专利名称：水下光学云台扫描成像观测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种扫描成像观测装置，尤其是涉及一种水下间门、水下机器人、 潜水坦克以及游泳池水下等水下观测用水下光学云台扫描成像观测装置。
背景技术：
现有的水下光学云台扫描成像观测装置大多是将云台监控摄像机做水密封装制 成的，其在使用过程中存在以下缺点(1)无法实现对水下指定角度目标成像；(2)由于其 内的光学系统是按照空气作为光学传播媒介来设计的，而水中存在着悬浮质点产生的光线 散射，该光线散射对图像对比和细节造成较大的影响，会引起聚焦误差、视角误差以及畸变 和色差，这些误差将直接影响着水下目标的成像质量，导致画面反差降低，影像细节模糊， 成像像质变差，进而使得水下摄影变得困难；(3)水下成像距离短、水下成像视场角度小且 成像像差较大。以上这些缺点的存在使得现有扫描成像观测装置的使用存在很大局限性， 且尤其不适于水下科研成像探测。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种光学 云台扫描成像观测装置，其设计合理、使用方便且成像距离远，能有效实现水下目标的清晰 成像，同时使用不受自然条件限制，使用成本较低。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种水下光学云台扫描成 像观测装置，包括水密壳体，其特征在于所述水密壳体前端设置有光学玻璃球形窗，所述 水密壳体后端设置有水密堵头，所述光学玻璃球形窗后方且位于水密壳体内部设置有光学 云台成像系统，所述光学云台成像系统包括CCD及水下光学成像镜头和云台支架一，所述 CXD及水下光学成像镜头安装在云台支架一上且在垂直面内成0 180°旋转，所述CXD 及水下光学成像镜头左端且位于云台支架一外侧位置处设置有用于带动CCD及水下光学 成像镜头旋转的电机一，所述云台支架一后端设置有汇流环，所述汇流环前端与云台支架 一固定连接，所述汇流环后端设置有用于带动CCD及水下光学成像镜头在水平面内作0 360°旋转的电机二，所述汇流环中部设置有用于给CCD及水下光学成像镜头、电机一和电 机二提供电源并将CCD及水下光学成像镜头接收的图像信息进行处理后实现控制和传输 的电路控制板，所述电路控制板与汇流环固定连接，所述电机二与设置在其周围的支撑块 固定连接，所述支撑块左右侧与水密堵头内壁连接。所述水密壳体与光学玻璃球形窗之间设置有密封圈一，所述水密壳体和光学玻璃 球形窗的外侧且靠近密封圈一位置处设置有压圈。所述水密堵头与水密壳体内侧之间位置处设置有密封圈二。所述密封圈二为双层密封圈。所述CCD及水下光学成像镜头内部设置有用于增强水下光强度的微光增强器。所述CXD及水下光学成像镜头为感应波长为460nm 540nm的CXD及水下光学成像镜头。所述电机一和电机二均为步进电机。所述水密壳体与水密堵头之间、汇流环与电路控制板之间以及电机二与云台支架 二之间均通过螺钉固定连接。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、结构设计合理，该扫描成像观测装置包括水密壳体以及分别设置在水密壳体前 端和后端的光学玻璃球形窗和水密堵头，水密壳体内部设置有CCD及水下光学成像镜头、 电机一、电机二和电路控制板等。2、成像距离远，该扫描成像观测装置的C⑶及水下光学成像镜头内部设置有微光 增强器，不仅能够实现在0. OOllux的弱光水下环境中清晰成像而无需照明光源，且增加了 扫描成像观测装置的拍摄距离，增强了水下成像的清晰度，进而提高了成像质量。3、使用方便，不受自然条件限制，且使用成本较低。4、能有效实现水下目标的清晰成像，因此该扫描成像观测装置可广泛应用于水下 闸门、水下机器人、潜水坦克以及游泳池水下等水下观测过程中。下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的整体结构示意图。附图标记说明1-水密壳体；2-光学玻璃球形窗4-CXD及水下光学成像镜头；5-云台支架一；7-汇流环；8-电机二 ；10-支撑块；11-密封圈一；13-密封圈二。
具体实施方式
如图1所示的一种水下光学云台扫描成像观测装置，包括水密壳体1，所述水密壳 体1前端设置有光学玻璃球形窗2，所述水密壳体1后端设置有水密堵头3，所述光学玻璃 球形窗2后方且位于水密壳体1内部设置有光学云台成像系统，所述光学云台成像系统包 括CXD及水下光学成像镜头4和云台支架一 5，所述CXD及水下光学成像镜头4安装在云台 支架一 5上且在垂直面内成0 180°旋转，所述CXD及水下光学成像镜头4左端且位于云 台支架一 5外侧位置处设置有用于带动CXD及水下光学成像镜头4旋转的电机一 6，所述 云台支架一 5后端设置有汇流环7，所述汇流环7前端与云台支架一 5固定连接，所述汇流 环7后端设置有用于带动CCD及水下光学成像镜头4在水平面内作0 360°旋转的电机 二 8，所述汇流环7中部设置有用于给CXD及水下光学成像镜头4、电机一 6和电机二 8提 供电源并将CCD及水下光学成像镜头4接收的图像信息进行处理后实现控制和传输的电路 控制板9，所述电路控制板9与汇流环7固定连接，所述电机二 8与设置在其周围的支撑块 10固定连接，所述支撑块10左右侧与水密堵头3内壁连接。如图1所示，所述水密壳体1与光学玻璃球形窗2之间设置有密封圈一 11，所述水
；3-水密堵头； 6-电机一； 9-电路控制板； 12-压圈；密壳体1和光学玻璃球形窗2的外侧且靠近密封圈一 11位置处设置有压圈12。该密封圈 一 11和压圈12用于防止水等其它物质进入扫描成像观测装置，影响其正常使用。如图1所示，所述水密堵头3与水密壳体1内侧之间位置处设置有密封圈二 13。 该密封圈二用于保证水密壳体1与光学玻璃球形窗2之间的密封性能。所述密封圈二 13为双层密封圈。所述CCD及水下光学成像镜头4内部设置有用于增强水下光强度的微光增强器。 该微光增强器不仅能够实现在0. OOllux的弱光水下环境中清晰成像而无需照明光源，且 增加了扫描成像观测装置的拍摄距离，增强了水下成像的清晰度，进而提高了成像质量。所述CXD及水下光学成像镜头4为感应波长为460nm 540nm的CXD及水下光学 成像镜头。有利于增加水下成像的作用距离。所述电机一 6和电机二 8均为步进电机。所述水密壳体1与水密堵头3之间、汇流环7与电路控制板9之间以及电机二 8 与云台支架二 10之间均通过螺钉固定连接。本实用新型中，电路控制板9不仅用于给CCD及水下光学成像镜头4、电机一 6和 电机二 8提供电源，且将CCD及水下光学成像镜头4接收的图像信息进行处理后以满足电 缆信号的长线传输，同时将该信号实现控制和传输。本实用新型的工作原理为将电路控制板9与外部电缆连接，通过CXD及水下光 学成像镜头4对水下待检测目标实时成像，并由微光增强器对接收到的视频信号进一步强 化，即可得到水下目标参数，水下目标参数经电路控制板9转化处理后由外部电缆将信号 输出。在整个工作过程中，可通过控制电机一 6实现CXD及水下光学成像镜头4在垂直面 内作0 180 °旋转成像，以及控制电机二 8实现CCD及水下光学成像镜头4在水平面内作 0 360°旋转成像，同时通过调节CXD及水下光学成像镜头4的焦距和光照，可以捕捉到 半球面内任意目标的细节。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求一种水下光学云台扫描成像观测装置，包括水密壳体(1)，其特征在于所述水密壳体(1)前端设置有光学玻璃球形窗(2)，所述水密壳体(1)后端设置有水密堵头(3)，所述光学玻璃球形窗(2)后方且位于水密壳体(1)内部设置有光学云台成像系统，所述光学云台成像系统包括CCD及水下光学成像镜头(4)和云台支架一(5)，所述CCD及水下光学成像镜头(4)安装在云台支架一(5)上且在垂直面内成0～180°旋转，所述CCD及水下光学成像镜头(4)左端且位于云台支架一(5)外侧位置处设置有用于带动CCD及水下光学成像镜头(4)旋转的电机一(6)，所述云台支架一(5)后端设置有汇流环(7)，所述汇流环(7)前端与云台支架一(5)固定连接，所述汇流环(7)后端设置有用于带动CCD及水下光学成像镜头(4)在水平面内作0～360°旋转的电机二(8)，所述汇流环(7)中部设置有用于给CCD及水下光学成像镜头(4)、电机一(6)和电机二(8)提供电源并将CCD及水下光学成像镜头(4)接收的图像信息进行处理后实现控制和传输的电路控制板(9)，所述电路控制板(9)与汇流环(7)固定连接，所述电机二(8)与设置在其周围的支撑块(10)固定连接，所述支撑块(10)左右侧与水密堵头(3)内壁连接。
2.按照权利要求1所述的水下光学云台扫描成像观测装置，其特征在于所述水密壳 体(1)与光学玻璃球形窗(2)之间设置有密封圈一(11)，所述水密壳体(1)和光学玻璃球 形窗(2)的外侧且靠近密封圈一(11)位置处设置有压圈(12)。
3.按照权利要求1所述的水下光学云台扫描成像观测装置，其特征在于所述水密堵 头(3)与水密壳体(1)内侧之间位置处设置有密封圈二(13)。
4.按照权利要求3所述的水下光学云台扫描成像观测装置，其特征在于所述密封圈 二(13)为双层密封圈。
5.按照权利要求1所述的水下光学云台扫描成像观测装置，其特征在于所述CCD及 水下光学成像镜头(4)内部设置有用于增强水下光强度的微光增强器。
6.按照权利要求1或5所述的水下光学云台扫描成像观测装置，其特征在于所述CCD 及水下光学成像镜头(4)为感应波长为460nm 540nm的CXD及水下光学成像镜头。
7.按照权利要求1所述的水下光学云台扫描成像观测装置，其特征在于所述电机一 (6)和电机二(8)均为步进电机。
8.按照权利要求1所述的水下光学云台扫描成像观测装置，其特征在于所述水密壳 体⑴与水密堵头⑶之间、汇流环(7)与电路控制板(9)之间以及电机二⑶与支撑块 (10)之间均通过螺钉固定连接。
专利摘要本实用新型公开了一种水下光学云台扫描成像观测装置，包括水密壳体以及设置在其前、后端的光学玻璃球形窗和水密堵头，光学玻璃球形窗后方且位于水密壳体内设有光学云台成像系统，光学云台成像系统包括CCD及水下光学成像镜头和云台支架一，CCD及水下光学成像镜头在垂直面内成0～180°旋转配合安装在云台支架一上，CCD及水下光学成像镜头左端且设有电机一，云台支架一后端设有汇流环，汇流环后端设有用于带动CCD及水下光学成像镜头在水平面内作0～360°旋转的电机二，汇流环中部设有电路控制板，电机二周围设有支撑块。本实用新型具有以下特点设计合理，使用方便，成像距离远，能有效实现水下目标清晰成像，且使用不受环境限制，使用成本低。
文档编号H04N5/232GK201672917SQ201020205339
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者王丹, 郑成栋 申请人:陕西致深电子科技有限公司