Световое устройство для подсчета морских вшей - RU2701947C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к световым системам для использования в промышленности аквакультуры, в частности в рыбном хозяйстве. Раскрытые световые системы особенно пригодны для улучшения наблюдения и подсчета морских вшей на лососе.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Морские вши - это небольшие морские паразиты, которые естественным образом водятся у многих видов рыб, как у промысловых, так и у искусственно разводимых, включая разводимого лосося. Морские вши являются планктонными организмами и переносятся по течению. Когда они встречаются с морской рыбой, то прикрепляются к ней, как правило, к коже, к плавникам и (или) к жабрам и питаются слизью, кровью или кожей (фиг.1). Хотя небольшое количество вшей на большом лососе не может нанести ему серьезного ущерба, большое количество вшей на той же самой рыбе или всего лишь пара вшей на молодом лососе могут быть опасными или даже смертельными. Питательная активность морских вшей может привести к серьезному повреждению плавника рыбы, к эрозии кожи, к постоянному кровотечению и к образованию пути для болезнетворных организмов, приводящих к таким болезням, как инфекционная лососевая анемия (ISA). Вспышка ISA на лососевых фермах в Чили в 2007 году быстро распространилась с одной фермы на другую, что в одном случае привело к тому, что все водоемы с рыбой на всей ферме пришлось уничтожить. Морские вши были идентифицированы как возможный фактор быстрого распространения болезни. Фигура 1A показывает картину стадий развития морской вшей, которые прикрепляются к лососю, а на фигуре IB показаны морские вши, прикрепленные к рыбе.

Везде, где разводят лосося, морских вшей и лососей контролируют, чтобы обеспечить здоровье и нормальное состояние как искусственно разводимых, так и промысловых рыб. В каждой стране, в которой существует интенсивная аквакультура разведения лосося, на местах есть нормативные акты с указанием максимально допустимого количества морских вшей на рыбу на каждом участке, а также описание практических мер и действий, которые необходимо предпринимать для предупреждения вспышек морских вшей. Например, в Норвегии каждый участок рыбной фермы должен на еженедельной основе сообщать органу здравоохранения количество морских вшей на рыбу. В том случае, когда максимально допустимое количество морских вшей больше, чем указанное в нормативном акте, предпринимаются меры по сокращению морских вшей. Эти меры предпринимаются либо на уровне фермы, либо на уровне региона, и в большинстве случаев они представляют собой лечение рыбы. Лечение может привести к сокращению кормления фермерских рыб, что обуславливает снижение привеса и потери для владельца фермы.

Поэтому во избежание экстенсивных дорогостоящих методов лечения необходимо раннее выявление морских вшей и их профилактика.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Регулярная проверка культивируемой рыбы обеспечивает получение ранней информации о наличии морских вшей. Точный подсчет вшей важен для промышленности аквакультуры, чтобы документировать и контролировать морских вшей.

Мониторинг морских вшей и отчетность по ним регулируется каждой страной. Например, в Норвегии количество лососевых вшей на ферме должно подсчитываться, и результаты должны сообщаться в Норвежское управление по безопасности пищевых продуктов при температуре 4°C или выше - каждую неделю, а и при температуре ниже 4°C - через каждую неделю. Результаты мониторинга должны сообщаться относительно соответствующего количества садков на ферме лосося.

Мониторинг морских вшей осуществляется следующим образом: персонал, работающий на рыбной ферме, отбирает рыбу из морского садка, - обычно от 10 до 20 рыб на садок, вводят рыбу в анестезию и после того как рыба впала в анестезию, - подсчитывают морских вшей на каждой рыбе. Независимо от погодных условий это осуществляется на открытом воздухе рядом с морским садком.

Погодные условия и уровень освещенности окружающей среды во время подсчета являются важными факторами, влияющими на наблюдаемое количество морских вшей. В настоящее время нет никакого регулирования относительно световых условий во время подсчета, и между сообщенным и фактическим количеством морских вшей имеются большие расхождения.

Настоящее описание предлагает усовершенствованное устройство (аппарат) и способ для подсчета морских вшей посредством обеспечения более устойчивого и управляемого светового окружения, что повышает надежность подсчета морских вшей и снижает его зависимость от погодных условий. Усовершенствованные устройство и способ включают в себя оптимизированное спектральное распределение мощности и интенсивности света для улучшения наблюдения (обнаружительной способности) морских вшей относительно кожи рыбы.

Раскрытый аппарат содержит одиночный или множественные источники света для обеспечения особого спектрального распределения мощности (СРМ) для улучшения наблюдения морских вшей на рыбной коже. Упомянутое СРМ в диапазоне видимых длин волн 380-780 нм характеризуется по меньшей мере двумя преобладающими максимумами длины волны, один - в диапазоне между 490 и 540 нм и один - в диапазоне между 620 и 660 нм, при этом каждое распределение пиковых значений имеет типичную спектральную полуширину в 15-35 нм. В предпочтительном варианте осуществления источники света могут быть светодиодными источниками света.

В одном примере один или более источников света могут быть заключены в одной лампе, тем самым обеспечивая специальную, предназначенную для данных целей лампу со специальным целевым спектральным распределением мощности. Эта лампа может, например, содержать (по меньшей мере) два источника света, при этом первый источник света выполнен с возможностью обеспечения светового выхода с преобладающим максимумом длины волны в диапазоне 490-540 нм, а второй источник света выполнен с возможностью обеспечения светового выхода с преобладающим максимумом длины волны в диапазоне 620-660 нм. Интенсивности света, выводимого первым источником света и вторым источником света, могут быть управляемыми индивидуально (например, относительно друг друга, тем самым осуществляется управление спектральным распределением мощности), и/или в комбинации друг с другом (тем самым, например, осуществляется управление общей интенсивностью светового выхода). Эти способы управления могут быть реализованы встроенным в лампу контроллером, выполненным с возможностью приема входного сигнала управления от устройства дистанционного управления работой лампы, от сети (проводной или беспроводной), к которой подключена лампа, или от пользовательского интерфейса (например, от сенсорных кнопок) на корпусе лампы или на светоизлучающей поверхности лампы. В предпочтительном варианте осуществления источники света могут быть светодиодными источниками света, а лампа может быть светодиодной лампой.

В другом примере в качестве светового блока могут быть обеспечены один или более источников света, и они могут быть объединены в одно световое устройство (прибор). Рядом со световыми блоками светильник может содержать дополнительные элементы, такие как отражатели, диффузоры и т. д., чтобы смешивать и рассеивать световой выход от одного или нескольких световых блоков до того, как он будет выведен световым прибором. Как и в случае с одной лампой, световой прибор может содержать (по меньшей мере) два световых блока, при этом первый световой блок выполнен с возможностью обеспечения светового выхода с преобладающим максимумом длины волны в диапазоне между 490 и 540 нм, а второй световой блок выполнен с возможностью обеспечения светового выхода с преобладающим максимумом длины волны в диапазоне между 620 и 660 нм. Интенсивность света, выводимого первым световым блоком и вторым световым блоком, может управляться индивидуально (то есть, относительно друг друга, тем самым осуществляется управление спектральным распределением мощности) и/или в комбинации друг с другом (тем самым, например, осуществляется управление общей интенсивностью светового выхода). Эти виды управления могут быть реализованы посредством контроллера, встроенного в световой прибор и выполненного с возможностью приема управляющего входного сигнала от устройства дистанционного управления для управления работой светового прибора от сети (проводной или беспроводной), к которой подключен световой прибор, или от пользовательского интерфейса (например, от сенсорных кнопок) на световом приборе. В предпочтительном варианте осуществления световые блоки могут быть светодиодными световыми блоками, а световой прибор может быть светодиодным прибором.

В следующем примере лампа или прибор могут быть обеспечены вместе со счетной камерой. Эта счетная камера может содержать дополнительные элементы, которые могут повысить эффективность света, излучаемого лампой или прибором при счете морских вшей. Например, счетная камера может содержать затеняющее средство для уменьшения входа в счетную камеру окружающего света. Счетная камера может содержать отражающую поверхность, которая рассеивает свет от лампы или прибора, так чтобы еще более улучшить равномерность освещения внутри счетной камеры. Счетная камера может быть открытой камерой со свободным входом для обеспечения в счетную камеру образцов (рыб), или же она может быть закрытой камерой с дверцей для возможности обеспечения в счетную камеру образцов (рыб). Счетная камера может иметь контрольное окно, для того чтобы пользователь мог смотреть через него и осуществлять подсчет морских вшей на введенном в эту камеру образце. Кроме того, счетная камера может иметь фотокамеру для получения фотографии помещенного в камеру образца, каковое изображение позднее можно будет анализировать и посчитать количество вшей. Такой анализ может производиться как непосредственноо на месте посредством встроенного в фотокамеру программного обеспечения обработки изображения, так и при отключении от системы с помощью инструментов для обработки изображения, установленных во внешнем вычислительном устройстве, способном получать визуальное изображение от фотокамеры. Кроме того, счетная камера может также иметь дисплей для визуализации поля зрения фотокамеры и/или полученных фотокамерой изображений. Счетная камера может содержать резервуар для вмещения в него некоторого количества воды из водной среды обитания проверяемой рыбы, таким образом, чтобы образец рыбы мог продолжать существовать в нем во время подсчета морских вшей. При этом вода не обязательно должна быть взята непосредственно из среды обитания рыбы, - она может быть эквивалентна воде, пригодной для существования в ней рыбы во время подсчета морских вшей.

Вышеупомянутое спектральное распределение мощности может быть обеспечено различными способами - либо с помощью (комбинации) прямого света светодиода (зеленовато-голубой, зеленый, красный), либо посредством непрямого освещения с использованием синих светодиодов и отстоящего от них люминофора или удаленной от них люминесцентной смеси, при необходимости, скомбинированной с фильтрами, такими как неодимовые фильтры, для создания требуемой глубины спектральной мощности на участке между 540 и 620 нм. В зависимости от выбора светодиодного источника (источников) света и/или использования люминофора (люминофоров) в светодиодном световом блоке светодиодный световой блок может обеспечить световой выход либо с одним преобладающим максимумом длины волны (например, в диапазоне между 490 и 540 нм или в диапазоне между 620 и 660 нм), или же может обеспечить световой выход с более чем одним преобладающим максимумом длины волны (например, по меньшей мере два преобладающих максимума длины волны, - один в диапазоне 490-540 нм, а другой в диапазоне 620-660 нм)

Упомянутый световой аппарат может быть дополнительно оснащен световым датчиком. Этот датчик может "считывать" условия окружающего освещения и адаптировать интенсивность и/или цветовой баланс (спектральное распределение) выходного потока светового аппарата для того чтобы обеспечить оптимизированные условия освещения и оптимальный контраст для подсчета морских вшей. Как вариант, с использованием этого же самого или другого светового датчика контролируется и величина светового потока этого светового аппарата. Световой датчик (датчики) позволяет осуществлять (полуавтоматическую) настройку светового потока и (или) цвета, по отдельности, а также одновременно.

В предпочтительном варианте осуществления световое устройство содержит следующие элементы:

- по меньшей мере один светодиодный блок, обеспечивающий спектральное распределение мощности с по меньшей мере двумя максимумами, один - в диапазоне длин волн 490-540 нм, а другой - в диапазоне длин волн 620-660 нм, при этом распределения каждого пикового значения имеет типичную спектральную полуширину между 15 нм и 35 нм,

- по меньшей мере один светодиодный блок, выполненный с возможностью обеспечения световых уровней, больших или равных 500 лк, измеренных на поверхности рыбы, для достаточной распознаваемости морских вшей,

- по меньшей мере один светодиодный драйвер для возбуждения по меньшей мере одного светодиодного блока.

Другим объектом, описанным в настоящей патентной заявке, является способ подсчета морских вшей, использующий источник света, световое устройство или счетную камеру в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Варианты осуществления изобретения далее описаны более подробно посредством неограничивающих примеров со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг. 1 показывает фотоснимки морских вшей на разных стадиях развития, а также морских вшей, прикрепленных к рыбе;

фиг. 2 показывает чертежи световых систем в соответствии с вариантами осуществления изобретения;

фиг. 3 показывают измерение отражения на морских вшах и коже рыбы;

фиг. 4 показывает заметное цветовое различие между морскими вшами и рыбой в условиях дневного освещения;

фиг. 5 показывает заметное цветовое различие между морскими вшами и кожей рыбы в условиях освещения лампой накаливания;

фиг. 6 показывает заметное цветовое различие между морскими вшами и кожей рыбы в условиях освещения согласно варианту осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Следует понимать, что чертежи являются всего лишь схематичными и выполнены не в масштабе. Следует также понимать, что на всех чертежах для обозначения одинаковых или похожих частей используются одни и те же ссылочные позиции.

В том смысле, как он здесь используется, термин "светодиод" следует понимать как относящийся к любому электролюминесцентному диоду или к системе другого типа на основе инжекции носителей в p-n переходе, которая способна в ответ на электрический сигнал генерировать излучение. Таким образом, термин "светодиод" включает в себя (но этим не ограничивается) различные структуры на основе полупроводников, которые в ответ на электрический ток излучают свет - светоизлучающие полимеры, органические светоизлучающие диоды (OLED), электролюминесцентные полоски и тому подобное. В частности, термин "светодиод" относится к светоиспускающим диодам всех типов (включая полупроводниковые и органические светоиспускающие диоды), которые могут быть выполнены с возможностью генерации излучения в одном или более из инфракрасного спектра, ультрафиолетового спектра и различных участков видимого спектра (обычно включающего в себя излучение длин волн от, приблизительно, 400 нм до, приблизительно, 700 нм). Некоторые примеры светодиодов включают, но ими не ограничиваются, различные типы инфракрасных светодиодов, ультрафиолетовых светодиодов, красных светодиодов, синих светодиодов, зеленых светодиодов, желтых светодиодов, янтарных светодиодов, оранжевых светодиодов и белых светодиодов (более подробно обсуждается ниже). Кроме того, следует также понимать, что светодиоды могут быть выполнены и (или) могут управляться с возможностью генерации излучения, имеющего различную ширину полосы частот (например, полную ширину на половине максимума или FWHM) для данного спектра (например, излучения с узкой полосой частот, с широкой полосой частот), а также различные преобладающие длины волн внутри данной общей цветовой систематизации. Например, одна реализация светодиода, выполненного с возможностью испускания по существу белого света (например, "белый" светодиод), может включать в себя ряд кристаллов, которые, соответственно, испускают различные спектры электролюминесценции, которые, в комбинации смешиваются с образованием по существу белого света. В другой реализации белый светодиод может быть связан с люминофорным материалом, который преобразует электролюминесценцию, имеющую первый спектр, в отличный, второй спектр. В одном примере этой реализации электролюминесценция, имеющая относительно короткую длину волны и узкую спектральную полосу излучения "накачивает" люминофорный материал, который, в свою очередь, испускает излучение более длинной волны, имеющее несколько более широкий спектр. Следует также понимать, что термин "светодиод" не ограничивает тип физической и/или электрической светодиодной сборки. Например, как обсуждалось выше, "светодиод" может относиться к единственному светоиспускающему устройству, имеющему множественные кристаллы, выполненные с возможностью испускания соответственно разных спектров излучения (которые, например, могут быть, а могут и не быть индивидуально управляемыми). Кроме того, светодиод может быть связан с люминофором, который рассматривается в качестве интегральной части светодиода (например, некоторые виды белых светодиодов). В общем, термин "светодиод" может относиться к светодиодам в сборке, к отдельным светодиодам, к поверхностно-установленным светодиодам, к светодиодным микросхемам на печатной плате, к светодиодным сборкам для сквозного монтажа, к светодиодным сборкам для радиального монтажа, к светодиодным сборкам высокой мощности, к светодиодам, содержащим определенный тип корпуса и/или оптический элемент (например, рассеивающую линзу) и т.д.

Термин "источник света" следует понимать, как относящийся к одному или более из множества источников излучения, включая, но ими не ограничиваясь, источники на основе светодиодов (включающие один или более светодиодов, как определено выше), накальные источники (например, нитевые лампы накаливания, галогенные лампы), флуоресцентные источники, фосфоресцентные источники, газоразрядные источники высокой интенсивности (например, натриевые лампы, ртутные лампы, и металлогалогенные лампы).

Термин "осветительный прибор" используется здесь для названия реализации или конфигурации одного или более световых блоков в одних и тех же конструктивных характеристиках, сборке или упаковке.

Термин "световой блок" используется здесь для названия аппарата, включающего в себя один или более источников света одного и того же или разных типов. Данный световой блок может иметь любую из множества сборочных конфигураций для источника (источников) света, конфигураций и форм оболочки или корпуса и (или) конфигураций электрических и механических соединений. Кроме того, данный световой блок, как вариант, может быть связан (например, может включать в себя, быть подсоединенным к, и (или) смонтирован вместе с) с многочисленными другими компонентами (например, со схемой управления), относящимися к работе данного источника (источников) света. Выражение "световой блок на основе светодиода" относится к световому блоку, который включает в себя один или несколько источников света на основе светодиодов, как обсуждалось выше. "Многоканальный" световой блок относится к световому блоку, на основе светодиода или не на основе светодиода, который включает в себя по меньшей мере два источника света, выполненных с возможностью генерации различные спектры излучения, при этом каждый отдельный спектр источника может называться как "каналом" многоканального светового блока.

Термин "контроллер" используется здесь, как правило, для того чтобы описывать различные устройства, относящиеся к работе одного или более источников света. Контроллер для выполнения различных описанных здесь функций может быть реализован различными способами (например, так, как со специализированными аппаратными средствами).

"Процессор" является одним из примеров контроллера, который использует один или более микропроцессоров, которые могут быть запрограммированы, используя программное обеспечение (например, микрокод) для выполнения различных описанных здесь функций. Контроллер может быть реализован с использованием или без использования процессора, а, кроме того, может быть реализован в виде комбинации специализированных аппаратных средств, предназначенных для выполнения некоторых функций, и процессора (например, одного или более запрограммированных микропроцессоров вместе со связанными с ними схемами) для выполнения других функций. Примеры компонентов контроллера, которые могут быть использованы в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, включают в себя, но ими не ограничиваются, обычные микропроцессоры, ориентированные на приложение интегральные схемы (ASIC) и программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA).

В различных вариантах осуществления процессор или контроллер может быть связан с одним или более носителями данных или средой хранения информации (называемых здесь, в общем, "памятью", например, энергозависимая и энергонезависимая память компьютера, такая как оперативное запоминающее устройство (RAM), программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM) и электронно-стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM), флоппи-диски, компакт-диски, оптические диски, магнитные ленты и т.д.). В некоторых вариантах осуществления носитель информации может быть закодирован посредством одной или более программ, которые, будучи исполняемыми на одном или более процессорах и (или) контроллерах, выполняют, по крайней мере некоторые из описанных здесь функций. Различные носители информации могут быть установлены внутри процессора или контроллера, или могут быть переносными, так что одна или более записанных на них программ могут быть загружены в процессор или контроллер, с тем, чтобы реализовать различные описанные здесь объекты настоящего изобретения. Термины "программа" или "компьютерная программа" используются здесь в общем смысле для обозначения компьютерного кода любого типа (например, программного обеспечения или микрокода), которые могут быть использованы для программирования одного или нескольких процессоров или контроллеров.

Вариант осуществления раскрытой здесь световой системы содержит множественные "прямые" светодиоды, при этом по меньшей мере два светодиода, обеспечивают цветной свет с максимумами(пиками), соответственно, в диапазонах 490-540 нм (сине-зеленый) и 620-660 нм (красный).

Световая система может быть установлена несколькими способами: в виде переносной светодиодной системы (например, вертикальная лампа-фонарь) со встроенной схемой возбуждения, смонтированной на опоре для освещения интересующей области или встроенной в камеру, в которой осуществляется подсчет морских вшей на рыбе. За исключением одной стороны камера со всех сторон может быть закрыта.

Во всех ситуациях световая система может использоваться как внутри, так и снаружи. Система предпочтительно является водостойкой, более предпочтительно, по меньшей мере со степенью защиты IP56.

Фигура 2А показывает чертежи световой системы, установленной на столе, а фигура 2В показывает световую систему, установленную в счетной камере. Преимущество установки светодиодной системы в счетной камере заключается в том, что в этом случае лучше контролируются условия для подсчета морских вшей, т. е. факторы окружающей среды и окружающей свет (уровень освещения) не оказывают никакого влияния или оказывают ограниченное влияние на обнаружение морских вшей. Счетная камера может быть дополнительно оснащена светоизмерительным устройством с полуавтоматическим блоком управления или без него для поддержания в камере минимального или постоянного уровня освещенности. Упомянутым светоизмерительным устройством может быть люксметр или фотодиод со спектральной светочувствительной характеристикой, подобной чувствительности человеческого глаза (спектральная световая чувствительность), оснащенный дополнительной схемой, например схемой преобразования электрического тока в напряжение. Выходной сигнал упомянутой схемы может использоваться для полуавтоматического управления световым выходом упомянутой световой системы.

Авторы изобретения протестировали раскрытый здесь осветительный аппарат на образцах вшей и/или рыбы. Сведения, касающиеся цвета и интенсивности света, которые следует достичь в светодиодной системе, приведены ниже.

На лососях и на морских вшах были проведены измерения светопропускания и светоотражения, - на двух типах кожи лосося отдельно с морскими вшами и без и морских вшей. Образец 1 представляет собой светлую кожу лосося, образец 2 представляет собой темную кожу лосося, образцы 3 и 4 являются морскими вшами. После этого были приготовлены и измерены образец 1 с морскими вшами и образец 2 с морскими вшами. На фигуре 3 представлены результаты измерений. Фигура 3A представляет изображение подготовленных образцов, а фигура 3B показаны измерения отражения света от кожи лосося (графики, обозначенные "Sample 1" и "Sample 2" ("Образец 1" и "Образец 2") и от кожи лосося с морскими вшами (графики, обозначенные "S1+Lice" и "S2+Lice" ("Образец 1+вши"» и "Образец 2+вши"). Образцы с морскими вшами (пунктирные линии) имеют более высокий коэффициент отражения на более длинных (красноватых) волнах, особенно для ярких частей лосося (S1+Lice на фигуре 3B), в то время как образцы кожи лосося на более длинных волнах имеют несколько более низкий коэффициент отражения. Такое разное поведение коэффициента отражения на более длинных волнах было благоприятно использовано для увеличения воспринимаемой разницы между воспроизведением тона кожи с морскими вшами и без них посредством настройки спектрального распределения мощности электрического источника света.

Для оценки воспринимаемой цветовой разницы авторы изобретения использовали модель цветового восприятия CIE CAM02, опубликованную в 2002 году Техническим комитетом Международной комиссии по освещению (CIE) 8-01. Дополнительная информация об этой модели цветового восприятия опубликована в следующих публикациях:

- M.D. Fairchild, Color Appearance Models, 2nd edition, 2005, Chapter 16 (CIECAM02), John Wiley & Sons Ltd, ISBN 0-470-01216-1 (М.Д. Фейрчайлд, "Модели цветового восприятия"),

- M. R. Luo, G. Cui, C. Li, Uniform Colour Spaces Based on CIECAM02 Colour Appearance Model, COLOR research and application, Volume 31, Number 4, August 2006, pp 320-330 (М.Р. Луо и др. "Единые цветовые пространства на основе цветовой модели CIE CAM02"),

- C. Li, M. R. Luo, C. Li, G. Cui, The CRI-CAM02UCS Colour Rendering Index, COLOR research and application, Volume 37, Number 3, June 2012, pp 160-167 (Ц. Ли и др. "Индекс цветопередачи CRI-CAM02UCS").

Для выполнения световых измерений может использоваться фотодиод Hamamatsu S7686 Si в сочетании с операционным усилителем для преобразования электрического тока в напряжение. Чем выше выходной сигнал датчика, тем больше света падает на датчик, и, следовательно, тем меньше света должна давать световая система. Такая же световая измерительная система может также использоваться в камере оценки лосося для того, чтобы автоматически устанавливать световую систему на правильный уровень освещенности. Фотодиод S7686 имеет такую характеристику спектральной чувствительности, которая больше похожа на кривую чувствительности человеческого глаза (спектральная световая эффективность), чем их обычные датчики с "визуальной адаптацией" (SI 133 и т. Д.).

Фиг. 4 показывает представленные в равномерном цветовом пространстве CAM02 воспринимаемые различия цвета между темной кожей с морскими вшами и без них (красная стрелка) и между яркой кожей с морскими вшами и без них (синяя стрелка) при наблюдении в типичных условиях дневного света (5500 K). На горизонтальной оси диаграммы CAM02 (диаграмма справа от фигуры 4) указана степень покраснения-позеленения (a'_М), а по вертикальной оси - степень пожелтения-посинения (b'_М). Δab указывает цветовое различие между кожей с морскими вшами и без них. Черная точка указывает (ахроматическое) начало координат диаграммы.

На фигуре 5 показаны воспринимаемые цветовые различия, представленные в равномерном цветовом пространстве CAM02 между темной кожей с морскими вшами и без них (красная стрелка) и между яркой кожей с морскими вшами и без них (синяя стрелка) при наблюдении в обычных условиях электрического освещения (источник света в виде лампы накаливания с КЦТ 2700 K). По горизонтальной оси диаграммы CAM02 (диаграмма справа от фигуры 5) указана степень покраснения-позеленения (a'_М), а по вертикальной оси - степень пожелтения-посинения (b'_М). Δab указывает цветовое различие между кожей с морскими вшами и без них. Черная точка указывает (ахроматическое) начало координат диаграммы. Источник света в виде лампы накаливания испускает больше энергии на длинных волнах, но этот спектр не имеет выраженного максимума, т. е. спектральная мощность с увеличением длины волны увеличивается постепенно (график слева от фигуры 5). Из-за способности человеческого глаза к хроматической адаптации воспринимаемые цветовые различия между кожей с морскими вшами и без них для этих источников света одинаковы. Типичные белые светодиодные источники света имеют сходные или несколько худшие характеристики по обнаружению вшей по сравнению источниками света в виде лампы.

Фигура 6 показывает воспринимаемые цветовые различия между кожей с морскими вшами и без них для темной части (красная стрелка) и яркой части (синяя стрелка) рыбы при освещении световой системой в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Спектральное распределение мощности света, излучаемого световой системой, показано на графике слева от фигуры 6. По горизонтальной оси диаграммы CAM02 (диаграмма справа от фигуры 6) указана степень покраснения-позеленения (a'_М), а по вертикальной оси - степень пожелтения-посинения (b'_М). Δab показывает цветовое различие между кожей с морскими вшами и без них. Черная точка указывает (ахроматическое) начало координат диаграммы. Для того чтобы увеличить воспринимаемое цветовое различие между кожей с морскими вшами и без них, раскрытая здесь световая система содержит спектральное распределение мощности, имеющее в области длинных волн характеристику, более узкую, с более выраженным максимумом, чтобы использовать различия в коэффициентах отражения. Однако излучение света только на длинных волнах делает и кожу, и вшей красноватыми, что не увеличивает заметность вшей. Поэтому в диапазоне между 490 нм и 540 нм авторы изобретения добавили зеленоватый максимум в сочетании с красноватым максимумом в диапазоне от 620 до 660 нм (см. график слева от фигуры 6), которые делают вшей кажущимися более красноватыми по сравнению с кожей, в то время как цвет кожи кажется более зеленовато-синеватым, как это показано на диаграмме CAM02 справа от фигуры 6. Кроме того, фигура 6 ясно показывает, что длины векторов цветового различия являются бóльшими по сравнению со случаями с освещением дневным светом и накальным источником света, что указывает на бóльшие цветовые различия между морскими вшами и кожей. Другое преимущество этого настроенного спектра состоит в том, что вид вшей на темной и на яркой частях кожи похож между собой (перекрывающиеся векторы цветового различия, и оба из них проходят через начало диаграммы), что делает обнаружение вшей на разных участках кожи, темных и ярких, более легким.

Примерами светодиодов, которые могут использоваться в вариантах осуществления раскрытой здесь световой системы, являются светодиоды, имеющиеся от компании "Lumileds" со следующей маркировкой:

LXML-PDOl-OOxx - красный (доминирующая длина волны 620-645 нм)

LXML-PMOl-Oxxx - зеленый (доминирующая длина волны 520-540 нм)

LXML-PEOl-OOxx - синий (доминирующая длина волны 490-515 нм).

Следует заметить, что вышеупомянутые варианты осуществления скорее иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области техники смогут построить много альтернативных вариантов осуществления, не выходя за рамки объема приложенных пунктов формулы изобретения. В этих пунктах формулы изобретения любые ссылочные позиции, помещенные между скобками, не должны истолковываться как ограничивающие данный пункт. Слово "содержащий" не исключает присутствие элементов или этапов, отличных от тех, что указаны в этом пункте формулы изобретения. Признаки единственного числа, предшествующие какому-либо элементу, не исключает наличия множества таких элементов. Изобретение может быть реализовано посредством аппаратных средств, содержащих несколько отдельных элементов. В относящемся к устройству пункте формулы изобретения с перечислением несколько средств, некоторые из этих средств могут быть реализованы одной и той же позицией аппаратных средств. Тот простой факт, что некоторые размеры приведены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что для получения преимущества не может быть использована комбинация этих размеров.

Реферат

Устройство включает по меньшей мере один источник света для обеспечения светового выхода со спектральным распределением мощности для отслеживания морских вшей на коже рыбы. У излучения в видимом диапазоне длин волн от 380 до 780 нм имеются по меньшей мере два максимума доминирующей длины волны. Первый максимум в диапазоне 490-540 нм и второй в диапазоне 620-660 нм. Устройство содержит датчик для измерения условий окружающего освещения и процессор для адаптации интенсивности и/или цветового баланса светового выхода источника света к измеренным условиям окружающего освещения. Способ выполняется с использованием описанного устройства. Изобретение обеспечивает оптимизацию спектрального распределения мощности и интенсивности света для обнаружения морских вшей на коже рыбы. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Формула