JP2021110610A - 電磁波検知装置及びスキャナ - Google Patents

Abstract

【課題】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提供すること。【解決手段】回転軸ＡＸに対して所定の角度αで傾斜して電磁波としてのテラヘルツ波を反射する反射面ＲＳ１を有する回転ミラー１１と、回転ミラー１１を経たテラヘルツ波のうち反射面ＲＳ１に対する特定方向から入射した成分ＲＬを集光する放物面ミラー２０と、放物面ミラー２０により集光されたテラヘルツ波を受光する受光素子３１とを備え、回転ミラー１１の反射面ＲＳ１が回転する間において検知されるべきテラヘルツ波を、反射面ＲＳ１に対して特定方向からのものとする状態を維持する。【選択図】図１

Description

本発明は、電磁波の検知を行う電磁波検知装置と、これを用いて電磁波の検知により例えば検査対象物について内部の様子等を検査するスキャナとに関する。

例えば物体の検知を行う技術として、例えば四角柱状のポリゴンミラーと複数の受光部を用いるものが知られている（特許文献１参照）。また、テラヘルツ波を利用してボディスキャンを行うもの（特許文献２参照）が知られている。

しかしながら、上記特許文献１に例示するようなポリゴンミラーを用いて物体検出を行う構成では、広い範囲（角度）について均一な受光を維持できない可能性があり、例えば上記特許文献１に記載の技術を利用して特許文献２に記載の技術のようなテラヘルツ波によるボディスキャンを行おうとしても、適切な検知ができるとは限らない。

特開２０１４−１１５１８２号公報 特開２０１９−１９０９５１号公報

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、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提供することを目的とする。

上記目的を達成するための電磁波検知装置は、回転軸に対して所定の角度で傾斜して電磁波を反射する反射面を有する回転ミラーと、回転ミラーを経た電磁波のうち反射面に対する特定方向から入射した成分を集光する集光光学系と、集光光学系により集光された電磁波を受光する受光素子とを備える。

上記電磁波検知装置では、回転ミラーの反射面が回転する間において検知されるべき電磁波を、当該反射面に対して特定方向から入射した成分とする状態を維持できる。これにより、回転ミラーの回転角を大きくする、すなわち広角化しても、均一な電磁波検知すなわち受光を維持できる。

本発明の具体的な側面では、回転ミラーにおいて、反射面は、所定の角度として回転軸に対して４５°傾斜した平面であり、電磁波のうち特定方向から入射した成分を回転軸に平行な方向に反射する。この場合、特定方向から入射した成分をより確実に抽出し、かつ集光させることができる。

本発明の別の側面では、集光光学系は、放物面ミラーであり、受光素子は、放物面ミラーの焦点位置に設けられている。この場合、放物面ミラーにより高効率な受光が可能になる。

本発明のさらに別の側面では、集光光学系は、集光レンズであり、受光素子は、集光レンズの焦点位置に設けられている。この場合、集光レンズにより高効率な受光が可能になる。

上記目的を達成するためのスキャナは、上記いずれかの電磁波検知装置と、受光素子での受光結果に基づき物体を検知する物体検知部とを備える。

上記スキャナでは、電磁波検知装置において、広角化しても、均一な電磁波検知すなわち受光を維持できるので、これを利用して的確な物体検知を行える。

第１実施形態に係る電磁波検知装置の一構成例について示すブロック図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、電磁波検知装置の動作の様子について一例を示す斜視図である。 電磁波検知装置における受光の様子を示す概念的な断面図である。 電磁波検知装置における受光の様子を示す概念的な平面図である。 （Ａ）は、電磁波検知装置を搭載したスキャナの一例について示す概念的な平面図であり、（Ｂ）は、正面図である。 スキャナの一変形例について示す概念的な平面図である。 （Ａ）は、電磁波検知装置の受光範囲について一例を説明するための概念的な平面図であり、（Ｂ）は、検知対象の表面から放出される電磁波の強度について説明するための図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、受光範囲と検査対象物から発生する電磁波の特性との関係について説明するための概念図である。 第２実施形態に係る電磁波検知装置の一構成例について示す概念的な断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、回転ミラーの変形例について示す図である。 電磁波検知装置について他の一構成例を示す斜視図である。

〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、第１実施形態に係る電磁波検知装置等について一例を説明する。図１は、本実施形態に係る電磁波検知装置１００の一構成例について示すブロック図であり、各構成要素を示している。一方、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、電磁波検知装置１００の各構成要素のうち、特定の電磁波を装置内部で導き集光するための各光学部材について、形状や動作の一例を示すための斜視図である。

図１に例示する電磁波検知装置１００は、電磁波を集めて検知するための装置である。ここでは、一例として、電磁波検知装置１００は、検知対象となる電磁波を物体から自然放射されるテラヘルツ波とする装置であるものとする。電磁波検知装置１００は、回転光学系１０と、集光光学系である放物面ミラー２０と、受光部３０と、レドーム（レーダードーム）４０と、主制御部５０とを備える。なお、電磁波検知装置１００は、例えば後述するスキャナ（ボディスキャナ）に搭載可能な装置である。

以下、ここでは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に例示するように、ＸＹＺ直交座標系として、回転光学系１０における回転軸ＡＸの軸方向をＺ方向とし、これに垂直な面内方向をＸ方向及びＹ方向とする。なお、図示の例では、電磁波検知装置１００において固定的に設置される放物面ミラー２０及び受光部３０についてこれを並べた配列方向をＹ方向とし、Ｚ方向及びＹ方向に垂直な方向を、Ｘ方向としている。なお、回転する回転光学系１０に関しては、さらに、ｘｙｚ直交座標系で規定するが、これについては、後述する。

図１に戻って、まず、電磁波検知装置１００のうち、回転光学系１０は、回転しつつ、レドーム４０を介して外部から入射するテラヘルツ波の光路を折り曲げる反射部材であり、光路を折り曲げるための反射面ＲＳ１を有する回転ミラー１１と、回転ミラー１１を回転軸ＡＸの周りに回転させるモーター１２と、モーター１２の回転駆動を制御するドライバーである駆動制御部１３とを備える。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）の斜視図に例示するように、回転ミラー１１は、四角錐形状を有しており、底面Ｂを上方側（＋Ｚ側）に配置した正四角錐となっている。このうち、頭頂点Ａから底面Ｂへ下した垂線が、回転軸ＡＸに一致している。また、正四角錐の側面に反射面ＲＳ１が形成されており、ここでは特に、反射面ＲＳ１が回転軸ＡＸに対して４５°傾斜した平面となっている。すなわち、図１に示すように、反射面ＲＳ１と回転軸ＡＸとがなす所定の角度αは、α＝４５°となっている。以上の場合、回転光学系１０のうち、回転ミラー１１では、回転軸ＡＸを中心軸として、回転面としての反射面ＲＳ１が、上記所定の角度αを維持した状態で回転する。なお、回転駆動については、主制御部５０からの指示に従って駆動制御部１３が駆動信号等の各種電気信号をモーター１２に出力することで、モーター１２により回転ミラー１１が回転する。

ここで、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に例示するように、回転軸ＡＸの周りに回転することで向きを変える回転ミラー１１の方向について、ｘｙｚ直交座標系として、回転軸ＡＸの軸方向すなわちＺ方向に一致する方向をｚ方向とし、これに垂直な面内方向をｘ方向及びｙ方向とする。図示の例では、正方形の底面Ｂの一辺に平行な方向がｘ方向でありこれに垂直な他の一辺に平行な方向がｙ方向である。例えば図２（Ａ）に示す状態では、上記したＸＹＺ方向とｘｙｚ方向とが一致した状態を示しているが、これが回転軸ＡＸの周りに回転することで、例えば図２（Ｂ）に示す状態となった場合には、ｘ方向及びｙ方向が変化していくことになる。

次に、電磁波検知装置１００のうち、放物面ミラー２０は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）の斜視図に例示するように、放物線をその軸のまわりに回転した時に生ずる曲面（回転放物面あるいは単に放物面とも言う。）の形状を有し、当該曲面形状の内側に反射面ＲＳ２を有する集光光学系である。なお、既述のように、回転ミラー１１は、電磁波検知装置１００の内部において回転移動可能であるのに対して、放物面ミラー２０は、固定設置されている。放物面ミラー２０は、回転ミラー１１を経たテラヘルツ波のうち反射面ＲＳ１に対する特定方向から入射した成分ＲＬを、反射面ＲＳ２での反射により当該曲面の焦点位置に集光させることで、集光光学系として機能する。なお、テラヘルツ波の光路についての詳細は、図３等を参照して後述する。

次に、再び図１に戻って、電磁波検知装置１００のうち、受光部３０は、受光素子３１と、受光信号処理部３２とを備え、固定設置された状態で電磁波すなわちテラヘルツ波を検知する。受光部３０のうち、受光素子３１は、例えばフォトダイオード等で構成され、集光光学系としての放物面ミラー２０により集光されたテラヘルツ波の成分を受光する。受光信号処理部３２は、例えば各種回路等で構成され、受光素子３１での受光に関する各種処理を行い、受光結果を信号として主制御部５０に出力する。ここでは、受光素子３１における受光位置ＲＰを、放物面ミラー２０の焦点位置に設けることで、放物面ミラー２０により集光された成分を捉える構成としている。また、ここでは、受光位置ＲＰが、回転軸ＡＸ上にあるように合わせられている。言い換えると、回転放物面である放物面ミラー２０の中心軸を回転軸ＡＸに一致させて、放物面ミラー２０の焦点位置が、回転ミラー１１の回転軸ＡＸの位置に合わせて配置され、さらに、受光素子３１の受光位置ＲＰが、放物面ミラー２０の焦点位置に合わせて配置されている。

レドーム４０は、回転ミラー１１の光路前段側に設けられており、外部からのテラヘルツ波を電磁波検知装置１００の内部に入射させる入射窓となっている。レドーム４０は、例えばポリエチレンやテフロン（登録商標）等のテラヘルツ波の吸収及び発生が少ない樹脂材料で構成される平板状部材である。

主制御部５０は、例えば各種電子回路等で構成され、駆動制御部１３や受光信号処理部３２等の電磁波検知装置１００の各部と接続され、各部の動作について統括的な制御をするとともに、各種信号処理を可能にしている。ここでは、特に、駆動制御部１３による回転ミラー１１の回転動作の制御すなわち反射面ＲＳ１の姿勢の制御をするとともに、受光信号処理部３２から受光結果に関する信号を受けることで、反射面ＲＳ１に対する特定方向からのテラヘルツ波の受光強度を検知可能にしている。なお、主制御部５０は、検知した受光強度に関する結果を、外部装置（例えばスキャナの制御装置）へ出力可能となっている。

以下、図３の断面図及び図４の平面図を参照して、電磁波検知装置１００における受光の様子について説明する。図３は、回転ミラー１１について回転軸ＡＸを通る位置でｚｙ面に平行に切った断面図を概念的に示しており、図４は、図３においてＣ−Ｃで示す方向から各部を見た様子を概念的に示している。

まず、図３を参照して、上記構成の電磁波検知装置１００において、テラヘルツ波の光路を逆に辿って考えると、受光位置ＲＰに集光されるすなわち受光される成分ＲＬは、放物面ミラー２０での反射の直前において放物面ミラー２０の中心軸すなわち回転軸ＡＸに対して平行な成分である。さらに、反射面ＲＳ１が回転軸ＡＸに対して４５°傾斜した平面であるところ、回転軸ＡＸに対して平行な成分ＲＬは、反射面ＲＳ１において９０°折り曲げられる成分である。以上から、レドーム４０を介して電磁波検知装置１００に入射するテラヘルツ波のうち受光位置ＲＰに集光される成分ＲＬは、図示において矢印ＤＤ１に示す特定方向からのものである。なお、矢印ＤＤ１に示す特定方向は、回転ミラー１１にとっての−ｙ方向である。

なお、以上の光路に関して、回転ミラー１１の反射面ＲＳ１について見ると、反射面ＲＳ１は、所定の角度αとして回転軸ＡＸに対して４５°傾斜した平面であり、電磁波であるテラヘルツ波のうち矢印ＤＤ１に示す特定方向（−ｙ方向）から入射した成分ＲＬを回転軸ＡＸに平行な方向に反射している。

一方、テラヘルツ波のうち、矢印ＤＤ１に示す特定方向以外の方向からの成分は、受光位置ＲＰに集光されない。例えば、図示において破線で示すテラヘルツ波の成分ＲＬｘは、矢印ＤＤ１の方向とは異なる方向から入射する成分であり、このようなテラヘルツ波の成分ＲＬｘは、たとえ反射面ＲＳ１及び反射面ＲＳ２において反射されるようなものであったとしても、受光位置ＲＰには向かわない。つまり、電磁波検知装置１００は、反射面ＲＳ１に対する特定方向（矢印ＤＤ１に示す方向）から入射した成分ＲＬのみを集光するものとなっている。

また、以上のような受光位置ＲＰと受光される成分ＲＬの特定方向との関係は、図４に示すように、回転ミラー１１が回転する間、常に維持される。具体的には、例えば回転ミラー１１が、Ｙ方向よりもやや−Ｘ側の方向を向いて回転ミラー１１Ａとして示す位置にある場合、矢印ＤＤ１ａに示す特定方向からの成分ＲＬａが、受光位置ＲＰでの受光対象となる。同様に、回転ミラー１１が回転ミラー１１Ｂとして示す位置にある場合、矢印ＤＤ１ｂに示す特定方向からの成分ＲＬｂが、受光位置ＲＰでの受光対象となり、回転ミラー１１が回転ミラー１１Ｃとして示す位置にある場合、矢印ＤＤ１ｃに示す特定方向からの成分ＲＬｃが、受光位置ＲＰでの受光対象となる。つまり、これらのいずれにおいても、図３に示した位置関係が保持されている。すなわち、電磁波検知装置１００は、回転ミラー１１の姿勢に応じて、特定方向からの成分のみを受光する態様となっている。

以上のように、回転ミラー１１が回転する平面すなわちｘｙ面に平行な成分ＲＬを回転軸方向に反射させることで、本実施形態では、回転ミラー１１の回転角によらず、常に一定の受光量を得ることができる。

ここで、例えば、電磁波検知装置１００を、検査対象たる人が刃物等の危険物を所持しているか否かの検知を行うスキャナ（ボディスキャナ）に利用する場合、光の取り込みに際してミラーの角度等に依存せず、どの状態においても一定の受光状態が維持されていることが重要となる。電磁波検知に基づくボディスキャンでは、受光量の差（変化）に基づいて検査対象が人であるか刃物であるかといったことを識別するからである。また、検知を行う際の実用上、受光範囲すなわち角度範囲（回転範囲）もできるだけ広いことが望ましい。

これに対して、本実施形態では、既述のように、特定方向から入射した成分のみを集光する態様となっていることで、検知範囲（検知方向）によって変化しないように、受光状態を一定に保つことができる。さらに、本実施形態では、回転ミラー１１の回転範囲やこれに応じた放物面ミラー２０の形状の調整により、受光範囲の広角化を図ることができる。すなわち、電磁波検知装置１００は、広角化しても、均一な電磁波検知を維持できる。

以下、図５を参照して、本実施形態に係るスキャナについて一例を説明する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に例示する電磁波検知装置１００を搭載したスキャナ５００は、複数の電磁波検知装置１００を組み合わせ、これらを制御装置ＭＰにおいて連動させることで、検査対象たる人物ＨＵをスキャンするボディスキャナとして機能する。制御装置ＭＰは、例えばＣＰＵやストレージデバイス等を搭載したＰＣ等で構成され、各種動作を統括制御する。制御装置ＭＰは、各電磁波検知装置１００に内蔵される受光素子３１（図１等参照）での受光結果に基づき物体を検知する物体検知部ＯＤとして機能する。なお、図５（Ａ）は、スキャナ５００の一例について示す概念的な平面図であり、人物ＨＵを俯瞰して見た状態を示している。一方、図５（Ｂ）は、概念的な正面図であり、人物ＨＵを正面から見た状態を示している。

ここでは、一例として、図５（Ａ）に示すように、スキャナ５００は、例えば駅の改札口等の特定の通路を通る歩行者を検査対象たる人物ＨＵとし、人物ＨＵは、矢印ＡＲ１の方向に向かって移動（進行）し、複数の電磁波検知装置１００は、矢印ＡＲ１の方向に沿って配置されている。ここでの一例では、複数の電磁波検知装置１００は、例えば図５（Ｂ）に示すように、人物ＨＵにとっての上下方向について並べた２つを１セットとしており、図５（Ａ）に示すように、進行方向に対して奥側の左右に１セットずつ計２セット配置した第１スキャナ５００Ｆと、手前側の左右に１セットずつ計２セット配置した第２スキャナ５００Ｂとを設置している。つまり、この場合、スキャナ５００は、全部で８個の電磁波検知装置１００により構成されている。例えば、第１スキャナ５００Ｆでは、図５（Ｂ）に示すように、人物ＨＵにとって右側の１セットが、上方側の電磁波検知装置１００Ａと下方側の電磁波検知装置１００Ｃとで構成され、左側の１セットが、上方側の電磁波検知装置１００Ｂと下方側の電磁波検知装置１００Ｄとで構成されている。さらに、図５（Ａ）に示すように、各電磁波検知装置１００の回転軸方向であるＺ方向は、人物ＨＵにとって水平な面内方向となっている。これにより、各電磁波検知装置１００は、人物ＨＵを上下方向にスキャンする態様となっている。各電磁波検知装置１００が人物ＨＵを上下方向にスキャンを継続する間に人物ＨＵが矢印ＡＲ１の方向に進んでいくことで、人物ＨＵの各部について順次スキャンがなされていく。なお、上下方向のスキャンに関して、上方側に配置される電磁波検知装置１００Ａ，１００Ｂは、人物ＨＵの上半身を主にスキャンし、下方側に配置される電磁波検知装置１００Ｃ，１００Ｄは、人物ＨＵの下半身を主にスキャンする。

また、図示のように、各電磁波検知装置１００のＺ方向は、水平な面内方向について、互いに異なる方向（例えば向きが９０°ずつ異なる方向）となっている。これにより、人物ＨＵの異なる位置をスキャンする。具体的には、第１スキャナ５００Ｆが、人物ＨＵの前面側をスキャンし、第２スキャナ５００Ｂは、人物ＨＵの後面側をスキャンする。

なお、図５（Ａ）の場合、第１スキャナ５００Ｆと第２スキャナ５００Ｂとが、矢印ＡＲ１の方向に関してある程度離間した状態で設置されていることで、人物ＨＵが第１スキャナ５００Ｆと第２スキャナ５００Ｂとの間に挟まれた状態において、前方の左右からと後方の左右からのスキャンが同時期に行われる。

これに対して、例えば図５（Ａ）に対応する図である図６に示す一変形例のように、第１スキャナ５００Ｆと第２スキャナ５００Ｂとをあまり離間させず、かつ、第１スキャナ５００Ｆを進行方向に対して手前側に配置する一方、第２スキャナ５００Ｂを奥側に配置してもよい。この場合、まず、第１スキャナ５００Ｆで人物ＨＵの前面側をスキャンし、人物ＨＵが第１スキャナ５００Ｆを通過した後、第２スキャナ５００Ｂで人物ＨＵの後面側をスキャンする態様となる。

以上のように、本実施形態に係る電磁波検知装置１００は、回転軸ＡＸに対して所定の角度αで傾斜して電磁波としてのテラヘルツ波を反射する反射面ＲＳ１を有する回転ミラー１１と、回転ミラー１１を経たテラヘルツ波のうち反射面ＲＳ１に対する特定方向（矢印ＤＤ１）から入射した成分ＲＬを集光する集光光学系である放物面ミラー２０と、放物面ミラー２０により集光されたテラヘルツ波を受光する受光素子３１とを備える。この場合、電磁波検知装置１００は、回転ミラー１１の反射面ＲＳ１が回転する間において検知されるべきテラヘルツ波を、反射面ＲＳ１に対して特定方向ＤＤ１から入射した成分とする状態を維持できる。これにより、回転ミラー１１の回転角を大きくする、すなわち広角化しても、均一な電磁波検知すなわち受光を維持できる。なお、本実施形態では、テラヘルツ波の光路を変更する光学系として屈折系を使用せず、反射系（ミラー系）のみで構成することで、色収差が発生せず、検知対象とするテラヘルツ波の波長帯域が広いものであっても対応可能となる。

また、本実施形態に係るスキャナ５００では、搭載する電磁波検知装置１００において、広角化しても、均一な電磁波検知すなわち受光を維持できるので、これを利用して的確な物体検知を行える。

以下、図７及び図８を参照して、電磁波検知装置１００における受光範囲と、検知対象からのテラヘルツ波の放射特性との関係について考察する。

まず、図７に示すように、ここでは、入射窓としてのレドーム４０は、ＸＺ面に対して平行な平板部材であるものとする。また、回転ミラー１１において受光対象となるテラヘルツ波の成分ＲＬの入射幅Ｈ１の長さを１とする。

この場合において、回転ミラー１１のｘｙｚ方向がＸＹＺ方向と一致している状態であれば、レドーム４０におけるＸ方向についての成分ＲＬの入射幅Ｈ２も１となる。なお、この状態での回転ミラー１１の回転軸ＡＸ周りの回転角度を０°とする。

これに対して、回転ミラー１１が回転し、回転角度がθとなっている場合、回転ミラー１１における入射幅Ｈ１の長さは１のままであるが、これに対応するレドーム４０における入射幅Ｈ２は、１／ｃｏｓθとなる。すなわち、入射幅Ｈ２は、入射幅Ｈ１の１／ｃｏｓθ倍となる。

一方、図７（Ｂ）に例示するように、検知対象の表面ＳＦが完全に放散性である場合、表面ＳＦ上の任意の１点ＳＰから放出される光（テラヘルツ波）の強度ＬＩは、表面ＳＦの法線と観測方向とのなす角度の余弦に比例する。すなわち、図示のように、正面に向かう成分ＬＩｃの強度（正面に対する角度が０°の強度）を１とした場合、相対的に、角度θの方向に放射される成分ＬＩｐの強度は、ｃｏｓθ倍となることが知られている（ランベルトの余弦則）。

したがって、まず、図８（Ａ）に示すように、検知対象のうち、正面に向かう成分ＬＩｃが電磁波検知装置１００に入射する場合（すなわちθ＝０°の場合）、その相対的な強度は１である。一方、これを受け付ける入射窓としてのレドーム４０におけるＸ方向についての成分ＲＬの入射幅Ｈ２の幅は、相対的に１となる。すなわち、全体としての光量は、１×１＝１ということになる。

次に、図８（Ｂ）に示すように、検知対象のうち、角度θ（≠０°）の方向に放射される成分ＬＩｐが電磁波検知装置１００に入射する場合、その相対的な強度はｃｏｓθである。一方、これを受け付ける入射窓としてのレドーム４０におけるＸ方向についての成分ＲＬの入射幅Ｈ２の幅は、相対的に１／ｃｏｓθとなる。すなわち、全体としての光量は、ｃｏｓθ×１／ｃｏｓθ＝１ということになる。

以上から、回転ミラー１１の回転角が変化しても、均一な電磁波検知すなわち受光を維持されると考えられる。

〔第２実施形態〕
以下、図９を参照しつつ、第２実施形態に係る電磁波検知装置について一例を説明する。本実施形態の電磁波検知装置は、集光光学系の構成を除いて、第１実施形態において一例を示した電磁波検知装置１００と同様であるので、全体の構成について、共通する構成要素については同じ符号を付し、集光光学系以外の他の部分については、詳しい説明については省略する。

図９は、本実施形態に係る電磁波検知装置２００に関する一構成例についての概念的な断面図であり、図３に対応する図である。

図示のように、本実施形態の電磁波検知装置２００は、集光光学系として放物面ミラー２０（図３等参照）に代えて、集光レンズ２２０を有している点において、図１や図３等に例示した電磁波検知装置１００と異なっている。

集光光学系としての集光レンズ２２０は、例えば１つの球面凸レンズあるいはその一部であり、レンズ光軸が回転軸ＡＸに一致している。また、受光素子３１の受光位置ＲＰは、集光レンズ２２０の焦点位置に合わせられている。すなわち、受光素子３１は、集光レンズ２２０の焦点位置に設けられている。

なお、第１実施形態の場合と同様、電磁波検知装置２００においても、回転ミラー１１は、電磁波検知装置１００の内部において回転移動可能であるのに対して、集光レンズ２２０及び受光素子３１を含む受光部３０は、固定設置されている。以上の構成においても、回転ミラー１１の反射面ＲＳ１は、所定の角度αとして回転軸ＡＸに対して４５°傾斜した平面であることで、電磁波であるテラヘルツ波のうち矢印ＤＤ１に示す特定方向から入射した成分ＲＬを回転軸ＡＸに平行な方向に反射する。これに対して、集光レンズ２２０は、光軸に対して平行光線束となっている回転軸ＡＸに平行な成分ＲＬを、焦点位置すなわち受光位置ＲＰに集光する。

また、集光レンズ２２０については、１つの球面凸レンズに限らず、焦点位置が受光位置ＲＰとして採用できる種々のレンズあるいは複数のレンズで構成することも可能である。例えば色消しレンズを採用することで、テラヘルツ波の波長帯域が広い場合にも対応可能としてもよい。

以上のような構成とすることによって、本実施形態においても、回転ミラー１１の回転角を大きくする、すなわち広角化しても、均一な電磁波検知すなわち受光を維持できる。特に、本実施形態の場合、集光レンズ２２０により高効率な受光が可能になる。

〔その他〕
この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

まず、上記では、回転光学系１０を構成する回転ミラー１１の形状を、正四角錐としているが、これに限らず、回転軸ＡＸに対する所定の角度αを維持して回転可能な反射面ＲＳ１を有する種々の形状が採用可能である。例えば図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）においてそれぞれ三面図で示すような態様が考えられる。まず、図１０（Ａ）に示すように、円柱状の端部を斜めに切って１面の反射面ＲＳ１を有するような形状としてもよい。あるいは、図１０（Ｂ）に示すように、円柱状の端部を２方向から切った形状としてもよい。また、図１０（Ｃ）に示すように、回転ミラー１１を三角錐（四面体）としてもよい。

また、回転ミラー１１の反射面ＲＳ１や、放物面ミラー２０反射面ＲＳ２の態様についても、上記目的を達成できる所望の導光が維持可能であれば、種々の変形が可能であり、例えば、図１１に示す他の一構成例のように、回転光学系３１０を構成する回転ミラー３１１において、斜面（側面）の一部のみを反射面（ミラー）ＲＳ１として、集光スポットを制限することも可能である。例えば、反射面ＲＳ１を楕円とすることで、集光スポットを円形にしてもよい。さらに、反射面ＲＳ１の形状に合わせて、図示のように、放物面ミラー３２０の形状を変更してもよい。

また、上記において、所定の角度αを４５°としているが、所望の集光が可能であれば、これ以外の角度とすることも考えられる。また、集光位置すなわち集光光学系の焦点位置についても、上記以外の箇所としてもよい。

また、上記では、電磁波としてテラヘルツ波を例示しているが、テラヘルツ波以外の波長帯域の電磁波（赤外光、可視光、紫外光等）を検知対象としてもよい。

また、上記では、物体から自然放射される電磁波（テラヘルツ波）を検知対象とするいわゆるパッシブタイプの構成としているが、自ら射出した電磁波（テラヘルツ波）についての反射成分を検知するいわゆるアクティブタイプの態様において、上記各実施形態を採用してもよい。この場合、例えば、受光位置の近傍や光学的に受光位置と同等となる位置に発光源を設置することで、上記態様による対象物検知等が可能になる。

１０…回転光学系、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…回転ミラー、１２…モーター、１３…駆動制御部、２０…放物面ミラー（集光光学系）、３０…受光部、３１…受光素子、３２…受光信号処理部、４０…レドーム（レーダードーム）、５０…主制御部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，２００…電磁波検知装置、２２０…集光レンズ（集光光学系）、３１０…回転光学系、３１１…回転ミラー、３２０…放物面ミラー、５００，５００Ｆ，５００Ｂ…スキャナ、Ａ…頭頂点、ＡＲ１…矢印、ＡＸ…回転軸、Ｂ…底面、ＤＤ１，ＤＤ１ａ，ＤＤ１ｂ，ＤＤ１ｃ…矢印、Ｈ１，Ｈ２…入射幅、ＨＵ…人物、ＬＩ…強度、ＬＩｃ，ＬＩｐ…成分、ＭＰ…制御装置、ＯＤ…物体検知部、ＲＬ，ＲＬａ，ＲＬｂ，ＲＬｃ，ＲＬｘ…成分、ＲＰ…受光位置、ＲＳ１，ＲＳ２…反射面、ＳＦ…表面、ＳＰ…点、α…角度、θ…角度

Claims (5)

1. 回転軸に対して所定の角度で傾斜して電磁波を反射する反射面を有する回転ミラーと、
   前記回転ミラーを経た電磁波のうち前記反射面に対する特定方向から入射した成分を集光する集光光学系と、
   前記集光光学系により集光された電磁波を受光する受光素子と
   を備える電磁波検知装置。
2. 前記回転ミラーにおいて、前記反射面は、前記所定の角度として前記回転軸に対して４５°傾斜した平面であり、電磁波のうち前記特定方向から入射した成分を前記回転軸に平行な方向に反射する、請求項１に記載の電磁波検知装置。
3. 前記集光光学系は、放物面ミラーであり、
   前記受光素子は、前記放物面ミラーの焦点位置に設けられている、請求項１及び２のいずれか一項に記載の電磁波検知装置。
4. 前記集光光学系は、集光レンズであり、
   前記受光素子は、前記集光レンズの焦点位置に設けられている、請求項１及び２のいずれか一項に記載の電磁波検知装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電磁波検知装置と、
   前記受光素子での受光結果に基づき物体を検知する物体検知部と
   を備えるスキャナ。

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