本发明专利技术公开了一种太赫兹波成像系统，通过采用帧扫平面镜在一个小角度范围内摆动实现对被测目标的大范围的二维多列扫描，提高了扫描成像速度，同时增加该系统在实时安检系统中对人体进行扫描成像的实用性；由于帧扫平面镜的摆动范围较小，提高整个系统的稳定性，由此提高成像质量；采用太赫兹辐射源照射被测目标，提高该系统的成像能力和成像质量；数据接收处理装置采用因子对图像进行校正，克服采集时图像的失真，提高成像质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太赫兹波成像领域，具体涉及一种太赫兹波扫描成像系统。
技术介绍
太赫兹波介于微波和红外间，对塑料、纸片、纺织品以及皮革等材料具有很好的穿透性，所成图像具有空间分辨率高，对生物组织不会造成电离损伤，因此，太赫兹成像系统在对人体安检方面具有实用性，可与传统安检设备形成有效互补。目前，受材料和加工工艺的限制，太赫兹探测器造价昂贵，在太赫兹成像中还无法采用焦平面成像，大多采用扫描成像。在扫描成像中，逐点机械扫描时间过长，无法应用于实际安检场所。因此采用线阵探测器和光机扫描相结合的太赫兹波扫描成像系统可以满足人体安检所需的高帧频、大视场的需求。 现有的采用线阵探测器的太赫兹波扫描成像系统中，线阵探测器紧贴在一起，为了增加扫描行的像素数，需要采用帧扫平面镜沿着线阵探测单元的排列方向进行大幅度来回摆动，帧扫平面镜的大幅摆动降低了扫描速度、系统稳定性即可靠性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种太赫兹波成像系统，能够对被测目标在太赫兹波段进行成像，提高扫描速度，降低成像装置复杂性同时增强成像质量。本专利技术的一种太赫兹波成像系统，包括帧扫平面镜、多面体转镜、太赫兹透镜、太赫兹阵列探测器和动力装置；所述帧扫平面镜被动力装置固定在被测目标的前方，保持帧扫平面镜的左右对称中心线与被测目标所在的物平面的左右对称中心线在一个平面内，且两者成45°角，帧扫平面镜的几何中心与被测目标所在的物平面的几何中心在同一水平线上；启动后，动力装置驱动帧扫平面镜绕帧扫平面镜的中心轴周期性往复摆动，该中心轴即为帧扫平面镜的左右对称中心线；所述多面体转镜包括组成正n面体的n块矩形的平面镜，其中n为大于等于3的整数；多面体转镜置于帧扫平面镜的反射光路中，并且使多面体转镜的转动中心线与被测目标的像平面平行且转动中心线位于水平面内；启动后，动力装置带动多面体转镜绕其转动中心线转动；所述太赫兹透镜置于多面体转镜的反射光路中，太赫兹透镜的光轴垂直于被测目标的物平面，当处于帧扫平面镜反射光路中的多面体转镜的其中一个平面镜M与被测目标成45°角时，太赫兹透镜的光轴穿过所述平面镜M的几何中心；太赫兹透镜要保证成像视场覆盖被测目标的水平横向范围；所述太赫兹阵列探测器接收太赫兹透镜透射的太赫兹波，太赫兹阵列探测器至少包含2个探测单元；所有的探测单元均匀分布于太赫兹透镜的光轴所在的物平面垂面与像平面的交线上，所述像平面即为被测目标在太赫兹透镜的透射光路中的像平面；所述帧扫平面镜在绕中心轴往复摆动时，至少可使被测目标在太赫兹透镜后的像平面上所成的像移动两个相邻探测单元的距离；所述多面体转镜与所述帧扫平面镜同步转动，当帧扫平面镜从中心轴的一侧摆动到另一侧的半个周期过程中，多面体转镜要转动整数圈，即满足I =为帧扫平面镜的摆动周期，T2为多面体转镜转动周期，其中m为大于等于I的整数。帧扫平面镜、多面体转镜、太赫兹透镜和太赫兹阵列探测器封装在盒体内，在被测目标与帧扫平面镜之间的盒体上安装有可允许太赫兹波透过的成像窗口。该装置还包括频率范围为0. ITHz IOTHz的太赫兹福射源,用于对被测目标进行照明。 所述多面体转镜的平面镜个数选取3、4或者5个。本专利技术的一种太赫兹波成像系统，具有如下有益效果I)采用帧扫平面镜在一个小角度范围内摆动实现对被测目标的大范围的二维多列扫描，提高了扫描成像速度，同时增加该系统在安检中对人体进行扫描成像的实时性、实用性；2)由于帧扫平面镜的摆动范围较小，提高整个系统的稳定性，由此提高成像质量;3)采用太赫兹辐射源照射被测目标，提高该系统的成像能力和成像质量。附图说明图I为本专利技术的一种太赫兹波成像系统侧视示意图。图2为本专利技术的被测目标与帧扫平面镜的结构关系示意图。图3为本专利技术的实施例中线阵太赫兹探测器排列方式示意图。图4为本专利技术的实施例中三面体转镜每一面扫描像素示意图。图5为本专利技术的图像校正原理图。其中，I-被测目标；2_成像窗口 ；3_帧扫平面镜；4_多面体转镜；5_太赫兹透镜；6-太赫兹阵列探测器。具体实施例方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供了一种太赫兹波成像系统，该系统包括帧扫平面镜3、多面体转镜4、太赫兹透镜5、太赫兹阵列探测器6和动力装置；帧扫平面镜3被动力装置固定在被测目标I的前方，保持帧扫平面镜3的左右对称中心线与被测目标I所在的物平面的左右对称中心线在一个平面内，且两者成45°角，帧扫平面镜3的几何中心与被测目标I所在的物平面的几何中心在同一水平线上；启动后，动力装置驱动帧扫平面镜3绕帧扫平面镜3的中心轴周期性往复摆动，该中心轴即为帧扫平面镜3的左右对称中心线；多面体转镜4包括组成正n面体的n块矩形的平面镜，其中n为大于等于3的整数；多面体转镜4置于帧扫平面镜3的反射光路中，并且使多面体转镜4的转动中心线与被测目标I的像平面平行且转动中心线位于水平面内；启动后，动力装置带动多面体转镜4绕其转动中心线转动；所述太赫兹透镜5置于多面体转镜4的反射光路中，太赫兹透镜5的光轴垂直于被测目标I的物平面，当处于帧扫平面镜3反射光路中的多面体转镜4的其中一个平面镜M与被测目标I成45°角时，太赫兹透镜5的光轴穿过所述平面镜M的几何中心；太赫兹透镜5要保证成像视场覆盖被测目标I的水平横向范围；太赫兹阵列探测器6接收太赫兹透镜5透射的太赫兹波，太赫兹阵列探测器6至少包含2个探测单元；所有的探测单元均匀分布于太赫兹透镜5的光轴所在的物平面垂面与像平面的交线上，所述像平面即为被测目标I在太赫兹透镜5的透射光路中的像平面；帧扫平面镜3在绕中心轴往复摆动时，至少可使被测目标I在太赫兹透镜5后的像平面上所成的像移动两个相邻探测单元的距离；多面体转镜4与所述帧扫平面镜3同步转动，当帧扫平面镜3从中心轴的一侧摆动到另一侧的半个周期过程中，多面体转镜4要转动整数圈，即满足| = mr2，T1为帧扫平面镜3的摆动周期，T2为多面体转镜4转动周期，其中m为大于等于I的整数。为了防止灰尘和杂散光等进入到扫描系统内部，帧扫平面镜3、多面体转镜4、太赫兹透镜5和太赫兹阵列探测器6封装在密封盒体内，在被测目标I与帧扫平面镜3之间的密封盒体上安装有可允许太赫兹波透过的成像窗口 2。本专利技术的系统还可用主动太赫兹波扫描成像，在主动太赫兹波扫描成像中，选用频率范围为0. ITHz-IOTHz的太赫兹辐射源对被测目标I进行照明。本专利技术的工作原理为在帧扫平面镜3不摆动的情况下，被测目标I发射或反射的太赫兹波经由帧扫平面镜3反射到多面体转镜4中的平面镜上，多面体转镜4绕其转动中心线进行高速稳定旋转，多面体转镜4中的每个平面镜转到帧扫平面镜3后方的光路中时，都会对被测目标I的竖直列方向完成一维多列快速扫描，然后再经太赫兹透镜5的汇聚，形成被测目标I的像，最终由排列在像平面的太赫兹阵列探测器6接收，被测目标I上被探测到的列数与太赫兹阵列探测器6中探测单元的数量一致。当帧扫平面镜3绕其中心轴偏转一个角度，则被测目标I在太赫兹透镜5后方的像平面也相应地移动一定角度，太赫兹阵列探测器6中的每一个探测单元就会探测到原来成在它所在位置左方或右方的某列像素点，如果帧扫平面镜3转动的角度合适，则每一个探测单元就可以接收到在帧扫平面镜3转动前任何探测单元所没有接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种太赫兹波成像系统，其特征在于，包括帧扫平面镜(3)、多面体转镜(4)、太赫兹透镜(5)、太赫兹阵列探测器(6)和动力装置； 所述帧扫平面镜(3)被动力装置固定在被测目标(I)的前方，保持帧扫平面镜(3)的左右对称中心线与被测目标(I)所在的物平面的左右对称中心线在一个平面内，且两者成45°角，帧扫平面镜(3)的几何中心与被测目标(I)所在的物平面的几何中心在同一水平线上；启动后，动力装置驱动帧扫平面镜(3)绕帧扫平面镜(3)的中心轴周期性往复摆动，该中心轴即为帧扫平面镜(3)的左右对称中心线； 所述多面体转镜(4)包括组成正n面体的n块矩形的平面镜，其中n为大于等于3的整数；多面体转镜(4)置于帧扫平面镜(3)的反射光路中，并且使多面体转镜(4)的转动中心线与被测目标(I)的像平面平行且转动中心线位于水平面内；启动后，动力装置带动多面体转镜(4)绕其转动中心线转动； 所述太赫兹透镜(5)置于多面体转镜(4)的反射光路中，太赫兹透镜(5)的光轴垂直于被测目标(I)的物平面，当处于帧扫平面镜(3)反射光路中的多面体转镜(4)的其中一个平面镜M与被测目标(I)成45°角时，太赫兹透镜(5)的光轴穿过所述平面镜M的几何中心；太赫兹透镜(5)要保证成像视场覆盖被测目标(I)的水平横向范围； 所...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓朝，张存林，梁来顺，张亮亮，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：
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