[實用新型]一種可拍攝渾濁水體中浮游生物剪影的水下背影成像系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN208126074U
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 宋宏;唐智圓;劉昭赫;王娜;吳超鵬;黃慧;王杭州
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G03B15/02
• 分類號: G03B15/02;G02B19/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本實用新型提供一種可拍攝渾濁水體中浮游生物剪影的水下背影成像系統(tǒng)，包括在光軸上依次排布的光源、聚光器、第一平凸透鏡、第二平凸透鏡和相機，第一平凸透鏡和第二平凸透鏡的平面?zhèn)让鎸γ娌贾谩１緦嵱眯滦椭饕轻槍啙岫容^高的水體環(huán)境；利用背影成像原理(即光源與相機在被攝物體的兩側(cè))，將雜質(zhì)光散射，可以拍攝到渾濁水體中浮游生物清晰的剪影。

技術領域

本實用新型提供一種成像系統(tǒng)，尤其涉及一種可拍攝渾濁水體中浮游生物剪影的水下背影成像系統(tǒng)。

背景技術

現(xiàn)有的水下成像系統(tǒng)一般采用光源與相機在同一側(cè)的方案來實現(xiàn)成像，在水體清晰的情況下該方案效果良好。而在較為渾濁的水體中(例如入海口),光源與相機在同一側(cè)的普通光學成像方案會因為雜質(zhì)的存在而使得成像圖片模糊。

實用新型內(nèi)容

為了克服在渾濁水體中，由于光源與相機在同側(cè)而造成雜質(zhì)光線進入相機而使成像圖像不清晰的問題，本實用新型提出一種可拍攝渾濁水體中浮游生物剪影的水下背影成像系統(tǒng)，主要是針對渾濁度較高的水體環(huán)境；利用背影成像原理(即光源與相機在被攝物體的兩側(cè))，將雜質(zhì)光散射，可以拍攝到渾濁水體中浮游生物清晰的剪影。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種可拍攝渾濁水體中浮游生物剪影的水下背影成像系統(tǒng)，包括在光軸上依次排布的光源、聚光器、第一平凸透鏡、第二平凸透鏡和相機，第一平凸透鏡和第二平凸透鏡的平面?zhèn)让鎸γ娌贾谩?/p>

進一步的，所述光源采用5W 455nm波長LED光源。

進一步的，所述相機采用景深20+CM，2430萬像素。

進一步的，所述聚光器為旋轉(zhuǎn)拋面形，用于匯聚光線。

進一步的，所述第一平凸透鏡和第二平凸透鏡焦距均為15cm，半徑為5cm。

本實用新型的有益效果是：首先實現(xiàn)了渾濁水體中拍攝到清晰的浮游生物剪影，其次該背影成像系統(tǒng)具有高景深(20+CM)，遠心圖像(不受物體與透鏡的距離影響的放大級別)以及所拍攝的浮游生物的內(nèi)部結構具有非常尖銳的輪廓。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖中：光源1、聚光器2、第一平凸透鏡3、第二平凸透鏡4、相機5、水槽6、目標成像物體7、雜質(zhì)8。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明。

如圖1所示，該實驗室系統(tǒng)包括在光軸上依次排布的光源1、聚光器2、第一平凸透鏡3、第二平凸透鏡4、相機5，對于光源，本實用新型使用LED技術，采用5W 455nm(藍色)波長LED光源1；所述聚光器2為旋轉(zhuǎn)拋面形，用于匯聚光線；所述第一平凸透鏡3和第二平凸透鏡4焦距均為15cm，半徑為5cm；所述相機5采用景深20+CM，2430萬像素。第一平凸透鏡3和第二平凸透鏡4的平面?zhèn)让鎸γ娌贾茫?放置于第一平凸透鏡3和第二平凸透鏡4之間，光源1發(fā)出的光線通過聚光器2匯聚光線，然后透過第一平凸透鏡3，產(chǎn)生通過采樣水體積的準直光束。平行光線在盛有渾濁水體的水槽6中，遇到雜質(zhì)8光線散射，因而不進入相機5。相對雜質(zhì)8而言，目標成像物體7因為體積較大，所以光線無法形成散射。一旦準直光束通過第二平凸透鏡4，它就會在相機5鏡頭之前重新聚焦，形成清晰的目標物體的剪影圖。

背影照明技術使得該系統(tǒng)在光強度方面十分經(jīng)濟，因為進入采樣體積的幾乎所有的

光都通過照相機傳感器。由于該系統(tǒng)不需要大量的光，所以該LED適用于在相對不受干

擾的環(huán)境中觀察浮游生物。這種照明方案給出了非常好的輪廓和對比的小型透明生物(如浮游動物)的圖像。因為光線被引導到成像傳感器并且不會散射出實際拍攝的被攝