[發明專利]一種基于菲涅爾透鏡的多焦點被動式太赫茲成像系統

在審

• 申請號: 202211310024.8
• 申請日: 2022-10-25
• 公開（公告）號: CN115639616A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 周德亮;臧元章;袁毅;陳銀暉;李暢;侯麗偉;謝巍;孫義興;胡志勇
• 申請（專利權）人: 上海亨臨光電科技有限公司;江蘇亨通太赫茲技術有限公司
• 主分類號: G01V8/20
• 分類號: G01V8/20;G01N21/01;G01N21/3563;G01N21/3581
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 陶純佳

本發明提供了一種基于菲涅爾透鏡的多焦點被動式太赫茲成像系統，其能解決現有被動式太赫茲成像安檢系統設計中存在的受探測器排布限制導致的系統龐大、占用空間大的問題、以及系統成像邊緣信噪比下降的問題；其包括掃描鏡、掃描裝置、光學裝置、探測器組和電子學處理裝置，掃描裝置分別與掃描鏡、電子學處理裝置相連，探測器組與電子學處理裝置相連；光學裝置為基于菲涅爾透鏡的多焦點準光學裝置，其是由多個菲涅爾單元透鏡構成的透鏡陣列，且各個菲涅爾單元透鏡的焦點落在共同的焦平面上并由此各個焦點組合形成預設圖形。

技術領域

本發明涉及安檢技術領域，尤其是涉及被動式太赫茲成像系統領域，具體為一種基于菲涅爾透鏡的多焦點被動式太赫茲成像系統。

背景技術

長久以來，機場、鐵路等人員密集型場所進行安檢的設備主要由X射線行李檢測設備和金屬安檢門或手持式金屬探測器類人體檢測設備構成。X射線行李安檢儀在對行李物品的檢查中表現出優異的性能，但由于X射線的電離作用會對人體造成傷害，使其只適用于檢查物品，而不適合對人體進行檢查。金屬探測器可有效地檢測出金屬制品，但無法檢測到人體衣物內攜帶的非金屬物品，雖然采用金屬探測器配合人工檢查的方法可以一定程度上檢測出人身攜帶的危險物品，但是存在安檢速度緩慢，對非金屬危險物容易漏檢，以及對人的隱私造成侵犯的問題。缺乏一種能對人隨身攜帶的隱蔽危險物品進行檢測，而對人體又不構成傷害的安檢方法。

近十年來，隨著技術的發展，被動式太赫茲安檢儀的出現解決了上述問題，被動式太赫茲人體安檢儀通過接收被測物體的太赫茲波段的電磁輻射實現成像，通過實現對隨身攜帶危險品的成像準確判斷物品位置及形狀，幫助安保人員作出更好的判斷。但是受限于被動式太赫茲探測器技術發展現狀，在太赫茲領域，目前仍無法像可見光相機一樣實現大規模陣列式探測成像，只能采用單元或線列式被動式太赫茲探測器，導致成像系統結構受探測器排布影響，無法做到探測器的指定排列并進而縮小系統尺寸，同時采用傳統的透鏡式準光學裝置必然導致焦平面中心點能量集中度高，越靠近邊緣的探測器能接收到的被測物能量越低，進而導致邊緣探測信噪比下降，影響最終系統成像質量等一系列問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種基于菲涅爾透鏡的多焦點被動式太赫茲成像系統，其能解決現有被動式太赫茲成像安檢系統設計中存在的受探測器排布限制導致的系統龐大、占用空間大的問題、以及系統成像邊緣信噪比下降的問題。

其技術方案為，一種基于菲涅爾透鏡的多焦點被動式太赫茲成像系統，其特征在于：其包括掃描鏡、掃描裝置、光學裝置、探測器組和電子學處理裝置，所述掃描裝置分別與所述掃描鏡、電子學處理裝置相連，所述探測器組與所述電子學處理裝置相連；其中，

掃描鏡，用于對被探測區域進行掃描并接收從被探測區域返回的太赫茲輻射信號；

掃描裝置，控制所述掃描鏡對被探測區域進行掃描并將掃描位置信息反饋給電子學處理裝置、實現對被探測區域的掃描成像；

光學裝置，用于接收從所述掃描鏡反射的太赫茲輻射信號并將信號聚集；

探測器組，由多個單體探測器構成并分別與電子學處理裝置連接，每個單體探測器均分別用于探測并接收由光學裝置聚集的太赫茲輻射信號，并將接收到的太赫茲輻射信號輸出給電子學處理裝置；

電子學處理裝置，用于對所述探測器組輸出的太赫茲輻射信號進行濾波、放大、采樣及數字圖像處理，并對所述掃描裝置進行控制和接收反饋；

所述光學裝置為基于菲涅爾透鏡的多焦點準光學裝置，其是由多個菲涅爾單元透鏡構成的透鏡陣列，且各個所述菲涅爾單元透鏡的焦點落在共同的焦平面上并由此各個焦點能在共同的焦平面上組合形成預設圖形。

進一步的，所述多個菲涅爾單元透鏡構成的透鏡陣列按蜂窩式結構排布。

進一步的，探測器組的各個單體探測器按各個菲涅爾單元透鏡的焦點落在共同的焦平面上而形成的預設圖形排布。