JP5973760B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、微粒子や蒸気を回収して分析する検査装置に関する。

最近、世界的にテロの脅威が増しており、日用品を用いた爆薬の製造方法が広く知られるようになったことで、日常生活においても爆発物によるテロや犯罪が脅威となってきた。ロンドンでは地下鉄とバスを狙った、同時多発テロが発生し多数の死傷者が出た。また、報道によれば、日本国内でも通勤電車内で自爆テロを企てた容疑者が逮捕されるなどの事例が発生している。

従来から、航空機もしくは空港施設への爆発物持込を制限するための技術開発が広く行われてきたが、上記のように近年では、鉄道施設に対する同様の技術開発に対する要求がある。爆発物探知技術を鉄道駅に適用するためには、高い検出精度を維持したままで、従来より高いスループットが必要とされる。

従来開発されてきた危険物探知技術として、例えば、特開２０００−２８５７９号公報（特許文献１）には、質量分析計を用いた爆発物探知装置が記載されている。この装置は、荷物から漏洩した爆発物蒸気をサンプリングプローブにより採取し、それを負のコロナ放電を用いてイオン化し、質量分析計を用いて検出することにより、危険物の有無を判定する。特開平７−６７２９号公報（特許文献２）には、円盤状又はテープ状のフィルタにサイクロンで爆発物微粒子を回収し、別の位置に移動させて、回収した爆発物微粒子を加熱蒸発させ、イオンモビリティ分析計で分析する方法が開示されている。特開平３−８７６２９号公報（特許文献３）には、ポータル型の爆発物探知装置が記載されている。この技術によると、上下と左右に壁があるブース状の部屋に被検者を入れ、左右からエアーを吹き付けて被検者に付着している爆発物微粒子を舞い上がらせる。さらに、天井にある吸入口から大容量の吸引ポンプで爆発物微粒子を吸い込み、回転体に設けたフィルタに吸着させる。この回転体を回転させてフィルタを分析部に移動させ、吸着した爆発物微粒子を加熱蒸発させてイオンモビリティ分析計で分析する。また、US 2006/0049346 A1（特許文献４）には、ウォークスルー型の爆発物探知装置が記載されている。この装置は、通路を通過する旅客にエアジェットを噴射することで、微粒子を衣服などから剥離し、これをイオントラップモビリティ分析計で分析するものである。

特開２０００−２８５７９号公報 特開平７−６７２９号公報 特開平３−８７６２９号公報 US 2006/0049346 A1

以上説明したような従来技術には、以下に述べる課題があった。
特許文献１に記載の技術は、荷物から漏洩した爆発物蒸気をサンプリングプローブにより採取する必要がある。破壊力のある軍用の爆薬や発射薬、工事現場などで使用される産業用爆薬は、安全に運用できるように安定な物質が使用されるため、比較的蒸気圧が低い物質が多い。そのため、蒸気を採取するより、微粒子として回収して分析する必要がある。特許文献２、３に記載の技術は、吸着と加熱の工程が必要になり、連続してのリアルタイム分析ができない。更に、特許文献３に記載の技術の場合には、大容量の吸引ポンプで吸引口から吸うため、爆薬微粒子だけでなく埃なども一緒に吸引してフィルタの目詰まりが起こり、長期間の運用が困難である。さらに、大容量の吸引によって、爆発物微粒子から発生する蒸気が希釈されてしまう問題点もある。

また、特許文献３のような従来の爆発物探知装置は、主に空港や重要施設での運用を前提に、比較的少ない人数を検査する目的で考えられている。鉄道駅などの旅客が大量に利用する大量輸送機関で使用する上では、短時間で検査できる高スループットと、爆発物を所持していないのに探知機が反応してしまう誤報率を下げることの二つが重要である。特に、誤報が発生すると検査員による入念な手荷物検査が必要になり、スループットにも影響する。したがって、誤報が発生した場合には、迅速な検査は困難である。同様に、特許文献４のような従来の爆発物探知装置は、旅客が通過する空間全体を沈降する微粒子を回収する構成であることから、高スループットの実現自体が困難である。

以上のような理由から、鉄道駅などに設置することが可能な、高スループットと高検出精度とを兼ね備えた検出技術が求められている。

本発明の検査装置は、被検者に起因する検知対象物質を検知する装置であり、被検者を整列して通過させる整列部と、整列部の被検者通過領域に設定された第一の空間に送気する送気部と、第一の空間から吸気する第一の吸気部と、第一の空間とは異なる位置に設定された第一の空間より小さな第二の空間から吸気する第二の吸気部と、第一の吸気部から吸気された空気中の検知対象物質を検知する第一の検知部と、第二の吸気部から吸気された空気中の検知対象物質を検知する第二の検知部と、第一の検知部による検知結果と第二の検知部による検知結果を連携して検知対象物質を検知したか否かの判定を行う判定部とを備える。第一の検知部と第二の検知部とは、検知対象物質の検知に要する時間が異なるものを組み合わせる。

典型的には、第一の吸気部は被検者の全身を対象として吸気を行い、第二の吸気部は被検者の手元を対象として吸気を行う。

本発明によれば、高スループットと高検出精度とを兼ね備えた、爆発物検出装置を実現することができる。

上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明による分析装置の構成例を示す平面模式図。 本発明による分析装置の構成例を示す断面模式図。 本発明による分析装置の構成例を示す断面模式図。 本発明による分析装置の２種類の信号強度を示す説明図。 全身吸気式による信号強度波形を用いた判定概念を示す図。 全身吸気式による信号を積分処理した特徴量波形を用いた判定概念を示す図。 手元吸気式による信号強度波形を用いた判定概念を示す図。 手元吸気式による信号を微分処理した特徴量波形を用いた判定概念を示す図。 判定部による判定フローの例を示す図。 ユーザインタフェースの判定基準の例を示す図。 ユーザインタフェース画面の例を示す図。 全身吸気式による信号強度波形とそれから導出される特徴量波形を用いた判定概念を示す図。 手元吸気式による信号強度波形とそれから導出される特徴量波形を用いた判定概念を示す図。 判定部による判定フローの例を示す図。 ユーザインタフェースの判定基準の例を示す図。 ユーザインタフェース画面の例を示す図。 本発明による分析装置の構成例を示す平面模式図。 本発明による分析装置の構成例を示す断面模式図。 本発明による分析装置の構成例を示す断面模式図。 ２種類の検知部の内部構成例を示す図。 本発明による分析装置の構成例を示す模式図。 本発明による分析装置の構成例を示す模式図。 本発明による分析装置の構成例を示す模式図。 判定基準を示す説明図。 本発明による分析装置の構成例を示す模式図。 検知部の内部構造を示す模式図。

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
（Ａ）第一の実施の形態
図１〜３は本発明による分析装置の第一の実施例を示す模式図であり、図１は平面模式図、図２は検知対象の移動方向に沿った断面模式図、図３は検知対象の移動方向に垂直な断面模式図である。

図１において、１０は旅客等の検知対象（被検者）、１１は改札ゲート等の対象整列部、１２は送気部、１３は第一の吸気部、１４は第二の吸気部、２１は第一の爆発物検知部、２２は第二の爆発物検知部、２３は判定部、２４は表示部である。

以下、本発明の第一の実施例について、その動作を説明する。検知対象１０は、対象整列部１１によって列をなすことを強制され、順次、送気部１２と第一の吸気部１３の間の空間を通過する。この空間を、第一の回収対象範囲Ａとする。第一の回収対象範囲Ａに検知対象１０が入ると、送気部１２から送出される空気流が、検知対象１０に付着もしくは検知対象１０から蒸発している爆発物もしくはその痕跡を運搬し、第一の吸気部１３はこれを吸気して回収する。回収された物質は、第一の検知部２１に送られ、必要な分析を施される。なお、送気部１２から送出される空気流は、連続的な空気流であっても良いし、断続的なものであっても良い。

次に、検知対象１０は、列をなしたままの状態で、さらに順次、第二の吸気部１４の近傍の空間を通過する。この空間を、第二の回収対象範囲Ｂとする。第二の回収対象範囲Ｂは、第一の回収対象範囲Ａより小さな空間である。第二の回収対象範囲Ｂに検知対象１０が入ると、検知対象１０に付着もしくは検知対象１０から蒸発している爆発物もしくはその痕跡は、第二の吸気部１４により吸入され、回収される。回収された物質は、第二の検知部２２に送られ、必要な分析を施される。

第一の検知部２１と、第二の検知部２２から出力される信号等を元に、判定部２３は、爆発物を検知したかどうかを判定し、その結果を、表示部２４を通じてユーザに通知する。

ここで、図４を用いて、第一の検知部２１にて検出される爆発物検知信号の信号強度と、第二の検知部２２にて検出される爆発物検知信号の信号強度との相違及び特徴について説明する。

図４は、本発明の第一の実施例における信号強度の例を説明するものであり、２種類の信号強度を示している。図４における信号強度を示すグラフは、（１）全身吸気式、即ち、送気部１２及び第１の吸気部１３により構成される空間から回収された物質からの検知信号を時間軸で示したものと、（２）手元吸気式、即ち、第２の吸気部１４から回収された物質からの検知信号を時間軸で示したもの、とからなる。ここで手元吸気とは、検知対象１０である通過歩行者の手、指、もしくは、検知対象１０が握っている物体、例えばチケットのようなものを対象として吸気することを想定する。

図４に示すように、全身吸気式による信号強度は、手元吸気式による信号強度に比べ、信号の立ち上がりが緩やかで、かつ、信号の立下りも緩やかである。これは、全身吸気式は手元吸気式に比べ、大きな空間を対象に送気及び吸気を行う必要があることから、空間自体に対する処理に時間がかかるといった必然的な相違によるものである。具体的には、手元吸気式による信号が、検知対象１０の通過後およそ１秒で信号ピークを得るのに対し、全身吸気式による信号はおよそ２秒で信号ピークを得る。また、全身吸気式による信号は、ピークまでの立ち上がりの傾き、ピーク後の信号消滅までの傾きが、緩やかであり、信号が立ち上がってから消滅するまでおおむね３秒以上の長さがある。これに対し、手元吸気式による信号は、傾きが急であり、信号が立ちあがってから消滅するまではおおむね１秒程度である。

このような２種類の信号を適切に用いることで、高スループットと高検出精度とを実現することができる。

次に、図５〜８は、本発明の第一の実施例における信号強度の例を説明するものであり、本発明による分析装置の２種類の信号強度を用いた判定概念を示している。

上述したように、全身吸気式による信号強度は、図５のように時間軸方向に緩やかな形状を示す。これは、検知対象とする空間が大きいことから、検知対象物質が拡散しやすいことに起因する。一方、手元吸気式による信号強度は、図７に示すように時間軸方向に急峻な形状を示す。これは、検知対象とする空間が小さいことから、検知対象物質の拡散が小さいことに起因する。

このような特徴を持つ２種類の信号強度波形を元に、判定部２３は、検知対象物質が存在するかどうか、別の言い方をすると爆発物を検知したかどうか、を判定する。このとき、２種類の信号波形の形状の特徴を有効に利用するため、それぞれの波形の特徴量を抽出する方法がある。ここでは、全身吸気式による信号強度波形に対して積分処理を、手元吸気式による信号強度波形に対して微分処理を、それぞれ施すことで特徴量を抽出する方法を、例として示す。

図５に示すのは、比較的単純な判別方法である。全身吸気式による信号強度波形について、信号強度判定に用いる閾値を２つ設け、信号強度が高い閾値Ａ１を超えた場合を高レベルＨ、高い閾値Ａ１は超えていないが低い閾値Ａ２を超えている場合を中位レベルＭ、低い閾値Ａ２を超えていない場合を低レベルＬとする。

図６は、全身吸気式による信号強度を積分処理した特徴量波形について、判定に用いる閾値を２つ設けた場合を示している。信号強度を時間積分した特徴量が高い閾値Ｂ１を超過している状態を高レベルＨ、高い閾値Ｂ１を超えてはいないが低い閾値Ｂ２を超えている場合を中位レベルＭ、特徴量が低い閾値Ｂ２を超えていない場合を低レベルＬとする。

同様に、図７には、手元吸気式による信号強度波形によって判別する方法を示す。手元吸気式による信号強度波形について、信号強度判定に用いる閾値を２つ設け、高い閾値Ｃ１を超えた場合を高レベルＨ、高い閾値Ｃ１は超えていないが低い閾値Ｃ２を超えている場合を中位レベルＭ、低い閾値Ｃ２を超えていない場合を低レベルＬとする。

図８は、手元吸気式による信号強度を微分処理した特徴量波形について、判定に用いる閾値を２つ設けた場合を示している。信号強度を時間微分した特徴量が高い閾値Ｄ１を超過している状態を高レベルＨ、高い閾値Ｄ１を超えてはいないが低い閾値Ｄ２を超えている場合を中位レベルＭ、特徴量が低い閾値Ｄ２を超えていない場合を低レベルＬとする。

次に、図９を用いて、判定部２３の動作について説明する。図９は、図５〜８の判別基準を用いた場合の判定部２３の動作を説明するものであり、分析装置の２種類の信号強度と２種類の特徴量を用いた判定フローの一例を示している。第一の実施例においては、第一の吸気部１３による全身吸気が、第二の吸気部１４による手元吸気よりも前に行われることを前提としている。

図９に示すように、まず全身吸気による信号強度を用いた検知処理を行い（Ｓ１１）、判定部は、これが閾値Ａ１を超えたかどうかを判断する（Ｓ１２）。信号強度が閾値Ａ１を超えて高レベルＨと判定された場合には、爆発物を検知したと判定する。信号強度が閾値Ａ１を超えていない場合には、全身吸気による信号強度を用いた積分処理を実施し（Ｓ１３）、得られた特徴量が閾値Ｂ１を超えたかどうかを判断する（Ｓ１４）。積分特徴量が閾値Ｂ１を超えて高レベルＨと判定された場合には、爆発物を検知したと判定する。

積分特徴量が閾値Ｂ１を超えていない場合には、手元吸気による信号強度を用いた検知処理を行い（Ｓ１５）、判定部は、これが閾値Ｃ１を超えたかどうかを判断する（Ｓ１６）。信号強度が閾値Ｃ１を超えて高レベルＨと判定された場合は、爆発物を検知したと判定する。信号強度が閾値Ｃ１を超えていない場合は、手元吸気による信号強度を用いた微分処理を実施し（Ｓ１７）、得られた特徴量が閾値Ｄ１を超えたかどうかを判断する（Ｓ１８）。微分特徴量が閾値Ｄ１を超えて高レベルＨと判定された場合には、爆発物を検知したと判定する。

微分特徴量が閾値Ｄ１を超えていない場合には、全身吸気による信号強度、手元吸気による信号強度及びそれらの特徴量が中位レベルＭと判定された回数を調べる（Ｓ１９）。中位レベルと判定された回数が２回以上であれば、爆発物を検知したと判定する。一度も中位レベルと判定されず、全ての判定が低レベルＬであった場合には、爆発物非検知と判定する。一方、中位レベルＭと判定された回数が１回の場合には、爆発物検知とも非検知とも断定できないので、要注意と判定する。

次に、図１０及び図１１を用いて、判定部２３と表示部２４の動作について説明する。図１０は、図９のフローに従う判定部２３の動作を説明するものであり、分析装置のユーザインタフェースにおける判定基準の一例を示している。

第一の実施例は、上述したように、全身吸気から取得した信号強度と、そこから抽出した特徴量、手元吸気から取得した信号強度と、そこから抽出した特徴量、の４種の情報を元にして判定を行う。図１０は、この判定の基準を一覧表の形にしたものであり、例えば、ユーザインタフェースを構成する機能について、この一覧表を元にして機能を実装することができる。上記４種の情報のうちいずれか一つでも高レベルＨを示せば、他の情報が何であるかにかかわらず×判定、即ち爆発物検知判定を行う。４種の情報はいずれも高レベルＨではないが、中位レベルＭが含まれる場合には、条件によって△判定や×判定を行う。この例では、４種の情報に高レベルＨは含まれないが、２種以上が中位レベルＭを示したときに×判定、即ち爆発物検知判定を行う。また、４種の情報はいずれも高レベルＨではないが、１種が中位レベルＭであるときには△判定、すなわち要注意判定を行う。４種の情報がいずれも高レベルＨでもなく、中位レベルＭでもない場合には○判定、すなわち爆発物非検知判定を行う。

図１１は、表示部２４の動作を説明するものであり、本実施例による分析装置のユーザインタフェース画面の一例を示している。図１１に示すように、表示部２４は、検知対象１０が対象整列部１１を通過するたび、検知対象１０それぞれに識別ＩＤを割り当て、通過時刻を記録し、これを一覧表の形で表示する。一覧表には、これらの情報と、各検知対象に対応する信号強度と特徴量のレベルを表示する。そして、判定部２３の判定結果を合わせて表示する。このような一覧表の形とすることで、表示部２４を監視すべきユーザは、時間軸の状態変化を容易に認識することができる。

なお、この例では、全身吸気から取得した信号強度と、そこから抽出した特徴量、手元吸気から取得した信号強度と、そこから抽出した特徴量、の４種の情報それぞれに対して閾値を２段に設定して判定したが、それぞれの閾値は１つであってもよい。その場合には、高レベルＨか低レベルＬかの判定となり、中位レベルＭの判定はない。このときの判定フローは、図９からステップ１９を除いたものとなる。また、図１０に示した判定基準は、中位レベルＭを含まない左側半分のみが使用される。

次に、全身吸気式による信号強度波形、それに対して積分処理を施して抽出された特徴量、手元吸気式による信号強度波形、それに対して微分処理を施すことで抽出された特徴量の４種の情報を用いた判別方法の別の例について説明する。

図１２は、全身吸気式による信号強度波形について、判定に用いる閾値を１つ設け、また、信号強度を積分処理した特徴量波形について、判定に用いる閾値を１つ設けた場合を示している。信号強度波形と特徴量波形をもとに、高レベルＨ、中位レベルＭ、及び低レベルＬの３段階に判別する。高レベルＨは、信号強度が閾値を超過し、特徴量も閾値を超過している状態である。中位レベルＭは、信号強度は閾値を超えていないが、特徴量が閾値を超過している状態である。また、低レベルＬは、信号強度が閾値を超えておらず、かつ、特徴量も閾値を下回っている状態である。

同様に図１３は、手元吸気式による信号強度波形について、判定に用いる閾値を１つ設け、また、信号強度を微分処理した特徴量波形について、判定に用いる閾値を１つ設けた場合を示している。この場合も、信号強度波形と特徴量波形をもとに、高レベルＨ、中位レベルＭ、及び低レベルＬの３段階に判別する。高レベルＨは、信号強度が閾値を超過し、特徴量も閾値を超過している状態である。中位レベルＭは、信号強度は閾値を超えていないが、特徴量が閾値を超過している状態である。また、低レベルＬは、信号強度が閾値を超えておらず、かつ、特徴量も閾値を下回っている状態である。

図１４は、図１２、図１３の判別基準を用いた場合の判定部２３の動作を説明するものであり、分析装置の２種の信号強度と２種の特徴量を用いた判定フローの一例を示している。

図１４に示すように、まず全身吸気による信号強度を用いた検知処理を行い（Ｓ２１）、更に全身吸気による信号強度を時間積分した特徴量を用いた検知処理を行う（Ｓ２２）。次に、ステップ２１で検知した信号強度が閾値を超えているか否か、ステップ２２で検知した特徴量が閾値を超えているか否かにより、図１２の判別基準に基づいてレベル判定を行う（Ｓ２３）。信号強度と特徴量の両方が閾値を超えていて高レベルＨと判定された場合には、爆発物を検知したと判定する。

ステップ２３の判定結果が中位レベルＭ又は低レベルＬであった場合には、手元吸気による信号強度を用いた検知処理を行い（Ｓ２４）、更に手元吸気による信号強度を時間微分した特徴量を用いた検知処理を行う（Ｓ２５）。次に、ステップ２４で検知した信号強度が閾値を超えているか否か、ステップ２５で検知した特徴量が閾値を超えているか否かにより、図１３の判別基準に基づいてレベル判定を行う（Ｓ２６）。信号強度も特徴量も閾値を超えていて高レベルＨと判定された場合には、爆発物を検知したと判定する。

ステップ２６の判定結果が中位レベルＭ又は低レベルＬであった場合には、ステップ２７に進み、中位レベルＭと判定された回数を調べる。その結果が２のとき、すなわちステップ２３の判定でも、ステップ２６の判定でも中位レベルＭと判定されていれば、爆発物を検知したと判定する。一度も中位レベルＭと判定されず、全ての判定が低レベルＬであった場合には、爆発物非検知と判定する。また、中位レベルＭと判定された回数が１のとき、すなわちステップ２３の判定とステップ２６の判定のいずれかで中位レベルＭと判定された場合には、爆発物検知とも非検知とも断定できないので、要注意と判定する。

図１５は、図１２及び図１３に示した判定方法による判定結果の一覧表である。全身吸気からの信号強度及びそれを時間積分処理した特徴量を用いた判定レベルＨ，Ｍ，Ｌと、手元吸気からの信号強度及びそれを時間微分処理した特徴量を用いた判定レベルＨ，Ｍ，Ｌの組み合わせにより、爆発物検知判定を行う。いずれかの判定レベルが高レベルＨであれば爆発物を検知したと判定し、いずれの判定も低レベルＬの場合には爆発物非検知と判定する。また、どちらかの判定が中位レベルＭであって、他方の判定が低レベルの場合には、爆発物検知とも非検知とも断定できないので、要注意と判定する。

図１６は、このときのユーザインタフェース画面例を示している。表示部２４は、検知対象１０が対象整列部１１を通過するたび、検知対象１０それぞれに識別ＩＤを割り当て、通過時刻を記録し、これを一覧表の形で表示する。一覧表には、これらの情報と、信号強度と特徴量から判定したレベルを各検知対象に対応させて表示する。そして、判定部２３の判定結果を合わせて表示する。

（Ｂ）第二の実施の形態
図１７〜１９は本発明の第二の実施例を示したものであり、分析装置の構成と寸法制約の一例を示している。図１７は平面模式図、図１８は検知対象の移動方向に沿った断面模式図、図１９は検知対象の移動方向に垂直な断面模式図である。

図１７において、１０は旅客等の検知対象、１１は改札ゲート等の対象整列部、１２は送気部、１３は第一の吸気部（全身吸気部）、１４は第二の吸気部（手元吸気部）、２１は第一の爆発物検知部、２２は第二の爆発物検知部、２３は判定部、２４は表示部である。

また、図２０は本発明の第二の実施例のうち、第一の検知部２１及び第二の検知部２２の内部構造を示したものである。ここで、本発明の第二実施例では、第一の検知部２１は気体による検出を、第二の検知部２２は固体による検出を行うものとして説明する。

図２０において、２１１は第一の検知部２１の検知対象物導入口、２１２は第一の検知部２１の物質分析部、２２１は第二の検知部２２の検知対象物導入口、２２２は第二の検知部２２の固体対象物分粒部、２２３は第二の検知部２２の固体対象物加熱気化部、２２４は第二の検知部２２の物質分析部である。

本発明の第二の実施例について、その動作は、第一の実施例と同様であるので、詳細な説明は省略する。

以下、本発明の第二の実施例について、装置の寸法制約を、図１７〜１９及び図２０を用いて説明する。

図１９に示すように、対象整列部１１により構成される通路幅の１／２長をＬ［ｍ］とする。同様に、第一の吸気部１３と第二の吸気部１４との距離をｄ［ｍ］、送気部１２から吹き出される気体の流速をｖ［ｍ／ｓ］、検知対象１０の移動速度をｖ０［ｍ／ｓ］とする。また、検知対象１０の体幹部と手先との距離をｄ０［ｍ］とする。さらに、第一の検知部２１による検知時間と第二の検知部２２による検知時間との差分をΔｔ［ｓ］とする。

このような条件において、第一の検知部２１による検知と、第二の検知部２２による検知とのタイミングずれを小さくするためには、これらのパラメータは以下の式を満たすことが必要となる。
（Ｌ／ｖ）−Δｔ＝（（ｄ−ｄ０）／ｖ０）

より具体的な値を以下に示す。Ｌは、通路幅や装置設置面積の制約等から、０．５〜０．７の範囲である。ｖ０は、旅客の移動速度の制約等から、１．１〜１．７の範囲である。ｖは、想定される通路幅において適切に気体運搬を行う都合から、４〜８の範囲である。Δｔは、第一の検知器と第二の検知器が同じ方法を用いて対象物質を検出している限りではゼロであるが、異なる方法を用いて対象物質を検出している場合は、ゼロ以外の値を持つ。

図２０に示すように、第一の検知部２１と、第二の検知部２２とは、内部処理のステップ数に相違がある。さらに、第二の検知部２２に含まれる加熱気化部２２３は、固体である対象物質を加熱して気化させる処理部であり、対象物を沸点まで加熱するために一定の時間が必要である。
ここで、Δｔは、実用的な検知器を用いた場合の実測値等から、約１である。

上記の式にこれらのパラメータを代入すると、（ｄ−ｄ０）は、−１．０〜−０．５となる。ｄ０は通常０．４程度であるので、ｄは−０．６〜−０．１の範囲となる。
即ち、第一の吸気部１３は、第二の吸気部１４より、検知対象の移動方向の前方に設置することが必要である。

図２１に、第一の吸気部１３と第二の吸気部１４を、検知対象１０が第二の吸気部１４を通過してから第一の吸気部１３を通過するように配置した構成例を示す。第一の吸気部１３は、第二の吸気部１４よりも、検知対象１０の移動方向前方に設置される。このような構成とすることで、第一の検知部２１から出力される信号と、第二の検知部２２から出力される信号とは、特定の検知対象に対し同程度のタイミングで出力されることになる。

この考え方を発展させた別の構成例を、図２２に示す。図２２は本発明の第二の実施例を示したものであり、分析装置の第三の構成と寸法制約の一例を示している。この構成例では、対象整列部１１の出口付近にゲート部１５を設ける。第一の検知部２１と第二の検知部２２とから出力される信号を元にし、判定部２３がゲート部１５の開閉を制御する。ゲート部１５を適切なタイミングで制御するためには、第一の検知部２１から出力される信号と、第二の検知部２２から出力される信号とが、特定の検知対象に対し同程度のタイミングで出力されることが望ましい。なぜなら、そのタイミングの差が大きい場合、ゲート部１５を閉じることで検知対象１０を制止させるためには、タイミングの差の分だけ対象整列部１１の長さを延長する必要が生じるからである。

さらに別の構成例を、図２３に示す。図２３は本発明の第二の実施例を示したものであり、分析装置の第四の構成と寸法制約の一例を示している。この構成例では、ゲート部１５の直前付近に、第二の送気部１６と、第三の吸気部（全身吸気部）１７とを設ける。さらに、第三の吸気部１７により回収した物質を分析するための第三の検知部２５を設ける。

第一の検知部２１から出力される信号と、第二の検知部２２から出力される信号とから、判定部２３が検知対象物質を検知と判定した場合、ゲート部１５を制御し、検知対象１０の移動速度を減じさせる。この状態において、第二の送気部１６から送出される空気流が、検知対象１０に付着もしくは検知対象１０から蒸発している爆発物もしくはその痕跡を運搬し、第三の吸気部１７によりこれを回収する。回収された物質は、第三の検知部２５に送られ、必要な分析を施される。ここでは、検知対象１０の移動速度は十分に小さいことが期待できるため、第一の検知部２１や、第二の検知部２２において行った分析よりも精度の高い分析を試みることができ、結果として精度の高い爆発物検知を行うことができる。

図２４には、各検知部により検知された信号強度が、低レベル、中位レベル、高レベルのいずれかであった場合の、ゲート部動作と爆発物検知判定方法の一例を示している。図２４には、第一の吸気部１３を全身吸気部１、第二の吸気部１４を手元吸気部、第三の吸気部１７を全身吸気部２と表記している。

例えば、全身吸気部１もしくは手元吸気部の信号レベルのいずれかが中位レベルＭだった場合、ゲート部を一旦「閉」にし、全身吸気部２により再度信号レベルを取得し、この結果によって爆発物検知判定を行う。また例えば、全身吸気部１もしくは手元吸気部の信号レベルのいずれかが高レベルＨであった場合には、既に爆発物検知判定は確定しているので、ゲート部は「開」のままとし、検知対象にはそのような判定を行ったことを悟られないように制御してもよい。

（Ｃ）第三の実施の形態
図２５は本発明の第三の実施例を示したものであり、本発明による分析装置の構成と寸法制約の一例を示している。

本発明の第三の実施例について、その主たる動作、構成、寸法制約の考え方は、第二の実施例と同様であるので、詳細な説明は省略する。以下、第二の実施例との相違を中心に説明する。

第二の実施例では、第一の検知部２１と第二の検知部２２とから出力される信号は、特定の検知対象に対して同程度のタイミングで出力されるように構成した。しかし、装置構成の都合によっては、単一の検知部のみを設け、複数の吸気部から導入した対象物質をそれぞれ検知することが求められる場合がある。具体的には、検知部が高価もしくは大型であって、それを複数設置することが現実的でない場合がある。このような制約に対応する構成例としての第三の実施例を、図２５を用いて説明する。

図２５において、１０は旅客等の検知対象、１１は改札ゲート等の対象整列部、１２は送気部、１３は第一の吸気部（全身吸気部）、１４は第二の吸気部（手元吸気部）、２１は爆発物検知部、２３は判定部、２４は表示部である。

図２６は、検知部２１の内部構造を示している。２１０は検知部２１の固体による検知対象物導入口、２１１は検知部２１の気体による検知対象物導入口、２１２は検知部２１の固体対象物分粒部、２１３は検知部２１の固体対象物加熱気化部、２１４は検知部２１の物質分析部である。

第三の実施例では、検知対象１０は、何らかの別の制約により、一定以下の頻度で対象整列部１１に進入してくることを前提とする。ここでは、１２００回／時のスループット、即ち３秒ごとに進入することを想定する。

複数の吸気部に対し、単一の検知部としていることから、検知部への対象物質導入のタイミングを適切にずらすことで、検出精度を向上できる。３秒ごとの進入であることから、ずらすタイミングを１．５秒とすると、上述した式
（Ｌ／ｖ）−Δｔ＝（（ｄ−ｄ０）／ｖ０）
におけるΔｔは、第二の実施例で前提とした１ではなく、（１−１．５）と置くことになる。この条件で式を展開すると、（ｄ−ｄ０）は０．５３〜０．３４となる。ｄ０は通常０．４程度であるので、ｄは０．９３〜０．７４の範囲となる。従って、全身吸気を行う第一の吸気部１３は、手元吸気を行う第二の吸気部１４よりも検知対象１０の進行方向手前側０．７〜１．０に設置する必要がある。

なお、本明細書においては、分粒部、加熱気化部、物質分析部等の詳細については述べていないが、これら単体の機能については、それぞれ既存技術により実現することを想定する。例えば、物質分析部として、質量分析器もしくはイオンモビリティ検出器、などがあげられる。

また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１０ 検知対象
１１ 対象整列部
１２ 送気部
１３ 第一の吸気部
１４ 第二の吸気部
１５ ゲート部
１６ 第二の送気部
１７ 第三の吸気部
２１ 第一の検知部
２２ 第二の検知部
２３ 判定部
２４ 表示部
２５ 第三の検知部
２１１ 第一の検知部の導入口
２１２ 第一の検知部の物質分析部
２２１ 第二の検知部の導入口
２２２ 第二の検知部の分粒部
２２３ 第二の検知部の加熱気化部
２２４ 第二の検知部の物質分析部

Claims (12)

1. 被検者に起因する検知対象物質を検知する検査装置であって、
   被検者を整列して通過させる整列部と、
   前記整列部の被検者通過領域に設定された第一の空間に送気する第一の送気部と、
   前記第一の空間から吸気する第一の吸気部と、
   前記第一の空間とは異なる位置に設定された前記第一の空間より小さな第二の空間から吸気する第二の吸気部と、
   前記第一の吸気部から吸気された空気中の前記検知対象物質を検知する第一の検知部と、
   前記第二の吸気部から吸気された空気中の前記検知対象物質を検知する第二の検知部と、
   前記第一の検知部による検知結果と前記第二の検知部による検知結果を連携して前記検知対象物質を検知したか否かの判定を行う判定部とを備え、
   前記第一の検知部と前記第二の検知部とでは、前記検知対象物質の検知に要する時間が異なり、
   前記判定部は、前記第一の検知部による第一の検知信号の強度レベル、当該第一の信号を時間積分した信号のレベル、前記第二の検知部による第二の検知信号の強度レベル、当該第二の信号を時間微分した信号のレベル、の組み合わせにより前記検知対象物質を検知したか否かを判定することを特徴とする検査装置。
2. 請求項１記載の検査装置において、
   前記第一の吸気部は被検者の全身を対象として吸気を行い、前記第二の吸気部は被検者の手元を対象として吸気を行うことを特徴とする検査装置。
3. 請求項１記載の検査装置において、前記第二の検知部は、前記第二の吸気部から吸気された空気中の微粒子を加熱気化する処理部を有することと特徴とする検査装置。
4. 請求項１記載の検査装置において、
   前記判定部は、前記第一の検知部による第一の検知信号の強度レベル、当該第一の信号を時間積分した信号のレベル、前記第二の検知部による第二の検知信号の強度レベル、当該第二の信号を時間微分した信号のレベルのいずれかが予め定めた閾値を超えたとき、前記検知対象物質を検知したと判定することを特徴とする検査装置。
5. 請求項１記載の検査装置において、
   前記判定部は、前記検知対象物を検知したか、検知しなかったか、あるいはそのいずれとも判断できなかったかを示す信号を出力することを特徴とする検査装置。
6. 請求項１記載の検査装置において、
   前記整列部を通過する被検者は、最初に前記第二の吸気部を通過し、次に前記第一の吸気部を通過することを特徴とする検査装置。
7. 請求項６記載の検査装置において、
   前記第一の吸気部と前記第二の吸気部の間の距離は０．１〜０．６メートルであることを特徴とする検査装置。
8. 請求項１記載の検査装置において、
   前記整列部は、出口付近に設けられた開閉自在なゲートと、前記ゲートの直前付近に設定された第三の空間に送気する第二の送気部と、前記第三の空間から吸気する第三の吸気部と、前記第三の吸気部から吸気された空気中の前記検知対象物質を検知する第三の検知部とを更に備えることを特徴とする検査装置。
9. 被検者に起因する検知対象物質を検知する検査装置であって、
   被検者を整列して通過させる整列部と、
   前記整列部の被検者通過領域に設定された第一の空間に送気する第一の送気部と、
   前記第一の空間から吸気する第一の吸気部と、
   前記第一の空間とは異なる位置に設定された前記第一の空間より小さな第二の空間から吸気する第二の吸気部と、
   前記第一の吸気部から吸気された空気中の前記検知対象物質を検知する第一の検知部と、
   前記第二の吸気部から吸気された空気中の前記検知対象物質を検知する第二の検知部と、
   前記第一の検知部による検知結果と前記第二の検知部による検知結果を連携して前記検知対象物質を検知したか否かの判定を行う判定部とを備え、
   前記第一の検知部と前記第二の検知部とでは、前記検知対象物質の検知に要する時間が異なり、
   前記整列部は、出口付近に設けられた開閉自在なゲートと、前記ゲートの直前付近に設定された第三の空間に送気する第二の送気部と、前記第三の空間から吸気する第三の吸気部と、前記第三の吸気部から吸気された空気中の前記検知対象物質を検知する第三の検知部とを更に備え、
   前記判定部は、前記第一の検知部による検査結果と前記第二の検知部による検査結果を連携して前記検知対象物質を検知したか否かの判定を行った結果、前記検知対象物を検知したと判定したとき及び／又は検知したとも検知しなかったとも判定できなかったとき、前記ゲートを閉じ、前記第三の検知部による検知を行うことを特徴とする検査装置。
10. 請求項１記載の検査装置において、
    前記第一の検知部は前記第二の検知部を兼用しており、前記第二の吸気部から吸気された空気中の微粒子を加熱気化する処理部を有することと特徴とする検査装置。
11. 請求項１０記載の検査装置において、
    前記整列部を通過する被検者は、最初に前記第一の吸気部を通過し、次に前記第二の吸気部を通過することを特徴とする検査装置。
12. 請求項１１記載の検査装置において、
    前記第一の吸気部と前記第二の吸気部の間の距離は０．７〜１．０メートルであることを特徴とする検査装置。

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