[发明专利]一种集成式短波红外光学成像系统

权利要求书

1.一种集成式短波红外光学成像系统，包括：短波红外探测器(13)，其特征在于，还包括：前置物镜组、色散分光组件、掩膜板(12)、编码解码装置和图像融合单元，前置物镜组的一侧设有色散分光组件，前置物镜组与色散分光组件的光路的共焦面上设置有掩膜板(12)，掩膜板(12)紧靠短波红外探测器(13)，所述掩膜板(12)上设有偏振光栅和由编码解码装置编码得到的亚像素子空间编码；

探测目标光束经前置物镜组会聚后分成三路：一路光束经色散分光组件色散分光后在短波红外探测器(13)上得到具有光谱信息的色散型分光多光谱图像；一路光束经亚像素子空间编码后在短波红外探测器(13)上得到编码调制图像，通过编码解码装置解码获得超分辨率图像；一路光束经偏振光栅偏振后在短波红外探测器(13)上得到具有偏振特性的分焦面偏振图像；

图像融合单元融合色散型分光多光谱图像、超分辨率图像和分焦面偏振图像，且融合后的图像的分辨率高于色散型分光多光谱图像、超分辨率图像和分焦面偏振图像中的任意一个。

2.如权利要求1所述的一种集成式短波红外光学成像系统，其特征在于，所述偏振光栅为在掩膜板(12)上设有若干栅格行，每行栅格行包括沿0°、45°、90°、135°四个方向金属栅线且与短波红外探测器(13)上像元尺寸相同的栅格。

3.如权利要求1所述的一种集成式短波红外光学成像系统，其特征在于，所述亚像素子空间编码为在掩膜板(12)上与短波红外探测器(13)上像元尺寸相同区域4×4等分，得到16个子空间。

4.如权利要求3所述的一种集成式短波红外光学成像系统，其特征在于，通过编码解码装置的编码作用来控制每个子空间的透光状态。

5.如权利要求1所述的一种集成式短波红外光学成像系统，其特征在于，所述亚像素子空间编码为固定的编码图案。

6.如权利要求1所述的一种集成式短波红外光学成像系统，其特征在于，所述一路光束经色散分光组件色散分光后，Nyquist频率处各分光谱段的调制传递函数均保持在0.5以上。

7.如权利要求1所述的一种集成式短波红外光学成像系统，其特征在于，所述前置物镜组的焦距为60mm，相对孔径为1/4，视场角为20°，光谱范围为1μm～2.5μm。

8.如权利要求1所述的一种集成式短波红外光学成像系统，其特征在于，所述前置物镜组包括多块透镜，透镜的材料为ZF12、CaF₂或Silica。

9.如权利要求1所述的一种集成式短波红外光学成像系统，其特征在于，所述色散分光组件包括反射棱镜(8)、入射狭缝(9)、场镜(10)和色散分光元件(11)；

前置物镜组出射的光束依次经反射棱镜(8)反射、入射狭缝(9)限制辐射通量、场镜(10)压缩、色散分光元件(11)色散分光反射、场镜(10)压缩和反射棱镜(8)反射，入射到共焦面。

10.如权利要求1所述的一种集成式短波红外光学成像系统，其特征在于，所述图像融合单元的融合包括图像分解变换、图像叠加和图像分解逆变换三个步骤。