用于太赫兹设备的透镜及太赫兹设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于太赫兹设备的透镜及太赫兹设备，该透镜包括：透镜主体，透镜主体的厚度沿中心至边缘依次减小、且在水平面内的投影包括矩形和分别位于矩形相对的两个第一边处的两个弧形。该透镜在应用于太赫兹设备时，能够在像距一定的情况下对象的物距增大，最大化阵列探测器的电压幅度并增加耦合效率，进而使得太赫兹设备的对比度和成像分辨率得到提升，同时，上述透镜的形状有助于减小太赫兹设备的设备尺寸。赫兹设备的设备尺寸。赫兹设备的设备尺寸。

【技术实现步骤摘要】
用于太赫兹设备的透镜及太赫兹设备


[0001]本技术的至少一种实施例涉及人体安检设备，更具体地，涉及一种用于太赫兹设备的透镜及太赫兹设备。

技术介绍

[0002]本领域已公知，任何物体都可以向外辐射电磁波，而这些电磁波中的太赫兹波具有穿透熟料、不同类型的衣物等材料的能力。太赫兹波焦平面被动成像技术正是利用聚焦天线结合高灵敏度辐射计接收设备接收物体辐射的太赫兹波，根据不同物体与人体之间的辐射功率强度差异实现成像。为此，已研发了用于成像检查的太赫兹人体安检设备，并应用于机场、火车站、港口等重要关口的安检、场景监控等场合中。
[0003]基于太赫兹波被动成像的太赫兹人体安检设备在应用于成像检查时，需要将检测对象置于聚焦天线近场区域内，同时为提高成像分辨率，往往需要将多个馈源置于天线焦平面上以构成焦平面阵列，并要求安检设备的准光系统在特定的成像距离上形成最佳聚焦，且偏轴波束均匀性良好。为满足这些要求，现有的太赫兹设备在保证成像分辨率的情况下，太赫兹设备的体积较大。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术实施例提供了一种用于太赫兹设备的透镜及太赫兹设备，通过设置具有异形结构的透镜，在保证成像分辨率的情况下，缩小太赫兹人体安检设备的体积。
[0005]根据本技术实施例的用于太赫兹设备的透镜，包括：
[0006]透镜主体，透镜主体的厚度沿中心至边缘依次减小、且在水平面内的投影包括矩形和分别位于相对的两个第一边处的两个弧形。
[0007]根据本技术的实施例，第一距离与两个切点之间的第二距离的比值范围为0.5～0.9，其中，切点表示的是平行于第一边的直线与一个弧形相切的点，第一距离表示的是第一边的长度。
[0008]根据本技术的实施例，透镜是由在太赫兹波段透过率符合预设要求且具有折射效应的材料制备形成。
[0009]根据本技术的实施例，弧形所在的圆的圆心与矩形的中心重合。
[0010]根据本技术的实施例，透镜主体的两个表面为凸面。
[0011]根据本技术的实施例，透镜主体的边缘厚度的范围为1～20mm。
[0012]根据本技术实施例的太赫兹人体安检设备包括：
[0013]仪器主体；
[0014]反射器，设置于仪器主体内，用于对对象发射的太赫兹波段的电磁波进行反射；
[0015]如上所述的透镜，设置于仪器主体内，透镜设置成接收从反射器反射的电磁波并对电磁波进行聚焦；透镜的厚度沿中心至边缘依次减小、且在水平面内的投影包括矩形和
分别位于矩形两个第一边处的两个弧形，以在像距一定的情况下，增大对象的物距；
[0016]探测器，设置于透镜的与反射器相对的一侧，并适用于接收被透镜聚焦后的电磁波，以产生电信号。
[0017]根据本技术的实施例，太赫兹设备包括太赫兹人体安检仪。
[0018]根据本技术的实施例，探测器包括焦平面阵列探测器。
[0019]根据本技术的实施例，焦平面阵列探测器的辐射计天线对透镜的张角等于辐射计天线在预设电压幅度内的波束张角。
[0020]根据本技术的实施例，探测器的辐射计天线包括多个沿透镜在水平投影中垂直于第一边的方向上依次排列的喇叭天线，其中，第一边表示的是透镜在水平投影中矩形与弧形连接的边。
[0021]根据本技术的实施例，探测器的辐射计天线在垂直于第一边的方向上的张角是根据透镜的第二距离和辐射计天线与透镜之间的距离确定的，第二距离表示的是两个切点之间的距离，切点表示的是平行于第一边的直线与一个弧形相切的点；
[0022]辐射计天线在平行于第一边的方向上的张角是根据透镜的第一距离和辐射计天线与透镜之间的距离确定的，第一距离表示的是第一边的长度。
[0023]根据本技术的实施例，辐射计天线对透镜的张角根据如下公式确定；
[0024][0025][0026]其中，D1表征透镜的第二距离，D2表征透镜的第一距离，S表征辐射计天线与透镜的距离，θ1和θ2分别表征辐射计天线对透镜在D1方向和D2方向上的张角。
[0027]根据本技术的实施例，反射器相对于水平面的夹角通过旋转机构可调节。
[0028]根据本技术的实施例，在水平面内的投影包括矩形和分别位于矩形两个第一边处的两个弧形的透镜应用在太赫兹设备时，能够在像距一定的情况下对象的物距增大，从而最大化阵列探测器的电压幅度并增加耦合效率，进而使得太赫兹设备的对比度和成像分辨率得到提升，同时，上述透镜的形状有助于减小太赫兹设备的设备尺寸。
附图说明
[0029]通过以下参照附图对本技术实施例的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0030]图1示意性示出了根据本技术实施例的透镜的立体示意图；
[0031]图2示意性示出了根据本技术实施例的透镜的物像关系示意图；
[0032]图3示意性示出了根据本技术实施例的太赫兹设备的准光路示意图；
[0033]图4示意性示出了根据本技术实施例的太赫兹设备的简易示意图；
[0034]图5示意性示出了根据本技术实施例的辐射计天线接收来自于透镜的太赫兹波的光学原理示意图；
[0035]图6示意性示出了根据本技术实施例的辐射计天线的喇叭天线及其直线阵列排布示意图；
[0036]图7示意性示出了根据本技术实施例的异形透镜与常规透镜的最大电压幅度对比示意图；以及
[0037]图8示意性示出了根据本技术实施例的基于异形透镜与常规透镜得到的太赫兹图像的对比示意图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定，实施例中记载的各个特征可进行组合，形成多个可选方案。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。
[0039]图1示意性示出了根据本技术实施例的透镜的立体示意图。
[0040]太赫兹透镜天线由于具有无遮挡、损耗小、安装方式灵活等优点，被广泛应用于太赫兹波被动成像系统，如太赫兹人体安检设备。作为被动成像系统的“眼睛”，太赫兹透镜的天线性能直接影响到系统的成像空间分辨率、亮温分辨率、成像景深等指标，是被动成像系统的关键部件之一。
[0041]参见图1，本技术实施例提供了一种用于太赫兹设备的透镜，该透镜包括透镜主体，透镜主体的厚度沿中心至边缘依次减小、且在水平面内的投影包括矩形和分别位于矩形相对的两个第一边处的两个弧形。
[0042]在水平面内的投影包括矩形和分别位于矩形两个第一边处的两个弧形的透镜应用在太赫兹设备时，能够在像距一定的情况下对象的物距增大，从而最大化阵列探测器的电压幅度并增加耦合效率，进而使得太赫兹设备的对比度和成像分辨率得到提升，同时，上述透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于太赫兹设备的透镜，包括：透镜主体，所述透镜主体的厚度沿中心至边缘依次减小、且在水平面内的投影包括矩形和分别位于所述矩形相对的两个第一边处的两个弧形。2.根据权利要求1所述的透镜，其中，第一距离与两个切点之间的第二距离的比值范围为0.5～0.9，其中，所述切点表示的是平行于所述第一边的直线与一个所述弧形相切的点，所述第一距离表示的是第一边的长度。3.根据权利要求1所述的透镜，其中，所述透镜是由在太赫兹波段透过率符合预设要求且具有折射效应的材料制备形成。4.根据权利要求1所述的透镜，其中，所述弧形所在的圆的圆心与所述矩形的中心重合。5.根据权利要求1～4中任一项所述的透镜，其中，所述透镜主体的两个表面为凸面。6.根据权利要求1～4中任一项所述的透镜，其中，所述透镜主体的边缘厚度的范围为1～20mm。7.一种太赫兹设备，包括：仪器主体；反射器，设置于所述仪器主体内；如权利要求1～6中任一项所述的透镜，设置于所述仪器主体内；探测器，设置于所述透镜的与所述反射器相对的一侧。8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述太赫兹设备包括太赫兹人体安检仪。9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述探测器包括焦平面阵列探测器。10.根据权利要求9所述的设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵自然，游燕，金颖康，张士新，朱明，
申请(专利权)人：北京神目科技有限公司，
类型：新型
国别省市：