引言
0?\d%J!"S 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。
#{Gojg`5O `I)ftj % 产品目的
uf}Q{@Ab Ø 协调水下作业手眼一致性
f*GdHUZ* Ø 广视角
q@&.)sLPgO Ø 单位放大率
,?> :Cdz4 设计目标
*Q:EICDE7 Ø 单位放大率
GeCyq%dN Ø 广角（从60度提升到160度）
x\!Uk! fM Ø 小尺寸（目标是小于60mm）
.5YIf~!59 Ø 小畸变
t 4tXLI;' Ø 无垂轴色差（全可见光波段）
]{E{ IW8 Ø 低视度调节
o _DZ Ø 低双眼差异
x N]88L}Tn 起始
结构 J3# cb9q0sdf 
T0Zv . A]CO
Ysc 理想平板结构的折射光路（水中视场90度，眼睛视角140度）
]Qb85;0) -~
5|_G2Y" 
.~fAcc{Qj @(Y+W2Iyy+ 角放大率和畸变（45度
视场角放大率1.59）
0G"I} Jp{ 7K}Sk 
C`>|D [ vW:XM0 
p? +*R@O iv]*HE 色差（45度视场色差22分，人眼
分辨率约为1分）
YJEL'k<l ^GN |}W 设计方案
YQk<1./}I Ø 柱面环绕式
2V 9vS Ø 多面式
@ I$; Ø 楔形面
rlIDym9nY~ Ø 球形面
M<x
W)R ■ 单镜设计
^6[o$eY3 ■ 双镜设计
-H;p +XAY $ VLCD 
LV X01ox$ G>fJ)A 像散&斗鸡眼
Q\4nduQ iSz?V$}? 
rM?ox
a;$'A[hq 盲点
ntT~_Ba8;u [$b\#{shtP 
b#<@&0KE 0Zv<]xO 超级斗鸡眼
:Sj r ZHku3)V=o 
q:D!@+U z|gG%fM 像散&斗鸡眼
^%q h E8 u LX V, 
+o\s
|G|l 8 O5@FU
3 双镜设计
d\{#*{_A xe3t_y （等视角，零畸变，无色差）
wEImpsC` _+\hDV>v 
-UM5&R+o a ges-Z_X 双镜设计基本结构
&E>zvRBQ xgeKz^, 设计结果
mfNYN4Um6 (y xrK 
<2Qh5umQ `j u r`^S| 最终结构
aTceGyWzl kM`!'0 kt 
p<@ 0b -O ro$=% 视场
|$vhu`]Z@^ lilKYrUmG 性能指标
\y%:[g}Fvw Ø 视场：140度（横向）X 90度（纵向）（水中和眼中）
W_zAAIY_Y Ø 畸变：0.03%（5%可接受）
vh~:{akR Ø 双眼会聚：12分（几度可接受）
> qSaF Ø 视场会聚度变化：1.14分（几分可接受）
{ bUd"Tu Ø 分辨率：多数视场小于1分（以6mm瞳孔计算）
wb>>bV+U Ø 色环：人眼无法分辨
o9:GKc xCd9b:jG （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）
