CN206311213U - 用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置，包括驱动成像处理组合、控制反馈电路、设于电路上方的扫描机械结构，所述驱动成像处理组合连接控制反馈电路；所述扫描机械结构包括柔性铰链移动放大机构、设于柔性铰链移动放大机构上的压电叠堆，所述柔性铰链移动机构中间固定镜片，镜片焦平面上设置探测器，所述探测器设有图像处理单元；所述压电叠堆连接控制反馈电路，所述压电叠堆上设有位移感知元件，用于探测镜片的中心位置。本实用新型中所述的用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置，将探测器的成像分辨率提高一倍。

Description

用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置

技术领域

本实用新型属于红外热成像领域，尤其是涉及一种用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置。

背景技术

现有技术条件下，探测器成像采用了凝视焦平面成像结构。由于探测器为面阵结构，并充满整个视场，不必像以前探测器加入成像行、列扫描机构，而是采用镜头直接成像在光学系统的焦平面上。因此，探测器成像分辨率只取决于焦平面阵列的物理分辨率。

现有技术中，提高探测器分辨率方法主要包括：一、采用新的探测器材料，该方法基本颠覆了近几十年的行业现有技术手段，可定义为下一代探测器，研制难度极大，短时间内也不可能具备；二、采用新工艺手段，将现有材料的探测器分辨率成倍增加，该方法研发投入成本极高，而且物理上增加探测器分辨率并且要保证尺寸在可用范围难度很大。

受限于现有技术能力及工艺的牵制，物理上做到640以上高分辨率的焦平面阵列技术难度和成本会大幅增加，1K分辨率的探测器国内目前尚不成熟，2K以上分辨率基本上在国内已无法达到，国际上2K以上分辨率的探测器器件对我国是技术封锁的状态，短期内想达到理想的高物理分辨率是不现实的。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置，以实现探测器分辨率的成倍提高。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置，包括驱动成像处理组合、控制反馈电路、设于电路上方的扫描机械结构，所述驱动成像处理组合连接控制反馈电路；

所述扫描机械结构包括柔性铰链移动放大机构、设于柔性铰链移动放大机构上的压电叠堆，所述柔性铰链移动机构中间固定镜片，镜片焦平面上设置探测器，所述探测器设有图像处理单元；

所述压电叠堆连接控制反馈电路，所述压电叠堆上设有位移感知元件，用于探测镜片的中心位置。

进一步的，所述控制反馈电路设有外部电气接口，用于连接电源、输入信号和反馈信号。

进一步的，所述柔性铰链移动放大机构上设有固定孔，用于固定柔性铰链移动机构在控制反馈电路上。

进一步的，所述控制反馈电路固定于安装底座上。

进一步的，所述位移感知元件为应变片。

进一步的，所述压电叠堆与控制反馈电路之间的接口类型为M90-606。

相对于现有技术，本实用新型所述的用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置具有以下优势：通过驱动图像处理组合控制该微扫机构装置运行，使压电叠堆发生伸长，柔性铰链放大机构会产生较大位移量，从而使放大机构中间的镜片中心沿X轴和Y轴做有规律的运动。探测器中的图像处理单元将四张图片拼接，输出一张图像，可将输出图像分辨率扩展为探测器分辨率的2倍。通过使用微扫机构装置，实现了低物理分辨率焦平面探测器的高分辨率化。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的微扫机构装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的微扫机构装置实物结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的微扫机构装置的成像原理图。

附图标记说明：

1-压电叠堆；2-通光孔；3-安装底座；4-柔性铰链移动放大机构；5-控制反馈电路；6-外部电气接口；7-镜片；8-光线；9-位移镜。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置，包括驱动成像处理组合、控制反馈电路5、设于电路5上方的扫描机械结构，所述驱动成像处理组合连接控制反馈电路5；

所述扫描机械结构包括柔性铰链移动放大机构4、设于柔性铰链移动放大机构上4的压电叠堆1，所述柔性铰链移动机构4中间的通光孔2固定镜片7，镜片7焦平面上设置探测器，所述探测器设有图像处理单元；

所述压电叠堆1连接控制反馈电路5，所述压电叠堆1上设有位移感知元件，用于探测镜片7的中心位置。图2为微扫机构装置的实物示意图。

值得注意的是，所述控制反馈电路5设有外部电气接口6，用于连接电源、输入信号和反馈信号。具体为：2*J30J-15TJ(外部供给1路24V电源、一路5V电源、一路15V电源；外部提供一路5V方波位置移动同步信号；向外部反馈一路5V方波位置到位反馈信号)。

值得注意的是，所述柔性铰链移动放大机构4上设有固定孔，用于固定柔性铰链移动机构4在控制反馈电路板5上。

值得注意的是，所述控制反馈电路5固定于安装底座3上。

值得注意的是，所述位移感知元件为应变片。

值得注意的是，所述压电叠堆1与控制反馈电路5之间的接口类型为M90-606。

图3为微扫机构的成像原理图。平行光线8会成像在镜片7的焦平面上。当位移镜9的中心位置向下移动时，成像位置会在焦平面上向下移动。因此，随着镜片7的移动，成像位置会有移动量。

具体工作原理为：红外辐射光经光学系统投射至微扫机构装置的镜片7上，在镜片7焦平面上设置探测器。驱动图像处理组合通过控制反馈电路4，使压电叠堆1发生形变。若压电叠堆1在电压驱动下发生伸长，基于三角放大原理，柔性铰链移动放大机构4会产生一个较大位移量(23-29um)，从而使柔性铰链移动机构4的镜片7中心位置沿X轴和Y轴做一定规律的运动。压电叠堆1上设有位移感知元件-应变片，用于测量镜片7中心位置的移动量，并反馈给控制反馈电路5。控制反馈电路5根据逻辑运算和驱动补偿运算，控制微扫描器机械结构运行。

当驱动成像处理组合驱动微扫描器机构结构运行，带动微扫机构装置中的镜片7中心位置在x轴、-x轴、y轴、-y轴方向25μm的范围内摆动。在探测器上成的像随之摆动半个像元，图像处理单元将连续四副图像拼接成一幅图像，可将输出图像分辨率扩展为探测器分辨率的2倍。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置，其特征在于：包括驱动成像处理组合、控制反馈电路(5)、设于电路(5)上方的扫描机械结构，所述驱动成像处理组合连接控制反馈电路(5)；

所述扫描机械结构包括柔性铰链移动放大机构(4)、设于柔性铰链移动放大机构(4)上的压电叠堆(1)，所述柔性铰链移动机构(4)中间固定镜片(7)，镜片(7)焦平面上设置探测器，所述探测器设有图像处理单元；

所述压电叠堆(1)连接控制反馈电路(5)，所述压电叠堆(1)上设有位移感知元件，用于探测镜片(7)的中心位置。

2.根据权利要求1所述的用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置，其特征在于：所述控制反馈电路(5)设有外部电气接口(6)，用于连接电源、输入信号和反馈信号。

3.根据权利要求1所述的用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置，其特征在于：所述柔性铰链移动放大机构(4)上设有固定孔，用于固定柔性铰链移动机构(4)在控制反馈电路(5)上。

4.根据权利要求1所述的用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置，其特征在于：所述控制反馈电路(5)固定于安装底座上。

5.根据权利要求1所述的用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置，其特征在于：所述位移感知元件为应变片。

6.根据权利要求1所述的用于提高热成像器分辨率的微扫机构装置，其特征在于：所述压电叠堆(1)与控制反馈电路(5)之间的接口类型为M90-606。