[发明专利]一种用于水下暗场成像的照明器

权利要求书

1.一种用于水下暗场成像的照明器，所述照明器受控于成像系统，其特征在于，所述照明器位于所述成像系统的成像区域，所述照明器包括闭合的结构件以及分布于所述结构件上的多个照明单元，所述的多个照明单元围绕所述结构件的环绕轴线呈等角度分布，所述的照明器包括处于不同中心波长的多个可见光LED和UVC波段的紫外光LED，其中，所述多个可见光LED的中心波长与所述成像系统的红绿蓝彩色感光曲线中的感光峰值一一对应；所述照明单元的光束的照射方向垂直于所述结构件的中心轴且朝向所述中心轴的方向；所述的紫外光LED与其照射区域存在以下几何关系，

其中，第一个公式表示整个照明器被照明单元分隔成n个区域，其中n≥3；每个紫外照明区域弧长与所对应的圆心角之间的关系；R是透光窗口所在圆周的曲率半径，L是照明单元透光窗口的长度，α是半弧长对应的圆心角；公式2第二个公式表示紫外光LED必须覆盖整个照明单元的透光窗口区域；θ是紫外光LED的发射半角；d是紫外光LED到透光窗口的距离；公式3第三个公式表示透光窗口所形成的环绕圆曲率半径必须要大于成像区；h是成像系统探测器水平方向尺寸，v是成像系统探测器垂直方向尺寸，M是成像系统成像镜头放大倍率；第四个公式是指三角形应符合正弦定理。

2.根据权利要求1所述的照明器，其特征在于，所述的照明单元可以由中心波长在红、绿、蓝三色LED中的一种、任意两种或全部三种构成，同时包含UVC波段的紫外光LED；构成照明器的多个照明单元包括红、绿、蓝三种颜色的可见光LED；相应地，所述成像系统的红绿蓝彩色感光曲线中的感光峰值分别对应红光波段、绿光波段以及蓝光波段，可见光LED的波段及数量由光学成像系统的要求决定。

3.根据权利要求1或2所述的照明器，其特征在于，所述紫外光LED的照射区域处于相邻的两个照明单元之间的结构件上，紫外光LED的数量由紫外辐射剂量要求决定。

4.根据权利要求3所述的照明器，其特征在于，所述紫外光LED按照指定时间周期以及指定占空比间隔发出光束。

5.根据权利要求1所述的照明器，其特征在于，所述多个可见光LED工作于脉冲模式下并由所述成像系统中的相机触发，其中，所述可见光LED的脉宽时间短于所述成像系统中相机的曝光时间。

6.根据权利要求1所述的照明器，其特征在于，所述结构件为闭合的圆形或者规则的多边形，所述多个照明单元等间隔地分布于所述结构件上，所述结构件的中心轴与所述成像系统的光轴相重合。

7.根据权利要求1所述的照明器，其特征在于，所述照明单元的光束的照射方向还设置有用于压缩光束发散角的光学元件，以使得所述照明单元发射的光束在经过所述光学元件之后形成层状照明区；其中，所述层状照明区处于所述成像系统的成像区域，并且所述层状照明区的厚度小于或者等于所述成像系统中成像镜头的景深。

8.根据权利要求7所述的照明器，其特征在于，所述光学元件可以是柱形菲涅尔透镜，也可以是其他可实现光束压缩的透镜、反光杯、棱镜。

9.根据权利要求7或8所述的照明器，其特征在于，所述照明器还包括透光窗口和封装外壳，所述透光窗口和所述封装外壳的形状均与所述结构件的形状保持一致；其中，所述透光窗口处于所述结构件的内侧，所述封装外壳处于所述结构件的外侧，所述透光窗口和所述封装外壳之间密封连接，以包裹所述结构件以及所述结构件上的照明单元。