多频太赫兹检测系统的制作方法_2

文档序号:9248636阅读:来源:国知局
述太赫兹光学系统110中聚焦装置130的焦平面或者其附近的位置上。所述探测器例如可以是探测微热辐射的热释电探测器。
[0023]下面主要以人体及其所携带的物品为例详细说明如何使用多个探测器对其进行检测。对其它物体例如传送带上的行李的检测同样适用,只是这时被检测的太赫兹波来自于所述行李等物体对其周围物体辐射的太赫兹的反射。
[0024]由于被检测人体可以辐射不同频率的太赫兹波,当被检测人体携带有不同物品时,这些不同频率的太赫兹波被人体所携带的不同物品透射、散射、和/或吸收后,其强度的变化也是不同的,不同频率的探测器探测到这些强度变化不同的太赫兹波之后,会产生不同的电信号,这可以反映出不同物品对太赫兹波的透射、散射、和/或吸收特性。成像装置150基于不同的电信号进行成像,被检测人体携带有这些不同物体的区域的图像与这些物体周围的背景图像形成对比,因而可以识别出这些物品的形貌和种类。
[0025]例如,采用三个不同探测频率的探测器进行探测时,该三个探测器采用的探测频率例如分别为360GHz,220GHz和94GHz,当被检测人体170上携带有爆炸物、刀具、手枪等物品时,由于爆炸物、刀具、手枪等物品对人体所辐射的太赫兹波的透射、散射、和/或吸收特性不同,所以爆炸物、刀具、手枪等物品对其所在位置的人体部位所辐射的不同频率的太赫兹波的透过率不同,从而使得这些人体部位所辐射出的太赫兹波的强度发生变化。不同探测频率的探测器探测到不同频率的太赫兹波并将其转换成电信号,例如电压信号,所述电信号与被检测人体的不同部位所辐射的太赫兹波的强弱呈线性变化。例如,携带有爆炸物的人体部位辐射的太赫兹波,由于不同的爆炸物对不同频率的太赫兹波的透射、散射、和/或吸收特性的差异,使得所述太赫兹波经360GHz,220GHz和94GHz的探测器探测后,分别得到电压A、B、C,且A # B ^ C的信号。而携带有金属刀具、手枪等物品的人体部位辐射的太赫兹波,经360GHz,220GHz和94GHz的探测器探测后,分别得到电压D、D、D的信号。电压A、B、C、D小于对没有放置爆炸物、刀具、手枪等物品的人体部位所辐射的太赫兹波的探测而得到的电压。因此,当成像装置150基于同一频率的探测器140产生的电信号及其成像位置(基于太赫兹光学系统110会聚的太赫兹波所对应的被检测人体或物体的位置而确定)进行成像时,在人体的不同部位就会形成深浅不一的、具有不同对比度的图像,然后再将基于不同频率的探测器所形成的不同颜色的图像(例如使用三种频率的探测器进行探测时,则会形成3种不同颜色的图像)进行融合,这样可以进一步提高图像识别效果。图2A示出了对被检测人体前面所成的图像,如图2A所示,其胸部、腹部、以及右跨侧有四处黑色图像,这说明被检测人体的这四个部位均放置有物品。图2B示出了对被检测人体背面所成的图像,如图2B所示,其右臀部示出一个形状象手枪的黑色图像。实际中,成像装置150对于不同的物品所在部位所呈现的不同图像,根据在不同探测频率的探测器下所生成电信号上的不同及其成像时所呈现的形状等可以在图像上标出不同的颜色,从而使得检测人员能够很快地识别出是什么物品。
[0026]利用本发明的多频太赫兹检测系统,可以更加灵敏地检测到被检测人体身上所携带的不同物品,因为只要携带了不同的物品,就会对人体所辐射的太赫兹波产生不同程度的透射、散射和/或吸收,即,使得太赫兹波发生不同程度的衰减,从而最终所成的人体图像就会在人体不同的部位产生深浅不一、不同形状的黑影或者被标示出不同颜色,从而提醒检测人员注意。
[0027]另外,有的物品对某一频率的太赫兹波的透过率很高,当这种物品隐藏在被检测人体身上时,如果使用这种频率的探测器进行探测,则几乎探测不到这种物品。但这种物品对其它频率的太赫兹波的透过率则可能不太高,即这种物品对所述其它频率的吸收和/或散射比较大,所以,当使用所述其它频率的探测器进行探测时,就能探测到这个频率的太赫兹波被衰减,从而能够探测到被检测人体身上携带有这种物品。例如,如果甲物体对220GHz的太赫兹波吸收较强,但对360GHz的吸收弱。乙物体对220GHz频率的太赫兹波吸收较弱,但对360GHz的太赫兹波吸收强。这样,通过220GHz的探测器能探测到甲物体的存在,对乙物体的探测是模糊不清的;而通过360GHz的探测器则能探测到乙物体的存在,对甲物体的探测是模糊不清的。因此,通过使用本发明的多频太赫兹检测系统就可以提高对被检测人员所携带的可疑物品的检出率,防止漏检。而使用X射线等装置对人体进行检测,一方面对人体有伤害作用,另一方面,有些物品对X射线并没有阻挡作用或者阻挡作用非常弱,例如某些聚合物和泡沫材料,经X射线检测后并不会形成图像,因此会出现漏检的问题。但是利用本发明的多频太赫兹检测系统,则会避免出现这种问题。
[0028]所采用的不同频率的探测器的数量根据需要而定,通常不同频率的探测器的数量相同,这样后续的图像处理会容易些。另外,可以采用两种不同探测频率的探测器进行探测,也可采用三种以上不同探测频率的探测器进行探测,可根据被检测物品的种类和它们对不同频率的响应而确定。同样,也可以采用多个具有不同探测频率的探头的阵列探测器。
[0029]当采用多个不同频率的探测器140时,其中探测器140的摆放方式会影响成像速度,并对成像装置150后续进行图像处理也会产生影响。当本发明的多频太赫兹检测系统距离被检测人体或物体越近,则探测器也越靠近被检测人体或物体,从而所检测到的太赫兹波的信号越强,因而探测器所形成的对应的电信号也会越强,进而成像装置所成的像的对比度也会更高。另外,当使用的探测器140越多时,每次太赫兹光学系统110扫描时这些探测器探测到的空间区域面积就变大,对于确定的成像面积范围,扫描成像所需的时间就会减少,成像的速度就会越快。
[0030]图3示出了多个探测器的摆放方式的一种实施例的示意图。如图4所示,当采用12个探测器时,第一行沿直线摆放4个94GHz的探测器,第二行沿直线摆放4个220GHz的探测器,第三行摆放4个360GHz的探测器,形成3X4阵列。这种摆放方式简单,容易加工制作和系统集成。如前所述,由于图3所示的方式采用的探测器多,所以成像速度会加快。
[0031]另外,上述12个探测器也不限于上述一种摆放方式,例如在每一行中都至少摆放一个不同频率的探测器。还有,上述12个探测器也可以摆放成4X3阵列等等。总之,可以根据情况选择一种效果较好的摆放方式。
[0032]当多个探测器采用图3所示的摆放方式时,可以采用前面所述的转镜作为扫描装置120,使得转镜每次转动时,所述12个探测器都能同时接收到相应的太赫兹波。
[0033]图4示出了多个探测器的摆放方式的另一种实施例的示意图。如图4所示,三个探测器从上到下排成一条直线形状,且三个探测器的频率从上到下分别为94GHz,220GHz,360GHzο这种摆放方式只采用了三个探测器,数量少,成本低,但成像速度相比较图4的方式慢些。
[0034]另外,图4中的三个探测器也可以摆放成从左至右一条直线形状,不同频率的探测器的位置也不限于从左到右分别为94GHz,220GHz,360GHz的探测器,本发明对此并不做特别限定。
[0035]当多个探测器采用图4所示的摆放方式时,可以采用前面所述的能转动的两个相对的、偏轴的圆形平面反射镜作为扫描装置120实现二维逐点扫描,通过圆形平面反射镜的高速旋转,使得所述3个探测器都能同时接收到相应的太赫兹波。
[0036]图5示出了多个探测器的摆放方式的又一种实施例的示意图。如图5所示,12个探测器140按图5所示的方式排成三行,每行包含4个探测器。其中第一行的探测器与第二行的探测器相差半个探测器的宽度(当采用单像素探测器时,相邻两行的探测器之间相差半个像素),第二行的探测器与第三行的探测器相差半个探测器的宽度。图5所示的方式使用的探测器多,成像速度快。由于相邻两行之间相互错开半个探测器的宽度,实际产生的电信号在所成像的对应像素点的分布也会错开,这样,成像装置150在进行图像处理时可以在这些实际像素的基础上插值进而生成更多的像素,从而可以提高成像分辨率,图5所示的摆放方式使得成像装置150的成像分辨率与图3所示的摆放方式相比可以提高很多。图5仅示出了探测器相邻两行彼此错开的一种摆放方式,也可以采取其它的类似的摆放方式,例如,图5中第三行与第二行向右错半个探测
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