专利名称：人员安检系统的制作方法
技术领域：
本说明书总体上涉及一种用于安检在人身上包含的威胁的安全系统，确切地说，涉及一种人员安检系统，包括用于改进的轻便性的�？榛考非械厮担婕耙恢纸舸盏暮颓岜愕募觳馄魉�。
背景技术：
用于安检人群的、当前在比如机场、法院等运输点使用的基于辐射的系统是大致入口系统(portal system)，其是笨重的，不利于轻便地应用。令人遗憾，这种现有技术的安检系统不够紧凑(例如，具有用于将光电倍增管与集中式的模数转换和发电站连接起来的沉重的后端电缆和电线)，通常在使用和/或运输时是困难的和耗时的。此外，目前安全系统的能力局限于检测隐藏在衣服之下的违禁品、武器、爆炸物和其它危险物品。通常使用金属检测器和化学嗅探器来检测大的金属物品和某些类型的爆炸物，然而，存在不能用这些装置检测的种类众多的危险物品。塑料和陶瓷武器增加了需要保安人员去检测的非金属物品的类型；手动搜查目标的替代方式速度慢、不方便，普通大众对此容忍度不高，特别是作为在庞大交通中心中的标准程序时，比如在机场。已知的现有技术的用于检测隐藏在人体上的物品的X射线系统在其设计和方法上具有局限性，这妨碍X射线系统获得作为健康要求的低辐射剂量，或妨碍产生高质量的图像，低辐射剂量和高图像质量是商业上能够接受的先决条件。在低水平的辐射暴露下操作的检查系统受限于其利用朝着被搜查的人取向的少量辐射而获得精度。X射线吸收和散射还减少了形成人和任何隐藏物品的图像的有用X射线的总量。在现有技术的系统中，检测的X射线的低序数导致不可接受的坏图像质量。如果X射线检查系统用于开阔的地点，比如露天大型运动场、大型购物中心、户外博览会和展览会等，该问题会更显著。在这样的地点，人们可以紧邻机器和/或与机器有一定的距离。如果正被扫描的人不十分靠近X射线机器，那么得到的图像就不足够清晰，因为到达人的辐射总量十分低。这将系统的扫描范围限制为距离机器前方的几英尺处。然而，如果正被扫描的人离X射线机器过于近，撞击人的辐射总量会不安全。因此，需要一种紧凑的射线检测器/源安检系统，其具有改进的检测效率，是轻的但足够坚固，且易于拆卸以用于运输，以及在地点处容易再组装。还需要一种射线安检系统，其提供良好的分辨率以及大范围的视场和快速扫描速度，同时保持位于安全界限内的辐射暴露。即，该系统不仅对处于近距离的人们来说是安全的，而且还能在远距离处提供了良好的分辨率和穿透率。
发明内容
在一个实施例中，本说明书公开了一种用于检测正由人携带的物品的检查系统，其中，所述人正沿由Z轴和Y轴限定的平面移动，所述检查系统包括a)第一检测系统，构造成当人沿所述平面的Y轴移动时，检测从所述人散射出来的辐射，所述第一检测系统包括与所述平面相对定位的第一平坦表面，并构造成产生对所检测的辐射做出响应的电子信号；b)第二检测系统，构造成当人沿所述平面的Y轴移动时，检测从所述人散射出来的辐射，所述第二检测系统包括与所述平面相对定位的第二平坦表面，并构造成产生对所检测的辐射做出响应的电子信号；c) X射线源，定位在所述第一检测系统和所述第二检测系统之间，其中，所述X射线源构造成产生沿所述平面的Z轴的束斑图案，以及其中，所述X射线源不产生沿所述平面的Y轴移动的波束；以及d)处理系统，用于分析由所述第一检测系统和所述第二检测系统产生的电子信号，并用于在显示器上产生图像。可选择地，所述X射线源与斩波器结合，其中，所述斩波器操作以生产沿Z轴的X射线的扫描笔形波束。所述斩波器不生产沿Y轴的X射线的扫描笔形波束。在一个实施例中，所述斩波器包括具有三个狭缝的调制盘，其中，每个狭缝均与邻近的狭缝定位为间隔120度。所述狭缝与至少两个平行的准直器狭缝对准，其中，从所述X射线源发射的X射线成圆锥形地照射(illuminates)所述准直器狭缝，以产生适时地隔行扫描的至少两个平行的扫描波束。在另一个实施例中，所述斩波器包括具有至少一个螺旋孔的空心圆柱体。所述扫描笔形波束具有线性扫描速度，通过修改所述螺旋孔中的至少一个的斜度和侧滚角可以使所述线性扫描速度改变或保持不变。所述扫描笔形波束具有斑点尺寸，通过修改所述螺旋孔中的至少一个的孔径宽度可以使所述斑点尺寸改变或保持不变。可选择地,所述第一检测系统容纳在第一封合件(enclosure)中,所述第一封合件具有从所述第一封合件的一端延伸到所述第一封合件的相对端的第一宽度，以及其中，所述平坦表面沿整个第一宽度延伸。所述第二检测系统容纳在第二封合件中，所述第二封合件具有从所述第二封合件的一端延伸到所述第二封合件的相对端的第一宽度，以及其中，所述平坦表面沿整个第一宽度延伸。所述第一封合件与所述第二封合件物理上分开，并独立于所述第二封合件。所述X射线源容纳在第三封合件中，以及其中，所述第三封合件与所述第一和第二封合件物理上分开，并独立于所述第一和第二封合件。可选择地，所述第一、第二和第三封合件均小于88磅重。所述第三封合件可拆卸地连接到所述第一封合件和所述第二封合件。所述第一、第二和第三封合件的每个都可拆卸地连接到框架。所述斩波器包括构造成由电机旋转的圆盘斩波器。调制盘的速率由控制器动态地控制，以优化X射线波束的扫描速度。所述第一封合件包括a)第一侧，由具有内部表面和面向人的外部表面的平坦表面限定，所述第一侧构造成接收从人散射出来的辐射山)第二侧，与所述第一侧成锐角关系，所述第二侧由具有内部表面的平坦表面限定，所述内部表面适于接收穿过所述第一侧的辐射，并且，所述第二侧构造成仅在辐射穿过所述第一侧之后接收该辐射；c)第一基体，定位于所述第一侧的内部表面，所述第一基体还包括用于接收所述福射和将所述福射转变为光的活化区域(active area)；d)第二基体,定位于所述第二侧的内部表面，所述第二基体还包括用于接收所述辐射和将所述辐射转变为光的活化区域；以及e)至少一个光电探测器，具有光响应区域和非光响应区域，其中，所述光响
应区域定位成接收从所述第一基体和所述第二基体发射出来的光。可选择地，所述辐射包括X射线光子，并且所述第一基体检测冲击所述第一侧的X射线光子的30%-60%。所述第二基体检测冲击所述第一侧的X射线光子的10-30%。所述检查系统还包括用于使站立或坐着的人沿所述平面移动的传送带。产生的图像包括480行，160列以及每像素8位。所述X射线源通过从第一点枢转到第二点而产生沿所述平面的Z轴的束斑图案，以及其中，所述枢转围绕预定的旋转点定心。所述X射线源和斩波器联接到构造成相对于引导元件垂直地倾斜的、并对电机做出响应的表面。在另一个实施例中，本说明书公开了一种使用检查系统来检测隐藏在人体上的威胁物品的方法，该检查系统包括至少一个辐射源和检测器装置，所述至少一个辐射源用于生产X射线的扫描笔形波束，其中，所述扫描笔形波束具有路径，所述检测器装置包括具有第一表面的至少第一检测器封合件和具有第二表面的第二检测器封合件，所述方法包括步骤a)使人在与扫描笔形波束的光路垂直的、与所述第一表面和第二表面平行的平面上移动经过所述至少一个辐射源；b)产生位于辐射源封合件中的X射线束，其中，所述辐射源包括与斩波器结合的X射线源，以及其中，所述扫描笔形波束由位于所述辐射源封合件中的至少一个狭缝准直，以产生垂直束斑图案而不产生水平束斑图案；c)在所述第一检测器封合件或所述第二检测器封合件的至少一个中检测由人散射的辐射；以及d)处理所检测的辐射以产生二维图像，其中，所述图像显示出由人携带的任何隐藏的爆炸材料。可选择地，所述斩波器包括具有空心圆柱体、碳纤维圆柱体和环氧聚乙烯圆柱体的斩波器组件，空心圆柱体具有沿所述圆柱体的长度延伸的螺旋狭缝，碳纤维圆柱体覆盖所述空心圆柱体，环氧聚乙烯圆柱体覆盖所述碳纤维圆柱体。所述斩波器组件由磁力轴承组件旋转，该磁力轴承组件包括磁转子和磁轴承定子，其中，所述磁力轴承组件至少在斩波器的通电和掉电状态期间提供用于斩波器组件的磁悬浮。可选择地，所述X射线源与垂直的升降机构联接，所述升降机构与构造成使所述X射线源平衡的配重联接。所述X射线源与垂直的升降机构联接，所述升降机构与至少一个升运带联接。所述X射线源与垂直的升降机构联接，所述升降机构与齿轮减速器和电机联接而不与平衡配重联接。
在另一个实施例中，本说明书公开了一种用于制造检查系统的方法，包括a)接收至少一个容器，其中，所述至少一个容器包括第一检测系统，该第一检测系统构造成当人沿路径移动时，检测从人散射出来的辐射，所述第一检测系统容纳在第一封合件中；第二检测系统，构造成当人沿路径移动时，检测从人散射出来的辐射，所述第二检测系统容纳在第二封合件中；x射线源，定位在所述第一检测系统和所述第二检测系统之间，其中，所述X射线源构造成产生垂直束斑图案，以及其中，所述X射线源容纳在具有有角度的左侧和有角度的右侧的第三封合件中山)将所述第一封合件连接到第三封合件的有角度的左侧；以及C)将所述第二封合件连接到第三封合件的有角度的右侧。换名话说，所述X射线源构造成产生垂直束斑图案而不产生水平地移动的波束，或者构造成抑制所述源以产生上下(垂直地)移动而不侧向(水平地)移动的束斑。可选择地，所述第一、第二和第三封合件彼此物理地分开，并彼此独立。所述第一、第二和第三封合件均小于88磅重。第一、第二和第三封合件均可拆卸地连接到框架。如下进一步所述，该系统可配备有两个彼此相对、限定人行走路径和检查体积的系统。在一个实施例中，所述检测系统和X射线系统封合件配备有铰链门，该铰链门打开进 入检查体积而不在该系统的后面打开，从而减少了系统的所需覆盖区(footprint)。
本发明的这些和其它特征以及优点将被意识到，因为当结合附图考虑时，通过参考下面的详细描述，它们会变得更好理解，附图中图I示出用于本发明的安检系统的示例性X射线反向散射系统构造，包括检测系统和塔；图2A示出本发明的实施例的检测器塔的多个视图；图2B示出光电倍增管、安装片和信号处理卡的分解图；图2C示出将光电倍增管、安装片和信号处理卡的组合件包裹在检测器塔中的结构的分解图；图2D示出本发明实施例的光电倍增管组件；图2E示出本发明实施例的信号处理板；图2F将四个光电倍增管与信号处理板连接的接线图；图2G示出包括在图2A至图2F的视图中标记的相应物品编号的第一组材料清单的表I ;图2H示出包括在图2A至图2F的视图中标记的相应物品编号的第二组材料清单的表2 ;图3A是用于本发明的人员安检系统的示例性�？榛疿射线反向散射系统构造的未组装和包装的示意图，该X射线反向散射系统构造包括检测系统和塔；图3B是图3A所示的示例性�？榛疿射线反向散射系统构造的组装示意图；图4示出为了易于接近本发明的安检系统的�？榛考臃淇翘逯欣龅募觳馄魉煌�5A示出本发明的安检系统中使用的示例性调制盘的顶视图；图5B示出具有联合的电磁电机和轴承的示例性圆盘斩波器组件；
图5C示出根据本发明的一个实施例，联接到圆盘斩波器的X射线源；图6A示出正与示例性威胁检测系统中的调制盘结合使用的X射线源，还示出联接至IJ源的倾斜的“凸轮”机构；图6B示出金属框架倾斜凸轮机构600的展开图，还示出抵靠凸轮臂的驱动轮，使得源能够垂直运动；图6C示出图6A所示的�？榈牧硪恢质油迹故境鍪乖春拖嘤Φ牡缭葱男教ǎ煌�7A是示例性波束形成装置的一个实施例的示例性设计的机械示意图；图7B示出具有X射线源的示例性波束形成装置；图7C是根据一个实施例，使用本发明的具有单个源的旋滚斩波器而获得的波束·轨迹的数学表达式；图8示出在使用中的本发明的安检系统的另一个实施例；图9A是使用本发明的一个实施例的分割算法而获得的图像；图9B是使用本发明的一个实施例的分割算法而获得的图像；图9C是分割物品的近视图，该近视图从使用本发明的一个实施例的分割算法而获得的图％所示的图像中分割得到；图IOA是使用本发明的一个实施例的分割算法而获得的图像；图IOB是使用本发明的一个实施例的分割算法而获得的图像；图11是示出使用单一辐射源来垂直扫描的侧视图；图12示出本发明使用的示例性安检装置的顶视图；图13示出示例性的源装置，具有双轮和用于范围选择的扫描孔径；图14示出可用于图13所述的双轮系统的示例性调制盘；图15是图11所示的垂直扫描系统的另一个顶视图，还示出本发明的一个实施例的扫描孔径；图16示出本发明的一个实施例的用于双视角、四范围系统的示例性布置；图17A示出两个检测器对在物品上遍历的辐射波束的响应；图17B是两个检测器对在物品上遍历的辐射波束的响应的另一个视图；图17C是两个检测器对在物品上遍历的辐射波束的响应的又一个视图。
具体实施例方式本说明书涉及包括�？榛考娜嗽卑布煜低常媚？榛考觳馄骱驮吹ピ�。本发明的�？榛考市砟芄徊鹦兑员阌谠耸湟约叭菀自谛枰氐阍僮樽耙杂糜诩觳榈慕舸�、轻便而足够坚固的总结构。本发明的安检系统的新颖的�？榛峁够乖市砟？榛考ザ雷芭浜涂焖倏ǹ垡杂糜谧樽�。类似地，�？榛考子诓鹦兑员阌诮咏≡竦牟考�/或用于包装以用于随后的运输。本说明书还是在不将个体暴露在高辐射下，并保留安检过程效率的情况下，用于在安全位置处安检个体的改进的方法。公开的系统具有与个体相距安检系统的距离无关的最大威胁检测性能以及图像清晰度。在一个实施例中，使用用于“身体成像”的任何可用的辐射成像技术来形成射线图像，辐射成像技术比如但并不局限于X射线散射、红外成像、微波成像、RF成像、雷达成像、全息成像、CT成像和MRI。可以采用任何具有显示身体细节的可能性的“身体成像”系统。在一个实施例中，本发明可采用任何光电可所检测的辐射或任何具有光束的辐射源。在一个实施例中，本发明的系统要求处于检查的目标仅呈现一个姿势，并且，该系统使用具有单一组的检测器、电路和处理器的单个源，以产生两个单独处理的扫描波束和相关图像。在一个实施例中，本发明的系统是穿行检查系统，该穿行检查系统使用具有单一组的检测器、电路和处理器的单个源，以产生两个单独处理的扫描波束和相关图像。在另一个实施例中，该系统以双源模式操作，但使用单一组的检测器、电路和处理器。该系统允许通过对比如黄色炸药、C-4的爆炸材料以及陶瓷、石墨纤维、塑料容器、 塑料武器、玻璃瓶、注射器、包装的麻醉剂、捆绑的纸币和甚至木制物品有效地成像来检测威胁。在用于检测隐藏物品的X射线反向散射系统中，X射线的笔形波束在正被检查的人的体表遍历(traverses)。从目标的身体散射或反射的X射线由检测器检测，比如，例如闪烁器和光电倍增管组合。由X射线检测器产生的得到的信号随后用于生产目标和由目标携带的任何隐藏物品的主体图像，比如轮廓。在一个实施例中，本发明的X射线反向散射成像系统设计成其优化用于使用询问辐射波束来对处于运动中的人或物品近实时地成像。该系统还能够通过处理检测算法来近实时地自动地检测图像数据上的威胁。本发明涉及多个实施例。提供下面的公开以使本领域一般技术人员能够实现本发明。在本说明书中使用的语言不应被解释为是对任何一个特定实施例的总体否认，或者不应用来限制权利要求超过在此使用的术语含义。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，这里定义的一般原理可施加到其它实施例和应用。同样，使用的术语和措词是为了描述示例性实施例之目的，而不应认为是限制性的。因此，本发明被赋予包含与公开的原理和特征一致的许多替代例、修改例和类似物的最宽范围。为了清楚起见，涉及与本发明有关的技术领域中已知的技术材料的细节不再详细描述，以为了不使本发明�：�。图I示出用于本发明的新颖的�？榛布煜低�100的示例性X射线反向散射系统构造。参见图1，X射线源160容纳在�？榛翘�165中，并用于产生指向处于检查的目标103的X射线的窄笔形波束102。在一个实施例中，笔形波束102通过X射线管和断束机构167的联合而形成。笔形波束102水平地或垂直地光栅化穿过目标。该光栅化是断束机构仅允许X射线束以最小出口孔径投射的结果。如果采用调制盘，如下所述，出口孔径的直径为1mm，导致已偏离约7mm的X射线束。在一个实施例中，目标103是人类。当对象(正被扫描的人)103在安检系统100前摆好姿势或走过安检系统时，得到的笔形波束102碰撞对象，由此，X射线的至少一部分被反向散射。下面更详细地描述断束机构167的示例性实施例。本领域一般技术人员应当理解的是，可以使用包括但并不局限于伽马辐射、电磁辐射和紫外线辐射的任意数量的致电离辐射源。优选地，采用的X射线能量介于30kV和IOOkV之间。
在一个实施例中，采用传感器104a和104b以当他或她在安检系统前摆好姿势或走过安检系统时检测人的存在。散射X射线105的至少一部分撞击检测器装置106。在一个实施例中,本发明的安检系统中的检测器装置106包括用于使检测可行的第一和第二检测器封合件110和120。在一个实施例中，第一和第二检测器封合件110和120体现为�？榛觳馄魉男问剑ㄖ辽僖桓錾了柑迤聊�。在另一个实施例中，第一和第二检测器封合件110和120是包括至少两个检测器屏幕的�？榛觳馄魉�。在替代的实施例中，检测器封合件包括任意数量的装置，该任意数量的装置包括但并不局限于多个检测器屏幕。发明名称为“Multiple ScreenDetection System”、转让给本发明的申请人的美国专利申请12/262631在这里通过弓I用并入本文。此外，2010年3月14日提交的发明名称为“Multiple Screen Detection System”的美国专利申请62/313733在这里通过引用全部并入本文。 如图I所示，检测器塔110和120各自都包括彼此以一角度连接起来以形成三角形截面的第一侧区域141、第二侧区域142和第三侧区域143。所述第一侧区域141包括屏幕147，并面向处于检查的目标103。所述第二侧区域142包括位于塔内部的第二屏幕148。在一个实施例中，屏幕147、148是相对厚的CaWO4闪烁体屏幕，该闪烁体屏幕具有10微秒的相对短的衰变时间，该相对短的衰变时间允许辐射波束以最小的图像退化快速扫描。在一个实施例中，CaffO4屏幕能够检测大约70%的反向散射或透射的辐射，从而每30keV X射线生产大约250个可用的可见光子。此外，使用较厚的屏幕能够以较低的光输出为代价而检测更多入射在检测器上的辐射。在一个实施例中，屏幕的面密度是每平方厘米80毫克。在一个实施例中，为了使检测器塔紧固到基座，大直径的肩螺栓预紧固到基座，使得检测器塔能够“转动”并锁紧在基座上。一旦辐射源和壳体连接到基座，检测器塔就不能够移动和脱离(twisted off)。福射壳体区域165包括第一倾角侧(angular side) 170和第二倾角侧171，使得当检测器塔和辐射源壳体结合或组装在一起时，它们易于抵靠检测器塔110和120的侧面142，并与检测器塔110和120的侧面142重合。面向目标103的前端侧条带172包括开口 173，X射线束102在撞击目标103之前穿过该开口。有限的开口 173帮助减少电磁干扰和辐射噪声。侧条带172还充当用于两个检测器塔的分离器，使得两个检测器塔对称地组装在入射X射线笔形波束102的周围，以检测反向散射X射线105，并提供X射线反射比的电子信号特性。在一个实施例中，检测器塔110和120由条带172分开，使得调制盘或其它波束准直装置位于两个塔的中间。两个塔110、120分开距离“d”，该距离在一个实施例中在调制盘直径的1/2到2倍的范围内变化。距离“d”限定了用于X射线源的视场，并优化用于足够的视�。狈乐辜觳馄鞯墓┞�。根据本发明的一个实施例，检测器塔110、120和辐射壳体165具有提供最优化的坚固但轻便的总结构的复合墙或本领域技术人员明白的任何其它类似的非传导材料。确切地说，将辐射源以及与光电倍增管有关的后端电子设备、电线和电缆容纳在复合墙中创造了法拉第笼，从而基本上减少了电磁干扰。在本发明的实施例中，检测器塔110、120还包括位于前部区域141的外围或任何一个边缘上的发光装置，比如发光二极管，用于照明指示安检系统开始和/或安检正在进行中。塔110、120的每个都包括放置在塔内部、紧邻第三侧区域143的光电倍增管150。光电倍增管150的后端电子设备容纳在大致半圆形壳体151中。图2a至2f示出本发明一个特定实施例的检测器塔的结构细节。图2g和2h示出与图2a至图2f的视图中标记的相应物品编号有关的材料清单。确切地说，图2a不出相同检测器塔210和220的透视图以及它们各自的前视图205、顶视图215和侧视图216。在一个实施例中，塔具有67英寸的高度‘h’、30英寸的横向宽度V’以及16英寸的最大厚度‘t，。现在参见图2b和2c中检测器塔的分解图，同时，安装片225显示为与在组装时安装在片225上的四个光电倍增管组件230 “脱离”和分离。根据本发明的实施例，光电倍增管230的后端电子设备包括共同设置在安装片225上并与光电倍增管邻近的信号处理板235。图2d提供光电倍增管组件230的更详细的视图，同时图2e示出信号处理板235的详细视图，在该实施中，信号处理板是与四个光电倍增管对应的四通道卡。至少一个模数转换卡以及一电源�？榘沧霸谛藕糯戆�235上。电源�？榻僮鞯缪故┘拥焦獾绫对龉埽保Ｊ豢ń庸獾绫对龉苁涑龅穆龀宓缌髯晃糜诮ひ徊酱淼氖中藕拧Ｍǔ＃捎么罅康牡缋乱越獾绫对龉苡胛挥诶牍獾绫对龉芤欢ň嗬氪Φ闹醒肽Ｊ黄骱头⒌缯玖悠鹄�。通过使电源以及模数转换器更靠近光电倍增管，需要的电线更少，由此，还降低了信号瞬态噪声，并提高了总信噪比(SNR)。类似地，图2f示出四个光电倍增管230与信号处理板235的线路连接。再次参见图2b和2c，同时，密封件226允许包括安装片225、光电倍增管230和信号处理板235的组合件紧密地安装进相应的塔基部227中。一套交互连接的结构盖保护并在需要时允许容易接近位于安装片组件上的光电倍增管。这套结构包括具有连接器角盖241的角盖240 ;具有相应连接器246的闭合盖245 ;两个整齐的侧片250以及顶部和底部把手框架255。返回参见图1，在一个实施例中，检查系统100具有�？榛考媚？榛考芄徊鹦队糜谝贫鸵子谠耸洌约霸诟行巳さ牡氐阍僮樽�。因此，具有有关的电子设备和电缆的泪珠状检测器塔110、120和辐射源壳体165制造成能够快速结合以形成系统100的单独的�？榛蚬�。新颖的泪珠状模块化结构使紧凑和轻便的总系统100成为可能。图3a示出本发明的安检系统的拆卸视图300a，比如检测器塔310、320以及辐射源壳体365的模块化部件是可拆装和可包装的，以便于运输。例如，检测器塔310、320的三角形截面使这些部件以需要最小运输空间的方式彼此抵接而包装。图3b示出已根据图3a的运输包裹300a构建的安检系统的组装视图300b。本发明的安检系统的�？榛考蚬裆杓瞥伤蔷哂屑虻ズ椭惫鄣牧拥悖热缒芄唤柚诎纯鄱舜私艄桃杂糜诳焖僮樽�。在一个实施例中，从安检系统的运输、包装状态组装/配置安检系统需要小于30分钟的时间。在一个实施例中，从安检系统的运输、包装状态组装/配置安检系统需要大约15分钟到30分钟的时间。在一个实施例中，组装/配置时间取决于是否需要加热或冷却单元以使单元进入安全操作温度。本领域一般技术人员应当明白，本发明的安检系统的�？榛考杓苹贡阌谛蘩砗臀�。例如，图4示出本发明的安检系统的组装/配置视图400，检测器塔410拉离辐射壳体465，以用于接近壳体465和/或用于塔410的选择性修理和维护。在本发明的一个实施例中，为了获得散射辐射的2D图像，检测器系统利用双轴扫描波束。返回参见图1，在操作期间，当目标103走过检测器塔110、120或站立在检测器塔110、120前方时，撞击目标103的作为射线105的X射线的笔形波束102的一部分由于康普顿散射而被反向散射，并冲击位于检测器塔的前侧区域141上的第一屏蔽147。尽管散射X射线的一部分被第一屏幕147检测，但是这些射线的一些部分在没有被检测的情况下，透射通过第一屏幕147，并冲击位于检测器塔内部的第二屏幕148 (在侧142处)。在一个实施例中，大约40%的冲击第一屏幕147的X射线光子被第一屏幕检测，而大约24%的剩余X射线光子被第二屏幕148检测。应当注意的是，这些百分比根据X射线的能量和闪烁体屏幕的厚度而变化。光电倍增管150产生对检测的射线响应的电子信号，该检测的射线最初被转换为光。通过屏幕147、148上的闪烁而发射的光在三角形封合件/塔110、120的周围反弹，直到被光电倍增管150捕获。由两个检测器塔110、120产生的电子信号被导向处理器。该处理器分析接收的信号，并在显示装置上产生图像。显示的图像上的每一点的强度与当波束光栅化通过目标时，检测的散射X射线的相对强度对应。在一个实施例中，X射线源160将同步信号传送到处 理器。处理器分析检测的信号，并将其与同步信号进行比较，以确定显示图像。在一个实施例中，显示装置是监视器，并用于显示由处理器信号化的图像。显示装置可以是本领域共知的任何显示器或监视器，包括阴极射线管监视器、液晶显示屏监视器或发光二极管监视器。在一个实施例中，由显示装置显示的数字化的散射图像优选地为480列X 160行，并且每像素为8位。在本发明的一个实施例中，以及如图8更详细地所示，然而，采用了单一轴扫描波束，对象会走过单一轴扫描波束。对象的行走运动提供了运动的第二轴。因此，在处于检查的目标103或对象移动通过垂直地移动的笔形X射线束102的任何给定时刻，通过控制调制盘的电机可知波束的精确位置(如下更详细所述)。在每一时刻，检测器装置106提供反向散射X射线的测量响应，其强度呈现在得到的图像中。因为该系统确切地知道笔形波束在检测反向散射射线的每一时刻的位置，所以图像可以“缝合”在一起，以形成对象的复杂图像。因此，在一个实施例中，固定的垂直扫描波束构成运动的一个轴，预期的目标通过行走或被传送通过垂直的扫描波束而提供运动的第二轴。该构造是有利的，因为单一轴波束要求位于检测器面板上的十分小的矩形开口。在利用双轴扫描波束的当前反向散射检测系统中，机械组件要求位于检测器之间的显著开口，以允许扫描波束离开。之所以需要显著的开口，是因为对于双轴扫描波束系统而言，当对象静止时(旋转的调制盘提供运动的一个轴，该旋转的调制盘的垂直运动提供运动的第二轴)，X射线的笔形波束投射在水平方向上。因此，为了覆盖人体对象的尺寸，开口必须更宽以允许波束覆盖整个人体。此外，常规的大尺寸开口允许反向散射辐射的大部分不被检测而逃脱。如上所述，在本发明的一个实施例中，由移动的对象提供运动的第二轴。因此，波束可取向用于垂直运动，以允许更小的开口和最佳的检测器定位。返回参见图1，以及如上所述，本发明的单一轴扫描系统合并了位于检测器区域110和120之间的小矩形开口 172，以使X射线从其中射出。而且，小开口 172使得将额外的和/或更大的检测器面板定位在直接的反射散射路径中成为可能，从而提高了图像质量。
如上所述，通过采用仅允许X射线束以最小出口孔径投射的断束机构，使得笔形波束102在目标上水平地或垂直地光栅型扫描(rastered)。在一个实施例中，断束机构是具有三个狭缝的调制盘，所述三个狭缝彼此定位为间隔120度，且与两个平行的准直器狭缝对准，使得每个斩波器狭缝在离开平行的准直器狭缝之一的同时，另一个正好进入相对的平行狭缝。这产生了两个平行的扫描波束，所述两个平行的扫描波束适时地隔行扫描，并且，甚至在都使用圆锥形地照射两个平行狭缝的单个源的单个共用的检测器阵列、电路和处理的情况下，所述两个平行的扫描波束能够分别地被处理。图5A示出示例性调制盘500的顶视图，该调制盘可用于使用单个源获得双视角(使用两个平行、隔行扫描的扫描波束)。调制盘500具有彼此以120度的角距离放置的三个狭缝501a、501b和501c。还有两个平行的准直器狭缝502a和502b。箭头503表示调制盘的运动方向，在该实施例中是顺时针。这种布置产生两个“错列的”平行扫描波束，如先前所述，该平行扫描波束适时地隔行扫描，因此能够使用共用的检测器、电路和处理部件分别地处理这两个平行扫描波束。在一个实施例中，使用电磁电机驱动器动态地控制圆盘斩波器组件旋转。图5B示出具有联合的电磁电机和轴承的示例性的圆盘斩波器组件。参见图5B，圆盘斩波器501联接到辐射源502，在一个实施例中，该辐射源包括X射线管。电磁电机503与X射线管502和斩波器501结合。电机组件还包括三个受压轴承504和用于皮带传动支撑部分的V型沟槽505。图5C示出联接到圆盘斩波器502的X射线管(源)501，除去了电机组件。在一个实施例中，X射线检查系统还包括参数检测器，该参数检测器弥补和监测每个发射波束，并进一步充当用于监测在检查区域中的发射辐射的辐射监视器。在一个实施例中，该参数检测器定位于比如斩波器圆盘的断束设备之前的光路中。在开始形成扫描线的时候，该参数检测器还可定位于比如斩波器圆盘的断束设备之后。在这种情况下，可接受地，福射检测器阻挡波束的第一个2度(first 2degrees)。图6A示出在示例性的威胁检测系统中，与如图5A、5B和5C所述的调制盘结合使用的X射线源。所述源和调制盘联接到倾斜的“凸轮”机构，使得在X射线束的垂直运动过程中，扫描线之间的空隙大致相等。参见图6A，�？榘ㄓ隭射线源组件610联接的倾斜的凸轮机构602，X射线源组件和倾斜的凸轮机构容纳在框架620上。倾斜的凸轮机构602还包括凸轮引导件604。此外，电机也容纳在框架620上，用于驱动能够提升所述源的凸轮机构和皮带。在一个实施例中，把手连接到源组件610，用于将源组件匹配到金属凸轮引导框架604和从金属凸轮引导框架604移除源组件。在不同的实施例中，源组件的所有部件都通过使用预定尺寸的螺母、螺丝和夹钳而牢固地连接。此外，提供提升皮带606以进一步提升和平衡所述源。图6B示出倾斜凸轮机构602的展开图，还示出与凸轮臂642抵接的驱动轮640，使
源能够垂直运动。在另一个实施例中，采用配重以使源平衡以及减少提升电机上的压力。在另一个实施例中，采用两个提升皮带以平衡所述源，这消除了平衡配重，并获得更轻的源。在另一个实施例中，可以采用齿轮减速器(15:1减少)和更高力矩的电机，以消除使用的平衡配重，因为现在所述源看上去是电机重量的十五分之一。然而，在这种情况下，电机必须以15倍速转动，以获得相同的辐射图案。
返回参见图6A，源组件610包括X射线源612和由比如金属或塑料的合适材料制成的圆盘轮切割机构614，该圆盘轮切割机构用于在期望的方向上引导由X射线源产生的X射线616。在一个实施例中，源组件610还包括使源组件运转的高电压电源。在实施例中，X射线源612与断束机构614 —起产生X射线的窄笔形波束，该X射线的窄笔形波束指向处于检查的目标，通过源旋转或波束遍历以产生扫描线。在一个实施例中，圆盘轮切割机构614可选择地与冷却片联接，该冷却片耗散由旋转的调制盘产生的热量。图6C示出图6A所示的�？榈牧硪桓鍪油迹故境鲂教�650，以使源和对应的电源旋转。本领域一般技术人员应当理解，辐射源通常十分重。为了容纳X射线源的重量，如上所采用的调制盘构造必须相当大，因此增加了系统的总重量。因此，在另一个实施例中，本发明的安检系统配备有旋滚斩波器，该旋滚斩波器设计成呈现用于X射线束扫描器的螺旋轮廓孔径遮光器，并且是轻量的和易于配置的。此外，旋滚斩波器的使用消除了源旋转的必要，而是波束从-45度至+45度遍历。在一个实施例中，旋滚斩波器允许通过修改斩波器设备的物理特性或几何形状而·改变速度和束斑尺寸。此外，旋滚斩波器提供具有不变尺寸和速度的垂直移动的束斑，以允许均匀地照射对象，并在操作期间产生更宽的视场。图7A示出用于旋滚斩波器的一个实施例的示例性设计，正如本发明的不同实施例中所用。在一个实施例中，斩波器702以具有螺旋斩波器狭缝704的空心圆柱体的形式制造。圆柱形使斩波器702能够与螺旋孔704 —起绕Z轴旋转，产生旋滚运动。因此，采用本发明的旋滚斩波器的X射线束扫描仪通过旋转机加工有至少两个螺旋狭缝704的空心圆柱体702来实现断束，这使得X射线以不变的和可变的线性扫描波束速度和扫描束斑尺寸扫描。旋滚斩波器通过操纵螺旋孔的几何形状，获得不变的和可变的线性扫描波束速度。在一个实施例中，通过沿旋滚斩波器的长度操纵螺旋孔的斜度和侧滚角来改变速度或保持速度不变。因此，有可能具有不变的速率或朝着需要更高分辨率的区域降低扫描速度。旋滚斩波器还通过操纵螺旋孔的几何形状获得可变的和不变的束斑尺寸，因此改变了得到的波束功率。在一个实施例中，有可能操纵孔径的实际宽度，以更改束斑尺寸。在一个实施例中，螺旋孔的宽度沿旋滚斩波器圆柱体的长度改变，以补偿孔径距离源的中心的可变距离，并允许沿扫描线均匀地投射束斑。因此，在一个实施例中，孔径距离源越远，螺旋孔的宽度越窄，以产生更小的束斑尺寸。在一个实施例中，孔径距离源越近，螺旋孔越宽，以产生更大的束斑尺寸。当用于身体扫描系统中时，有可能改变螺旋孔的斜度和侧滚角以及宽度，使得更多的波束扫描功率指向需要更细节和分辨率的身体区域(头发、脚等)，更少的功率指向对辐射更敏感的身体区域(上腹部等)。螺旋狭缝704还确保X射线束的投射不被两个狭缝的双重准直限制。如下详细所述，双重准直指的是X射线束在给定点适时地通过两个螺旋狭缝的理论。得到的X射线束轨迹730也显示在图7A中，下面结合图7C更详细地描述。在本发明的实施例中，可通过旋滚斩波器的螺旋狭缝获得在60度到90度范围内变化的多个视场角。在一个实施例中，扫描角是旋滚斩波器和源以及目标之间距离的函数。此外，旋滚斩波器的总重量和直径影响视场角。旋滚斩波器离源越近，需要的旋滚斩波器越�。嗨频兀稣恫ㄆ骼朐丛皆叮枰男稣恫ㄆ髟酱�。图7B示出使用图7A所述的旋滚斩波器的断束机构。参见图7B，圆柱形旋滚斩波器752放置在辐射源754前方，在一个实施例中，该辐射源包括X射线管。在一个实施例中，斩波器752的旋转通过包括比如电磁电机的合适的电机758而促进。在另一个实施例中，如下更详细所述，采用磁力轴承以便于本发明的旋滚斩波器的旋转移动。旋滚斩波器旋转的速率或转速被动态地控制以优化扫描速度。在一个实施例中，旋滚斩波器系统能够获得高达80K RPM的速度。在一个实施例中，辐射屏蔽层设置在辐射源754上，使得仅从源中产生辐射的扇形波束。辐射的扇形波束发射X射线，并穿过充当主动遮光器的旋滚斩波器。因此，当旋滚斩波器以及螺旋孔旋转时，仅存在提供移动的飞点波束的小开口。图7B还示出圆盘调制盘760，其与旋滚斩波器一起布置在源上。从图7B中可以看出，调制盘760大致上比旋滚斩波器752大。
根据本发明的实施例，在离波束中心的一定距离处，螺旋狭缝(旋滚斩波器的)保持比其它位置的宽。图7C示出根据一个实施例，使用单个源获得的波束轨迹770的数学表达式。为了得到旋滚圆柱体上螺旋切口的尺寸，移除了该轨迹的一个维度(dimension)。更确切地说，狭缝在顶部755更窄，因为在顶部波束有更长的距离去行进。注意的是，当X射线波束行进通过任何开口时，波束被准直。波束行进的越远，得到的“斑点”(扇形波束)在波束的端部越宽。通过使狭缝在顶部755处变窄，解决了该较长的距离和波束加宽。此外，距离对象越近，比如在点780处，狭缝越宽。此外，本领域一般技术人员应当明白，通过控制狭缝的尺寸，可以控制笔直投射的波束的密度。2010 年 3 月 14 日提交的发明名称为“Walk-Through People Screening System”的美国临时专利申请第61/313772号及其相应的儿童申请通过引用全部并入本文。本发明的系统设计成断束机构与对象的距离与最小扫描高度直接相关。这允许源到对象的距离更长，由此，相对于到达对象的剂量率延伸了视场深度。因此，对于给定的成像深度，与本领域已知的其它系统相比，本发明的系统需要较小的辐射剂量。本发明的安检系统的示例性实用应用在图8中示出。参见图8，第一扫描侧810和第二扫描侧820用于产生检查区域，待扫描的个体走过检查区域。该第一扫描侧810包括两个检测器面板塔811和812。在一个实施例中，X射线封合件813还紧邻第一扫描侧810。第二扫描侧820定位于人行道的与第一扫描侧810相对的一边，从而形成检查区域或体积840。第二扫描侧820包括两个检测器面板塔821和822。第二 X射线封合件紧邻第二扫描侧820。当目标830走过系统时，第一扫描侧810和第二扫描侧820扫描目标，以获得人的前左视角和后右视角的图像。在一个实施例中，第一扫描侧810和第二扫描侧820以扫描之间最小的延迟时间顺序地扫描目标。因此，目标830不需要为了扫描而转动或停留；当人走过检查区域840时，会简单地产生完整的图像。在一个实施例中，通过比如移动的通道传送或移动正被扫描的人通过检测区域。得到的图像在操作者站850被复查。由于包括源和检测器阵列的扫描侧用于成像，所以由每个扫描侧产生的图像还可单独地查看。因此，返回参见图8，操作者的屏幕860还分别单独地呈现除全图画856之外的正视图和后视图852和854。而且，在这种类型的穿行装置中，通过使几个人排队走过检查区域而快速地安检这几个人。在示例性应用中，操作者的屏幕860还显示来自三个人的队列的前图像和后图像852 和 854。应当明白的是，检查系统能够对人体(包括在衣服里或在衣服之下)带着的金属和非金属物品(包括爆炸和非金属武器)成像，而不需要移除衣服，并能够处理产生的图像，以仅显示身体轮廓，以及高亮包括有机或无机材料的威胁或非法物品，同时遮蔽私人身体特征，从而产生隐私图像(privacy image)。该检查系统可构造成操作者仅可使用隐私图像。或者，该系统可构造成隐私图像是默认图像，而先于仅显示身体轮廓和威胁或非法物品的处理而产生的原始图像仍可被操作者使用。此外，该系统a)包括内部安全监测电路以在每一扫描期间连续地监测系统安全和辐射水平山)给处于检查的任何人提供不高于每扫描5微雷姆的致电离辐射剂量；c)在8秒或更少的时间内扫描人的一侧；d)应当具有不高于125cm的长度(长度尺寸面向处于扫描的人)；e)应当具有不高于IOOcm的宽度；f)应当具有不高于205cm的高度；g)应当具有可选择的壁以帮助遮蔽正被安检的目标的隐私，以及防止背景干扰，这会通过使位于身 体侧边的无机物品在图像中更明显而增加系统的检测能力，以及当不使用壁时，允许使用2个扫描而不是认为的4个扫描来全覆盖身体；h)应当具有可选的通信监视器以便于在远程检查者和本地操作者之间通信，以及传送具有在其中高亮的搜索位置的真实身体的图像轮廓而不是火柴人或简化的图像(即“火柴人”)，其中，图像被“校准”以适应人的相对于火柴人的身体高度变化的身体高度；i)应当能够扫描站立10英寸远、6英尺高的人，该10英寸从检测器壁到人的鼻子而测量；j)应当能够与远离扫描系统而配置的工作站通信；k)应当有可能从远程工作站发动扫描；1)能够构造成每人预定数量的扫描，这应该在增加到下一人之前完成，m)应当允许在增加到下一人之前采取额外的扫描作为可被操作者使用的选择项；n)应当构造成迫使操作者单独地使每个扫描通过或清楚，甚至即使相同的人需要多个扫描时；0)应当借助于位于本地系统的能够被远程操作者远程地看见的可见光指示将扫描结果(通过或失败)传送到远程操作者，即，红灯表示“失败”，绿灯表示“通过”;P)应当能够报告在何时期间什么操作者登录进系统，以及在这一期间多少人被该操作者扫描、在一天的每小时期间有多少总人数被扫描，以及在预定时期(比如小时、天或月)内扫描的数量和扫描的人的数量；q)应当具有训练模拟器的选项，该训练模拟器具有至少100张训练图像的图像库。因此，美国专利7110493通过引用并入本文。本发明的检测系统的图像处理软件使用合适的算法以重构图像，比如将单独的前图像和后图像组合以产生完整的图像，以及用于图像分析以确定威胁。在一个实施例中，分割算法用于区别威胁物品。图9a至9c示出使用分割算法的例子。参见图9a，图像901显示身体没有携带威胁的人(无害目标)。在图9b中，图像902显示携带背包903的人。为了确定背包是否造成威胁，软件使用分割算法以将背包903从图像902中分割出来，并产生单独的图像904，如图9c所示。然后，分割的物品的物品尺寸和像素强度用于识别威胁。分割算法还用于区别白背景下的暗物品。该特征有助于准确地识别包括吸收材料的威胁，比如金属刀和枪以及陶瓷刀。图IOa和IOb示出使用分割算法的该特征的例子。参见图10a，在正被安检的个体1004上检测到三个可能的威胁物品1001、1002和1003。在图IOb中，在正被安检的个体1007上检测到两个威胁物品1005、1006。在图IOa和IOb中，具有相同参数设定的相同算法用于成像。从这些图像中本领域技术人员应当明白，本发明的检测系统使用的图像分析算法对背景水平十分不敏感。这是因为背景从原始图像本身计算得出，并且任何可能的威胁都被高亮。本领域一般技术人员应当明白，如图IOa和IOb所示，个体的身体仅占据图像的局部区域。图像的平衡被认为是背景X射线散射信号。与求平均值或局部滤波(在局部区域求平均值)一样简单的计算方法提供背景信号水平的精确的测量值。此外，本发明的图像分析算法还有利于快速安检，因为其产生图像通常需要小于I秒的时间。都转让给本发明的受让人的发明名称为“Security System for ScreeningPeopIe”的美国专利申请12/887510和具有相同发明名称的美国专利申请7826589在这里通过引用全部并入本文。都转让给本发明的受让人的发明名称为“Personnel Screening System with Enhanced Privacy”的美国专利申请12/849987和具有相同发明名称的美国专利申请7796733在这里通过引用全部并入本文。如先前所述，结合图1，本发明的设计允许更多检测器面板存在于直接的反向散射路径上，从而有助于图像质量。在另一个实施例中，通过使用增加检测视场的区域和能够采用的检测器数量的方法进一步增加图像质量。该新颖的方法结合图11和12进行描述。图11示出显示使用单个源1101进行垂直扫描的侧视图。在该构造中，可使用单个源1101扫描的目标1103的高度1102受限于视角宽度1104或源的照射范围。为了克服该局限，在一个实施例中，本发明采用图12所示的新颖的构造，图12示出示例性扫描装置的顶视图。参见图12，单一轴扫描源组件1201从点1202a枢转到1202b，旋转的中心1203位于系统的前面板上。从图12中可以看出，当源1201固定时，1204a是用于目标1206的视角宽度，然而当源枢转时，1204b是可用的视角宽度。因此，用于给定源的视角宽度在当源枢转时扩大。在这种情况下，更大数量的检测器1205可添加到系统，从而提供增加的检测区域。此外，固定的矩形开口设置在前面板，还充当在至少一个轴上保持焦点十分小的孔径。而且，通过图12所示的可选的枢转源，可以采用相同的系统以当人运动(源不枢转)时或当人静止(源枢转)时扫描目标。使用静止的对象，图像质量名义上优于当对象运动时的图像质量，因为移动的目标的部位(比如腿和手臂)的不同速度会导致畸变。因此，在一定操作情况下，如果在第一扫描上发现不规则的物品(当对象运动时)，那么相同的系统会进行更详细的扫描(对象静止)。系统的选择取决于扫描要求，且是威胁检测和高吞吐量之间的权衡。如上所述，在一个实施例中，本发明的检测系统作为穿行检测系统而实施。该系统的新颖设计使得可以利用低水平的辐射剂量来检测武器和危险材料，而不管它们是否包含金属、高Z或低Z材料。辐射剂量处于小于20微雷姆的范围内，优选地小于10微雷姆，更优选地小于5微雷姆，以及甚至更优选地小于I微雷姆。该入口构造与常规系统相比，能够容纳高吞吐量的人群，因为正被安检的每个人仅走过入口。而且，正被安检的人不需要根据扫描器系统操作者指导的那样停留和转动他或她的身体。此外，在使用这种对象走过的入口构造时，根据其相对有限的区域，更容易与包括金属检测器、药物和爆炸嗅探器以及摄像机的其它穿行装置结合。除了采用本发明的系统用于安检机场和火车站、比如体育场和大型购物中心的户外拥挤地点的乘客外，本发明系统的应用还可延伸到检查比如港口、边境通道和海关检查站等中转点处的交通工具和集装箱的容纳物。在一个实施例中，检测系统作为‘驶过’系统而实施，待扫描的运货汽车可以驶过该系统，从而提供运动的第二轴。本发明的检测系统还用于医学目的。在对象和源之间距离短的情况下，需要用于特写扫描的大扫描角度。对大扫描角度的要求抵触调制盘尺寸和空间分辨率。为了获得抵触的要求之间的平衡，在一个实施例中，本发明的系统采用使用用于范围选择的扫描孔径(flying aperture)的双轮方法。这通过图13中的扫描系统的自顶向下的视图而示出。参见图13，所示实施例使用两个调制盘1301和1302。所述调制盘1301和1302分别具有提供用于辐射波束的固定孔径的狭缝1303和1304。扫描孔径1305还紧邻源1306，用于仅在目标进入扫描区域之前选择扫描的视角或范围。在一个实施例中，通过使用传感器和/或摄像机来帮助范围选择。本发明的范围选择特征允许几个光学几何形状用于不同的对象范围。在一个实施例中，用在上面所述的双轮装置中的每个调制盘均拥有具有不同狭缝尺寸、扫描角和滤失量(filtration)的内部狭缝和外部狭缝。图14示出可用于双轮系统的示例性调制盘1400。参见图14，轮1400具有内部狭缝1401和外部狭缝1402，内部狭缝 和外部狭缝可用于获得具有两个视角和两个不同扫描角的固定孔径。图15示出垂直扫描系统的另一个自顶向下视图，扫描孔径1501紧挨着源1501。该系统拥有具有狭缝1505的近视角斩波器1503和具有狭缝1506的远视角斩波器1504。近视角斩波器1503的外部狭缝用于最近的视角、最大的扫描角、最高的滤失量，其内部狭缝用于具有中间扫描角和滤失量的近中间视角。远视角斩波器1504的外部狭缝用于远中间视角、小扫描角、低滤失量，其内部狭缝用于具有最小扫描角和没有滤失量的最远范围。使用用于扫描角和范围选择的两个调制盘还提供了基于对象距离而调整剂量水平的机会。在另一个实施例中，该系统作为双源两侧四视角反向散射的穿行系统而实施，其还根据采用单一轴扫描波束的原则工作，对象/目标运动穿过波束提供了第二轴。图16示出用于双视角四范围系统的示例性布置。参见图16，使用了两个源1601和1602。在与上面结合图13和15讨论的布置类似的布置中，两个斩波器与每个源一起使用以用于近视角和远视角。然而，在图16的布置中，在两个源之间共享近斩波器1603。两个远斩波器1604和1605分别用于源1601和1602。在一个实施例中，所有的调制盘1603、1604和1605均具有三个狭缝。此外，调制盘1604和1605在几何形状和移动方面同步。“垂直扫描孔径”或VSA 1606设置在扫描系统中，并连接在检测器面板之间，从而提供在一个轴上的更好的空间分辨率。在一个实施例中，VSA 1606包括多个狭缝，并帮助保持在X轴上的高分辨率。在该实施例中，单一 VSA 1606用于分别源自两个源1601和1602的波束1607和1608。上面所述的双源布置以较大角度提供了近视角或范围。这保持远处的对象更接近检测器的中心，并因此提供用于四范围视角的更好的成像。在一个实施例中，本发明的检测系统利用‘矢量成像’的概念以获得图像中额外的信息。在当前成像方法中，来自检测器的信号全部电相加起来。然而，在本发明的矢量成像方法中，多个检测器面板上产生的信号是独立的。这允许获得其它被掩盖的额外的‘矢量’信息。该概念在图17a至17c中示出。参见图17a至17c，一系列图像示出两个检测器对在物品上遍历的辐射波束的响应。
通常，当X射线束接近材料的轮廓或边缘时，散射会在较厚物品的方向上受到阻挡，衰弱的信号会发生在与边缘相对的检测器上。当斑点在较厚的材料上遍历时，更多的散射朝着最薄侧经由最近的边缘离开，相应的检测器接收更多的信号。这是用于在当前成像系统中确定轮廓的方法，在图像中暗区域由亮区域跟随。然而，具有单独的信号在斑点移动穿过边缘时会提供额外的信息。现在参见图17a，最初，当斑点1703a接近对象1704a的边缘时，Dl 1701a上接收的信号1705开始减少。同时，D2 1702a上接收的信号1706保持正常。参见图17b，当斑点1703b移动越过对象1704b的边缘时，与检测器Dl 1701b对应的信号1705开始增加返回‘正常’，同时用于D2 1702b的信号1706增加高于正常，直到斑点1703b已移动通过对象1704b的边缘一定距离，然后信号1706返回正常。在如图17c所示的过渡期间，来自检测器D2 1702c的信号2006增长，同时来自Dl 1701c的信号1705仍在从降低状态返回。这时，如果使用组合信号(D1+D2)，那么会发生信息丢失，从代表组合信号的曲线1707中可明白。这是因为当用于Dl 1705和D2 1706的信号在点A1711和1712处相等时，组合信号D1+D2 1707也跟随相同的路径。然而，由曲线1708表示的差别信号(D1-D2)在·点A1711处触及近零值，在点B1712处触及正(或+矢量)值。类似地，用于相对边缘轮廓的差别信号会产生负矢量值。从差别信号曲线1708获得的该额外的信息可用于增强显示的图像中的轮廓和边缘。以上例子仅仅是本发明的许多说明性应用。尽管在这里仅描述了本发明的几个实施例，但是应当理解的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明可体现为许多其它特定的形式。因此，当前的例子和实施例应认为是说明性的，而不是限制性的。
权利要求
1.一种用于检测由人携带的物品的检查系统，其中，所述人沿由Z轴和Y轴限定的平面移动，所述检查系统包括 第一检测系统，构造成当所述人沿所述平面的Y轴移动时，检测从所述人散射出来的辐射，所述第一检测系统包括与所述平面相对定位的第一平坦表面，并构造成产生对所检测的辐射做出响应的电子信号； 第二检测系统，构造成当所述人沿所述平面的Y轴移动时，检测从所述人散射出来的辐射，所述第二检测系统包括与所述平面相对定位的第二平坦表面，并构造成产生对所检测的辐射做出响应的电子信号； X射线源，定位在所述第一检测系统和所述第二检测系统之间，所述X射线源构造成产生沿所述平面的Z轴的束斑图案，并且，所述X射线源不产生沿所述平面的Y轴移动的波束；以及 处理系统，用于分析由所述第一检测系统和所述第二检测系统产生的电子信号，并用于在显示器上产生图像。
2.如权利要求I所述的检查系统，其中，所述X射线源与斩波器结合，所述斩波器运转以产生沿所述Z轴的X射线的扫描笔形波束。
3.如权利要求2所述的检查系统，其中，所述斩波器不产生沿所述Y轴的X射线的扫描笔形波束。
4.如权利要求2所述的检查系统，其中，所述斩波器包括具有三个狭缝的调制盘，每个狭缝均与邻近的狭缝定位为间隔120度。
5.如权利要求4所述的检查系统，其中，所述狭缝与至少两个平行的准直器狭缝对准，其中，从所述X射线源发射的X射线成圆锥形地照射所述准直器狭缝，以产生适时地隔行扫描的至少两个平行的扫描波束。
6.如权利要求2所述的检查系统，其中，所述斩波器包括具有至少一个螺旋孔的空心圆柱体。
7.如权利要求6所述的检查系统，其中，所述扫描笔形波束具有线性扫描速度，通过修改所述螺旋孔中的至少一个的斜度和侧滚角可以使所述线性扫描速度改变或保持不变。
8.如权利要求6所述的检查系统，其中，所述扫描笔形波束具有斑点尺寸，通过修改所述螺旋孔中的至少一个的孔径宽度可以使所述斑点尺寸改变或保持不变。
9.如权利要求I所述的检查系统，其中，所述第一检测系统容纳在第一封合件中，所述第一封合件具有从所述第一封合件的一端延伸到所述第一封合件的相对端的第一宽度，并且，所述平坦表面沿整个第一宽度延伸。
10.如权利要求9所述的检查系统，其中，所述第二检测系统容纳在第二封合件中，所述第二封合件具有从所述第二封合件的一端延伸到所述第二封合件的相对端的第一宽度，并且，所述平坦表面沿整个第一宽度延伸。
11.如权利要求10所述的检查系统，其中，所述第一封合件与所述第二封合件物理上分开，并独立于所述第二封合件。
12.如权利要求10所述的检查系统，其中，所述X射线源容纳在第三封合件中，所述第三封合件与所述第一封合件和所述第二封合件物理上分开，并独立于所述第一封合件和所述第二封合件。
13.如权利要求12所述的检查系统，其中，所述第一封合件、所述第二封合件和所述第三封合件均小于88磅重。
14.如权利要求12所述的检查系统，其中，所述第三封合件可拆卸地连接到所述第一封合件和所述第二封合件。
15.如权利要求12所述的检查系统，其中，所述第一封合件、所述第二封合件和所述第三封合件均可拆卸地连接到框架。
16.如权利要求I所述的检查系统，其中，所述斩波器包括构造成由电机旋转的圆盘斩波器。
17.如权利要求16所述的检查系统，其中，所述调制盘的速率由控制器动态地控制，以优化X射线束的扫描速度。
18.如权利要求10所述的检查系统，其中，所述第一封合件包括 第一侧，由具有内部表面和面向人的外部表面的平坦表面限定，所述第一侧构造成接收从人散射出来的辐射； 第二侧，与所述第一侧成锐角关系，所述第二侧由具有适于接收穿过所述第一侧的辐射的内部表面的平坦表面限定，所述第二侧构造成仅在辐射穿过所述第一侧之后接收该辐射； 第一基体，定位于所述第一侧的内部表面，所述第一基体还包括用于接收所述辐射和将所述辐射转变为光的活化区域； 第二基体，定位于所述第二侧的内部表面，所述第二基体还包括用于接收所述辐射和将所述辐射转变为光的活化区域；以及 至少一个光电探测器，具有光响应区域和非光响应区域，其中，所述光响应区域被定位，以接收从所述第一基体和所述第二基体发射出来的光。
19.如权利要求18所述的检查系统，其中，所述辐射包括X射线光子，并且，所述第一基体检测冲击所述第一侧的X射线光子的30%-60%。
20.如权利要求19所述的检查系统，其中，所述第二基体检测冲击所述第一侧的X射线光子的10%-30%。
21.如权利要求I所述的检查系统，还包括用于使站立或坐着的人沿所述平面移动的传送带。
22.如权利要求I所述的检查系统,其中,产生的图像包括480行、160列，并且每像素为8位。
23.如权利要求I所述的检查系统，其中，所述X射线源通过从第一点枢转到第二点而产生沿所述平面的Z轴的束斑图案，所述枢转围绕预定的旋转点定心。
24.如权利要求I所述的检查系统，其中，所述X射线源和斩波器联接到构造成相对于弓I导元件垂直地倾斜的、并对电机做出响应的表面。
25.如权利要求I所述的检查系统，其中，所述X射线源与垂直的升降机构联接，所述升降机构与构造成使所述X射线源平衡的配重联接。
26.如权利要求I所述的检查系统，其中，所述X射线源与垂直的升降机构联接，所述升降机构与至少一个升运带联接。
27.如权利要求I所述的检查系统，其中，所述X射线源与垂直的升降机构联接，所述升降机构与齿轮减速器和电机联接而不与平衡配重联接。
28.一种使用检查系统来检测隐藏在人体上的威胁物品的方法，所述检查系统包括至少一个辐射源和检测器装置，所述至少一个辐射源用于生产X射线的扫描笔形波束，其中，所述扫描笔形波束具有路径，所述检测器装置至少包括具有第一表面的第一检测器封合件和具有第二表面的第二检测器封合件，所述方法包括以下步骤 a.使人在与扫描笔形波束的光路垂直的、与所述第一表面和所述第二表面平行的平面上移动经过所述至少一个辐射源； b.产生位于辐射源封合件中的X射线束，其中，所述辐射源包括与斩波器结合的X射线源，所述扫描笔形波束由位于所述辐射源封合件中的至少一个狭缝准直，以产生垂直束斑图案而不产生水平束斑图案； c.在所述第一检测器封合件或所述第二封合件的至少一个中检测由人散射的辐射；以及 d.处理所检测的辐射以产生二维图像，所述二维图像显示由人携带的任何隐藏的爆炸材料。
29.如权利要求28所述的方法，其中，所述斩波器包括具有空心圆柱体、碳纤维圆柱体和环氧聚乙烯圆柱体的斩波器组件，所述空心圆柱体具有沿所述圆柱体的长度延伸的螺旋狭缝，所述碳纤维圆柱体覆盖所述空心圆柱体，所述环氧聚乙烯圆柱体覆盖所述碳纤维圆柱体。
30.如权利要求29所述的方法，其中，所述斩波器组件由磁力轴承组件旋转，所述磁力轴承组件包括磁转子和磁轴承定子，所述磁力轴承组件至少在所述斩波器的通电和掉电状态期间提供用于所述斩波器组件的磁悬浮。
全文摘要
本说明书公开了一种用于检测由沿路径移动的人携带的物品的检查系统。该检查系统具有两个检测系统和X射线源，所述检测系统构造成当人沿路径移动时检测从人散射的辐射，该X射线源定位于检测系统之间。该X射线源构造成产生垂直束斑图案，而不产生水平地移动的波束。
文档编号G01N23/203GK102893143SQ201180024116
公开日2013年1月23日 申请日期2011年3月14日 优先权日2010年3月14日
发明者S.J.格雷, R.休斯, P.赖格, A.科托斯基 申请人:拉皮斯坎系统股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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