(57)【要約】【課題】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において、メカ機構の構成を簡単にする。【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。回転物体１２１を回転させることでスキャンを実現するため、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。【選択図】図１
2011214872.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を有する
イメージング装置。
【請求項２】
上記複数のセンサは、上記回転物体の回転面の、上記回転軸に対して傾斜したライン上に所定の間隔をもって配置される
請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項３】
上記複数のセンサは、上記回転物体の円周方向の全体に等間隔に配置される
請求項２に記載のイメージング装置。
【請求項４】
上記複数のセンサは、
上記回転物体の回転面の上記回転軸方向に順次配置され、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）おきのセンサにより各センサ組が構成され、
各センサ組は、上記回転物体の互いに異なる円周方向位置に配置される
請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項５】
上記各センサ組は、上記回転物体の円周方向の全体に等間隔に配置される
請求項４に記載のイメージング装置。
【請求項６】
上記回転物体は、円筒状のドラムである
請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項７】
上記撮像部は、上記回転物体を上記回転軸方向に移動させる移動機構部と、
上記回転物体の上記回転軸方向の移動位置を検出する移動位置検出部とをさらに有し、
上記回転物体の回転面に配置される上記複数のセンサは、上記回転物体の回転および上記回転物体の上記回転軸方向の移動に伴って、上記誘電体レンズにより結像される被写体像をスキャンし、
上記画像信号取得部は、上記回転位置検出部で得られる回転位置検出信号および上記移動位置検出部で得られる移動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
請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項８】
回転物体の回転面に複数のセンサを配置し、
上記回転物体を回転させ、該回転物体の回転に伴って、上記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をスキャンし、
上記回転物体の回転位置を検出し、該回転位置の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
イメージング方法。
【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、ミリ波イメージングでは、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たセンサによって計測することで、イメージングを行っている。そのため、イメージングを高速化するには複数のセンサを用いることが有効である。しかし、複数のセンサを用いると、センサ間のアイソレーションの問題が生じるおそれがある。そのため、従来は、特許文献２、特許文献３に示すようなアイソレーションを確保する手段が講じられてきた。
【００１１】
特許文献２のアイソレーション技術は、指向方向正面から見ると１本の中心線を共通にする２位置に２つのアレーアンテナを有し、各アレーアンテナは、複数のアンテナ素子が中心線に関して両側対象に平面的に配列され、各アンテナの主偏波は互いに直交する、というものである。そして、この技術は、例えば、２つのアンテナそれぞれが主偏波の他に交差偏波成分を有していたとしても、中心線に関して対称なアンテナ素子の配置と、中心線を一致させた両アンテナの配置により、交差偏波の影響をなくし、高いアイソレーションが得られる、というものである。
【００１２】
また、特許文献３のアイソレーション技術は、電磁波を収束する機能を有するアンテナにおいて、光軸上に送信用および受信用の一次放射器を配置する、というものである。そして、この技術は、送受信アンテナを空間的に分離可能であり、広帯域に送受アイソレーションが得られる、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特表２００９−５２６９８８号公報
【特許文献２】特開２００７−１６５９４８号公報
【特許文献３】特開２００９−１９８４７４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、メカ機構の負担が大きいという不都合がある。また、従来のアイソレーション技術は、複雑な構成となっている。
この発明の目的は、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、簡単な構成で各センサ（アンテナ）のアイソレーションを確保することにある。
【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、回転位置検出部および画素信号取得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】
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。
【００２１】
この発明において、例えば、複数のセンサは、回転物体の回転面の、回転軸に対して傾斜したライン上に所定の間隔をもって配置される、ようにしてもよい。この場合、複数のセンサを回転軸に対して平行なライン上に配置する場合に比べて、各センサ間の間隔を広げることができ、簡単な構成で各センサのアイソレーションを確保できる。この場合、さらに、例えば、複数のセンサは、回転物体の円周方向の全体に等間隔に配置される、ようにしてもよい。これにより、回転物体の偏心を抑えることができる。
【００２２】
また、この発明において、例えば、複数のセンサは、回転物体の回転面の回転軸方向に順次配置され、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）おきのセンサにより各センサ組が構成され、各センサ組は、回転物体の互いに異なる円周方向位置に配置される、ようにしてもよい。この場合、複数のセンサを回転軸に対して平行なライン上に配置する場合に比べて、各センサ間の間隔を広げることができ、簡単な構成で各センサのアイソレーションを確保できる。この場合、さらに、例えば、各センサ組は、回転物体の円周方向の全体に等間隔に配置される、ようにしてもよい。これにより、回転物体の偏心を抑えることができる。
【００２３】
また、この発明において、例えば、撮像部は、回転物体を回転軸方向に移動させる移動機構部と、回転物体の回転軸方向の移動位置を検出する移動位置検出部とをさらに有し、回転物体の回転面に配置される複数のセンサは、回転物体の回転および回転物体の回転軸方向の移動に伴って、誘電体レンズにより結像される被写体像をスキャンし、画像信号取得部は、回転位置検出部で得られる回転位置検出信号および移動位置検出部で得られる移動位置検出信号に基づいて、複数のセンサの出力信号より、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、ようにしてもよい。
【００２４】
この発明においては、移動機構部により、回転物体が回転軸方向に移動させられる。そのため、この回転物体の回転軸方向の移動に伴って、複数のセンサの位置も回転軸方向に移動させられる。そのため、回転物体の回転による複数のセンサの、回転軸方向のスキャン位置をずらすことができ、回転軸方向の画素数の増加を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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】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５】円筒状のドラムである回転物体の展開図上に複数のセンサを配置（回転軸に対して平行なライン上に配置）して示した図である。
【図６】円筒状のドラムである回転物体の展開図上に複数のセンサを配置（回転軸に対して傾斜したライン上に配置）して示した図である。
【図７】円筒状のドラムである回転物体の展開図上に複数のセンサを配置（回転軸に対して傾斜したライン上に配置）して示した図である。
【図８】円筒状のドラムである回転物体の展開図上に複数のセンサを配置（各センサ組を円周方向位置の異なる位置に配置）して示した図である。
【図９】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構成を示すブロック図である。
【図１０】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（回転物体の回転、回転軸方向の移動）の一例を示す図である。
【図１１】３スキャンで往復運動の片側を実施した場合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１２】回転物体の回転数を通常の３倍とし、通常のスキャニング周期に合わせて回転物体を回転軸方向に間欠的に移動させた場合のスキャニング軌跡の一例を示す図である。
【図１３】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】
【００２７】
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
【００２８】
＜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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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を有している。
【００３３】
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。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の動作を制御する。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。
【００３４】
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。
【００３５】
図４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（格子点）に対応した、各画素の信号を取得する。なお、図４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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。この回転物体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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。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４参照）。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。
【００４０】
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、この被写体像上の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。
【００４１】
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。
【００４２】
［複数のセンサの配置の他の例］
なお、上述では、複数のセンサ１２４が回転物体１２１の回転軸に対して平行なライン上に配置されている例を示した。図５は、円筒状のドラムである回転物体１２１の展開図上に複数のセンサ１２４を配置して示している。この場合、各センサ１２４の間隔はｄ０である。
【００４３】
図６は、複数のセンサ１２４の配置の他の例を示している。この図６は、理解を容易とするため、円筒状のドラムである回転物体１２１の展開図上に複数のセンサ１２４を配置して示している。この配置例では、複数のセンサ１２４が、回転物体１２１の回転面の、回転軸に対して傾斜したライン上に所定の間隔をもって配置される。この例は、傾斜角が４５°の場合である。この配置例においても、各センサ１２４が回転軸に対して平行なライン上に配置される場合と同様に、各センサ１２４は被写体像（ミリ波像）をスキャンできる（図４参照）。
【００４４】
この場合、同期回路１３６では、エンコーダ１３４からの回転位置検出信号に基づいて、各センサ１２４の出力信号からの画素信号の取得タイミングが、センサ毎にその円周方向の配置位置に応じてずらされる。これにより、各センサ１２４が回転軸に対して平行なライン上に配置される場合と同様に、同期回路１３６では、被写体像上の各画素の信号を得ることができる。
【００４５】
図６に示す配置例の場合、各センサ１２４の間隔はｄ１であり、複数のセンサ１２４が回転物体１２１の回転軸に対して平行なライン上に配置される場合の間隔ｄ０（図５参照）に比べて、明らかに、間隔が広がる（ｄ１＞ｄ０）。したがって、図６に示すように、複数のセンサ１２４を回転物体１２１の回転面の、回転軸に対して傾斜したライン上に配置することにより、センサ１２４の数が多くなった場合に、簡単な構成で各センサ１２４のアイソレーションを確保可能となる。
【００４６】
図７は、複数のセンサ１２４の配置のさらに他の例を示している。この図７も、理解を容易とするため、円筒状のドラムである回転物体１２１の展開図上に複数のセンサ１２４を配置して示している。この配置例では、図６の配置例と同様に、複数のセンサ１２４が、回転物体１２１の回転面の、回転軸に対して傾斜したライン上に所定の間隔をもって配置される。さらに、この配置例では、複数のセンサ１２４は、回転物体１２１の円周方向の全体に等間隔に配置される。この配置例においても、各センサ１２４が回転軸に対して平行なライン上に配置される場合と同様に、各センサ１２４は被写体像（ミリ波像）をスキャンできる（図４参照）。
【００４７】
この場合、図６の配置例と同様に、同期回路１３６では、エンコーダ１３４からの回転位置検出信号に基づいて、各センサ１２４の出力信号からの画素信号の取得タイミングが、センサ毎にその円周方向の配置位置に応じてずらされる。これにより、各センサ１２４が回転軸に対して平行なライン上に配置される場合と同様に、同期回路１３６では、被写体像上の各画素の信号を得ることができる。
【００４８】
図７に示す配置例の場合、各センサ１２４の間隔はｄ２であり、複数のセンサ１２４が回転物体１２１の回転軸に対して平行なライン上に配置される場合の間隔ｄ０（図５参照）に比べて、明らかに、間隔が広がる（ｄ２＞ｄ０）。したがって、図６の配置例と同様に、センサ１２４の数が多くなった場合に、簡単な構成で各センサ１２４のアイソレーションを確保可能となる。また、この場合、複数のセンサ１２４が回転物体１２１の円周方向の全体に等間隔に配置されることから、回転物体１２１の偏心を抑えることができる。
【００４９】
図８は、複数のセンサ１２４の配置のさらに他の例を示している。この図８も、理解を容易とするため、円筒状のドラムである回転物体１２１の展開図上に複数のセンサ１２４を配置して示している。この配置例では、複数のセンサ１２４は、回転物体の回転面の回転軸方向に順次配置される。これは、上述の各配置例と同様である。さらに、この図８の配置例では、複数のセンサ１２４が、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）おきのセンサ１２４により各センサ組が構成される。そして、各センサ組は、回転物体１２１の互いに異なる円周方向位置に配置される。
【００５０】
図８には、図面の簡単化のため、センサ１２４が９個で、３個おきのセンサ１２４により３組のセンサ組が構成され、各センサ組が回転物体１２１の円周方向の全体に等間隔（１２０°間隔）に配置されている例を示している。この配置例においても、各センサ１２４が回転軸に対して平行なライン上に配置される場合と同様に、各センサ１２４は被写体像（ミリ波像）をスキャンできる（図４参照）。
【００５１】
この場合、図６、図７の配置例と同様に、同期回路１３６では、エンコーダ１３４からの回転位置検出信号に基づいて、各センサ１２４の出力信号からの画素信号の取得タイミングが、センサ毎にその円周方向の配置位置に応じてずらされる。これにより、各センサ１２４が回転軸に対して平行なライン上に配置される場合と同様に、同期回路１３６では、被写体像上の各画素の信号を得ることができる。
【００５２】
図８に示す配置例の場合、各センサ１２４の間隔はｄ３であり、複数のセンサ１２４が回転物体１２１の回転軸に対して平行なライン上に配置される場合の間隔ｄ０（図５参照）に比べて、明らかに、間隔が広がる（ｄ３＞ｄ０）。したがって、図６、図７の配置例と同様に、センサ１２４の数が多くなった場合に、簡単な構成で各センサ１２４のアイソレーションを確保可能となる。また、この場合、各センサ組は、回転物体の円周方向の全体に等間隔に配置されることから、回転物体１２１の偏心を抑えることができる。
【００５３】
＜第２の実施の形態＞
［イメージング装置の構成］
図９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。この図９において、図３と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明は省略する。なお、この図９には、誘電体レンズ１１０（図１参照）の図示を省略している。イメージング装置１００Ａは、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１３３Ａと、エンコーダ１３４と、移動機構１４１と、エンコーダ１４２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。
【００５４】
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、回転軸（図２参照）１２３の方向に、移動させる。モータ制御部１３３Ａは、コントローラ１３１の制御のもと、回転物体１２１を回転軸１２３を中心に回線させるモータ１３２の動作を制御すると共に、移動機構部１４１も制御する。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。
【００５５】
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。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。また、回転物体１２１の回転軸方向の移動に伴って、複数のセンサ１２４の、回転軸方向のスキャン位置はずらされる。
【００５６】
図１０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示している。この例は、回転物体１２１の回転数を通常の３倍とし、通常のスキャニング周期に合わせて、回転物体１２１を回転軸方向に移動させた場合のスキャニング軌跡である。実線は１回目の軌跡、一点鎖線は２回目の軌跡、破線は３回目の軌跡をそれぞれ示している。回転物体１２１の回転中に、この回転物体１２１が回転軸方向に移動されるので、スキャニング軌跡は傾く。また、回転物体１２１が１回転してきた次のスキャニングでは、１回目とはさらにずれた位置にスキャニング軌跡が得られる。なお、回転物体１２１の回転数は、通常の３倍に限定されるものではなく、２倍、あるいは４倍以上であっても同様である。
【００５７】
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の信号を、回転物体１２１の回転位置および回転軸方向への移動位置に同期して取得する。この場合の各計測点は、複数のセンサ１２４の傾斜したスキャニング軌跡上にある。同期回路１３６Ａは、さらに、この各計測点の信号を、格子状の各画素の信号に変換する。例えば、同期回路１３６Ａは、各格子点の信号（画素信号）を、その格子点に最も近い計測点の信号を用いて補間する（最近傍法）。また、例えば、同期回路１３６Ａは、各格子点の信号（画素信号）を、その格子点に近い複数の計測点の信号に重み付けして補間する。
【００５８】
図９に示すイメージング装置１００Ａのその他は、詳細説明は省略するが、図３に示すイメージング装置１００と同様に構成される。
【００５９】
図９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および移動機構部１４１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し、さらに、回転軸方向に移動するようにされる。例えば、回転物体１２１の回転数は通常の所定倍、例えば、３倍とされ、また、通常のスキャニング周期に合わせて、回転物体１２１は回転軸方向に移動される。この回転物体１２１の回転および回転軸方向への移動により、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。
【００６０】
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１３６Ａに供給される。
【００６１】
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１３６Ａに供給される。また、エンコーダ１４２により、回転物体１２１の回転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１２１の回転位置および移動位置に同期して、被写体像上の各計測点の信号が取得される。さらに、同期回路１３６Ａでは、この各計測点の信号が、最近傍法などにより、各格子点の信号（画素信号）に変換される。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。
【００６２】
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。
【００６３】
上述したように、図９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。
【００６４】
また、図９に示すイメージング装置１００Ａにおいては、移動機構部１４１により、回転物体１２１が回転軸方向に移動可能とされ、回転物体１２１の回転による複数のセンサ１２４の、回転軸方向のスキャン位置をずらすことができる。そのため、回転軸方向の画素数の増加を図ることができる。
【００６５】
なお、上述したように、回転物体１２１を回転軸方向に移動させる場合、回転物体１２１を往復運動させなければならない。一般的にメカ機構にとって、モータなどで実現される回転運動と比べて、クランクなどを用いて実現される往復運動は難易度が高く、高速駆動に不向きである。そのため、１回のスキャン中に往復運動を終了させることは、スキャンスピード向上の妨げになる。
【００６６】
そこで、往復運動の駆動周波数を１回スキャンよりも遅くすることが考えられる。例えば、３スキャンで往復運動の片側を実施するとした場合、各スキャンで得られるスキャニング軌跡の位置が３回毎に変化する。図１１は、その場合におけるスキャニング軌跡の一例を示しており、時刻ｔに対して時刻ｔ−１はスキャン位置が左寄りになり、時刻ｔに対して時刻ｔ＋１は右寄りになる。このような場合にイメージングを行う際には、例えば、全スキャニングで共通している領域のみの計測データを使えばよい。
【００６７】
また、上述では、回転物体１２１の回転中に、この回転物体１２１が回転軸方向に移動される例を示した。しかし、１回スキャン毎に、回転物体１２１が回転軸方向に間欠的に移動し、回転物体１２１の回転中に、この回転物体１２１が回転軸方向に移動されないようにすることもできる。図１２は、その場合におけるスキャニング軌跡の一例を示している。この例は、回転物体１２１の回転数を通常の３倍とし、通常のスキャニング周期に合わせて、回転物体１２１を回転軸方向に間欠的に移動させた場合のスキャニング軌跡である。実線は１回目の軌跡、一定鎖線は２回目の軌跡、破線は３回目の軌跡をそれぞれ示している。
【００６８】
この場合、回転物体１２１の回転中に、この回転物体１２１は回転軸方向に移動されない。そのため、図１２に示すように、スキャニング軌跡は、垂直方向に延びたものとなり、傾斜しない。したがって、上述したように、同期回路１３６Ａにおいて、各センサ１２４の出力信号から、回転物体１２１の回転位置および移動位置に同期して取得される被写体像上の各計測点の信号は、被写体上の各格子点の信号（画素信号）となる。そのため、この場合には、同期回路１３６Ａで、計測点の信号を格子点の信号（画素信号）に変換さする処理を不要とできる。
【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１３は、平板の組み合わせからなる回転物体１２１Ａ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・・・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】
2011214872.tif 000003
【図２】
2011214872.tif 000004
【図３】
2011214872.tif 000005
【図４】
2011214872.tif 000006
【図５】
2011214872.tif 000007
【図６】
2011214872.tif 000008
【図７】
2011214872.tif 000009
【図８】
2011214872.tif 000010
【図９】
2011214872.tif 000011
【図１０】
2011214872.tif 000012
【図１１】
2011214872.tif 000013
【図１２】
2011214872.tif 000014
【図１３】
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