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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024085675
(43)【公開日】2024-06-27
(54)【発明の名称】電磁波走査装置、及び検査装置
(51)【国際特許分類】
G01N 21/3581 20140101AFI20240620BHJP
【ＦＩ】
G01N21/3581
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022200332
(22)【出願日】2022-12-15
(71)【出願人】
【識別番号】000004651
【氏名又は名称】日本信号株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000752
【氏名又は名称】弁理士法人朝日特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】内田 景太朗
【テーマコード（参考）】
2G059
【Ｆターム（参考）】
2G059AA05
2G059BB08
2G059BB12
2G059BB20
2G059EE01
2G059FF01
2G059FF04
2G059FF08
2G059HH05
2G059JJ14
2G059JJ15
2G059KK01
2G059LL03
2G059MM05
(57)【要約】
【課題】検査領域から電磁波が伝搬する距離を、実際の検査領域までの距離よりも長くする。
【解決手段】電磁波走査装置１は、電磁波を反射させる鏡１１と、電磁波を反射させる反射面の角度を変化させる走査鏡１２と、電磁波を集光する集光光学系１３と、集光光学系１３で集光された電磁波を受光する受光素子１４と、を有する。鏡１１は、検査領域Ｒから放射された電磁波を走査鏡１２に向けて反射する。走査鏡１２は、検査領域Ｒから放射され、鏡１１で反射した電磁波を集光光学系１３に向けて反射して、検査領域Ｒを走査する。
【選択図】図２
【解決手段】電磁波走査装置１は、電磁波を反射させる鏡１１と、電磁波を反射させる反射面の角度を変化させる走査鏡１２と、電磁波を集光する集光光学系１３と、集光光学系１３で集光された電磁波を受光する受光素子１４と、を有する。鏡１１は、検査領域Ｒから放射された電磁波を走査鏡１２に向けて反射する。走査鏡１２は、検査領域Ｒから放射され、鏡１１で反射した電磁波を集光光学系１３に向けて反射して、検査領域Ｒを走査する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電磁波を反射させる鏡と、
電磁波を反射させる反射面の角度を変化させる走査鏡と、
電磁波を集光する集光光学系と、
前記集光光学系で集光された電磁波を受光する受光素子と、
を有し、
前記鏡は、検査領域から放射された電磁波を前記走査鏡に向けて反射し、
前記走査鏡は、検査領域から放射され、前記鏡で反射した電磁波を前記集光光学系に向けて反射して、前記検査領域を走査する電磁波走査装置。
電磁波を反射させる反射面の角度を変化させる走査鏡と、
電磁波を集光する集光光学系と、
前記集光光学系で集光された電磁波を受光する受光素子と、
を有し、
前記鏡は、検査領域から放射された電磁波を前記走査鏡に向けて反射し、
前記走査鏡は、検査領域から放射され、前記鏡で反射した電磁波を前記集光光学系に向けて反射して、前記検査領域を走査する電磁波走査装置。
【請求項2】
前記検査領域を挟んで前記鏡と対向する位置に配置され、放射する電磁波の時間変化が所定の基準未満である基準物体を有する
請求項１に記載の電磁波走査装置。
請求項１に記載の電磁波走査装置。
【請求項3】
前記鏡を複数有し、
前記走査鏡は、複数の前記鏡のうち２以上の鏡による反射を経て入射した電磁波を前記集光光学系に向けて反射する
請求項２に記載の電磁波走査装置。
前記走査鏡は、複数の前記鏡のうち２以上の鏡による反射を経て入射した電磁波を前記集光光学系に向けて反射する
請求項２に記載の電磁波走査装置。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁波走査装置と、
前記受光素子での受光結果に基づき前記検査領域に存在する物体を検査する検査部と、
を有する検査装置。
前記受光素子での受光結果に基づき前記検査領域に存在する物体を検査する検査部と、
を有する検査装置。
【請求項5】
請求項２に記載の電磁波走査装置と、
前記受光素子での受光結果に基づき前記検査領域に存在する物体を検査する検査部と、
前記検査領域から放射された電磁波の時間変化を検知する検知部と、
を有し、
前記検査部は、前記検知部が前記基準以上の時間変化を検知したときに検査を開始する
ことを特徴とする検査装置。
前記受光素子での受光結果に基づき前記検査領域に存在する物体を検査する検査部と、
前記検査領域から放射された電磁波の時間変化を検知する検知部と、
を有し、
前記検査部は、前記検知部が前記基準以上の時間変化を検知したときに検査を開始する
ことを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電磁波を走査する電磁波走査装置、及び電磁波走査装置を用いて人の所持物を検査する検査装置の技術に関する。
【背景技術】
【0002】
所持物検査を行う方法として、電磁波を使用して衣服の下に隠匿された危険物の有無を検査する方法がある。例えば、特許文献１は、広角化しても、均一な電磁波検知を維持できる電磁波検知装置及びこれを用いたスキャナを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－１１０６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば、空港における所持物検査は、比較的、処理速度が要求されないため、省スペースが要求されることも少ない。
【0005】
一方、イベント会場、公共交通機関、オフィスビル、ホテル等、一般の施設は、空港よりも高い処理速度を所持物検査に要求する。したがって、入場者の所持物を検査しながら、入場の速度（スループットともいう）を維持するには、例えば、上述した特許文献１に示す技術のように歩行者等の移動体を検査対象とすることが望ましい。また、これら一般の施設では、スループット向上のため、入場者の列を複数にしてそれら複数の列を並行して検査することが望ましく、一つの検査装置に許容される空間は空港等に比べて狭くなることが多い。
【0006】
電磁波を用いる検査装置は、省スペースが要求される場合、受光部から検査対象までの距離が十分にとれないため、回転走査機構を用いることが多い。さらに、走査の回転中心から検査対象までが近いと、検査装置は、走査の振れ角を広角化する必要がある。特許文献１に記載の技術は、広角化と検知の均一性維持との両立を目的としている。
【0007】
しかし、走査の振れ角を広角化すると、検査装置のスキャンレートは低下する。また、走査の振れ角が広がると、検査装置は、例えば隣の通路を通る人、天井、壁等の意図しない背景からの電磁波を受けることがある。意図しない背景からの電磁波を受けざるを得ない場合、検査装置は、受けたその電磁波が検査対象物から放射されたものであるか否かを区別しなければならない。
【0008】
本発明の目的の一つは、検査領域から電磁波が伝搬する距離を、実際の検査領域までの距離よりも長くした電磁波走査装置、及び検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、電磁波を反射させる鏡と、電磁波を反射させる反射面の角度を変化させる走査鏡と、電磁波を集光する集光光学系と、前記集光光学系で集光された電磁波を受光する受光素子と、を有し、前記鏡は、検査領域から放射された電磁波を前記走査鏡に向けて反射し、前記走査鏡は、検査領域から放射され、前記鏡で反射した電磁波を前記集光光学系に向けて反射して、前記検査領域を走査する電磁波走査装置、を第１の態様として提供する。
【0010】
第１の態様の電磁波走査装置によれば、検査領域から電磁波が伝搬する距離を、実際の検査領域までの距離よりも長くすることができる。
【0011】
第１の態様の電磁波走査装置において、前記検査領域を挟んで前記鏡と対向する位置に配置され、放射する電磁波の時間変化が所定の基準未満である基準物体を有する、という構成が第２の態様として採用されてもよい。
【0012】
第２の態様の電磁波走査装置によれば、検査領域から放射される電磁波の時間変化に基づいて、検査対象が検査領域に存在しているか否かを判断することができる。
【0013】
第２の態様の電磁波走査装置において、前記鏡を複数有し、前記走査鏡は、複数の前記鏡のうち２以上の鏡による反射を経て入射した電磁波を前記集光光学系に向けて反射する、という構成が第３の態様として採用されてもよい。
【0014】
第３の態様の電磁波走査装置によれば、１つの鏡のみを用いる場合に比べて、検査領域から電磁波が伝搬する距離を長くすることができる。
【0015】
本発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁波走査装置と、前記受光素子での受光結果に基づき前記検査領域に存在する物体を検査する検査部と、を有する検査装置、を第４の態様として提供する。
【0016】
第４の態様の検査装置によれば、検査領域から電磁波が伝搬する距離を、実際の検査領域までの距離よりも長くして、この検査領域に存在する物体を検査することができる。
【0017】
本発明は、請求項２に記載の電磁波走査装置と、前記受光素子での受光結果に基づき前記検査領域に存在する物体を検査する検査部と、前記検査領域から放射された電磁波の時間変化を検知する検知部と、を有し、前記検査部は、前記検知部が前記基準以上の時間変化を検知したときに検査を開始することを特徴とする検査装置、を第５の態様として提供する。
【0018】
第５の態様の検査装置によれば、検査領域から放射される電磁波の時間変化に基づいて、検査を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施形態に係る検査装置９を上から見た例を示す平面図。
【図2】電磁波走査装置１ａ、１ｂの構成の例を示す図。
【図3】走査鏡１２、集光光学系１３、及び受光素子１４を説明するための図。
【図4】基準物体１８の例を示す図。
【図5】レドーム１０、鏡１１、基準物体１８のＺ軸方向の長さを示す図。
【図6】鏡１１ａによる電磁波の反射を説明するための図。
【図7】情報処理装置２の構成の例を示す図。
【図8】検査装置９による検査処理の動作の流れの例を示すフロー図。
【図9】変形例における電磁波の伝搬路の例を示す図。
【図10】変形例における２以上の鏡の例を示す図。
【図11】変形例における走査鏡１２の形状の例を示す図。
【図12】変形例における電磁波走査装置１の例を上から見た図。
【図13】変形例における電磁波走査装置１の例を右側面からみた図。
【発明を実施するための形態】
【0020】
＜実施形態＞
＜検査装置の構成＞
以下、図において、検査装置９の各構成が配置される空間をＸＹＺ右手系座標空間として表す。また、図に示す座標記号のうち、円の中に点を描いた記号は、紙面奥側から手前側に向かう矢印を表し、円の中に交差する２本の線を描いた記号は、紙面手前側から奥側に向かう矢印を表す。空間においてＸ軸に沿う方向をＸ軸方向という。また、Ｘ軸方向のうち、Ｘ成分が増加する方向を＋Ｘ方向といい、Ｘ成分が減少する方向を－Ｘ方向という。Ｙ、Ｚ成分についても、Ｘ成分と同様に定義される。
＜検査装置の構成＞
以下、図において、検査装置９の各構成が配置される空間をＸＹＺ右手系座標空間として表す。また、図に示す座標記号のうち、円の中に点を描いた記号は、紙面奥側から手前側に向かう矢印を表し、円の中に交差する２本の線を描いた記号は、紙面手前側から奥側に向かう矢印を表す。空間においてＸ軸に沿う方向をＸ軸方向という。また、Ｘ軸方向のうち、Ｘ成分が増加する方向を＋Ｘ方向といい、Ｘ成分が減少する方向を－Ｘ方向という。Ｙ、Ｚ成分についても、Ｘ成分と同様に定義される。
【0021】
図１は、本発明の実施形態に係る検査装置９を上から見た例を示す平面図である。本発明の実施形態に係る検査装置９は、人Ｑの身体及びその所持物から放射される電磁波の放射量又は反射率の違いを用いて、隠し持った所持物を検出するウォークスルー検査装置である。図１において、－Ｚ方向は下向き、つまり、重力の方向であり、Ｘ軸方向は、進路Ｐａの幅の方向であり、Ｙ軸方向は、進路Ｐａに沿った方向である。なお、人Ｑは、検査装置９による検査の対象となる者、つまり、検査対象者である。
【0022】
検査装置９は、４つの電磁波走査装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ（以下、これらを区別しない場合、単に「電磁波走査装置１」という）、及び情報処理装置２を有する。電磁波走査装置１と情報処理装置２は、有線又は無線で通信可能に接続されている。
【0023】
図１に示す４つの電磁波走査装置１は、いずれも進路Ｐａに沿って＋Ｙ方向に歩行（移動）する人Ｑ、及び人Ｑが所持している物（所持物という）からそれぞれ放射されるテラヘルツ波等の電磁波を受光（受波ともいう）し、その電磁波の強度の差から所持物を感知する機器である。これら４つの電磁波走査装置１は、いずれもＺ軸方向に沿って伸びる柱状の筐体を有する。
【0024】
平面Ｆｘは、Ｘ軸方向に平行な法線ベクトルを有し、進路Ｐａの幅方向の中央に位置する仮想平面である。平面Ｆｙは、Ｙ軸方向に平行な法線ベクトルを有し、進路Ｐａの進行方向の中央に位置する仮想平面である。検査装置９は、平面Ｆｘと平面Ｆｙとが交差する位置（以下、検査位置ともいう）を人Ｑが通過するときに、人Ｑ及びその所持物を検査する。
【0025】
電磁波走査装置１ａは、進路Ｐａにおける検査位置の前方・左側に位置する。電磁波走査装置１ｂは、進路Ｐａにおける検査位置の後方・左側に位置する。電磁波走査装置１ｂは、平面Ｆｙについて電磁波走査装置１ａの面対称となるように配置されている。つまり、電磁波走査装置１ａと電磁波走査装置１ｂとは、平面Ｆｙに関して鏡像の関係にある。
【0026】
また、電磁波走査装置１ｃは、進路Ｐａにおける検査位置の前方・右側に位置する。電磁波走査装置１ｃは、平面Ｆｘについて電磁波走査装置１ａの面対称となるように配置されている。つまり、電磁波走査装置１ａと電磁波走査装置１ｃとは、平面Ｆｘに関して鏡像の関係にある。
【0027】
そして、電磁波走査装置１ｄは、進路Ｐａにおける検査位置の後方・右側に位置する。電磁波走査装置１ｄは、平面Ｆｘについて電磁波走査装置１ｂの面対称となるように配置されている。つまり、電磁波走査装置１ｂと電磁波走査装置１ｄとは、平面Ｆｘに関して鏡像の関係にある。また、電磁波走査装置１ｄは、平面Ｆｙについて電磁波走査装置１ｃの面対称となるように配置されている。つまり、電磁波走査装置１ｃと電磁波走査装置１ｄとは、平面Ｆｙに関して鏡像の関係にある。
【0028】
進路Ｐａにおける検査位置の周辺には、４つの検査領域Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ（以下、これらを区別しない場合、単に「検査領域Ｒ」という）がある。これら検査領域Ｒは、上述した４つの電磁波走査装置１のそれぞれによって検査される領域である。検査領域Ｒａは、検査位置の前方・左側の領域である。検査領域Ｒｂは、検査位置の後方・左側の領域である。検査領域Ｒｃは、検査位置の前方・右側の領域である。検査領域Ｒｄは、検査位置の後方・右側の領域である。
【0029】
検査領域Ｒａと検査領域Ｒｂとは、平面Ｆｙに関して鏡像の関係にある。検査領域Ｒａと検査領域Ｒｃとは、平面Ｆｘに関して鏡像の関係にある。検査領域Ｒｂと検査領域Ｒｄとは、平面Ｆｘに関して鏡像の関係にある。これらの検査領域Ｒは、互いに鏡像関係にあるため、代表して検査領域Ｒａに対する検査について説明する。
【0030】
検査位置を通過する人Ｑ、及びその所持物のうち、検査領域Ｒａから放射される電磁波は、その一部が伝搬路Ｄ１を通って電磁波走査装置１ａに到達する。
【0031】
図２は、電磁波走査装置１ａ、１ｂの構成の例を示す図である。図２の（ａ）に示す電磁波走査装置１ａは、レドーム１０ａ、鏡１１ａ、走査鏡１２ａ、集光光学系１３ａ、受光素子１４ａ、処理部１５ａ、制御部１６ａ、モータ１７ａ、及び基準物体１８ａを有する。
【0032】
また、図２の（ｂ）に示す電磁波走査装置１ｂは、レドーム１０ｂ、鏡１１ｂ、走査鏡１２ｂ、集光光学系１３ｂ、受光素子１４ｂ、処理部１５ｂ、制御部１６ｂ、モータ１７ｂ、及び基準物体１８ｂを有する。これらの構成は、上述した電磁波走査装置１ａの、レドーム１０ａ、鏡１１ａ、走査鏡１２ａ、集光光学系１３ａ、受光素子１４ａ、処理部１５ａ、制御部１６ａ、モータ１７ａ、及び基準物体１８ａと共通のものである。電磁波走査装置１ｃ、１ｄも、これらと共通する構成をそれぞれ有する。
【0033】
以下、これらの構成をそれぞれ区別しない場合、単に、レドーム１０、鏡１１、走査鏡１２、集光光学系１３、受光素子１４、処理部１５、制御部１６、モータ１７、及び基準物体１８と記載する。
【0034】
レドーム１０は、板状の部材であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリメチルペンテン等の、電磁波を比較的透過させ易い樹脂材料により形成される。レドーム１０は、電磁波走査装置１の筐体の外部から届く電磁波を内部へ透過させつつ、内部を埃等から保護する。
【0035】
鏡１１は、例えば図２の（ａ）に示すように電磁波走査装置１の筐体の表面のうち検査位置に向かう側に貼り付けられている。鏡１１は、電磁波を反射させる鏡の例である。
【0036】
走査鏡１２は、ポリゴンミラーとも呼ばれる。モータ１７は、走査鏡１２を回転させる原動機であり、例えば電動機である。モータ１７は、制御部１６によって制御される。
【0037】
図２の（ａ）に示す走査鏡１２ａは、モータ１７ａの駆動力を受けて軸Ａａを中心に回転する。また、図２の（ｂ）に示す走査鏡１２ｂは、モータ１７ｂの駆動力を受けて軸Ａｂを中心に回転する。以下、軸Ａａ、及び軸Ａｂは、区別を要しない場合、単に軸Ａと記載される。
【0038】
図３は、走査鏡１２、集光光学系１３、及び受光素子１４を説明するための図である。走査鏡１２の形状は、例えば、図３に示すように四角錐である。走査鏡１２は、回転することにより電磁波を反射させる反射面の角度を変化させ、検査領域Ｒを走査する。つまり、走査鏡１２は、電磁波を反射させる反射面の角度を変化させる走査鏡の例である。
【0039】
集光光学系１３は、走査鏡１２で反射させられた電磁波を受光素子１４に集光する鏡である。集光光学系１３は、例えば放物面鏡である。つまり、この集光光学系１３は、電磁波を集光する集光光学系の例である。
【0040】
受光素子１４は、集光光学系１３で集光されたテラヘルツ波等の電磁波を受光してその強度に応じた信号を生成する素子である。受光素子１４は、例えば、フォトダイオード等である。つまり、この受光素子１４は、集光光学系で集光された電磁波を受光する受光素子の例である。人Ｑ等が放射するテラヘルツ波の周波数は、１００ＧＨｚ以上１０ＴＨｚ未満の電磁波と言われている。この受光素子１４は、例えば１００ＧＨｚ帯の電磁波を感知する。
【0041】
処理部１５は、受光素子１４が生成する信号を処理して、例えば、走査された検査領域Ｒから放射されている電磁波の強度を一列に並べたデータ（一次元走査データともいう）に変換する。処理部１５は、例えば、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）である。処理部１５により変換されたこの一次元走査データは、制御部１６に供給される。
【0042】
制御部１６は、上述したモータ１７を制御して、走査鏡１２を回転させる。また、制御部１６は、走査鏡１２による１回の走査ごとに処理部１５から上述した一次元走査データを受取る。そして、制御部１６は、受取った一次元走査データの経時変化に基づいて、検査領域Ｒを通過する人Ｑ、及びその所持物が放射する電磁波を示す画像データを生成する。
【0043】
例えば、走査鏡１２の形状が上述した四角錐である場合、この走査鏡１２は４回対称である。したがって、制御部１６は、モータ１７を介して走査鏡１２を９０度回転させるごとに、１回の走査が行われ、走査を１回行うごとに処理部１５から上述した一次元走査データを受取る。制御部１６は、受取った一次元走査データを順につなぎ合わせて画像データを生成し情報処理装置２へ供給する。
【0044】
基準物体１８は、電磁波走査装置１の筐体のうち、進路Ｐａ側に貼り付けられている。図４は、基準物体１８の例を示す図である。図４に示す電磁波走査装置１ｄの筐体の表面のうち、進路Ｐａ側である－Ｘ側には、基準物体１８ｄが貼り付けられている。基準物体１８ｄが配置されているこの位置は、図１に示す通り、検査領域Ｒａを挟んで電磁波走査装置１ａに設けられた鏡１１ａと対向する位置である。
【0045】
この基準物体１８ｄは、放射する電磁波の帯域が人Ｑ、及びその所持物のいずれとも異なっている。また、この基準物体１８ｄは、放射する電磁波の時間変化が予め決められた所定の基準よりも低い。つまり、この基準物体１８は、検査領域を挟んで鏡と対向する位置に配置され、放射する電磁波の時間変化が所定の基準未満である基準物体の例である。
【0046】
人Ｑが検査領域Ｒを通過していないとき、走査鏡１２は、検査領域Ｒを挟んで鏡１１に対抗する位置に配置されたこの基準物体１８から放射される電磁波を受光する。上述した通り、基準物体１８と人Ｑ、及びその所持物とでは、時間変化、又は帯域に関する電磁波の特性が異なるので、受光素子１４により感知された電磁波の差異を用いることで、検査装置９は、人Ｑが検査領域Ｒを通過しているか否かを判断することができる。
【0047】
図１に示す通り、伝搬路Ｄ１を通って電磁波走査装置１ａに到達した電磁波は、図２の（ａ）に示す鏡１１ａにより正反射する。そして、正反射したこの電磁波は、伝搬路Ｄ２に沿って進み、図１に示す通り電磁波走査装置１ｂに到達する。電磁波走査装置１ｂに到達したこの電磁波は、図２の（ｂ）に示すレドーム１０ｂを通って走査鏡１２ｂにより反射し、集光光学系１３ｂによって集光され受光素子１４ｂに到達する。
【0048】
図５は、レドーム１０、鏡１１、基準物体１８のＺ軸方向の長さを示す図である。図５の（ａ）には電磁波走査装置１を上から、つまり、－Ｚ方向に沿って見た平面図が示されている。図５の（ｂ）には電磁波走査装置１を、図１に示す人Ｑの進行方向、つまり＋Ｙ方向に沿って見た正面図が示されている。図５の（ｃ）には電磁波走査装置１を、図１に示す人Ｑの進行方向に対する右から左へ、つまり、－Ｘ方向に沿って見た右側面図が示されている。
【0049】
図５に示す通り、レドーム１０のＺ軸方向の長さ、つまり、高さはＨ１０である。一方、鏡１１の高さはＨ１０よりも長いＨ１１である。なお、基準物体１８の高さは鏡の高さであるＨ１１よりも長い。
【0050】
図６は、鏡１１ａによる電磁波の反射を説明するための図である。電磁波走査装置１ｂにおいて、走査鏡１２ｂは軸Ａｂを中心にして回転する。これにより、走査鏡１２ｂの反射面は角度を変えるため、レドーム１０ｂを通過して走査鏡１２ｂが受光する範囲は、図６に示す通り、軸Ａｂを中心とする扇形になる。すなわち、走査鏡１２ｂが軸Ａｂを中心に回転することにより、電磁波走査装置１ｂは、Ｚ軸方向のスキャンを行う。
【0051】
ここで、走査鏡１２ｂが電磁波走査装置１ａの鏡１１ａを経由することなく直接、人Ｑから電磁波を受光する場合、走査鏡１２ｂから人ＱまでのＹ軸方向の距離はＬ０である。そのため、走査鏡１２ｂは図６に示す領域Ｒ０から届く電磁波しか受光することができない。この領域Ｒ０は、Ｚ軸方向において人Ｑの胸から首まで程度である。一方、危険物等を秘匿して所持し得る位置は領域Ｒ０よりも大きい。仮に領域Ｒ０のみを検査するのであれば、検査装置９は、例えば、人Ｑが着ているジャケット、ズボン等のポケット内の危険物を検査することができない。
【0052】
本発明における電磁波走査装置１は、鏡１１を利用するので、検査対象からの電磁波が伝搬する距離を、実際の検査対象までの距離よりも長くとることができる。
【0053】
例えば、電磁波走査装置１ｂの走査鏡１２ｂは、電磁波走査装置１ａに設けられた鏡１１ａの鏡面Ｆａによって正反射された鏡像からの電磁波を受光する。つまり、走査鏡１２ｂが受光するのは、実際の人Ｑから直接に放射された電磁波ではなく、鏡１１ａの鏡面Ｆａにより正反射された人Ｑの鏡像体Ｑｒから放射された電磁波である。したがって、走査鏡１２ｂから検査対象である鏡像体Ｑｒまでの見かけの距離はＬ０よりも長いＬ１となるので、走査鏡１２ｂは図６に示す領域Ｒ１から届く電磁波の全てを受光することができる。
【0054】
そして、この領域Ｒ１には、鏡像体Ｑｒの膝から首までの範囲が全て含まれているので、上述した領域Ｒ０のみを検査する場合に比べて検査漏れが減少する。また、鏡１１による鏡像からの電磁波を走査するので、電磁波走査装置１は、Ｚ軸方向に複数の走査鏡１２を設けなくても、人Ｑの所持物を検査することができる。
【0055】
さらに、走査鏡１２は、実際の検査対象から直接に放射された電磁波を受光する場合に比べて、電磁波の伝搬距離を長くとれるので、走査の振れ角を比較的小さくすることができる。そのため、図６に示した通り、電磁波走査装置１は、水平以下を視野とすることが可能となり、天井等、意図しない方向から届く電磁波を遮断することができる。また、１回あたりの振れ角が小さくても、十分な広さの検査領域Ｒを検査することができるため、１回あたりの走査にかかる時間が短くなり、鏡１１を用いない場合に比べてスキャンレート（走査の速度、単位時間あたりの走査回数等）が向上する。
【0056】
電磁波走査装置１が有する鏡１１は、検査領域から放射された電磁波を走査鏡に向けて反射する鏡の例である。また、電磁波走査装置１が有する走査鏡１２は、検査領域から放射され、鏡で反射した電磁波を集光光学系に向けて反射して、検査領域を走査する走査鏡の例である。
【0057】
上述した通り、電磁波走査装置１は、走査鏡１２によって検査領域ＲをＺ軸方向に走査する。そして、進路Ｐａを人Ｑが＋Ｙ方向に歩行（移動）することにより、人Ｑ及びその所持物は、電磁波走査装置１の検査領域Ｒを通過する。これにより、電磁波走査装置１は、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に人Ｑ及びその所持物をスキャンすることとなる。つまり、人Ｑ及びその所持物は、放射する電磁波の強弱を示した平面画像として捉えられる。
【0058】
人Ｑの身体が１００ＧＨｚ帯のテラヘルツ波を発しているとき、この人Ｑが衣服の内側に金属等のテラヘルツ波を透過し難い所持物を隠していると、その所持物により人Ｑの身体が発するテラヘルツ波は遮蔽される。
【0059】
走査鏡１２が鏡１１を経由して検査領域Ｒにいる人Ｑを走査すると、走査鏡１２が受光した電磁波は集光光学系１３により受光素子１４へ集光される。そして、受光素子１４は、人Ｑと上述した所持物とのそれぞれから放射されるこれらの電磁波を感知する。処理部１５は、受光素子１４が生成した信号を処理して一次元走査データに変換する。制御部１６は、処理部１５から一次元走査データを取得し、これに基づいて、人Ｑと所持物とが平面画像として表された画像データを生成する。この画像データには、所持物の輪郭に沿って生じた電磁波の強度差が現れている。
【0060】
【0061】
メモリ２２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ等を有し、オペレーティングシステム、各種のコンピュータプログラム（以下、単にプログラムという）、及びデータ等を記憶する。
【0062】
プロセッサ２１は、メモリ２２からオペレーティングシステム、及びプログラムを読出して実行することにより情報処理装置２の各部を制御する。プロセッサ２１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。また、プロセッサ２１は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）であってもよいし、ＦＰＧＡを含んでもよい。また、このプロセッサは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、又は他のプログラマブル論理デバイスを有し、これらによって制御を行ってもよい。
【0063】
インタフェース２３は、有線又は無線により情報処理装置２を他の装置に通信可能に接続する通信回路である。このインタフェース２３は、例えば、図１に示す４つの電磁波走査装置１とそれぞれ通信可能に接続されている。
【0064】
電磁波走査装置１は、検査領域Ｒに存在するときの人Ｑから放射される電磁波を受光素子１４で受光し、その電磁波の方向ごとの強度に応じた平面画像を示す画像データを制御部１６で生成して情報処理装置２に送る。つまり、この画像データは、受光素子１４における受光結果に基づくものである。
【0065】
情報処理装置２のインタフェース２３は、この画像データを取得してプロセッサ２１に引き渡す。プロセッサ２１は、この画像データを解析して人Ｑの所持物の形状を特定する。このようにして検査装置９は、人Ｑが衣服の内側に隠した金属、爆発物、セラミック、可燃性液体等の物体を検査する。なお、この検査装置９において、情報処理装置２は、受光素子での受光結果に基づき検査領域に存在する物体を検査する検査部の例である。
【0066】
操作部２４は、各種の指示をするための操作ボタン、キーボード、タッチパネル、マウス等の操作子を備えており、操作を受付けてその操作内容に応じた信号をプロセッサ２１に送る。この操作は、例えば、キーボードに対する押下、非接触タッチパネルに対するジェスチャー等である。
【0067】
表示部２５は、液晶ディスプレイ等の表示画面を有しており、プロセッサ２１の制御の下、画像を表示する。表示画面の上には、操作部２４の透明のタッチパネルが重ねて配置されてもよい。表示部２５は、進路Ｐａの入口側等に設けられた表示画面を含んでもよい。例えば、入口側等に設けられた表示部２５の表示画面は、進路Ｐａの所定領域に入場しようとする検査対象者に向けてメッセージ等を表示してもよい。
【0068】
なお、情報処理装置２は、操作部２４及び表示部２５を有しなくてもよい。情報処理装置２は、インタフェース２３を介して外部の装置から操作され、又は外部の装置に情報を提示してもよい。
【0069】
＜検査装置の動作＞
図８は、検査装置９による検査処理の動作の流れの例を示すフロー図である。電磁波走査装置１の制御部１６は、受光素子１４により生成される信号の時間変化に基づいて、検査領域Ｒに人Ｑ等が到達しているか否かを判断する。受光素子１４が生成する信号に閾値を超えた時間変化が生じた場合、走査鏡１２が受光している電磁波は、基準物体１８から放射されたものではなく、基準物体１８と鏡１１とに挟まれた検査領域Ｒを通過中の人Ｑ、及びその所持物から放射されたものに変化しているからである。
図８は、検査装置９による検査処理の動作の流れの例を示すフロー図である。電磁波走査装置１の制御部１６は、受光素子１４により生成される信号の時間変化に基づいて、検査領域Ｒに人Ｑ等が到達しているか否かを判断する。受光素子１４が生成する信号に閾値を超えた時間変化が生じた場合、走査鏡１２が受光している電磁波は、基準物体１８から放射されたものではなく、基準物体１８と鏡１１とに挟まれた検査領域Ｒを通過中の人Ｑ、及びその所持物から放射されたものに変化しているからである。
【0070】
そして、制御部１６は、人Ｑ等の検査対象が検査領域Ｒに到達していると判断すると、情報処理装置２にその旨を通知する。なお、この制御部１６は、電磁波走査装置１の受光素子１４における受光結果により、検査領域Ｒから放射された電磁波の時間変化を検知している。つまり、この制御部１６は、検査領域から放射された電磁波の時間変化を検知する検知部の例である。
【0071】
情報処理装置２のプロセッサ２１は、４つの電磁波走査装置１のいずれかから通知を受けて、検査対象が検査領域Ｒに到達したか否かを判断する（ステップＳ１０１）。検査対象が検査領域Ｒに到達していない、と判定する間（ステップＳ１０１；ＮＯ）、プロセッサ２１は、この判定を続ける。
【0072】
一方、検査対象が検査領域Ｒに到達した、と判定すると（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、プロセッサ２１は、検査対象の検査を開始する。すなわち、プロセッサ２１は、電磁波走査装置１のそれぞれに、進路Ｐａに沿って歩行する人Ｑの走査を行わせ、人Ｑが危険物を所持しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【0073】
情報処理装置２は、電磁波走査装置１の制御部１６が検査領域Ｒから放射された電磁波の、基準以上の時間変化を検知したときに、検査対象の検査を開始する。したがって、この情報処理装置２は、検知部が基準以上の時間変化を検知したときに検査を開始する検査部の例である。
【0074】
人Ｑが危険物を所持していない、と判定する場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、プロセッサ２１は、処理をステップＳ１０１に戻す。一方、人Ｑが危険物を所持している、と判定すると（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、プロセッサ２１は、例えば、表示部２５の表示画面等により、その旨を通知し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。
【0075】
以上、説明した動作を行うことにより、検査装置９は、電磁波が検査領域Ｒから走査鏡１２まで伝搬する距離を、実際の検査領域Ｒから走査鏡１２までの距離よりも長くする。その結果、検査装置９は、Ｚ軸方向に複数の走査鏡１２を並べて配置しなくても限られたスペースで人Ｑ及びその所持物を検査することができる。
【0076】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさ及び配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。したがって、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【0077】
＜変形例＞
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例は組み合わされてもよい。
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例は組み合わされてもよい。
【0078】
＜１＞
上述した実施形態において、検査装置９は、電磁波走査装置１に基準物体１８を設けることによって、人Ｑ等の検査対象が検査領域Ｒを通過しているときと、それ以外のときとを区別していた。しかし、検査装置９は、図１に示す入退場検知器４を有してもよく、この入退場検知器４を用いて、検査対象が検査領域Ｒを通過しようとしているタイミングを検知してもよい。
上述した実施形態において、検査装置９は、電磁波走査装置１に基準物体１８を設けることによって、人Ｑ等の検査対象が検査領域Ｒを通過しているときと、それ以外のときとを区別していた。しかし、検査装置９は、図１に示す入退場検知器４を有してもよく、この入退場検知器４を用いて、検査対象が検査領域Ｒを通過しようとしているタイミングを検知してもよい。
【0079】
入退場検知器４は、進路Ｐａの所定範囲における入口、出口等の所定位置に配置される。入退場検知器４は、人Ｑが所定範囲に入場し、又はその所定範囲から退場したことを検知する構成である。図１に示す通り、例えば、入退場検知器４は、赤外線等の光を照射する素子とこの光を検知する素子との組を左右に配置し、人Ｑがその光を遮ったことを検知して、人Ｑによる入場及び退場を検知する。
【0080】
この場合、入退場検知器４は、情報処理装置２と有線又は無線で通信可能に接続されていればよい。この変形例において、入退場検知器４は、人Ｑの所定範囲への入場、又は所定範囲からの退場を検知すると、インタフェース２３は、その情報を取得してプロセッサ２１に伝える。情報処理装置２は、入退場検知器４から人Ｑの入場又は退場の通知を受取って、検査の開始、終了を判断すればよい。
【0081】
なお、入退場検知器４は、赤外線等を用いたものに限らず、例えば、可視光、音波等を用いたものであってもよい。また、入退場検知器４は、例えば、進路Ｐａの下部に配置されたロードセルであってもよい。この場合、入退場検知器４は、進路Ｐａの所定範囲に入場した人Ｑの重量を計測することにより、人Ｑの入場及び退場を検知する。
【0082】
＜２＞
上述した実施形態において、電磁波走査装置１は、それぞれ１つずつ鏡１１を有していたが、２つ以上の鏡を有してもよい。また、電磁波走査装置１の走査鏡１２は、２以上の鏡で反射した電磁波を受光して集光光学系１３に向けて反射してもよい。
上述した実施形態において、電磁波走査装置１は、それぞれ１つずつ鏡１１を有していたが、２つ以上の鏡を有してもよい。また、電磁波走査装置１の走査鏡１２は、２以上の鏡で反射した電磁波を受光して集光光学系１３に向けて反射してもよい。
【0083】
【0084】
図１０は、変形例における２以上の鏡の例を示す図である。図１０には、電磁波走査装置１ａの構成の詳細が示されている。変形例において、電磁波走査装置１ａが有する鏡１１ａは、２つの鏡１１１ａ、鏡１１２ａで構成される鏡１１１ａは、電磁波走査装置１ａの筐体に貼り付けられている。一方、鏡１１２ａは、電磁波走査装置１ａの筐体から離れた位置に配置されている。
【0085】
検査領域Ｒａから伝搬路Ｄ１に沿って電磁波走査装置１ａに到達した電磁波は、鏡１１１ａにより正反射して、伝搬路Ｄ２に沿って進む。伝搬路Ｄ２の先には鏡１１２ａが配置されている。そのため、伝搬路Ｄ２に沿って進む電磁波は、鏡１１２ａにより正反射して、伝搬路Ｄ３に沿って進む。この伝搬路Ｄ３の先にはレドーム１０ａがある。その結果、伝搬路Ｄ３に沿って進む電磁波は、レドーム１０ａを通過して走査鏡１２ａに受光され、集光光学系１３ａに向けて反射される。そして、この電磁波は、この集光光学系１３によって集光され受光素子１４ａに感知される。
【0086】
このように電磁波走査装置１は、検査対象から放射される電磁波を２以上の鏡１１を使って２回以上、反射させて走査鏡１２に受光させてもよい。この変形例における電磁波走査装置１は、鏡を複数有し、走査鏡が、複数の鏡のうち２以上の鏡による反射を経て入射した電磁波を集光光学系に向けて反射する電磁波走査装置の例である。この構成によれば、検査装置９は、鏡を用いない場合又は１つの鏡のみを用いる場合に比べて、同じ空間を使って電磁波を伝搬させる距離を長くすることができる。
【0087】
＜３＞
上述した実施形態において、走査鏡１２の形状は四角錐であったが、反射面の角度を変化させることができればどのような形状であってもよい。図１１は、変形例における走査鏡１２の形状の例を示す図である。図１１に示す通り、走査鏡１２の形状は、八角錐であってもよい。走査鏡１２の形状が八角錐である場合、この走査鏡１２は８回対称である。したがって、制御部１６は、モータ１７を介して走査鏡１２を４５度回転させるごとに、走査鏡１２に１回の走査を行わせることができる。つまり、走査鏡１２の形状を八角錐にすることで、これを四角錐にしている場合に比べて、電磁波走査装置１は、スキャンレートを上げることができる。
上述した実施形態において、走査鏡１２の形状は四角錐であったが、反射面の角度を変化させることができればどのような形状であってもよい。図１１は、変形例における走査鏡１２の形状の例を示す図である。図１１に示す通り、走査鏡１２の形状は、八角錐であってもよい。走査鏡１２の形状が八角錐である場合、この走査鏡１２は８回対称である。したがって、制御部１６は、モータ１７を介して走査鏡１２を４５度回転させるごとに、走査鏡１２に１回の走査を行わせることができる。つまり、走査鏡１２の形状を八角錐にすることで、これを四角錐にしている場合に比べて、電磁波走査装置１は、スキャンレートを上げることができる。
【0088】
＜４＞
上述した実施形態において、４つの電磁波走査装置１は、いずれもＺ軸方向に沿って伸びる柱状の筐体を有していたが、これらの数及び形状はこれに限らない。例えば、検査装置９は、それぞれが横に伸びる２つの電磁波走査装置１を、天井に配置していてもよい。
上述した実施形態において、４つの電磁波走査装置１は、いずれもＺ軸方向に沿って伸びる柱状の筐体を有していたが、これらの数及び形状はこれに限らない。例えば、検査装置９は、それぞれが横に伸びる２つの電磁波走査装置１を、天井に配置していてもよい。
【0089】
図１２は、変形例における電磁波走査装置１の例を上から見た図である。また、図１３は、変形例における電磁波走査装置１の例を右側面からみた図である。この変形例において、電磁波走査装置１ａは、進路Ｐａにおける検査位置の前方・上方に位置する。また、この変形例において、電磁波走査装置１ｂは、進路Ｐａにおける検査位置の後方・上方に位置する。これら２つの電磁波走査装置１は、進路Ｐａの上方の天井において横向きに伸びる箱状の筐体を有しており、それぞれ２つの鏡１１と２つのレドーム１０を有する。また、これら２つの電磁波走査装置１は、いずれも走査鏡１２、集光光学系１３、受光素子１４、処理部１５、制御部１６、モータ１７に相当する構成を２つずつ有している。
【0090】
図１２に示す検査領域Ｒａに存在している人Ｑ、及びその所持物は、テラヘルツ波等の電磁波を放射している。これら電磁波のうち、一部は、図１２に示す伝搬路Ｄ１に沿って電磁波走査装置１ａに到達する。そして、電磁波走査装置１ａに到達したこの電磁波は、図１３に示す鏡１１ａにより反射して、電磁波走査装置１ｂのレドーム１０ｂに到達する。その結果、この電磁波は、電磁波走査装置１ｂの走査鏡１２ｂにより受光され、感知される。
【0091】
なお、この変形例において走査鏡１２ｂは、Ｚ軸に近い傾きを有する軸を中心に回転しているため、人Ｑ等の検査対象のＺ軸方向に沿った十分な範囲を見ることが困難な場合がある。そのため、鏡１１ａは、例えば、Ｘ軸に並行な軸を中心に揺動してもよい。これにより、電磁波走査装置１は、Ｚ軸方向に検査領域Ｒａを拡張することができる。
【0092】
＜５＞
上述した実施形態において、基準物体１８は、電磁波走査装置１の筐体の表面に設けられていたが、筐体から離れた位置に設けられていてもよい。また、基準物体１８は、検査領域Ｒを挟んで鏡１１と対向する位置であれば、例えば、床に設けられていてもよい。
上述した実施形態において、基準物体１８は、電磁波走査装置１の筐体の表面に設けられていたが、筐体から離れた位置に設けられていてもよい。また、基準物体１８は、検査領域Ｒを挟んで鏡１１と対向する位置であれば、例えば、床に設けられていてもよい。
【0093】
＜６＞
上述した実施形態において、集光光学系１３は、放物面鏡であったが、電磁波を受光素子に向けて集光することができれば他の構成であってもよい。例えば、集光光学系１３は、凸レンズでもよい。
上述した実施形態において、集光光学系１３は、放物面鏡であったが、電磁波を受光素子に向けて集光することができれば他の構成であってもよい。例えば、集光光学系１３は、凸レンズでもよい。
【0094】
＜７＞
上述した実施形態において、走査鏡１２は、検査領域ＲをＺ軸方向にのみ走査していたが、二次元走査をしてもよい。この場合、走査鏡１２は、例えば、検査位置において静止している人Ｑ及びその所持物に対して、ラスターパターン、又はリサージュパターンを用いて二次元走査を行う。ラスターパターンは、矩形の一辺に平行な主走査方向を進み、末端に到達すると画素に相当する距離だけ副走査方向に進むとともに主走査方向を先端に戻すパターンである。また、リサージュパターンは、いわゆるリサージュ図形に沿って二次元平面を走査するパターンであり、矩形平面で表される二次元を縦軸、横軸のいずれにも平行でない斜めの方向に走査することがあるパターンである。なお、二次元走査を行う場合、走査鏡１２は２つの軸によって、それぞれ回転、又は揺動されればよい。
上述した実施形態において、走査鏡１２は、検査領域ＲをＺ軸方向にのみ走査していたが、二次元走査をしてもよい。この場合、走査鏡１２は、例えば、検査位置において静止している人Ｑ及びその所持物に対して、ラスターパターン、又はリサージュパターンを用いて二次元走査を行う。ラスターパターンは、矩形の一辺に平行な主走査方向を進み、末端に到達すると画素に相当する距離だけ副走査方向に進むとともに主走査方向を先端に戻すパターンである。また、リサージュパターンは、いわゆるリサージュ図形に沿って二次元平面を走査するパターンであり、矩形平面で表される二次元を縦軸、横軸のいずれにも平行でない斜めの方向に走査することがあるパターンである。なお、二次元走査を行う場合、走査鏡１２は２つの軸によって、それぞれ回転、又は揺動されればよい。
【0095】
＜８＞
上述した実施形態において、検査装置９は、人Ｑ及びその所持物が自ら放射する電磁波を感知する、いわゆるパッシブ型の検査を行っていたが、アクティブ型の検査を行ってもよい。この場合、検査装置９は、検査対象に向けて電磁波を照射する照射装置を有してもよい。アクティブ型の検査を行う場合、検査装置９は、照射装置が検査対象に向けて照射し、その検査対象により反射された電磁波を電磁波走査装置１によって感知すればよい。
上述した実施形態において、検査装置９は、人Ｑ及びその所持物が自ら放射する電磁波を感知する、いわゆるパッシブ型の検査を行っていたが、アクティブ型の検査を行ってもよい。この場合、検査装置９は、検査対象に向けて電磁波を照射する照射装置を有してもよい。アクティブ型の検査を行う場合、検査装置９は、照射装置が検査対象に向けて照射し、その検査対象により反射された電磁波を電磁波走査装置１によって感知すればよい。
【符号の説明】
【0096】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ…電磁波走査装置、１０、１０ａ、１０ｂ…レドーム、１１、１１ａ、１１ｂ…鏡、１１１ａ、１１２ａ…鏡、１２、１２ａ、１２ｂ…走査鏡、１３、１３ａ、１３ｂ…集光光学系、１４、１４ａ、１４ｂ…受光素子、１５、１５ａ、１５ｂ…処理部、１６、１６ａ、１６ｂ…制御部、１７、１７ａ、１７ｂ…モータ、１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｄ…基準物体、２…情報処理装置、２１…プロセッサ、２２…メモリ、２３…インタフェース、２４…操作部、２５…表示部、４…入退場検知器、９…検査装置、Ｄ１…伝搬路、Ｄ２…伝搬路、Ｄ３…伝搬路、R、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ…検査領域、Ｒ０…領域、Ｒ１…領域。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】