20、仿生视觉系统：从自然中汲取灵感的创新之路

仿生视觉系统：从自然中汲取灵感的创新之路

1. 仿生视觉系统概述

随着科技的不断发展，仿生视觉系统成为了研究的热点。从早期将相机集成到信用卡的设想，到如今手机相机占据消费市场，人们对视觉系统的要求越来越高。目前，超扁平相机的并置和叠加版本仍在研究中，未来有望应用于大物体场显微镜等领域。如果能够制造出超薄且灵活的相机，将会催生更多的产品。

2. 跳蛛视觉系统的启示

跳蛛拥有八眼视觉系统，这似乎是大自然为小型动物进化出的最佳解决方案。它具备 360°全景运动检测能力，能够通过广角视野识别猎物或敌人，还拥有高分辨率视觉和测距功能，可追踪目标并进行跳跃。这三种不同的视觉系统集成在小巧轻便的蜘蛛体内，由微小的大脑控制。

对于未来集成到消费产品中的微型相机，理想的视觉系统应具备以下特性：
- 高分辨率，最好在 5000 万像素以上。
- 高动态范围（HDR），能适应从极低光线到海滩明亮阳光的环境。
- 高色彩深度。
- 快速自动对焦（AF）和变焦功能。
- 立体视图和详细的深度图。
- 高速拍摄，达到每秒 1000 帧。
- 夜视（NV）和热成像功能。

然而，从当前的技术角度来看，将所有这些功能集成到单个视觉模块中是不可能的。由于光学缩放定律和空间带宽积（SBP）的限制，在厚度小于 5 毫米的封装中，单孔径相机难以实现超过 1000 万像素的分辨率。因此，模仿跳蛛的眼睛，将视觉系统拆分为单孔径相机集群是一种很有前景的方法。

3. PiCam 集群相机

3.1 PiCam 相机的结构与原理

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