[发明专利]一种用于海洋微小生物检测的远心照明和摄像系统

权利要求书

1.一种用于海洋微小生物检测的远心照明和摄像系统，包括光路模块和照明驱动模块，其特征在于,所述光路模块包括：

LED光源，其提供照明光源；

匀光棒，其对从所述LED光源出射的光束进行混光以得到均匀的光强分布；

消相干匀光片，其对从所述匀光棒的端面出射的光束进行二次匀光和对光束进行消相干处理，得到非相干和均匀的光源面；

光栏，其根据照明光束准直度的要求确定相应的光栏口径；

远心准直镜头，从所述光栏出射的光束经所述远心准直镜头后以均匀的照度入射到微小生物区域；

远心成像镜头，其与所述远心准直镜头相匹配，配合所述远心准直镜头接收通过微小生物区域的照明光束并输出至成像单元，以得到照度均匀的成像结果。

2.如权利要求1所述的用于海洋微小生物检测的远心照明和摄像系统，其特征在于,所述LED光源的光谱范围包括从近紫外365nm至红外波段。

3.如权利要求1所述的用于海洋微小生物检测的远心照明和摄像系统，其特征在于,所述匀光棒是方形或锥形的内反射腔体，或是透明的光学材料实体。

4.如权利要求3所述的用于海洋微小生物检测的远心照明和摄像系统，其特征在于,所述LED光源的发光直径D与所述匀光棒的长度L满足以下关系：L≧D*3。

5.如权利要求4所述的用于海洋微小生物检测的远心照明和摄像系统，其特征在于，所述LED光源的发光面为矩形，对应的发光直径D为矩形的对角线长度。

6.如权利要求1所述的用于海洋微小生物检测的远心照明和摄像系统，其特征在于,所述消相干匀光片的散射模式为朗伯型(lambertian)，散射率≧0.5。

7.如权利要求1所述的用于海洋微小生物检测的远心照明和摄像系统，其特征在于,所述远心准直镜头的数值孔径NA≧0.5。

8.如权利要求1所述的用于海洋微小生物检测的远心照明和摄像系统，其特征在于,所述远心准直镜头的远心度小于或等于2度，经设置能够满足对小至50微米的微小生物的照明观察。

9.如权利要求1至8任一项所述的用于海洋微小生物检测的远心照明和摄像系统，其特征在于,所述光路模块还包括：

起偏片，其设置在所述远心准直镜头与微小生物区域之间，用于对所述远心准直镜头出射的光束起偏以消除光束的散射现象；

检偏片，其设置在微小生物区域与所述远心成像镜头与之间，所述检偏片配合所述起偏片而设置，用于消除照明微小生物时产生的杂散光。

10.如权利要求9所述的用于海洋微小生物检测的远心照明和摄像系统，其特征在于,所述起偏片的透射消光比Ts/Tp＞50:1，其中Ts为对S-偏振光的透射率，Tp为对P-偏振光的透射率；所述检偏片的透射消光比Ts/Tp＞50:1，其中，Ts为对S-偏振光的透射率，Tp为对P-偏振光的透射率。

11.如权利要求1至8任一项所述的用于海洋微小生物检测的远心照明和摄像系统，其特征在于,所述照明驱动模块包括；

PWM同步信号单元，其提供成像系统的PWM同步信号；

处理单元，其接收所述PWM同步信号，对所述PWM同步信号进行量化处理后生成数字信号；

数模转换单元，其接收所述数字信号，对所述数字信号进行数模转换后输出模拟电压信号；

模拟信号放大单元，其接收所述模拟电压信号，对所述模拟电压信号进行同步跟随并且放大后输出模拟量化电压，所述LED光源由所述模拟量化电压驱动；

同步电流检测单元，其对所述LED光源工作的电流进行实时采样，并将采样的电流信息传给所述处理单元，所述处理单元根据采样的电流信息进行反馈控制，从而使所述LED光源工作在发光强度恒定的稳定状态。