光学低通滤波器

发布时间：2022-11-21 14:19
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：2580

　　光电图像传感技术在各领域得到了大量的应用，其中光学低通滤波器技术倍受瞩目。由于CCD的像素是离散的根据奈奎斯特抽样定理CCD所能分辨的最高空间频率是它的空间采样频率的1/2即奈奎斯特极限频率。

　　若图像的空间频率高于奈奎斯特极限频率在传感器上高频部分将被反射到基本频带造成图像周期频谱交叠即混频现象致使成像质量降低。光学低通滤波器技术成为消除混频现象较有效的手段。它采用前置滤波降低光敏面上的频谱宽度以减小混频。

光学低通滤波器


光学低通滤波器工作原理

　　光学低通滤波器利用的是石英晶体的双折射作用，把栅格状目标的一束透射光分成两束―――寻常光和异常光，迭加后可微量改变透射光强的空间分布。在光强分布的计算中，通过消除有害干扰拍频的频率来确定该石英晶体的厚度。把透过光学低通滤波器的栅格状景物分布看作为空间光栅调制器， 这样就可初步解释OLPF在消图像干扰纹中的作用。

　　利用石英晶体的双折射特性，成像光束经过不同厚度的石英晶体薄板后，光轴约成 45°角。含有同一目标图像信息的光束被分成o1光 束和 e1 光束，形成微小错开的像，错开的距离满足消除一维拍频干扰分开的距离。经过第二片石英晶体薄板后，又将01 光束和e1光束分成为O01,e01光 束和 Oe1，ee1 光束。光束通过晶体滤波片后，原来的所包含有空间频率的目标光束会产生分离，使频率发生小量变化。分离的寻常光 和异常光光强会重新分布。


光学低通滤波器光谱特性

　　为了消除彩色干扰纹，除了要考虑光学低通滤波器的频率特性以外，还应考虑它的光谱特性。由于CCD传感器可以响应近红外光，会破坏图像的色还原，因此OLPF不仅因双折射功能而改变入射光的空间频率，而且还应该具有光谱选通特性。一种方法是在石英镜片的一个表面镀上红外截止膜；另一种方法是在OLPF中间胶合一块红外截止滤光片。对三种不同的OLPF样品进行了测试和比较。通过测试和比较可以看出，OLPF具有良好的红外截止功能。

光学低通滤波器基本信息

　　光学低通滤波器大都是由两块或多块石英晶体薄板构成的，放在CCD传感器的前面。目标图象信息的光束经过OLPF后产生双折射（分为寻常光o光束和异常光e光束）。根据CCD像素尺寸的大小和总感光面积计算出抽样截止频率，同时也可计算出o光和e光分开的距离。

       改变入射光束将会形成差频的目标频率，达到减弱或消除低频干扰条纹的目的，特别是彩色CCD出现的伪彩色干扰条纹的目的。利用双折射晶体制作光学低通滤波器，通过前置滤波，能够有效地限制被采集图像在光敏面上的频谱宽度从而减小频谱混叠。

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