[发明专利]用于大焦面CCD拼接的装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于大焦面CCD拼接的装置及方法，包括台式安装框架、成像基板框架(6)、吊台(5)、前后工位平移定位机构与CCD导向升降安装拉杆联动机构；所述的成像基板框架(6)安装于台式安装框架的上部安装框架(11)内，成像基板(60)安装于成像基板框架(6)内；所述的前后工位平移定位机构的固定部件固定于上部安装框架(11)左右两侧，所述的吊台(5)设于成像基板(60)上方，通过CCD导向升降安装拉杆联动机构将四片电荷耦合器件CCD(17)2×2阵列拼接安装于成像基板(60)上，实现了多片CCD到同一块基板上的安装，并有效的控制了定位精度和平行度，可有效减少静电损伤。

技术领域

本发明涉及一种机械结构与光电传感器定位安装技术领域，适用于传感器的高精度安装与拆卸，尤其涉及一种用于大焦面CCD拼接的装置及方法。

背景技术

随着地球表面观测、测绘以及天文观测在大视场高分辨率方向上的需求日益增加，其对图像传感器大小和精度提出了很高的要求。由于工艺的限制，目前单片电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)可容纳的像元数量最大是10K×10K，像元大小9um。随着CCD的尺寸不断增加，CCD的高昂造价，极低成品率以及高额维护成本成为其本身发展的限制因素。国际上为了突破单片CCD像元的限制，普遍采用CCD拼接的方式扩大成像焦面，比较典型是现役的GAIA卫星(欧洲空间局)以及在建的大口径全天巡视望远镜(LSST，美国)。国内也在开展小规模CCD焦面拼接相机的技术验证，为大幅度提升研制大尺寸高精度拼接相机的能力打好坚实的基础。

如图1所示，单片CCD的具体的结构，单片CCD背面的两个安装螺纹孔171和三个安装柱172。

CCD拼接技术主要分为光学拼接和机械式拼接。光学拼接是利用分光元件将全视场分为若干子视场，再通过图像拼接技术将各子视场单片线阵或面阵CCD图像拼接获得全视场图像，但该拼接方式所造成的像差和渐晕效应极大的影响了成像质量。机械式拼接则是将多片CCD以机械的方式直线拼接或者交错式拼接组成像面，这也是GAIA和LSST所采用的拼接方式。机械式拼接的关键在于提高像平面的平面度以及减小相邻CCD之间的缝隙，这使得操作者需要将单片裸片CCD从供应商提供的封装中拆卸下来，安装到成像基板上进行装调。考虑到静电放电、油渍、灰尘、水渍等影响因素，整个过程中操作者应该避免对CCD的直接接触，同时要考虑间接操作的防护。

现有的探测器拆装装置基本都是采用工具夹持探测器到安装位置安装的方式，这种根据探测器外形设计的夹持工具在裸片图像探测器上是难以实现的，其定位精度、效率和可靠性也十分受限，只适用于低精度低要求的探测器安装。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于大焦面CCD拼接的装置及方法，采用了自下而上的安装方式，在所有CCD安装完成之前，CCD的成像面始终朝下，可以有效避免CCD成像面在操作过程受到污染和损伤；实现了多片CCD到同一块基板上的安装，并有效的控制了定位精度和平行度，具有较高的可重复操作性；整个操作过程中对CCD的操作都是通过安装拉杆间接作用，整个操作平台接地，可有效减少静电损伤。此外，在该操作平台上设计了阻尼和联动装置，在操作过程中，其可以协助实现CCD与柔性电路板FPC(Flexible Printed Circuit)的联动、限速与悬停，增加了整个过程的可控性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于大焦面CCD拼接的装置，用于将四片电荷耦合器件CCD172×2阵列拼接安装于成像基板60上，包括台式安装框架、成像基板框架6、吊台5、前后工位平移定位机构与CCD导向升降安装拉杆联动机构；

所述的成像基板框架6安装于台式安装框架的上部安装框架11内，成像基板60安装于成像基板框架6内；成像基板60开有四组与CCD17两个安装螺纹孔171对应的安装通孔601；