[发明专利]水下浮游生物光学成像装置及方法

权利要求书

1.一种水下浮游生物光学成像装置，包括：

光学成像单元(1)，用于通过收集水下浮游生物被激光照明单元(2)照射发出的散射光或荧光，对水下浮游生物成像；

所述激光照明单元(2)，包括激光照明模组，用于对水下成像区域进行照明；

其中，所述激光照明模组通过向照明中心发射扇形光层而进行成像照明；

所述激光照明单元(2)包括多个激光扇形照明模组，其同一平面上以等角度间隔圆周分布，照明中心方向指向圆心，各个激光扇形照明模组发射厚度一致的扇形光层，并构成相互重叠的多边形层状照明区域。

2.根据权利要求1所述的水下浮游生物光学成像装置，其中，所述多个激光扇形照明模组是多个波长相同的单色激光扇形照明模组，或者，

所述多个激光扇形照明模组是多个波长同时包括红、绿、蓝三色的相同激光扇形照明模组，或者，

所述多个激光扇形照明模组是多个波长分别包括红、绿、蓝三色的不同激光扇形照明模组，或者，

其中，所述多个激光扇形照明模组包括发射可见光和近红外光的激光扇形照明模组。

3.根据权利要求2所述的水下浮游生物光学成像装置，其中，所述多边形层状照明区域与成像光轴垂直并位于景深范围内，扇形光层的厚度小于或等于景深，其对称中心与成像光轴相交。

4.根据权利要求1所述的水下浮游生物光学成像装置，其中，所述光学成像单元(1)位于密封舱(21)内部，所述激光照明单元(2)位于密封舱(21)外部，所述激光照明单元(2)与密封舱之间通过多个管状支撑连接结构(3)相连。

5.根据权利要求4所述的水下浮游生物光学成像装置，其中，构成所述激光照明单元(2)的每个激光照明模组被封装成L型的水密管状结构，所述激光照明模组包括沿光路方向依次布置的激光二极管(4)、光束直径调节透镜组(5)、直角棱镜(6)、鲍威尔棱镜(7)、激光照明模组光学窗口(9)、线型光阑(10)。

6.根据权利要求5所述的水下浮游生物光学成像装置，其中，所述光学成像单元(1)包括单点光探测器(20)，用于探测从浮游生物散射的可见光或近红外光，并由此产生照明触发信号和拍照触发信号，所述激光照明单元(2)可连续照明或根据所述照明触发信号进行闪光照明，所述光学成像单元(1)可自由运转拍照或根据拍照触发信号进行拍照。

7.根据权利要求6所述的水下浮游生物光学成像装置，其中，所述光学成像单元(1)包括沿光路方向依次布置的成像单元光学窗口(11)、远心镜头(12)、双色镜或分束器(13)、数字相机(15)、第一和第二带通滤光片(14、18)、以及所述单点光探测器(20)，

其中，在所述光学成像单元(1)包括所述分束器(13)时，所述分束器(13)将所述远心镜头(12)收集的从浮游生物发出的光分为两束，其中一束经过所述第一带通滤光片(14)进入所述数字相机(15)成像，另一束经过所述第二带通滤光片(18)进入所述单点光探测器(20)产生触发信号，或者，

其中，在所述光学成像单元(1)包括所述双色镜(13)时，所述双色镜(13)将浮游生物发出的光分为可见光和近红外光两束，所述可见光进入所述数字相机(15)成像，所述近红外光进入所述单点光探测器(20)产生触发信号。

8.根据权利要求5所述的水下浮游生物光学成像装置，其中，所述激光照明模组光学窗口(9)的光路前级还具有深紫外LED(8)，用于照射所述激光照明模组光学窗口(9)。

9.根据权利要求7所述的水下浮游生物光学成像装置，其中，所述成像单元光学窗口(11)的光路后级还具有深紫外LED(8)，用于照射所述成像单元光学窗口(11)。