CN114280709B - 一种视觉仿生感光成像装置及应用方法 - Google Patents
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Abstract
一种视觉仿生感光成像装置及应用方法,包含刚体透镜组、孔径光阑、仿生可调透镜模块、微型气泵、可伸缩装置、可变像距仿生图像传感元件、壳体和俯仰旋转模块;所述壳体内依次同轴设置有刚体透镜组、孔径光阑、仿生可调透镜模块和可变像距仿生图像传感元件;微型气泵和可伸缩装置安装于壳体内,可变像距仿生图像传感元件可相对壳体沿轴向滑动;所述仿生可调透镜模块包含第一可调透镜、第二可调透镜和多孔式玻璃内透镜;第一可调透镜和第二可调透镜分别与多孔式玻璃内透镜螺纹连接并用内密封圈进行密封;俯仰旋转模块安装在所述外壳的底部,以驱动外壳作俯仰和旋转运动。本发明具有结构紧凑,观察范围大,可实现曲面感光和双轴旋转的特点。
Description
技术领域
本发明涉及仿生视觉成像装置,尤其是涉及一种视觉仿生感光成像装置及应用方法。
背景技术
随着技术的发展与进步,人们对视觉成像设备的集成化、便携性和调焦能力的要求越来越高。光学透镜及其变倍成像模块是视觉成像设备的关键部分,对视觉成像系统的结构组成、调节特性和成像质量有着重要的影响。
公开号为CN204329962U的中国专利公开了一种高精度新型仿生眼装置,该装置由旋转俯仰云台、双向滚珠丝杠滑台、两个tricept仿生眼及计算机构成。旋转俯仰云台可以实现仿生眼绕旋转电机轴的转动以及俯仰运动。双向滚珠丝杠滑台固定在旋转俯仰云台的俯仰座上,用于根据典型动物视觉模型调节仿生眼的位置,从而达到调焦的目的。但是该装置尺寸较大,难以实现高集成化的目的;且利用丝杠来改变焦距,会出现调焦过程慢、精度不高的问题。
公开号为CN213126164U的中国专利公开了一种照相机装置,该装置能够多段伸出嵌套构造的镜头镜筒。照相机装置的镜头镜筒包含:后方镜筒单元,其能够相对于桶部向+X方向移动;以及前方镜筒单元,其能够相对于后方镜筒单元向+X方向移动。前方镜筒单元具有设置于后方镜筒单元侧的卡合部。该装置镜头采用机械调焦的方式,机械磨损严重,调焦精度不高;改专利优化了照相机在静态时的尺寸,但是装置在使用时镜头尺寸较大,不适合复杂的工作环境;且采用平面感光成像装置,会出现图像边缘暗角、成像效果差等问题。
目前传统的光学成像系统多采用机械变焦、平面感光成像,面临着调焦范围小、边缘成像质量差、焦距调节的灵活性差等问题,难以满足高精度连续变焦成像的需求。
发明内容
本发明为克服现有技术不足,提供一种视觉仿生感光成像装置及应用方法。该装置具有结构紧凑,观察范围大,可实现曲面感光和双轴旋转的特点。
一种视觉仿生感光成像装置包含刚体透镜组、孔径光阑、仿生可调透镜模块、微型气泵、可伸缩装置、可变像距仿生图像传感元件、壳体和俯仰旋转模块;所述壳体内依次同轴设置有刚体透镜组、孔径光阑、仿生可调透镜模块和可变像距仿生图像传感元件;微型气泵和可伸缩装置安装于壳体内,可变像距仿生图像传感元件可相对壳体沿轴向滑动;
所述仿生可调透镜模块包含第一可调透镜、第二可调透镜和多孔式玻璃内透镜;所述第一可调透镜包含光学弹性薄膜、透镜壳体和外密封圈光学弹性薄膜和透镜壳体之间设置有与二者相连的密封圈,所述第二可调透镜与第一可调透镜的结构相同,第一可调透镜和第二可调透镜分别与多孔式玻璃内透镜螺纹连接并用内密封圈进行密封;
可伸缩装置在微型气泵的充气、放气作用下,对应压缩、拉伸第一可调透镜和第二可调透镜,使得第一可调透镜和第二可调透镜形变,第一可调透镜和第二可调透镜内的光学液体通过多孔式玻璃内透镜在两个可调透镜的密闭腔体内流通,俯仰旋转模块安装在所述壳体的底部,以驱动壳体作俯仰和旋转运动。
所述的可变像距仿生图像传感元件包含曲面图像传感器、传感器底座、传感器底座滑轮和压电圆环;曲面图像传感器用焊接的形式固定在传感器底座的中心位置;传感器底座滑轮安装在传感器底座的预制凹槽内,仿生图像传感器整体可通过传感器底座滑轮在壳体的预制滑槽内滑动;压电圆环的正面固定在传感器底座上,其背面固定在壳体上,通过改变压电圆环的电压,就可控制压电圆环的厚度,进而输出一个位移,调节仿生图像传感器在光轴上的的前后位置,进而实现仿生图像传感器像距的精密微调。
一种视觉仿生感光成像装置的应用方法:先将俯仰旋转模块固定于待观测面上,使用者使用控制器操作,进光量可通过手动控制孔径光阑手柄调节孔径光阑的光圈大小实现,仿生可调透镜模块中的第一可调透镜和第二可调透镜的表面曲率通过控制微型气泵带动可伸缩装置实现,实现连续变焦,且第一可调透镜、多孔式玻璃内透镜和第二可调透镜组成一个封闭的腔体,光学液体可通过多孔式玻璃内透镜边缘的流道在第一可调透镜和第二可调透镜相互流通,物体光信号经过仿生可调透镜模块后,在可变像距仿生图像传感元件实现成像,通过调节可变像距仿生图像传感元件的电压可精密调节像距,控制底部俯仰旋转模块中的旋转舵机实现壳体相对水平面上的旋转运动,控制底部俯仰旋转模块中的俯仰舵机实现壳体相对竖直面上的俯仰运动。
本发明相比现有技术的有益效果是:
1、本发明设计基于微型气泵和可伸缩装置的驱动结构,以人眼中的睫状肌为仿生模型,通过充气和放气,从而使可调透镜发生形变,气泵的控制具有高稳定性和精确性,有利于精密控制可调透镜的表面形变,使得成像装置的聚焦更加清晰,并可提高光学装置的调节能力,实现整个装置的集成化与通用性。
2、本发明设计可调透镜、多孔式玻璃内透镜和光学液体作为主要屈光介质,组成多层复合式仿生可调透镜,提供更多的光学设计自由度,改善可调透镜的光学稳定性和成像质量;通过调节单个可调透镜的表面曲率,可实现任意设计范围内透镜焦距的精确控制,协同控制两个可调透镜的表面形状,可灵活的实现大范围连续的焦距调节;同时利用多层多孔式的固液混合结构,减小液体所占比重,增加液体流动的阻尼力,有效改善可调透镜的光学稳定性和成像质量。
3、本发明设置仿生图像传感元件,调节仿生图像传感元件在光轴上的的前后位置,进而实现仿生图像传感器像距的精密微调,这种可变像距的仿生图像传感元件可以适应多种复杂的工况,实现整个装置的通用性。
4、本发明设计壳体,以人眼球为仿生模型,整体结构紧凑,集成度水平高,可以适应多种复杂工况,提高整体适用性。
综上所述,本发明具有结构紧凑、光轴稳定、观测范围大、可实现曲面感光、可双轴旋转的优点,可更好满足各种集成化、多视角、对边缘图像清晰度要求高的光学成像系统需求。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明:
附图说明
图1是视觉仿生感光成像装置的立体图;
图2是视觉仿生感光成像装置的正视图;
图3是视觉仿生感光成像装置的局部剖视图;
图4是壳体内部结构剖视图;
图5是仿生可调透镜模块的结构示意图;
图6是第一可调透镜的剖视图;
图7是多孔式玻璃内透镜的正视图;
图8是仿生图像传感元件的结构示意图;
图9是仿生可调透镜模块、可伸缩装置和微型气泵组合结构示意图;
图10是可伸缩装置的结构示意图;
图11是一个方向看的俯仰旋转模块的示意图;
图12是另一个方向看的俯仰旋转模块的示意图;
图13是可调透镜变焦过程示意图;
图14是仿生图像传感元件改变像距过程示意图。
具体实施方式
如图1-图7所示,一种视觉仿生感光成像装置包含刚体透镜组101、孔径光阑(102)、仿生可调透镜模块103、微型气泵104、可伸缩装置105、可变像距仿生图像传感元件(106)、壳体107和俯仰旋转模块108;
所述壳体107内依次同轴设置有刚体透镜组101、孔径光阑102、仿生可调透镜模块103和可变像距仿生图像传感元件106;微型气泵104和可伸缩装置105安装于壳体107内,可变像距仿生图像传感元件106可相对壳体107沿轴向滑动;
所述仿生可调透镜模块103包含第一可调透镜1031、第二可调透镜1032和多孔式玻璃内透镜1033;所述第一可调透镜1031包含光学弹性薄膜10311、透镜壳体10312和外密封圈10313,光学弹性薄膜10311和透镜壳体10312之间设置有与二者相连的密封圈10313,所述第二可调透镜1032与第一可调透镜1031的结构相同,第一可调透镜1031和第二可调透镜1032分别与多孔式玻璃内透镜1033螺纹连接并用内密封圈1035进行密封;其中,第一可调透镜1031和第二可调透镜1032分别为内螺纹,多孔式玻璃内透镜1033两端为外螺纹;第二可调透镜1032包含第二光学弹性薄膜10311-2、第二透镜壳体10312-2和第二外密封圈10313-2。第二可调透镜1032与第一可调透镜1031的结构相同且镜像布置在多孔式玻璃内透镜1033两侧。
可伸缩装置105在微型气泵104的充气、放气作用下,对应压缩、拉伸第一可调透镜1031和第二可调透镜1032,使得第一可调透镜1031和第二可调透镜1032形变,实现焦距调节,第一可调透镜1031和第二可调透镜1032内的光学液体通过多孔式玻璃内透镜1033在两个可调透镜的密闭腔体内流通,形成多层多孔式的固液混合结构,减小液体所占比重,增加液体流动的阻尼力,有效改善可调透镜的光学稳定性和成像质量;俯仰旋转模块108安装在所述壳体107的底部,以驱动壳体107作俯仰和旋转运动。
优选地,所述光学液体折射率满足条件:1.20<Ng<1.85,例如可选取氯化钠溶液;所述光学弹性薄膜10311为PDMS光学薄膜。
如图3所示,所述孔径光阑102通过控制孔径光阑手柄1021来改变光圈的大小,控制进光量。孔径光阑可以实现人眼中瞳孔的功能,控制整个成像装置的进光量大小,可以通过控制孔径光阑上的孔径光阑手柄来改变光圈的大小,从而控制进光量。
进一步地,在一个实施例中,如图3和图4所示,所述刚体透镜组101包括平透镜1011和凹透镜1012;刚体透镜组101固定在壳体107内的镜头挡环内,所述孔径光阑102固定在壳体107内的孔径光阑固定器上,微型气泵104和可伸缩装置105安装于壳体107内部的伸缩装置固定板上,可变像距仿生图像传感元件106安装于壳体107内的仿生图像传感器滑槽上。仿生可调透镜模块103固定在透镜支撑体1074上,所述壳体107为一体成型打造,所述的镜头挡环、孔径光阑固定器、伸缩装置固定板、透镜支撑体1070、仿生图像传感器滑槽均为壳体107的一部分。
另一个实施例中,如图4和图8所示,所述可变像距仿生图像传感元件106包含曲面图像传感器1061、传感器底座1062、传感器底座滑轮1063和压电圆环1064;曲面图像传感器1061固定在传感器底座1062的中心位置,例如可以是焊接在传感器底座1062上,传感器底座滑轮1063设置在传感器底座1062的预制凹槽内,传感器底座1062通过传感器底座滑轮1063可在壳体107内滑动,压电圆环1064两侧分别安装在传感器底座1062端面和壳体107上。改变压电圆环1064的电压,可控制压电圆环1064的厚度,进而输出一个位移,调节仿生图像传感器106在光轴的轴向上的位置,进而实现仿生图像传感元件106像距的精密微调。具体变化如图14所示。
可选地,曲面图像传感器1061为曲面CCD传感器或者曲面CMOS传感器。以人眼中的视网膜为仿生模型,以固定曲率的CCD图像传感器或者CMOS传感器搭配压电圆环1064使用,通过改变压电圆环1064的电压来控制压电圆环1064的厚度,进而输出一个位移,调节曲面图像传感器1061在光轴上的的前后位置,进而实现仿生图像传感元件106像距的精密微调,且设计的固定曲率的CCD传感器或者CMOS传感器可以实现曲面感光的目的,可以有效修正边缘成像模糊、畸变等问题,同时这种可变像距的仿生图像传感元件可以适应多种复杂的工况,实现整个装置的通用性。利用曲面图像传感器1061模拟人眼中的视网膜,实现曲面感光的目的,可以有效修正边缘成像模糊、畸变等问题。
再一个实施例中,仿生可调透镜模块103两侧分别布置有可伸缩装置105,所述可伸缩装置105包含3D针织面料外壳1051、橡胶气室1052和橡胶导气管1053;3D针织面料外壳1051起保护内部橡胶气室1052的作用,橡胶气室1052起到支撑整体的作用;
微型气泵104与橡胶导气管1053相连,橡胶导气管1053与橡胶气室1052相连,橡胶气室1052布置在3D针织面料外壳1051内,3D针织面料外壳1051与对应的第一可调透镜1031或者第二可调透镜1032相连,微型气泵104充气或者抽气,对应橡胶气室1052伸长或者压缩,带动相应的第一可调透镜1031和第二可调透镜1032径向形变。
可选地,如图9所示,本实施例中采用四个微型气泵104和四套可伸缩装置105,一一对应布置,作用于第一可调透镜1031的布置2套可伸缩装置105和2个微型气泵104,排布在第一可调透镜1031的两侧,作用于第二可调透镜1032的布置2套可伸缩装置105和2个微型气泵104,分别排布在第二可调透镜1032的两侧。所述光学液体在可伸缩装置105的挤压下,可在第一可调透镜1031、多孔式玻璃内透镜1033和第二可调透镜1032三者之间流动。仿生可调透镜模块103与微型气泵104、可伸缩装置105组合使用,可实现人眼中睫状肌和晶状体的功能,实现连续变焦的目的。可伸缩装置105在微型气泵104的充气作用下,其内部的橡胶气室1052发生膨胀形变,对第一可调透镜1031和第二可调透镜1032压缩,使得第一可调透镜1031和第二可调透镜1032形变,从而引起焦距变化;或者可伸缩装置105在微型气泵104的放气作用下,其内部的橡胶气室1052发生收缩的形变,对第一可调透镜1031和第二可调透镜1032拉伸,使得第一可调透镜1031和第二可调透镜1032形变,从而引起焦距变化,具体变化如图13所示,可以是可伸缩装置单边压缩3mm,可伸缩装置单边拉伸3mm。
如图13和图14所示,视觉仿生感光成像装置模拟人眼的结构特点与调节机理,利用仿生可调透镜模块103作为成像模块的屈光单元,利用可伸缩装置105模拟人眼睫状肌,并以此控制第一可调透镜1031和第二可调透镜1032的表面形态,利用仿生图像传感元件106模拟人眼视网膜,利用曲面图像传感器1061和压电圆环1064组合使用,通过改变压电圆环1064的电压,可控制压电圆环1064的厚度,进而输出一个位移,调节仿生图像传感器106在光轴上的的前后位置,进而实现仿生图像传感器像距的精密微调。
再一个实施例中,如图11和图12所示,为了灵活调整视觉仿生感光成像装置的姿态,满足实际需要,设计了俯仰旋转模块108,所述俯仰旋转模块108包括固定片10802、舵机底座10803、旋转舵机10804、俯仰舵机10808和俯仰连接件10810;俯仰舵机10808的输出轴与俯仰连接件10810连接,俯仰舵机10808与旋转舵机10804固接,旋转舵机10804的输出轴与舵机底座10803连接,俯仰连接件10810与壳体107固接。
旋转舵机10804输出轴通过固定片10802用自攻螺钉10801与舵机底座10803连接,俯仰舵机10808通过舵机连接件10807用螺栓10805和螺母10806固定于旋转舵机10804上方,俯仰连接件10810通过固定片10802用自攻螺钉10801与俯仰舵机10808的输出轴相连,俯仰舵机10808通过舵机垫块10809与俯仰连接件10810连接,俯仰连接件10810用螺钉与壳体107连接。俯仰旋转模块108通过俯仰连接件10810用自攻螺钉10811与壳体107的连接。旋转舵机10804和俯仰舵机10808通过舵机连接件10807、螺栓10805和螺母10906连接在一起,可以实现一个两轴微云台的功能,满足成像装置多方位观测的要求。控制俯仰旋转模块108中旋转舵机10804的转动来实现壳体107的旋转运动;控制俯仰旋转模块108中俯仰舵机10808的转动来实现壳体107的俯仰运动。
基于上述任一个实施例的视觉仿生感光成像装置,视觉仿生感光成像装置的应用方法为:先将俯仰旋转模块108固定于待观测面上,使用者使用控制器操作,进光量可通过手动控制孔径光阑手柄1021调节孔径光阑102的光圈大小实现,仿生可调透镜模块103中的第一可调透镜1031和第二可调透镜1032的表面曲率通过控制微型气泵104带动可伸缩装置105实现,实现连续变焦;且第一可调透镜1031、多孔式玻璃内透镜1033和第二可调透镜1032组成一个封闭的腔体,光学液体可通过多孔式玻璃内透镜1033边缘的流道在第一可调透镜1031和第二可调透镜1032相互流通,物体光信号经过仿生可调透镜模块103后,在可变像距仿生图像传感元件106实现成像,通过调节可变像距仿生图像传感元件106的电压可以精密调节像距,控制底部俯仰旋转模块108中的旋转舵机10804实现壳体107相对水平面上的旋转运动,控制底部俯仰旋转模块108中的俯仰舵机10808实现壳体107相对竖直面上的俯仰运动。
本发明已以较佳实施案例揭示如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例,均仍属本发明技术方案范围。
Claims (6)
1.一种视觉仿生感光成像装置,其特征在于:包含刚体透镜组(101)、孔径光阑(102)、仿生可调透镜模块(103)、微型气泵(104)、可伸缩装置(105)、可变像距仿生图像传感元件(106)、壳体(107)和俯仰旋转模块(108);所述壳体(107)内依次同轴设置有刚体透镜组(101)、孔径光阑(102)、仿生可调透镜模块(103)和可变像距仿生图像传感元件(106);微型气泵(104)和可伸缩装置(105)安装于壳体(107)内,可变像距仿生图像传感元件(106)可相对壳体(107)沿轴向滑动;
所述刚体透镜组(101)包括平透镜(1011)和凹透镜(1012);刚体透镜组(101)固定在壳体(107)内的镜头挡环内,所述孔径光阑(102)固定在壳体(107)内的孔径光阑固定器上,微型气泵(104)和可伸缩装置(105)安装于壳体(107)内部的伸缩装置固定板上,可变像距仿生图像传感元件(106)安装于壳体(107)内的仿生图像传感器滑槽上;
所述仿生可调透镜模块(103)包含第一可调透镜(1031)、第二可调透镜(1032)和多孔式玻璃内透镜(1033);所述第一可调透镜(1031)包含光学弹性薄膜(10311)、透镜壳体(10312)和外密封圈(10313),光学弹性薄膜(10311)和透镜壳体(10312)之间设置有与二者相连的密封圈(10313),所述第二可调透镜(1032)与第一可调透镜(1031)的结构相同,第一可调透镜(1031)和第二可调透镜(1032)分别与多孔式玻璃内透镜(1033)螺纹连接并用内密封圈(1035)进行密封;
仿生可调透镜模块(103)两侧分别布置有可伸缩装置(105),所述可伸缩装置(105)包含3D针织面料外壳(1051)、橡胶气室(1052)和橡胶导气管(1053);微型气泵(104)与橡胶导气管(1053)相连,橡胶导气管(1053)与橡胶气室(1052)相连,橡胶气室(1052)布置在3D针织面料外壳(1051)内,3D针织面料外壳(1051)与对应的第一可调透镜(1031)或者第二可调透镜(1032)相连,微型气泵(104)充气或者抽气,对应橡胶气室(1052)伸长或者压缩,带动相应的第一可调透镜(1031)和第二可调透镜(1032)径向形变;
可伸缩装置(105)在微型气泵(104)的充气、放气作用下,对应压缩、拉伸第一可调透镜(1031)和第二可调透镜(1032),使得第一可调透镜(1031)和第二可调透镜(1032)形变,第一可调透镜(1031)和第二可调透镜(1032)内的光学液体通过多孔式玻璃内透镜(1033)在两个可调透镜的密闭腔体内流通,俯仰旋转模块(108)安装在所述壳体(107)的底部,以驱动壳体(107)作俯仰和旋转运动;
所述可变像距仿生图像传感元件(106)包含曲面图像传感器(1061)、传感器底座(1062)、传感器底座滑轮(1063)和压电圆环(1064);曲面图像传感器(1061)固定在传感器底座(1062)的中心位置,传感器底座滑轮(1063)设置在传感器底座(1062)的预制凹槽内,传感器底座(1062)通过传感器底座滑轮(1063)可在壳体(107)内滑动,压电圆环(1064)两侧分别安装在传感器底座(1062)端面和壳体(107)上。
2.根据权利要求1所述一种视觉仿生感光成像装置,其特征在于:所述俯仰旋转模块(108)包括固定片(10802)、舵机底座(10803)、旋转舵机(10804)、俯仰舵机(10808)和俯仰连接件(10810);俯仰舵机(10808)的输出轴与俯仰连接件(10810)连接,俯仰舵机(10808)与旋转舵机(10804)固接,旋转舵机(10804)的输出轴与舵机底座(10803)连接,俯仰连接件(10810)与壳体(107)固接。
3.根据权利要求2所述一种视觉仿生感光成像装置,其特征在于:旋转舵机(10804)输出轴通过固定片(10802)用自攻螺钉(10801)与舵机底座(10803)连接,俯仰舵机(10808)通过舵机连接件(10807)用螺栓(10805)和螺母(10806)固定于旋转舵机(10804)上方,俯仰连接件(10810)通过固定片(10802)用自攻螺钉(10801)与俯仰舵机(10808)的输出轴相连,俯仰舵机(10808)通过舵机垫块(10809)与俯仰连接件(10810)连接,俯仰连接件(10810)用螺钉与壳体(107)连接。
4.根据权利要求1所述一种视觉仿生感光成像装置,其特征在于:所述光学弹性薄膜(10311)为PDMS膜。
5.根据权利要求1所述一种视觉仿生感光成像装置,其特征在于:曲面图像传感器(1061)为曲面CCD传感器或者曲面CMOS传感器。
6.一种视觉仿生感光成像装置的应用方法,其特征在于:采用权利要求1-5任一项所述视觉仿生感光成像装置,所述应用方法为:先将俯仰旋转模块(108)固定于待观测面上,使用者使用控制器操作,进光量可通过手动控制孔径光阑手柄(1021)调节孔径光阑(102)的光圈大小实现,仿生可调透镜模块(103)中的第一可调透镜(1031)和第二可调透镜(1032)的表面曲率通过控制微型气泵(104)带动可伸缩装置(105)实现,实现连续变焦,且第一可调透镜(1031)、多孔式玻璃内透镜(1033)和第二可调透镜(1032)组成一个封闭的腔体,光学液体可通过多孔式玻璃内透镜(1033)边缘的流道在第一可调透镜(1031)和第二可调透镜(1032)相互流通,物体光信号经过仿生可调透镜模块(103)后,在可变像距仿生图像传感元件(106)实现成像,通过调节可变像距仿生图像传感元件(106)的电压可精密调节像距,控制底部俯仰旋转模块(108)中的旋转舵机(10804)实现壳体(107)相对水平面上的旋转运动,控制底部俯仰旋转模块(108)中的俯仰舵机(10808)实现壳体(107)相对竖直面上的俯仰运动。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RO129124A2 (ro) * | 2012-05-14 | 2013-12-30 | Mariana Daniela Manu | Sistem mecatronic de direcţionare a ochiului bionic la comandă optică. muşchiul bionic |
CN112150903A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-29 | 北京恒康敏科技有限公司 | 一种仿真光学眼功能模型 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997036193A1 (de) * | 1996-03-26 | 1997-10-02 | Mannesmann Ag | Optoelektronisches abbildungssystem für industrielle anwendungen |
CN1219397C (zh) * | 2002-10-22 | 2005-09-14 | 张晓林 | 仿生型自动视觉和视线控制系统及方法 |
US7256943B1 (en) * | 2006-08-24 | 2007-08-14 | Teledyne Licensing, Llc | Variable focus liquid-filled lens using polyphenyl ethers |
CN102436018A (zh) * | 2006-12-15 | 2012-05-02 | 手持产品公司 | 包括可变形透镜元件的装置和方法 |
CN102642207B (zh) * | 2012-04-12 | 2014-08-06 | 华北电力大学 | 核电站作业多功能执行器及其控制方法 |
CN102922526A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-02-13 | 上海大学 | 基于球形超声电机的仿生机械眼球 |
CN103192412B (zh) * | 2013-03-28 | 2015-02-04 | 浙江大学 | 具有变焦特性的仿生眼装置 |
KR20150077287A (ko) * | 2013-12-27 | 2015-07-07 | 게리 에드윈 서튼 | 곡면 센서 카메라를 갖는 이동통신장치, 이동형 광학부를 갖는 곡면 센서 카메라, 및 실리콘 섬유로 제작되는 곡면 센서 |
JPWO2016076124A1 (ja) * | 2014-11-11 | 2017-08-17 | ソニー株式会社 | 半導体装置及びその製造方法、半導体モジュール、並びに電子機器 |
CN105842763B (zh) * | 2015-12-22 | 2017-10-20 | 浙江大学 | 一种仿生固液混合可调透镜及其调焦装置 |
CN206114931U (zh) * | 2016-09-28 | 2017-04-19 | 张岩 | 一种可变焦的透镜 |
CN106826928A (zh) * | 2017-02-08 | 2017-06-13 | 深圳市大伟机器人科技有限公司 | 一种仿生机器人眼睛 |
CN106990459B (zh) * | 2017-05-09 | 2018-11-09 | 宁波大学 | 一种具有多层结构的柔性可调透镜及变倍光学系统 |
CN109382849A (zh) * | 2017-08-07 | 2019-02-26 | 刘海云 | 采用视锥坐标系振动变焦的机器人眼睛 |
CN107656417A (zh) * | 2017-11-19 | 2018-02-02 | 佛山鑫进科技有限公司 | 一种机器人成像光学系统 |
JP6870636B2 (ja) * | 2018-03-12 | 2021-05-12 | オムロン株式会社 | 外観検査システム、画像処理装置、設定装置および検査方法 |
CN208812109U (zh) * | 2018-09-25 | 2019-05-03 | 哈尔滨理工大学 | 一种伺服电机驱动柔索牵引大视角仿生眼 |
CN110855939B (zh) * | 2019-10-28 | 2022-03-04 | 山东大学 | 基于人工智能的隧道内仿生摄像装置及方法 |
CN113001535B (zh) * | 2019-12-18 | 2022-11-15 | 财团法人工业技术研究院 | 机器人工件坐标系自动校正系统与方法 |
CN111552070B (zh) * | 2020-04-20 | 2021-11-23 | 宁波大学 | 一种仿生柔性移动式光学成像装置 |
CN111965742B (zh) * | 2020-07-27 | 2022-10-28 | 西北工业大学 | 一种基于温度控制的自动变焦薄膜液体透镜及制备方法 |
-
2022
- 2022-01-25 CN CN202210086513.3A patent/CN114280709B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RO129124A2 (ro) * | 2012-05-14 | 2013-12-30 | Mariana Daniela Manu | Sistem mecatronic de direcţionare a ochiului bionic la comandă optică. muşchiul bionic |
CN112150903A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-29 | 北京恒康敏科技有限公司 | 一种仿真光学眼功能模型 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
孟晓辰 ; 樊凡 ; 祝连庆 ; 娄小平 ; .基于液体透镜的仿生视觉光学成像系统.应用光学.2018,(第05期),全文. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114280709A (zh) | 2022-04-05 |
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