引言
o VB"f 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。
77 :'I Y&'8V dW 产品目的
?|t/mo|K? Ø 协调水下作业手眼一致性
h#3m4<w(9 Ø 广视角
a]VGUW- Ø 单位放大率
a`Z{
xme = 设计目标
g<[rH%\6fg Ø 单位放大率
(clU$m+oXX Ø 广角（从60度提升到160度）
Y~"9L|`f/ Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
Ud3""C5B Ø 小畸变
S>ugRasZ $ Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
MMD<I6Iyv Ø 低视度调节
H|+tC=]4IZ Ø 低双眼差异
BQjam+u6 起始
结构 (Imp
$ c#q "\" 
nN ~GP"} U7%28#@ 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
d]M[C[TOX F WTx&Ip 
If}lJ6jZ ' >^Xqn 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
d~[UXQC _9h.Gt 
Sa}D.SBg {of]/ 3= 
1-$P0 -fux2?8M 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
.k ]#XoE Yh gUCF# 设计方案
ULvVD6RQ47 Ø 柱面环绕式
Y MAQ+A ! Ø 多面式
`45d"B
I Ø 楔形面
Y(GW0\< Ø 球形面
C.E[6$ oVc ■ 单镜设计
<PD|_nZT ■ 双镜设计
q$^<zY &"j@79Ym1~ 
%}F"*. @Qo,p 像散&斗鸡眼
n|]N7 b' j<$R4A 1 
+(AwSh ! ~_}4jnC 盲点
FT_k^CC ]hUKuef 
^I./L)0= } |!5@xs*T 超级斗鸡眼
eG^z*`** 0 Uaem 
B*Cb6'Q 6bJ"$ o 像散&斗鸡眼
t~~r-V": em/Xu 
jf7pl8gv
STp!8mL 双镜设计
#wD7 \X-f $9m5bQcV （等视角，零畸变，无色差）
s bjtL, ./)j 5M 
ct.Bg )E | /#'S&!U 双镜设计基本结构
/Ef4EX0 D` fc7m 设计结果
\#_@qHAG q "p#H 8 
cqHw^{'8 7C YH'DL 最终结构
R]V TV7D YRu%j4Tx 
(>r|j4$ 5EfY9 }dl 视场
Z#LUez;&t# EUXV/QV{ 性能指标
ty9rH=1 Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
%)dI2 J^Xf Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
%8g$T6E[<2 Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
V!}L <cN Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
_AAx
) Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
Q+/R
JM?3@ Ø 色环：人眼无法分辨
5G UH;o1m M;> ha,x （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）
