[實用新型]一種適合全范圍透射率目標物的水下顯微成像裝置

有效

• 申請號: 201922174818.6
• 申請日: 2019-12-07
• 公開（公告）號: CN211478755U
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 鄭冰;郭朝舜;鄭海永
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G02B21/08
• 分類號: G02B21/08;G02B21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供了一種適合全范圍透射率目標物的水下顯微成像裝置，該裝置包括第一密封艙和第二密封艙；所述第一密封艙通過內部支架安裝有成像單元、照明模塊、電源模塊、微控制器，具有照明、圖像采集、控制等功能；所述第二密封艙內安裝有光源回射模塊，所述光源回射模塊包括固定板、角錐棱鏡陣列，所述固定板上附設有角錐棱鏡陣列，具有使進入的光束平行于原光束返回的作用。

技術領域

本實用新型涉及一種水下顯微成像領域，尤其涉及一種適合全范圍透射率目標物的水下顯微成像裝置。

背景技術

基于光學的觀測技術，尤其浮游生物原位光學成像，因其最接近于傳統公認的人工鏡檢方法，且結合圖像分析、模式識別、機器學習等技術可以實現自動種類識別和分類計數，進而實時分析浮游生物的種類組成、豐度、生物量及其分布和變化特征，在浮游生物觀測中日益受到重視并開始得到廣泛應用。然而，水下光學成像仍然存在一定的問題，如下所述。

一、普通光學成像可以獲取目標的“真實圖像”進行真正的原位觀測。然而，在對小型浮游生物觀測時，其單向照明光場無法與目標本身光學特性的隨機性進行適應，具體表現在對于透明（或近似透明）目標，基于背照式技術的暗視場照明是當前較好的解決方案。但對于非透明（低透射率）目標，只能采用前照明方式。

二、目前國內外顯微觀測設備存在圖像質量較差，可用于后期處理的數據有效率低的問題。主要是由兩方面原因造成的，首先目標本身，數值孔徑越大（分辨率越高），景深越小，高分辨率與大景深是相互矛盾的，這直接影響了系統對具有一定厚度目標的成像效果，具體表現為只能看清目標的局部細節，無法獲得高質量包含目標完成信息的圖像。另外，針對觀測范圍，海水中由于目標受本身的活性和海流的影響，目標處于三維運動狀態，設備小景深、二維平面獲取圖像方式的制約觀察范圍不能覆蓋目標可能的運動范圍，即目前的方法不適合對運動目標進行觀察，雖然獲得大量圖像，單有目標的圖像占較小的比例。這兩方面的原因導致原位觀測到的數據具有目標信息完整性差、數據量大、有效數據少的特點。

發明內容

針對以上現有技術中的不足，本實用新型提出了一種適合全范圍透射率目標物的水下顯微成像裝置。

本實用新型采用的技術方案是：一種適合全范圍透射率目標物的水下顯微成像裝置，其特征在于，包括照明模塊、成像單元、微控制器、電源模塊、光源回射模塊、線纜、密封艙、支架；所述成像單元對水下目標物進行顯微成像與圖像采集，它包括依次連接且布置在同一光軸上的圖像采集裝置、連接管、電子變焦透鏡、轉接板、顯微成像鏡組；所述密封艙包括第一密封艙和第二密封艙，并同軸固定連接；所述照明模塊對目標物進行照明；所述照明模塊、成像單元、微控制器、電源模塊安裝固定在第一密封艙內部支架上；所述電子變焦透鏡、照明模塊、圖像采集裝置與微控制器連接；所述線纜與電源模塊、微控制器連接，既用于對電源模塊供電同時與微控制器進行通訊；所述光源回射模塊安裝固定于第二密封艙后端壁。

作為本實用新型進一步的技術方案：所述顯微成像鏡組包括長工作距成像物鏡，所述長工作距成像物鏡的光學放大倍率大于2倍。

作為本實用新型進一步的技術方案：所述電子變焦透鏡能夠在電流的驅動下不斷改變焦距，改變成像單元的等效焦距，實現實時在焦斷層掃描，擴大系統的景深。

作為本實用新型進一步的技術方案：所述照明模塊為LED照明陣列，通過微控制器實現照明光源的打開和關閉，以及照明光源的亮暗。

作為本實用新型進一步的技術方案：所述光源回射模塊包括固定板和角錐棱鏡陣列，所述固定板上安裝有角錐棱鏡陣列。

作為本實用新型進一步的技術方案：所述角錐棱鏡陣列以臨近方式均勻排列，能夠使透射光平行于原光束返回。

作為本實用新型進一步的技術方案：所述光源回射模塊與第二密封艙同軸，為透明目標物提供照明。