[发明专利]一种超分辨率红外热像仪及用其获取高分辨率红外图像的方法

权利要求书

1.一种超分辨率红外热像仪，其特征在于，包括位于超分辨率红外热像仪的最前端并以光轴O-O’为中心轴的编码组件（100），用于接收场景（001）发射的红外辐射信号，并对红外辐射信号进行编码；在编码组件（100）的后方延光轴O-O’方向依次安装有红外光学系统（200）和面阵红外探测器焦平面（300）；所述红外光学系统（200）用于将通过编码组件（100）的红外辐射会聚于面阵红外探测器焦平面（300）的靶面上，以增强红外图像信噪比，并用于面阵红外探测器焦平面（300）的保护窗口；面阵红外探测器焦平面（300）用于将红外辐射信号转换为模拟电信号，并将模拟电信号输出至红外成像电路组件（500）当中；还有制冷机（400），用于为面阵红外探测器焦平面（300）和红外光学系统（200）制冷，使二者保持低温工作状态；红外成像电路组件（500）用于将接收到模拟电信号转换为数字信号，然后解码和处理，转换为红外图像，并用于提供面阵红外探测器焦平面（300）工作所需要的偏压信号。

2.根据权利要求1所述的超分辨率红外热像仪，其特征在于，所述红外成像电路组件（500）连接在面阵红外探测器焦平面（300）后方；所述制冷机（400）安装在面阵红外探测器焦平面（300）一侧，并与面阵红外探测器焦平面（300）和红外光学系统（200）连接。

3.根据权利要求1所述的超分辨率红外热像仪，其特征在于，所述编码组件（100）包括一个前置安装板（101）；在前置安装板（101）后方沿着光轴O-O’方向依次安装包括：前置光学窗口（102）、膜片阵列（103）、后置光学窗口（104）、后置安装板（105）和步进转台（106）；所述前置安装板（101）用于安装固定前置光学窗口（102），后置安装板（105），用于安装固定后置光学窗口（104）；位于前置光学窗口（102）和后置光学窗口（104）之间的膜片阵列（103）由前置安装板（101）和后置安装板（105）安装固定，用于对透光的红外辐射信号编码；前置光学窗口（102）和后置光学窗口（104）均用于保护膜片阵列（103），并使膜片阵列（103）工作在稳定的环境当中；所述步进转台（106）用于装载固定后置安装板（105），并驱动整个编码组件（100）转动。

4.根据权利要求3所述的超分辨率红外热像仪，其特征在于，前置安装板（101）其中部为能嵌入前置光学窗口（102）的空心区域；后置光学窗口（104）其形状大小与前置光学窗口（102）相同；后置安装板（105）其中部为能嵌入后置光学窗口（104）的空心区域；步进转台（106）其中部为一个小于后置掩膜光学窗口（104）外形的空心区域。

5.根据权利要求1所述的超分辨率红外热像仪，其特征在于，膜片阵列（103）包含一块对接收的红外辐射信号透明的正方形的基板（103.1）和N×N个正方形膜片（103.2），其中N为大于等于8，小于等于64的自然数；所述基板（103.1）以光轴O-O’为中心轴。

6.根据权利要求5所述的超分辨率红外热像仪，其特征在于，正方形膜片（103.2）固连在基板（103.1）朝向前置光学窗口（102）的平面上，形成一个正方型N×N阵列，用于对红外辐射信号产生衍射效应，从而实现红外辐射信号编码功能。

7.根据权利要求5所述的超分辨率红外热像仪，其特征在于，基板（103.1）为硅基板或锗基板。

8.根据权利要求6所述的超分辨率红外热像仪，其特征在于，正方形膜片（103.2）与基板（103.1）固连为贴合连接。

9.根据权利要求5或6或7或8所述的超分辨率红外热像仪，其特征在于，正方形膜片（103.2）有两种，一种为高透光率膜片（103.21），另一种为低透光率膜片（103.22）；高透光率膜片（103.21）与低透光率膜片（103.22）的透光率之比为10 : 0.8～1.5。

10.根据权利要求9所述的超分辨率红外热像仪，其特征在于，低透光率膜片（103.22）的数量大于等于正方形膜片（103.2）总数的1/4，小于等于正方形膜片（103.2）总数的3/4，其余的正方形膜片（103.2）为高透光率膜片（103.21）。