复眼

复眼是一种由不定数量的小眼组成的感知器官。主要在昆虫及甲壳类等节肢动物的身上出现，同样结构的器官亦有在双壳纲身上出现。

苍蝇的复眼

复眼中的小眼面一般呈六角形。

小眼面的数目、大小和形状在各种昆虫中差异很大，雄性介壳虫的复眼仅由圆形小眼组成。与人类的单眼不同，复眼通过多个小眼的协同工作，提供独特的视觉能力。

复眼（Compound eye）是相对于单眼而言的，是昆虫的主要视觉器官，通常在昆虫的头部占有突出的位置。多数昆虫的复眼呈圆形、卵圆形或肾形。它由多数小眼组成。每个小眼都有角膜、晶椎、色素细胞、视网膜细胞、视杆等结构，是一个独立的感光单位。轴突从视网膜细胞向后伸出，穿过基膜汇合成视神经。一些节肢动物的复眼中含有色素细胞，光线强时色素细胞延伸，只有直射的光线可以射到视杆，为视神经所感受，斜射的光线被色素细胞吸收，不能被视神经感受。这样每个小眼只能形成一个像点，众多小眼形成的像点拼合成一幅图像。光线弱时，色素细胞收缩，这样通过每个小眼射入的光线，除直射的光线到达视杆，光线还可通过折射进入其他小眼，使附近每个小眼内的视杆都可以感受相邻几个小眼折射的光线。这样在光线微弱时，物体也能成像。家蝇的复眼约由4000个小眼组成，蝶、蛾类的复眼约有28000个小眼。小眼面的大小，不但在不同种的昆虫中不同，而且同一个复眼中不同部位的小眼面也可不同，如雄性牛虻，复眼背面的小眼面较大；有些毛蚊（Biblio），其前后部的小眼面的大小也不同，可划分为两个区域。这些变化与它们的生活习性等有关。

小眼（Ommatidium）

每个小眼是一个独立的感光单元，每个小眼只能感知光线的一个小点，最终所有小眼的信号组合成整体图像。包含以下结构：

小眼

· 角膜（Cornea）

透明外层，聚焦光线。

· 晶锥（Crystalline Cone）

进一步折射光线。

· 感杆束（Rhabdom）（视杆）

感光细胞组成的核心部分，将光信号转化为神经信号。

· 排列方式

小眼通常呈六边形紧密排列，形成半球形或平面状的复眼，视野范围极广（例如蜻蜓的复眼几乎覆盖360°）。

视觉传感器。由多个光感或多个红外传感器组成。可以传感一条线或一个面的光值或红外线。

广角视野

复眼的半球形结构使昆虫能感知大范围的环境变化，利于躲避天敌或捕猎。

高动态灵敏度

复眼对运动物体极其敏感（例如蜜蜂能感知1/300秒的光变化），但静态分辨率较低（图像像马赛克，较模糊）。

偏振光探测

许多昆虫能利用复眼感知偏振光，用于导航（如蜜蜂依靠太阳偏振光定位）。

色觉与紫外光感知

部分昆虫的复眼能检测紫外线（人类不可见），帮助识别花朵或同伴的信号。

优势：

快速响应运动物体，适应高速飞行或捕猎。

在弱光下仍能工作（如某些甲虫的叠加式复眼）。

局限：

分辨率低于脊椎动物的单眼，成像较粗糙。

需要较多小眼才能提高清晰度（例如蜻蜓复眼含2.8万个小眼，但分辨率仍不如人眼）。

科学家模仿复眼原理开发了：

· 广角摄像头：用于无人机或汽车全景监控。

· 运动检测传感器：提高机器人对环境变化的反应速度。

· 微型透镜阵列：制造轻量化成像设备。

· 复眼的独特结构展现了自然界对功能与效率的巧妙平衡，为工程学提供了重要灵感。