精巧的生物照相机——蝇眼

人们所熟悉的苍蝇，是一种常见的昆虫。种类很多如：绿蝇、家蝇、麻蝇、红头蝇等。由于它是带菌者，能传播很多疾病，是四害之一，为消灭对象。但是从仿生学角度来看，苍蝇的许多结构是很精巧的，是很好的生物原型，是值得我们研究和模仿的。苍蝇头部的两侧，有 1对复眼，在复眼之间有3个单眼，排列成三角形，这是苍蝇的视觉器官。它在取食、集群、繁殖、避敌和决定行动方向等各种活动中起着重要的作用。单眼是由一个角膜透镜和下面的许多视网膜细胞组成，周围有色素。它只能感光，不能构成物象。复眼结构很复杂，它是由4000个小眼构成，每个小眼可分为集光和感光两部分。集光部分包括每一个小眼的表面有六角形透明角膜及角膜的下面有4 个晶体细胞，其晶体细胞内充满了自己分泌的晶体，它具有折光作用。感光部分包括在晶体细胞下面的小网膜，它由7个视觉细胞组成。视觉细胞为长形，纵列在小眼中轴的周围，内侧形成视小杆，视杆外端与晶体细胞相接，内端与视神经相连。另外在晶体细胞与小网膜周围各有一组色素细胞，用以遮蔽侧射进来的光线，每一个小眼的中轴互相成1—3°的角度，合在一起就形成了半球状的视野（图8）。研究证明，苍蝇的每个小眼都能看到物体的一部分，因此所得的物象互相结合，便形成一种“镶嵌的影象”，苍蝇借此视物。根据苍蝇的复眼的原型，人们已仿制成新型照相机，起名就叫“蝇眼照相机”。该照相机的镜头，是由1329块小透镜粘合而成，用它拍摄物体，一次可得1329张相片，分辨率可达4000条线/厘米。该机可用来大量复制电子计算机精细显微电路。另外这种眼的结构不仅对运动着的物体感觉敏锐，而且可以依据每一个小眼的变化角度测出运动物体的速度。按此原理，现已仿制成一种光学测速议，用来测量运动物体，如测飞机等的速度。在立体电视显示系统中，目前又模仿蝇眼制成一种复合阵列，它通过景物的三维虚象，使其立体象不会因观察角度不同而变化，从而解决了人站在旁边看电视，显示出的物象不成立体的缺点。