專利名稱：水下攝像色度補(bǔ)償?shù)膌ed照明燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光學(xué)燈具類，尤其涉及海洋深部攝像照明燈具類。
背景技術(shù)：
水下攝像是探索江河、海洋水下地理、生物、物理、化學(xué)、礦藏等常用的一種技術(shù)手段。通常由于海水的化學(xué)成份、光學(xué)折射、反射等原因，其水下攝像質(zhì)量嚴(yán)重退化，其原因主要有1，由于海水對(duì)光的吸收比空氣大得多，可視距離只有空氣中的1/1000，因此在水深100米以下，基本上就是黑暗世界。
2，由于水中的各種粒子對(duì)光線有強(qiáng)烈的散射，水中朦朦一片，景物的對(duì)比度隨距離的增加而迅速下降。
3，由于水對(duì)光線的散射和吸收是有選擇性的，440-560nm范圍內(nèi)吸收較小。而此范圍外，吸收迅速增大，所以白光在海水中傳輸一段距離后嚴(yán)重衰弱，基本上只剩下綠光了。
4，由于海水的折射率隨深度、溫度、水流、波動(dòng)、擾動(dòng)而變化，所以水中的圖象常受干擾而變形。同時(shí)，水下攝像受到許多條件的限制，如距離近，顏色偏色等。
為探索海洋的秘密等方面的需要，目前人們?cè)诤Ｑ笏聰z像、攝影時(shí)常采用1，大功率白色燈光照明，以提高攝像、攝影距離。
2，綠色激光照明，達(dá)到更遠(yuǎn)的攝像和測(cè)量距離。
這些方法雖然能夠解決部分彩色攝像、攝影問題，但對(duì)解決偏色和距離的問題還有困難。
如增大光強(qiáng)，確實(shí)可以提高光照度。但是由于海水的強(qiáng)烈散射作用，背景散射光也隨之增強(qiáng)，大大降低了圖象的對(duì)比度。
其次，由于海水對(duì)不同波長(zhǎng)光線的吸收很不均勻，所以拍攝的圖象都偏綠。
還有，激光的亮度雖然很高，但是它會(huì)產(chǎn)生干涉散斑，嚴(yán)重影響圖象的清晰度。因此水下攝影的色彩、圖象清晰等都受到許多影響。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈，以解決上述難題。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈，其在補(bǔ)償照明燈箱內(nèi)設(shè)置有座體，座體的上部一側(cè)設(shè)置有組列板LED發(fā)光燈，另一側(cè)設(shè)置有聚光鏡。補(bǔ)償照明燈箱位于聚光鏡處設(shè)置有抗壓玻璃窗，補(bǔ)償照明燈箱內(nèi)下部設(shè)置有外部輸入插座，輸入插座并有導(dǎo)線與組列板LED發(fā)光燈連接。
由于本實(shí)用新型采用了以上的技術(shù)方案，其采用色度和強(qiáng)度等可被控制變化的主動(dòng)光源，并根據(jù)水下攝影、攝像的工作水深、景物距離、水域參數(shù)等，提供所需補(bǔ)償照明光源的光照強(qiáng)度和色度，因而通過本實(shí)用新型所發(fā)射的補(bǔ)償照明光源，攝像時(shí)可得到水下真實(shí)色彩的彩色圖象。同時(shí)也適合水下、深海彩色攝像、(水)井下攝像、潛水作業(yè)、水下施工、水下設(shè)備檢修、水下機(jī)器人視覺系統(tǒng)等多處照明的需要。并具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便、補(bǔ)償攝像色彩效果好等許多方面的特點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的一種水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈的形狀構(gòu)造示意圖；圖2是本實(shí)用新型的另一種水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈的形狀構(gòu)造示意圖；圖3是本實(shí)用新型的一種水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈中燈具控制器的原理示意圖。
圖中，1、補(bǔ)償照明燈箱 2、座體 3、組列板LED發(fā)光燈3-1、紅色LED發(fā)光燈3-2、橙色LED發(fā)光燈3-3、黃色LED發(fā)光燈3-4、綠色LED發(fā)光燈3-5、藍(lán)色LED發(fā)光燈3-6、白色LED發(fā)光燈4、聚光鏡 5、燈具控制器 6、抗壓玻璃窗7、輸入插座 8、色光分配電路 8-1、紅色色光分配電路8-2、橙色色光分配電路 8-3、黃色色光分配電路 8-4、綠色色光分配電路8-5、藍(lán)色色光分配電路 8-6、白色色光分配電路 9、固定連接板實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施作如下說明在圖1中，水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈，由補(bǔ)償照明燈箱1、座體2、組列板LED發(fā)光燈3，聚光鏡4、抗壓玻璃窗6和輸入插座7構(gòu)成。
其中，補(bǔ)償照明燈箱內(nèi)1可由堅(jiān)固、耐腐蝕的材料(如不銹鋼等材料)設(shè)置成抗壓的箱體形；其內(nèi)部設(shè)置有座體2，座體2可設(shè)置成板形等形狀。座體2的上部一側(cè)設(shè)置有組列板LED發(fā)光燈3，另一側(cè)設(shè)置有聚光鏡4。為增強(qiáng)照明效果，組列板LED發(fā)光燈3可設(shè)置成拋物面形，并由多只超高亮度LED發(fā)光燈組成。為增強(qiáng)照明色彩效果，多只超高亮度LED發(fā)光燈可由紅色3-1、橙色3-2、黃色3-3、綠色3-4、藍(lán)色3-5和白色3-6的六色超高亮度的LED發(fā)光燈按組列構(gòu)成組列板LED發(fā)光燈。為增強(qiáng)照明強(qiáng)度和色彩效果，聚光鏡4可采用大口徑的聚光鏡。補(bǔ)償照明燈箱1位于聚光鏡4處設(shè)置有抗壓玻璃窗6，抗壓玻璃窗6可采用高強(qiáng)度的透明材料(如耐高壓的玻璃、聚脂材料等)，經(jīng)密封材料(如橡膠嵌條)嵌壓在補(bǔ)償照明燈箱1的玻璃窗口。為制造方便、經(jīng)濟(jì)節(jié)約等，抗壓玻璃窗6也可與聚光鏡4制成一體。補(bǔ)償照明燈箱內(nèi)1的下部設(shè)置有輸入插座7，插座7可根據(jù)輸入信號(hào)或電源的支路數(shù)目選擇扁式或同芯的插座。輸入插座7并由導(dǎo)線與組列板LED發(fā)光燈3連接，由其它外部設(shè)備(如水面船舶控制中心，攝像、攝影控制器等)提供色度、強(qiáng)度控制信號(hào)，或補(bǔ)償照明光源所需的電源等，用于控制LED發(fā)光燈發(fā)射所需補(bǔ)償照明光源。
補(bǔ)償照明燈箱1的下部可設(shè)置有固定連接板9。固定連接板9上設(shè)置有連接體，(如孔、鉤、掛件等)，便于與其它控制沉浮物連接。
在圖2中，水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈，由補(bǔ)償照明燈箱1、座體2、組列板LED發(fā)光燈3，聚光鏡4、燈具控制器5、抗壓玻璃窗6、外部輸入插座7構(gòu)成。
其中，補(bǔ)償照明燈箱內(nèi)1可由堅(jiān)固、耐腐蝕的材料(如不銹鋼等材料)設(shè)置成弧形抗壓的箱體形；其內(nèi)部設(shè)置有座體2，座體2的上部一側(cè)設(shè)置有組列板LED發(fā)光燈3，另一側(cè)設(shè)置有聚光鏡4。補(bǔ)償照明燈箱1位于聚光鏡4處設(shè)置有抗壓玻璃窗6，抗壓玻璃窗6可采用高強(qiáng)度的透明材料再經(jīng)密封材料嵌壓在補(bǔ)償照明燈箱1的玻璃窗口。組列板LED發(fā)光燈3可設(shè)置成平面形；為增強(qiáng)照明效果，組列板LED發(fā)光燈3最好設(shè)置成拋物面形；其由多只超高亮度LED發(fā)光燈組成。為增強(qiáng)照明色彩效果，多只超高亮度LED發(fā)光燈可由紅色3-1、橙色3-2、黃色3-3、綠色3-4、藍(lán)色3-5和白色3-6的六色超高亮度的LED發(fā)光燈按一定順序組合成組列板LED發(fā)光燈3。為增強(qiáng)照明強(qiáng)度和色彩效果，聚光鏡4可采用大口徑的聚光鏡。補(bǔ)償照明燈箱1內(nèi)下部與座體2之間設(shè)置有燈具控制器5，燈具控制器5并設(shè)置在輸入插座與組列板LED發(fā)光燈的連接導(dǎo)線中，用于控制組列板LED發(fā)光燈發(fā)射出多種色彩的補(bǔ)償照明光源。
補(bǔ)償照明燈箱1內(nèi)也可直接設(shè)置有電池等電源，與燈具控制器5及組列板LED發(fā)光燈3順序連接，用于供給組列板LED發(fā)光燈3發(fā)射出多種色彩補(bǔ)償照明所需的電源。
在圖3中，燈具控制器5設(shè)置在輸入插座7與組列板LED發(fā)光燈3的連接導(dǎo)線中。
燈具控制器5，其由紅色色光分配電路8-1、橙色色光分配電路8-2、黃色色光分配電路8-3、綠色色光分配電路8-4、藍(lán)色色光分配電路8-5和白色色光分配電路3-6并聯(lián)組成色光分配電路8。其色光分配電路8或其組成的紅色色光分配電路8-1、橙色色光分配電路8-2、黃色色光分配電路8-3、綠色色光分配電路8-4、藍(lán)色色光分配電路8-5和白色色光分配電路8-6，分別由導(dǎo)線與相應(yīng)的組列板LED發(fā)光燈3，或其紅色3-1、橙色3-2、黃色3-3、綠色3-4、藍(lán)色3-5和白色3-6的的六色超高亮度的LED發(fā)光燈相連接。
本實(shí)用新型中采用超高亮度LED，其紅色3-1、橙色3-2、黃色3-3、綠色3-4、藍(lán)色3-5和白色3-6的6種超高亮度LED相間可組成2塊或多塊M×N的組列。由于海水對(duì)紅光吸收比藍(lán)、綠光大得多，所以在紅光波段應(yīng)采用較多的LED。每種LED都覆蓋一定的光譜范圍，從而補(bǔ)償疊加覆蓋整個(gè)可見光譜段。
水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈，由于LED照明不僅可以克服激光照明引起的干涉，得到更清晰的彩色圖象，而且驅(qū)動(dòng)功率小，發(fā)光效率高。
本實(shí)用新型在工作過程中，輸入插座7由外部攝像、攝影控制等裝置輸入控制組列板LED發(fā)光燈3發(fā)射所需的水下攝像補(bǔ)償照明時(shí)光源的信號(hào)及電源，直接或經(jīng)燈具控制器及色光分配電路8輸送至組列板LED發(fā)光燈3，使其發(fā)射所需的水下攝像補(bǔ)償照明光源，并經(jīng)聚光鏡4聚光成平行光照射景物，使攝像機(jī)、攝影機(jī)拍攝出所需色彩的景物照片。
權(quán)利要求1.一種水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈，其特征在于，補(bǔ)償照明燈箱內(nèi)設(shè)置有座體，座體的上部一側(cè)設(shè)置有組列板LED發(fā)光燈，另一側(cè)設(shè)置有聚光鏡；補(bǔ)償照明燈箱位于聚光鏡處設(shè)置有抗壓玻璃窗，補(bǔ)償照明燈箱內(nèi)下部設(shè)置有外部輸入插座，輸入插座并有導(dǎo)線與組列板LED發(fā)光燈連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈，其特征在于，抗壓燈箱內(nèi)的下部設(shè)置有燈具控制器，燈具控制器并設(shè)置在輸入插座與組列板LED發(fā)光燈的連接導(dǎo)線中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈，其特征在于，燈具控制器中設(shè)置有色光分配電路，色光分配電路由導(dǎo)線與組列板LED發(fā)光燈連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈，其特征在于，組列板LED發(fā)光燈由紅色、橙色、黃色、綠色、藍(lán)色和白色的六色LED發(fā)光燈構(gòu)成組列；色光分配電路由紅色色光分配電路、橙色色光分配電路、黃色色光分配電路、綠色色光分配電路、藍(lán)色色光分配電路和白色色光分配電路組成；紅色、橙色、黃色、綠色、藍(lán)色和白色的六色LED發(fā)光燈，分別與相應(yīng)的紅色色光分配電路、橙色色光分配電路、黃色色光分配電路、綠色色光分配電路、藍(lán)色色光分配電路和白色色光分配電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈，其特征在于，補(bǔ)償照明燈箱下部設(shè)置有固定連接板。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水下攝像色度補(bǔ)償?shù)腖ED照明燈，其在補(bǔ)償照明燈箱內(nèi)設(shè)置有座體，座體的上部一側(cè)設(shè)置有組列板LED發(fā)光燈，另一側(cè)設(shè)置有聚光鏡。補(bǔ)償照明燈箱位于聚光鏡處設(shè)置有抗壓玻璃窗，補(bǔ)償照明燈箱內(nèi)下部設(shè)置有外部輸入插座，輸入插座并有導(dǎo)線與組列板LED發(fā)光燈連接。由于本實(shí)用新型采用了以上的技術(shù)方案，其采用色度和強(qiáng)度等可被控制變化的主動(dòng)光源，并根據(jù)水下攝影、攝像的工作水深、景物距離、水域參數(shù)等，提供所需補(bǔ)償照明光源的光照強(qiáng)度和色度，因而通過本實(shí)用新型所發(fā)射的補(bǔ)償照明光源，攝像時(shí)可得到水下真實(shí)色彩的彩色圖象。并具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便、補(bǔ)償攝像色彩效果好等許多方面的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G03B15/02GK2524258SQ0220116
公開日2002年12月4日 申請(qǐng)日期2002年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月24日
發(fā)明者黃戰(zhàn)華 申請(qǐng)人:天津大學(xué)