[发明专利]采用面阵图像传感器拼接成像的成像系统及成像方法

说明书

采用面阵图像传感器拼接成像的成像系统及成像方法，涉及光电成像技术领域，解决现有图像传感器拼接成像系统复杂、一致性差，且由于图像传感器封装尺寸大于成像区域的尺寸的两倍，造成焦面拼接难度大，以及成像方法存在图像扭曲变形，进而导致图像质量不稳定等问题，本发明采用多行图像传感器横向错位拼接，像沿纵向连续位移，图像传感器按一定频率快拍成像，然后各通道数据通过像元匹配合成一幅图像。本发明中所述方法可以实现超大视场成像，本发明适用于图像传感器的封装尺寸大于两倍感光面尺寸的图像传感器拼接。面阵拼接成像系统物与镜头的相对运动速度在一定范围内不要求恒定。本发明可应用于如航空、航天相机，自动检测设备等。

技术领域

本发明涉及光电成像技术领域，具体涉及一种采用面阵图像传感器拼接成像的系统及方法。

背景技术

随着数字成像技术的日益发展，以CCD/CMOS为图像传感器的成像系统也越来越走向成熟，但由于芯片生产厂家的工艺局限，图像传感器的成像区域的四周都有不能成像的边缘，有的图像传感器封装尺寸要大于成像区域的尺寸的两倍。这给焦面拼接造成了极大困难。

线阵CCD拼接成像方法往往应用于相对运动非常稳定的成像场合中，如航天相机等。如果应用在流水线的AOI(Automatic Optic Inspection)设备上，由于工件推进速度不恒定、成像环境差，则会造成图像扭曲变形，影响检测精度。

申请号为201210327237.1的专利公开了一种双镜头25片面阵探测器的无缝拼接成像的光电系统，但该系统的拼接方法无法应用于图像传感器封装尺寸大于成像区域的尺寸的2倍CCD/CMOS拼接中。

申请号为200510134032.1的专利，采用五个镜头同时成像应用在AOI设备中，能够实现加宽视场，减少一维运动的功能，但是，该需要运行五个成像镜头，五套光学系统，存在光学系统一致性不好导致图像质量不稳定，可靠性、系统精度的长期稳定难以保证的问题。

发明内容

本发明为解决现有图像传感器拼接成像系统复杂、一致性差，且由于图像传感器封装尺寸大于成像区域的尺寸的两倍，造成焦面拼接难度大，以及成像方法存在图像扭曲变形，进而导致图像质量不稳定等问题，提供一种采用面阵图像传感器拼接成像的成像系统及成像方法。

采用面阵图像传感器拼接成像的成像系统，包括光学镜头和用于显示图像的计算机，还包括过渡筒、错位拼接的图像传感器阵列、成像电路板、成像整合板、焦面板以及调整垫；

所述光学镜头通过过渡筒与图像传感器的焦面板连接；错位拼接的图像传感器阵列通过调整垫固定在焦面板上，通过调整调整垫使每个图像传感器的感光面共面；经错位拼接的图像传感器阵列成像后的数据通过成像电路板发送至图像整合板，所述图像整合板将数据进行像元匹配拼接后发送至计算机显示输出；

所述错位拼接的图像传感器阵列固定在焦面板上时，具体的拼接方式为：

设定图像传感器阵列的行数为n，要求第i+1行的每个图像传感器相对于其对应的第i行的图像传感器的向右偏移量为：图像传感器感光面长度与感光面重叠区域宽度的差值，所述i为正整数且i<n，n≥2。

采用面阵图像传感器拼接成像的成像方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、被测物体相对于光学镜头沿图像传感器行方向相垂直的方向运动，被测物体的像沿被测物体的反方向移动，同时，图像传感器进行快拍成像；

步骤二、将步骤一成像后的数据通过成像电路板发送至图像整合板，所述图像整合板将数据进行像元匹配拼接，发送至计算机显示输出。