本发明专利技术公开了一种提高阵列探测器成像分辨率的系统及其实现方法，所述提高阵列探测器成像分辨率的系统包括依次放置的光楔调制器、镜头、分色滤镜和探测器单元。通过旋转光楔调制器使成像平面发生多次微小移动，从而获得多幅具有互补信息区间的图像，进而将所述具有互补信息区间的图像合成一幅高分辨率图像，达到提高阵列探测器成像分辨率的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电成像
，特别涉及一种。
技术介绍
随着光电成像技术的飞速发展，利用阵列探测器进行光电成像的方式得到了广泛的应用。所述阵列探测器是图像采集及数字化处理不可缺少的器件，其空间分辨率(空间分辨率直观的理解就是通过仪器可以识别物体的临界几何尺寸)受到阵列探测器件的像素几何尺寸的限制，使被采集目标的一部分信息发生丢失，从而造成图像分辨率的下降。以 CCD (Charge-coupled Device，电荷耦合元件)摄像器件为例进行说明，CCD摄像器件的每个光敏单元都是分离的，因此，CCD探测到的不是整个图像的信息，而是其中被光敏面覆盖的部分，读出的信号是光敏单元感光面上的平均强度，然后，经过模数转换以数字信号的方式进行存储和显示。因此CCD对信号的采样不是连续的，而是以矩形脉冲连续的目标图像以不连续的形式表现出来，这必将使图像的分辨率降低。为了获得符合要求的原始图像，必须提高CCD图像的分辨率，将丢失的信息补回来。提高CCD图像的分辨率，从而获得有采样间隔的图像可以通过被摄物成的像与 CCD图像传感器之间发生微小相对位移来记录多幅图像实现。但由于CCD像素大小大概只有10 μ m，因此要控制像平面在μ m量级移动的精度差、操作困难大。现有技术中，通常采用机械扫描方式或者多次移动阵列探测器来实现。但是，这种方法精度差、难度高，操作起来很困难，不利于应用在精度要求高的阵列探测器上。因此，如何提高阵列探测器件的成像分辨率，成了亟需解决的关键问题。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种，克服了传统方法采用机械扫描方式或者多次移动阵列探测器精度差，难度高的缺点。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案 一种提高阵列探测器成像分辨率的系统，其包括光楔调制器，其包括第一光楔和第二光楔，所述第一光楔和第二光楔的主截面平行且同向放置； 镜头； 分色滤镜； 探测器单元；其中，所述光楔调制器、镜头、分色滤镜和探测器单元依次放置；所述光楔调制器的光轴与镜头的光轴重合，所述镜头的光轴与探测器单元所在的表面垂直，并在探测器单元表3面的中心位置。所述的提高阵列探测器成像分辨率的系统，其中，所述探测器单元为CCD。所述的提高阵列探测器成像分辨率的系统，其中，所述第一光楔和第二光楔的折射角均为0. 028rad，折射率均为1. 5。所述的提高阵列探测器成像分辨率的系统，其中，所述镜头的焦距为16mm。一种所述的提高阵列探测器成像分辨率的系统的实现方法，其中，所述方法包括以下步骤Si，所述光楔调制器对准目标物体；S2，在光楔调制器不旋转的情况下拍得图像，并将其作为中部图像；S3，顺时针旋转第二光楔178. 7210度，得到下移图像；S4，顺时针旋转第一光楔180度，顺时针旋转第二光楔180度，得到上移图像；S5，顺时针旋转第一光楔90度，顺时针旋转第二光楔90度，得到左移图像；S6，顺时针旋转第一光楔180度，顺时针旋转第二光楔180度，得到右移图像；S7，通过中部图像、上移图像、下移图像、左移图像和右移图像得到高分辨率的图像。本专利技术提供的，所述提高阵列探测器成像分辨率的系统包括依次放置的光楔调制器、镜头、分色滤镜和探测器单元。通过旋转光楔调制器使成像平面发生多次微小移动，从而获得多幅具有互补信息区间的图像，进而将所述具有互补信息区间的图像合成一幅高分辨率图像，达到提高阵列探测器成像分辨率的目的。附图说明图1为本专利技术的提高阵列探测器成像分辨率的系统的较佳实施方式的结构示意图。图2为现有技术折射棱镜的光路原理示意图。图3a、!3b和3c分别为图1所示系统中光楔调制器(包括两个光楔)绕光轴相对旋转的光路原理示意图。图4为图1所示系统的光路原理示意图。图5为本专利技术提高阵列探测器成像分辨率系统实现方法的流程图。图6为图5所示方法中通过低分辨率图像计算出高分辨率图像的原理示意图。具体实施例方式本专利技术提供了一种。为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1是本专利技术的提高阵列探测器成像分辨率的系统的示意图。如图所示，所述提高阵列探测器成像分辨率的系统包括依次放置的光楔调制器100、镜头200、分色滤镜300 和探测器单元400。所述光楔调制器100的光轴与镜头200的光轴重合，所述镜头200的光轴与探测器单元400所在的表面垂直，并在探测器单元400表面的中心位置。为了描述清楚，下面先介绍一下折射棱镜(又称光楔)的工作原理。图2为折射棱镜的光路原理示意图，如图所示，折射棱镜是通过两个折射表面(入射面A和出射面B)对光线进行折射的。入射面A和出射面B间的夹角称为折射棱镜的折射角，以α表示。两折射面的交线称为折射棱，垂直于折射棱的平面称为折射棱镜的主截面。出射光线和入射光线的夹角称为偏向角，以δ表示，设棱镜折射率为η，光线在入射面A的入射角和折射角分别为Il和12，在出射面B的入射角和折射角为-13和-14。(其正负规定为由入射光线以锐角转向出射光线，顺时针为正，逆时针为负)。因为光楔的折射角α很小，入射面和出射面可以看成是两个平行平板，当Il很小时，偏向角可满足S = (η-1) a。将两个光楔组合在一起时，如图3a所示，当两个光楔(第一光楔110和第二光楔 120)的折射角都为α时，偏向角(出射光线和入射光线的夹角)δ最大，为单光楔的两倍， 即δ_=2(η-1) α。如图北所示，当任一光楔绕光轴旋转180°时，此时两光楔的作用相当于平行平板，3=0。如图3c所示，当两光楔绕光轴相对旋转，其旋转角为m(图中未标出) 时，则偏向角S随所旋转角度m的变化而改变，其表达式为δωΜ=2(η-1) aC0S(m/2)。如图1所示，本专利技术提供的光楔调制器100包括平行且同向放置的第一光楔110和第二光楔120，通过使两光楔绕其光轴旋转来调制光的传播方向。镜头200的主要功能为收集被照物体反射光并将其聚焦于探测器单元400上。在本专利技术的提高阵列探测器成像分辨率的系统中，光楔调制器100 (包括第一光楔 110和第二光楔120)放置在如图1所示的提高阵列探测器成像分辨率的系统中，第一光楔 110和第二光楔120分别旋转el度，e2度时(以下公式与旋转方向无关)，光线经过光楔调制器100后，其偏向角为δ。像点在C⑶面上的轨迹H的公式为H=f*tan ( δ )=f*tan (2 (η-1) α cos (Φ /2)) =f*tan(2(n-l) α cos( (el+e2)/2))。公式(1) 其中，f为镜头200的焦距。图4所示为本专利技术提高阵列探测器成像分辨率系统的光路示意图。当用户对光路的偏转精度要求高达μ m量级时，要使图像在阵列探测器上发生二分之一像素的位移要求目标y的像点yl在探测器单元(在本专利技术实施例中，下面所述的探测器单元都以 CXD为例)X轴方向的移动距离小于5 μ m，目标y的像点yl在CXD的Y轴方向的移动小于 5 μ m，当像点的最终位置在CCD (χ=0 μ m，y=5 μ m)时，折射率n=l. 5，焦距f=16mm，折射角 α=0. 028rad时，将各个参数带入公式本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种提高阵列探测器成像分辨率的系统，其特征在于，包括：光楔调制器，其包括第一光楔和第二光楔，所述第一光楔和第二光楔的主截面平行且同向放置；镜头；分色滤镜；探测器单元；其中，所述光楔调制器、镜头、分色滤镜和探测器单元依次放置；所述光楔调制器的光轴与镜头的光轴重合，所述镜头的光轴与探测器单元所在的表面垂直，并位于探测器单元表面的中心。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卢伟超，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44
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