[發明專利]一種水下后向散射傳遞函數的光學測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201710379504.2
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107421720B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 邵晶;孫樹峰;譚繼文;韓素立;劉新福;陳成軍;林海波
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種水下后向散射傳遞函數的光學測試裝置，其特征是：包括水箱體、光學系統、第一圖像傳感器和第二圖像傳感器，其中，所述水箱體內依次設置有吸光裝置和散射粒子，所述光學系統設置于水箱體外，接收成像目標接收光照后經過懸浮顆粒形成的后向散射，所述第一圖像傳感器和第二圖像傳感器安裝于光學系統的光軸上，接收不同焦面位置的圖像，根據第一圖像傳感器和第二圖像傳感器同步采集后向散射的圖像，通過分析二者圖像之間的差異，獲取后向散射的光學傳遞函數；

所述第一圖像傳感器和第二圖像傳感器相對于光學系統的等效光路存在軸向間距Δf，滿足

其中，λ為照明光的中心波長，NA為像方數值孔徑。

2.如權利要求1所述的一種水下后向散射傳遞函數的光學測試裝置，其特征是：光照由光源發出，且該光源的照射角度可調。

3.如權利要求2所述的一種水下后向散射傳遞函數的光學測試裝置，其特征是：光源發射的照明光照射到水箱體中的散射粒子發生前向散射和后向散射，其中前向散射和剩余的照明光被吸光裝置所接收。

4.如權利要求1所述的一種水下后向散射傳遞函數的光學測試裝置，其特征是：后向散射進入光學系統，經過分光板被分為兩束，一束成像于第一圖像傳感器，另一束成像于第二圖像傳感器。

5.如權利要求1所述的一種水下后向散射傳遞函數的光學測試裝置，其特征是：所述散射粒子懸浮于水箱體的液體中。

6.如權利要求1所述的一種水下后向散射傳遞函數的光學測試裝置，其特征是：所述吸光裝置安裝于水箱體的一側，用于吸收額外的雜光。

7.如權利要求1所述的一種水下后向散射傳遞函數的光學測試裝置，其特征是：

第一圖像傳感器和第二圖像傳感器與控制器通信，控制器將后向散射N_b作為成像目標，離焦距離為f像面的后向散射像U_b為：

其中，*為卷積運算，P為光學系統的點擴散函數，x,y為像方笛卡爾坐標系，r,為物方極坐標系，f為離焦量，離焦距離為f+Δf像面的后向散射像U_b'為：

后向散射在軸向間距為Δf兩個像面間的傳遞函數為：

為傅里葉變換。

8.一種基于如權利要求1-7任一項所述的水下后向散射傳遞函數的光學測試裝置的測試方法，其特征是：光學系統接收散射粒子的后向散射，采集光學系統不同焦面位置的圖像，通過分析二者圖像之間的差異，獲取后向散射的光學傳遞函數。