[發明專利]一種集成式短波紅外光學成像系統

有效

• 申請號: 201711448257.3
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108169807B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 鐘興;劉江;王偉;鮑松澤
• 申請（專利權）人: 長光衛星技術有限公司
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G01N21/01
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 王丹陽

1.一種集成式短波紅外光學成像系統，包括：短波紅外探測器(13)，其特征在于，還包括：前置物鏡組、色散分光組件、掩膜板(12)、編碼解碼裝置和圖像融合單元，前置物鏡組的一側設有色散分光組件，前置物鏡組與色散分光組件的光路的共焦面上設置有掩膜板(12)，掩膜板(12)緊靠短波紅外探測器(13)，所述掩膜板(12)上設有偏振光柵和由編碼解碼裝置編碼得到的亞像素子空間編碼；

探測目標光束經前置物鏡組會聚后分成三路：一路光束經色散分光組件色散分光后在短波紅外探測器(13)上得到具有光譜信息的色散型分光多光譜圖像；一路光束經亞像素子空間編碼后在短波紅外探測器(13)上得到編碼調制圖像，通過編碼解碼裝置解碼獲得超分辨率圖像；一路光束經偏振光柵偏振后在短波紅外探測器(13)上得到具有偏振特性的分焦面偏振圖像；

圖像融合單元融合色散型分光多光譜圖像、超分辨率圖像和分焦面偏振圖像，且融合后的圖像的分辨率高于色散型分光多光譜圖像、超分辨率圖像和分焦面偏振圖像中的任意一個。

2.如權利要求1所述的一種集成式短波紅外光學成像系統，其特征在于，所述偏振光柵為在掩膜板(12)上設有若干柵格行，每行柵格行包括沿0°、45°、90°、135°四個方向金屬柵線且與短波紅外探測器(13)上像元尺寸相同的柵格。

3.如權利要求1所述的一種集成式短波紅外光學成像系統，其特征在于，所述亞像素子空間編碼為在掩膜板(12)上與短波紅外探測器(13)上像元尺寸相同區域4×4等分，得到16個子空間。

4.如權利要求3所述的一種集成式短波紅外光學成像系統，其特征在于，通過編碼解碼裝置的編碼作用來控制每個子空間的透光狀態。

5.如權利要求1所述的一種集成式短波紅外光學成像系統，其特征在于，所述亞像素子空間編碼為固定的編碼圖案。

6.如權利要求1所述的一種集成式短波紅外光學成像系統，其特征在于，所述一路光束經色散分光組件色散分光后，Nyquist頻率處各分光譜段的調制傳遞函數均保持在0.5以上。

7.如權利要求1所述的一種集成式短波紅外光學成像系統，其特征在于，所述前置物鏡組的焦距為60mm，相對孔徑為1/4，視場角為20°，光譜范圍為1μm～2.5μm。

8.如權利要求1所述的一種集成式短波紅外光學成像系統，其特征在于，所述前置物鏡組包括多塊透鏡，透鏡的材料為ZF12、CaF₂或Silica。

9.如權利要求1所述的一種集成式短波紅外光學成像系統，其特征在于，所述色散分光組件包括反射棱鏡(8)、入射狹縫(9)、場鏡(10)和色散分光元件(11)；

前置物鏡組出射的光束依次經反射棱鏡(8)反射、入射狹縫(9)限制輻射通量、場鏡(10)壓縮、色散分光元件(11)色散分光反射、場鏡(10)壓縮和反射棱鏡(8)反射，入射到共焦面。

10.如權利要求1所述的一種集成式短波紅外光學成像系統，其特征在于，所述圖像融合單元的融合包括圖像分解變換、圖像疊加和圖像分解逆變換三個步驟。