JP2013167529A - Wave imaging device - Google Patents

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JP2013167529A JP2012030834A JP2012030834A JP2013167529A JP 2013167529 A JP2013167529 A JP 2013167529A JP 2012030834 A JP2012030834 A JP 2012030834A JP 2012030834 A JP2012030834 A JP 2012030834A JP 2013167529 A JP2013167529 A JP 2013167529A
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Masamune Takeda
政宗 武田
Takashi Arakawa
孝 荒川
Junichi Takahashi
順一 高橋
Daisuke Tochika
大輔 遠松
Haruyuki Hirai
晴之 平井
Hirotaka Niikura
広高 新倉
Atsushi Nakada
淳 中田
Hiroyasu Sato
弘康 佐藤
Kunio Sawaya
邦男 澤谷
Koji Mizuno
皓司 水野
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Tohoku University NUC
Maspro Denkoh Corp
Chuo Electronics Co Ltd
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Tohoku University NUC
Maspro Denkoh Corp
Chuo Electronics Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a subject image to be imaged by a single reception element unit without use of a two-dimensional sensor or a line sensor for receiving a thermal noise in a wave imaging device imaging a subject by receiving the thermal noise of a microwave band radiated from the subject such as a human body.SOLUTION: By rotating two reflecting plates 14 and 18 arranged on both sides of a lens 16 in a vertical scanning direction of a subject 2 and in a horizontal scanning direction thereof respectively, a millimeter wave constituting an image of a subject 2 to be imaged by the lens 16 is input to a millimeter wave sensor 20 for each pixel. By taking a signal level of the millimeter wave of each pixel sequentially, image data is generated. Further, the reflecting plate 14 is oscillated within a range of a predetermined angle to thereby perform a vertical scanning, and the reflecting plate 18 is continuously rotated to perform a horizontal scanning such that the reflecting plate 18 is rotated a 180-degree for each predetermined angle of the vertical scanning.

Description

本発明は、被写体から放射されるマイクロ波帯の熱雑音を受信することにより被写体を撮像する電波撮像装置に関する。   The present invention relates to a radio wave imaging apparatus that captures an image of a subject by receiving thermal noise in a microwave band radiated from the subject.

従来、人体などの被写体から放射されるマイクロ波帯(0.3GHz〜3THz)の熱雑音(好ましくは、ミリ波帯(30GHz〜0.3THz)の熱雑音)を受信することによって、被写体を撮像し、その撮像画像から、被写体に隠された武器や密輸品等を検知することが提案されている(例えば、特許文献1、2等参照)。   Conventionally, a subject is imaged by receiving thermal noise in a microwave band (0.3 GHz to 3 THz) radiated from a subject such as a human body (preferably, thermal noise in a millimeter wave band (30 GHz to 0.3 THz)). In addition, it has been proposed to detect weapons, smuggled goods, and the like hidden in the subject from the captured image (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

また、この種の電波撮像装置においては、被写体から放射された熱雑音を、電波レンズを介して集波することで、所定の結像位置に被写体像を結像させ、その被写体像各部の信号レベルをミリ波センサ等の受信素子にて受信する。   Also, in this type of radio wave imaging apparatus, the thermal noise radiated from the subject is collected via the radio wave lens to form a subject image at a predetermined imaging position, and the signal of each part of the subject image The level is received by a receiving element such as a millimeter wave sensor.

そして、その受信素子は、ミリ波等、極めて周波数が高い電波の受信レベルを高精度に検出できるようにする必要があるため、受信素子には、受信部(アンテナ等)に加えて受信信号を増幅するローノイズアンプを設ける必要があり、しかも、これら受信部及びローノイズアンプのゲインを一定にする必要がある。   Since the receiving element needs to be able to detect the reception level of radio waves with extremely high frequencies such as millimeter waves with high accuracy, the receiving element receives the received signal in addition to the receiving unit (antenna etc.). It is necessary to provide a low noise amplifier to amplify, and the gains of the receiving unit and the low noise amplifier need to be constant.

このため、この種の電波撮像装置において、熱雑音受信用の受信素子は極めて高価になるため、被写体の撮像に、受信素子を2次元配置してなる2次元センサを用いることはできず、通常、撮像素子として、受信素子を一方向に配置してなるラインセンサが用いられている。   For this reason, in this type of radio wave imaging apparatus, a receiving element for receiving thermal noise is extremely expensive. Therefore, a two-dimensional sensor in which a receiving element is arranged two-dimensionally cannot be used for imaging a subject. A line sensor in which receiving elements are arranged in one direction is used as an imaging element.

つまり、従来では、電波レンズによる被写体像の結像位置に、マイクロ波帯の熱雑音を反射する反射板を設け、この反射板を所定の角度範囲内で中心軸周りに回動させることで、被写体を一方向に走査しつつ、各走査位置での一ライン分の熱雑音を順次ラインセンサに入力するようにしている。   That is, conventionally, by providing a reflecting plate that reflects thermal noise in the microwave band at the imaging position of the subject image by the radio wave lens, by rotating the reflecting plate around the central axis within a predetermined angular range, While scanning the subject in one direction, thermal noise for one line at each scanning position is sequentially input to the line sensor.

特開2008−241352号公報JP 2008-241352 A 特開2010−281737号公報JP 2010-281737 A

ところで、従来のように、ラインセンサを用いて被写体を撮像するようにした場合、2次元センサを用いる場合に比べて、電波撮像装置のコストを低減することができるが、ラインセンサは、多数の受信素子を一方向に配置することにより構成されることから、各受信素子の特性のバラツキがあると、被写体像を良好に撮像することができないという問題があった。   By the way, when a subject is imaged using a line sensor as in the prior art, the cost of the radio wave imaging device can be reduced compared to the case where a two-dimensional sensor is used. Since the receiving elements are arranged in one direction, there is a problem that a subject image cannot be satisfactorily picked up if there are variations in characteristics of the receiving elements.

また、こうした特性のバラツキを低減するには、受信素子の製造工程や検査・調整工程を見直し、所望の特性が得られる受信素子のみを利用するようにすればよいが、このようにすると、ラインセンサのコストアップを招き、また、電波撮像装置を量産することができないという問題がある。   In order to reduce such variations in characteristics, it is sufficient to review the manufacturing process and inspection / adjustment process of the receiving element and use only the receiving element that provides the desired characteristics. There is a problem that the cost of the sensor is increased and the radio wave imaging device cannot be mass-produced.

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、人体などの被写体から放射されるマイクロ波帯の熱雑音を受信することにより、被写体を撮像する電波撮像装置において、熱雑音を受信する受信素子を多数利用する2次元センサやラインセンサを用いることなく、一つの受信素子単体で被写体像を撮像できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of these problems, and a receiving element that receives thermal noise in a radio wave imaging device that images a subject by receiving thermal noise in a microwave band radiated from the subject such as a human body. An object of the present invention is to make it possible to capture a subject image with a single receiving element without using a two-dimensional sensor or line sensor that uses a large number of sensors.

かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の電波撮像装置は、
被写体から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を透過させて被写体像を結像させる電波レンズと、
前記被写体から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を前記電波レンズに向けて反射する第1反射板と、
前記第1反射板を板面方向に貫通する第1回転軸周りに前記第1反射板を回動させることで、前記電波レンズにより結像される被写体像の中心位置を前記被写体の第1走査方向に変化させる第1走査手段と、
前記電波レンズにより被写体像の結像位置に配置され、前記電波レンズを透過してきたマイクロ波帯の熱雑音を前記電波レンズとは異なる方向に反射させる第2反射板と、
前記第2反射板による前記熱雑音の反射方向に配置され、前記第2反射板から反射された熱雑音を受信する受信手段と、
前記第2反射板を板面方向に貫通する第2回転軸周りに前記第2反射板を回動させることで、前記第2反射板から前記受信手段に向けて反射される被写体像の中心位置を、前記被写体において前記第1走査方向と直交する第2走査方向に変化させる第2走査手段と、
前記受信手段による熱雑音の受信レベルから前記被写体の画像データを生成する画像データ生成手段と、
を備え、前記第1走査手段及び第2走査手段のうち、一方の走査手段は、前記第1反射板又は前記第2反射板を、前記第1回転軸若しくは前記第2回転軸周りに所定の回転角度範囲内で揺動させるように構成され、他方の走査手段は、前記第1反射板又は前記第2反射板を、前記第1回転軸若しくは前記第2回転軸周りに連続的に回転させるように構成されたことを特徴とする。
The radio wave imaging device according to claim 1, which has been made to achieve such an object,
A radio wave lens that forms a subject image by transmitting the thermal noise of the microwave band emitted from the subject; and
A first reflector that reflects the thermal noise of the microwave band emitted from the subject toward the radio lens;
By rotating the first reflecting plate around a first rotation axis that penetrates the first reflecting plate in the direction of the plate surface, the center position of the subject image formed by the radio wave lens is first scanned by the subject. First scanning means for changing the direction,
A second reflector that is disposed at a position where an object image is formed by the radio wave lens and reflects thermal noise of a microwave band transmitted through the radio wave lens in a direction different from that of the radio wave lens;
Receiving means arranged in the direction of reflection of the thermal noise by the second reflector and receiving thermal noise reflected from the second reflector;
The center position of the subject image reflected from the second reflecting plate toward the receiving means by rotating the second reflecting plate around a second rotation axis that penetrates the second reflecting plate in the plate surface direction. A second scanning unit that changes a second scanning direction perpendicular to the first scanning direction in the subject;
Image data generating means for generating image data of the subject from a reception level of thermal noise by the receiving means;
One of the first scanning means and the second scanning means includes a first reflector or a second reflector arranged around the first rotational axis or the second rotational axis. The other scanning means continuously rotates the first reflecting plate or the second reflecting plate around the first rotating shaft or the second rotating shaft. It was configured as described above.

本発明の電波撮像装置によれば、電波レンズを挟んで第1反射板と第2反射板とが設けられ、これら各部を介して、被写体から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を、受信手段に導く。   According to the radio wave imaging apparatus of the present invention, the first reflector and the second reflector are provided with the radio wave lens interposed therebetween, and the thermal noise of the microwave band radiated from the subject is received through these parts. Lead to.

また、第1反射板は、第1走査手段により、当該第1反射板を板面方向に貫通する第1回転軸周りに回動され、この回動により、電波レンズにより結像される被写体像の中心位置が、被写体の第1走査方向に変化する。   The first reflecting plate is rotated around the first rotation axis penetrating the first reflecting plate in the plate surface direction by the first scanning means, and the subject image formed by the radio wave lens by this rotation. Of the subject changes in the first scanning direction of the subject.

また、第2反射板は、第2走査手段により、当該第2反射板を板面方向に貫通する第2回転軸周りに回動され、この回動により、第2反射板から受信手段に向けて反射される被写体像の中心位置が、被写体において第1走査方向と直交する第2走査方向に変化する。   Further, the second reflecting plate is rotated around the second rotation axis penetrating the second reflecting plate in the plate surface direction by the second scanning unit, and by this rotation, the second reflecting plate is directed to the receiving unit. The center position of the reflected subject image changes in the second scanning direction perpendicular to the first scanning direction in the subject.

このため、第1走査手段及び第2走査手段による第1反射板及び第2反射板の回動により、受信手段には、被写体を第1走査方向及び第2走査方向に走査することにより得られる被写体各部の熱雑音が順に入力されることになる。   Therefore, the receiving means scans the subject in the first scanning direction and the second scanning direction by rotating the first reflecting plate and the second reflecting plate by the first scanning means and the second scanning means. The thermal noise of each part of the subject is sequentially input.

よって、画像データ生成手段にて、第1走査手段及び第2走査手段の動作に合わせて受信手段による熱雑音の受信レベルを取り込むことで、被写体の2次元画像に対応した画像データを生成することができる。   Therefore, the image data generation means generates image data corresponding to the two-dimensional image of the subject by taking in the reception level of the thermal noise by the reception means in accordance with the operations of the first scanning means and the second scanning means. Can do.

また、本発明では、第1走査手段及び第2走査手段のうち、一方の走査手段は、第1反射板又は第2反射板を、第1回転軸若しくは第2回転軸周りに所定の回転角度範囲内で揺動させるように構成され、他方の走査手段は、第1反射板又は前記第2反射板を、第1回転軸若しくは第2回転軸周りに連続的に回転させるように構成される。   In the present invention, one of the first scanning unit and the second scanning unit includes a first rotation plate or a second rotation plate that has a predetermined rotation angle around the first rotation axis or the second rotation axis. The other scanning unit is configured to continuously rotate the first reflecting plate or the second reflecting plate around the first rotating shaft or the second rotating shaft. .

これは、本発明のように、第1反射板及び第2反射板を互いに直交する方向に走査させて、2次元画像を撮像する場合、一方の反射板(例えば、第1反射板)を所定の走査量(角度)だけ回動させる間に、他方の反射板(例えば、第2反射板)を一走査分回動させる必要があり、他方の反射板の一走査時間を短縮する必要があるためである。   This is because, as in the present invention, when a two-dimensional image is captured by scanning the first reflector and the second reflector in directions orthogonal to each other, one reflector (for example, the first reflector) is predetermined. The other reflecting plate (for example, the second reflecting plate) needs to be rotated by one scanning while the scanning amount (angle) is rotated, and one scanning time of the other reflecting plate needs to be shortened. Because.

つまり、反射板を回動させて被写体を走査する場合には、通常、特許文献2に記載のように、反射板を所定の回転角度だけ回転軸周りに回動させる。しかし、2つの反射板をこのように回動させて、画像を撮像するには、一方の反射板の回動を極めて高速にする必要があり、実現が難しい。   That is, when the subject is scanned by rotating the reflecting plate, the reflecting plate is usually rotated around the rotation axis by a predetermined rotation angle as described in Patent Document 2. However, in order to take an image by rotating the two reflecting plates in this manner, it is necessary to rotate one of the reflecting plates at an extremely high speed, which is difficult to realize.

また、反射板による走査速度を高めるには、特許文献1に記載のように、ポリゴンミラーを利用することも考えられる。しかし、ポリゴンミラーは、反射面と回転軸とが一致しないため光路長の差が生じ、その光路長の差を補正するための画像処理が必要になるとか、鮮明な撮像画像が得られないという問題が生じる。   In order to increase the scanning speed by the reflecting plate, it is conceivable to use a polygon mirror as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-228707. However, the polygon mirror has a difference in optical path length because the reflecting surface and the rotation axis do not coincide with each other, and image processing for correcting the difference in optical path length is necessary, or a clear captured image cannot be obtained. Problems arise.

そこで、本発明では、高速走査が必要な反射板を連続回転させることで、反射板を所定角度範囲内で回動させるときのように、その回転方向を切り換えることなく、被写体を走査でき、しかも、その走査に、反射板の表面と裏面とをそれぞれ利用できるようにすることで、反射板の一走査に要する時間を短縮しているのである。   Therefore, in the present invention, by continuously rotating the reflecting plate that requires high-speed scanning, the subject can be scanned without switching the rotation direction as in the case of rotating the reflecting plate within a predetermined angle range, The time required for one scan of the reflection plate is shortened by making the front and back surfaces of the reflection plate available for the scanning.

このため、本発明によれば、2つの反射板を利用して被写体を2次元方向に走査するにも関わらず、被写体の撮像時間が長くなるのを防止し、例えば、被写体が動いても、被写体画像を良好に撮像することが可能となる。   For this reason, according to the present invention, it is possible to prevent the imaging time of the subject from becoming long although the subject is scanned in the two-dimensional direction using the two reflectors. A subject image can be captured well.

実施形態の電波撮像装置全体の構成を表す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing the composition of the whole radio wave imaging device of an embodiment. 図1に示す撮像装置本体の内部構成を表す側面図である。It is a side view showing the internal structure of the imaging device main body shown in FIG. 撮像装置本体に設けられるレンズと一対の反射板との配置状態を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the arrangement | positioning state of the lens and a pair of reflecting plate which are provided in an imaging device main body. 制御回路にて実施される撮像処理を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the imaging process implemented in a control circuit.

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態の電波撮像装置は、空港などで乗客が危険物を隠し持っていないかどうかをチェックするのに使用されるものであり、図1に示すように構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The radio wave imaging apparatus of the present embodiment is used to check whether a passenger does not conceal a dangerous object at an airport or the like, and is configured as shown in FIG.

すなわち、本実施形態の電波撮像装置は、検査対象領域に位置する乗客を被写体2として、被写体2から放射されるミリ波帯の熱雑音を受信することにより被写体2を撮像する撮像装置本体10と、検査対象領域を挟んで撮像装置本体10とは反対側に設けられた遮蔽板4とから構成されている。   That is, the radio wave imaging apparatus according to the present embodiment includes an imaging apparatus main body 10 that captures an image of the subject 2 by receiving millimeter-wave band thermal noise emitted from the subject 2 with a passenger located in the examination target area as the subject 2. The shielding plate 4 is provided on the opposite side of the imaging apparatus main body 10 with the inspection target region interposed therebetween.

遮蔽板4は、撮像装置本体10から見て、被写体2の後方から入射してくる不要な熱雑音を遮断するためのものであり、金属板にて構成されている。
また、撮像装置本体10は、図2、図3に示すように、被写体2から放射されたミリ波帯の熱雑音を、電波透過部12を介して内部に取り込み、反射板14、レンズ16、反射板18を介して、ミリ波センサ20に導くように構成されている。
The shielding plate 4 is for blocking unnecessary thermal noise that enters from the rear of the subject 2 when viewed from the imaging device main body 10 and is made of a metal plate.
2 and 3, the imaging apparatus main body 10 takes in millimeter-wave band thermal noise radiated from the subject 2 into the interior via the radio wave transmission unit 12, and reflects the reflection plate 14, the lens 16, It is configured to be guided to the millimeter wave sensor 20 through the reflection plate 18.

ここで、レンズ16は、撮像装置本体10内に、中心軸が垂直方向となるよう配置されており、反射板14及び反射板18は、レンズ16を挟んで、レンズ16の上下に配置されている。   Here, the lens 16 is disposed in the imaging apparatus main body 10 so that the central axis is in the vertical direction, and the reflecting plate 14 and the reflecting plate 18 are disposed above and below the lens 16 with the lens 16 in between. Yes.

反射板14は、被写体から放射され、電波透過部12を介して撮像装置本体10内に入射してきたミリ波帯の熱雑音を、レンズ16に向けて反射するためのものである。
そして、この反射板14の左右の側縁からは、反射板14の板面に沿った水平方向の回転軸周りに回動自在に、反射板14を支持する支持軸22が突設されている。
The reflection plate 14 is for reflecting the thermal noise in the millimeter wave band radiated from the subject and entering the imaging apparatus main body 10 via the radio wave transmission unit 12 toward the lens 16.
From left and right side edges of the reflection plate 14, a support shaft 22 that supports the reflection plate 14 is provided so as to be rotatable around a horizontal rotation axis along the plate surface of the reflection plate 14. .

また、この支持軸22は、撮像装置本体10のケースの内壁に回転可能に固定されている。
また、反射板14の裏面(電波透過部12とは反対側の面)の上端部は、リンク28を介して、モータ24の回転軸25に設けられた円板26に連結されている。
The support shaft 22 is rotatably fixed to the inner wall of the case of the imaging apparatus main body 10.
Further, the upper end portion of the back surface of the reflecting plate 14 (the surface opposite to the radio wave transmitting portion 12) is connected to a disk 26 provided on the rotating shaft 25 of the motor 24 via a link 28.

これは、モータ24(延いては円板26)の回転により、反射板14を、支持軸22にて形成される回転軸周りに所定角度範囲で回動させるためである。
なお、撮像装置本体10のケースは、電波透過部12を除いて電波を遮蔽可能な金属材にて矩形の箱状に形成されており、そのケースの内壁面には、内部に入射したミリ波がケースの内壁面で反射して拡散されることのないよう、電波吸収体が設けられている。
This is because the reflecting plate 14 is rotated around the rotation axis formed by the support shaft 22 within a predetermined angle range by the rotation of the motor 24 (and thus the disk 26).
The case of the imaging apparatus main body 10 is formed in a rectangular box shape with a metal material that can shield radio waves except for the radio wave transmission part 12, and the millimeter wave incident on the inside is formed on the inner wall surface of the case. Is provided with a radio wave absorber so that it is not reflected and diffused by the inner wall surface of the case.

次に、レンズ16は、反射板14を介して入射してきたミリ波体の熱雑音を透過させることで、下方の反射板18の配置位置に被写体2の画像を結像させるものである。
また、反射板18は、レンズ16による被写体像の結像位置で、レンズ16を垂直方向に透過してきた熱雑音を、ミリ波センサ20に向けて水平方向に反射するためのものである。
Next, the lens 16 transmits the thermal noise of the millimeter wave body that has entered through the reflecting plate 14, thereby forming an image of the subject 2 at the position where the lower reflecting plate 18 is disposed.
The reflecting plate 18 is for reflecting the thermal noise transmitted through the lens 16 in the vertical direction at the imaging position of the subject image by the lens 16 toward the millimeter wave sensor 20 in the horizontal direction.

そして、反射板18の上下の端縁からは、反射板18の板面に沿って、垂直・水平方向に対し略45度傾斜した中心軸周りに回動自在に、反射板18を支持するための支持軸32が突設されている。   In order to support the reflecting plate 18 from the upper and lower edges of the reflecting plate 18 so as to be rotatable about a central axis inclined approximately 45 degrees with respect to the vertical and horizontal directions along the plate surface of the reflecting plate 18. The support shaft 32 is projected.

また、この支持軸32のうち、反射板18の上端縁側の支持軸32は、撮像装置本体10に固定された支持部材35にて回転自在に支持され、反射板18の下端縁側の支持軸32は、撮像装置本体10に固定されたモータ34の回転軸に連結されている。   Of the support shafts 32, the support shaft 32 on the upper end edge side of the reflector 18 is rotatably supported by a support member 35 fixed to the imaging apparatus body 10, and the support shaft 32 on the lower end edge side of the reflector 18. Are coupled to the rotating shaft of a motor 34 fixed to the imaging apparatus main body 10.

この結果、反射板18は、モータ34の回転により、支持軸32にて形成される回転軸周りに回転することになる。
なお、反射板18は、その板面両面が、電波を反射可能に鏡面加工されており、反射板14は、電波透過部12に面した片面だけが、電波を反射可能に鏡面加工されている。
As a result, the reflector 18 rotates around the rotation axis formed by the support shaft 32 by the rotation of the motor 34.
Note that both surfaces of the reflecting plate 18 are mirror-finished so that radio waves can be reflected, and only one side of the reflecting plate 14 facing the radio wave transmitting portion 12 is mirror-finished so that radio waves can be reflected. .

また、反射板14を回動可能に支持する支持軸22、及び、反射板18を回転可能に支持する支持軸32には、それぞれ、反射板14、18の回転位置を検出するためのエンコーダ30、36が設けられている。   An encoder 30 for detecting the rotational position of the reflecting plates 14 and 18 is provided on the supporting shaft 22 for rotatably supporting the reflecting plate 14 and the supporting shaft 32 for rotatably supporting the reflecting plate 18, respectively. , 36 are provided.

次に、ミリ波センサ20は、ミリ波帯の熱雑音を受信可能な一つのアンテナ素子とアンテナ素子からのミリ波帯の受信信号を増幅するローノイズアンプとから構成されている。
そして、このミリ波センサ20からの受信信号は、処理回路38に入力され、処理回路38内で検波及びA/D変換されることで、受信信号の信号レベルを表すデジタルデータに変換される。
Next, the millimeter wave sensor 20 includes one antenna element that can receive millimeter-wave band thermal noise and a low-noise amplifier that amplifies a millimeter-wave band reception signal from the antenna element.
The received signal from the millimeter wave sensor 20 is input to the processing circuit 38 and detected and A / D converted in the processing circuit 38 to be converted into digital data representing the signal level of the received signal.

また、処理回路38にて生成されたデジタルデータは、CPU、ROM、RAM等を中心に構成されたマイクロコンピュータからなる制御回路40に入力される。また、制御回路40には、モータ24及び34をそれぞれ駆動する駆動回路42、44が接続されている。   The digital data generated by the processing circuit 38 is input to a control circuit 40 composed of a microcomputer mainly composed of a CPU, ROM, RAM and the like. The control circuit 40 is connected to drive circuits 42 and 44 for driving the motors 24 and 34, respectively.

そして、制御回路40は、上記各駆動回路42、44を介してモータ24、34を回転させることで、ミリ波センサ20に入射する熱雑音の発生位置を、被写体2を垂直方向及び水平方向に走査した位置に変化させる。   Then, the control circuit 40 rotates the motors 24 and 34 via the drive circuits 42 and 44, so that the generation position of the thermal noise incident on the millimeter wave sensor 20 is set in the vertical direction and the horizontal direction. Change to the scanned position.

また、制御回路40は、その走査位置変化に応じて処理回路38から受信信号レベルを表すデジタルデータを取り込むことで、被写体2のミリ波画像データを生成し、その生成したミリ波画像データを、外部の表示装置46に出力することで、表示装置46に被写体2のミリ波画像を表示させる。   Further, the control circuit 40 takes in the digital data representing the received signal level from the processing circuit 38 in accordance with the change in the scanning position, thereby generating the millimeter wave image data of the subject 2, and the generated millimeter wave image data is By outputting to the external display device 46, the millimeter wave image of the subject 2 is displayed on the display device 46.

以下、このように制御回路40にて実行される撮像処理を、図4に示すフローチャートに沿って説明する。
この撮像処理は、制御回路40の動作モードが画像の撮像モードに設定されているとき、制御回路40において、繰り返し実行される処理である。
Hereinafter, the imaging process executed by the control circuit 40 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
This imaging process is a process repeatedly executed in the control circuit 40 when the operation mode of the control circuit 40 is set to the imaging mode of the image.

図4に示すように、撮像処理が開始されると、まずS110(Sはステップを表す)にて、駆動回路42、44を介してモータ24、34を駆動することで、反射板14及び18を、それぞれ、エンコーダ30、36にて検出される所定の原点位置に位置決めする初期化の処理を実行する。   As shown in FIG. 4, when the imaging process is started, first, in S110 (S represents a step), the motors 24 and 34 are driven via the drive circuits 42 and 44, whereby the reflectors 14 and 18 are driven. Are initialized at predetermined origin positions detected by the encoders 30 and 36, respectively.

次に、S120では、ミリ波センサ20の出力(詳しくは処理回路38から入力されるデジタルデータが所定値(例えば0Vに対応した値)となるよう、処理回路38内の検波電圧若しくはA/D変換回路の基準電圧等を補正する、校正処理を実行する。   Next, in S120, the detection voltage or A / D in the processing circuit 38 is set so that the output of the millimeter wave sensor 20 (specifically, the digital data input from the processing circuit 38 becomes a predetermined value (for example, a value corresponding to 0V)). A calibration process for correcting the reference voltage and the like of the conversion circuit is executed.

そして、続くS130では、モータ24を駆動することで、反射板14の回転位置を、垂直方向の走査開始位置に設定し、モータ34により反射板18を一定速度で連続的に回転させることで、処理回路38からデジタルデータを取り込むイメージング処理を開始する。   In subsequent S130, by driving the motor 24, the rotation position of the reflection plate 14 is set to the vertical scanning start position, and the reflection plate 18 is continuously rotated at a constant speed by the motor 34. An imaging process for capturing digital data from the processing circuit 38 is started.

このようにイメージング処理が開始されると、まず、S140にて、反射板18が180度回転する水平走査一走査当たりに、予め設定された所定回数、処理回路38からの入力データをサンプリングすることで、反射板18の一走査分、ミリ波受信信号を読み込む。   When the imaging process is started in this manner, first, in S140, the input data from the processing circuit 38 is sampled a predetermined number of times per horizontal scanning in which the reflector 18 rotates 180 degrees. Thus, the millimeter wave reception signal is read for one scanning of the reflection plate 18.

そして、続くS150では、S140によるミリ波受信信号のサンプリング処理を、反射板14による全垂直走査範囲分実行したか否かを判断することで、全走査範囲分の受信信号の読み込みが完了したか否かを判断する。   In subsequent S150, it is determined whether or not the sampling process of the millimeter wave reception signal in S140 has been executed for the entire vertical scanning range by the reflector 14, and thus whether the reception signal reading for the entire scanning range has been completed. Judge whether or not.

S150にて、全走査範囲分の受信信号の読み込みが完了していないと判断されると、S160に移行し、モータ24を駆動することで、反射板14を所定角度だけ回動させることで、反射板14による垂直走査位置を次の走査位置まで変化させ、S140に移行する。   If it is determined in S150 that reading of the received signals for the entire scanning range has not been completed, the process proceeds to S160, and the reflector 24 is rotated by a predetermined angle by driving the motor 24. The vertical scanning position by the reflecting plate 14 is changed to the next scanning position, and the process proceeds to S140.

一方、S150にて、全走査範囲分の受信信号の読み込みが完了したと判断されると、S170に移行し、その読み込んだ全走査範囲分の受信信号の受信レベル(デジタルデータ)に基づき、被写体2の一画面分の画像データ(2次元画像データ)を生成する。   On the other hand, when it is determined in S150 that reading of the received signals for the entire scanning range is completed, the process proceeds to S170, and the subject is based on the received level (digital data) of the received signals for the entire scanned range. Two screens of image data (two-dimensional image data) are generated.

そして、S170では、その生成した一画面分の画像データを外部の表示装置46に出力することで、表示装置46に被写体2の撮像画像を表示させると共に、その画像データを外部の記憶装置(ハードディスク等;図示せず)に記憶し、当該撮像処理を一端終了する。   In S170, the generated image data for one screen is output to the external display device 46 to display the captured image of the subject 2 on the display device 46, and the image data is stored in an external storage device (hard disk). Etc .; not shown) and the imaging process is terminated once.

この結果、本実施形態の電波撮像装置の使用者は、表示装置46に表示された撮像画像を見ることで、検査対象領域に被写体2となる人が居ることを検知したり、その表示画像から被写体2である人が隠し持っている凶器を検知したりすることができる。   As a result, the user of the radio wave imaging apparatus of the present embodiment can detect that there is a person who will be the subject 2 in the inspection target area by looking at the captured image displayed on the display device 46, or from the display image. It is possible to detect a weapon that is hidden by the person who is the subject 2.

以上説明したように、本実施形態の電波撮像装置によれば、2つの反射板14、18を被写体2の垂直走査方向及び水平走査方向にそれぞれ回動することで、レンズ16により結像される被写体2の画像を構成するミリ波を、画素毎にミリ波センサ20に入力し、ミリ波センサ20から各画素のミリ波の信号レベルを順次取り込むことで、画像データを生成する。   As described above, according to the radio wave imaging apparatus of the present embodiment, the two reflectors 14 and 18 are rotated in the vertical scanning direction and the horizontal scanning direction of the subject 2 to form an image with the lens 16. The millimeter wave constituting the image of the subject 2 is input to the millimeter wave sensor 20 for each pixel, and image data is generated by sequentially taking in the millimeter wave signal level of each pixel from the millimeter wave sensor 20.

このため、従来のように、ミリ波センサを2次元配置した2次元イメージセンサや、ミリ波センサを一列に配置したラインセンサを使用することなく、一つのミリ波センサを用いて、被写体2を撮像した画像データを得ることができ、装置構成を簡単にすることができる。   For this reason, the object 2 can be obtained by using a single millimeter wave sensor without using a two-dimensional image sensor in which millimeter wave sensors are two-dimensionally arranged or a line sensor in which millimeter wave sensors are arranged in a row. Imaged image data can be obtained, and the apparatus configuration can be simplified.

また、一つのミリ波センサだけで電波撮像装置を構成できるので、ミリ波センサのバラツキの影響を受けることなく、鮮明な画像データを生成することができる。
また特に、本実施形態では、反射板14を所定の角度範囲内で揺動させることで、垂直走査を行い、その垂直走査の所定角度毎に、反射板18が180度回転するよう、反射板18を連続的に回転させることで、水平走査を行う。
In addition, since the radio wave imaging apparatus can be configured with only one millimeter wave sensor, clear image data can be generated without being affected by variations in the millimeter wave sensor.
In particular, in this embodiment, the reflector 14 is swung within a predetermined angle range to perform vertical scanning, and the reflector 18 is rotated 180 degrees for each predetermined angle of the vertical scanning. Horizontal scanning is performed by continuously rotating 18.

このため、反射板18を所定角度範囲内にて回動させて、水平走査を行うようにした場合に比べて、水平走査1回当たりの走査時間を短縮することができ、被写体2の撮像をより高速に行うことができる。   For this reason, the scanning time per horizontal scanning can be shortened compared with the case where the reflecting plate 18 is rotated within a predetermined angle range to perform horizontal scanning, and the subject 2 can be imaged. It can be done faster.

なお、本実施形態においては、レンズ16が、本発明の電波レンズに相当し、反射板14が、本発明の第1反射板に相当し、反射板18が、本発明の第2反射板に相当し、ミリ波センサ20が、本発明の受信手段に相当する。   In this embodiment, the lens 16 corresponds to the radio wave lens of the present invention, the reflector 14 corresponds to the first reflector of the present invention, and the reflector 18 corresponds to the second reflector of the present invention. The millimeter wave sensor 20 corresponds to the receiving means of the present invention.

また、本実施形態において、制御回路40は、本発明の第1走査手段、第2走査手段、及び画像データ生成手段の機能を実現するものである。詳しくは、制御回路40にて実行される撮像処理のうち、S130及びS160n処理と、モータ24、エンコーダ30、及び駆動回路42が、本発明の第1走査手段に相当し、S140の処理と、モータ34、エンコーダ36、及び駆動回路44が、本発明の第2走査手段に相当し、S150及びS170の処理が、本発明の画像データ生成手段に相当する。   In the present embodiment, the control circuit 40 realizes the functions of the first scanning unit, the second scanning unit, and the image data generation unit of the present invention. Specifically, among the imaging processes executed by the control circuit 40, the S130 and S160n processes, the motor 24, the encoder 30, and the drive circuit 42 correspond to the first scanning means of the present invention. The motor 34, the encoder 36, and the drive circuit 44 correspond to the second scanning unit of the present invention, and the processing of S150 and S170 corresponds to the image data generation unit of the present invention.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、反射板14を所定角度範囲で回動させることで、垂直走査を行い、その垂直走査の所定の走査角度毎に、反射板18が180度回転して水平走査されるように、反射板18を連続回転させることで、被写体2を撮像するものとして説明した。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various aspect can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, in the above embodiment, the reflector 14 is rotated in a predetermined angle range to perform vertical scanning, and the reflector 18 is rotated 180 degrees and horizontally scanned at every predetermined scanning angle of the vertical scanning. As described above, it has been described that the subject 2 is imaged by continuously rotating the reflecting plate 18.

しかし、これとは逆に、反射板18を所定角度範囲で回動させることで、水平走査を行い、その水平走査の所定の走査角度毎に、反射板14が180度回転して垂直走査されるように、反射板14を連続回転させるようにしても、被写体2を撮像することができる。   However, on the contrary, the reflecting plate 18 is rotated within a predetermined angle range to perform horizontal scanning, and the reflecting plate 14 is rotated 180 degrees and vertically scanned at every predetermined scanning angle of the horizontal scanning. As described above, the subject 2 can be imaged even when the reflecting plate 14 is continuously rotated.

また、上記実施形態では、反射板14を所定角度で回動させるに当たって、リンク28及び円板26を介して反射板14に連結されたモータ24を用いるものとして説明したが、モータ24に代えて、ロッドの突出長さを調整可能なソレノイドを利用してもよい。   In the above embodiment, the motor 24 connected to the reflecting plate 14 via the link 28 and the circular plate 26 is used to rotate the reflecting plate 14 at a predetermined angle, but the motor 24 is used instead. A solenoid capable of adjusting the protruding length of the rod may be used.

また、上記実施形態では、被写体2から放射されるミリ波帯の熱雑音を受信することで、被写体2を撮像するものとして説明したが、ミリ波帯以外のマイクロ波からなる熱雑音を受信するようにしても、被写体2を撮像することはできる。   In the above embodiment, it has been described that the subject 2 is imaged by receiving the thermal noise in the millimeter wave band radiated from the subject 2, but the thermal noise composed of microwaves other than the millimeter wave band is received. Even so, the subject 2 can be imaged.

2…被写体、4…遮蔽板、10…撮像装置本体、12…電波透過部、14…反射板、16…レンズ、18…反射板、20…ミリ波センサ、22…支持軸、24…モータ、25…回転軸、26…円板、28…リンク、30…エンコーダ、32…支持軸、34…モータ、35…支持部材、36…エンコーダ、38…処理回路、40…制御回路、42,44…駆動回路、46…表示装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Subject, 4 ... Shielding board, 10 ... Imaging device main body, 12 ... Radio wave transmission part, 14 ... Reflecting plate, 16 ... Lens, 18 ... Reflecting plate, 20 ... Millimeter wave sensor, 22 ... Support shaft, 24 ... Motor, 25 ... Rotating shaft, 26 ... Disc, 28 ... Link, 30 ... Encoder, 32 ... Support shaft, 34 ... Motor, 35 ... Support member, 36 ... Encoder, 38 ... Processing circuit, 40 ... Control circuit, 42, 44 ... Drive circuit, 46... Display device.

Claims (1)

被写体から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を透過させて被写体像を結像させる電波レンズと、
前記被写体から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を前記電波レンズに向けて反射する第1反射板と、
前記第1反射板を板面方向に貫通する第1回転軸周りに前記第1反射板を回動させることで、前記電波レンズにより結像される被写体像の中心位置を前記被写体の第1走査方向に変化させる第1走査手段と、
前記電波レンズにより被写体像の結像位置に配置され、前記電波レンズを透過してきたマイクロ波帯の熱雑音を前記電波レンズとは異なる方向に反射させる第2反射板と、
前記第2反射板による前記熱雑音の反射方向に配置され、前記第2反射板から反射された熱雑音を受信する受信手段と、
前記第2反射板を板面方向に貫通する第2回転軸周りに前記第2反射板を回動させることで、前記第2反射板から前記受信手段に向けて反射される被写体像の中心位置を、前記被写体において前記第1走査方向と直交する第2走査方向に変化させる第2走査手段と、
前記受信手段による熱雑音の受信レベルから前記被写体の画像データを生成する画像データ生成手段と、
を備え、前記第1走査手段及び第2走査手段のうち、一方の走査手段は、前記第1反射板又は前記第2反射板を、前記第1回転軸若しくは前記第2回転軸周りに所定の回転角度範囲内で揺動させるように構成され、他方の走査手段は、前記第1反射板又は前記第2反射板を、前記第1回転軸若しくは前記第2回転軸周りに連続的に回転させるように構成されたことを特徴とする電波撮像装置。
A radio wave lens that forms a subject image by transmitting the thermal noise of the microwave band emitted from the subject; and
A first reflector that reflects the thermal noise of the microwave band emitted from the subject toward the radio lens;
By rotating the first reflecting plate around a first rotation axis that penetrates the first reflecting plate in the direction of the plate surface, the center position of the subject image formed by the radio wave lens is first scanned by the subject. First scanning means for changing the direction,
A second reflector that is disposed at a position where an object image is formed by the radio wave lens and reflects thermal noise of a microwave band transmitted through the radio wave lens in a direction different from that of the radio wave lens;
Receiving means arranged in the direction of reflection of the thermal noise by the second reflector and receiving thermal noise reflected from the second reflector;
The center position of the subject image reflected from the second reflecting plate toward the receiving means by rotating the second reflecting plate around a second rotation axis that penetrates the second reflecting plate in the plate surface direction. A second scanning unit that changes a second scanning direction perpendicular to the first scanning direction in the subject;
Image data generating means for generating image data of the subject from a reception level of thermal noise by the receiving means;
One of the first scanning means and the second scanning means includes a first reflector or a second reflector arranged around the first rotational axis or the second rotational axis. The other scanning means continuously rotates the first reflecting plate or the second reflecting plate around the first rotating shaft or the second rotating shaft. A radio wave imaging device configured as described above.
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