一种大视场多孔径仿生复眼光学系统设计

作     者：曹杰君 巩岩 吴泉英 郎松 

作者机构：苏州科技大学物理科学与技术学院 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 济南国科医工科技发展有限公司 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(2024YFC3406602) 山东省自然科学基金(ZR2024QF298) 江苏省第十四个五年规划重点学科(2021135) 

主　　题：光学设计 大视场 仿生复眼 成像系统 

摘      要：借鉴昆虫复眼在大视场、低像差和高灵敏性上的优势，针对传统二维成像技术受限于大视场的需求和对小目标运动的敏感性，设计了一款大视场多孔径仿生复眼光学系统，系统由曲面子眼阵列、中继系统和图像探测器组成。系统的单个子眼视场角为30°，焦距为24mm，中继系统采用F数为3的鱼眼镜头，使用2面非球面，实现曲面像和平面像的转换，总系统的视场角为160°，F数为3。设计结果显示，所有子眼通道的调制传递函数（modulation transfer function, MTF）在156 lp/mm处均大于0.3，系统在给定的公差范围内仍满足成像要求。与现有复眼成像系统相比，本文设计的光学系统视场更大，非球面数量更少，降低了成本，提高了工艺可实现性。