[实用新型]一种适合全范围透射率目标物的水下显微成像装置

说明书

本实用新型提供了一种适合全范围透射率目标物的水下显微成像装置，该装置包括第一密封舱和第二密封舱；所述第一密封舱通过内部支架安装有成像单元、照明模块、电源模块、微控制器，具有照明、图像采集、控制等功能；所述第二密封舱内安装有光源回射模块，所述光源回射模块包括固定板、角锥棱镜阵列，所述固定板上附设有角锥棱镜阵列，具有使进入的光束平行于原光束返回的作用。

技术领域

本实用新型涉及一种水下显微成像领域，尤其涉及一种适合全范围透射率目标物的水下显微成像装置。

背景技术

基于光学的观测技术，尤其浮游生物原位光学成像，因其最接近于传统公认的人工镜检方法，且结合图像分析、模式识别、机器学习等技术可以实现自动种类识别和分类计数，进而实时分析浮游生物的种类组成、丰度、生物量及其分布和变化特征，在浮游生物观测中日益受到重视并开始得到广泛应用。然而，水下光学成像仍然存在一定的问题，如下所述。

一、普通光学成像可以获取目标的“真实图像”进行真正的原位观测。然而，在对小型浮游生物观测时，其单向照明光场无法与目标本身光学特性的随机性进行适应，具体表现在对于透明（或近似透明）目标，基于背照式技术的暗视场照明是当前较好的解决方案。但对于非透明（低透射率）目标，只能采用前照明方式。

二、目前国内外显微观测设备存在图像质量较差，可用于后期处理的数据有效率低的问题。主要是由两方面原因造成的，首先目标本身，数值孔径越大（分辨率越高），景深越小，高分辨率与大景深是相互矛盾的，这直接影响了系统对具有一定厚度目标的成像效果，具体表现为只能看清目标的局部细节，无法获得高质量包含目标完成信息的图像。另外，针对观测范围，海水中由于目标受本身的活性和海流的影响，目标处于三维运动状态，设备小景深、二维平面获取图像方式的制约观察范围不能覆盖目标可能的运动范围，即目前的方法不适合对运动目标进行观察，虽然获得大量图像，单有目标的图像占较小的比例。这两方面的原因导致原位观测到的数据具有目标信息完整性差、数据量大、有效数据少的特点。

发明内容

针对以上现有技术中的不足，本实用新型提出了一种适合全范围透射率目标物的水下显微成像装置。

本实用新型采用的技术方案是：一种适合全范围透射率目标物的水下显微成像装置，其特征在于，包括照明模块、成像单元、微控制器、电源模块、光源回射模块、线缆、密封舱、支架；所述成像单元对水下目标物进行显微成像与图像采集，它包括依次连接且布置在同一光轴上的图像采集装置、连接管、电子变焦透镜、转接板、显微成像镜组；所述密封舱包括第一密封舱和第二密封舱，并同轴固定连接；所述照明模块对目标物进行照明；所述照明模块、成像单元、微控制器、电源模块安装固定在第一密封舱内部支架上；所述电子变焦透镜、照明模块、图像采集装置与微控制器连接；所述线缆与电源模块、微控制器连接，既用于对电源模块供电同时与微控制器进行通讯；所述光源回射模块安装固定于第二密封舱后端壁。

作为本实用新型进一步的技术方案：所述显微成像镜组包括长工作距成像物镜，所述长工作距成像物镜的光学放大倍率大于2倍。

作为本实用新型进一步的技术方案：所述电子变焦透镜能够在电流的驱动下不断改变焦距，改变成像单元的等效焦距，实现实时在焦断层扫描，扩大系统的景深。

作为本实用新型进一步的技术方案：所述照明模块为LED照明阵列，通过微控制器实现照明光源的打开和关闭，以及照明光源的亮暗。

作为本实用新型进一步的技术方案：所述光源回射模块包括固定板和角锥棱镜阵列，所述固定板上安装有角锥棱镜阵列。

作为本实用新型进一步的技术方案：所述角锥棱镜阵列以临近方式均匀排列，能够使透射光平行于原光束返回。

作为本实用新型进一步的技术方案：所述光源回射模块与第二密封舱同轴，为透明目标物提供照明。