(57)【要約】【課題】対象物体から放射や反射されるミリ波をアンテナやアンプなどで構成されるセンサで計測してイメージングを行うイメージング装置において、スキャンのためのメカ機構の負担を少なくし、また、フォーカス合わせを簡便に行う。【解決手段】撮像部１２０は、誘電体レンズ１１０により結像される被写体像（ミリ波像）を撮像する。撮像部１２０は回転物体１２１を有し、この回転物体１２１の回転面に、複数のセンサ１２４が配置される。センサ１２４は、ミリ波を捉えるアンテナ、このアンテナの出力信号を増幅するアンプなどで構成される。複数のセンサ１２４は、回転物体１２１の回転に伴って、被写体像をスキャンし、被写体像の各部におけるミリ波の計測を行って、その計測値に対応した信号を出力する。移動機構部１４１により、回転物体１２１を誘電体レンズ１１０の光軸方向に移動し、フォーカシングを行い、複数のフォーカス画像を得る。【選択図】図１
2011214874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からのミリ波またはサブミリ波を収束して被写体像を結像する誘電体レンズと、
上記誘電体レンズにより結像される上記被写体像を撮像する撮像部とを備え、
上記撮像部は、
上記誘電体レンズの光軸に対して垂直な回転軸を持つ回転物体と、
上記回転物体を、上記回転軸を中心に回転させる回転機構部と、
上記回転物体の回転面に配置され、該回転物体の回転に伴って、上記誘電体レンズにより結像される上記被写体像をスキャンする複数のセンサと、
上記回転物体の回転位置を検出する回転位置検出部と、
上記回転位置検出部で得られる回転位置検出信号に基づいて、上記複数のセンサの出力信号より、上記誘電体レンズにより結像される被写体像上の各画素の信号を取得する画素信号取得部と、
上記回転物体を、上記誘電体レンズの光軸方向に移動させる移動機構部とを有する
イメージング装置。
【請求項２】
被写体からのミリ波またはサブミリ波を収束して被写体像を結像する誘電体レンズと、
上記誘電体レンズにより結像される上記被写体像を撮像する撮像部とを備え、
上記撮像部は、
上記誘電体レンズの光軸に対して垂直な回転軸を持つ回転物体と、
上記回転物体を、上記回転軸を中心に回転させる回転機構部と、
上記回転物体の回転面に配置され、該回転物体の回転に伴って、上記誘電体レンズにより結像される上記被写体像をスキャンする複数のセンサと、
上記回転物体の回転位置を検出する回転位置検出部と、
上記回転位置検出部で得られる回転位置検出信号に基づいて、上記複数のセンサの出力信号より、上記誘電体レンズにより結像される被写体像上の各画素の信号を取得する画素信号取得部とを有するイメージング装置におけるフォーカシング方法であって、
上記回転物体を上記誘電体レンズの光軸方向に移動することで被写体にフォーカスを合わせる
イメージング装置におけるフォーカシング方法。
【請求項３】
被写体からのミリ波またはサブミリ波を収束して被写体像を結像する誘電体レンズと、
上記誘電体レンズにより結像される上記被写体像を撮像する撮像部とを備え、
上記撮像部は、
上記誘電体レンズの光軸に対して垂直な回転軸を持つ回転物体と、
上記回転物体を、上記回転軸を中心に回転させる回転機構部と、
上記回転物体の回転面に配置され、該回転物体の回転に伴って、上記誘電体レンズにより結像される上記被写体像をスキャンする複数のセンサと、
上記回転物体の回転位置を検出する回転位置検出部と、
上記回転位置検出部で得られる回転位置検出信号に基づいて、上記複数のセンサの出力信号より、上記誘電体レンズにより結像される被写体像上の各画素の信号を取得する画素信号取得部とを有し、
上記回転物体は、回転軸からの距離が互いに異なる所定数の回転面を持ち、該所定数の回転面にそれぞれ上記複数のセンサが配置される
イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、イメージング装置およびイメージング装置におけるフォーカシング方法に関し、特に、対象物体から放射や反射されるミリ波またはサブミリ波（テレヘルツ波）をアンテナやアンプなどで構成されるセンサによって計測することでイメージングを行うイメージング装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象となる物体（被写体）を非接触かつ非破壊で検査する技術や装置は非常に重要である。その中でも、非可視物体の検査は特に重要で、様々なアプリケーションが存在する。非可視物体の検査の代表例としては、Ｘ線を用いたイメージング装置があげられる。Ｘ線はその高い物体透過性能から、特定の物体を透過して検査する、いわゆる“透かし”を行うことができる。Ｘ線イメージングは非常に優れた非可視物体の検査方法であるが、重大な欠点を抱えている。それは、被爆の問題、つまり検査対象やその周辺の人体などの生命に悪影響を与えてしまう恐れがあるのである。そのために、生命に対する使用時には万全の注意を払う必要がある。
【０００３】
一方で、ミリ波やサブミリ波（テラヘルツ波）を用いた非可視物体の検査装置がある。ミリ波は波長が１−１０ｍｍの電磁波のことであり、電磁波の周波数でいうと、３０−３００ＧＨｚにあたる。サブミリ波はミリ波の次に短い波長をもつ電磁波であり、ミリ波と同じような特性を有している。以後の説明はミリ波、サブミリ波を併記せず、簡略化のためミリ波のみについて記載する。したがって、以下の記述はサブミリ波にも適用され得る。
【０００４】
ミリ波を用いたイメージングは、衣類や炎などを透過して観測できる利点があり、さらに、Ｘ線イメージングとは異なり被爆の問題がないという利点も併せ持てっている。そのため、人が服の下に隠し持った物体を透視する検査装置として活用されている（非特許文献１参照）。
【０００５】
例えば、特許文献１、非特許文献２には、ミリ波イメージングを用いた検査装置が記載されている。これらの特許文献からも明らかなように、ミリ波イメージング装置は、ミリ波を集束する誘電体レンズ、ミリ波を受信するセンサ、そして、センサをスキャニングするためのスキャニング装置で構成されている。通常、ミリ波はアンテナを用いて計測される。
【０００６】
また、パッシブ方式のミリ波イメージング装置では、アンテナによって計測されるミリ波が非常に微弱なため、アンプなどの増幅装置が必須となる。このようなアンテナとアンプを有するセンサは、サイズや価格などの問題で、数に制約が課せられることが多い。そこで、予め用意されたミリ波センサをメカ機構によるスキャニング装置でスキャン操作を行うことで、イメージングを行っている。そのため、ミリ波イメージング装置では、レンズの特性やミリ波センサの計測感度、スキャニング方法及び機構、装置が差異化要素としてあげられることとなる。
【０００７】
ミリ波イメージング装置のスキャニング方法は、往復運動方式および回転方式の２種類に大別できる（特許文献１および非特許文献２参照）。往復運動方式は、ラインセンサ（１ラインもしくは複数ライン）をライン方向と垂直にスキャンすることで２次元（２Ｄ）映像を得る方法である。一方、回転運動方式は、センサ群を回転させることでスキャンさせている。
【０００８】
これら２つの方法に共通しているのは、センサそのものを動かすのではなく、反射板を動かすことでスキャンを実現している点である。センサには計測可能範囲が存在するので、センサより離れた位置に存在する反射板はセンサよりも大きくなる。大きな反射板を駆動させるため、メカ機構への負担が大きくなる。
【０００９】
また、往復運動方式は、メカ機構の負担が大きいことから、往復運動のスピードを上げることが難しく、従って、イメージングのスキャン速度が上がらない。回転運動方式は、円運動でイメージングするためにセンサ数を増やすこと、あるいは、非常に高速に反射板を回転させることが必要となる。そのため、ミリ波イメージング装置が大型化し、しかも高額になってしまう。
【００１０】
また、上述したように、反射板を動かすことでスキャンを実現する場合、ミリ波イメージングのフォーカスを合わせることが問題となる。一般の可視光のカメラと同様に、ミリ波でのフォーカス合わせは、レンズを動かすことで実現できる。また、センサそのものを移動させることでもフォーカス合わせを行うこともできる。しかし、従来の方式や装置では、この両者ともに課題がある。
【００１１】
前者は、レンズのサイズが問題となる。レンズの分解能は、非特許文献１にあるように、捉えようとする電磁波の波長とレンズの直径によって求めることができる。ミリ波イメージングでは通常の可視光よりも波長が長いため、十分な分解能を出すには、直径を大きくしなければならない。可視光カメラのレンズは数ミリから数センチの直径のレンズで十分であるが、ミリ波では数１０センチもの大きなレンズを使用する必要がある。そのため、数１０センチもの大きなレンズを駆動させるのは、メカなどの機構に対する負荷が高くなったり、機構そのものが大型化したりしてしまうという課題がある。
【００１２】
一方、センサを移動させてフォーカス合わせを行う場合、スキャンに用いる反射板が問題となる。反射板として必要な板サイズは、センサの位置によって定まる。つまり、センサを移動させてフォーカス合わせを行う場合、フォーカス合わせのために移動させるセンサの範囲の中で、反射板のサイズが最も大きくなるものを使用する必要がある。必然的にシステムに用いる反射板のサイズが大きくなり、その反射板を駆動させるメカへの負担が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特表２００９−５２６９８８号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】水野皓司，“ミリ波を用いたイメージング”,電子情報通信学会誌、Vol.91,No.12,2008
【非特許文献２】R.Appleby,“Millimeter-wave and Submillimetr-wave imaging for Security andSurveillance”,Proc of IEEE、Vol.95,No.08,2007.8
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように従来のミリ波イメージング装置においては、スキャンのためのメカ機構の負担が大きいという課題がある。また、従来のフォーカシング技術は、メカなどの機構に対する負荷が高くなったり、機構そのものが大型化したりしてしまうという課題がある。
この発明の目的は、スキャンのためのメカ機構の負担を少なくすることにある。また、この発明の目的は、フォーカス合わせを簡便に行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明の概念は、
被写体からのミリ波またはサブミリ波を収束して被写体像を結像する誘電体レンズと、
上記誘電体レンズにより結像される上記被写体像を撮像する撮像部とを備え、
上記撮像部は、
上記誘電体レンズの光軸に対して垂直な回転軸を持つ回転物体と、
上記回転物体を、上記回転軸を中心に回転させる回転機構部と、
上記回転物体の回転面に配置され、該回転物体の回転に伴って、上記誘電体レンズにより結像される上記被写体像をスキャンする複数のセンサと、
上記回転物体の回転位置を検出する回転位置検出部と、
上記回転位置検出部で得られる回転位置検出信号に基づいて、上記複数のセンサの出力信号より、上記誘電体レンズにより結像される被写体像上の各画素の信号を取得する画素信号取得部と、
上記回転物体を、上記誘電体レンズの光軸方向に移動させる移動機構部を有する
イメージング装置にある。
【００１７】
この発明においては、撮像部は、回転物体、回転機構部、複数のセンサ、回転位置検出部、画素信号取得部および移動機構部を有する構成とされている。回転物体は、例えば、円筒状のドラムとされる。しかし、この形状に限られるものではなく、少なくとも、複数のセンサを配置し得る回転面が存在すればよく、平板の組み合わせからなる回転物体も考えられる。誘電体レンズにより、被写体からのミリ波またはサブミリ波（テレヘルツ波）が収束されて被写体像（ミリ波またはサブミリ波の像）が結像される。回転物体の回転面には、複数のセンサが配置されている。このセンサは、ミリ波またはサブミリ波を捉えるアンテナ、このアンテナの出力信号を増幅するアンプなどで構成される。
【００１８】
回転物体は、回転機構部により、回転するようにされる。回転機構部は、例えば、モータなどから構成される。この回転物体の回転に伴って、この回転物体の回転面に配置されている複数のセンサにより、誘電体レンズにより結像される被写体像がスキャンされる。このように複数のセンサにより被写体像がスキャンされることで、複数のセンサでは、被写体像の各部におけるミリ波またはサブミリ波の計測が行われる。
【００１９】
回転物体の回転位置は、回転位置検出部により検出される。上述の複数のセンサによる被写体像のスキャンは、このセンサが計測有効範囲にある期間で行われる。そのため、画素信号取得部により、複数のセンサの出力信号から、回転位置検出信号に基づいて、被写体像上の各画素の信号が取得される。
【００２０】
回転物体は、移動機構部により、誘電体レンズの光軸方向に移動可能とされている。回転物体を誘電体レンズの光軸方向に移動させることで、誘電体レンズとセンサとの間の距離を変えることができ、イメージングの対象となる被写体にフォーカスを合わせることが可能となる。
【００２１】
このように、この発明においては、複数のセンサを回転物体の回転面に配置し、この回転物体を回転させることでスキャンを実現している。そのため、従来のように、反射板を動かすことでスキャンを実現する技術に比べて、メカ機構の負担を少なくできる。また、回転物体の回転速度を変更することで、スキャン速度を容易に変更できる。また、回転物体を誘電体レンズの光軸方向に移動させることができ、フォーカス合わせを簡便に行うことができる。
【００２２】
また、この発明の他の概念は、
被写体からのミリ波またはサブミリ波を収束して被写体像を結像する誘電体レンズと、
上記誘電体レンズにより結像される上記被写体像を撮像する撮像部とを備え、
上記撮像部は、
上記誘電体レンズの光軸に対して垂直な回転軸を持つ回転物体と、
上記回転物体を、上記回転軸を中心に回転させる回転機構部と、
上記回転物体の回転面に配置され、該回転物体の回転に伴って、上記誘電体レンズにより結像される上記被写体像をスキャンする複数のセンサと、
上記回転物体の回転位置を検出する回転位置検出部と、
上記回転位置検出部で得られる回転位置検出信号に基づいて、上記複数のセンサの出力信号より、上記誘電体レンズにより結像される被写体像上の各画素の信号を取得する画素信号取得部とを有し、
上記回転物体は、回転軸からの距離が互いに異なる所定数の回転面を持ち、該所定数の回転面にそれぞれ上記複数のセンサが配置される
イメージング装置にある。
【００２３】
この発明においては、撮像部は、回転物体、回転機構部、複数のセンサ、回転位置検出部、画素信号取得部および移動機構部を有する構成とされている。回転物体は、例えば、円筒状のドラムとされる。しかし、この形状に限られるものではなく、少なくとも、複数のセンサを配置し得る回転面が存在すればよく、平板の組み合わせからなる回転物体も考えられる。誘電体レンズにより、被写体からのミリ波またはサブミリ波（テレヘルツ波）が収束されて被写体像（ミリ波またはサブミリ波の像）が結像される。回転物体の回転面には、複数のセンサが配置されている。このセンサは、ミリ波またはサブミリ波を捉えるアンテナ、このアンテナの出力信号を増幅するアンプなどで構成される。
【００２４】
回転物体は、回転機構部により、回転するようにされる。回転機構部は、例えば、モータなどから構成される。この回転物体の回転に伴って、この回転物体の回転面に配置されている複数のセンサにより、誘電体レンズにより結像される被写体像がスキャンされる。このように複数のセンサにより被写体像がスキャンされることで、複数のセンサでは、被写体像の各部におけるミリ波またはサブミリ波の計測が行われる。
【００２５】
回転物体は、回転軸からの距離が互いに異なる所定数の回転面を持っている。そして、この所定数の回転面にそれぞれ複数のセンサが配置される。この所定数の回転面に配置されるそれぞれの複数のセンサと誘電体レンズとの間の距離は異なる。そのため、この所定数の回転面に配置されるセンサでは、異なるフォーカス位置の被写体がイメージングされる。
【００２６】
このように、この発明においては、複数のセンサを回転物体の回転面に配置し、この回転物体を回転させることでスキャンを実現している。そのため、従来のように、反射板を動かすことでスキャンを実現する技術に比べて、メカ機構の負担を少なくできる。また、回転物体の回転軸からの距離が互いに異なる所定数の回転面にそれぞれ配置されているセンサ群（複数のセンサ）で、異なるフォーカス位置の被写体に簡便にフォーカスを合わせてイメージングできる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、複数のセンサを回転物体の回転面に配置し、この回転物体を回転させることでスキャンを実現しているため、メカ機構の負担を少なくでき、また、回転物体の回転速度を変更することでスキャン速度を容易に変更できる。また、この発明によれば、フォーカス合わせを簡便に行うことができ、複数のフォーカス画像を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の第１の実施の形態としてのイメージング装置の全体を概略的に示す図である。
【図２】イメージング装置の撮像部を構成する回転物体と複数のセンサを説明するための図である。
【図３】イメージング装置の構成を示すブロック図である。
【図４】回転物体の誘電体レンズの光軸方向への移動によるフォーカシングを説明するための図である。
【図５】計測有効範囲における複数のセンサのスキャニング軌跡の一例を示す図である。
【図６】移動機構部により、回転毎に、回転物体の誘電体レンズの光軸方向の移動位置が変えられることを説明するための図である。
【図７】この発明の第２の実施の形態としてのイメージング装置の全体を概略的に示す図である。
【図８】イメージング装置の構成を示すブロック図である。
【図９】平板の組み合わせからなる回転物体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．変形例
【００３０】
＜１．第１の実施の形態＞
［イメージング装置の構成］
図１〜図３は、第１の実施の形態としてのイメージング装置１００の構成例を示している。図１は、イメージング装置１００の全体を概略的に示している。イメージング装置１００は、誘電体レンズ１１０と、撮像部１２０とを備えている。誘電体レンズ１１０は、ミリ波またはサブミリ波（テラヘルツ波）を収束して被写体像を結像させる。なお、以下の説明では、ミリ波、サブミリ波を併記せず、簡略化のためミリ波のみについて記載する。したがって、以下の記述はサブミリ波にも適用される。
【００３１】
撮像部１２０は、誘電体レンズ１１０により結像される被写体像（ミリ波像）を撮像する。この撮像部１２０は、回転物体１２１を有している。この回転物体１２１は、図２に示すように、例えば、円筒状のドラムである。この回転物体１２１は、誘電体レンズ１１０の光軸１２２に対して、垂直な回転軸１２３を持っている。この回転物体１２１の回転面には、複数のセンサ１２４が配置されている。このセンサ１２４は、図示は省略するが、ミリ波を捉えるアンテナ、このアンテナの出力信号を増幅するアンプなどで構成される。
【００３２】
回転物体１２１の回転面に配置された複数のセンサ１２４は、回転物体１２１の回転に伴って、誘電体レンズ１１０により結像される被写体像をスキャンする。複数のセンサ１２４は、このように被写体像をスキャンすることで、被写体像の各部におけるミリ波の計測を行って、その計測値に対応した信号を出力する。なお、複数のセンサ１２４は、被写体像のスキャンを、所定の角範囲、つまり、計測有効範囲にある期間に行う。この計測有効範囲は、誘電体レンズ１１０の焦点が合う範囲である。
【００３３】
複数のセンサ１２４は、図２に示すように、回転物体１２１の回転軸に対して平行なライン上に所定の間隔をもって配置されている。回転物体１２１の側面には、センサ１２４に必要な電源および接地のため、さらにはセンサ１２４の出力信号を取り出すためのスリップリング１２５が設けられている。複数のセンサ１２４の出力信号は、例えば、１本のスリップリング１２５から、時分割的にシリアル出力される。図２には、図面の簡単化のため、スリップリング１２５を１本しか示していない。なお、センサ１２４の出力信号に関しては、無線で取り出すことも考えられる。その場合には、センサ１２４の出力信号を取り出すためのスリップリング１２５は不要となる。
【００３４】
撮像部１２０は、移動機構部１４１を有している。この移動機構部１４１は、リニアモータなどにより構成され、回転物体１２１を、誘電体レンズ１１０の光軸方向に移動させる。このように、回転物体１２１を誘電体レンズ１１０の光軸方向に移動させることで、図４に示すように、誘電体レンズ１１０とセンサ１２４との間の距離を変えることができ、対象となる被写体にフォーカスを合わせることが可能となる。つまり、複数のフォーカス画像を得ることが可能となる。
【００３５】
図３は、イメージング装置１００の構成を示している。なお、この図３には、誘電体レンズ１１０の図示を省略している。イメージング装置１００は、上述した回転物体１２１および複数のセンサ１２４の他に、コントローラ１３１と、モータ１３２と、モータ制御部１３３と、エンコーダ１３４を有している。また、イメージング装置１００は、Ａ／Ｄ変換器１３５と、同期回路１３６と、信号処理回路１３７と、出力機器１３８と、移動機構部１４１と、エンコーダ１４２を有している。
【００３６】
コントローラ１３１は、イメージング装置１００の各部の動作を制御する。モータ１３２は、回転物体１２１を、回転軸１２３を中心に回転させる。このモータ１３２は、回転機構部を構成している。移動機構部１４１は、回転物体１２１を、誘電体レンズ１１０（図１参照）の光軸方向に、移動させる。モータ制御部１３３は、コントローラ１３１の制御のもと、モータ１３２および移動機構部１４１の動作を制御する。
【００３７】
エンコーダ１３４は、回転物体１２１の回転位置を検出する。このエンコーダ１３４は、回転位置検出部を構成している。このエンコーダ１３４は、例えば、機械的、磁気的あるいは光学的に、回転物体１２１の回転位置を検出し、回転位置検出信号を出力する。この回転位置検出信号に基づいて、複数のセンサ１２４が上述した計測有効範囲にあるか否か、さらには、その計測有効範囲のどこにあるかがわかる。
【００３８】
エンコーダ１４２は、回転物体１２１の回転軸方向の移動位置を検出する。このエンコーダ１４２は、移動位置検出部を構成している。このエンコーダ１４２は、例えば、機械的、磁気的あるいは光学的に、回転物体１２１の移動位置を検出し、移動位置検出信号を出力する。この回転位置検出信号に基づいて、誘電体レンズ１１０と複数のセンサ１２４との距離、従ってフォーカス位置がわかる。
【００３９】
Ａ／Ｄ変換器１３５は、回転物体１２１の回転面に配置された複数のセンサ１２４の出力信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換する。同期回路１３６は、Ａ／Ｄ変換器１３５でデジタル信号に変換された、各センサ１２４の出力信号より、誘電体レンズ１１０（図１参照）により結像される被写体像上の各計測点（各画素）の信号を、回転物体１２１の回転位置に同期して取得する。上述したように、複数のセンサ１２４は、被写体像のスキャンを、誘電体レンズ１１０の焦点が合う計測有効範囲にある期間に行う。そのため、同期回路１３６は、エンコーダ１３４からの回転位置検信号に基づいて、被写体像に対応した各画素の信号を取得する。
【００４０】
図５は、計測有効範囲における、複数のセンサ１２４のスキャニング軌跡の一例を垂直方向に延びる実線で示している。同期回路１３６は、エンコーダ１３４からの回転位置検信号に基づいて、例えば、垂直方向に延びる実線と、信号取得タイミングを示す水平方向に延びる破線との交点に対応した、各画素の信号を取得する。なお、図５においては、図面の簡単化のために、信号取得タイミングの個数を８つとしているが、実際の個数とは異なる。同期回路１３６は、画素信号取得部を構成している。
【００４１】
回転物体１２１は、例えば、移動機構部１４１により、回転毎に、誘電体レンズ１１０の光軸方向の移動位置が変えられる。同期回路１３６は、エンコーダ１４２からの移動位置検出信号に基づいて、各移動位置に同期して、被写体像上の各計測点（各画素）の信号を取得する。図６は、時刻ｔ−１と、時刻ｔと、時刻ｔ＋１の、連続した３回転における、回転物体１２１の移動位置の一例を示している。
【００４２】
信号処理回路１３７は、同期回路１３６から出力される被写体像上の各画素の信号（デジタルデータ）を、イメージとして出力するための処理を行う。この処理は、例えば、ノイズ除去処理、鮮鋭化処理などである。出力機器１３８は、信号処理回路１３７で処理された後の被写体像上の各画素の信号を記録する記録機、あるいはその各画素の信号により被写体像を表示するモニタ等である。
【００４３】
図１〜図３に示すイメージング装置１００の動作を説明する。モータ制御部１３３によりモータ１３２の動作が制御され、回転物体１２１は回転軸を中心に所定の速度で回転するようにされる。また、モータ制御部１３３により、移動機構部１４１が制御され、回転物体１２１は、回転毎に、誘電体レンズ１１０の光軸方向の移動位置が変えられる。回転物体１２１の回転により、この回転物体１２１の回転面に配置された複数のセンサ１２４は、誘電体レンズ１１０により結像される被写体像（ミリ波像）を、所定の周期でスキャンするようにされる。
【００４４】
複数のセンサ１２４では、被写体像の各部におけるミリ波の計測が行われる。そして、複数のセンサ１２４からは、その計測値に対応した信号が出力される。この複数のセンサ１２４の出力信号は、シリアル信号に変換されて、回転物体１２１の側面に設けられたスリップリング１２５を通じて外部に取り出される。回転物体１２１から取り出された各センサ１２４の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１３５でアナログ信号からデジタル信号に変換された後に、同期回路１３６に供給される。
【００４５】
また、エンコーダ１３４により、回転物体１２１の回転位置が検出される。このエンコーダ１３４から出力される回転位置検出信号は、同期回路１３６に供給される。また、エンコーダ１４２により、回転物体１２１の、誘電体レンズ１１０の光軸方向の移動位置が検出される。このエンコーダ１４２から出力される移動位置検出信号は、同期回路１３６に供給される。
【００４６】
同期回路１３６では、各センサ１２４の出力信号（デジタルデータ）から、回転物体１２１の回転位置に同期して、被写体像上の各計測点（各画素）の信号が取得される（図５参照）。この被写体像上の各画素の信号は、信号処理回路１３７に供給される。そして、この場合、同期回路１３６では、回転物体１２１の回転毎に、フォーカス位置の異なる被写体像上の各画素の信号が取得される。
【００４７】
信号処理回路１３７では、被写体像上の各画素の信号（デジタルデータ）に対して、イメージとして出力するための処理、例えば、ノイズ除去処理、鮮鋭化処理などが行われる。そして、このように処理された被写体像上の各画素の信号は、出力機器１３８に供給される。出力機器１３８が記録機の場合には、この被写体像に対応した各画素の信号は記録メディアに記録される。また、出力機器１３８がモニタの場合には、被写体像に対応した各画素の信号により、画面に被写体像が表示される。
【００４８】
上述したように、図１〜図３に示すイメージング装置１００においては、複数のセンサ１２４を回転物体１２１の回転面に配置し、この回転物体１２１を回転させることでスキャンを実現している。そのため、従来のように、反射板を動かすことでスキャンを実現する技術に比べて、メカ機構の負担を少なくできる。また、回転物体１２１の回転速度を変更することで、スキャン速度を容易に変更できる。
【００４９】
また、図１〜図３に示すージング装置１００においては、回転物体１２１は、回転毎に、誘電体レンズ１１０の光軸方向の移動位置が変えられる。そして、同期回路１３６では、回転物体１２１の回転毎に、フォーカス位置の異なる被写体像上の各画素の信号が取得される。すなわち、回転面に複数のセンサ１２４が配置された回転物体１２１を移動することでフォーカス合わせを行うものであり、フォーカス合わせを簡便に行うことができる。
【００５０】
また、図１〜図３に示すージング装置１００においては、上述したように、同期回路１３６で、回転物体１２１の回転毎に、フォーカス位置の異なる被写体像上の各画素の信号が取得される。すなわち、複数のフォーカス画像を得ることができ、例えば、特許３３０３１２８号の技術を用いて、画面全体にフォーカスの合った画像を得ることも簡単に可能となる。
【００５１】
＜第２の実施の形態＞
［イメージング装置の構成］
図７、図８は、第２の実施の形態としてのイメージング装置１００Ａの構成例を示している。図７は、イメージング装置１００Ａの全体を概略的に示している。この図７において、図８と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明を省略する。イメージング装置１００Ａは、誘電体レンズ１１０と、撮像部１２０Ａとを備えている。誘電体レンズ１１０は、ミリ波またはサブミリ波（テラヘルツ波）を収束して被写体像を結像させる。なお、以下の説明では、ミリ波、サブミリ波を併記せず、簡略化のためミリ波のみについて記載する。したがって、以下の記述はサブミリ波にも適用される。
【００５２】
撮像部１２０Ａは、誘電体レンズ１１０により結像される被写体像（ミリ波像）を撮像する。この撮像部１２０Ａは、回転物体１２１Ａを有している。この回転物体１２１Ａは、誘電体レンズ１１０の光軸１２２に対して、垂直な回転軸１２３を持っている。この回転物体１２１Ａは、全体として、円筒状のドラムであるが、回転軸１２３からの距離が互いに異なる所定数、この例では２つの回転面１２１ａ，１２１ｂを持ち、各回転面にそれぞれ複数のセンサ１２４が配置される。センサ１２４は、ミリ波を捉えるアンテナ、このアンテナの出力信号を増幅するアンプなどで構成される。
【００５３】
回転物体１２１Ａの各回転面にそれぞれ配置された複数のセンサ１２４は、回転物体１２１Ａの回転に伴って、誘電体レンズ１１０により結像される被写体像をスキャンする。この場合、回転物体１２１Ａの回転面１２１ａに配置されるセンサ１２４と、回転物体１２１Ａの回転面１２１ｂに配置されるセンサ１２４とは、誘電体レンズ１１０との間の距離が異なる。そのため、回転面１２１ａのセンサ１２４がスキャンする被写体像と、回転物体１２１Ａの回転面１２１ｂのセンサ１２４がスキャンする被写体像とは、フォーカス位置の異なるものである。
【００５４】
回転物体１２１Ａの回転面１１２ａ，１１２ｂにそれぞれ配置される複数のセンサ１２４は、それぞれ、フォーカス位置の異なる被写体像をスキャンすることで、被写体像の各部におけるミリ波の計測を行って、その計測値に対応した信号を出力する。なお、各回転にそれぞれ配置される複数のセンサ１２４は、被写体像のスキャンを、所定の角範囲、つまり、計測有効範囲にある期間に行う。この計測有効範囲は、誘電体レンズ１１０の焦点が合う範囲である。
【００５５】
各回転面にそれぞれ配置される複数のセンサ１２４は、回転物体１２１Ａの回転軸に対して平行なライン上に所定の間隔をもって配置されている。回転物体１２１Ａの側面には、図１のイメージング装置１００の撮像部１２０を構成する回転物体１２１と同様に、センサ１２４に必要な電源および接地のため、さらにはセンサ１２４の出力信号を取り出すためのスリップリングが設けられている（図２参照）。なお、センサ１２４の出力信号に関しては、無線で取り出すことも考えられる。その場合には、センサ１２４の出力信号を取り出すためのスリップリングは不要となる。
【００５６】
図８は、イメージング装置１００Ａの構成を示している。なお、この図８には、誘電体レンズ１１０の図示を省略している。イメージング装置１００Ａは、上述した回転物体１２１Ａおよび複数のセンサ１２４の他に、コントローラ１３１と、モータ１３２と、モータ制御部１３３Ａと、エンコーダ１３４を有している。また、イメージング装置１００Ａは、Ａ／Ｄ変換器１３５と、同期回路１３６Ａと、信号処理回路１３７と、出力機器１３８を有している。
【００５７】
コントローラ１３１は、イメージング装置１００Ａの各部の動作を制御する。モータ１３２は、回転物体１２１Ａを、回転軸１２３を中心に回転させる。このモータ１３２は、回転機構部を構成している。モータ制御部１３３Ａは、コントローラ１３１の制御のもと、モータ１３２の動作を制御する。エンコーダ１３４は、回転物体１２１Ａの回転位置を検出する。このエンコーダ１３４は、回転位置検出部を構成している。このエンコーダ１３４は、例えば、機械的、磁気的あるいは光学的に、回転物体１２１Ａの回転位置を検出し、回転位置検出信号を出力する。この回転位置検出信号に基づいて、回転物体１２１Ａの回転面１２１ａ，１２１ｂにそれぞれ配置される複数のセンサ１２４が上述した計測有効範囲にあるか否か、さらには、その計測有効範囲のどこにあるかがわかる。
【００５８】
Ａ／Ｄ変換器１３５は、回転物体１２１Ａの回転面１２１ａ，１２１ｂにそれぞれ配置された複数のセンサ１２４の出力信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換する。同期回路１３６Ａは、Ａ／Ｄ変換器１３５でデジタル信号に変換された各センサ１２４の出力信号より、誘電体レンズ１１０（図１参照）により結像される被写体像上の各計測点（各画素）の信号を、回転物体１２１Ａの回転位置に同期して取得する。
【００５９】
この場合、回転面１２１ａに配置された複数のセンサ１２４の出力信号から取得された各画素の信号と、回転面１２１ｂに配置された複数のセンサ１２４の出力信号から取得された各画素の信号とは、フォーカス位置を互いに異にする被写体像に対応したものとなる。上述したように、回転物体１２１Ａの回転面１２１ａ，１２１ｂにそれぞれ配置された複数のセンサ１２４は、被写体像のスキャンを、誘電体レンズ１１０の焦点が合う計測有効範囲にある期間に行う。そのため、同期回路１３６Ａは、エンコーダ１３４からの回転位置検信号に基づいて、各被写体像に対応した各画素の信号を取得する。
【００６０】
上述の図５は、計測有効範囲における、回転面１２１ａ，１２１ｂにそれぞれ配置された複数のセンサ１２４のスキャニング軌跡の一例を垂直方向に延びる実線で示している。同期回路１３６Ａは、エンコーダ１３４からの回転位置検信号に基づいて、例えば、垂直方向に延びる実線と、信号取得タイミングを示す水平方向に延びる破線との交点に対応した、各画素の信号を取得する。なお、図５においては、図面の簡単化のために、信号取得タイミングの個数を８つとしているが、実際の個数とは異なる。同期回路１３６Ａは、画素信号取得部を構成している。
【００６１】
信号処理回路１３７は、同期回路１３６Ａから出力される被写体像に対応した各画素の信号（デジタルデータ）を、イメージとして出力するための処理を行う。この処理は、例えば、ノイズ除去処理、鮮鋭化処理などである。出力機器１３８は、信号処理回路１３７で処理された後の被写体像に対応した各画素の信号を記録する記録機、あるいはその各画素の信号により被写体像を表示するモニタ等である。
【００６２】
図７、図８に示すイメージング装置１００Ａの動作を説明する。モータ制御部１３３Ａによりモータ１３２の動作が制御され、回転物体１２１Ａは、回転軸を中心に所定の速度で回転するようにされる。回転物体１２１Ａの回転により、この回転物体１２１Ａの回転面１２１ａ，１２１ｂにそれぞれ配置された複数のセンサ１２４は、誘電体レンズ１１０により結像される互いにフォーカス位置が異なる被写体像（ミリ波像）を、所定の周期でスキャンするようにされる。
【００６３】
回転面１２１ａ，１２１ｂにそれぞれ配置された複数のセンサ１２４では、被写体像の各部におけるミリ波の計測が行われる。そして、回転面１２１ａ，１２１ｂにそれぞれ配置された複数のセンサ１２４からは、その計測値に対応した信号が出力される。各センサ１２４の出力信号は、シリアル信号に変換されて、回転物体１２１Ａの側面に設けられたスリップリングを通じて外部に取り出される。回転物体１２１Ａから取り出された各センサ１２４の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１３５でアナログ信号からデジタル信号に変換された後に、同期回路１３６Ａに供給される。
【００６４】
また、エンコーダ１３４により、回転物体１２１Ａの回転位置が検出される。このエンコーダ１３４から出力される回転位置検出信号は、同期回路１３６Ａに供給される。同期回路１３６Ａでは、各センサ１２４の出力信号（デジタルデータ）から、回転物体１２１Ａの回転位置に同期して、被写体像上の各計測点の信号（各画素の信号）が取得される。この場合、回転面１２１ａに配置された複数のセンサ１２４の出力信号から取得された各画素の信号と、回転面１２１ｂに配置された複数のセンサ１２４の出力信号から取得された各画素の信号とは、フォーカス位置を互いに異にする被写体像に対応したものとなる。
【００６５】
同期回路１３６Ａからのフォーカス位置を異にする２つの被写体像上の各画素の信号は、信号処理回路１３７に供給される。信号処理回路１３７では、被写体像上の各画素の信号（デジタルデータ）に対して、イメージとして出力するための処理、例えば、ノイズ除去処理、鮮鋭化処理などが行われる。そして、このように処理された被写体像に対応した各画素の信号は、出力機器１３８に供給される。出力機器１３８が記録機の場合には、この被写体像に対応した各画素の信号は記録メディアに記録される。また、出力機器１３８がモニタの場合には、被写体像に対応した各画素の信号により、画面に被写体像が表示される。
【００６６】
上述したように、図７、図８に示すイメージング装置１００Ａにおいては、図１〜図３に示すイメージング装置１００と同様に、複数のセンサ１２４を回転物体１２１Ａの回転面に配置し、この回転物体１２１Ａを回転させることでスキャンを実現している。そのため、従来のように、反射板を動かすことでスキャンを実現する技術に比べて、メカ機構の負担を少なくできる。また、回転物体１２１Ａの回転速度を変更することで、スキャン速度を容易に変更できる。
【００６７】
また、図７、図８に示すイメージング装置１００Ａにおいては、回転物体１２１Ａが回転軸１２３からの距離が互いに異なる回転面１２１ａ，１２１ｂを持ち、各回転面にそれぞれ複数のセンサ１２４が配置される。そして、同期回路１３６Ａでは、フォーカス位置を互いに異にする２つの被写体像上の各画素の信号が取得される。つまり、異なるフォーカス位置の被写体に簡便にフォーカスを合わせてイメージングできる。
【００６８】
なお、図７、図８に示すイメージング装置１００Ａでは、回転物体１２１Ａが回転軸１２３からの距離が互いに異なる２つの回転面１２１ａ，１２１ｂを持ち、各回転面にそれぞれ複数のセンサ１２４が配置される例を示した。しかし、このように回転物体１２１Ａに設けられる回転軸１２３からの距離が互いに異なる回転面の数は２つに限られるものではなく、３つ以上設けて、各回転面にそれぞれ複数のセンサ１２４を配置することも考えられる。これにより、３つ以上のフォーカス画像を得ることができ、例えば、特許３３０３１２８号の技術を用いて、画面全体にフォーカスの合った画像を得ることも簡単に可能となる。
【００６９】
＜３．変形例＞
なお、上述実施の形態においては、回転物体１２１，１２１Ａは、円筒状のドラムである例を示した。しかし、回転物体は円筒状のドラムに限定されるものではなく、複数のセンサ１２４を配置し得る回転面が存在すればよく、平板の組み合わせからなる回転物体も考えられる。図９は、平板の組み合わせからなる回転物体１２１Ｂを示している。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
この発明は、対象物体から放射や反射されるミリ波またはサブミリ波（テレヘルツ波）をアンテナやアンプなどで構成されるセンサによって計測してイメージングを行うイメージング装置等に適用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１００，１００Ａ・・・イメージング装置
１１０・・・誘電体レンズ
１２０・・・撮像部
１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ・・・回転物体
１２２・・・光軸
１２３・・・回転軸
１２４・・・センサ
１２５・・・スリップリング
１３１・・・コントローラ
１３２・・・モータ
１３３，１３３Ａ・・・モータ制御部
１３４・・・エンコーダ
１３５・・・Ａ／Ｄ変換器
１３６，１３６Ａ・・・同期回路
１３７・・・信号処理回路
１３８・・・出力機器
１４１・・・移動機構部
１４２・・・エンコーダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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