[发明专利]扫描法面阵CCD探测器实时视场拼接方法

说明书

扫描法面阵CCD探测器实时视场拼接装置及方法属于航空航天成像技术领域，为了解决背景技术中提出的面阵CCD拼接的高精度和像面匹配的要求，本发明提出了一种实时性好、稳定性好、高精度的光学拼接方法，可以实现大视场的光学拼接。本发明利用摆镜的摆扫使得两块CCD对分划板成像，分划板中心成像的位置与摆镜摆角成三角函数关系，根据视场的大小确定摆镜的旋转角度，根据摆镜转角和分划板中心成像的像元坐标确定CCD‑A和CCD‑B的位置，保证像元对正。经试验证明，本发明拼接精度达到共面误差小于0.01mm，搭接误差小于0.009mm，平行误差小于0.009mm，搭接像元可任意。

技术领域

本发明属于航空航天成像技术领域，具体涉及一种扫描法面阵CCD探测器实时视场拼接装置及方法。

背景技术

随着CCD探测器技术的发展，近年来面阵CCD为成像的主要载体，大面阵、小像元的CCD给航空遥感器的发展带来了很大的便利。但是由于现阶段技术的局限，大面阵CCD的生产还存在困难，即使生产出来价格也非常昂贵，因此，利用多片面阵CCD进行拼接代替单片的大面阵CCD成为了遥感器研究的关键技术之一。

过去，曾经采用过多种方法来实现拼接，例如通过工具显微镜对线阵 CCD进行机械拼接，利用光栅尺对多片小面阵CCD进行拼接。虽然取得了很多成果，但对于分视场拼接的面阵CCD无法实现拼接，大面阵CCD的高精度拼接，仍然没有寻求到更好的方法。

即使采用了半反半透的棱镜进行光学拼接，虽然精度达到了要求，所得到的视场也很有限，而且半反半透的棱镜会造成能量的损失，不利于成像。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种扫描法面阵CCD 探测器实时视场拼接装置及方法，该方法实时性好、稳定性好、精度高，可以实现大视场的光学拼接。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

扫描法面阵CCD探测器实时视场拼接装置，该装置包括：CCD-A、 CCD-B、焦平面调整垫、棱镜组件、光源、分划板、平行光管、摆镜、镜头和微调机构；所述光源发出光线，经过分划板和平行光管后，由处于不同位置的摆镜反射，通过镜头，将带有分划板信息的光线由棱镜组件分别反射至位于棱镜组件对称两侧的CCD-A和CCD-B中并成像；焦平面调整垫安装在 CCD-A和CCD-B的感光面上；CCD-A和CCD-B分别安装在各自的微调机构上。

扫描法面阵CCD探测器实时视场拼接装置的拼接方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：调整镜头和平行光管，使平行光管的光轴与镜头的光轴垂直；校准摆镜姿态，使摆镜的镜面法线与平行光管的光轴和镜头光轴成45°角；

步骤二：调整焦平面调整垫，使CCD-A和CCD-B的感光面位于同一焦平面上；带有分划板信息的光线通过镜头经棱镜组件后分别成像在CCD-A 和CCD-B上；

步骤三：CCD-A和CCD-B对同一分划板成像，通过摆镜扫描和微调结构调整CCD-A和CCD-B的姿态，再通过摆镜的旋转角度计算确定CCD-A 和CCD-B的位置，实现扫描法面阵CCD探测器实时视场拼接的方法。

本发明的有益效果是：

本发明利用摆镜的摆扫使得两块CCD对分划板成像，分划板中心成像的位置与摆镜摆角成三角函数关系，根据视场的大小确定摆镜的旋转角度，根据摆镜转角和分划板中心成像的像元坐标确定CCD-A和CCD-B的位置，保证像元对正。经试验证明，本发明拼接精度达到共面误差小于0.01mm，搭接误差小于0.009mm，平行误差小于0.009mm，搭接像元可任意。

附图说明

图1本发明扫描法面阵CCD探测器实时视场拼接装置结构示意图。

图2本发明扫描法面阵CCD探测器实时视场拼接装置微调结构示意图。