WO2022153904A1

WO2022153904A1 - ミリ波照射装置およびミリ波送受信装置

Info

Publication number: WO2022153904A1
Application number: PCT/JP2022/000128
Authority: WO
Inventors: 洋彦大脇; 昌宏前田; 英治奥薗
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2021-01-14
Filing date: 2022-01-05
Publication date: 2022-07-21
Also published as: JP2024026912A

Abstract

ミリ波照射装置は、ミリ波を送信するように構成された送信体と、中心軸に沿って延びる第１中空空間を囲む第１筒部材と、前記中心軸に交差してかつ開口が設けられた端面を有する第２筒部材とを備える。前記第２筒部材は、前記開口に繋がりかつ前記中心軸に沿って前記第１中空空間から離れるように前記端面から延びる第２中空空間を囲んでいる。前記第１中空空間と前記第２中空空間とは前記送信されたミリ波が伝搬するように構成されている。前記中心軸に直角の前記第２中空空間の断面の面積は、前記中心軸に直角の前記第１中空空間の断面の面積より小さい。前記第１筒部材は、前記中心軸に対向して前記第１中空空間を囲む領域を有する内周面を有する。前記第１筒部材の前記内周面の前記領域はミリ波を吸収するように構成されている。前記第２筒部材の前記第２中空空間を囲む内周面と前記端面とはミリ波を吸収するように構成されている。

Description

ミリ波照射装置およびミリ波送受信装置

　本開示は、対象物にミリ波を照射するミリ波照射装置および当該ミリ波照射装置を備えるミリ波送受信装置に関する。

　ミリ波を照射することにより対象物の検知を行う従来のミリ波レーダは、たとえば、特許文献１に記載されている。このミリ波レーダは、自動車に搭載され得る。この場合、送信されたミリ波が対象物に当たって反射し、反射したミリ波が受信される。送信されたミリ波と受信されたミリ波との差から前方車両と自車との車間距離や相対速度が測定される。

　ミリ波レーダは、上記のような従来の用途よりも近距離の検知となる物品の性状の検知に用いられる。たとえば、ミリ波が有する誘電体（絶縁体）の内部を透過する特性を利用し、樹脂成形品等の内部の検査（非破壊検査）を行うことができる。

特開２０１４－７０８９９号公報

　このミリ波照射装置は、対象物に対するミリ波の照射領域を適正なサイズに調整できる。

図１は、実施形態に係るミリ波送受信装置の構成を模式的に示す図である。図２Ａは、実施形態に係るミリ波送受信装置を用いた検査について説明するための図である。図２Ｂは、実施形態に係るミリ波送受信装置を用いた検査について説明するための図である。図２Ｃは、実施形態に係るミリ波送受信装置を用いた検査について説明するための図である。図２Ｄは、実施形態に係るミリ波送受信装置を用いた検査について説明するための図である。図３Ａは、実施形態に係るミリ波送受信装置の構成を示す斜視図である。図３Ｂは、実施形態に係るミリ波送受信装置の、レーダモジュールが架台に取り付けられる前の状態を示す斜視図である。図４Ａは、実施形態に係るミリ波送受信装置斜視図である。図４Ｂは、実施形態に係るミリ波送受信装置の断面図である。図４Ｃは、図４Ｂに示すミリ波送受信装置の拡大断面図である。図５Ａは、実施形態に係るミリ波送受信装置の筒部材の斜視図である。図５Ｂは、図５Ａに示す筒部材の平面図である。図６は、実施形態に係るミリ波送受信装置の作用について説明するための図である。図７Ａは、実施形態に係る他のミリ波送受信装置の断面図である。図７Ｂは、実施形態に係るさらに他のミリ波送受信装置の断面図である。図７Ｃは、実施形態に係るさらに他のミリ波送受信装置の断面図である。図７Ｄは、実施形態に係るさらに他のミリ波送受信装置の断面図である。図７Ｅは、実施形態に係るさらに他のミリ波送受信装置の断面図である。図８Ａは、実施形態に係るミリ波送受信装置の他の筒部材の断面図である。図８Ｂは、実施形態に係るミリ波送受信装置のさらに他の筒部材の平面図および側面図である。図８Ｃは、実施形態に係るミリ波送受信装置のさらに他の筒部材の平面図および側面図である。図９Ａは、実施形態に係るミリ波送受信装置のさらに他の筒部材の断面図である。図９Ｂは、実施形態に係るミリ波送受信装置のさらに他の筒部材の断面図である。図９Ｃは、実施形態に係るミリ波送受信装置のさらに他の筒部材の断面図である。図１０は、実施形態に係るさらに他のミリ波送受信装置の構成を模式的に示す図である。図１１は、実施形態に係るミリ波送受信装置がインライン検査に用いられる例を示す図である。図１２は、実施形態に係るさらに他のミリ波送受信装置の構成を模式的に示す図である。

　以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。便宜上、各図には互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。Ｚ軸正方向は、ミリ波送受信装置１の高さ方向である。

　図１は、ミリ波送受信装置１の構成を模式的に示す図である。

　ミリ波送受信装置１は、複数の送信体１１ａである送信アンテナ１１と、開口２１ｂを有する筒部材２０と、開口２１ｂより小さな開口３１ｂ、３０ｃを有する筒部材３０と、複数の受信体１２ａである受信アンテナ１２と、を備える。ミリ波送受信装置１は、物品の性状を検知することにより、物品の検査を行う検査装置（性状検知装置）として用いられる。送信アンテナ１１は１つの送信体１１ａであってもよく、受信アンテナ１２は１つの受信体１２ａであってもよい。筒部材２０、３０は中心軸ＡＸ１に沿って中心軸ＡＸ１上に配置されている。筒部材２０は中心軸ＡＸ１上に位置して互いに反対側の端面２０ａ、２０ｂを有する。端面２０ａ、２０ｂには、中空空間２０ｓが繋がって開口する開口２１ｂ、２１ｃがそれぞれ設けられている。筒部材３０は中心軸ＡＸ１上に位置して互いに反対側の端面３０ａ、３０ｂを有する。端面３０ａ、３０ｂには、中空空間３０ｓが繋がって開口する開口３１ｂ、３１ｃがそれぞれ設けられている。

　複数の送信アンテナ１１は、ミリ波ＭＷを所定の拡がり角を持って送信する。ミリ波ＭＷは、波長が１ｍｍ～１０ｍｍ、周波数が３０ＧＨｚ～３００ＧＨｚの電波である。筒部材２０の端面２０ａ側において、開口２１ｂが送信アンテナ１１と近接対向する。筒部材３０は、筒部材２０の下端面側に配置される。具体的には、筒部材３０は、筒部材２０の下端部において、開口２１ｂ内に嵌め込まれる。複数の受信アンテナ１２は、複数の送信アンテナ１１と横並びに配置され、筒部材２０の上端面側において、開口２１ｂと近接対向する。送信アンテナ１１と受信アンテナ１２は、レーダモジュール１０に含まれる。

　送信アンテナ１１、筒部材２０および筒部材３０は、対象物ＯＢにミリ波ＭＷを照射するミリ波照射装置２を構成する。

　ミリ波照射装置２の下方に、誘電体（絶縁物）である検査の対象物ＯＢが配置される。対象物ＯＢは、金属製の（導電性を有する）反射板３に載せられる。

　複数の送信アンテナ１１から筒部材２０の開口２１ｂに向けてミリ波ＭＷが送信される。開口２１ｂに入射したミリ波ＭＷは、開口２１ｂ内と筒部材３０の開口３１ｂ内とを通過することにより収束し、開口３１ｃから下方に放出される。放出されたミリ波ＭＷは、対象物ＯＢに照射される。

　ミリ波送受信装置１、即ちミリ波照射装置２では、対象物ＯＢに対するミリ波ＭＷの照射領域Ｓのサイズが、対象物ＯＢのサイズよりもわずかに大きい所定サイズになるよう、複数の送信アンテナ１１から筒部材２０の下端面、即ちミリ波ＭＷの放出面までの距離Ｄ１と、放出面から対象物ＯＢまでの距離Ｄ２と、開口２１ｂの口径Ｒ１と、開口３１ｂ、３１ｃの口径Ｒ２が設定される。

　ミリ波照射装置２から対象物ＯＢに照射されたミリ波ＭＷは、対象物ＯＢの内部に入射し、内部を透過して反射板３に当たり反射する。反射したミリ波ＭＷは、対象物ＯＢの内部から出射する。出射したミリ波ＭＷは、筒部材３０の開口３１ｃに入射し、筒部材３０の開口３１ｂ内および筒部材２０の開口２１ｂ、２１ｃ内を通って受信アンテナ１２に達し、受信アンテナ１２に受信される。

　本実施形態のミリ波照射装置２では、開口３１ｂ、３１ｃの口径が異なる複数の筒部材３０が用意される。筒部材２０への筒部材３０の付け替えを行うことにより、対象物ＯＢのサイズに応じて、ミリ波ＭＷの照射領域Ｓのサイズを変更できる。

　図２Ａから図２Ｄは、ミリ波送受信装置１を用いた検査について説明するための図である。

　図２Ａと図２Ｂに示すように、対象物ＯＢの誘電率の違いによって、対象物ＯＢを透過するミリ波ＭＷの波長が変化する。この結果、対象物ＯＢに入って対象物ＯＢから出射したミリ波ＭＷが受信アンテナ１２で受信されたミリ波（受信波）に位相の違いが生じる。

　たとえば、樹脂成形品等の物品において、不純物の混入等により正規の組成でない不良品が生じた場合、当該不良品と正規の組成を有する良品との間に誘電率の相違が生じ得る。この場合、良品における受信波の位相との違う位相を検出することにより、不良品の検出が行える。

　図２Ｄに示すように、金属片等、導電体である異物ＦＭ１が内部に混入している対象物ＯＢに入って異物ＦＭ１に当たって反射したミリ波ＭＷの経路は、異物ＦＭ１が今有していない図２Ｃに示す対象物ＯＢを透過して反射板３で反射したミリ波ＭＷの経路と相違する。この結果、対象物ＯＢから出射したミリ波ＭＷが受信アンテナ１２で受信された受信波に位相の違いが生じる。よって、異物ＦＭ１のない良品における受信波の位相との違う位相を検出することにより、異物ＦＭ１のある不良品の検出が行える。

　次に、ミリ波送受信装置１の詳細な構成について説明する。

　図３Ａは、ミリ波送受信装置１の構成を示す斜視図である。

　ミリ波送受信装置１は、レーダモジュール１０と、筒部材３０が装着された筒部材２０とが設置される門型の架台４０を備える。図３Ｂは、レーダモジュール１０が架台４０に取り付けられる前の状態のミリ波送受信装置１を示す斜視図である。

　架台４０は、設置板４１と、設置板４１の両端を支持する２つの脚板４２とを含む。設置板４１の中央部には、方形の開口４１ａが形成される。開口４１ａのサイズは、レーダモジュール１０のサイズよりも少し大きく、筒部材２０の開口２１ｂのサイズより少し小さくされる。２つの脚板４２は、ベース板４２ａと調整板４２ｂとで構成される。ベース板４２ａに調整板４２ｂを取付ける高さを変えることにより、２つの脚板４２の高さを調整できる。２つの脚板４２の上部は、これらの間に連結された２つのポール４３により補強される。

　レーダモジュール１０は、設置板４１の上面における開口４１ａの位置に、保持板５０を介して取り付けられる。レーダモジュール１０は、２つの固定具５１により保持板５０に固定される。筒部材２０は、設置板４１の下面における開口４１ａの位置に取り付けられる。レーダモジュール１０、即ち送信アンテナ１１および受信アンテナ１２は、設置板４１の開口４１ａを介して開口２１ｂに対向する。

　架台４０は、反射板３を跨ぐようにして、反射板３の両側に配置された載置板４に置かれる。これにより、筒部材２０が、反射板３に配置された対象物ＯＢの真上に位置する。

　図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、筒部材３０が装着された筒部材２０の斜視図および断面図である。図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、筒部材３０の斜視図および平面図である。

　筒部材２０は、正方形の断面を有する角筒であり、正方形の開口２１ｂを有する。筒部材２０は、軸方向の寸法が径方向の寸法よりも大きくされている。筒部材２０は、金属材料により形成される。

　筒部材２０は、その内周面全体、即ち開口２１ｂに繋がる内周面２１ａの領域１２１ａ全体に設けられて、ミリ波を吸収する電波吸収体２２を有する。具体的には、シート状の電波吸収体２２が、開口２１ｂに繋がる内周面２１ａの領域１２１ａ全体に貼り付けられている。この結果、筒部材２０では、開口２１ｂに繋がる内周面２１ａの領域１２１ａいて、少なくとも筒部材３０の外周面３１ｄに接していない領域すなわち中空空間２０ｓに露出した領域１２１ａ全体に電波吸収体２２が配置されている。電波吸収体２２は、たとえば、発泡ポリウレタン樹脂等の樹脂発泡体に、カーボンブラック等の導電性粉末を含有させることにより形成される。

　図４Ｃは、図４Ｂに示す筒部材２０の拡大断面図である。筒部材２０は筒本体２１ｐと、電波吸収体２２とを有する。電波吸収体２２は、筒本体２１ｐの内周面２１ｑに設けられている。筒本体２１ｐは、金属等の剛性の大きい材料よりなる。筒本体２１はミリ波を反射する材料より形成されていてもよい。筒本体２１ｐの内周面２１ｑの反対側の外周面は筒部材２０の内周面２１ａの反対側の外周面２１ｄを構成する。電波吸収体２２の内周面が筒部材２０の内周面２１ａを構成する。

　筒部材３０は、開口３１ｂに繋がりかつ中心軸ＡＸ１に沿って中空空間２０ｓから離れるように端面３０ａから延びる中空空間３０ｓを囲んでいる。中空空間２０ｓと中空空間３０ｓとは送信されたミリ波が伝搬するように構成されている。中心軸ＡＸ１に直角の中空空間３０ｓの断面の面積は、中心軸ＡＸ１に直角の中空空間２０ｓの断面の面積より小さい。筒部材２０は、中心軸ＡＸ１に対向して中空空間２０ｓを囲む領域１２１ａを有する内周面２１ａを有する。筒部材２０の内周面２１ａの領域１２１ａはミリ波を吸収するように構成されている。筒部材３０の中空空間３０ｓを囲む内周面３１ａと端面３０ａとはミリ波を吸収するように構成されている。

　筒部材２０は、その上端部に設けられた４つのＬ字状の取付部２３により、架台４０の設置板４１に取り付けられる。

　筒部材３０は、正方形の断面を有する角筒であり、正方形の開口３１ｂ、３１ｃを有する。開口３１ｂ、３１ｃの口径は、筒部材２０の開口２１ｂの口径よりも小さい。本実施形態では、筒部材３０は、中心軸ＡＸ１の方向の寸法Ｌ３０１が径方向の寸法Ｌ３０２よりも小さくされている。しかしながら、筒部材３０は、寸法Ｌ３０１が径方向の寸法Ｌ３０２以上にされてもよい。

　筒部材３０の、レーダモジュール１０側の開口３１ｂの周囲に、開口２１ｂを覆い且つ送信アンテナ１１と対向する端面３０ａと、端面３０ａの反対側の端面３０ｂと、中空空間３０ｓに面する内周面３１ａと、内周面３１ａの反対側の外周面３１ｄとを有する。筒部材３０の端面３０ａ、３０ｂには中空空間３０ｓに直接つながる開口３１ｂ、３１ｃがそれぞれ設けられている。筒部材３０は、全体が、ミリ波を吸収する電波吸収体３２により形成される。この結果、筒部材３０は、開口３１ｂの内周面３１ａ全体と、端面３０ａとに、電波吸収体３２を有する。電波吸収体３２は、たとえば、電波吸収体２２と同様な材料により形成される。

　筒部材３０には、電波吸収体３２の表面である端面３０ａに起伏３３が設けられている。起伏３３は、マトリクス状に並ぶ複数の先細り状の突起３４により構成される。各突起３４は、四角錐の形状を有し、中空空間２０ｓに突出する。

　図６は、筒部材２０および筒部材３０の作用について説明するための図である。

　複数の送信アンテナ１１から送信されたミリ波は、所定の拡がり角を持って放射状に拡がり、筒部材２０の開口２１ｂから中空空間２０ｓ内に入射する。

　図６に示すように、中心軸ＡＸ１付近のミリ波ＭＷ１は、筒部材３０の開口３１ｂに向かい、開口３１ｂから中空空間２０ｓ内を通って開口３１ｃから下方に放出される。開口３１ｃから放出されたミリ波が、対象物ＯＢに照射される。図１により説明した通り、対象物ＯＢに照射されるミリ波の照射領域Ｓは、対象物ＯＢのサイズより少し広いサイズとなる。

　図６示すように、中心軸ＡＸ１付近よりも外側のミリ波ＭＷ２は、開口２１ｂの内周面２１ａや開口３１ｂの周囲の端面３０ａに向かう。開口２１ｂの内周面２１ａに向かったミリ波ＭＷ２は、内周面２１ａを覆う電波吸収体２２に当たり、電波吸収体２２に吸収されて強度が弱められる。吸収されなかったミリ波ＭＷ２は、電波吸収体２２で反射し、図６に示すように、端面３０ａや開口３１ｂへ向かう。

　反射後または直接、端面３０ａに向かったミリ波ＭＷ２は、端面３０ａ自体である電波吸収体３２に当たり、電波吸収体３２に吸収されて強度が弱められる。電波吸収体３２には、複数の突起３４による起伏３３が設けられており、電波吸収体３２に吸収されなかったミリ波ＭＷ２は、起伏３３によって乱反射を起こす。特に、起伏３３が複数の先細り状の突起３４により構成されているため、乱反射が起こりやすい。このような電波吸収体３２での吸収と乱反射とにより、端面３０ａでの、上方（レーダモジュール１０側）へのミリ波ＭＷ２の反射が大幅に抑制される。

　このようにして、開口３１ｂへ向かわずに開口２１ｂに繋がる内周面２１ａの領域１２１ａや端面３０ａに当たるミリ波ＭＷ２により開口２１ｂ内で発生する乱反射を、電波吸収体２２と電波吸収体３２とによって大幅に抑制できる。これにより、受信アンテナ１２が開口２１ｂ内での乱反射により戻ったミリ波ＭＷ２を受信してしまうことを抑制できる。

　本実施形態では、筒部材２０の下端部に筒部材３０が設けられることにより、ミリ波が通る経路が開口２１ｂと開口３１ｂとで段階的に絞られるようになされている。このため、開口２１ｂの内周面２１ａ、即ち電波吸収体２２で反射したミリ波ＭＷ２は、その一部が端面３０ａで遮断されることになるので、外部へ漏れ出しにくくなる。これにより、対象物ＯＢに照射されるミリ波に反射波が含まれにくくなる。

　さらに、電波吸収体２２で反射して開口３１ｂへ向かったミリ波ＭＷ２は、大半が筒部材３０の開口３１ｂに繋がる内周面３１ａ、即ち、内周面３１ａ自体である電波吸収体３２に当たって吸収される。これにより、電波吸収体２２で反射したミリ波ＭＷ２の外部への漏れ出しが一層抑制される。

　ミリ波レーダからは、ミリ波が所定の拡がり角を持って送信される。上記のようにミリ波レーダが物品の性状検知に用いられる場合、対象物は、自動車など、従来の用途の対象物よりも小さなものとなる。このため、対象物のサイズに対して、ミリ波の照射領域のサイズが大幅に大きくなり、対象物の良好な検知精度が得られなくなることが懸念される。ミリ波レーダが、複数の送信アンテナを備えるマルチ送受信方式の構成である場合には、ミリ波の拡がり角が大きくなりやすいため、上記の課題が生じやすい。

　対して、実施形態に係るミリ波送受信装置１では、ミリ波の拡がり角を小さくすることができ、対象物ＯＢの良好な検知精度が得られる。

　＜実施形態の効果＞
　以上、実施形態によれば、以下の効果が奏される。

　ミリ波照射装置２は、ミリ波を送信する送信アンテナ１１と、開口２１ｂを有する筒部材２０と、開口２１ｂより小さな開口３１ｂを有する筒部材３０と、を備える。筒部材２０は、筒部材２０の一端面側において、開口２１ｂが送信アンテナ１１と対向し、開口２１ｂに繋がる内周面２１ａの領域１２１ａに、ミリ波を吸収する電波吸収体２２を有する。筒部材３０は、筒部材２０の他端面側に配置された端面３０ａを有する。端面３０ａは開口３１ｂの周囲に位置して筒部材２０の開口２１ｂを覆い且つ送信アンテナ１１と対向する。筒部材３０は、開口３１ｂに繋がる内周面３１ａと端面３０ａとに、ミリ波を吸収する電波吸収体３２が設けられている。送信アンテナ１１は、開口２１ｂに向けてミリ波を送信する。

　この構成によれば、送信アンテナ１１から送信されたミリ波を、開口２１ｂ内と開口３１ｂ内とを通過させることにより収束させて開口３１ｂから放出することができるので、対象物ＯＢに対するミリ波の照射領域Ｓを所望のサイズに調整することができる。

　また、ミリ波が通る経路が開口２１ｂと開口３１ｂとで段階的に絞られる構成となるため、筒部材２０の開口２１ｂに繋がる内周面２１ａの領域１２１ａで反射したミリ波ＭＷ２を筒部材３０の開口３１ｂの周囲の端面３０ａで遮断することができ、反射したミリ波が外部へ漏れ出しにくくなる。これにより、対象物ＯＢに照射されるミリ波に反射波が含まれにくくなる。

　さらに、電波吸収体２２で反射した後に開口３１ｂへ入射し、筒部材３０の内周面３１ａに当たるミリ波ＭＷ２が電波吸収体３２により吸収される。これにより、電波吸収体２２で反射したミリ波ＭＷ２の外部への漏れ出しが一層抑制される。

　さらに、開口３１ｂへ向かわずに開口２１ｂの内周面２１ａや端面３０ａに当たるミリ波ＭＷ２が、電波吸収体２２と電波吸収体３２とにより吸収されるので、筒部材２０の内周面２１ａや筒部材３０の端面３０ａでの反射により開口２１ｂ内で発生するミリ波の乱反射を抑制できる。

　さらに、開口３１ｂの口径が異なる複数の筒部材３０を準備し、それらのうちの１つの筒部材３０を他の筒部材３０に筒部材２０に対して付け替えるだけで、対象物ＯＢのサイズに応じて、ミリ波の照射領域Ｓのサイズを容易に変更できる。

　ミリ波照射装置２において、筒部材３０は、全体が電波吸収体３２で形成されている。この構成によれば、開口３１ｂに繋がる内周面３１ａと端面３０ａとに電波吸収体３２を有する筒部材３０を容易に形成できる。

　ミリ波照射装置２において、端面３０ａの電波吸収体３２には起伏３３が設けられている。この構成によれば、起伏３３によって、電波吸収体３２により吸収されなかったミリ波を乱反射させることができるので、端面３０ａでのミリ波の反射率を大きく低下させることができる。特に、起伏３３は、複数の先細り状の突起３４により構成されているため、乱反射が起こりやすい。

　ミリ波照射装置２において、筒部材３０は、開口２１ｂ内に嵌め込まれている。この構成によれば、筒部材３０を筒部材２０に容易に装着できる。

　ミリ波照射装置２において、開口２１ｂの内周面２１ａの、筒部材３０と接しない領域１２１ａ全体に電波吸収体２２が配置される。この構成によれば、開口２１ｂの内周面２１ａに向かうミリ波を、漏れなく電波吸収体２２に当てて吸収させることができる。

　ミリ波送受信装置１は、ミリ波照射装置２と、ミリ波照射装置２から照射されて対象物ＯＢの内部に入射した後、対象物ＯＢの内部から出射したミリ波を受信する受信アンテナ１２と、を備える。この構成によれば、ミリ波照射装置２と同様の効果が奏される。

　ミリ波送受信装置１において、受信アンテナ１２は、筒部材２０の一端面側において、開口２１ｂと対向するように配置されている。この構成によれば、対象物ＯＢの内部から出射したミリ波が、筒部材３０の開口３１ｂに入射し、筒部材３０の開口３１ｂ内および筒部材２０の開口２１ｂ内を通って受信アンテナ１２に達し、受信アンテナ１２に受信される。開口２１ｂ内では、開口２１ｂの内周面２１ａや端面３０ａでの反射により発生するミリ波の乱反射が、電波吸収体２２および電波吸収体３２によって抑制されるので、受信アンテナ１２が開口２１ｂ内での乱反射により戻ったミリ波を受信してしまうことが抑制される。

　上述のように、ミリ波照射装置２は、ミリ波を送信するように構成された送信体１１ａと、中心軸ＡＸ１に沿って延びる中空空間２０ｓを囲む筒部材２０と、中心軸ＡＸ１に交差してかつ開口３１ｂが設けられた端面３０ａを有する筒部材３０とを備える。筒部材３０は、開口３１ｂに繋がりかつ中心軸ＡＸ１に沿って中空空間２０ｓから離れるように端面３０ａから延びる中空空間３０ｓを囲んでいる。中空空間２０ｓと中空空間３０ｓとは送信されたミリ波が伝搬するように構成されている。中心軸ＡＸ１に直角の中空空間３０ｓの断面の面積は、中心軸ＡＸ１に直角の中空空間２０ｓの断面の面積より小さい。筒部材２０は、中心軸ＡＸ１に対向して中空空間２０ｓを囲む領域１２１ａを有する内周面２１ａを有する。筒部材２０の内周面２１ａの領域１２１ａはミリ波を吸収するように構成されている。筒部材３０の中空空間３０ｓを囲む内周面３１ａと端面３０ａとはミリ波を吸収するように構成されている。

　筒部材３０は、全体がミリ波を吸収するように構成された電波吸収体３２よりなっていてもよい。

　筒部材３０の端面３０ａには起伏３３が設けられていてもよい。

　筒部材３０の端面３０ａは、ミリ波を吸収するように構成されて中空空間２０ｓに向かって突出する複数の先細り状の突起３４を有していてもよい。

　筒部材２０は、中空空間２０ｓについて筒部材３０の開口３１ｂの反対側に位置して中空空間２０ｓが繋がる開口２１ｂを有する。筒部材２０の開口２１ｂは送信体１１ａに対向していてもよい。送信体１１ａは、筒部材２０の開口２１ｂに向けてミリ波を送信するように構成されている。

　筒部材２０は、筒部材２０の内周面２１ａの領域１２１ａに設けられてミリ波を吸収するように構成された電波吸収体２２を有していてもよい。

　筒部材３０は、筒部材３０の内周面３１ａの反対側の外周面３１ｄをさらに有する。筒部材３０の外周面３１ｄは筒部材２０の内周面２１ａに対向する。

　筒部材２０は、中空空間２０ｓに繋がりかう開口２１ｂの反対側に位置する開口２１ｃをさらに有する。筒部材３０は筒部材２０の開口２１ｃに嵌め込まれていてもよい。

　筒部材２０は、筒部材２０の内周面２１ａの領域１２１ａに設けられてミリ波を吸収するように構成された電波吸収体２２を有していてもよい。筒部材２０の内周面２１ａは、筒部材３０の外周面３１ｄに当接する領域２２１ａをさらに有していてもよい。電波吸収体２２は、筒部材２０の内周面２１ａの領域２２１ａを除いて筒部材２０の内周面２１ａの領域１２１ａ全体に設けられていてもよい。

　ミリ波送受信装置１は、ミリ波照射装置２（２ａ～２ｅ）と、ミリ波を受信するように構成された受信体１２ａとを備える。ミリ波照射装置は対象物ＯＢにミリ波を照射するように構成されている。受信体１２ａは、ミリ波照射装置から照射されたミリ波が対象物ＯＢの内部に入射し、入射したミリ波が対象物ＯＢの内部で反射して対象物ＯＢから出射したミリ波を受信するように構成されている。

　受信体１２ａは、筒部材２０の開口２１ｂと対向するように配置されていてもよい。

　＜変更例＞
　ミリ波送受信装置１およびミリ波照射装置２の構成は、上記実施形態に示した構成以外に、種々の変更が可能である。

　上記実施形態に係るミリ波照射装置２では、電波吸収体２２が、開口２１ｂの内周面２１ａ全体に配置されている。即ち、電波吸収体２２が、筒部材３０の外周面３１ｄに接していない内周面２１ａの領域１２１ａのみならず、筒部材３０の外周面３１ｄに接している内周面２１ａの領域２２１ａにも配置されている。

　図７Ａは、実施形態に係る他のミリ波照射装置２ａの断面図である。図７Ａにおいて図１から図６に示すミリ波照射装置２と同じ部分には同じ参照番号を付す。図７Ａに示すミリ波照射装置２ａでは、電波吸収体２２が、筒部材３０の外周面３１ｄに接していない内周面２１ａの領域１２１ａのみに配置され、筒部材３０の外周面３１ｄに接している内周面２１ａの領域２２１ａには配置されていない。

　また、上記実施形態に係るミリ波照射装置２では、筒部材３０は、全体が筒部材２０内に嵌め込まれている。

　図７Ｂは、実施形態に係るさらに他のミリ波照射装置２ｂの断面図である。図７Ｂにおいて図１から図６に示すミリ波照射装置２と同じ部分には同じ参照番号を付す。図７Ｂに示すミリ波照射装置２ｂでは、筒部材３０は、その一部が露出するように筒部材２０の開口２１ｃ内に嵌め込まれている。

　図７Ｃは、実施形態に係るさらに他のミリ波照射装置２ｃの断面図である。図７Ｃにおいて図１から図６に示すミリ波照射装置２と同じ部分には同じ参照番号を付す。図７Ｃに示すミリ波照射装置２ｃでは、筒部材３０は、筒部材２０内に嵌め込まれず、筒部材２０の端面２０ｃに連結されている。

　図７Ｄは、実施形態に係るさらに他のミリ波照射装置２ｄの断面図である。図７Ｄにおいて図１から図６に示すミリ波照射装置２と同じ部分には同じ参照番号を付す。図７Ｄに示すミリ波照射装置２ｄでは、筒部材３０は、筒部材２０の端面２０ｂから離れて端面２０ｂと開口２１ｃに対向している。

　図７Ｅは、実施形態に係るさらに他のミリ波照射装置２ｅの断面図である。図７Ｅにおいて図７Ａに示すミリ波照射装置２ａと同じ部分には同じ参照番号を付す。ミリ波照射装置２ｅでは、送信アンテナ１１から送信されたミリ波がほぼ当たらない筒部材２０の上端部分の内周面２１ａの領域３２１ａに電波吸収体２２が配置されていない。

　実施形態に係るミリ波照射装置２では、筒部材３０において、電波吸収体３２の起伏３３を構成する複数の突起３４が、四角錐の形状を有する。各突起３４は、先細り形状であれば如何なる形状であってもよく、たとえば、円錐や三角錐の形状を有していてもよい。あるいは、各突起３４は、上記のような錐体ではなくてもよい。

　図８Ａは、実施形態に係るミリ波照射装置２、２ａ～２ｄの他の筒部材１３０ａの断面図である。実施形態に係るミリ波照射装置２、２ａ～２ｄは筒部材３０の代わりに筒部材１３０ａを備えていてもよい。図８Ａに示す筒部材１３０ａでは端面３０ａの突起３４は、先端が丸められた柱形状を有していてもよい。

　さらに、電波吸収体３２の起伏３３は、複数の突起３４により構成されるものに限られず、ミリ波が当たって乱反射する結果、反射率が低下すれば、如何なる形態であってもよい。

　図８Ｂは、実施形態に係るミリ波照射装置２、２ａ～２ｄのさらに他の筒部材１３０ｂの平面図と側面図である。実施形態に係るミリ波照射装置２、２ａ～２ｄは筒部材３０の代わりに筒部材１３０ｂを備えていてもよい。図８Ｂに示す筒部材１３０ｂでは、三角等の先細り形状の断面を有する複数のリブ３５が一列に並べられることにより起伏３３が構成されてもよい。

　図８Ｃは、実施形態に係るミリ波照射装置２、２ａ～２ｄのさらに他の筒部材１３０ｃの平面図と側面図である。実施形態に係るミリ波照射装置２、２ａ～２ｄは筒部材３０の代わりに筒部材１３０ｃを備えていてもよい。図８Ｃに示す筒部材１３０ｃでは、三角等の先細り形状の断面を有する複数の環状のリブ３６により起伏３３が構成されている。

　実施形態に係るミリ波照射装置２では、筒部材３０全体が、電波吸収体３２により形成されている。

　図９Ａは、実施形態に係るミリ波照射装置２、２ａ～２ｄのさらに他の筒部材１３０ｄの平面図と側面図である。実施形態に係るミリ波照射装置２、２ａ～２ｄは筒部材３０の代わりに筒部材１３０ｄを備えていてもよい。図９Ａに示す筒部材１３０ｄでは、筒部材３０が、樹脂材料等により形成され、開口３１ｂに繋がる内周面３１ａにシート状の電波吸収体３２が配置され、端面３０ａに起伏３３を有する電波吸収体３２が配置されている。

　図９Ｂは、実施形態に係るミリ波照射装置２、２ａ～２ｄのさらに他の筒部材１３０ｅの平面図と側面図である。実施形態に係るミリ波照射装置２、２ａ～２ｄは筒部材３０の代わりに筒部材１３０ｅを備えていてもよい。端面３０ａは起伏を有しておらず平坦であってもよい。図９Ｂに示す筒部材１３０ｅでは、筒部材１３０ｅ全体が、電波吸収体３２により形成されている。

　図９Ｃは、実施形態に係るミリ波照射装置２、２ａ～２ｄのさらに他の筒部材１３０ｆの平面図と側面図である。実施形態に係るミリ波照射装置２、２ａ～２ｄは筒部材３０の代わりに筒部材１３０ｆを備えていてもよい。図９Ｃに示す筒部材１３０ｆでは、全体的には電波吸収体３２により形成されておらず、内周面３１ａと端面３０ａのみが電波吸収体３２により形成されており、端面３０ａは起伏３３を有しておらず、平坦である。

　実施形態に係るミリ波照射装置２では、筒部材２０および筒部材３０は方形の断面を有する。しかしながら、筒部材２０および筒部材３０は、上記の形状に限られるものではなく、たとえば、円形の断面を有する円筒形状を有していてもよい。たとえば、筒部材２０および筒部材３０は、対象物ＯＢが方形に近い形状である場合に方形の筒体であり、対象物ＯＢが円形に近い形状である場合に円筒体であるなど、対象物ＯＢの形状に応じて、その形状が変えられてもよい。

　さらに、筒部材２０および筒部材３０の開口２１ｂ、２１ｃ、３１ｂ３１ｃは外形である端面２０ａ、２０ｂ、３０ａ、３０ｂと形状が異なっていてもよい。たとえば、外形（端面２０ａ、３０ａ）が四角形であり開口２１ｂ、３１ｂが円形であってもよく、外形（端面２０ａ、３０ａ）が円形であり開口２１ｂ、３１ｂが四角形であってもよい。

　さらに、上記実施形態では、ミリ波送受信装置１は、複数の受信アンテナ１２が、筒部材２０の上端面側において、開口２１ｂと近接対向するように配置されている（図１参照）。これにより、対象物ＯＢの内部を透過した後に反射板３で反射したミリ波が、複数の受信アンテナ１２に受信される。

　図１０は、実施形態に係るさらに他のミリ波送受信装置１０１ａの構成を模式的に示す図である。図１０において、図１に示すミリ波送受信装置１と同じ部分には同じ参照番号を付す。図１０に示すミリ波送受信装置１０１ａでは、受信アンテナ１２が、対象物ＯＢに対して、ミリ波照射装置の反対側（下側）に配置されている。この構成では、送信アンテナ１１が送信モジュール１０ａに含まれ、受信アンテナ１２が受信モジュール１０ｂに含まれる。上記の構成では、対象物ＯＢの下に反射板３が設けられず、対象物ＯＢの内部を透過したミリ波が、そのまま下方へ進んで、受信アンテナ１２により受信される。

　さらに、上記実施形態では、ミリ波照射装置２は、送信アンテナ１１は複数の送信体１１ａを備える。ミリ波照射装置２では、送信アンテナ１１は１つのみの送信体１１ａを備えていてもよい。この場合、ミリ波送受信装置１は、受信アンテナ１２は１つのみの受信体１２ａを備える。

　図１１は、実施形態に係るミリ波送受信装置１がインライン検査に用いられる例を示す図である。この場合、反射板３に置かれた対象物ＯＢがベルトコンベア５の上を流れる。ミリ波送受信装置１は、ベルトコンベア５を跨ぐように設置される。ミリ波照射装置２の真下に、順次、対象物ＯＢが停止し、対象物ＯＢの検査が行われる。

　図１２は、実施形態に係るさらに他のミリ波送受信装置１０１ｂの構成を模式的に示す図である。図１２において、図１に示すミリ波送受信装置１と同じ部分には同じ参照番号を付す。図１２に示すミリ波送受信装置１０１ｂでは、送信体１１ａと受信体１２ａが筒部材２０の開口２１ｂとは対向しておらず、筒部材２０内の中空空間２０ｓに位置する。

　この他、本発明の実施形態は、技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

　なお、筒部材２０、３０とは、両端面を貫通する開口を中央部分に有する部材を広く意味し、開口方向に長いものであっても短いものであってもよく、開口の周囲の厚みが小さいものであっても大きいものであってもよい。また、筒部材３０と接しない筒部材２０の内周面２１ａの領域２２１ａとは、筒部材３０が筒部材２０の開口２１ｂ内に配置されている場合には、開口２１ｂに繋がる内周面２１ａにおける、筒部材３０の外周面３１ｄと接しない領域２２１ａを意味し、筒部材３０が開口２１ｂの外に配置されている場合には、筒部材２０の開口２１ｂに繋がる内周面２１ａ全体を意味する。

１　　ミリ波送受信装置
２　　ミリ波照射装置
１１　　送信アンテナ
１１ａ　　送信体
１２　　受信アンテナ
１２ａ　　受信体
２０　　筒部材（第１筒部材）
２１ａ　　内周面
２１ｂ　　開口（第１開口）
２１ｃ　　開口（第２開口）
２２　　電波吸収体（第２電波吸収体）
３０　　筒部材（第２筒部材）
３０ａ　　端面
３１ａ　　内周面
３１ｂ，３１ｃ　　開口
３１ｄ　　外周面
３２　　電波吸収体（第１電波吸収体）
３３　　起伏
３４　　突起

Claims

ミリ波を送信するように構成された送信体と、
中心軸に沿って延びる第１中空空間を囲む第１筒部材と、
前記中心軸に交差してかつ開口が設けられた端面を有する第２筒部材と、
を備え、
前記第２筒部材は、前記開口に繋がりかつ前記中心軸に沿って前記第１中空空間から離れるように前記端面から延びる第２中空空間を囲んでおり、
前記第１中空空間と前記第２中空空間とは前記送信されたミリ波が伝搬するように構成されており、
前記中心軸に直角の前記第２中空空間の断面の面積は、前記中心軸に直角の前記第１中空空間の断面の面積より小さく、
前記第１筒部材は、前記中心軸に対向して前記第１中空空間を囲む第１領域を有する内周面を有し、
前記第１筒部材の前記内周面の前記第１領域はミリ波を吸収するように構成されており、
前記第２筒部材の前記第２中空空間を囲む内周面と前記端面とはミリ波を吸収するように構成されている、
ミリ波照射装置。
請求項１に記載のミリ波照射装置において、
前記第２筒部材は、全体がミリ波を吸収するように構成された第１電波吸収体よりなる、
ミリ波照射装置。
請求項１または２に記載のミリ波照射装置において、
前記第２筒部材の前記端面には起伏が設けられている、
ミリ波照射装置。
請求項３に記載のミリ波照射装置において、
前記第２筒部材の前記端面は、ミリ波を吸収するように構成されて前記第１中空空間に向かって突出する複数の先細り状の突起を有する、
ミリ波照射装置。
請求項１から４の何れか一項に記載のミリ波照射装置において、
前記第１筒部材は、前記第１中空空間について前記第２筒部材の前記開口の反対側に位置して前記第１中空空間が繋がる第１開口を有し、
前記第１筒部材の前記第１開口は前記送信体に対向し、
前記送信体は、前記第１筒部材の前記第１開口に向けてミリ波を送信するように構成されている、
ミリ波照射装置。
請求項１から５の何れか一項に記載のミリ波照射装置において、
前記第１筒部材は、前記第１筒部材の前記内周面の前記第１領域に設けられてミリ波を吸収するように構成された第２電波吸収体を有する、
ミリ波照射装置。
請求項１から４の何れか一項に記載のミリ波照射装置において、
前記第２筒部材は、前記第２筒部材の前記内周面の反対側の外周面をさらに有し
前記第２筒部材の前記外周面は前記第１筒部材の前記内周面に対向する、
ミリ波照射装置。
請求項７に記載のミリ波照射装置において、
前記第１筒部材は、前記第１中空空間に繋がりかう前記第１開口の反対側に位置する第２開口をさらに有し、
前記第２筒部材は前記第１筒部材の前記第２開口に嵌め込まれている、
ミリ波照射装置。
請求項７または８に記載のミリ波照射装置において、
前記第１筒部材は、前記第１筒部材の前記内周面の前記第１領域に設けられてミリ波を吸収するように構成された第２電波吸収体を有し、
前記第１筒部材の前記内周面は、前記第２筒部材の前記外周面に当接する第２領域をさらに有し、
前記第２電波吸収体は、前記第１筒部材の前記内周面の前記第２領域を除いて前記第１筒部材の前記内周面の前記第１領域全体に設けられている、
ミリ波照射装置。
請求項１から９の何れか一項に記載のミリ波照射装置と、
ミリ波を受信するように構成された受信体と、
を備え、
前記ミリ波照射装置は対象物にミリ波を照射するように構成されており、
前記受信体は、前記ミリ波照射装置から照射された前記ミリ波が前記対象物の内部に入射し、前記入射したミリ波が前記対象物の内部で反射して前記対象物から出射したミリ波を受信するように構成されている、
ミリ波送受信装置。
請求項１から７の何れか一項に記載のミリ波照射装置と、
ミリ波を受信するように構成された受信体と、
を備え、
前記ミリ波照射装置は対象物にミリ波を照射するように構成されており、
前記受信体は、前記ミリ波照射装置から照射された前記ミリ波が前記対象物の内部に入射し、前記入射したミリ波が前記対象物の内部で反射して前記対象物から出射したミリ波を受信するように構成されており、
前記第１筒部材は、前記第１中空空間について前記第２筒部材の前記開口の反対側に位置して前記第１中空空間が繋がる開口を有し、
前記受信体は、前記第１筒部材の前記開口と対向するように配置されている、
ミリ波送受信装置。