一种用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源

allin2026-09-01  5


本申请涉及水下照明,特别是涉及一种用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源。


背景技术:

1、水下光源在水下环境中提供必要的照明,因为自然光难以透射并抵达超过200米深度的水下区域,导致这些深水区几乎完全黑暗。在进行水下成像探测时需要依赖人工光源进行照明,如专为水下环境照明设计的卤素灯、led灯等为水下目标物探测补充辐射照明,以保证水下摄影摄像的成像质量。然而,由于水体对光波辐射具有波长差异性衰减特性,水下图像常会呈现出蓝绿色偏,对水下目标物色彩的真实还原造成严重影响。此外,在进行水下光谱成像探测中,由于水体对光波辐射的差异性的衰减,容易造成特定波段的辐射亮度不足的同时,某些波段的辐射亮度过强,使图像亮度饱和。因此,为了保证水下有源光谱成像探测的效果,水下光源的设计需充分考虑不同类型自然水体的光学特性(如吸收、散射和衰减特性),具备一定的光谱辐射功率密度和色温调节能力,以改善水下目标物的色彩还原度,凸显水下目标物的光谱分辨和空间分辨特征。

2、目前,现有的水下光源多仅能提供固定的光谱辐射功率密度曲线及特定的色温,无法根据水下成像探测环境的实际条件对不同波长光波的水下衰减进行有效补偿和调整,导致水下目标物有效光谱成像探测范围的缩减及水下图像色彩失真。传统光源不具备根据水下成像环境的实际状况对辐射色温和不同波段的辐射光强予以灵活和大动态范围调节的能力,导致水下目标物的有效光谱成像探测范围缩减及水下图像色彩失真,影响成像质量。


技术实现思路

1、本发明实施例提供的用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源,至少解决相关技术中因传统光源不具备根据水下成像环境的实际状况对辐射色温和不同波段的辐射光强予以灵活和大动态范围调节的能力,导致水下目标物的有效光谱成像探测范围缩减及水下图像色彩失真,影响成像质量的问题。

2、根据本发明实施例的第一方面,提供一种用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源,包括:恒压驱动模块、光源模块、光束调控模块、光束传输模块和光束输出模块;

3、所述光源模块,用于提供六种颜色的可调光源,其中,包括六组灯珠组件,所述六组灯珠组件各自对应有不同的光源颜色和光源输入接口,所述六组灯珠组件各自对应的所述光源输入接口分别通过不同的调光回路与所述恒压驱动模块连接;

4、所述光束调控模块,用于将所述光源模块输出的光线汇聚并均匀化为光束,以确保所述光束的一致性和方向性;

5、所述光束传输模块,用于传输并耦合所述光束,以减少所述光束损耗;

6、所述光束输出模块,用于扩展和准直所述光束,以使所述光束覆盖更大范围并保持所述光束的方向性。

7、本发明实施例提供的一种用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源,能够提高水下成像照明效果。具体地,上述用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源包括六种不同颜色的可调光源,实际应用中,可以根据水下环境的需求灵活调整光源的颜色和色温,从而有效补偿水体对不同波长光的衰减,提高水下图像的色彩还原度。此外,光束调控模块能够确保光束的一致性和均匀性,解决了光束发散和不均匀性的问题。光束传输模块能够减少光束在传输过程中的损耗,提升光源的照明强度。最后,光束输出模块能够优化光束的覆盖范围和方向性,确保了光束的扩展与准直。综上所述,本发明实施例提供的色温可调谐光源能够提高水下成像的色彩还原度和图像质量,解决了相关技术中因传统光源不具备根据水下成像环境的实际状况对辐射色温和不同波段的辐射光强予以灵活和大动态范围调节的能力,导致水下目标物的有效光谱成像探测范围缩减及水下图像色彩失真,影响成像质量的问题。

8、本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出,以使本发明的其他特征、目的和优点更加简明易懂。



技术特征:

1.一种用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源,其特征在于,包括:恒压驱动模块、光源模块、光束调控模块、光束传输模块和光束输出模块;

2.根据权利要求1所述的用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源,其特征在于,所述六组灯珠组件分别包括红色灯珠组件、绿色灯珠组件、蓝色灯珠组件、白色灯珠组件、橙色灯珠组件和紫色灯珠组件。

3.根据权利要求2所述的用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源,其特征在于,所述红色灯珠组件、所述绿色灯珠组件、所述蓝色灯珠组件、所述白色灯珠组件、所述橙色灯珠组件和所述紫色灯珠组件均包括多个并联或串联连接的灯珠。

4.根据权利要求2所述的用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源,其特征在于,所述六组灯珠组件各自对应有不同的覆盖波长、中心波长、光谱辐射带宽和驱动电压;其中,

5.根据权利要求1所述的用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源,其特征在于,所述光源模块的功率为120w,电流小于或等于700ma。

6.根据权利要求1所述的用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源,其特征在于,所述光束调控模块包括第一准直透镜、第一匀光片和第二匀光片;

7.根据权利要求6所述的用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源,其特征在于,所述第一准直透镜包括六个准直透镜单元,所述六个准直透镜单元与所述六组灯珠组件一一对应;

8.根据权利要求7所述的用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源,其特征在于,所述光束输出模块包括扩束透镜和第二准直透镜;

9.根据权利要求6所述的用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源,其特征在于,所述光束传输模块包括汇聚透镜和液芯光导管;

10.根据权利要求9所述的用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源,其特征在于,所述液芯光导管的数值孔径为0.6。


技术总结
本申请涉及一种用于水下有源光谱成像的多波段色温可调谐光源。该可调谐光源包括:恒压驱动模块、光源模块、光束调控模块、光束传输模块和光束输出模块;光源模块,用于提供六种颜色的可调光源,其中,包括六组灯珠组件,六组灯珠组件各自对应有不同的光源颜色和光源输入接口,六组灯珠组件各自对应的光源输入接口分别通过不同的调光回路与恒压驱动模块连接;光束调控模块,用于将光源模块输出的光线汇聚并均匀化为光束,以确保光束的一致性和方向性;光束传输模块,用于传输并耦合光束,以减少光束损耗;光束输出模块,用于扩展和准直光束,以使光束覆盖更大范围并保持光束的方向性。基于上述光源,能够提高水下成像照明效果。

技术研发人员:栾晓宁,郑亚雪,段坤,杨睿,康颖,牟冰
受保护的技术使用者:中国海洋大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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