[发明专利]可编程等效探测器异形像元实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电成像技术领域，具体涉及一种可编程等效探测器异形像元实现方法。

背景技术

CCD、CMOS和红外焦平面阵列所得图像均为数字图像，便于系统实时传输和处理，现已被广泛应用于光电成像设备中。在理想光学系统条件下，当照相距离和光学系统焦距不变时，其像元分辨率由像元几何形状和像元尺寸共同决定。但是，受物理结构、制造工艺、灵敏度和信噪比等因素影响，像元尺寸不能做得太小，这就限制了像元分辨率的进一步提高。

公开号为101257034A的中国专利中，公开了一种“可提高分辨率的CCD像元的几何形状”，它是采用相交的两条直线或曲线，且交点在像元内，将传统的CCD像元划分出四个面积相等的子区，它是在探测器的制造过程中，按照使用要求，将像元制作成指定的几何形状，用于提高像元的分辨率，但是，该方法涉及半导体材料及半导体工艺，制造异形像元的成本较高，并且该方法所能获得的异形像元种类有限，而当需要改变像元几何形状时，需要重新制造异形像元，增加了设备研制周期和费用，灵活性不强。

发明内容

为了解决现有的可提高分辨率的CCD像元的几何形状存在的成本高、异形像元种类受限、灵活性不强的问题，本发明提供一种可编程等效探测器异形像元实现方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

可编程等效探测器异形像元实现方法，该方法的条件和步骤如下：

在光电成像系统中，目标的光线经过成像光学系统后入射至可编程空间光调制器上，光线经过可编程空间光调制器的空间调制后出射，出射的光线再经过中继镜组的调整后对应入射至探测器上，其中，探测器中1个像元接收可编程空间光调制器中n²个单元的出射光线，可编程空间光调制器与可编程空间光调制器控制器相连，通过可编程空间光调制器控制器编程控制可编程空间光调制器中各单元的开关状态，可在探测器上得到对应的等效异形像元形状，其中，n为正整数，且n≥2。

所述可编程空间光调制器的n²个单元中，处于开态的单元个数最多为n²-1个，最少为1个；处于关态的单元个数最多也为n²-1个，最少也为1个，且不限制处于开态的单元和处于关态的单元在n²个单元中的位置，处于开态的单元与处于关态的单元的总和为n²个，其中，n为正整数，且n≥2。

所述光电成像系统还包括与所述探测器相连的信号采集器和与所述可编程空间光调制器控制器和信号采集器相连的微控制器；所述可编程空间光调制器控制器接收微控制器的编程控制指令控制可编程空间光调制器中的各单元的开关状态；所述信号采集器采集探测器中的等效异形像元输出图像数据并传送至微控制器中进行分析处理。

所述可编程空间光调制器设置在所述光电成像系统的一次像面处，所述探测器设置在所述光电成像系统的二次像面处。

所述可编程空间光调制器为液晶空间光调制器或数字微镜器件。

所述可编程空间光调制器控制器为FPGA芯片或微控制器芯片。

所述信号采集器为FPGA芯片或微控制器芯片。

所述微控制器为上位机或微控制器芯片。

入射至所述可编程空间光调制器上的光线通过处于开态的单元进入中继镜组后对应入射至探测器中的像元；入射至所述可编程空间光调制器上的光线通过处于关态的单元偏离中继镜组而不能对应入射至探测器中的像元。

所述可编程空间光调制器中n²个单元形成的几何形状与所述探测器中1个像元的几何形状均为矩形或者均为正方形，其中，n为正整数，且n≥2。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过控制处于光电成像设备一次像面处的可编程空间光调制器中各单元开关状态，在探测器接收面上产生等效探测器异形像元，通过对可编程空间光调制器中各单元的控制，对同一目标获取多幅不同等效异形像元所得到的图像，经计算后可得到高分辨率图像，分辨率大幅提高；

2、本发明不涉及半导体材料及半导体工艺，成本较低；

3、本发明通过控制与探测器中的1个像元对应的可编程空间光调制器中的单元数量，可获得多种不同形状的异形像元；