人工复眼结构以其独特的结构特点和优越的光学性能,近年来成为人们的研究热点。科学家通过将探测系统中的成像结构由传统的单目扩展到多目,使得成像结构从机理上体制上获得了革新,由此而带来一系列的研究热点,引发了一系列的新现象、新功能。本论文瞄准人工复眼结构在大视场成像领域的独特优势,从设计方法、制备技术、图像融合等方面开展了详细的理论研究和实验验证。研制出了一种可实用化的新型的人工复眼成像结构,开发了一系列的新技术、新手段、新方法。本论文主要从以下几个方面进行了研究。1、在深入剖析昆虫复眼结构的基础上,研究人工复眼结构中各个结构参数对光学性能和成像质量等方面的影响,在此基础上,在研究子眼结构设计方法的基础上,突破传统一维光学设计技术的限制,提出了一种可在三维空间开展光学设计的新方法,最终成型了一种曲面列阵化人工复眼结构的设计方法,利用该方法,可实现各种类型人工复眼结构的设计。2、在结构设计完成的基础上,开展三维列阵化元件的制备技术研究,通过采用精密制备技术和先进光学加工技术,确定镜头与支撑体结构的互联融合方式,编写算法完成镜头与支撑体的高精度融合,在此基础上,成型了一种三维曲面列阵化成像结构的制备技术,进一步推进了人工复眼结构的实用化研究。3、通过分析子眼镜头的方位位置与其视场之间的关系,以及分析单个子眼视场与总视场之间的关系,提出了一种基于三维空间坐标的图像拼接技术。利用该技术,可实现对人工复眼结构成像结果的数据融合。4、在突破上述三个关键技术的基础上,开展人工复眼结构成像结果的演示验证,通过对制备的37眼复眼结构进行成像,实验获得其视场角可达118°,该复眼结构可在航拍等探测装置上发挥作用。