同位複眼照相機

同位複眼照相機是一款由科學家根據昆蟲眼睛特性設計的透鏡相機,它的鏡頭曲面上嵌有許多獨立的微型透鏡,這與蜻蜓、蜜蜂的眼睛結構類似。這種相機可實現視角和景深極大化,且不會產生軸外像差。

所謂同位,指彈性薄膜基底在液壓調控下變形成任意曲率的球面時,微型透鏡和光感元件都能保持高度對應性,從而確保複眼照相機不會發生軸外像差,即由於折射球面存在球面像差和像面彎曲,衍生出實際像與理想像的偏差。

簡介,研製發明,結構設計,主要部件,未來套用,

簡介

該相機的優點在於能夠捕捉到180度範圍的清晰圖像,可實現視角和景深的極大化。

研製發明

節肢動物通常具有多組微小的眼睛,這些眼睛一起協調為主體提供圖像感知功能。單個微小眼睛稱之為復小眼,每隻復小眼中都包含一個角膜透鏡,該部位呈結晶錐形狀,並起著感知光線的作用。節肢動物的複眼有非常大的視角和景深,對運動物體的感應也十分靈敏,一直是科學家感興趣的研究對象,美國西北大學的研究人員受此啟發研製出模擬複眼特性的人造同位複眼照相機。

結構設計

同位複眼照相機的鏡頭曲面上嵌有許多獨立的微型透鏡,這與蜻蜓蜜蜂的眼睛結構類似。

主要部件

同位複眼照相機由一組彈性微型透鏡陣列和一組可變形的矽基光電感應陣列組成,分別布置在彈性薄膜基底的兩側,其中每個微型透鏡和光感元件構成一個“小眼”。
這兩個陣列都在平面上製造並組裝起來,然後經由彈性變形轉換成近乎完整的半球形狀(160度),上面集成了180個小眼,與火蟻和樹皮甲蟲複眼中的小眼數相近。
其中,可拉伸電子器件對於人造同位複眼的研製起到了關鍵作用。因為傳統的脆性電子器件不能承受變形,無法像昆蟲的複眼那樣把光電感應陣列分布在一個半球形的表面上。

未來套用

同位複眼照相機對人們的生活有著長遠益處,該相機在微型廣角無限景深監視設備、內視鏡等監視技術領域具有廣泛套用前景,其柔性結構設計也可為其他仿生照相機技術提供新的設計思路。

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