成像装置及方法制造方法及图纸

一种用于探查物体的装置，包括：控制器，配置为生成具有周期幅值变化的驱动信号；源，可由控制器操作以发射源束，从而照射物体，所述源束包括具有周期幅值变化的电磁射线束，其周期幅值变化响应于驱动信号的周期幅值变化；检测器，被配置为检测已经被射出穿过至少物体的一部分的源束的一部分，并生成响应于所述源束的所述部分的幅值变化而具有幅值变化的检测器信号；所述控制器被进一步配置为响应于检测器信号和参考信号间幅值的不同，而生成不同的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于探查物品内部结构的成像装置和方法。更具体但并非专门地，涉及用于成像隐蔽目标的装置和方法。
技术介绍
现有的例如X射线一类的成像系统已经被用于探查包括食品、人体等一系列目标的内部结构和特征。但是，采用x射线(或其它电离辐射)的系统往往存在健康及安全方面的缺陷。已知电离辐射能导致对棉或其它材料的损害。因此，采用x射线的设备必须具备足够的隔离，以确保l喿作者及其它人员不会暴露于放射线。此外，x射线系统的体积较大，从而不适用于特定的制造条件。x射线系统的又一个缺点是相对而言成本较高。兆赫兹(Terahertz)成像系统也已经被用于成像物体的内部结构。但是，由于水分子导致的兆赫兹频率信号的高衰减，使用兆赫兹成像系统在成像含水实例时也遇到挑战。
技术实现思路
本专利技术的第一方面，提供了一种用于探查物体的装置，包括控制器，被配置为生成具有周期幅值变化的驱动信号；源，可由控制器操作以发射源束从而照射物体，该源束包括响应于驱动信号的周期幅值变化的具有周期幅值变化的电磁射线束；以及检测器，被配置为检测已经被射出穿过至少物体的 一部分的源束的 一部分，并生成响应于所述源束的所述部分的幅值变化而具有幅值变化的检测器信号；所述控制器被进一步配置为响应于检测器信号和参考信号间幅值的不同，而生成不同的值。根据本专利技术实施例的装置具有如下优点其能够提供物体的内部结构的成6像，而无需将物体暴露于电离辐射。并且，根据本专利技术实施例的装置不需要与例如X射线成像的现有技术相关的电离辐射屏蔽或其它防范。而且，根据本专利技术实施例的装置还具有如下优点与X射线成像系统相比成本较低。本专利技术的实施例具有进一步的优点，即与X射线成像系统相比，它们能耗较低并且更便于携带。优选地，参考信号是具有与驱动信号同样频率的周期信号。优选地，参考信号的幅值响应于驱动信号的幅值。该装置可被配置为在参考信号和检测器信号间实现零差功能，从而生成差异值。优选地，参考信号充分响应于驱动信号。在本专利技术的实施例中，检测器信号与响应于驱动信号的参考信号相结合，从而生成响应于驱动信号和检测器信号间幅值的不同的信号。优选地，该装置被配置为在参考信号和检测器信号间实现自动校正功能，从而生成差异值。优选地，该装置被配置为在参考信号和接收到的信号间实现锁定检测功能，从而生成差异值。使用具有与驱动信号相同频率的参考信号，具有如下优点驱动信号频率上的任何变化都被精确地映射为参考信号的变化。因此，可充分独立于驱动信号频率的变化而生成差异值。驱动信号频率的变化可因与装置相关的电子设备的温度变化而产生。此外或者可选地，参考信号可以是具有与驱动信号不同的频率的周期参考信号。该装置可被配置为在参考信号和检测器信号间实现外差式的功能，从而生成差异值。因此，在本专利技术的实施例中，检测器信号与具有不同于驱动信号频率的参考信号相结合。在本专利技术的实施例中，响应于检测器信号和参考信号间频率的差异，该结合的信号穿过用于使拍频信号穿过的低通滤波器。优选地，电磁射线束为具有波长在700至2000nm范围内的电磁射线。此范围在下文中被称作"近红外"或者"MR"射线。在上述波长范围内，许多材料对电磁射线而言是相对透明的。换句话说， 此波长范围内，足够量的射线可以穿过物体实例，以使得能够在可接受的时长 内探查物体的内部结构。在上述波长范围内，水对电磁射线而言是相对透明的。因此，可以成像例 如生物材料这样的含水材料的内部结构。从而，根据本专利技术实施例的装置相对与例如兆赫兹(THz)成像技术这样的现有技术具有能够成像含水材料的好处。 水高度吸收处于兆赫兹频率范围内的电磁信号，使得成像生物材料的内部结构 变得困难。同时，兆赫兹系统已经展现了在干材料间提供对比的能力，在具有 墨水和不具有墨水的纸张间提供对比，但是尚不能在生物材料间提供同样的对比功能。相反地，X射线系统已经展现了在生物材料间提供上述对比的能力，但是 尚不能在具有相对小的浓度的不同材料间提供对比。例如，X射线成像系统可 用于区分具有墨水的纸和不具有墨水的纸。700至2000nm间的频率范围具有如下优点当电》兹射线穿过物体时并不发 生显著的对物体的加热。本专利技术的实施例具有能够区分(例如提供差异辨别对比)生物材料中嚢肿 和肿瘤的优点。在嚢肿的情况下，实质上是充水胞，嚢肿并不分散电磁信号而是削弱该信 号。在肿瘤或者癌症的情况下，具有lnm (微米)规格的细胞结构，将产生分 散电磁信号的现象。这种在发射的射线和被探查物体间的相互作用上的差异， 使得能够更精确地确定生物样本中的特征实质(例如嚢肿或肿瘤)。因此，根据 本专利技术实施例的装置可用于检测动物体的嚢肿、肿瘤及其它生物表征的特性。 区分嚢胂和肿瘤的必要性在于，能够使医药工作者确定关于特定病人的医疗程 序的实质和紧急性。本专利技术的实施例因此在医疗诊断及病患检测方面具有巨大的潜在实用价值。电磁射线束可以为具有700至1000nm范围波长的电》兹射线。在一些实施例 中，电磁射线束可以为具有800至900nm范围波长的电磁射线。 优选地，周期幅值信号可以是方波信号。此外或者可选地，周期幅值信号可以是正弦波信号。 该装置可操作用于移动探测器以检测物体。此外或者可选地，该装置可操作用于移动物体以被检测器检测。这具有如下优点可执行对物体多个区域的探查，而不必相应地提供多个 检测器。因此，可将检测器移动至希望探查物体的区域以及源发射的信号组成 的测量的区域。在本专利技术的一些实施例中，源相对于检测器的相对位置保持不变，无论检 测器根据物体位置而移动还是物体根据检测器位置而移动。 优选地，检测器包括光电探测器元件。 更优选地，检测器包括光电探测器元件组。此特征具有可执行平行收集数据的优点。换句话说，来自源的电磁射线的 与待测物体交互的检测可以同时在多个空间独立的位置进行。这具有使得在一 系列数据收集的情况下，更快地从多个空间独立的位置收集数据的优点。 一系 列数据收集意味着从一个空间位置收集数据，随后从第二空间位置收集数据。所述元件组可以线性排列。可选地，所述元件组可以是平面排列。平面排列元件组具有如下优点其可以通过二维区域获得，而不需要移动 检测器或检测中的物体。该装置可被配置为在传输模式工作，因此检测器被设置为检测从待测物体 的一边穿过至另一边的电磁射线束，在与提供源的一侧相对的物体一侧提供该 检测器。此外或者可选地，该装置被配置为在反射模式工作，因此检测器被设置为 检测被待测物反射的电磁射线束，在与源同侧的物体一侧提供该检测器。反射包括从物体外表面的反射，和从例如矩阵及嵌入粒子的界面的物体内 部空间的反射。本领域技术人员可以了解，操作的反射模式因此包括对已经穿 过至少待测物体的一部分的电磁射线的检测，并且不限于对从物体外表面反射 的电磁射线的检测。在操作的反射模式的变化中，在本专利技术的一些实施例中，提供一个或多个 反射元件以将穿过样本的电磁射线反射穿过该样本至检测器，该检测器位于与 源同侧的样本侧。该装置可被配置为在反射模式或传输模式工作。 该装置可被配置为同时工作于反射模式和传输模式。 该源可被配置为发射多种波长的电磁射线。 该检测器可被配置为检测多种波长的电磁射线。可以提供多个检测器，每个检测器被配置为检测分别具有不同波长或者波 长范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于探查物体的装置，包括：　控制器，配置为生成具有周期幅值变化的驱动信号；　源，可由控制器操作以发射源束，从而照射物体，所述源束包括具有周期幅值变化的电磁射线束，其周期幅值变化响应于驱动信号的周期幅值变化；　检测器，被 配置为检测已经被射出穿过至少物体的一部分的源束的一部分，并生成响应于所述源束的所述部分的幅值变化而具有幅值变化的检测器信号；　所述控制器被进一步配置为响应于检测器信号和参考信号间幅值的不同，而生成不同的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D亚瑟郝琴，G格雷厄姆戴蒙，甘泰衡，
申请(专利权)人：华威大学，
类型：发明
国别省市：GB[英国]