在各類成像應(yīng)用中，一般都需要高分辨率的圖像。例如在國防、醫(yī)療、科研、軍事等各領(lǐng)域中，高分辨率的圖像更有助于監(jiān)控、診斷、研究、偵查等。然而，在各種場合，圖像分辨率往往不能滿足應(yīng)用的要求。

因此，為了在目前的探測器上實現(xiàn)高分辨率的成像，超分辨率技術(shù)得以出現(xiàn)和發(fā)展。超分辨率技術(shù)一般分三類，一種是主要考慮多幀亞像素級位移，對模糊因子考慮較少；另一種是對成像中模糊因子進(jìn)行估計，例如通過多通道盲反卷積；還有一類是兩者的相結(jié)合。

超分辨率技術(shù)在紅外成像領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，一般通過微掃描技術(shù)，獲取多幀亞像素位移圖像，再通過各種超分辨率算法以得到高分辨率的圖像。

因此，為了獲取高分辨率的圖像，多幅具有亞像素級位移圖像的獲取是其前提條件。而亞像素級位移圖像的獲取需要通過微掃描來實現(xiàn)。微掃描一般是指對探測器進(jìn)行的亞像素的微位移調(diào)整，從而獲取相應(yīng)亞像素位移的圖像序列。

在透射式微掃描器中，微位移的實現(xiàn)可通過芯明天N62.XY20二維壓電掃描臺來實現(xiàn)，它的內(nèi)部分為X向運動壓電陶瓷和Y向運動壓電陶瓷。

芯明天N62.XY20二維壓電掃描臺

下圖中為芯明天二維壓電掃描臺應(yīng)用于紅外熱成像儀。

N62.XY20透射式微掃描器可在X和Y方向上進(jìn)行順序微位移，使像點達(dá)到半個像素的移動，實現(xiàn)2×2微掃。

透射式微掃描器實現(xiàn)２×２微掃的原理1

透射式微掃描器實現(xiàn)２ｘ２微掃的原理2

N62.XY20透射式微掃描器的控制原理
N62.XY20透射式微掃描器的控制原理如下圖所示。X向控制信號（模擬或數(shù)字）經(jīng)過微掃驅(qū)動電路施加至X向運動壓電陶瓷，從而使得微掃器進(jìn)行X向的微位移，同時，N62.XY20壓電掃描臺中配有閉環(huán)反饋傳感器，會將X向運動位置反饋于微掃驅(qū)動電路，形成閉環(huán)回路控制。Y向同理。該控制過程保證了N62.XY20透射式微掃描器快速、精準(zhǔn)的微位移調(diào)整，以利于探測器獲取多幀亞像素圖像。

透射式微掃描器框圖

N62.XY20透射式微掃描器驅(qū)動方式

下圖中，上下左右四處方框代表的是N62.XY20透射式微掃描器兩個方向相對應(yīng)的壓電陶瓷，可以看出，它的驅(qū)動方式為差分驅(qū)動方式，每一方向都需要一個驅(qū)動電壓范圍在0到150V和一個恒定電壓+150V。微掃器體在零位置時，需每通道驅(qū)動電壓在75V（出廠時根據(jù)位移所對應(yīng)的電壓確定）位置，當(dāng)每通道驅(qū)動電壓高于75V時，微掃器體位置向X1、Y2方向移動，當(dāng)每通道驅(qū)動電壓低于75V時，微掃器體位置向X2、Y1方向移動。通過外部0~5V或0~10V模擬信號輸入（可自由選擇），控制微掃器體整個臺面進(jìn)行滿行程移動。

N62.XY20透射式微掃描器驅(qū)動原理圖

N62.XY20透射式微掃描臺技術(shù)參數(shù)

型號：N62.XY20S

運動自由度：X、Y

標(biāo)稱行程范圍：±8μm/軸@120V

行程范圍：±10μm/軸@150V

傳感器類型：SGS

通孔尺寸：Ø26mm

閉/開環(huán)分辨率：1/0.5nm

閉環(huán)線性度：0.3%F.S

閉環(huán)重復(fù)定位精度：0.1%F.S

俯仰/偏航/滾動：<10μrad

推/拉力：44/44N

運動方向剛度：2.2N/μm

空載諧振頻率：2000Hz

閉/開環(huán)空載階躍：1.5/0.7ms

空載10%行程工作頻率：150Hz

承載能力：1kg

靜電容量：1.6μF/軸

材質(zhì)：鋼、鋁

重量：180g±5%

注：以上參數(shù)是采用E00/E01系列壓電控制器測得。大驅(qū)動電壓可在-20V~150V；對于高可靠的長期使用，建議驅(qū)動電壓在0~120V。

芯明天具有多種透射式微掃描器，N62.XY20僅為其中一種，以下是芯明天幾款透射式微掃器舉例。

P12系列壓電透射式微掃描器
運動自由度：XY或XYZ

行程范圍：100μm/軸

中心通孔：φ25或35mm

P16系列壓電透射式微掃描器

運動自由度：XY

行程范圍：50或100μm/軸

中心通孔：φ20mm

N65系列壓電透射式微掃描器

運動自由度：XY

行程范圍：15μm/軸

中心通孔：25×27.5mm（似橢圓）

N12系列壓電透射式微掃描器
運動自由度：XY或XYZ

行程范圍：100μm/軸

中心通孔：45×45mm

XD102系列壓電透射式微掃描器

運動自由度：XY

行程范圍：17μm/軸

中心通孔：φ10mm