CN110557537A - 水下红外成像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水下红外成像装置，包括红外显微成像***及位置调整机构，所述红外显微成像***设置于位置调整机构上，并可通过位置调整机构在靠近或远离拍摄物的方向运动。使用中，将水下红外成像装置沉入水中，当需要利用红外显微成像***拍摄拍摄物时，可通过位置调整机构调近红外显微成像***与拍摄物之间的距离，从而能够获取拍摄物的红外图像。同时，通过调近红外显微成像***与拍摄物之间的距离，也可以降低非拍摄物反射红外光的干扰；从能够获得拍摄物较清晰的红外图像。

Description

水下红外成像装置
技术领域
本发明涉及一种红外成像装置，特别是涉及一种水下红外成像装置。
背景技术
红外图像对于水下目标识别、水下生态环境监测、水下污染物监测等有着重要的作用。例如，通过红外图像可以对水下矿物和水下生物进行准确区分，对水下污染物的种类和数量进行识别和测量，对生物种群和数量进行有效监测。然而，在水体及水中颗粒物对光线的强烈散射、衰减等作用下，拍摄的红外图像不清晰；如此则难以通过红外图像来分析水下微生物及水下污染物。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种水下红外成像装置，来解决红外图像拍摄不清晰的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种水下红外成像装置，包括红外显微成像***及位置调整机构，所述红外显微成像***设置于位置调整机构上，并可通过位置调整机构在靠近或远离拍摄物的方向运动。
上述水下红外成像装置，使用中，将水下红外成像装置沉入水中，当需要利用红外显微成像***拍摄拍摄物时，可通过位置调整机构调近红外显微成像***与拍摄物之间的距离，从而能够获取拍摄物的红外图像。同时，通过调近红外显微成像***与拍摄物之间的距离，也可以降低非拍摄物反射红外光的干扰；从能够获得拍摄物较清晰的红外图像。
在其中一个实施例中，所述红外显微成像***包括成像舱体、显微成像镜头及红外图像接收器；所述成像舱体设置于位置调整机构上，成像舱体上设有光学窗口；所述显微成像镜头安装于成像舱体内，并与所述光学窗口对应以接收透过光学窗口进入的红外光；所述红外图像接收器安装于成像舱体内，并与所述显微成像镜头对应以对透过显微成像镜头的红外光进行成像。通过成像舱体保护显微成像镜头和红外图像接收器，使位于成像舱体内的显微成像镜头和红外图像接收器位置相对固定，进而提高红外显微成像***的可靠性。使用中，拍摄物反射的红外光依次经过光学窗口和显微成像镜头，并于红外图像接收器上红外成像，如此能利用成像舱体阻隔非光学窗口反射向红外图像接收器的红外光；保证拍摄物的红外图像的准确性。
在其中一个实施例中，所述红外显微成像***还包括数据存储器，所述数据存储器与红外图像接收器数据连接以存储红外图像接收器拍摄的图像数据。通过数据存储器能够存储红外显微成像***拍摄的红外图像，如此能在水下红外成像装置一次水中完成多次拍摄。
在其中一个实施例中，所述的红外显微成像***还包括设置于成像舱体内的对焦机构及控制器，所述显微成像镜头设置于对焦机构上，所述控制器与对焦机构电性连接，控制器与红外图像接收器电性连接。显微成像镜头设置与对焦机构上，在控制器的控制下，对焦机构可调节显微成像镜头在红外图像接收器上成像的清晰度。
在其中一个实施例中，所述的红外显微成像***还包括设置于成像舱体内的测距仪，所述测距仪与控制器电性连接，所述测距仪用于检测红外显微成像***与拍摄物之间的距离；所述位置调整机构与控制器电性连接，所述控制器可根据测距仪检测的距离来调控红外显微成像***与拍摄物之间的距离。测距仪在测量到红外显微成像***与拍摄物之间的距离后，控制器调控显微成像镜头与拍摄物之间的距离，以使红外显微成像***与拍摄物之间处于较佳的拍摄距离，从而保证红外图像的清晰度。
在其中一个实施例中，所述测距仪包括电性连接的激光发射器和激光接收器，所述激光发射器用于向拍摄物投射激光，所述激光接收器用于接收拍摄物反射的激光。激光的方向性强，光束发散度极小，如此能保证测距的准确性。同时，测距仪与拍摄物采用非接触式测距，如此能降低测距仪对拍摄物的影响。
在其中一个实施例中，所述位置调整机构包括支撑腿，所述支撑腿具有相对间距可调的连接端和支撑端，所述连接端连接于成像舱体上，所述支撑端用于与承托物抵接以支撑位置调整机构。
在其中一个实施例中，所述支撑腿有多个，多个支撑腿围绕所述成像舱体的外周设置。支撑腿有多个时，且连接端和支撑端的间距可调，在需要调整红外显微成像***与拍摄物的拍摄角度时，可通过多个调整支撑腿上连接端和支撑端的间距，来使红外显微成像***与拍摄物的拍摄角度。
在其中一个实施例中，所述支撑腿包括端部转动相连的第一支腿和第二支腿，所述第一支腿上远离第二支腿的一端为所述连接端，连接端转动连接于成像舱体上，所述第二支腿远离第一支腿上的一端为支撑端；连接端与成像舱体的连接处设有第一伺服电机，所述第一伺服电机用于控制第一支腿与成像舱体之间的转角；第一支腿与第二支腿的连接处设有第二伺服电机，所述第二伺服电机用于控制第一支腿与第二支腿之间的转角。通过控制第一支腿与成像舱体之间的转角、及第一支腿与第二支腿之间的转角，可简单且方便地控制连接端和支撑端之间的间距。
在其中一个实施例中，所述的水下红外成像装置还包括红外光源，所述红外光源设置于位置调整机构上，所述红外光源用于为拍摄物提供红外光。通过位置调整机构可控制红外光源的投射范围和方向。
附图说明
图1是一实施例中水下红外成像装置的结构示意图；
图2是一实施例中红外显微成像***的结构示意图；
图3是一实施例中水下红外成像装置的原理图；
图4是图1的仰视图；
图5是一实施例中水下红外成像装置的状态变化图。
附图标记说明：10、水下红外成像装置，100、红外显微成像***，110、成像舱体，111、光学窗口，120、显微成像镜头，130、红外图像接收器，140、数据存储器，150、对焦机构，160、控制器，170、测距仪，171、激光发射器，172、激光接收器，172a、聚光透镜，172b、光电二极管，180、储能部分，190、外接端口，200、位置调整机构，210、支撑腿，211、第一支腿，212、第二支腿，213、第一伺服电机，214、第二伺服电机，300、红外光源。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
结合图1所示，一实施例提供一种水下红外成像装置10，包括红外显微成像***100及位置调整机构200，所述红外显微成像***100设置于位置调整机构200上，并可通过位置调整机构200在靠近或远离拍摄物的方向运动。
上述水下红外成像装置10，使用中，将水下红外成像装置10沉入水中，当需要利用红外显微成像***100拍摄拍摄物时，可通过位置调整机构200调近红外显微成像***100与拍摄物之间的距离，从而能够获取拍摄物的红外图像。同时，通过调近红外显微成像***100与拍摄物之间的距离，也可以降低非拍摄物反射红外光的干扰；从能够获得拍摄物较清晰的红外图像。
结合图1和图2所示，一实施例中，所述红外显微成像***100包括成像舱体110、显微成像镜头120及红外图像接收器130；所述成像舱体110设置于位置调整机构200上，成像舱体110上设有光学窗口111；所述显微成像镜头120安装于成像舱体110内，并与所述光学窗口111对应以接收透过光学窗口111进入的红外光；所述红外图像接收器130安装于成像舱体内，并与所述显微成像镜头120对应以对透过显微成像镜头120的红外光进行成像。
通过成像舱体110保护显微成像镜头120和红外图像接收器130，使位于成像舱体110内的显微成像镜头120和红外图像接收器130位置相对固定，进而提高红外显微成像***100的可靠性。使用中，拍摄物反射的红外光依次经过光学窗口111和显微成像镜头120，并于红外图像接收器130上红外成像，如此能利用成像舱体110阻隔非光学窗口111反射向红外图像接收器130的红外光；保证拍摄物的红外图像的准确性。
结合图3所示，一实施例中，所述红外显微成像***100还包括数据存储器140，所述数据存储器140与红外图像接收器130数据连接以存储红外图像接收器130拍摄的图像数据。通过数据存储器140能够存储红外显微成像***100拍摄的红外图像，如此能在水下红外成像装置10一次水中完成多次拍摄。
结合图3所示，一实施例中，所述的红外显微成像***100还包括设置于成像舱体110内的对焦机构150及控制器160，所述显微成像镜头120设置于对焦机构150上，所述控制器160与对焦机构150电性连接，控制器160与红外图像接收器130电性连接。
显微成像镜头120设置与对焦机构150上，在控制器160的控制下，对焦机构150可调节显微成像镜头120在红外图像接收器130上成像的清晰度。
具体地，在本实施例中，前述的数据存储器140与控制器160电性连接。在控制器160控制红外图像接收器130进行红外图像拍摄后，控制器160会将红外图像数据转存至数据存储器140内。
结合图2和图3所示，一实施例中，所述的红外显微成像***100还包括设置于成像舱体内的测距仪170，所述测距仪170与控制器160电性连接，所述测距仪170用于检测红外显微成像***100与拍摄物之间的距离；所述位置调整机构200与控制器160电性连接，所述控制器160可根据测距仪170检测的距离来调控红外显微成像***100与拍摄物之间的距离。
测距仪170在测量到红外显微成像***100与拍摄物之间的距离后，控制器160调控显微成像镜头120与拍摄物之间的距离，以使红外显微成像***100与拍摄物之间处于较佳的拍摄距离，从而保证红外图像的清晰度。
一实施例中，所述测距仪170包括电性连接的激光发射器171和激光接收器172，所述激光发射器171用于向拍摄物投射激光，所述激光接收器172用于接收拍摄物反射的激光。激光的方向性强，光束发散度极小，如此能保证测距的准确性。同时，测距仪170与拍摄物采用非接触式测距，如此能降低测距仪170对拍摄物的影响。
具体地，所述激光发射器171和激光接收器172均与光学窗口111对应，如此以实现发射红外线和接收红外线。
具体地，前述的激光接收器172包括聚光透镜172a和光电二极管172b，所述拍摄物反射的红外光在经过聚光透镜172a后被光电二极管172b探测到。
进一步地，结合图2和图3所示，所述红外显微成像***100还包括储能部分180，所述储能部分180用于为前述的红外显微成像***100和位置调整机构200提供电能。具体地，所述红外成像装置10还包括外接端口190，所述外接端口190与控制器160电性连接，通过外界端口可为储能部分180补充电能，同时也能与控制器160通信连接。
当然，在其他实施例中，测距仪170也可以是其他结构形式。例如：红外测距仪。
结合图1和图4所示，一实施例中，所述位置调整机构200包括支撑腿210，所述支撑腿210具有相对间距可调的连接端和支撑端，所述连接端连接于成像舱体110上，所述支撑端用于与承托物抵接以支撑位置调整机构200。
具体地，在本实施例中，围绕所述成像舱体110的外周环设有连接座，连接座与连接端转动连接。
结合图5所示，一实施例中，所述支撑腿210有多个，多个支撑腿210围绕所述成像舱体110的外周设置。支撑腿210有多个时，且连接端和支撑端的间距可调，在需要调整红外显微成像***100与拍摄物的拍摄角度时，可通过多个调整支撑腿210上连接端和支撑端的间距，来使红外显微成像***100与拍摄物的拍摄角度。
具体地，前述的多个支撑腿210的连接端通过与连接座连接来实现与成像舱体110的连接。
结合图3和图5所示，具体地，在本实施例中，所述支撑腿210包括端部转动相连的第一支腿211和第二支腿212，所述第一支腿211上远离第二支腿212的一端为所述连接端，连接端转动连接于成像舱体110上，所述第二支腿212远离第一支腿211上的一端为支撑端；连接端与成像舱体110的连接处设有第一伺服电机213，所述第一伺服电机213用于控制第一支腿211与成像舱体110之间的转角；第一支腿211与第二支腿212的连接处设有第二伺服电机214，所述第二伺服电机214用于控制第一支腿211与第二支腿212之间的转角。
具体地，在本实施例中，第一伺服电机213和第二私服电机214均与控制器160电性连接。
另外，需要说明的是，支撑腿210也可以通过其他方式实现连接端和支撑端相对间距可调的功能。例如，所述支撑腿210为气缸，以气缸的缸体为连接端，以气缸的活塞杆的端部为支撑端。
一实施例中，所述的水下红外成像装置10还包括红外光源300，所述红外光源300设置于位置调整机构200上，所述红外光源300用于为拍摄物提供红外光。通过位置调整机构可控制红外光源的投射范围和方向。
具体地，在本实施例中，所述红外光源300设置于支撑腿210上，且位于支撑腿210上远离红外显微成像***100的一端。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水下红外成像装置，其特征在于，包括红外显微成像***及位置调整机构，所述红外显微成像***设置于位置调整机构上，并可通过位置调整机构在靠近或远离拍摄物的方向运动。
2.根据权利要求1所述的水下红外成像装置，其特征在于，所述红外显微成像***包括成像舱体、显微成像镜头及红外图像接收器；
所述成像舱体设置于位置调整机构上，成像舱体上设有光学窗口；
所述显微成像镜头安装于成像舱体内，并与所述光学窗口对应以接收透过光学窗口进入的红外光；
所述红外图像接收器安装于成像舱体内，并与所述显微成像镜头对应以对透过显微成像镜头的红外光进行成像。
3.根据权利要求2所述的水下红外成像装置，其特征在于，所述红外显微成像***还包括数据存储器，所述数据存储器与红外图像接收器数据连接以存储红外图像接收器拍摄的图像数据。
4.根据权利要求2所述的水下红外成像装置，其特征在于，所述的红外显微成像***还包括设置于成像舱体内的对焦机构及控制器，所述显微成像镜头设置于对焦机构上，所述控制器与对焦机构电性连接，控制器与红外图像接收器电性连接。
5.根据权利要求4所述的水下红外成像装置，其特征在于，所述的红外显微成像***还包括设置于成像舱体内的测距仪，所述测距仪与控制器电性连接，所述测距仪用于检测红外显微成像***与拍摄物之间的距离；
所述位置调整机构与控制器电性连接，所述控制器可根据测距仪检测的距离来调控红外显微成像***与拍摄物之间的距离。
6.根据权利要求5所述的水下红外成像装置，其特征在于，所述测距仪包括电性连接的激光发射器和激光接收器，所述激光发射器用于向拍摄物投射激光，所述激光接收器用于接收拍摄物反射的激光。
7.根据权利要求2-6任一项所述的水下红外成像装置，其特征在于，所述位置调整机构包括支撑腿，所述支撑腿具有相对间距可调的连接端和支撑端，所述连接端连接于成像舱体上，所述支撑端用于与承托物抵接以支撑位置调整机构。
8.根据权利要求7所述的水下红外成像装置，其特征在于，所述支撑腿有多个，多个支撑腿围绕所述成像舱体的外周设置。
9.根据权利要求7所述的水下红外成像装置，其特征在于，所述支撑腿包括端部转动相连的第一支腿和第二支腿，所述第一支腿上远离第二支腿的一端为所述连接端，连接端转动连接于成像舱体上，所述第二支腿远离第一支腿上的一端为支撑端；
连接端与成像舱体的连接处设有第一伺服电机，所述第一伺服电机用于控制第一支腿与成像舱体之间的转角；
第一支腿与第二支腿的连接处设有第二伺服电机，所述第二伺服电机用于控制第一支腿与第二支腿之间的转角。
10.根据权利要求1所述的水下红外成像装置，其特征在于，还包括红外光源，所述红外光源设置于位置调整机构上，所述红外光源用于为拍摄物提供红外光。
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