基于二维压电透射式微扫描器的红外超分辨率成像

在各类成像应用中，一般都需要高分辨率的图像。例如在国防、医疗、科研、军事等各领域中，高分辨率的图像更有助于监控、诊断、研究、侦查等。然而，在各种场合，图像分辨率往往不能满足应用的要求。

因此，为了在目前的探测器上实现高分辨率的成像，超分辨率技术得以出现和发展。超分辨率技术一般分三类，一种是主要考虑多帧亚像素级位移，对模糊因子考虑较少；另一种是对成像中模糊因子进行估计，例如通过多通道盲反卷积；还有一类是两者的相结合。超分辨率技术在红外成像领域应用非常广泛，一般通过微扫描技术，获取多帧亚像素位移图像，再通过各种超分辨率算法以得到高分辨率的图像。

因此，为了获取高分辨率的图像，多幅具有亚像素级位移图像的获取是其前提条件。而亚像素级位移图像的获取需要通过微扫描来实现。微扫描一般是指对探测器进行的亚像素的微位移调整，从而获取相应亚像素位移的图像序列。

在透射式微扫描器中，微位移的实现可通过芯明天N62.XY20二维压电扫描台来实现，它的内部分为X向运动压电陶瓷和Y向运动压电陶瓷。 

下图中为芯明天二维压电扫描台应用于红外热成像仪。

N62.XY20透射式微扫描器可在X和Y方向上进行顺序微位移，使像点达到半个像素的移动，实现2×2微扫。

透射式微扫描器实现２×２微扫的原理1

透射式微扫描器实现２ｘ２微扫的原理2

N62.XY20透射式微扫描器的控制原理如下图所示。X向控制信号（模拟或数字）经过微扫驱动电路施加至X向运动压电陶瓷，从而使得微扫器进行X向的微位移，同时，N62.XY20压电扫描台中配有闭环反馈传感器，会将X向运动位置反馈于微扫驱动电路，形成闭环回路控制。Y向同理。该控制过程保证了N62.XY20透射式微扫描器快速、精准的微位移调整，以利于探测器获取多帧亚像素图像。

透射式微扫描器框图

N62.XY20透射式微扫描器驱动方式

下图中，上下左右四处方框代表的是N62.XY20透射式微扫描器两个方向相对应的压电陶瓷，可以看出，它的驱动方式为差分驱动方式，每一方向都需要一个驱动电压范围在0到150V和一个恒定电压+150V。微扫器体在零位置时，需每通道驱动电压在75V（出厂时根据位移所对应的电压确定）位置，当每通道驱动电压高于75V时，微扫器体位置向X1、Y2方向移动，当每通道驱动电压低于75V时，微扫器体位置向X2、Y1方向移动。通过外部0~5V或0~10V模拟信号输入（可自由选择），控制微扫器体整个台面进行满行程移动。

N62.XY20透射式微扫描器驱动原理图

fqj