透射式太赫兹波实时成像扫描装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种透射式太赫兹波实时成像扫描装置，包括：多面体转鼓，绕其旋转轴旋转，并沿摆动轴往复摆动，用于将待扫描目标辐射和／或反射的太赫兹波反射到太赫兹波透镜上；太赫兹波透镜用于将太赫兹波汇聚到太赫兹波探测器上；太赫兹波探测器，用于将太赫兹波转换为电压信号；前置放大器，用于对电压信号进行滤波、放大；数据采集卡，用于对前置放大器的输出信号进行Ａ／Ｄ转换和数据采集得到数字信号；相机，用于获取待扫描目标的光学图像；图像采集卡，用于对图像进行采集得到数字图像信号；成像单元，用于根据数字信号和数字图像信号得到待扫描目标的太赫兹波图像、太赫兹波图像的反图像和光学图像，并将其传送至显示单元进行分区同时显示。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太赫兹波图像获取和处理领域，具体而言，涉及一种透射式太赫兹波 实时成像扫描装置。
技术介绍
太赫兹(Terahertz，THz)波通常指的是频率处在0. ITHz IOTHz (波长在3mm 30 μ m)之间的电磁波，介于微波和红外之间。太赫兹波对塑料、纸片、纺织品以及皮革等材 料具有很强的穿透力，这些材料可以完全阻碍可见光和红外线的传播；THz波具有比毫米 波更短的波长，这使得通过THz波所成的图像具有更高的空间分辨率；ITHz的光子能量仅 为4. lmeV，同X射线相比，它对生物组织不会造成电离损伤。此外，被动式太赫兹成像不向 外辐射电磁波，具有极强的隐蔽性和安全性。可见，被动式太赫兹成像技术有可能成为一种 新型的安检技术，可以和传统的安检手段形成有效的互补。目前，由于太赫兹波段的探测器受加工工艺的限制，不仅制作困难而且造价极其 昂贵，所以太赫兹成像还不能达到像CCD (Charge-coupled Device，电荷耦合元件)相机或 红外焦平阵列那样方便的形成二维图像。因此，大多数太赫兹成像采用扫描成像模式。在扫 描成像中，由于逐点机械式的扫描成像需要花费很长时间，这限制了其在安检中的实用性； 而采用二维振镜进行扫描成像，虽然可以提高扫描速度，但是对于安检所需求的高分辨率、 大视场、快速成像的要求，在实现过程中存在着较大的困难。
技术实现思路
本专利技术提供一种透射式太赫兹波实时成像扫描装置，用以满足安检中高分辨率、 大视场、快速成像的要求。本专利技术提供了一种透射式太赫兹波实时成像扫描装置，该装置包括多面体转鼓、 太赫兹波透镜、太赫兹波探测器、前置放大器、数据采集卡、相机、图像采集卡、成像单元和 显示单元，其中，多面体转鼓绕其旋转轴旋转，并同时沿摆动轴往复摆动，用于将待扫描目 标辐射和/或反射的太赫兹波反射到太赫兹波透镜上；太赫兹波透镜用于将扫描得到的太 赫兹波汇聚到太赫兹波探测器上；太赫兹波探测器用于将探测到太赫兹波转换为电压信 号；前置放大器用于对电压信号进行滤波、放大；数据采集卡用于对前置放大器的输出信 号进行A/D转换和数据采集得到数字信号；相机用于获取待扫描目标的光学图像；图像采 集卡用于对图像进行采集得到数字图像信号；成像单元用于根据数字信号和数字图像信号 得到待扫描目标的太赫兹波图像、太赫兹波图像的反图像和光学图像，并将太赫兹图像、太 赫兹图像的反图像和光学图像传送至显示单元进行分区同时显示。上述实施例通过多面体转鼓在横向和纵向对待扫描目标进行二维扫描，并采用相 机获取待扫描目标的光学图像，进而较快地得到分辨率较高、视场较大的太赫兹波图像、太 赫兹波图像的反图像和光学图像，满足了安检的需求，降低了成本，克服了现有技术中存在 的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术第一实施例的前视图；图2为图1实施例中五面体转鼓的结构剖视图；图3为本专利技术第二实施例的前视图；图4为本专利技术第三实施例的前视图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术一个实施例的透射式太赫兹波实时成像扫描装置，用于目标的太赫兹 波成像，该装置包括扫描部分和图像获取部分。扫描部分包括窗口，位于待扫描目标后， 用以遮挡杂散光、灰尘等进入透射式太赫兹波实时成像扫描装置内部；多面体转鼓，设于窗 口后的光路上，用以横向和纵向二维扫描待扫描目标；太赫兹透镜，位多面体转鼓后的光路 上，以汇聚多面体转鼓扫描得到的待测目标所辐射和/或反射的太赫兹波；太赫兹波探测 器，位于太赫兹透镜后的光路上，接收太赫兹透镜汇聚而来的待扫描目标所辐射和/或反 射的太赫兹信号。图像获取部分包括前置放大器，和太赫兹探测器的输出端口相连接，用 以对太赫兹探测器所输出的信号进行滤波、放大等处理；数据采集卡，安装在计算机内部， 用以在计算机的控制下对来自前置放大器的输出信号进行A/D转换、数据采集等操作；相 机(如CCD相机)，位于多面体转鼓旁，用于获取待扫描目标的光学图像；图像采集卡，安装 在计算机内部，用于在计算机的控制下对相机获取的图像信号进行采集，得到数字图像信 号；成像单元，用于根据数字信号和数字图像信号得到待扫描目标的太赫兹图像、太赫兹图 像的反图像和光学图像，并在显示器上分为三个区域同时显示三幅实时图像成像区域的 光学图像、太赫兹图像以及太赫兹图像的反图像。在本专利技术的实施例中，多面体转鼓的旋转轴的方向平行于水平方向，其摆动轴垂 直于旋转轴且与竖直方向成设定的角度(如45° )；也可以将摆动轴平行于水平方向，旋转 轴垂直于摆动轴且与竖直方向成设定的角度(例如45° )。图1为本专利技术第一实施例的前视图，以水平入射的太赫兹波光路为例说明，本实 施例中多面体转鼓为一个五面体转鼓，该五面体转鼓3的摆动轴平行于水平方向，旋转轴 垂直于摆动轴且与竖直方向成设定的角度，待扫描目标1置于该五面体转鼓3的前方。双凸太赫兹透镜4设于五面体转鼓3后的光路上，位于五面体转鼓3的扫描面的 下方，并且双凸太赫兹透镜4的中心与所述的五面体转鼓3的扫描面的中心重合，以保证从 五面体转鼓3的扫描面(旋转到待扫描目标后方的面)所反射的太赫兹波能够到达双凸太4赫兹透镜4上。双凸太赫兹透镜4用于将多面体转鼓扫描得到的来自待扫描目标的太赫兹 波汇聚到太赫兹波探测器5上。扫描时，五面体转鼓3绕其旋转轴转动，其旋转轴与水平方向成平行设置，以保证 从待测目标辐射的太赫兹波可以被反射到双凸太赫兹透镜4上。五面体转鼓3的每个面转 到待扫描目标1的后方，都会对待扫描目标1的水平方向进行一维的快速扫描，五面体转鼓 3每转动1周，可以实现对待扫描目标1的多行扫描，扫描的行数为5行。五面体转鼓3在绕其旋转轴进行转动的同时，还绕其摆动轴进行往复摆动，即改 变五面体转鼓3与竖直面所成角的角度，使物点竖直方向上的位置发生变化，从而实现纵 向的扫描。让五面体转鼓3的转动和摆动同步连续运动可以提高扫描的速度，会使整个运 动平稳，实现二维平面扫描。CCD相机设置在五面体转鼓附近(在图1中未示出)，用于获 取待扫描目标1的光学图像。扫描到的太赫兹信号通过太赫兹波探测器5转换成电压信号，该信号通过前置放 大器的滤波、放大等处理，然后传给装在计算机内部的数据采集卡，在计算机的控制下，通 过扫描部分的同步信号触发数据采集卡，对来自前置放大器的信号进行采集，然后通过成 像单元进行拼接重构并显示，完成完整的待扫描目标1的二维扫描成像。图像采集卡，安装 在计算机内部，用于在计算机的控制下对相机获取的光学图像信号进行采集，得到数字图 像信号；成像单元，用于根据数字信号和数字图像信号得到待扫描目标的太赫兹图像、太赫 兹图像的反图像和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透射式太赫兹波实时成像扫描装置，其特征在于，包括：多面体转鼓、太赫兹波透镜、太赫兹波探测器、前置放大器、数据采集卡、相机、图像采集卡、成像单元和显示单元，其中所述多面体转鼓绕其旋转轴旋转，并同时沿摆动轴往复摆动，用于将待扫描目标辐射和／或反射的太赫兹波反射到所述太赫兹波透镜上；所述太赫兹波透镜用于将由所述多面体转鼓扫描得到的来自所述待扫描目标的太赫兹波汇聚到所述太赫兹波探测器上；所述太赫兹波探测器用于将探测到的所述太赫兹波转换为电压信号；所述前置放大器用于对所述电压信号进行滤波、放大；所述数据采集卡用于对所述器前置放大器的输出信号进行Ａ／Ｄ转换和数据采集得到数字信号；所述相机用于获取所述待扫描目标的光学图像；所述图像采集卡用于对所述光学图像进行采集得到数字图像信号；所述成像单元，用于根据所述数字信号和所述数字图像信号得到所述待扫描目标的太赫兹波图像、太赫兹波图像的反图像和光学图像，并将所述太赫兹波图像、所述太赫兹波图像的反图像和所述光学图像传送至所述显示单元进行分区同时显示。

【技术特征摘要】
1.一种透射式太赫兹波实时成像扫描装置，其特征在于，包括多面体转鼓、太赫兹波 透镜、太赫兹波探测器、前置放大器、数据采集卡、相机、图像采集卡、成像单元和显示单元， 其中所述多面体转鼓绕其旋转轴旋转，并同时沿摆动轴往复摆动，用于将待扫描目标辐射 和/或反射的太赫兹波反射到所述太赫兹波透镜上；所述太赫兹波透镜用于将由所述多面体转鼓扫描得到的来自所述待扫描目标的太赫 兹波汇聚到所述太赫兹波探测器上；所述太赫兹波探测器用于将探测到的所述太赫兹波转换为电压信号； 所述前置放大器用于对所述电压信号进行滤波、放大；所述数据采集卡用于对所述器前置放大器的输出信号进行A/D转换和数据采集得到数字信号；所述相机用于获取所述待扫描目标的光学图像； 所述图像采集卡用于对所述光学图像进行采集得到数字图像信号； 所述成像单元，用于根据所述数字信号和所述数字图像信号得到所述待扫描目标的太 赫兹波图像、太赫兹波图像的反图像和光学图像，并将所述太赫兹波图像、所述太赫兹波图 像的反图像和所述光学图像传送至所述显示单元进行分区同时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张存林，邓朝，梁来顺，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]