基于大功率蓝光LED的同步扫描水下成像系统设计

• 作 者: 阙斐一
• 机 构: 桂林电子科技大学
• 出 处: 桂林电子科技大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 水下成像系统 同步扫描 LED光源 衰减系数 成像距离

随着半导体材料和发光二极管封装技术的突破,单晶片LED的功率等级不断提高,大功率高亮度的LED将成为第四代光源。同步扫描作为水下成像的关键技术能有效地克服后向散射的影响。因此,将大功率蓝光LED光源应用到同步扫描水下成像系统,对海洋资源的开发与利用具有重大的实用价值。　　首先,本文分析了大功率蓝光LED光源及系统的性能参数对成像质量的影响,设计了基于大功率蓝光LED的同步扫描水下成像系统,通过对成像系统调制传递函数(MTF)的分析和仿真,得出了成像距离,水介质衰减系数及ICCD性能指标与成像系统MTF之间的相互关系。由此关系可以得出如下结论:当传输距离一定时,水介质衰减系数越大,成像系统MTF越差;反之,当水介质衰减系数一定时,成像距离增大,成像系统的MTF也随之下降。同时经过分析得出,ICCD的MTF可以满足水下成像系统的特殊需求,并且高分辨率的 ICCD更有利于改善水下系统的成像质量。　　其次,设计了50W大功率蓝光LED驱动电路。此驱动电路可以提供稳定的输出电压,通过阻抗变换输出较大的电流,为大功率蓝光LED光源提供恒定的电压和较大的工作电流,以保证成像系统的照明需求。　　最后,搭建了实验平台,对基于大功率蓝光LED的同步扫描水下成像系统进行验证与分析。通过实验得出:在9米范围内基于大功率蓝光LED的同步扫描水下成像系统能得到清晰的图像,并且验证了成像距离及接收器与光源之间的夹角对成像质量的影响。　　通过研究,设计了基于大功率蓝光LED光源的同步扫描水下成像系统。论证了性能稳定,寿命长,成本低的大功率蓝光LED可应用于水下成像系统,从而扩大了LED的应用领域,为海洋资源的勘探与开发开辟了新的途径。