[發明專利]一種超分辨率紅外熱像儀及用其獲取高分辨率紅外圖像的方法

有效

• 申請號: 201210183431.7
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN102661801A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 余徽;陳福勝;張智杰;王晨晟
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;中國船舶重工集團公司第七一七研究所
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10;H04N5/33
• 代理公司: 武漢凌達知識產權事務所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 宋國榮

1.一種超分辨率紅外熱像儀，其特征在于，包括位于超分辨率紅外熱像儀的最前端并以光軸O-O’為中心軸的編碼組件（100），用于接收場景（001）發射的紅外輻射信號，并對紅外輻射信號進行編碼；在編碼組件（100）的后方延光軸O-O’方向依次安裝有紅外光學系統（200）和面陣紅外探測器焦平面（300）；所述紅外光學系統（200）用于將通過編碼組件（100）的紅外輻射會聚于面陣紅外探測器焦平面（300）的靶面上，以增強紅外圖像信噪比，并用于面陣紅外探測器焦平面（300）的保護窗口；面陣紅外探測器焦平面（300）用于將紅外輻射信號轉換為模擬電信號，并將模擬電信號輸出至紅外成像電路組件（500）當中；還有制冷機（400），用于為面陣紅外探測器焦平面（300）和紅外光學系統（200）制冷，使二者保持低溫工作狀態；紅外成像電路組件（500）用于將接收到模擬電信號轉換為數字信號，然后解碼和處理，轉換為紅外圖像，并用于提供面陣紅外探測器焦平面（300）工作所需要的偏壓信號。

2.根據權利要求1所述的超分辨率紅外熱像儀，其特征在于，所述紅外成像電路組件（500）連接在面陣紅外探測器焦平面（300）后方；所述制冷機（400）安裝在面陣紅外探測器焦平面（300）一側，并與面陣紅外探測器焦平面（300）和紅外光學系統（200）連接。

3.根據權利要求1所述的超分辨率紅外熱像儀，其特征在于，所述編碼組件（100）包括一個前置安裝板（101）；在前置安裝板（101）后方沿著光軸O-O’方向依次安裝包括：前置光學窗口（102）、膜片陣列（103）、后置光學窗口（104）、后置安裝板（105）和步進轉臺（106）；所述前置安裝板（101）用于安裝固定前置光學窗口（102），后置安裝板（105），用于安裝固定后置光學窗口（104）；位于前置光學窗口（102）和后置光學窗口（104）之間的膜片陣列（103）由前置安裝板（101）和后置安裝板（105）安裝固定，用于對透光的紅外輻射信號編碼；前置光學窗口（102）和后置光學窗口（104）均用于保護膜片陣列（103），并使膜片陣列（103）工作在穩定的環境當中；所述步進轉臺（106）用于裝載固定后置安裝板（105），并驅動整個編碼組件（100）轉動。

4.根據權利要求3所述的超分辨率紅外熱像儀，其特征在于，前置安裝板（101）其中部為能嵌入前置光學窗口（102）的空心區域；后置光學窗口（104）其形狀大小與前置光學窗口（102）相同；后置安裝板（105）其中部為能嵌入后置光學窗口（104）的空心區域；步進轉臺（106）其中部為一個小于后置掩膜光學窗口（104）外形的空心區域。

5.根據權利要求1所述的超分辨率紅外熱像儀，其特征在于，膜片陣列（103）包含一塊對接收的紅外輻射信號透明的正方形的基板（103.1）和N×N個正方形膜片（103.2），其中N為大于等于8，小于等于64的自然數；所述基板（103.1）以光軸O-O’為中心軸。

6.根據權利要求5所述的超分辨率紅外熱像儀，其特征在于，正方形膜片（103.2）固連在基板（103.1）朝向前置光學窗口（102）的平面上，形成一個正方型N×N陣列，用于對紅外輻射信號產生衍射效應，從而實現紅外輻射信號編碼功能。

7.根據權利要求5所述的超分辨率紅外熱像儀，其特征在于，基板（103.1）為硅基板或鍺基板。

8.根據權利要求6所述的超分辨率紅外熱像儀，其特征在于，正方形膜片（103.2）與基板（103.1）固連為貼合連接。

9.根據權利要求5或6或7或8所述的超分辨率紅外熱像儀，其特征在于，正方形膜片（103.2）有兩種，一種為高透光率膜片（103.21），另一種為低透光率膜片（103.22）；高透光率膜片（103.21）與低透光率膜片（103.22）的透光率之比為10?:?0.8～1.5。

10.根據權利要求9所述的超分辨率紅外熱像儀，其特征在于，低透光率膜片（103.22）的數量大于等于正方形膜片（103.2）總數的1/4，小于等于正方形膜片（103.2）總數的3/4，其余的正方形膜片（103.2）為高透光率膜片（103.21）。