技術(shù)文章
Technical articles香港科技大學(xué)范智勇教授團隊開發(fā)了一種針孔復(fù)眼(PHCE)系統(tǒng),該系統(tǒng)集成了3D打印的蜂窩狀光學(xué)結(jié)構(gòu)和半球形的全固態(tài)高密度鈣鈦礦納米線(PNA)光電探測器陣列。這種無透鏡的針孔結(jié)構(gòu)(PHA)可以根據(jù)底層圖像傳感器的需求,設(shè)計制備出任意布局。該團隊通過對比光學(xué)模擬和成像結(jié)果驗證了該視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵特性和功能,包括超寬視場、精準的目標定位和運動跟蹤能力。該團隊進一步演示了PHCE系統(tǒng)在無人機上的功能集成,使其能夠跟蹤地面上的四足機器人。這種空中-地面協(xié)作機器人互動展示了PHCE系統(tǒng)在未來多機器人協(xié)作和機器人群技術(shù)開發(fā)中的潛在應(yīng)用前景。
研究者受到昆蟲(例如強盜蠅)復(fù)眼幾何結(jié)構(gòu)的啟發(fā),設(shè)計了蜂窩狀的針孔陣列,通過光學(xué)計算和模擬仿真優(yōu)化了有限像素數(shù)下的接受角Δφ、小眼間角ΔΦ,確定了對應(yīng)針孔的最佳長度直徑比,可以消除相鄰小眼之間的盲區(qū)并減少光效率損失。研究者使用摩方精密面投影微立體(PμSL)光刻3D打印技術(shù)(nanoArch® P140,精度:10 μm)制備了對應(yīng)幾何參數(shù)的針孔陣列,并與半球殼的凸面共形,原料為光敏樹脂。由于高打印自由度和簡化的結(jié)構(gòu),上述針孔陣列的參數(shù)可以很好地設(shè)計和協(xié)調(diào),以滿足對應(yīng)圖像傳感器的需求。