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压电扫描台:基于二维压电透射式微扫描器的红外超分辨率成像

在各类成像应用中,一般都需要高分辨率的图像。例如在国防、医疗、科研、军事等各领域中,高分辨率的图像更有助于监控、诊断、研究、侦查等。然而,在各种场合,图像分辨率往往不能满足应用的要求。

因此,为了在目前的探测器上实现高分辨率的成像,超分辨率技术得以出现和发展。超分辨率技术一般分三类,一种是主要考虑多帧亚像素级位移,对模糊因子考虑较少;另一种是对成像中模糊因子进行估计,例如通过多通道盲反卷积;还有一类是两者的相结合。

超分辨率技术在红外成像领域应用非常广泛,一般通过微扫描技术,获取多帧亚像素位移图像,再通过各种超分辨率算法以得到高分辨率的图像。

因此,为了获取高分辨率的图像,多幅具有亚像素级位移图像的获取是其前提条件。而亚像素级位移图像的获取需要通过微扫描来实现。微扫描一般是指对探测器进行的亚像素的微位移调整,从而获取相应亚像素位移的图像序列。

在透射式微扫描器中,微位移的实现可通过芯明天N62.XY20二维压电扫描台来实现,它的内部分为X向运动压电陶瓷和Y向运动压电陶瓷。

芯明天N62.XY20二维压电扫描台

下图中为芯明天二维压电扫描台应用于红外热成像仪。


N62.XY20透射式微扫描器可在X和Y方向上进行顺序微位移,使像点达到半个像素的移动,实现2×2微扫。


透射式微扫描器实现2×2微扫的原理1

透射式微扫描器实现2x2微扫的原理2

N62.XY20透射式微扫描器的控制原理

N62.XY20透射式微扫描器的控制原理如下图所示。X向控制信号(模拟或数字)经过微扫驱动电路施加至X向运动压电陶瓷,从而使得微扫器进行X向的微位移,同时,N62.XY20压电扫描台中配有闭环反馈传感器,会将X向运动位置反馈于微扫驱动电路,形成闭环回路控制。Y向同理。该控制过程保证了N62.XY20透射式微扫描器快速、精准的微位移调整,以利于探测器获取多帧亚像素图像。


透射式微扫描器框图

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