JP2015132597A - ミリ波撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体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、隠匿物検出用の画像を撮像するミリ波撮像装置において、検査台上で被写体の向きを変化させることなく、被写体を前後左右から見た周囲画像を撮像できるようにする。
【解決手段】ミリ波撮像装置は、被写体２から放射されるミリ波帯の熱雑音を受信するための複数の受信素子２０を一列に配置してなるラインセンサ１０を備え、モータ１８の回転により、ラインセンサ１０を、検査台４の周囲で回動させることができる。この結果、被写体２の撮像時に、ラインセンサ１０を被写体２の周りで回動させつつ、ラインセンサ１０からの検出信号を順次取り込むことで、被写体２の周囲画像（ミリ波画像）を撮像することができる。なお、ラインセンサは、円環状に構成し、上下動させることによって、被写体２の周囲画像（ミリ波画像）を撮像するようにしてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体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を撮像するミリ波撮像装置に関する。

従来、空港等で乗客が隠し持っている武器や密輸品等の物品を検出するために、乗客等の被写体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、被写体の画像を撮像する、ミリ波撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−０９６８１１号公報

この提案のミリ波撮像装置は、被写体が乗る検査台周囲に位置決め固定され、その固定位置から見える被写体の画像（ミリ波画像）を撮像するように構成されている。
このため、被写体が隠し持った物品（隠匿物）を検出するには、検査台上で、被写体である人に向きを変えてもらい、ミリ波撮像装置を介して、少なくとも前後左右の４方向から被写体を撮像する必要がある。従って、上記提案のミリ波撮像装置においては、隠匿物の検査に手間がかかるという問題があった。

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ミリ波帯の熱雑音を受信することにより、隠匿物検出用の画像を撮像するミリ波撮像装置において、検査台上で被写体の向きを変化させることなく、被写体を前後左右から見た画像を撮像できるようにすることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載のミリ波撮像装置は、
被写体から放射されるミリ波帯の熱雑音を受信するための複数の受信素子を一列に配置してなるラインセンサと、
前記ラインセンサを、前記被写体が載置される検査台周囲で変位可能に支持する支持台と、
前記支持台に支持された前記ラインセンサを前記検査台周囲で変位させることで、前記ラインセンサによる前記被写体の撮像位置を変化させて、前記ラインセンサに、前記被写体の周囲画像を撮像させるアクチュエータと、
を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のミリ波撮像装置において、
前記ラインセンサは、前記複数の受信素子を直線状に配置することにより構成されており、
前記支持台は、
前記ラインセンサにおける受信素子の配列方向が、前記検査台に載置される前記被写体の上下方向となるよう、前記ラインセンサを前記検査台周囲で支持する第１支持部と、
該第１支持部を、前記ラインセンサが前記検査台の外周に沿って移動可能に支持する第２支持部と、
を備え、
前記アクチュエータは、前記第２支持部を介して前記ラインセンサを前記検査台周囲で変位させることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のミリ波撮像装置において、
前記第２支持部は、前記検査台の中心位置を通る中心軸周りに回動可能な回転板にて構成されており、
前記第１支持部は、前記ラインセンサを前記回転板の外周部分に位置決め固定することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のミリ波撮像装置において、
前記第２支持部は、前記検査台の周囲に設けられた環状のレールにて構成されており、
前記第１支持部は、前記ラインセンサを、前記第２支持部を構成する前記レールに対し、当該レール上を走行可能に固定することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のミリ波撮像装置において、
前記ラインセンサは、前記検査台を包囲可能な環状のケース内に前記複数の受信素子を収納することにより構成されており、
前記支持台は、前記ラインセンサの環状のケースを、前記検査台周囲で上下動可能に支持する支柱にて構成されており、
前記アクチュエータは、前記ラインセンサの環状のケースを、前記支柱に沿って上下方向に変位させることを特徴とする。

次に、請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のミリ波撮像装置において、
前記ラインセンサは、前記複数の受信素子を隣接する所定数毎にグループ分けしたグループ毎に、前記被写体から放射された前記ミリ波帯の熱雑音を各受信素子に導く凸レンズを備えたことを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のミリ波撮像装置において、
前記ラインセンサにおいて、前記グループを構成する所定数の受信素子は、前記凸レンズの中心軸から離れる程、前記凸レンズとの間隔が短くなるよう配置されていることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載のミリ波撮像装置において、
前記ラインセンサに設けられる凸レンズは、一方のレンズ面が平面状に形成された平凸レンズにて構成され、
前記平凸レンズの前記平面状のレンズ面には、前記ミリ波帯の熱雑音を反射する反射板が積層されていることを特徴とする。

次に、請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８の何れか１項に記載のミリ波撮像装置において、
前記アクチュエータを介して前記ラインセンサによる前記被写体の撮像位置を変化させて、前記ラインセンサの各受信素子から受信信号を取り込むことで、前記周囲画像の画像データを生成し、該画像データに基づき、前記被写体の周囲画像を表示装置に表示する制御装置を備えたことを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のミリ波撮像装置において、
前記制御装置は、
前記ラインセンサによる前記被写体の撮像位置を変化させて、前記ラインセンサの各受信素子から受信信号を取り込むことにより生成した、前記熱雑音の受信レベルからなる前記被写体の画像データと、
前記表示装置の表示画面を仮想空間として、前記被写体を前記表示装置に３Ｄ表示するための３Ｄデータと、
に基づき、前記表示装置に、前記被写体表面から放射される前記熱雑音の信号レベルを識別可能な、前記被写体の３Ｄ画像を表示すること、
を特徴とする。

請求項１に記載のミリ波撮像装置によれば、被写体の画像を撮像するためのラインセンサが、支持台を介して、検査台周囲で変位可能に支持されている。そして、アクチュエータが、支持台に支持されたラインセンサを検査台周囲で変位させることで、ラインセンサによる被写体の撮像位置を変化させて、ラインセンサに、被写体の周囲画像を撮像させる。

このため、本発明のミリ波撮像装置によれば、上述した従来のミリ波撮像装置のように、被写体の周囲画像を撮像するために、検査台上で、ミリ波撮像装置に対する被写体の向きを変えさせる必要がない。

従って、本発明のミリ波撮像装置によれば、被写体が隠し持った物品（隠匿物）を検出するために行う被写体の撮像を、簡単且つ短時間で行うことができ、延いては、空港等で多数の乗客を検査するのに好適なミリ波撮像装置を提供することが可能となる。

ここで、ラインセンサは、請求項２に記載のように、複数の受信素子を直線状に配置することにより構成してもよく、或いは、請求項５に記載のように、検査台を包囲可能な環状のケース内に複数の受信素子を収納することにより構成してもよい。

そして、ラインセンサを請求項２に記載のように構成した場合には、支持台を、ラインセンサにおける受信素子の配列方向が、検査台に載置される被写体の上下方向となるようにラインセンサを支持する第１支持部と、この第１支持部を、ラインセンサが検査台の外周に沿って移動可能に支持する第２支持部とにより構成し、アクチュエータが、第２支持部を介してラインセンサを検査台周囲で変位させるようにすればよい。

また、この場合、請求項３に記載のように、第２支持部を、検査台の中心位置を通る中心軸周りに回動可能な回転板にて構成し、第１支持部が、ラインセンサを、第２支持部を構成する回転板の外周部分に位置決め固定するようにするとよい。

つまり、このようにすれば、アクチュエータを介して、第２支持部を中心軸周りに回動させることで、ラインセンサを検査台周囲（換言すれば被写体周囲）で回転させて、被写体の周囲画像を撮像させることが可能となる。

また、このように被写体の周囲画像を撮像させるには、請求項４に記載のように、第２支持部を、検査台の周囲に設けられた環状のレールにて構成し、第１支持部が、ラインセンサを、レール上を走行可能に固定するようにすればよい。

つまり、このようにすれば、アクチュエータを介して、ラインセンサをレールに沿って走行させることができ、その走行時に、ラインセンサを介して被写体を撮像させることで、被写体の周囲画像を撮像することが可能となる。

一方、ラインセンサを請求項５に記載のように構成した場合には、支持台を、ラインセンサの環状のケースを検査台周囲で上下動可能に支持する支柱にて構成し、アクチュエータを、ラインセンサの環状のケースを支柱に沿って上下方向に変位させるように構成すればよい。

つまり、このようにすれば、環状のラインセンサを被写体周囲で上下動させることで、被写体の周囲画像を撮像することができる。
また、ラインセンサは、複数の受信素子を直線状若しくは環状に配置するだけで構成してもよいが、請求項６に記載のように、複数の受信素子を、隣接する所定数毎にグループ分けし、そのグループ毎に、被写体から放射されたミリ波帯の熱雑音を各受信素子に導く凸レンズを設けることで、構成してもよい。

つまり、このようにすれば、凸レンズを介して結像される被写体画像の位置に、複数の受信素子を配置することができ、被写体をより鮮明に撮像することが可能となる。
なお、この場合、所定数の受信素子と凸レンズとの間の距離を一致させると、凸レンズの収差によって、得られる画像が不鮮明になることが考えられる。

そこで、この場合には、請求項７に記載のように、ラインセンサにおいて、グループを構成する所定数の受信素子は、凸レンズの中心軸から離れる程、凸レンズとの間隔が短くなるように配置するとよい。

また、ラインセンサに設けられる凸レンズは、請求項８に記載のように、一方のレンズ面が平面状に形成された平凸レンズにて構成し、その平凸レンズの平面状のレンズ面には、ミリ波帯の熱雑音を反射する反射板を積層するようにしてもよい。

そして、このようにすれば、平凸レンズのレンズ面から入射した熱雑音を、反射板にて反射させることで、受信素子に導くことができるようになり、凸レンズを、両方のレンズ面が凸条に形成された両凸レンズにて構成した場合に比べて、被写体の撮像性能を低下させることなく、凸レンズの体積及び重量を低減して、ミリ波撮像装置の小型・軽量化を図ることができる。

次に、請求項９に記載のミリ波撮像装置においては、アクチュエータを介してラインセンサによる被写体の撮像位置を変化させて、ラインセンサの各受信素子から受信信号を取り込むことで、周囲画像の画像データを生成する制御装置が備えられている。

そして、制御装置は、その生成した画像データに基づき、被写体の周囲画像を表示装置に表示する。
このため、請求項９に記載のミリ波撮像装置によれば、被写体に物品が隠されている場合に、使用者は、表示装置に表示された被写体の画像から、その旨を簡単に検知することができるようになる。

つまり、被写体に物品が隠されている場合、その物品により、被写体から放射される熱雑音が遮断される。
従って、制御装置が、上記のように生成した被写体の画像データを用いて、被写体の周囲画像を表示装置に表示するようにすれば、その表示画面上で、物品が隠されている部分と隠されていない部分とで表示が異なるようになり、使用者は、その表示画面から、被写体に物品が隠されていることを簡単に検知することができるようになるのである。

また、請求項１０に記載のミリ波撮像装置においては、制御装置が、ラインセンサによる被写体の撮像位置を変化させて、ラインセンサの各受信素子から受信信号を取り込むことにより生成した被写体の画像データをそのまま用いて、表示装置に被写体の周囲画像を表示するのではなく、その画像表示に、被写体の３Ｄデータを用いる。

この３Ｄデータは、表示装置の表示画面を仮想空間として、被写体を表示装置に３Ｄ表示するためのデータであり、制御装置は、この３Ｄデータと、アクチュエータとラインセンサとを用いて生成した画像データとに基づき、被写体表面から放射される熱雑音の信号レベルを識別可能な、被写体の３Ｄ画像を、表示装置に表示する。

つまり、制御装置にて生成されるミリ波による撮像画像（周囲画像）は、被写体を、その周囲の異なる方向から撮像した１ライン分の画像を繋ぎ合わせたものであり、被写体の表面を平面に展開した展開図となる。

このため、その撮像画像（展開図）をそのまま表示装置に表示すると、その表示画像から、被写体に物品が隠されていることを確認できても、その隠し場所が被写体のどこであるのかを識別するのは難しい。

そこで、請求項１０に記載のミリ波撮像装置においては、表示装置の表示画面上で被写体の表面から放射されるミリ波のミリ波の信号レベルを識別できるように、制御装置が、表示装置に、被写体の３Ｄ画像を表示するようにしている。

従って、請求項１０に記載のミリ波撮像装置によれば、使用者は、表示装置に表示された被写体の３Ｄ画像から、被写体に隠されている物品の位置を簡単に特定できるようになり、使用者にとって、より使い勝手の良いミリ波撮像装置を提供できることになる。

第１実施形態のミリ波撮像装置全体の構成を表し、(ａ)はその平面図、（ｂ）は一部破断側面図である。 ミリ波撮像装置の制御系の構成を表すブロック図である。 制御装置にて実行される撮像・表示処理を表すフローチャートである。 撮像・表示処理にて得られる撮像画像の画像データを表す説明図である。 人体モデルを利用して撮像画像を３Ｄ表示する表示動作を表す説明図である。 第２実施形態のミリ波撮像装置全体の構成を表し、(ａ)はその平面図、（ｂ）は一部破断側面図である。 第３実施形態のミリ波撮像装置全体の構成を表し、(ａ)はその平面図、（ｂ）は一部破断側面図である。 冷却板を備えた変形例のミリ波撮像装置を表す説明図である。 ラインセンサの変形例を表す説明図である。 ラインセンサを構成する凸レンズの変形例を表す説明図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１に示すように、本実施形態のミリ波撮像装置は、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ためのものであり、被写体２である撮像対象者が乗る検査台４を備える。

検査台４は、円板形状であり、その外周縁一端を、支持部６を介して、支持台８に固定することで、支持台８の上に間隔を空けて固定されている。なお、支持台８は、ミリ波撮像装置全体を支持するためのものであり、キャスタ（図示せず）を介して任意の場所に移動できるようにされている。

支持台８と検査台４との間には、撮像用のラインセンサ１０を支持する回転板１２が設けられている。回転板１２は、その外周縁一端から突出された支持部１２ａにより、ラインセンサ１０を、検査台４の周囲で回転移動可能に支持するためのものである。そして、回転板１２は、ボールベアリング等からなる上下一対の軸受１４、１５を介して、支持台８と検査台４との間に回転可能に固定されている。

また、支持台８は、中空の箱状に形成されており、中空部には、回転板１２の回転軸１２ｂが突出されている。つまり、回転板１２には、回転板１２の下方に配置された軸受１５の中心部分を通って、支持台８の中空部に突出された回転軸１２ｂが設けられている。

そして、支持台８の中空部には、この回転軸１２ｂに減速ギヤ１６を介して出力軸１８ａが接続された、モータ１８が設けられている。
このため、本実施形態のミリ波撮像装置においては、モータ１８を正方向又は逆方向に駆動することで、回転板１２を回転軸１２ｂ周りに回転させて、ラインセンサ１０を検査台４周囲で移動させることができる。

次に、ラインセンサ１０は、検査台４の上に乗った被写体２の画像を撮像するためのものであり、回転板１２の板面に対し直交する方向（通常、鉛直方向）に配列されたミリ波受信用の複数の受信素子２０と、複数の凸レンズ２２とを備える。

凸レンズ２２は、誘電体レンズ等からなる電波レンズであり、被写体２から放射されたミリ波帯の熱雑音を透過させることで、自身の焦点距離に対応した所定位置に被写体像を結像させる。

そして、受信素子２０は、一つの凸レンズ２２に対し、複数個（図では５個）割り当てられており、その割り当てられた複数個のグループ毎に、対応する凸レンズ２２による被写体像の結像位置に配置されている。

このため、ラインセンサ１０を構成する各グループの受信素子２０からの出力を取り込むことで、被写体２の上下方向１ライン分の熱雑音を検出することができる。
そして、上記のようにモータ１８を駆動することにより、ラインセンサ１０を検査台４の周囲で変位させつつ、ラインセンサ１０を利用した熱雑音の検出動作を連続的に実施すれば、被写体２の周囲画像（ミリ波画像）を撮像することができる。

このため、本実施形態のミリ波撮像装置には、こうした撮像動作を実行するための制御装置３０が設けられている。
図２に示すように、この制御装置３０は、画像処理機能を有するコンピュータにて構成されている。

また、制御装置３０には、上述したラインセンサ１０及びモータ１８に加えて、回転板１２の回転位置（換言すれば、ラインセンサ１０による被写体２の撮像位置）を検出する位置センサ２４が接続されている。

そして、制御装置３０は、位置センサ２４からの検出信号に基づき、モータ１８を駆動することにより、図１（ａ）に一点鎖線の矢印で示すように、ラインセンサ１０を検査台４の周りで略一周させ、その間にラインセンサ１０からの検出信号を繰り返し取り込むことで、被写体２の周囲画像を撮像する。

また、制御装置３０には、被写体２の撮像指令や撮像画像の表示条件等を入力するための操作部３２、撮像画像等を表示するための表示装置３４、及び、撮像画像の画像データや撮像画像の表示に用いる人体モデルの３Ｄデータ等を記憶するための記憶装置３６も接続されている。

なお、人体モデルの３Ｄデータは、図５に例示するように、表示装置３４の表示画面内の仮想空間に、標準的な人体モデルＭを３Ｄ（三次元）表示するためのデータである。
そして、制御装置３０は、ラインセンサ１０を介して撮像した被写体２の周囲画像（詳しくは被写体各部から放射されるミリ波の信号レベル）を、人体モデルＭにマッピングすることで、表示装置３４に被写体２の撮像画像を３Ｄ表示する。

以下、このように被写体２を撮像して表示装置３４に３Ｄ表示するために、制御装置２０にて実行される撮像・表示処理について説明する。
この撮像・表示処理は、制御装置３０が、内蔵メモリ若しくは記憶装置３６に格納された制御プログラムを実行することにより、繰り返し実行される処理である。

図３に示すように、撮像・表示処理においては、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、操作部３２から撮像指令が入力されたか否かを判断することにより、撮像指令が入力されるのを待つ。

そして、操作部３２から撮像指令が入力されると、Ｓ１２０に移行して、位置センサ２４を介してラインセンサ１０による被写体２の撮像位置を検出しつつモータ１８を駆動することにより、ラインセンサ１０を予め設定された基準位置へ移動させる。

なお、この基準位置は、例えば、被写体２である撮像対象者が検査台２の中央に所定方向を向いて乗っているとき、ラインセンサ１０が撮像対象者の真正面に配置される位置として予め設定されている。

Ｓ１２０にて、ラインセンサ１０を基準位置へ移動させると、Ｓ１３０に移行して、ラインセンサ１０を構成する全ての受信素子２０から、順に受信信号を取り込むことで、被写体２の上下方向１ライン分の熱雑音を検出する。

そして、続くＳ１４０では、モータ１８を一方向に所定量だけ回転させることで、ラインセンサ１０による被写体２の撮像位置（被写体２に対する撮像角度）を、予め設定された１画素分移動させ、Ｓ１５０に移行する。

Ｓ１５０では、Ｓ１４０によるラインセンサ１０の移動によって、ラインセンサ１０による被写体２の撮像位置が、基準位置まで戻ったか否か（換言すれば、Ｓ１２０にてラインセンサ１０を基準位置へ位置決めしてから、ラインセンサ１０が被写体２の周りを３６０°若しくはそれ以上移動したか否か）を判断することで、被写体２の撮像が完了したか否かを判断する。

そして、Ｓ１２０の処理実行後、ラインセンサ１０が被写体２の周りを３６０°以上移動していて、Ｓ１５０にて、被写体２の撮像が完了したと判断されると、Ｓ１６０に移行し、Ｓ１５０にて、被写体２の撮像は完了していないと判断されると、Ｓ１３０に移行する。

この結果、Ｓ１３０の処理は、ラインセンサ１０が被写体２の周りを一回転する間、撮像画像のラインセンサ１０に直交する横方向の分解能を決める一画素分ずつ繰り返し実行されることになる。

従って、Ｓ１５０にて、被写体２の撮像が完了したと判定されたときには、図４に例示するように、ラインセンサ１０の高さを縦軸、ラインセンサ１０による撮像位置（０°〜３６０°までの回転角度）を横軸とし、受信素子２０の数と、Ｓ１４０でのラインセンサ１０の移動量（回転角度）とで決まる、所定分解能の撮像画像（ミリ波画像）が得られることになる。

ところで、この撮像画像は、被写体２を周囲の全方向から撮像した周囲画像であり、被写体２の表面を平面に展開した展開図となる。
このため、撮像画像をそのまま表示装置３４に表示した場合には、図４に例示するように、撮像対象者が隠し持っている物品Ｐ１が映っていても、その物品Ｐ１の位置が撮像対象者のどこに隠されているかを識別するのが難しい。

つまり、撮像対象者が物品Ｐ１を隠し持っている場合、撮像対象者自身から放射される熱雑音が物品Ｐ１にて遮断されて、ラインセンサ１０でのミリ波の受信レベルが低レベルとなる。このため、撮像画像を表示装置３４に表示すれば、使用者は、その表示画面上で物品Ｐ１の存在を識別できる。

しかし、表示装置３４には、被写体２の表面を平面に展開した画像が表示されるので、その表示画面から、物品Ｐ１の位置が撮像対象者のどの位置であるのかを特定するのが難しく、使用者がミリ波撮像装置の利用に不慣れな場合、物品Ｐ１の位置を特定するのに時間がかかる。

そこで、Ｓ１５０にて、被写体２の撮像が完了したと判定されると、Ｓ１６０〜Ｓ２１０の表示処理を実行する。
この表示処理では、図５に例示するように、撮像画像の画像データに基づき、仮想空間内の人体モデルＭの表面に、被写体２から放射されている熱雑音（ミリ波）の信号レベルに対応した色若しくは色の濃さ（所謂グレースケール）をマッピングし、そのマッピングした人体モデルＭを、特定方向の方向から見た表示用の画像データに変換して、表示装置３４に表示する。

なお、図５は、表示装置３４に表示された人体モデルＭの３Ｄ画像を例示しているが、撮像画像のマッピング状態を分かり易くするため、人体モデルＭの正面に向かって右側半分の領域に、点線にて、撮像画像１画素毎のマッピング領域を記載している。

また、表示処理では、表示装置３４の表示画面の下方には、人体モデルＭを表示する際の視点を、ラインセンサ１０の基準位置（０°）から最大回転位置（３６０°）までの間で任意に設定できるように、クロールバーＢを表示する。

そして、使用者が操作部３２を操作して、スクロールバーＢ内でカーソルＫを移動させると、表示装置３４の表示画面内で、人体モデルＭを上下方向の中心軸周りに回転させる。

すなわち、Ｓ１６０では、記憶装置３６から人体モデルＭの３Ｄデータを読み込む。
また、続くＳ１７０では、Ｓ１２０〜Ｓ１５０の撮像処理にてラインセンサ１０から取得した撮像画像の画像データから、被写体２から放射された熱雑音（ミリ波）の領域（図４に示す被写体２の領域）を、マッピング用画像データとして抽出する。

そして、Ｓ１８０では、その抽出したマッピング用画像データの画素毎に、ミリ波の信号レベルに対応した色又は色の濃さ（グレースケール）を設定し、人体モデルＭ表面の対応位置に割り当てることで、人体モデルＭの表示用３Ｄデータを生成する。

また、Ｓ１９０では、Ｓ１８０にて生成した表示用３Ｄデータに基づき、仮想空間内で人体モデルＭを特定方向から見た表示用画像データに変換し、その画像データに基づき表示装置３４に人体モデルＭを表示する。

次に、Ｓ２００では、表示画面の仮想空間内で人体モデルＭを回転させる視点変更指令が、操作部３２を介して入力されたか否かを判断する。なお、この指令入力は、上述したように、使用者が、操作部３２を操作することよって、表示画面上でスクロールバーＢ内のカーソルＫを移動させることにより行われる。

そして、Ｓ２００にて、視点変更指令が入力されたと判断されると、Ｓ１９０に移行して、表示画面に表示されている人体モデルＭが、その視点変更指令に対応した方向から見た状態となるように、人体モデルＭ表示用の画像データを更新して、人体モデルＭの表示を変更する。

また、Ｓ２００にて、視点変更指令は入力されていないと判断されると、Ｓ２１０に移行し、表示装置３４への人体モデルＭの表示（換言すればラインセンサ１０による撮像画像の表示）を終了させる表示終了指令が、操作部３２を介して入力されたか否かを判断する。

そして、Ｓ２１０にて、表示終了指令は入力されていないと判断されると、Ｓ１９０に移行して、Ｓ１９０、Ｓ２００の処理を実行し、Ｓ２１０にて、表示終了指令が入力されたと判断されると、当該撮像・表示処理を一旦終了する。

なお、Ｓ２１０の判定処理後、当該撮像・表示処理を一旦終了した後は、制御装置３０は、所定の待機時間経過後、再度Ｓ１１０に移行し、上記一連の処理を再度実行する。
以上説明したように、本実施形態のミリ波撮像装置においては、ラインセンサ１０を、検査台４の周囲で移動させることで、ラインセンサ１０による被写体２の撮像位置を変化させて、被写体２の周囲画像を撮像するように構成されている。

このため、本実施形態のミリ波撮像装置によれば、上述した従来装置のように、撮像対象者となる被写体２を周囲から見た周囲画像を撮像するために、検査台４上で被写体２の向きを変えさせる必要がない。

よって、本実施形態のミリ波撮像装置によれば、被写体２である検査対象者が隠し持った危険物等を検出するために行う被写体２の撮像を、簡単且つ短時間で行うことができ、延いては、空港等で多数の乗客を検査するのに好適なミリ波撮像装置を提供することが可能となる。

また、本実施形態では、ラインセンサ１０を介して撮像した被写体２の周囲画像を表示装置３４に表示する際、撮像結果（つまり、被写体２の表面の展開図となる周囲画像）を、表示装置３４の表示画面に表示するのではなく、表示画面の仮想空間内に３Ｄ表示可能な人体モデルＭを用いる。

そして、その人体モデルＭを３Ｄ表示する際に、人体モデルＭの表面各部に、ラインセンサ１０を介して得られた被写体２の表面からの熱雑音（ミリ波）の放射レベルに応じた色又は色の濃さを割り当てることで、撮像結果を３Ｄ表示する。

このため、使用者は、その表示画像から、撮像対象者が危険物等の物品Ｐ１を隠し持っている場所を簡単に特定できるようになり、不慣れな使用者にとって使い勝手のよいミリ波撮像装置を提供できる。

なお、本実施形態においては、支持部１２ａが本発明の第１支持部に相当し、回転板１２が本発明の第２支持部に相当し、モータ１８が本発明のアクチュエータに相当する。
［第２実施形態］
図６に示すように、第２実施形態のミリ波撮像装置は、第１実施形態のミリ波撮像装置と同様、被写体２が乗る検査台４、及び、検査台４を支持する支持台８を備える。

そして、支持台８には、検査台４の周囲でラインセンサ１０を移動させるための円環状のレール４０が設けられており、このレール４０には、第１実施形態と同様に構成されたラインセンサ１０を走行可能に支持する支持部４２が設けられている。

支持部４２は、ラインセンサ１０を載置するための枠体４４と、この枠体４４をレール４０に沿って走行させるために、枠体４４に軸受４５を介して回転自在に固定された車輪４６とから構成されている。そして、車輪４６には、モータ４８により回転駆動できるように、減速ギヤ４９を介して、モータ４８の出力軸４８ａが接続されている。

従って、本実施形態のミリ波撮像装置においても、第１実施形態のミリ波撮像装置と同様、図２に示した制御装置３０を介して、モータ４８を駆動することにより、ラインセンサ１０による被写体２の撮像位置を変化させて、被写体２の周囲画像を撮像することができ、延いては、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態においては、支持部４２が本発明の第１支持部に相当し、レール４０が本発明の第２支持部に相当し、モータ３８が本発明のアクチュエータに相当する。
［第３実施形態］
図７に示すように、第３実施形態のミリ波撮像装置は、合成樹脂製の円環状のケース５２内に複数の受信素子２０を略等間隔で放射状に配置することにより、ケース５２の内側に存在する被写体２の周囲画像を撮像するラインセンサ５０を備える。

ラインセンサ５０のケース５２には、その中心軸を挟んで互いに対向する位置にて外方向に突出された一対の突出部５４、５５が形成されている。そして、この一対の突出部５４、５５は、それぞれ、円形の支持台８に立設された一対の支柱５６、５７に上下動可能に装着されている。

また、支持台８において、支柱５６、５７の内側には、被写体２である検査対象者が乗るための検査台４が設けられている。また、上記一対の支柱５６、５７の内、一方の支柱５７の上端には、滑車５８が設けられている。

この滑車５８には、一端がラインセンサ５０のケース５２に固定されたワイヤ５９が通されている。そして、ワイヤ５９の他端は、支柱５７の下方に取り付けられた巻取装置６０に装着されている。

このため、本実施形態のミリ波撮像装置によれば、図２に示した制御装置３０を介して、巻取装置６０によるワイヤ５９の巻取量を調整することで、ラインセンサ５０を、支柱５６、５７に沿って上下動させることができる。

なお、本実施形態では、位置センサ２４として、ラインセンサ５０の高さ位置を検出するものが使用される。
つまり、このようにすることで、制御装置３０は、位置センサ２４からの検出信号に基づき、巻取装置６０を駆動することにより、ラインセンサ１０の高さ位置を確認しつつ、ラインセンサ１０を上方若しくは下方に移動させることができる。

そして、制御装置３０は、その移動時に、ラインセンサ１０からの検出信号を繰り返し取り込むことで、ラインセンサ５０の内側に位置する被写体２の周囲画像を撮像する。
従って、本実施形態のミリ波撮像装置においても、第１、第２実施形態のミリ波撮像装置と同様、図２に示した制御装置３０を介して、被写体２の周囲画像を撮像することができ、延いては、第１、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態においては、巻取装置６０が本発明のアクチュエータに相当する。
以上、本発明の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。
（変形例１）
例えば、上記実施形態のミリ波撮像装置は、被写体２の周囲にはラインセンサ１０、５０が配置され、ラインセンサ１０、５０が、被写体２の周りで回動若しくは上下動することにより、被写体２の周囲画像を撮像するが、その撮像時に、受信素子２０に外部ノイズが侵入すると、被写体２を良好に撮像することができなくなる。

このため、ミリ波撮像装置の周囲に、ラインセンサ１０、５０の受信素子２０に侵入するのを阻止する遮蔽板を設けるとよい。
また、この遮蔽板としては、外部ノイズを反射する金属板若しくは導電性シートを設けるようにしてもよいが、このようにすると、金属板や導電性シートにて外部ノイズが反射されるので、その反射した外部ノイズが受信素子２０に侵入することも考えられる。

このため、より好ましくは、遮蔽板として、外部ノイズを吸収可能なものを設けるとよい。
具体的には、図８に例示するように、ラインセンサ１０の周囲に、ラインセンサ１０前方の被写体２側及びラインセンサ１０の後方側から入射するミリ波帯の電波を吸収可能な冷却板７０を設けるとよい。

なお、図８に示す冷却板７０は、板面に沿って内部空間が形成された合成樹脂製の板状ケース内に、電波吸収体としての水を充填することにより構成されている。
そして、冷却板７０の下方及び上方には、内部空間に連通した開口が形成されており、その開口にパイプ７２を介して水の循環装置７４を接続することで、冷却板７０内に冷却した水を循環させるようになっている。

このため、図８に示すミリ波撮像装置においては、ラインセンサ１０周囲の不要なノイズを冷却板７０内の水にて吸収することができ、しかも、その水を循環装置７４にて冷却しつつ循環させることで、冷却板７０自身が熱雑音を発生するのを抑制することができる。

なお、図８に示すミリ波撮像装置は、図１に示した第１実施形態のミリ波撮像装置に冷却板７０を設けたものを表しているが、第２実施形態或いは第３実施形態のミリ波撮像装置においても、ラインセンサ１０、５０の周囲に冷却板７０を設けることで、不要なノイズを低減することができる。
（変形例２）
次に、第３実施形態のミリ波撮像装置においては、ラインセンサ５０のケース５２に接続されたワイヤ５９を巻取装置６０にて巻き取ることにより、ラインセンサ５０を上下動させるものとして説明したが、ワイヤ５９に代えて、歯車にて巻取可能なベルト若しくはチェーンを利用し、歯車によるベルトやチェーンの巻取量を調整することでラインセンサ５０を上下動させるように構成してもよい。

また、ラインセンサ５０を上下動させるには、例えば、ラックとピニオンギヤとの組み合わせにより、モータの回転をラインセンサの上下動（直線の動き）に変換させるギヤ機構等、ラインセンサ５０を上下動させるためのアクチュエータを、支柱５６、５７に内蔵するようにしてもよい。
（変形例３）
また、第３実施形態のミリ波撮像装置のラインセンサ５０には、第１、第２実施形態のラインセンサ１０のように、凸レンズ２２は設けられていない。これは、ケース５２内の受信素子２０と被写体２との間の距離が短いためであり、第３実施形態のミリ波撮像装置においても、第１、第２実施形態と同様に、複数の受信素子２０をグループ分けしたグループ毎に、凸レンズ２２を設けるようにしてもよい。
（変形例４）
一方、第１、第２実施形態のミリ波撮像装置において、ラインセンサ１０を構成する受信素子２０は、全て、被写体２の方向を向けて一列に配置されるものとして説明したが、図９に示すように、受信素子２０は、対応する凸レンズ２２との間の距離が、凸レンズ２２の中心軸から離れる程、短くなり、しかも、受信方向が凸レンズ２２の焦点に向けて放射状となるよう、配置するとよい。

そして、このようにすれば、凸レンズ２２の収差によって、撮像画像（ミリ波画像）が不鮮明になるのを防止できる。
（変形例５）
また、ラインセンサ１０に設ける凸レンズ２２は、図１、図６に示したように、両方のレンズ面が凸条に形成された両凸レンズにて構成する必要はなく、図１０に示すように、一方のレンズ面が平面状に形成された平凸レンズ８０にて構成してもよい。

そして、この場合、平凸レンズ８０の平面状のレンズ面には、ミリ波帯の熱雑音を反射する反射板８２（若しくは反射シート）を積層する。
この結果、平凸レンズ８０のレンズ面から入射したミリ波帯の熱雑音を、反射板８２にて反射させて、受信素子２０に導くことができるようになり、第１、第２実施形態のように両凸レンズを用いた場合に比べて、凸レンズの体積及び重量を低減して、ミリ波撮像装置の小型・軽量化を図ることが可能となる。
（変形例６）
次に、第３実施形態では、円環状のケース５２内の全周にわたって、複数の受信素子２０を等間隔に設けることで、ラインセンサ５０を構成するものとして説明したが、例えば、ケース５２の略１／２の領域（つまり１８０度の領域）に複数の受信素子２０を設けるようにしてもよい。

そして、この場合、被写体２の撮像時には、ラインセンサ５０を上方及び下方に往復動させ、移動方向を切り換える際に、ラインセンサ５０を１８０度回転させるようにすれば、上記実施形態と同様、被写体２の周囲画像を撮像することができるようになる。
（変形例７）
また、上記各実施形態では、ラインセンサ１０、５０を、被写体２の周りで回動若しくは上下動させることで、被写体２の周囲画像を撮像することから、撮像時に、ラインセンサ１０、５０が被写体２若しくは他の障害物に当たって、ミリ波撮像装置が故障してしまうことが考えられる。

このため、ラインセンサ１０、５０には、その移動方向に存在する障害物を検出するための障害物センサを設け、障害物センサにて、障害物が検出されたときには、制御装置３０が、ラインセンサ１０、５０の移動を停止させるようにしてもよい。
（変形例８）
また、第１実施形態の説明では、被写体２の周囲画像を表示装置３４に表示する際、仮想空間で３Ｄ表示可能な人体モデルＭの表面に、被写体２の撮像結果（詳しくは被写体表面から放射される熱雑音（ミリ波）の信号レベル）に対応した色若しくは色の濃さ（グレースケール等）をマッピングすることで、表示装置３４に被写体２の撮像画像を３Ｄ表示するものとして説明したが、この表示は一例であり、例えば、図４に示した撮像画像（展開図）をそのまま表示するようにしてもよい。

また、撮像画像を３Ｄ表示する場合、必ずしも、標準的な人体モデルＭの３Ｄデータを記憶装置３６に記憶する必要はなく、例えば、撮像対象者である被写体２を可視光にて３Ｄ撮像することで、被写体２の３Ｄデータを生成し、その生成した３Ｄデータと、ラインセンサ１０、５０を介して得られるミリ波の撮像画像とを用いて、その撮像画像を３Ｄ表示するようにしてもよい。

２…被写体、４…検査台、６…支持部、８…支持台、１０…ラインセンサ、１２…回転板、１２ａ…支持部、１２ｂ…回転軸、１４，１５…軸受、１６…減速ギヤ、１８…モータ、１８ａ…出力軸、２０…受信素子、２２…凸レンズ、２４…位置センサ、３０…制御装置、３２…操作部、３４…表示装置、３６…記憶装置、３８…モータ、４０…レール、４２…支持部、４４…枠体、４５…軸受、４６…車輪、４８…モータ、４８ａ…出力軸、４９…減速ギヤ、５０…ラインセンサ、５２…ケース、５４，５５…突出部、５６，５７…支柱、５８…滑車、５９…ワイヤ、６０…巻取装置、７０…冷却板、７２…パイプ、７４…循環装置、８０…平凸レンズ、８２…反射板。

Claims (10)

1. 被写体から放射されるミリ波帯の熱雑音を受信するための複数の受信素子を一列に配置してなるラインセンサと、
   前記ラインセンサを、前記被写体が載置される検査台周囲で変位可能に支持する支持台と、
   前記支持台に支持された前記ラインセンサを前記検査台周囲で変位させることで、前記ラインセンサによる前記被写体の撮像位置を変化させて、前記ラインセンサに、前記被写体の周囲画像を撮像させるアクチュエータと、
   を備えたことを特徴とするミリ波撮像装置。
2. 前記ラインセンサは、前記複数の受信素子を直線状に配置することにより構成されており、
   前記支持台は、
   前記ラインセンサにおける受信素子の配列方向が、前記検査台に載置される前記被写体の上下方向となるよう、前記ラインセンサを前記検査台周囲で支持する第１支持部と、
   該第１支持部を、前記ラインセンサが前記検査台の外周に沿って移動可能に支持する第２支持部と、
   を備え、
   前記アクチュエータは、前記第２支持部を介して前記ラインセンサを前記検査台周囲で変位させることを特徴とする請求項１に記載のミリ波撮像装置。
3. 前記第２支持部は、前記検査台の中心位置を通る中心軸周りに回動可能な回転板にて構成されており、
   前記第１支持部は、前記ラインセンサを、前記回転板の外周部分に位置決め固定することを特徴とする請求項２に記載のミリ波撮像装置。
4. 前記第２支持部は、前記検査台の周囲に設けられた環状のレールにて構成されており、
   前記第１支持部は、前記ラインセンサを、前記第２支持部を構成する前記レールに対し、当該レール上を走行可能に固定することを特徴とする請求項２に記載のミリ波撮像装置。
5. 前記ラインセンサは、前記検査台を包囲可能な環状のケース内に前記複数の受信素子を収納することにより構成されており、
   前記支持台は、前記ラインセンサの環状のケースを、前記検査台周囲で上下動可能に支持する支柱にて構成されており、
   前記アクチュエータは、前記ラインセンサの環状のケースを、前記支柱に沿って上下方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載のミリ波撮像装置。
6. 前記ラインセンサは、前記複数の受信素子を隣接する所定数毎にグループ分けしたグループ毎に、前記被写体から放射された前記ミリ波帯の熱雑音を各受信素子に導く凸レンズを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のミリ波撮像装置。
7. 前記ラインセンサにおいて、
   前記グループを構成する所定数の受信素子は、前記凸レンズの中心軸から離れる程、前記凸レンズとの間隔が短くなるよう配置されていることを特徴とする請求項６に記載のミリ波撮像装置。
8. 前記ラインセンサに設けられる凸レンズは、一方のレンズ面が平面状に形成された平凸レンズにて構成され、
   前記平凸レンズの前記平面状のレンズ面には、前記ミリ波帯の熱雑音を反射する反射板が積層されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のミリ波撮像装置。
9. 前記アクチュエータを介して前記ラインセンサによる前記被写体の撮像位置を変化させて、前記ラインセンサの各受信素子から受信信号を取り込むことで、前記周囲画像の画像データを生成し、該画像データに基づき、前記被写体の周囲画像を表示装置に表示する制御装置を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項に記載のミリ波撮像装置。
10. 前記制御装置は、
    前記ラインセンサによる前記被写体の撮像位置を変化させて、前記ラインセンサの各受信素子から受信信号を取り込むことにより生成した、前記熱雑音の受信レベルからなる前記被写体の画像データと、
    前記表示装置の表示画面を仮想空間として、前記被写体を前記表示装置に３Ｄ表示するための３Ｄデータと、
    に基づき、前記表示装置に、前記被写体表面から放射される前記熱雑音の信号レベルを識別可能な、前記被写体の３Ｄ画像を表示すること、
    を特徴とする請求項９に記載のミリ波撮像装置。

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