镜设计
rN1U.FRe/ LkGf|yd_ （等视角，零畸变，无色差）
Tz[?gF.Do q^1aPz 
+K%pxuVh nS+FX& _ 双镜设计基本结构
'B (eMnLg /.)[9bQ< 设计结果
J+b!6t}mZn hyb +#R 
tB7K&ssi /Pn.)Lxfl 最终结构
) p<fL <s/<b*T
^ 
:vK(LU0K pSQCT 视场
)W ]>\=@Y 9G#8 %[W 性能指标
5BHOHw D{ Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
:,NFFN Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
r|^lt7\ Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
C~{NKMeC/m Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
TTZ['HP
oI Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
_7lt(f[S Ø 色环：人眼无法分辨
Y:%m;b$] hB?,7- （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）
