[发明专利]扫描法面阵CCD探测器实时视场拼接方法

摘要

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。

主权项

1.扫描法面阵CCD探测器实时视场拼接方法，实现该方法的装置包括：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；所述微调机构包括：外框架、姿态调整旋钮、平移调整旋钮和内框架；姿态调整旋钮安装在内框架上；平移调整旋钮安装在外框架上，所述外框架和内框架分别固定在CCD上；其特征在于，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反射后分别成像在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机构调整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；所述步骤三的具体方法如下：步骤A：调整摆镜的角度，使分划板成像在CCD‑A的视场一侧边缘，记录分划板十字丝中心对应的像元行列序号；旋转摆镜度角，使分划板成像在CCD‑A视场的另一侧边缘，通过调整CCD‑A的姿态调整旋钮，改变CCD‑A姿态，使分划板中心所在像元位置的行数与上一步记录的像元行数相同；步骤B：通过所述步骤A的方法调整CCD‑B成像并记录，使分划板中心所在像元位置在CCD‑B成像的行数与分划板中心所在像元位置在CCD‑A成像的行数相同；完成CCD‑A和CCD‑B平行度的拼接；步骤C：已知镜头的焦距为f，两个CCD像面间距为L，面阵CCD有效视场的宽度为B，计算摆镜的旋转角度为α公式如下：步骤D：调整CCD‑A的平移调整旋钮和摆镜的角度，使分划板中心成像在CCD‑A的视场一侧边缘；将摆镜绕转轴旋转α，调节平移调整旋钮平移CCD‑B，使分划板中心成像在CCD‑B视场的另一侧边缘，这时分划板中心所在像元位置在CCD‑B成像的行数与分划板中心所在像元位置在CCD‑A成像的行数相同；完成CCD‑A与CCD‑B的拼接。