JP2013174565A - 携帯型マイクロ波測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を受信し、その受信レベルを測定することで、測定対象に隠された物品を検出する装置において、レベル測定した熱雑音が測定対象のどの位置から放射されたのかを使用者が容易に特定できるようにする。
【解決手段】携帯型マイクロ波測定装置は、筒状のケース１０内に、ミリ波を受信するミリ波センサ１２と、測定対象から放射されたミリ波帯の熱雑音をミリ波センサ１２に導くミリ波レンズ１４を設け、ミリ波センサ１２の後方に配置された制御回路にて、ミリ波センサ１２で受信されたミリ波（熱雑音）の信号レベルを測定することで、測定対象に隠された物品を検出する。ケース１０の開口部で、ミリ波レンズ１４の光軸を挟んで対向する位置には、光線を出射するポインタ３１、３２が設けられる。このポインタ３１，３２は、光線の交点Ｘにて熱雑音の測定点Ｓを通知するよう、光線の出射方向が設定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、測定対象から放射されるマイクロ波帯の熱雑音を受信し、その受信レベルを測定する携帯型マイクロ波測定装置に関する。

従来、人体などの測定対象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、複数の受信素子を直線状に配置してなる撮像素子（所謂ラインセンサ）にて受信することにより、測定対象を撮像し、その撮像画像から、測定対象に隠された物品（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１，２参照）。

また、この種の撮像装置においては、装置全体を使用者が手に持ち、測定対象に対しラインセンサを一方向に移動（走査）させることで、測定対象を撮像することも提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−５０２４１５号公報 特開２００８−２４１３５２号公報

ところで、測定対象に隠された物品を検知するには、必ずしも、上述したラインセンサや受信素子を２次元配置した２次元センサを利用する必要はなく、例えば、マイクロ波帯の熱雑音を受信する受信素子をケース内に収納し、使用者が、その受信素子への熱雑音の入射方向を手動で変化させるようにしてもよい。

つまり、このようにすれば、受信素子からの受信信号の信号レベルが物品の有無によって変化するため、受信素子からの受信信号の信号レベルを測定することによって、測定対象に隠された物品の有無を判定できる。

また、このようにすれば、小型で高価なマイクロ波受信用の受信素子を数多く利用する必要がないので、物品検出用の測定装置を低コストで実現できる。
しかし、この場合、測定対象全体の画像を撮像することはできないことから、撮像画像から物品の位置を特定することができない。

従って、受信素子により受信された熱雑音のレベル変化から測定対象に隠された物品の位置を特定するには、使用者が、受信素子により受信された熱雑音が測定対象のどの位置から放射されたのかを正確に把握する必要がある。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、測定対象から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を受信し、その受信レベルを測定することで、測定対象に隠された物品を検出する携帯型マイクロ波測定装置において、レベル測定した熱雑音が測定対象のどの位置から放射されたのかを使用者が容易に特定できるようにする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、
マイクロ波を受信する受信素子と、
測定対象から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を前記受信素子に導く電波レンズと、
前記受信素子からの受信信号の信号レベルを測定する測定手段と、
使用者が把持可能な形状で、前記熱雑音を取り込むための開口部を有するケースと、
を備え、前記電波レンズが前記開口部側となるよう、前記ケース内に前記電波レンズ、前記受信素子、及び測定手段を収納してなる携帯型マイクロ波測定装置であって、
前記ケースの開口部周囲に、
前記測定対象に向けて光を照射することで、前記電波レンズを介して前記受信素子に入射する熱雑音の、前記測定対象からの放射位置を案内する発光手段、
を設け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に記載の携帯型マイクロ波測定装置において、前記発光手段は、ビーム状の光線を発する複数の発光素子からな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に記載の携帯型マイクロ波測定装置において、
前記受信素子は、前記マイクロ波の受信点が前記電波レンズの焦点位置になるよう前記ケース内に配置され、
前記複数の発光素子は、それぞれ、前記電波レンズの光軸に平行な光線を発するように、前記ケースの開口部周囲に設けられてい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に記載の携帯型マイクロ波測定装置において、
前記受信素子は、前記マイクロ波の受信点が前記電波レンズの焦点位置になるよう前記ケース内に配置され、
前記複数の発光素子は、それぞれ、各発光素子から出射された光線が前記電波レンズの光軸上で交わり、しかも、該光線の交点が、前記ケースの開口部から前記測定対象までの距離が前記測定手段にて信号レベルを測定し得る測定限界距離となる測定限界点となるよう、前記ケースの開口部周囲に設けられてい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２に記載の携帯型マイクロ波測定装置において、
前記受信素子は、前記マイクロ波の受信点が、前記電波レンズの焦点位置よりも前記電波レンズから離れた位置となるよう前記ケース内に配置され、
前記複数の発光素子は、それぞれ、各発光素子から出射された光線が前記電波レンズの光軸上で交わり、しかも、該光線の交点が、前記電波レンズを介して前記受信素子の受信点に収束されるマイクロ波の発生点となるよう、前記ケースの開口部周囲に設けられていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の携帯型マイクロ波測定装置において、
前記電波レンズは、前記ケース内にて当該電波レンズの光軸方向に移動可能に設けられ、
前記複数の発光素子は、それぞれ、各発光素子から出射された光線が前記電波レンズの光軸と交差し、しかも、前記光線と前記光軸との交点を移動できるよう、前記光線の出射方向を調整可能に、前記ケースの開口部周囲に設けられており、
前記ケース内には、更に、
前記ケース内での前記電波レンズの位置を検出する位置センサと、
前記複数の発光素子にそれぞれ設けられ、各発光素子からの光線の出射方向を調整するための複数のアクチュエータと、
前記各発光素子から出射された光線が前記電波レンズの光軸上で交わり、しかも、該光線の前記光軸上での交点が前記電波レンズの位置に対応した設定位置となるよう、前記位置センサにて検出された前記電波レンズの位置に応じて、前記各アクチュエータをそれぞれ駆動する制御手段と、
が設けられていることを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の携帯型マイクロ波測定装置において、
前記電波レンズは、前記開口部から前記受信素子に至るマイクロ波の透過経路上に、光軸を一致させて複数配置されており、
該複数の電波レンズの内、前記開口部に最も近い電波レンズが、前記ケース内にて光軸方向に移動可能に設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の携帯型マイクロ波測定装置によれば、使用者が把持可能な形状に形成されたケース内に、電波レンズ、受信素子及び測定手段が収納され、しかも、電波レンズは、ケースの開口部から取り込まれたマイクロ波帯の熱雑音を受信素子に導くように、ケースの開口部側に配置されている。

このため、使用者は、ケースを手に持ち、ケースの開口部を測定対象に向けることで、測定対象から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を受信素子に入射させ、その信号レベルを測定手段に測定させることができる。

また、ケースの開口部周囲には、発光手段が設けられているため、使用者がケースの開口部を測定対象に向けた際には、受信素子に入射される熱雑音の、測定対象からの放射位置が、発光手段からの照射光によって照らされる。

よって、本発明の携帯型マイクロ波測定装置によれば、使用者は、ケースの開口部を測定対象に向けた状態でケースを所望方向に移動させつつ、測定手段により測定された信号レベルの変化を監視することで、測定対象に物品が隠されていることを容易に検知でき、しかも、発光手段からの照射光によりその物品の位置を容易に特定することができる。

また、使用者は、発光手段からの照射光により、測定対象での熱雑音の測定位置を把握できることから、熱雑音を利用した物品の検査を効率よく行うことができ、その検査時間を短縮することが可能となる。

ここで、発光手段は、請求項２に記載のように、ビーム状の光線を発する複数の発光素子にて構成するとよい。つまり、このようにすれば、測定対象の表面に、複数の発光素子から出射された複数の光線がそれぞれ点状に当たるので、使用者は、受信素子に入射する熱雑音の測定対象からの放射位置を、より正確に把握することができる。

ところで、マイクロ波の受信点が電波レンズの焦点位置になるよう、受信素子がケース内に配置されている場合、受信素子には、測定対象において、電波レンズのレンズ面に対向する領域から放射された熱雑音が入射される。

このため、受信素子がこのように配置されている場合には、複数の発光素子は、請求項３若しくは請求項４に記載のように、ケースの開口部周囲に設けるとよい。
つまり、請求項３に記載の携帯型マイクロ波測定装置において、複数の発光素子は、それぞれ、電波レンズの光軸に平行な光線を発するように、ケースの開口部周囲に設けられる。

このため、測定対象において、複数の発光素子からの光線が当たる位置は、電波レンズを介して受信素子に入射する熱雑音の発生領域を囲むことになり、使用者は、各光線が当たった位置から、熱雑音の測定領域を正確に把握することができる。

また、請求項４に記載の携帯型マイクロ波測定装置において、複数の発光素子は、それぞれ、各発光素子から出射された光線が電波レンズの光軸上で交わり、しかも、その光線の交点が、ケースの開口部から測定対象までの距離が測定手段にて信号レベルを測定し得る測定限界距離となる測定限界点となるよう、ケースの開口部周囲に設けられる。

これは、ケースの開口部から測定対象までの距離が長くなるほど、受信素子への熱雑音の入力レベルが低下し、最終的には、測定対象から放射された熱雑音を受信素子にて受信できなくなることから、受信素子にて熱雑音を正常に受信し得る測定限界距離を予め定め、電波レンズの光軸上で測定限界距離となる点（測定限界点）で、各発光素子から出射された光線が交わるようにしているのである。

この結果、使用者は、各発光素子から出射された光線が測定対象で一点に集まる場所を、測定限界点として把握し、その測定限界点よりも測定対象に接近した位置（つまり、測定限界距離内）で、熱雑音の測定（延いては物品の検査）を行うことができる。

一方、マイクロ波の受信点が、電波レンズの光軸上で電波レンズの焦点位置よりも電波レンズから離れた位置となるよう、受信素子がケース内に配置されている場合には、測定対象の一点から放射された熱雑音を、受信素子の受信点に収束させることができる。

従って、この場合には、請求項５に記載のように、複数の発光素子は、それぞれ、各発光素子から出射された光線が電波レンズの光軸上で交わり、しかも、その光線の交点が、電波レンズを介して受信素子の受信点に収束されるマイクロ波の発生点となるよう、ケースの開口部周囲に設けるとよい。

そして、このようにすれば、使用者は、各発光素子から出射された光線が測定対象で一点に集まるように、測定対象に対しケースを配置することで、測定手段に対し、測定対象の一点（換言すれば極めて狭い領域）から放射された熱雑音の信号レベルを測定させることができ、延いては、測定対象に隠された物品の位置をより正確に特定することができるようになる。

次に、電波レンズは、必ずしもケース内に固定する必要はなく、電波レンズの光軸方向に移動可能に設けてもよい。
そして、この場合、電波レンズの移動に伴い、測定対象に対する当該携帯型マイクロ波測定装置の最適位置が変化するので、請求項６に記載のように、発光手段を構成する複数の発光素子は、それぞれ、各発光素子から出射された光線が電波レンズの光軸と交差し、しかも、光線と光軸との交点を移動できるよう、光線の出射方向を調整可能にケースの開口部周囲に設けるとよい。

また、この場合、ケース内には、電波レンズの位置を検出する位置センサと、各発光素子からの光線の出射方向を調整するための複数のアクチュエータと、制御手段とを設け、制御手段が、各発光素子から出射された光線が前記電波レンズの光軸上で交わり、しかも、その光線の光軸上での交点が、電波レンズの位置に対応した設定位置となるよう、位置センサにて検出された電波レンズの位置に応じて、各アクチュエータをそれぞれ駆動するようにすればよい。

つまり、このようにすれば、電波レンズの移動に伴い、受信素子の受信点に収束される熱雑音の発生点までの距離が変化しても、その距離に応じて、各発光素子からの光線が電波レンズの光軸上で交わる位置を変化させることができる。

よって、請求項６に記載の携帯型マイクロ波測定装置によれば、使用者は、ケース内で電波レンズを移動させることにより、熱雑音の測定可能距離を変化させても、各発光素子から出射された光線が測定対象で一点に集まるように、測定対象に対しケースを配置することで、測定手段に対し、測定対象の一点（換言すれば極めて狭い領域）から放射された熱雑音の信号レベルを測定させることができ、延いては、測定対象に隠された物品の位置をより正確に特定することができるようになる。

なお、本発明（請求項１〜６）の携帯型マイクロ波測定装置において、電波レンズは、ケースの開口部から受信素子に至るマイクロ波の透過経路上に、光軸を一致させて複数配置してもよい。

また、この場合、請求項６に記載の装置のように、熱雑音の測定可能距離を変化させる際には、請求項７に記載のように、複数の電波レンズの内、開口部に最も近い電波レンズを、ケース内にて光軸方向に移動可能に設けるとよい。

第１実施形態のハンディスキャナの構成を表し、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）と同方向からみた断面図である。 第１実施形態のポインタからのレーザ光の出射方向を説明する説明図である。 第１実施形態のハンディスキャナの回路構成を表すブロック図である。 図３の制御回路にて実行される物品検出処理を表すフローチャートである。 第２実施形態のミリ波レンズとミリ波センサとの配置、及び、ポインタからのレーザ光の出射方向を説明する説明図である。 第２実施形態のポインタからのレーザ光の出射方向の変形例を表す説明図である。 第３実施形態のハンディスキャナの開口部付近の構成を表し、（ａ）はその断面図、（ｂ）は（ａ）と同方向からみた側面図、（ｃ）はポインタの角度調整機構を表す説明図である。 第３実施形態のハンディスキャナの回路構成を表すブロック図である。 図８の制御回路にて実行されるポインタ調整処理を表すフローチャートである。

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（ａ）に示すように、本実施形態の携帯型マイクロ波測定装置（以下、ハンディスキャナという）２は、測定対象から放射されたミリ波帯の熱雑音を取り込み受信するための本体部４と、使用者が把持するための把持部６とからなる。

把持部６には、使用者が外部操作によって測定指令を入力するための指令スイッチ（以下、スイッチをＳＷと記載する）２０が設けられ、本体部４の把持部６近傍には熱雑音の受信レベルの変化から測定対象に隠された物品を検出した際、その旨を報知するための発光ダイオード（ＬＥＤ）２２が設けられている。

ここで、本体部４及び把持部６は、図１（ｂ）に示すように、径の異なる筒状体を連結した段差形状を有する筒状のケース１０にて、一体形成されている。そして、把持部６は、本体部４よりも径が小さく、ケース１０において、把持部６側の開口端は、閉塞され、本体部４側の開口端は、開放されている。

なお、本体部４側の開口端には、ケース１０の内部を隠すために、電波を透過可能な合成樹脂製のカバー８が取り付けられている。また、ケース１０は、金属若しくは硬質の合成樹脂にて形成されている。

次に、本体部４内には、カバー８が設けられた開口部１１側にミリ波レンズ１４が設けられ、把持部６側には、ミリ波センサ１２が配置されている。
ミリ波レンズ１４は、開口部から入射したミリ波帯の熱雑音をミリ波センサ１２に導き、収束させるためのものであり、両面が凸レンズとなるよう、ポリエチレン、アルミナ、テフロン（登録商標）等からなるレンズ材料によって所定のレンズ形状となるよう形成されている。

また、ミリ波センサ１２は、ミリ波を受信可能な受信アンテナにて構成されており、後述の制御回路が実装された制御回路基板１８に組み付けられている。
そして、制御回路基板１８は、ミリ波レンズ１４を介して開口部１１から入射したミリ波帯の熱雑音が、直接、制御回路基板１８上の電子部品に入射することのないよう、電波を遮蔽する遮蔽板１６の裏面に固定されており、ミリ波センサ１２は、ミリ波レンズ１４を介して開口部１１から入射したミリ波帯の熱雑音を受信できるように、この遮蔽板１６を貫通するように配置されている。

また、把持部６には、制御回路基板１８に電源供給を行うための電池２４が収納されている。また、上述したＬＥＤ２２及び指令ＳＷ２０は、後述する電源ＳＷ２６やブザー２８、或いは、２つのポインタ３１、３２と共に、それぞれ、信号線を介して制御回路基板１８に接続されている。

次に、本実施形態では、図２に示すように、ミリ波センサ１２の受信点（図２示す収束点Ｐ）が、ミリ波レンズ１４の光軸上で、ミリ波センサの焦点Ｆよりも後方（換言すればミリ波レンズ１４から離れた位置）に位置するように配置されている。

このため、ハンディスキャナ２と測定対象との距離が、ミリ波レンズ１４の特性で決まる一定距離であるとき、測定対象の一点（測定点Ｓ）から放射された熱雑音が、ミリ波センサ１２の受信点（収束点Ｐ）に収束することになる。

例えば、ミリ波レンズ１４の直径が３０ｍｍ、焦点距離が２８．２４ｍｍである場合、一方のレンズ表面より５３ｍｍの位置の測定点Ｓから放射された熱雑音は、他方のレンズ表面より５３ｍｍの位置の収束点Ｐに収束して結像する。

よって、本実施形態のハンディスキャナ２によれば、ミリ波センサ１２を用いて、測定対象の一点（測定点Ｓ）から放射された熱雑音の信号レベルを測定することができる。
ところで、このように、ミリ波センサ１２を用いて、測定対象の一点（測定点Ｓ）から放射された熱雑音の信号レベルを測定するには、測定対象とハンディスキャナ２との距離を一定距離（上記例の場合、５３ｍｍ）にする必要があるが、使用者がハンディスキャナ２をそのように配置するのは極めて難しい。

そこで、本実施形態では、測定対象とハンディスキャナ２との距離が一定距離になったか否かを確認できるように、ハンディスキャナ２の開口端から２本の光線を出射するようにされている。

つまり、ハンディスキャナ２のケース１０の開口部１１には、ケース１０（詳しくは本体部４）の中心軸を挟んで点対称となるよう、一対のポインタ３１，３２が設けられている。

このポインタ３１，３２は、ビーム状の光線を発生する発光ダイオード（例えば、レーザダイオード：ＬＤ）にて構成されている。
そして、各ポインタ３１，３２は、各ポインタ３１，３２から出射される光線が、ミリ波レンズ１４の光軸と交わり、且つ、その交点Ｘとハンディスキャナ２（換言すれば開口部１１の開口端）との間の距離が、上述した測定点Ｓまでの一定距離となるように、ケース１０の開口部１１に固定されている。

このため、使用者は、把持部６を把持して開口部１１を測定対象に向けた際、ポインタ３１，３２から出射された光線が、測定対象側で一点に集まるように、ハンディスキャナ２の位置を調整することで、その光線の交点Ｘである測定点Ｓから放射されたミリ波（熱雑音）を、ミリ波レンズ１４を介してミリ波センサ１２に入射させることができる。

次に、図３に示すように、制御回路基板１８には、ミリ波センサ１２からの受信信号を増幅し振幅検波することにより、ミリ波センサ１２で受信されたミリ波帯の熱雑音の信号レベルを表す電圧信号を生成する処理回路３８と、この処理回路３８から入力される電圧信号（つまり熱雑音の信号レベル）に基づき、測定対象に物品が隠されているか否か（例えば、測定対象となる人間が衣服の中に危険物を隠し持っているか否か）を判定する制御回路４０とが設けられている。

また、制御回路基板１８には、上述したポインタ３１，３２や、物品の検出結果を報知するためのＬＥＤ２２及びブザー２８を、それぞれ駆動するための駆動回路３３，３４，３５，３６も設けられている。なお、ブザー２８は、ＬＥＤ２２と共に、ケース１０内に収納されている。

また、制御回路４０は、ＣＰＵ４２、ＲＯＭ４４、ＲＡＭ４６を中心とするマイクロコンピュータにて構成されている。そして、制御回路４０は、電源ＳＷ２６がオン状態であるとき、電池２４から電源供給を受けて動作し、図４に示す物品検出処理を実行する。

なお、電源ＳＷ２６は、指令ＳＷ２０と共に、把持部６で、使用者が操作し易い位置に設けられている。
図４に示すように、物品検出処理は、電源ＳＷ２６がオン状態に切り換えられてから、制御回路４０（詳しくはＣＰＵ４２）において繰り返し実行される処理である。

この物品検出処理では、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、処理回路３８からＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介して入力される受信データ（換言すれば検波電圧）の初期設定等、各種パラメータを初期設定する初期化処理を実行する。

次に、Ｓ１２０では、駆動回路３３，３４を介してポインタ３１，３２を点灯する。このため、Ｓ１２０の処理実行後、使用者は、測定対象の表面で各ポインタ３１，３２からの光線が交わるように、ハンディスキャナ２を位置調整することで、ハンディスキャナ２と測定対象との距離を適正距離に設定することができる。

また次に、Ｓ１３０では、指令ＳＷ２０がオン状態であるか否かを判断することで、使用者が測定指令を入力しているか否かを判断し、指令ＳＷ２０がオン状態でなければ、Ｓ１９０に移行し、指令ＳＷがオン状態であれば、Ｓ１４０に移行する。

Ｓ１４０では、処理回路３８から受信データ（検波電圧）を読み込む。そして、続くＳ１５０では、指令ＳＷ２０がオン状態に切り換えられてからＳ１４０で読み込んだ受信データ（検波電圧）の履歴と、Ｓ１４０で今回読み込んだ最新の受信データ（検波電圧）とに基づき、ミリ波センサ１２にて受信された熱雑音の受信レベルは急変したか否かを判断する。

そして、Ｓ１５０にて、ミリ波センサ１２にて受信された熱雑音の受信レベルが急変したと判断されなければ、受信レベルは正常範囲内にあるものとして、再度Ｓ１３０に移行する。

一方、Ｓ１５０にて、ミリ波センサ１２にて受信された熱雑音の受信レベルが急変したと判断されると、測定対象には物品が隠されているものとして、Ｓ１６０に移行する。
そして、Ｓ１６０では、駆動回路３３〜３７を介して、一定時間、ＬＥＤ２２及びポインタ３１，３２を点滅させると共に、ブザー２８を鳴動させることにより、使用者に対し物品の存在を報知する。

そして、Ｓ１６０にて、物品の存在を報知すると、Ｓ１７０に移行し、指令ＳＷ２０がオフ状態であるか否かを判断することで、使用者からの測定指令の入力が停止されたか否かを判断する。

Ｓ１７０にて、指令ＳＷ２０はオフ状態ではないと判断されると、再度Ｓ１４０に移行し、逆に、指令ＳＷ２０はオフ状態であると判断されると、Ｓ１８０に移行する。
そして、Ｓ１８０では、ポインタ３１，３２を消灯させ、ブザー２８を鳴動させることにより、当該物品検出処理による検査を終了する旨を報知し、当該物品検出処理を終了する。

なお、Ｓ１８０の処理実行後、当該物品検出処理を終了すると、制御回路４０は、所謂スリープ状態に入り、その後、電源ＳＷ２６が一旦オフされ、その後、再度オン状態に切り換えられると、制御回路４０は、スリープ状態から復帰し、物品検出処理を開始する。

次に、Ｓ１９０では、当該物品検出処理が起動してから、指令ＳＷ２０がオン状態に切り換えられるまでの待機時間が、予め設定されたスリープ移行時間に達したか否かを判断し、待機時間がスリープ移行時間に達していなければ、再度Ｓ１３０に移行し、待機時間がスリープ移行時間に達していれば、Ｓ１８０を実行した後、当該物品検出処理を終了する。

なお、Ｓ１９０の処理は、電源ＳＷ２６がオフ状態からオン状態に切り換えられてから、指令ＳＷ２０が長時間オン状態に操作されないときには、制御回路４０を強制的にスリープ状態にして、電池２４の消耗を抑えるための処理である。

以上、説明したように、本実施形態のハンディスキャナ２によれば、電源ＳＷ２６をオン状態にした状態で、使用者が把持部６を把持して、カバー８が設けられた開口部１１を測定対象に向け、指令ＳＷ２０をオン状態に操作すれば、測定対象から放射されるミリ波帯の熱雑音の信号レベルが測定される。

また、その状態で、ハンディスキャナ２を測定対象に沿って移動させれば、測定された信号レベルの変化から、測定対象に隠された物品の存在が検知されて、その旨が報知される。従って、使用者は、ハンディスキャナ２を使って、測定対象となる人が隠し持っている物品（危険物等）を検知することができるようになる。

また、ハンディスキャナ２には、ミリ波帯の熱雑音を受信する受信素子として、ミリ波センサ１２を一つ設けるだけでよいので、ラインセンサや２次元センサを利用する従来の撮像装置（スキャナ）に比べて、極めて低コストで実現できる。

また、従来のものに比べて、ケース１０内に収納する部品点数を少なくすることができるので、ハンディスキャナ２の軽量化を図り、使用者による使い勝手を向上できる。
また特に、本実施形態のハンディスキャナ２には、ミリ波レンズ１４がミリ波帯の熱雑音を取り込む開口部１１に、一対のポインタ３１，３２が設けられている。

そして、使用者は、このポインタ３１，３２から出射される光線により、測定対象に隠された物品を検出するのに最適な、ハンディスキャナ２と測定対象との距離を把握することができる。

また、ハンディスキャナ２側で物品が検出された際には、使用者は、測定対象において、ポインタ３１，３２から出射される光線が当たっている位置から、物品が隠された位置を特定することができる。

また、使用者は、ポインタ３１，３２から出射された光線により、測定対象での熱雑音の測定位置（物品の検査位置）を把握できることから、物品の検査を効率よく行うことができ、その検査時間を短縮することもできる。

なお、本実施形態において、ミリ波センサ１２は、本発明の受信素子に相当し、ミリ波レンズ１４は、本発明の電波レンズに相当し、処理回路３８及び制御回路４０は、本発明の測定手段に相当し、ポインタ３１，３２は、本発明の発光手段（詳しくは、ビーム状の光線を発する発光素子）に相当する。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

本実施形態の携帯型マイクロ波測定装置は、第１実施形態のハンディスキャナ２と略同様に構成されており、第１実施形態と異なる点は、図５に示すように、ケース１０内で、ミリ波センサ１２が、その受信点がミリ波レンズ１４の焦点Ｆの位置になるように配置され、ポインタ３１，３２が、ミリ波レンズ１４の光軸に平行な光線を出射するよう固定されている点である。

つまり、ミリ波センサ１２をミリ波レンズ１４の焦点位置に配置した場合、ミリ波レンズ１４からミリ波センサ１２には、ミリ波レンズ１４のレンズ面に対向する領域から放射された熱雑音が入射される。

そこで、本実施形態では、ポインタ３１，３２からミリ波レンズ１４の光軸に平行な光線を出射させることで、各光線にて測定対象の２点Ｘ１，Ｘ２を照射し、使用者が、その２点Ｘ１，Ｘ２から、ミリ波センサ１２に入射される熱雑音の発生領域（換言すれば熱雑音の測定可能範囲）を把握できるようにするのである。
（変形例）
なお、本実施形態のように、ミリ波センサ１２を、ミリ波レンズ１４の焦点位置に配置した場合、ミリ波レンズ１４のレンズ面に対向する領域から入射される熱雑音が、ミリ波レンズ１４を介してミリ波センサ１２に入射されるので、第１実施形態のように、ハンディスキャナ２と測定対象との間の測定距離が固定されることはない。

しかし、その測定距離が長くなるほど、ミリ波センサ１２への熱雑音の入力レベルが低下し、最終的には、測定対象から放射された熱雑音をミリ波センサ１２にて受信できなくなる。

そこで、図６に示すように、ミリ波センサ１２にて熱雑音を正常に受信し得る測定限界距離を実験等の求め、その測定限界距離となる点Ｘで、各ポインタ３１，３２から出射された光線が交わるように、各ポインタ３１、３２へのケース１０への取り付け角度（換言すれば、各ポインタ３１，３２の光線の出射角度）を設定してもよい。

そして、このようにすれば、使用者は、各ポインタ３１，３２から出射された光線が一点に集まる場所を測定限界点として把握し、その測定限界点よりも測定対象に接近した位置（つまり、測定限界距離内）で、熱雑音の測定（延いては物品の検査）を行うことができる。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。

本実施形態の携帯型マイクロ波測定装置は、ミリ波センサ１２をミリ波レンズ１４の焦点位置に配置した第２実施形態のハンディスキャナ２を基本構成としている。
そして、第２実施形態と異なる点は、図７（ａ）に示すように、測定対象に対する対物レンズとして、ミリ波レンズ１４の光軸方向に移動可能なミリ波レンズ５０を追加し、ポインタ３１，３２からの光線の出射角度を自動調整できるようにした点である。

以下、この点について詳しく説明する。
まず、本実施形態では、ミリ波レンズ１４と開口部１１との間にミリ波レンズ５０を配置し、しかも、ミリ波レンズ５０をケース１０内で本体部４の中心軸方向に移動できるように、ケース１０の本体部４の長さが、第２実施形態のものに比べて長くなっている。

そして、ミリ波レンズ５０は、その光軸がミリ波レンズ１４の光軸と一致するよう、支持リング５２を介して、ケース１０内に収納されている。なお、この支持リング５２の外径は、ケース１０内で中心軸方向に移動できるように、ケース１０の本体部４の内径よりも若干小さくなっている。

また、支持リング５２が配置されるケース１０の外周には、使用者がケース１０の中心軸周りに回転操作するための操作リング５４が設けられている。
そして、操作リング５４の内周面には、その中心軸を挟んで対向する位置に、一対の嵌合突起５６が突設されている。

一方、ケース１０には、その一対の嵌合突起５６がそれぞれ挿通されて、操作リング５４の回転可能角度を所定角度（例えば、９０度〜１２０度程度）に規制する、一対の長孔５７が形成されている。

なお、長孔５７は、ケース１０の中心軸に対し直交する方向に形成されている。このため、操作リング５４は、ケース１０の中心軸方向へ移動することなく、その中心軸周りに回転できるようになる。

また、図７（ｂ）に点線で示すように、支持リング５２の外周面には、上記一対の長孔５７に挿通されてケース１０の内側に突出した一対の嵌合突起５６と嵌合可能な、一対の嵌合溝５３が形成されている。

この嵌合溝５３は、操作リング５４が回転操作されることにより生じる嵌合突起５６の位置変化に応じて、支持リング５２をケース１０の中心軸方向に移動させるためのものであり、中心軸に対し所定角度で傾斜するように形成されている。

このため、使用者が操作リング５４を回転操作すれば、その回転に応じて支持リング５２がケース１０内で軸方向に移動することになる。
そして、ケース１０内には、支持リング５２の位置を検出するための位置センサ５８が設けられている。なお、この位置センサ５８は、支持リング５２の位置に応じて抵抗値が変化するポテンショメータ等で構成できる。

また、このように支持リング５２が移動すると、対物レンズであるミリ波レンズ５０と固定レンズであるミリ波レンズ１４との間隔が変化するため、ケース１０の開口部１１からミリ波レンズ１４に収束される熱雑音の発生点までの距離（つまり測定距離）も変化する。

一方、ポインタ３１，３２は、それぞれ、図７（ｃ）に示す一対の角度調整機構６０を介して、ケース１０の開口部１１に固定されている。
角度調整機構６０は、使用者が操作リング５４を操作して、ミリ波レンズ５０の位置を変化させた際に、その位置変化（換言すれば測定距離の変化）に応じて、光線の出射方向（光線が中心軸と交差する角度：出射角度）を変化させるためのものであり、次のように構成されている。

まず、ポインタ３１，３２を構成する発光ダイオード（レーザダイオード等）は、それぞれ、フォルダ６１，６２に収納されており、このフォルダ６１，６２は、ケース１０に固定された支持具６３，６４に回動可能に取り付けられている。

支持具６３，６４は、ポインタ３１，３２から出射された光線が、ミリ波レンズ１４の光軸と交わり、且つ、その光線が光軸に沿って移動するよう（換言すれば、光線の出射角度が変化するよう）、フォルダ６１，６２を、ミリ波レンズ１４の光軸と平行な軸線と直交する中心軸周りに回動可能に支持するものである。

また、フォルダ６１，６２には、支持具６３，６４に回動可能に支持される中心軸を中心とする歯車６５，６６が設けられている。
そして、この歯車６５，６６には、自身の回転により歯車６５，６６（延いてはフォルダ６１，６２）を回転させるウォームギヤ６７，６８が噛合されている。

また、各角度調整機構６０には、角度調整用の動力源として、ケース１０に固定されたモータ７１，７２が備えられている。そして、このモータ７１，７２の回転軸は、減速用のギヤ機構６９，７０を介して、ウォームギヤ６７，６８の回転軸と連結されている。

この結果、各角度調整機構６０においては、モータ７１，７２を正転若しくは逆転させることにより、ポインタ３１，３２からの光線の出射角度を変化させることができる。従って、その出射角度（換言すれば、各ポインタ３１，３２からの光線が光軸上で交わる交点Ｘまでの距離）は、モータ７１，７２の回転角度を調整することで、任意に設定できる。

そこで、本実施形態では、制御回路４０が、図４に示した物品検出処理を実行する際、図９に示すポインタ調整処理を並列に実行することで、ポインタ３１、３２からの光線の出射角度も調整する。

以下、このポインタ調整処理について説明する。
なお、このポインタ調整処理を行うに当たって、ポインタ３１，３２には、歯車６５，６６の回転位置から光線の出射角度を検出する角度センサ７５，７６が設けられており、制御回路４０には、この角度センサ７５，７６からの検出信号が入力される（図８参照）。

また、制御回路４０には、位置センサ５８も接続されており、位置センサ５８にて検出されたミリ波レンズ５０の位置信号も入力される。
また、図８に示すように、本実施形態の制御回路基板１８には、上述した駆動回路３３〜３６に加えて、各角度調整機構６０に設けられたモータ７１，７２を駆動する駆動回路７３，７４も設けられており、制御回路４０は、これら各駆動回路７３，７４を介してモータ７１，７２を回転させることで、ポインタ３１，３２からの光線の出射角度を調整する。

図９に示すように、ポインタ調整処理では、まずＳ２１０にて、位置センサ５８から位置信号を取り込むことで、ミリ波レンズ５０の位置を検出し、Ｓ２２０に移行する。
次に、Ｓ２２０では、その検出されたミリ波レンズ５０の位置に基づき、ポインタ３１，３２から出射される光線の交点Ｘによって使用者に適正な測定距離を通知するのに必要なポインタ３１、３２の出射角度（目標出射角度）を、ＲＯＭ４４から読み出す。

また、続くＳ２３０では、角度センサ７５，７６からの検出信号に基づき、各ポインタ３１，３２の現在の出射角度（実出射角度）を検出し、Ｓ２４０に移行する。
そして、Ｓ２４０では、Ｓ２２０にて読み込んだ目標出射角度とＳ２３０にて検出した実出射角度との差に基づき、モータ７１，７２の回転量を算出し、その回転量に応じてモータ７１，７２を駆動することで、ポインタ３１，３２からの光線の出射角度を目標出射角度に制御し、ポインタ調整処理を一旦終了する。

なお、ポインタ調整処理は、制御回路４０が物品検出処理を実行している間、所謂タイマ割込により、一定時間間隔で繰り返し実行される。
この結果、ポインタ３１，３２からの光線の出射角度は、常時、ミリ波レンズ５０の位置に応じた最適角度に制御され、使用者は、ポインタ３１，３２からの光線が測定対象上で交わるようにハンディスキャナ２を位置調整することで、測定対象とハンディスキャナ２との距離を、適正な測定距離に設定できる。

なお、本実施形態のハンディスキャナ２は、請求項６、７に記載の発明を適用したものであり、一対の角度調整機構６０が、本発明のアクチュエータに相当し、制御回路４０（詳しくは制御回路４０にて実行されるポインタ調整処理にて実現される機能）が、本発明の制御手段に相当する。

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、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施形態では、ケース１０の開口部１１には、２つのポインタ３１，３２を設けるものとして説明したが、ポインタは、測定対象に光線を当てることで、使用者に、測定可能領域若しくは適正な測定距離を通知できればよいので、複数であればよく、３個或いは４個と個数を増加させてもよい。

また、第３実施形態のように、ミリ波レンズを移動可能にして、ミリ波レンズの位置に応じて、ポインタの光線の出射角度を調整する技術は、第１実施形態若しくは第２実施形態のような、ミリ波レンズを一つだけ備えたものであっても適用できる。

そして、この場合、例えば、図５又は図６に記載のように、ミリ波センサ１２が焦点位置となるようミリ波レンズ１４を配置した第１位置と、図２に記載のように、ミリ波センサ１２が焦点位置から更に離れた位置となるようミリ波レンズ１４を配置した第２位置との間で、ミリ波レンズ１４を移動できるようにするとよい。

つまり、このようにすれば、ミリ波レンズ１４を第１位置に配置した状態で物品の有無を検査し、ミリ波レンズ１４を第２位置に配置した状態で、物品の位置を特定する、といったことが可能となる。

また、上記実施形態では、使用者に物品の存在を報知するために、ＬＥＤ２２及びブザー２８を用いるものとして説明したが、こうした報知手段としては、モータの回転等によって振動を発生する振動発生部材を用い、この振動発生部材の振動により、使用者に物品の存在を報知するようにしてもよい。また、ＬＥＤ、ブザー、振動発生部材を適宜組み合わせて、物品の存在を報知するようにしてもよい。

また次に、上記実施形態では、測定対象から放射されるミリ波帯の熱雑音を受信し、その受信レベルの変化から、物品を検出するものとして説明したが、この検出に用いる熱雑音は、マイクロ波帯であればよく、ミリ波帯に限定されるものではない。

２…ハンディスキャナ、４…本体部、６…把持部、８…カバー、１０…ケース、１１…開口部、１２…ミリ波センサ、１４…ミリ波レンズ、１６…遮蔽板、１８…制御回路基板、２０…指令ＳＷ、２２…ＬＥＤ、２４…電池、２６…電源ＳＷ、２８…ブザー、３１，３２…ポインタ、３３〜３６，７３，７４…駆動回路、３８…処理回路、４０…制御回路、４２…ＣＰＵ、４４…ＲＯＭ、４６…ＲＡＭ、５０…ミリ波レンズ、５２…支持リング、５３…嵌合溝、５４…操作リング、５６…嵌合突起、５７…長孔、５８…位置センサ、６０…角度調整機構、６１，６２…フォルダ、６３，６４…支持具、６５，６６…歯車、６７，６８…ウォームギヤ、６９，７０…ギヤ機構、７１，７２…モータ、７５，７４…角度センサ。

Claims (7)

1. マイクロ波を受信する受信素子と、
   測定対象から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を前記受信素子に導く電波レンズと、
   前記受信素子からの受信信号の信号レベルを測定する測定手段と、
   使用者が把持可能な形状で、前記熱雑音を取り込むための開口部を有するケースと、
   を備え、前記電波レンズが前記開口部側となるよう、前記ケース内に前記電波レンズ、前記受信素子、及び測定手段を収納してなる携帯型マイクロ波測定装置であって、
   前記ケースの開口部周囲に、
   前記測定対象に向けて光を照射することで、前記電波レンズを介して前記受信素子に入射する熱雑音の、前記測定対象からの放射位置を案内する発光手段、
   を設けたことを特徴とする携帯型マイクロ波測定装置。
2. 前記発光手段は、ビーム状の光線を発する複数の発光素子からなることを特徴とする請求項１に記載の携帯型マイクロ波測定装置。
3. 前記受信素子は、前記マイクロ波の受信点が前記電波レンズの焦点位置になるよう前記ケース内に配置され、
   前記複数の発光素子は、それぞれ、前記電波レンズの光軸に平行な光線を発するように、前記ケースの開口部周囲に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の携帯型マイクロ波測定装置。
4. 前記受信素子は、前記マイクロ波の受信点が前記電波レンズの焦点位置になるよう前記ケース内に配置され、
   前記複数の発光素子は、それぞれ、各発光素子から出射された光線が前記電波レンズの光軸上で交わり、しかも、該光線の交点が、前記ケースの開口部から前記測定対象までの距離が前記測定手段にて信号レベルを測定し得る測定限界距離となる測定限界点となるよう、前記ケースの開口部周囲に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の携帯型マイクロ波測定装置。
5. 前記受信素子は、前記マイクロ波の受信点が、前記電波レンズの光軸上で前記電波レンズの焦点位置よりも前記電波レンズから離れた位置となるよう前記ケース内に配置され、
   前記複数の発光素子は、それぞれ、各発光素子から出射された光線が前記電波レンズの光軸上で交わり、しかも、該光線の交点が、前記電波レンズを介して前記受信素子の受信点に収束されるマイクロ波の発生点となるよう、前記ケースの開口部周囲に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の携帯型マイクロ波測定装置。
6. 前記電波レンズは、前記ケース内にて当該電波レンズの光軸方向に移動可能に設けられ、
   前記複数の発光素子は、それぞれ、各発光素子から出射された光線が前記電波レンズの光軸と交差し、しかも、前記光線と前記光軸との交点を移動できるよう、前記光線の出射方向を調整可能に、前記ケースの開口部周囲に設けられており、
   前記ケース内には、更に、
   前記ケース内での前記電波レンズの位置を検出する位置センサと、
   前記複数の発光素子にそれぞれ設けられ、各発光素子からの光線の出射方向を調整するための複数のアクチュエータと、
   前記各発光素子から出射された光線が前記電波レンズの光軸上で交わり、しかも、該光線の前記光軸上での交点が前記電波レンズの位置に対応した設定位置となるよう、前記位置センサにて検出された前記電波レンズの位置に応じて、前記各アクチュエータをそれぞれ駆動する制御手段と、
   が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の携帯型マイクロ波測定装置。
7. 前記電波レンズは、前記開口部から前記受信素子に至るマイクロ波の透過経路上に、光軸を一致させて複数配置されており、
   該複数の電波レンズの内、前記開口部に最も近い電波レンズが、前記ケース内にて光軸方向に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の携帯型マイクロ波測定装置。

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