CN115280098A - 摄影装置 - Google Patents

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Abstract

摄影装置(10b)具备：光源(20a)，包括对测量对象物放射亚太赫兹波的放射面(22a)；以及检测器(30c)，包括将从放射面(22a)放射的亚太赫兹波的由测量对象物带来的反射波受波的图像传感器(31)；光源(20a)具有：1个以上的点光源(21a)，放射亚太赫兹波；以及反射板(24a)，通过将从1个以上的点光源(21a)放射的亚太赫兹波漫反射，生成从放射面(22a)放射的亚太赫兹波；反射板(24a)的反射面是粗糙度曲线要素的平均长度RSm为0.3mm以上的凹凸面。

Description

摄影装置
技术领域
本发明涉及摄影装置。
背景技术
以往，已知有将隐藏在衣服等之下而不能直接辨识的物体摄影的摄影装置(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第8835849号说明书
发明内容
发明要解决的课题
以往，已知有具备朝向人物放射透过衣服等的电磁波的点光源和将从点光源放射的电磁波的反射波受波的检测器，将隐藏于该人物的衣服等之下的物体摄影的摄影装置。在上述以往的摄影装置中，透过衣服等的电磁波对于人体、金属等进行镜面反射。因此，在上述以往的摄影装置中，仅能够将对从点光源放射的电磁波进行镜面反射的人体、金属等中的成为反射波向检测器入射的角度的区域摄影。因而，在上述以往的摄影装置中，难以将隐藏于衣服等之下而不能直接辨识的人体、金属等的形状高精度地摄影。
所以，本发明的目的是提供一种能够将隐藏在衣服等之下而不能直接辨识的物体的形状比以往精度更好地摄影的摄影装置。
用来解决课题的手段
有关本发明的一技术方案的摄影装置具备：面光源，包括对测量对象物放射亚太赫兹波的放射面；以及检测器，包括将从上述放射面放射的亚太赫兹波的由上述测量对象物带来的反射波受波的图像传感器；上述面光源具有：1个以上的点光源，放射亚太赫兹波；以及反射板，通过将从上述1个以上的点光源放射的亚太赫兹波漫反射，生成从上述放射面放射的亚太赫兹波；上述反射板的反射面是粗糙度曲线要素的平均长度RSm为0.3mm以上的凹凸面。另外，“亚太赫兹波”是指0.08THz以上1THz以下的频率的电磁波。
发明效果
根据有关本发明的一技术方案的摄影装置，能够将隐藏在衣服等之下而不能直接辨识的物体的形状比以往精度更好地摄影。
附图说明
图1是表示电磁波透过物质时的衰减率与频率的关系的图。
图2是表示电磁波的波长与解析力的关系的图。
图3是表示有关实施方式1的摄影装置的结构的框图。
图4是表示有关实施方式1的光源的结构的示意图。
图5是表示有关实施方式1的检测器将反射波受波的状况的截面的示意图。
图6是表示有关第1比较例的检测器将反射波受波的状况的截面的示意图。
图7是表示有关实施方式1的摄影装置被设置的状况的示意图。
图8是表示有关实施方式2的摄影装置的结构的框图。
图9是表示有关实施方式2的第3检测器将反射波受波的状况的截面的示意图。
图10是表示有关第2比较例的检测器将反射波受波的状况的截面的示意图。
图11是表示有关实施方式2的摄影装置被设置的状况的截面的示意图。
图12是图像解析处理的流程图。
图13是表示有关实施方式3的摄影装置的结构的框图。
图14是表示有关实施方式3的摄影装置将测量对象物摄影的状况的示意图。
图15A是表示有关比较例的反射板的反射面将亚太赫兹波反射的状况的示意图。
图15B是表示被有关比较例的反射板的反射面反射的亚太赫兹波发生了干涉条纹的状况的示意图。
图15C是表示有关实施方式3的反射板的反射面的一例的放大剖视图。
图16A是关于有关实施方式3的多个单位区域的各自的俯视图。
图16B是表示在有关实施方式3的反射板的反射面上配置有多个单位区域的状况的示意图。
图17是表示有关实施方式3的反射面上的凹凸的倾斜部分的截面的示意图。
图18A是表示有关实施方式3的光学系统中的被摄体与实像的关系的示意图。
图18B是表示有关实施方式3的光学系统中的被摄体与实像的关系的示意图。
图18C是表示有关实施方式3的成像亚太赫兹波放射区域的位置的点在图像传感器上形成像的状况的示意图。
图18D是表示有关实施方式3的成像亚太赫兹波放射区域的位置的点在图像传感器上形成像的状况的示意图。
图19是表示有关变形例的摄影装置的外观的一部分的示意图。
具体实施方式
(得到本发明的一技术方案的缘由)
本发明的发明人对于进行能够实现隐藏携带于衣服等之下、包之中等的危险物(例如刀具等)的检测的摄影的摄影装置进行了专门研究。
以下，对本发明的发明人所进行的研究的内容进行说明。
本发明的发明人对于电磁波透过作为衣服、包等的材料的物质时的衰减率与频率的关系进行了研究。
图1是表示电磁波透过物质时的衰减率与频率的关系的图。
如图1所示，1THz以下的频率的电磁波能够透过作为衣服、包等的材料的许多种物质。
本发明的发明人进行上述研究的结果，得到了以下的认识：为了检测隐藏携带于衣服等之下、包之中等的危险物，利用1THz以下的频率的电磁波是适当的。
此外，本发明的发明人对于实现能够将危险物的形状摄影的分辨率的频率进行了研究。
电磁波的频率(波长)与分辨率(解析力)的关系由作为阿贝公式被周知的(式1)表现。
[数式1]
Figure BDA0003842607330000041
在(式1)中，δ表示解析力，λ表示电磁波的波长，NA表示透镜的开口数，n表示物体与透镜之间的介质的折射率，θ表示相对于从物体向透镜入射的光线的光轴的最大角度。这里，如果设摄像透镜的入射光瞳直径为D，设从摄像透镜的入射光瞳位置到物体的距离d，设为d＞＞D而进行近似，则可得到(式2)。
[数式2]
Figure BDA0003842607330000042
图2是设想空气环境下而设为n＝1，在D＝0.5m，d＝2.5m的条件下将(式2)曲线图化的图。
如图2所示，通过使用80MHz(0.08THz)以上的频率的电磁波，能够将刀具等的危险物的形状摄影。
本发明的发明人进行上述研究的结果，得到了以下的认识：为了将刀具等的危险物的形状摄影，利用0.08THz以上的频率的电磁波是适当的。
即，本发明的发明人经过这些研究，得到了以下的认识：为了能够进行隐藏携带于衣服等之下、包之中等的危险物的检测的摄影，利用作为0.08THz以上1THz以下的频率的电磁波的亚太赫兹波是适当的。
此外，已知亚太赫兹波不对人体带来不良影响。因此，作为朝向人体放射的电磁波而利用亚太赫兹波从安全性的观点看没有问题。
另一方面，亚太赫兹波对于人体、金属等进行镜面反射。因此，在如以往那样利用从点光源放射的电磁波(这里是亚太赫兹波)的摄影中，难以将人体的形状、刀具等之类的金属性的危险物的形状高精度地摄影。为了解决该问题，本发明的发明人对于放射亚太赫兹波的光源的形状等进行了研究。结果，本发明的发明人得到的以下的认识：如果放出亚太赫兹波的光源是面光源，则与是点光源的情况相比，由于能够对作为摄影对象的物体从多种角度照射亚太赫兹波，所以能够将人体、金属等的将亚太赫兹波镜面反射的物体的形状比以往精度更好地摄像。
本发明的发明人基于上述认识，想到了下述摄影装置。
有关本发明的一技术方案的摄影装置具备：面光源，包括对测量对象物放射亚太赫兹波的放射面；以及检测器，包括将从上述放射面放射的亚太赫兹波的由上述测量对象物带来的反射波受波的图像传感器；上述面光源具有：1个以上的点光源，放射亚太赫兹波；以及反射板，通过将从上述1个以上的点光源放射的亚太赫兹波漫反射，生成从上述放射面放射的亚太赫兹波；上述反射板的反射面是粗糙度曲线要素的平均长度RSm为0.3mm以上的凹凸面。这里，漫反射是指以宏观看以1个入射角对于反射面入射的亚太赫兹波被具有多个微观的凹凸的凹凸面的构造将光以多个反射角反射。
上述摄影装置利用从面光源放射的亚太赫兹波进行摄影。因此，根据上述摄影装置，能够将隐藏于衣服等之下而不能直接辨识的人体、金属等之类的物体的形状比以往精度更好地摄影。进而，反射面的粗糙度曲线要素的平均长度RSm是亚太赫兹波的波长以上。因此，根据上述摄影装置，即使从各点光源放射的亚太赫兹波是相干的电磁波，也抑制从放射面放射的亚太赫兹波的干涉条纹的发生。
此外，也可以是，上述检测器具有将上述反射波成像在上述图像传感器的光学系统；在设上述光学系统的入射光瞳直径为Φ，设上述放射面与上述测量对象物的距离为b，设上述测量对象物与上述光学系统的距离为c的情况下，当设从上述1个以上的点光源放射的亚太赫兹波的波长为λ时，上述反射面具有由在空间频率区域中在(Φ×b/c)/λ以下包含两个以上的频率成分的凹凸面构成的1个以上的单位区域；上述1个以上的单位区域各自的宽度是Φ×b/c以上；上述粗糙度曲线要素的平均长度RSm小于2×Φ×b/c。
此外，也可以是，上述1个以上的单位区域是包括第1单位区域和第2单位区域的多个单位区域；上述第1单位区域和上述第2单位区域在共用的一个边处相接；上述第1单位区域中的凹凸的形状和上述第2单位区域中的凹凸的形状处于以上述一个边为对称轴的线对称的关系。
此外，也可以是，上述检测器具有将上述反射波成像在上述图像传感器上的光学系统；在设上述测量对象物的摄影范围的宽度为a，设上述测量对象物与上述光学系统的距离为c的情况下，成为由上述反射板带来的漫反射中的亚太赫兹波的强度的半峰半宽的角度θ1是
[数式3]
Figure BDA0003842607330000061
以上。
也可以是，上述检测器具有将上述反射波成像到上述图像传感器上的光学系统；在设上述测量对象物的摄影范围的宽度为a，设上述测量对象物与上述光学系统的距离为c的情况下，成为上述反射面的凹凸的倾斜角分布的半峰半宽的角度θ2是
[数式4]
Figure BDA0003842607330000062
以上。
以下，一边参照附图一边对有关本发明的一技术方案的摄影装置的具体例进行说明。这里表示的实施方式都表示本发明的一具体例。因而，在以下的实施方式中表示的数值、形状、构成要素、构成要素的配置及连接形态、以及步骤(工序)及步骤的顺序等是一例，不限定本发明。此外，各图是示意图，并不一定严密地图示。以下，平面这样的用语是指，不仅是正确地为平面的面，而是实质上为平面的面。此外，以下旋转椭圆面这样的用语是指，不仅是正确地为旋转椭圆面的面，而是实质上为旋转椭圆面的面。
另外，本发明的包含性或具体的技术方案也可以由系统、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD－ROM等的记录介质实现，也可以由系统、方法、集成电路、计算机程序及记录介质的任意的组合来实现。
(实施方式1)
这里，对于通过对人物放射亚太赫兹波并将由该人物反射的反射波受波、将该人物隐藏携带于衣服等之下的刀具等的危险物摄影的摄影装置进行说明。
图3是表示有关实施方式1的摄影装置10的结构的框图。
如图3所示，摄影装置10具备光源20、检测器30和图像处理部40。
光源20对于测量对象物(这里是人物100)放射亚太赫兹波。
图4是表示光源20的结构的示意图。
如图4所示，光源20包括点光源21和光学元件23而构成。
点光源21将亚太赫兹波向点光源21的周围的全方位以放射状放射。
光学元件23具有放射面22，由从点光源21放射的亚太赫兹波，生成从放射面22放射的亚太赫兹波。这里，放射面22是平面。因此，光学元件23作为从为平面的放射面22放射亚太赫兹波的面光源发挥功能。这里，亚太赫兹波的放射面为了说明的方便而设为平面，但也可以是后述的旋转椭圆体的内表面、球面的内表面，进而也可以是任意的曲面。
图5是表示光源20作为放出亚太赫兹波的面光源发挥功能的状况以及后述的检测器30将由测量对象物带来的反射波受波的状况的截面的示意图。
如图5所示，光学元件23包括扩散板24而构成，将其表侧的主平面设为放射面22。
扩散板24通过使从点光源21放射的亚太赫兹波扩散透过，生成从放射面22放射的亚太赫兹波。扩散板24以宏观视角看，是与放射面22平行的平板状。另一方面，扩散板24以微观视角看，在整面上形成有微小的起伏，以使透过的亚太赫兹波扩散。
如图5所示，在光源20中，点光源21被配置在光学元件23的背侧。从点光源21放射的亚太赫兹波从光学元件23的背侧的主表面进入到光学元件23的内部中而到达扩散板24。到达了扩散板24的亚太赫兹波扩散透过扩散板24。并且，扩散透过了扩散板24的亚太赫兹波传输到放射面22，被从放射面22向外部放射。
再次回到图3，继续摄影装置10的说明。
检测器30包括图像传感器31而构成。
图像传感器31将从被摄体发出的亚太赫兹波的像变换为与其强度对应的电信号。并且，图像传感器31生成基于变换后的电信号的图像。以下，将图像传感器31生成包含被摄体的像的图像也称作“进行摄像”。如图3所示，从光源20放射的亚太赫兹波被作为被摄体的测量对象物(这里是人物100)反射，在其反射波到达图像传感器的情况下，图像传感器31将该反射波受波。
如上述那样，亚太赫兹波对于人体、金属等进行镜面反射。因此，图像传感器31将来自人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具中的镜面反射的反射波向图像传感器31入射的角度的区域的反射波受波。
如上述那样，光源20作为从放射面22放射亚太赫兹波的面光源发挥功能。因此，光源20能够对人物100从多种角度照射亚太赫兹波。因此，图像传感器31如图5所示，能够将来自人物100的表面、即人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具的表面中的比较大的范围的区域101的反射波受波。因而，摄影装置10能够将人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具的表面中的比较大的范围的区域101摄像。
图6是表示在从光源20将光学元件23去除而构成的有关第1比较例的摄影装置、即将点光源21放射的亚太赫兹波原样向外部放射的结构的有关第1比较例的摄影装置中，检测器30将反射波受波的状况的截面的示意图。
如图6所示，在有关第1比较例的摄影装置中，图像传感器31仅能够将来自人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具的表面中的、镜面反射的反射波向图像传感器31入射的角度的区域101a的反射波受波。因而，有关第1比较例的摄影装置仅能够将人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具的表面中的比较狭小的范围的区域101a摄像。
这样，有关实施方式1的摄影装置10能够将人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具的形状比有关第1比较例的摄影装置精度更好地摄像。
再次回到图3，继续摄影装置10的说明。检测器30将由图像传感器31生成的图像向图像处理部40输出。
图像处理部40如果从检测器30接受到图像，则将接受到的图像向外部输出，并对接受到的图像进行图像处理，将其图像处理的结果向外部输出。
图像处理部40进行的图像处理例如也可以是以下的处理：判定在从检测器30输出的图像中是否包含具有规定的特征的物体(例如，具有刀具的特征的物体)，在判定为包含具有规定的特征的物体的情况下，输出规定的检测信号(例如，表示摄影到了具有刀具的特征的物体的警报)的处理。图像处理部40例如也可以具备处理器和存储器，通过处理器执行存储在存储器中的程序来实现。
上述结构的摄影装置10例如被设置在飞机场内的通道、车站的检票口附近等处。
图7是表示摄影装置10被设置在飞机场内的通道处的状况的示意图。
如图7所示，就摄影装置10而言，例如也可以将光学元件23和检测器30埋入设置在飞机场的曲拐状的通道200的墙壁的内部中。
在图7中，从墙壁的内部的放射面22放射的亚太赫兹波透过墙壁被照射在人物100上。并且，被人物100反射的亚太赫兹波的反射波再次透过墙壁而向检测器30入射。由此，摄影装置10能够将在通道200中通行的人物100隐藏携带于衣服等之下的刀具等的危险物摄影。
(实施方式2)
这里，对于从有关实施方式1的摄影装置10变更了其结构的一部分的有关实施方式2的摄影装置进行说明。以下，对于有关实施方式2的摄影装置，以与摄影装置10的差异点为中心进行说明。
图8是表示有关实施方式2的摄影装置10a的结构的框图。
如图8所示，从有关实施方式1的摄影装置10，将光源20变更为第1光源20a和第2光源20b，将检测器30变更为第1检测器30a和第2检测器30b，将图像处理部40变更为图像处理部40a，构成摄影装置10a。
第1光源20a对于测量对象物(这里是人物100)放射亚太赫兹波。
图9是表示第1光源20a的结构、第1光源20a作为面光源发挥功能的状况以及后述的第1检测器30a将反射波受光的状况的截面的示意图。
如图9所示，第1光源20a包括点光源21a和光学元件23a而构成。
点光源21a将亚太赫兹波以放射状向点光源21a的周围的全方位放射。
光学元件23a具有第1放射面22a，由从点光源21a放射的亚太赫兹波生成从第1放射面22a放射的亚太赫兹波。这里，第1放射面22a是旋转椭圆面的内表面。因此，光学元件23a作为从作为旋转椭圆面的内表面的第1放射面22a放射亚太赫兹波的面光源发挥功能。
如图9所示，光学元件23a包括反射板24a而构成，将其内侧的曲面设为第1放射面22a。
反射板24a通过将从点光源21a放射的亚太赫兹波漫反射，生成从第1放射面22a放射的亚太赫兹波。反射板24a以宏观视角看，是与第1放射面22a同等或比其大的第1放射面22a的相似形，其两个焦点的位置分别与第1放射面22a的两个焦点的位置一致。另一方面，反射板24a以微观视角看，在反射面整面上形成有微小的起伏，以使反射的亚太赫兹波扩散。
如图9所示，在第1光源20a中，点光源21a被配置在第1放射面22a的两个焦点中的一方的焦点301a处。从点光源21a放射的亚太赫兹波从第1放射面22a进入到光学元件23a的内部中而到达反射板24a。到达了反射板24a的亚太赫兹波由反射板24a漫反射。并且，由反射板24a漫反射后的亚太赫兹波传播到第1放射面22a，被从第1放射面22a向外部放射。被放射到外部的亚太赫兹波例如被向第1放射面22a的两个焦点中的另一方的焦点302a的附近的人物100照射。
另外，这里假设第1放射面22a和反射板24a是不同结构而进行了说明，但并不需要一定限定于是不同结构的例子。例如，第1放射面22a也可以是反射板24a的反射面。
图8中的第2光源20b与第1光源20a有同样的功能，其形状与第1光源20a处于镜像关系。因此，对于第2光源20b，除了其形状与第1光源20a处于镜像关系这一点以外，通过从第1光源20a的说明中将点光源21a改称作点光源21b、将光学元件23a改称作光学元件23b、将反射板24a改称作反射板24b、将一方的焦点301a改称作一方的焦点301b、将另一方的焦点302a改称作另一方的焦点302b而进行说明。
再次回到图8，继续摄影装置10a的说明。
第1检测器30a包括第1图像传感器31a而构成。第1检测器30a与有关实施方式1的检测器30是同样的。即，第1图像传感器31a与有关实施方式1的图像传感器31是同样的。
第2检测器30b与第1检测器30a是同样的。因此，对于第2检测器30b，通过从第1检测器30a的说明中将第1图像传感器31a改称作第2图像传感器31b而进行说明。
如上述那样，第1光源20a作为从第1放射面22a放射亚太赫兹波的面光源发挥功能。因此，第1光源20a能够对于另一方的焦点302a附近的人物100从多种角度照射亚太赫兹波。因此，第1图像传感器31a如图9所示，能够将来自人物100的表面、即人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具的表面中的比较大的范围的区域102的反射波受波。因而，摄影装置10a能够将人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具的表面的中的比较大的范围的区域102摄像。
图10是表示在从第1光源20a将反射板24a变更为反射板24aa而构成的有关第2比较例的摄影装置中，第1检测器30a将反射波受波的状况的截面的示意图。这里，反射板24aa以宏观视角看，呈与反射板24a同样的形状，另一方面，以微观视角看，反射面整面被平滑地形成，以使反射的亚太赫兹波镜面反射。因此，被从一方的焦点301a放射并被反射板24aa反射的亚太赫兹波不论在反射板24aa的哪个地方被反射，都全部朝向另一方的焦点302a行进。因此，如图10所示，在有关第2比较例的摄影装置中，第1图像传感器31a仅能够将来自另一方的焦点302a附近的人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具的表面中的位于另一方的焦点302a处的区域102a的反射波受波。因而，有关第2比较例的摄影装置仅能够将人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具的表面中的比较狭小的范围的区域102a摄像。
这样，有关实施方式2的摄影装置10a能够将人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具的形状比有关第2比较例的摄影装置精度更好地摄像。
再次回到图8，继续摄影装置10a的说明。
第1检测器30a及第2检测器30b分别将由第1图像传感器31a及第2图像传感器31b生成的第1图像及第2图像向图像处理部40a输出。
图像处理部40a如果从第1检测器30a及第2检测器30b分别接受到第1图像及第2图像，则将接受到的第1图像及第2图像向外部输出，并对接受到的第1图像及第2图像进行图像处理，将其图像处理的结果向外部输出。
图像处理部40a进行的图像处理例如也可以是以下的处理：判定在从第1检测器30a及第2检测器30b输出的第1图像及第2图像中是否包含具有规定的特征的物体(例如，具有刀具的特征的物体)，在判定为在第1图像和第2图像的至少某个中包含具有规定的特征的物体的情况下，输出规定的检测信号(例如，表示摄影了具有刀具的特征的物体的警报)的处理。图像处理部40a进行的图像处理也可以还包括以下的处理：在没有判定为在第1图像和第2图像的至少某个中包含具有规定的特征的物体的情况下，将第1图像与第2图像进行较亮合成而生成合成图像，判定在所生成的合成图像中是否包含具有规定的特征的物体，在判定为在合成图像中包含具有规定的特征的物体的情况下，输出规定的检测信号。图像处理部40a例如也可以具备处理器和存储器，通过处理器执行存储在存储器中的程序来实现。
上述结构的摄影装置10a例如被设置在飞机场内的通道、车站的检票口附近。
图11是表示摄影装置10a被设置在车站的检票口附近的通道处的状况的截面的示意图。
如图11所示，就摄影装置10a而言，例如也可以将光学元件23a和光学元件23b埋入设置到车站的检票口附近的通道400的墙壁的内部中。更具体地讲，就摄影装置10a而言，例如也可以将光学元件23a埋入设置到作为通道400的一方的侧壁的墙壁401a的内部中，将光学元件23b埋入设置到作为通道400的另一方的侧壁的墙壁401b的内部中。此时，优选的是设置光学元件23a和光学元件23b，以使光学元件23a的另一方的焦点302a和光学元件23b的另一方的焦点302b在通道400的中心线上大致一致。通过这样配置，能够使从点光源21a放射的亚太赫兹波和从点光源21b放射的亚太赫兹波从多种角度向另一方的焦点302a和另一方的焦点302b的附近的区域(以下也称作“焦点区域”)照射。因此，第1检测器30a及第2检测器30b的各自中包含的第1图像传感器31a及第2图像传感器31b如图11所示，能够将来自在焦点区域中步行的人物100的表面、即人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具的表面中的比较大的范围的区域103的反射波受波。因而，摄影装置10a能够将人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具的表面中的比较大的范围的区域103摄像。此外，第1检测器30a及第2检测器30b的各自中包含的第1图像传感器31a及第2图像传感器31b分别将来自区域103的相互不同的角度的反射波受波。因而，摄影装置10a能够将作为相同的被摄体的人物100的身体以及人物100隐藏携带的刀具从相互不同的角度摄像。
以下，对上述结构的摄影装置10a进行的动作进行说明。
摄影装置10a作为一例而进行图像解析处理。图像解析处理是以下的处理：摄影装置10a将第1图像和第2图像摄像，基于所摄像的第1图像和第2图像，输出作为警报的检测信号，该警报表示摄影了具有刀具的特征的物体的状况。
图12是摄影装置10a进行的图像解析处理的流程图。
图像解析处理通过人物进入到焦点区域中而开始。
如果人物进入到焦点区域中，则摄影装置10a检测人物进入到焦点区域中。摄影装置10a例如也可以通过从检测人物进入到焦点区域中的外部传感器接收表示人物进入到焦点区域中的信号，来检测出人物进入到焦点区域中。
如果检测到人物进入到焦点区域中，则第1光源20a和第2光源20b相互同步，在相同的时点放射亚太赫兹波(步骤S100)。此外，第1检测器30a和第2检测器30b相互同步，在第1光源20a和第2光源20b放出亚太赫兹波的时点，将进入到焦点区域中的人物摄像(步骤S110)。并且，第1检测器30a和第2检测器30b分别将第1图像和第2图像向图像处理部40a输出。
如果被输出第1图像和第2图像，则图像处理部40a接受被输出的第1图像和第2图像，将接受到的第1图像和第2图像向外部输出(步骤S120)。并且，图像处理部40a判定是否在第1图像和第2图像的至少某个中包含具有作为规定的特征的刀具的特征的物体(步骤S130)。
在步骤S130的处理中没有判定为在第1图像和第2图像的至少某个中包含具有规定的特征的物体的情况下(步骤S130：否)，图像处理部40a将第1图像和第2图像进行较亮合成而生成合成图像，将所生成的合成图像向外部输出(步骤S140)。并且，图像处理部40a判定是否在所生成的合成图像中包含具有作为规定的特征的刀具的特征的物体(步骤S150)。
在步骤S130的处理中判定为在第1图像和第2图像的至少某个中包含具有规定的特征的物体的情况(步骤S130：是)、以及在步骤S150的处理中判定为在合成图像中包含具有规定的特征的物体的情况(步骤S150：是)下，图像处理部40a向外部输出作为表示摄影到了具有刀具的特征的物体的状况的警报的检测信号(步骤S160)。
在步骤S160的处理结束了的情况、以及在步骤S150的处理中判定为在合成图像中不包含具有规定的特征的物体的情况(步骤S150：否)下，摄影装置10a结束该图像解析处理。
(实施方式3)
这里，对从有关实施方式2的摄影装置10a变更了其结构的一部分的有关实施方式3的摄影装置进行说明。以下，对于有关实施方式3的摄影装置以与摄影装置10a的差异点为中心进行说明。
图13是表示有关实施方式3的摄影装置10b的结构的框图。
如图13所示，从有关实施方式2的摄影装置10a将第2光源20b和第2检测器30b去除、将第1检测器30a变更为检测器30c、将图像处理部40a变更为图像处理部40b而构成摄影装置10b。
检测器30c包括图像传感器31和光学系统32而构成。
光学系统32将从第1放射面22a放射的亚太赫兹波的由测量对象物(这里是人物100)带来的反射波成像在图像传感器31上。光学系统32包含包括透镜33的至少1个透镜而构成。光学系统32的入射光瞳直径是Φ。
检测器30c将由图像传感器31生成的图像向图像处理部40b输出。
图像处理部40b如果从检测器30c接受到图像，则将接受到的图像向外部输出，并对接受到的图像进行图像处理，将其图像处理的结果向外部输出。图像处理部40b进行的图像处理是与有关实施方式1的图像处理部40进行的图像处理同样的处理。
如在实施方式2中说明那样，构成第1光源20a的反射板24a以微观视角看，在反射面整面上形成有微小的起伏，以将从点光源21a放射的亚太赫兹波漫反射。这里，对反射板24a的反射面的构造更具体地进行说明。
为了实现上述漫反射，反射板24a的反射面成为粗糙度曲线要素的平均长度RSm为0.3mm以上的凹凸面。
从点光源21a放射的亚太赫兹波的波长是0.3mm以下。因此，从点光源21a放射的亚太赫兹波如果被照射在作为粗糙度曲线要素的平均长度RSm为0.3mm以上的凹凸面的反射面上则被漫反射。这样，通过反射板24a的反射面成为粗糙度曲线要素的平均长度RSm为亚太赫兹波的波长以上的凹凸面，实现从点光源21a放射的亚太赫兹波的漫反射。
图14是表示摄影装置10b将测量对象物摄影的状况的示意图。
在图14中，摄影范围110是测量对象物的表面中的作为由摄影装置10b进行的摄影的对象的区域。如在实施方式2中说明那样，摄影范围110是第1放射面22a的两个焦点中的另一方的焦点302a(参照图9等)的附近的区域。另一方面，点光源21a位于第1放射面22a的两个焦点中的一方的焦点301a(参照图9等)。
成像亚太赫兹波放射区域120是第1放射面22a中的一部分的区域，并且是将作为由测量对象物带来的反射光之中成像在图像传感器31上的反射光成分的来源的亚太赫兹波放射的区域。
距离b是第1放射面22a与测量对象物的距离。更具体地讲，距离b是成像亚太赫兹波放射区域120与摄影范围110的距离。
距离c是测量对象物与光学系统32的距离。更具体地讲，距离c是摄影范围110与光学系统32的距离。
成像亚太赫兹波放射区域120的宽度Φ′根据第1放射面22a、测量对象物和光学系统32的位置关系，由以下所示的(式3)决定。
[数式5]
Φ′＝Φ×b/c (式3)
在成像亚太赫兹波放射区域120中的反射板24a的反射面上存在周期构造的情况下，有可能在成像于图像传感器31上的反射光中发生干涉条纹。
图15A是表示有关比较例的反射板的反射面将亚太赫兹波反射的状况的示意图。
如图15A所示，有关比较例的放射面具有由间距d构成的周期构造。
在有关比较例的反射板的反射面具有这样的由间距d构成的周期构造的情况下，如果相干的亚太赫兹波被该反射面反射，则在反射波中，发生在由以下所示的(式4)决定的角度θn的位置形成明线的干涉条纹。
[数式6]
Figure BDA0003842607330000161
图15B是表示由有关比较例的反射板的反射面反射的亚太赫兹波发生了干涉条纹的状况的示意图。
这样，假如在成像亚太赫兹波放射区域120中的反射板24a的反射面在空间频率区域中具有仅由Φ′/d这样的1个频率成分构成的周期构造的情况下，如果从点光源21a放射的亚太赫兹波是相干的亚太赫兹波，则成像于图像传感器31上的像比较强地受到干涉条纹的影响。
因此，在设从点光源21a放射的亚太赫兹波的波长为λ时，实际的反射板24a的反射面成为在空间频率区域中在Φ′/λ以下包含两个以上的频率成分的凹凸面。
由此，即使从点光源21a放射的亚太赫兹波是相干的亚太赫兹波，成像在图像传感器31上的测量对象物的像中的干涉条纹的影响也被减小。
图15C是表示实际的反射板24a的反射面的一例的放大剖视图。
如图15C所示，反射板24a的反射面成为在空间频率区域中以相同的强度包含1～5个空间频率的凹凸面。
另外，从减小成像于图像传感器31上的测量对象物的像中的干涉条纹的影响的观点，反射板24a的反射面更优选的是随机的形状的凹凸面。
以下，对反射板24a的反射面的具体的构造例进行说明。
反射板24a的反射面具有宽度为Φ×b/c以上的多个单位区域。这里，假设各单位区域是反射面的宏观视角下的从与旋转椭圆面的切平面垂直的方向观察的形状为大致长方形的区域而进行说明。此外，单位区域的宽度是指上述大致长方形的相对的边间的距离之中的较短的距离。另外，这里假设反射板24a的反射面具有的单位区域是多个而进行说明，但并不需要一定限定于是多个的例子，只要具有至少1个单位区域即可。
图16A是关于反射板24a的反射面具有的多个单位区域500(即，单位区域500a～单位区域500d)各自的、反射面的宏观视角下的从与旋转椭圆面的切平面垂直的方向观察的俯视图。这里，各切平面的与旋转椭圆面相切的位置，为在图16A中被图示为单位区域500a～单位区域500d的长方形的中心的位置。
这里，当设从点光源21a放射的亚太赫兹波的波长为λ时，各单位区域500由在空间频率区域中在Φ′/λ以下包含两个以上的频率成分的凹凸面构成。
图16B是表示在反射板24a的反射面上配置有多个单位区域500的状况的示意图。
如图16A、图16B所示，在反射板24a的反射面中，单位区域500a和单位区域500b将单位区域500a中的边501a和单位区域500b中的边501b作为一个边共用，在共用的一个边相接而配置。并且，单位区域500a中的凹凸的形状和单位区域500b中的凹凸的形状处于以该一个边为对称轴的线对称的关系。
此外，在反射板24a的反射面中，单位区域500a和单位区域500c将单位区域500a中的边502a和单位区域500c中的边502c作为一个边共用，在共用的一个边相接而配置。并且，单位区域500a中的凹凸的形状和单位区域500c中的凹凸的形状处于以该一个边为对称轴的线对称的关系。
此外，在反射板24a的反射面中，单位区域500b和单位区域500d将单位区域500b中的边502b和单位区域500d中的边502d作为一个边共用，在共用的一个边相接而配置。并且，单位区域500b中的凹凸的形状和单位区域500d中的凹凸的形状处于以该一个边为对称轴的线对称的关系。
此外，在反射板24a的反射面中，单位区域500c和单位区域500d将单位区域500c中的边501c和单位区域500d中的边501d作为一个边共用，在共用的一个边相接而配置。并且，单位区域500c中的凹凸的形状和单位区域500d中的凹凸的形状处于以该一个边为对称轴的线对称的关系。
并且，反射板24a的反射面的整体如图16B所示那样没有间隙地配置单位区域500a～单位区域500d。
通过上述结构，关于宽度为Φ′的任意的区域，当设从点光源21a放射的亚太赫兹波的波长为λ时，反射板24a的反射面实现在空间频率区域中在Φ′/λ以下包含两个以上的频率成分的凹凸面。
再次回到图14，继续摄影装置10b的说明。
在图14中，角度θ1表示反射板24a的任意的位置处的漫反射中的、成为亚太赫兹波的强度的半峰半宽的角度。
如图14所示，摄影范围110位于包含于角度θ1中的范围内。即，角度θ1满足以下所示的(式5)。
[数式7]
Figure BDA0003842607330000181
由此，在摄影范围110内，由反射板24a照射的亚太赫兹波的强度的离差被抑制为1/2以下。
以下，对实现(式5)的反射板24a的反射面上的凹凸的构造进行说明。
图17是表示反射板24a的反射面上的凹凸的倾斜部分的截面的示意图。
如图17所示，在对于反射面的宏观视角下的相对于旋转椭圆面的切平面的倾斜角为θ2的凹凸构造，相对于切平面垂直的亚太赫兹波入射的情况下，反射波相对于该入射波的角度为2θ2。
因此，为了实现(式5)，反射板24a的反射面上的凹凸构造中的作为倾斜角分布的半峰半宽的角度θ2满足以下所示的(式6)。
[数式8]
Figure BDA0003842607330000182
由此，在摄影范围110内，将由反射板24a照射的亚太赫兹波的强度的离差抑制为1/2以下。
以下，对反射板24a的反射面的粗糙度曲线要素的平均长度RSm的上限进行考察。
图18A、图18B是表示光学系统32中的被摄体与实像的关系的示意图。
在图18A、图18B中，焦点距离f是光学系统32的焦点距离，距离A是从光学系统32到被摄体的距离，高度B是被摄体的高度，距离A′是从光学系统32到由光学系统32成像的被摄体的实像的距离，高度B′是实像的高度。
通过图18A中的粗实线的三角形和粗虚线的三角形处于相似的关系，以下所示的(式7)成立。
A：A′＝B：B′ (式7)
此外，通过图18B中的粗实线的三角形和粗虚线的三角形处于相似的关系，以下所示的(式8)成立。
B：B′＝f：A′－f (式8)
根据(式7)和(式8)，为
A：A′＝f：A′－f，
所以以下所示的(式9)成立。
A′＝f×A/(A－f) (式9)
图18C、图18D是表示通过光学系统32而成像亚太赫兹波放射区域120的位置的点在图像传感器31上形成像的状况的示意图。
在图18C、图18D中，距离c是摄影范围110与光学系统32的距离，距离e是成像亚太赫兹波放射区域120与光学系统32的距离，即为成像亚太赫兹波放射区域120与摄影范围110的距离b和距离c的和的距离，距离c′是光学系统32与图像传感器31的距离，距离e′是成像亚太赫兹波放射区域120的位置的点成像的位置与光学系统32的距离，宽度Φ″是在图像传感器31上形成的成像亚太赫兹波放射区域120的位置的点的像的宽度，即表示在图像传感器31上形成的成像亚太赫兹波放射区域120位置的点的失焦的像的扩大的宽度。此外，在图18D中，长度P是反射板24a的反射面的粗糙度曲线要素的平均长度RSm，高度P″是第1放射面22a的位置的高度P的被摄体，即高度为反射板24a的反射面的粗糙度曲线要素的平均长度RSm的被摄体的实像的高度。
通过图18C中的粗实线的三角形和粗虚线的三角形处于相似的关系，为
Φ：Φ″＝e′：c′－e′，
所以以下所示的(式10)成立。
Φ″＝Φ×(c′－e′)/e′ (式10)
此外，根据(式9)，以下所示的(式11)(式12)成立。
c′＝f×c/(c－f) (式11)
e′＝f×e/(e－f) (式12)
根据图18D中的相似的关系，为
P：P′＝e：c′，所以以下所示的(式13)成立。
P′＝c′×P/e (式13)
在高度P的被摄体、即高度为反射板24a的反射面的粗糙度曲线要素的平均长度RSm的被摄体处于反射板24a的反射面上的情况下，即处于成像亚太赫兹波放射区域120中的情况下，通过高度P的被摄体的两端及中央的点失焦，在图像传感器31上形成宽度Φ″的圆形的像，由于若两端和中央的模糊像重叠则不能分辨，所以为了高度P的被摄体不被分辨，以下所示的(式14)成立。
Φ″/2+Φ″+Φ″/2>P (式14)
根据(式10)～(式14)，下式成立。
P<2×Φ(e－c)/c
这里，由于距离e是距离b与距离c的和，所以以下所示的(式15)成立。
P<2×Φ×b/c (式15)
根据(式15)可知，为了作为反射板24a的反射面的凹凸面的构造不被分辨，反射板24a的反射面的粗糙度曲线要素的平均长度RSm优选的是小于2×Φ×b/c。
(其他实施方式)
以上，基于实施方式1及实施方式2对有关本发明的一技术方案的摄影装置进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式，只要不脱离本发明的主旨，对这些实施方式施以本领域技术人员想到的各种变形后的形态、或将不同实施方式的构成要素组合而构建的形态也可以也包含在本发明的1个或多个技术方案的范围内。
(1)在实施方式2中，作为如下构成进行了说明：摄影装置10a包含包括光学元件23a的第1光源20a、以及包括光学元件23b的第2光源20b，其中光学元件23a具有作为旋转椭圆面的内表面的第1放射面22a，光学元件23b具有作为旋转椭圆面的内表面的第2放射面22b。相对于此，作为本发明的一技术方案的另一例的有关变形例的摄影装置，也可以从有关实施方式2的摄影装置10a变更，以代替光学元件23a而具备将作为旋转椭圆面的内表面的第1放射面22a的形状变更为球面的内表面的有关变形例的第1光源、代替光学元件23b而具备将作为旋转椭圆面的内表面的第2放射面22b的形状变更为球面的内表面的有关变形例的第2光源来构成。
图19是表示有关变形例的摄影装置的外观的一部分的示意图。
如图19所示，在有关变形例的摄影装置10b中，有关变形例的第1光源20c包括点光源21a和具有作为球面的内表面的第1放射面22c的光学元件23c而构成。并且，点光源21a被配置在球面的中心附近。此外，有关变形例的第2光源20d包括点光源21b和具有作为球面的内表面的第2放射面22d的光学元件23d而构成。并且，点光源21b被配置在球面的中心附近。
(2)在实施方式1中，假设光学元件23包括扩散板24而构成，进行了说明。相对于此，作为另一例，光学元件23也可以是扩散板24本身。在此情况下，扩散板24的表面为放射面22。
(3)在实施方式2中，假设光学元件23a及光学元件23b分别包括反射板24a及反射板24b而构成，进行了说明。相对于此，作为另一例，光学元件23a及光学元件23b也可以分别为反射板24a本身及反射板24b本身。在此情况下，反射板24a的反射面及反射板24b的反射面分别为第1放射面22a及第2放射面22b。
(4)在实施方式1中，假设在光源20中包括1个点光源21而进行了说明。但是，光源20中包括的点光源并不需要一定限定为1个，也可以是多个。在此情况下，光学元件23由从这些多个点光源放射的亚太赫兹波生成从放射面22放射的亚太赫兹波。
(5)在实施方式2中，假设在第1光源20a及第2光源20b中分别包括1个点光源21a及点光源21b而进行了说明。但是，第1光源20a及第2光源20b中包含的点光源并不需要一定分别限定为1个，也可以分别是多个。在此情况下，光学元件23a及光学元件23b分别由从这些多个点光源放射的亚太赫兹波生成从第1放射面22a及第2放射面22b放射的亚太赫兹波。
(6)在实施方式2中，假设第1放射面22a及第2放射面22b是旋转椭圆面的内表面而进行了说明。但是，第1放射面22a及第2放射面22b并不一定限定于是精确的旋转椭圆面的内表面的例子，例如也可以是近似于旋转椭圆面的由许多个微小多边形构成的多面体。
(7)在实施方式3中，假设至少1个单位区域500各自是反射板24a的反射面的宏观视角下的从与旋转椭圆面的切平面垂直的方向观察的形状为大致长方形的区域而进行了说明。但是，只要至少1个单位区域500各自是能够由至少1个单位区域500将反射板24a的反射面的整体无间隙地覆盖的形状，并不需要一定是大致长方形。例如，至少1个单位区域500各自也可以是反射板24a的反射面的宏观视角下的从与旋转椭圆面的切平面垂直的方向观察的形状为大致正六边形的区域。在此情况下，单位区域的宽度为上述大致正边角形的相对的边间的距离。
(8)本发明的一技术方案不仅是有关实施方式1～实施方式3的摄影装置，也可以是以摄影装置中包含的特征性的构成部为步骤的摄影方法，此外，本发明的一技术方案也可以是使计算机执行摄影方法中包含的特征性的各步骤的程序。此外，本发明的一技术方案也可以是记录有这样的程序的计算机可读取的非暂时性的记录介质。
产业上的可利用性
本发明能够广泛地用于将物体摄影的摄影装置。
标号说明
10、10a、10b 摄影装置
20 光源
20a、20c 第1光源
20b、20d 第2光源
21、21a、21b 点光源
22 放射面
22a、22c 第1放射面
22b、22d 第2放射面
23、23a、23b、23c、23d 光学元件
24 扩散板
24a、24aa、24b 反射板
30、30c 检测器
30a 第1检测器
30b 第2检测器
31 图像传感器
31a 第1图像传感器
31b 第2图像传感器
32 光学系统
33 透镜
40、40a、40b 图像处理部
100 人物
101、101a、102、102a、103 区域
110 摄影范围
120 成像亚太赫兹波放射区域
200、400 通道
301a 一方的焦点
302a 另一方的焦点
401a、401b 墙壁
500a、500b、500c、500d 单位区域
501a、501b、501c、501d、502a、502b、502c、502d 边

Claims (5)

1.一种摄影装置，
具备：
面光源，包括对测量对象物放射亚太赫兹波的放射面；以及
检测器，包括将从上述放射面放射的亚太赫兹波的由上述测量对象物带来的反射波受波的图像传感器；
上述面光源具有：
1个以上的点光源，放射亚太赫兹波；以及
反射板，通过将从上述1个以上的点光源放射的亚太赫兹波漫反射，生成从上述放射面放射的亚太赫兹波；
上述反射板的反射面是粗糙度曲线要素的平均长度RSm为0.3mm以上的凹凸面。
2.如权利要求1所述的摄影装置，
上述检测器具有将上述反射波成像在上述图像传感器的光学系统；
在设上述光学系统的入射光瞳直径为Φ，设上述放射面与上述测量对象物的距离为b，设上述测量对象物与上述光学系统的距离为c的情况下，
当设从上述1个以上的点光源放射的亚太赫兹波的波长为λ时，上述反射面具有由在空间频率区域中在(Φ×b/c)/λ以下包含两个以上的频率成分的凹凸面构成的1个以上的单位区域；
上述1个以上的单位区域各自的宽度是Φ×b/c以上；
上述粗糙度曲线要素的平均长度RSm小于2×Φ×b/c。
3.如权利要求2所述的摄影装置，
上述1个以上的单位区域是包括第1单位区域和第2单位区域的多个单位区域；
上述第1单位区域和上述第2单位区域在共用的一个边处相接；
上述第1单位区域中的凹凸的形状和上述第2单位区域中的凹凸的形状处于以上述一个边为对称轴的线对称的关系。
4.如权利要求1所述的摄影装置，
上述检测器具有将上述反射波成像在上述图像传感器的光学系统；
在设上述测量对象物中的摄影范围的宽度为a，设上述测量对象物与上述光学系统的距离为c的情况下，
成为由上述反射板带来的漫反射中的亚太赫兹波的强度的半峰半宽的角度θ1是
[数式1]
Figure FDA0003842607320000021
以上。
5.如权利要求1所述的摄影装置，
上述检测器具有将上述反射波成像到上述图像传感器的光学系统；
在设上述测量对象物中的摄影范围的宽度为a，设上述测量对象物与上述光学系统的距离为c的情况下，
成为上述反射面的凹凸中的倾斜角分布的半峰半宽的角度θ2是
[数式2]
Figure FDA0003842607320000022
以上。
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