【摘 要】
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节肢动物在地球上已经发展了超过五亿年的历史,拥有着复杂的视觉系统。其中节肢动物的复眼拥有众多优势,如低像差和高灵敏度的广角视野成像等。这些优点在当今的成像系统中,都是极度缺乏的,因此人造复眼的研究具有较大的意义。本文的主要目标是制作出一种高度仿生的复眼透镜,根据牛顿桶理论和微流体操纵的理论,本课题提出了一种全新复眼透镜制作工艺—3D打印相结合的微流体操纵,该方法制作出的复眼透镜直径为5毫米,拥有5
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节肢动物在地球上已经发展了超过五亿年的历史,拥有着复杂的视觉系统。其中节肢动物的复眼拥有众多优势,如低像差和高灵敏度的广角视野成像等。这些优点在当今的成像系统中,都是极度缺乏的,因此人造复眼的研究具有较大的意义。本文的主要目标是制作出一种高度仿生的复眼透镜,根据牛顿桶理论和微流体操纵的理论,本课题提出了一种全新复眼透镜制作工艺—3D打印相结合的微流体操纵,该方法制作出的复眼透镜直径为5毫米,拥有522个小透镜,每个小透镜下面对应着波导管道,该复眼透镜能将3D空间的光线通过波导传输到2D的成像传感器,实现成像的功能。通过对3D打印材料的掺杂,本课题减少了相邻波导间的串扰,同时光线在波导中传输的模拟结果验证了本课题的复眼透镜在成像时能顺利的将光线传至底部的平面相机中。另外在实验中对每个小眼的最大接受角进行了测量,小眼的最大接受角约为44°,同时整个复眼的最大视角可达170°。通过理论分析,本课题的复眼可以实现成像的功能,本课题设计了全景成像实验,对可见光波段的物体进行了成像,并完成了空间全景图像重构。同时本课题还设计了点光源追踪的实验,通过测量确定定位系统的参数,并对未知点光源进行了定位实验,实验结果证明了本课题复眼透镜能够实现对点光源进行追踪。
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