(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において、メカ機構の負担を少なくし、さらに、計測有効範囲を拡大する。【解決手段】センサ群１２４Ａ，１２４Ｂを回転物体１２１の回転面に配置する。回転物体１２１を回転させることで、センサ群１２４Ａが誘電体レンズ１１０により有効範囲１に結像された第１の被写体像ＩＭ１をスキャンし、被写体像ＩＭ１の各画素の信号が取得される。また、回転物体１２１を回転させることで、センサ群１２４Ｂが誘電体レンズ１１０および反射板１２６により有効範囲２に結像された第２の被写体像ＩＭ２をスキャンし、被写体像ＩＭ２の各画素の信号が取得される。反射板を動かしてスキャンを実現する従来技術に比べて、メカ機構の負担を少なくできる。計測有効範囲として、有効範囲１の他に、有効範囲２が加わる。【選択図】図１
2011242229.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、
上記誘電体レンズで収束されたミリ波またはサブミリ波を上記回転物体側に反射する反射板と、
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第１の被写体像をスキャンする第１の複数のセンサと、
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、上記誘電体レンズおよび上記反射板により結像される第２の被写体像をスキャンする第２の複数のセンサと、
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、上記第１の複数のセンサの出力信号より、上記第１の被写体像上の各画素の信号を取得し、上記第２の複数のセンサの出力信号より、上記第２の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】
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の回転面の互いに異なる円周方向の位置に、第１の複数のセンサおよび第２の複数のセンサを配置し、
上記誘電体レンズで収束されたミリ波またはサブミリ波を上記回転物体側に反射する反射板を設け、
上記回転物体を回転させ、該回転物体の回転に伴って、上記第１の複数のセンサにより、上記誘電体レンズにより結像される第１の被写体像をスキャンし、上記第２の複数のセンサにより、上記誘電体レンズおよび上記反射板により結像される第２の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、上記第１の複数のセンサの出力信号より上記第１の被写体像上の各画素の信号を取得し、上記第２の複数のセンサの出力信号より上記第２の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。
【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軸に対し、上記誘電体レンズの光軸と直交する互いに逆方向の位置に設けられ、上記誘電体レンズで収束されたミリ波またはサブミリ波を上記回転物体側に反射する第１の反射板および第２の反射板と、
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、上記誘電体レンズおよび上記第１の反射板により結像される第１の被写体像をスキャンする第１の複数のセンサと、
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、上記誘電体レンズおよび上記第２の反射板により結像される第２の被写体像をスキャンする第２の複数のセンサと、
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、上記第１の複数のセンサの出力信号より、上記第１の被写体像上の各画素の信号を取得し、上記第２の複数のセンサの出力信号より、上記第２の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４】
上記誘電体レンズは、上記第１の被写体像を結像させるための第１の誘電体レンズと、上記第２の被写体像を結像させるための第２の誘電体レンズとからなる
請求項３に記載のイメージング装置。
【請求項５】
上記撮像部は、
上記画素信号取得部で取得された上記第１の被写体像上の各画素の信号および上記第２の被写体像上の各画素の信号に基づいて、各画素の視差を求め、被写体上の各画素までの距離を判別する距離判別部をさらに有する
請求項３に記載のイメージング装置。
【請求項６】
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の回転面の互いに異なる円周方向の位置に第１の複数のセンサおよび第２の複数のセンサを配置し、
上記回転物体の回転軸に対し、上記誘電体レンズの光軸と直交する互いに逆方向の位置に第１の反射板および第２の反射板を設け、
上記回転物体を回転させ、該回転物体の回転に伴って、上記第１の複数のセンサにより、上記誘電体レンズおよび上記第１の反射板により結像される第１の被写体像をスキャンし、上記第２の複数のセンサにより、上記誘電体レンズおよび上記第２の反射板により結像される第２の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、上記第１の複数のセンサの出力信号より上記第１の被写体像上の各画素の信号を取得し、上記第２の複数のセンサの出力信号より、上記第２の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。
【請求項７】
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有効範囲に結像される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、
上記回転物体に近接し、上記有効範囲とは異なる位置に配置され、一定レベル値のミリ波またはサブミリ波を発生する校正用物体と、
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、上記構成用物体が発生するミリ波またはサブミリ波を測定した校正用信号を取得し、該校正用信号に基づいて上記複数のセンサの出力信号を校正する出力信号校正部とを有する
イメージング装置。
【請求項８】
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の回転面に複数のセンサを配置し、
上記回転物体に近接して、一定レベル値のミリ波またはサブミリ波を発生する校正用物体を設け、
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、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、
上記回転物体の回転位置に基づいて、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し、
上記回転物体の回転位置に基づいて、上記複数のセンサの出力信号より、上記校正用物体が発生するミリ波またはサブミリ波を測定した校正用信号を取得し、該校正用信号に基づいて上記複数のセンサの出力信号を校正する
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。イメージングにおいて、センサは１画素に相当するため、例えば、１００×１００ピクセル（pixel）の画像をイメージングするためには、1万個のセンサが必要となる。
【００１１】
１万個ものセンサを物理的に設置するのは、コスト面、製造面からいって、特殊な用途を除いて、一般の監視ソリューションに用いる装置に適用することは困難である。そこで、一般的には、上述したように、実際の画素数よりも少ないセンサを配置して、センサをメカ的にスキャンしている（特許文献１参照）。あるいは、信号処理によってスキャン操作を行うことで、多画素化を実現している（非特許文献３参照）。
【００１２】
また、画像による監視や計測の分野において、３次元情報を得ることは非常に重要である。３次元情報を得ることで、監視対象となる物体の空間的な位置が容易に把握できるからである。一方、監視や計測における非破壊検査装置として、上述したように、ミリ波イメージング装置がある。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。
【００１３】
従来のミリ波イメージング装置は、上述の特許文献１や非特許文献２のように、一般的な監視カメラと同じく、撮像対象の２次元イメージを取得する方法が多かった。ミリ波イメージング装置においても、３次元情報を得ることができる装置があれば、非常に有意義であると思われる。
【００１４】
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。イメージングを高速化するには複数のセンサを用いる手段が有効であるが、複数のセンサを用いると、センサ間の感度ばらつきによって、得られる画像にムラが生じてしまい、画質が低下する。同じような問題は赤外線センサも抱えており、赤外線センサでは、例えば、特許文献２のような手段でセンサ間の感度ばらつきを補正している。
【００１５】
感度ばらつきには、次の３つがある。１つ目は、センサの製造時の製造過程での品質のばらつくによって生じるものである。２つ目は、センサの経年変化によって生じるものである。３つ目は、使用時の外乱や揺らぎによって生じるものである。１つ目は、製造時の品質検査時に校正を行うことで、補正可能である。２つ目は、製品出荷後に定期的な校正作業で補正することができる。しかし、短期間での校正作業には、センサを含むシステムが本来の目的での使用が困難になるため、高頻度での校正作業の実施が困難となるという問題がある。さらには、３つ目については、２つ目よりもさらに高頻度での補正が必要であり、その校正方法が問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特表２００９−５２６９８８号公報
【特許文献２】特開平０２−２７０２４３号公報
【非特許文献】
【００１７】
【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
【非特許文献３】H. V. Nguyen, "Pencil-beam2D scanning leaky-wave antenna," Int. Symp. On Signals, Systems andElectronics (ISSSE 2007), July 30 - Aug. 2, pp. 139-142(2007)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
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。
この発明の目的は、メカ機構の負担を少なくし、さらに、計測有効範囲を拡大することにある。また、この発明の目的は、メカ機構の負担を少なくし、さらに、３次元情報を得ることにある。また、この発明の目的は、メカ機構の負担を少なくし、さらに、キャリブレーション（校正）を簡便に行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
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、
上記誘電体レンズで収束されたミリ波またはサブミリ波を上記回転物体側に反射する反射板と、
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第１の被写体像をスキャンする第１の複数のセンサと、
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、上記誘電体レンズおよび上記反射板により結像される第２の被写体像をスキャンする第２の複数のセンサと、
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、上記第１の複数のセンサの出力信号より、上記第１の被写体像上の各画素の信号を取得し、上記第２の複数のセンサの出力信号より、上記第２の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。
【００２０】
この発明においては、撮像部は、回転物体、回転機構部、反射板、第１、第２の複数のセンサ、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、第１の複数のセンサおよび第２の複数のセンサが配置されている。これらのセンサは、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。
【００２１】
誘電体レンズで収束されたミリ波またはサブミリ波を回転物体側に反射する反射板が設けられる。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第１の複数のセンサにより、誘電体レンズにより結像される第１の被写体像がスキャンされる。このように、第１の複数のセンサにより第１の被写体像がスキャンされることで、第１の複数のセンサでは、第１の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。
【００２２】
また、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第２の複数のセンサにより、誘電体レンズおよび反射板により結像される第２の被写体像がスキャンされる。このように、第２の複数のセンサにより第２の被写体像がスキャンされることで、第２の複数のセンサでは、第２の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。
【００２３】
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。上述の第１、第２の複数のセンサによる第１、第２の被写体像のスキャンは、これら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、回転位置検出信号に基づいて、第１の複数のセンサの出力信号から第１の被写体像上の各画素の信号が取得され、また、第２の複数のセンサの出力信号から第２の被写体像上の各画素の信号が取得される。
【００２４】
このように、この発明においては、第１、第２の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。
【００２５】
また、この発明においては、回転物体の回転面に誘電体レンズにより第１の被写体像を結像させる他、この回転物体の回転面に誘電体レンズおよび反射板により第２の被写体像を結像させ、これら第１、第２の被写体像上の各画素の信号を取得している。そのため、計測有効範囲の拡大を図ることができ、また、異なるフォーカス画像の画素信号を得ることができる。
【００２６】
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軸に対し、上記誘電体レンズの光軸と直交する互いに逆方向の位置に設けられ、上記誘電体レンズで収束されたミリ波またはサブミリ波を上記回転物体側に反射する第１の反射板および第２の反射板と、
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、上記誘電体レンズおよび上記第１の反射板により結像される第１の被写体像をスキャンする第１の複数のセンサと、
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、上記誘電体レンズおよび上記第２の反射板により結像される第２の被写体像をスキャンする第２の複数のセンサと、
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、上記第１の複数のセンサの出力信号より、上記第１の被写体像上の各画素の信号を取得し、上記第２の複数のセンサの出力信号より、上記第２の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。
【００２７】
この発明においては、撮像部は、回転物体、回転機構部、第１、第２反射板、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、第１の複数のセンサおよび第２の複数のセンサが配置されている。これらのセンサは、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。
【００２８】
第１の反射板および第２の反射板は、回転物体の回転軸に対し、誘電体レンズの光軸と直交する互いに逆方向の位置に設けられる。誘電体レンズで収束されたミリ波またはサブミリ波は、第１の反射板により回転物体側に反射され、回転物体の回転面に第１の被写体像が結像される。また、誘電体レンズで収束されたミリ波またはサブミリ波は、第２の反射板により回転物体側に反射され、回転物体の回転面に第２の被写体像が結像される。これら第１、第２の被写体像は、異なる視点から見た場合の被写体像である。
【００２９】
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第１の複数のセンサにより、誘電体レンズおよび第１の反射板により結像される第１の被写体像がスキャンされる。このように、第１の複数のセンサにより第１の被写体像がスキャンされることで、第１の複数のセンサでは、第１の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。
【００３０】
また、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第２の複数のセンサにより、誘電体レンズおよび第２の反射板により結像される第２の被写体像がスキャンされる。このように、第２の複数のセンサにより第２の被写体像がスキャンされることで、第２に複数のセンサでは、第２の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。
【００３１】
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。上述の第１、第２の複数のセンサによる第１、第２の被写体像のスキャンは、これら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、回転位置検出信号に基づいて、第１の複数のセンサの出力信号から第１の被写体像上の各画素の信号が取得され、また、第２の複数のセンサの出力信号から第２の被写体像上の各画素の信号が取得される。
【００３２】
このように、この発明においては、第１、第２の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。
【００３３】
また、この発明においては、第１、第２の反射板により、回転物体の回転面に、異なる視点から見た場合の第１、第２の被写体像を結像させる。そして、これら第１、第２の被写体像上の各画素の信号を取得している。そのため、これら第１、第２の被写体像上の各画素の信号を用いて３次元情報（奥行き情報）を得ることができる。
【００３４】
この発明において、例えば、誘電体レンズは、第１の被写体像を結像させるための第１の誘電体レンズと、第２の被写体像を結像させるための第２の誘電体レンズとからなる、ようにしてもよい。
【００３５】
また、この発明において、撮像部は、画素信号取得部で取得された第１の被写体像上の各画素の信号および第２の被写体像上の各画素の信号に基づいて、各画素の視差を求め、被写体上の各画素までの距離を判別する距離判別部をさらに有する、ようにしてもよい。この場合、３次元情報（奥行き情報）を得ることができる。
【００３６】
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有効範囲に結像される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、
上記回転物体に近接し、上記有効範囲とは異なる位置に配置され、一定レベル値のミリ波またはサブミリ波を発生する校正用物体と、
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、上記校正用物体が発生するミリ波またはサブミリ波を測定した校正用信号を取得し、該校正用信号に基づいて上記複数のセンサの出力信号を校正する出力信号校正部とを有する
イメージング装置にある。
【００３７】
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出力信号校正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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
校正用物体は、上述の回転物体に近接して配置される、上述の計測有効範囲とは異なる位置に配置される。出力信号校正部により、回転検出部で得られる回転位置検出信号に基づいて、複数のセンサの出力信号より、校正用物体が発生するミリ波またはサブミリ波を測定した校正用信号が取得される。そして、この出力信号校正部により、取得された校正用信号に基づいて、複数のセンサの出力信号が校正（キャリブレーション）される。
【００４１】
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。
【００４２】
また、この発明においては、回転物体に近接して校正用物体を配置し、回転物体の回転面に配置された複数のセンサで校正用物体が発生するミリ波またはサブミリ波を測定し、この複数のセンサの出力信号より校正用信号を取得するようにしている。そのため、複数のセンサの出力信号を簡便に校正できる。
【発明の効果】
【００４３】
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、回転物体の回転面に誘電体レンズにより第１の被写体像を結像させる他、この回転物体の回転面に誘電体レンズおよび反射板により第２の被写体像を結像させ、これら第１、第２の被写体像上の各画素の信号を取得しているため、計測有効範囲の拡大を図ることができ、また、異なるフォーカス画像の画素信号を得ることができる。
【００４４】
また、この発明によれば、第１、第２の反射板により、回転物体の回転面に、異なる視点から見た場合の第１、第２の被写体像を結像させ、これら第１、第２の被写体像上の各画素の信号を取得しているため、これら第１、第２の被写体像上の各画素の信号を用いて３次元情報（奥行き情報）を得ることができる。また、この発明によれば、回転物体に近接して校正用物体を配置し、回転物体の回転面に配置された複数のセンサで校正用物体が発生するミリ波またはサブミリ波を測定し、この複数のセンサの出力信号より校正用信号を取得するようにしているため、複数のセンサの出力信号を簡便に校正できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【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、反射板と、センサ群（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】誘電体レンズに対して焦点距離Ｄの位置に焦点範囲Ｌの領域だけ焦点があう範囲が存在することを示す図である。
【図５】回転物体の回転面に配置されたセンサでスキャンする場合に定義されるパラメータを示す図である。
【図６】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７】焦点の異なった２つの被写体像に対応した画素信号を得ることができることを説明するための図である。
【図８】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９】イメージング装置の撮像部を構成する回転物体と反射板とセンサ群（複数のセンサ）を説明するための図である。
【図１０】イメージング装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲが基線長だけ左右に離れた２つの視点から被写体を見た場合の画像に相当することを説明するための図である。
【図１２】撮像されたイメージ例と、距離分布の作成例を示す図である。
【図１３】撮像部の前面に２つの誘電体レンズを配置する構成を示す図である。
【図１４】２対以上の反射板を設けて、２つ以上の３次元情報を得ることを説明するための図である。
【図１５】この発明の第３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１６】イメージング装置の撮像部を構成する回転物体と校正用物体とセンサ群（複数のセンサ）を説明するための図である。
【図１７】イメージング装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】この発明の第４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１９】イメージング装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】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】
【００４６】
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．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．変形例
【００４７】
＜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。
【００４８】
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、円周面方向の異なる２つの位置に、それぞれ、複数のセンサ１２４が配置されている。ここで、説明を容易とするため、一方の複数のセンサ１２４をセンサ群１２４Ａとし、他方の複数のセンサ１２４をセンサ群１２４Ｂとする。各センサ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。
【００４９】
誘電体レンズ１１０は、回転物体１２１の回転面に、被写体像ＩＭ１を結像する。回転物体１２１の回転面に配置されたセンサ群１２４Ａの各センサ１２４は、回転物体１２１の回転に伴って、被写体像ＩＭ１をスキャンする。センサ群１２４Ａの各センサ１２４は、このように被写体像ＩＭ１をスキャンすることで、被写体像ＩＭ１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、センサ群１２４Ａは、被写体像ＩＭ１のスキャンを、所定の角範囲、つまり、計測有効範囲（有効範囲１）にある期間に行う。
【００５０】
ここで、計測有効範囲について説明する。この焦点範囲Ｌは、センサ１２４と前面にある誘電体レンズ１１０とによって決まる。誘電体レンズ１１０の焦点が合う範囲内であれば、センサ１２４の出力信号（計測データ）をイメージングに使用できる。範囲外の場合、誘電体レンズ１１０の焦点が合っていないので、センサ１２４の出力信号（計測データ）をイメージングに使用できない。
【００５１】
例えば、図４に示すように、誘電体レンズ１１０に対して焦点距離Ｄの位置に焦点範囲Ｌの領域だけ焦点があう範囲が存在する。なお、Ｌは、図面上では直線であるが、実際には一辺の長さがＬの四角形、あるいは、直径がＬの円形などの面積を持っている。この範囲を、回転物体１２１の回転面に配置されたセンサ１２４でスキャンする場合、図５に示すようなパラメータが定義される。図５のスキャン角度θが計測有効範囲である。逆に、（３６０−θ）度は、実際には計測が行われていない無効計測範囲となる。
【００５２】
例えば、θが３６度の場合、無効計測範囲は３２４度となり、実際にドラムの１回転でセンサ１２４が計測に使用されるのは１０％になってしまう。つまり、θを大きくすれば、計測有効範囲を拡大することができるため、同じ焦点範囲Ｌが規定されているのであれば、ドラムの半径ｒを小さくした方がよい。しかし、回転物体１２１の半径ｒを小さくした場合、図５に示される、傾きｓと距離差ｄが問題となる。
【００５３】
半径ｒを小さくすると、傾きｓと距離差ｄが大きくなってしまう。これは、誘電体レンズ１１０によって集められたミリ波のセンサ１２４への照射条件が変化してしまうため、イメージング結果が画像の場所によって変化してしまうことになる。しかし、傾きｓと距離差ｄを小さくするために、半径ｒを大きくすると、スキャン角度θが小さくなってしまう問題がある。
【００５４】
そこで、図１〜図３に示すイメージング装置１００では、図１に示すように、撮像部１２０は、反射板１２６を有している。この反射板１２６は、誘電体レンズ１１０で収束されたミリ波を、回転物体１２１側に反射する。この反射板１２６を取り付けることで、新たな計測有効範囲（有効範囲２）でもスキャンでき、センサ１２４の計測有効範囲が拡大する。
【００５５】
誘電体レンズ１１０および反射板１２６は、回転物体１２１の回転面に、被写体像ＩＭ２を結像する。回転物体１２１の回転面に配置されたセンサ群１２４Ｂの各センサ１２４は、回転物体１２１の回転に伴って、被写体像ＩＭ２をスキャンする。センサ群１２４Ｂの各センサ１２４は、このように被写体像ＩＭ２をスキャンすることで、被写体像ＩＭ２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、センサ群１２４Ｂは、被写体像ＩＭ２のスキャンを、所定の角範囲、つまり、計測有効範囲（有効範囲２）にある期間に行う。
【００５６】
センサ群１２４Ａの各センサ１２４およびセンサ群１２４Ｂの各センサ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。各センサ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、各センサ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、各センサ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。
【００５７】
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および反射板１２６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、センサ群１２４Ａ，１２４Ｂおよび反射板１２６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。
【００５８】
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、センサ群１２４Ａ，１２４Ｂ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。
【００５９】
Ａ／Ｄ変換器１３５は、回転物体１２１の回転面に配置されたセンサ群１２４Ａ，１２４Ｂの各センサ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、センサ群１２４Ａの各センサ１２４の出力信号より、有効範囲１に存在する被写体像ＩＭ１上の各画素の信号を、回転物体１２１の回転位置に同期して取得する。また、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、センサ群１２４Ｂの各センサ１２４の出力信号より、有効範囲２に存在する被写体像ＩＭ２上の各画素の信号を、回転物体１２１の回転位置に同期して取得する。
【００６０】
図６は、計測有効範囲における、センサ群１２４Ａ，１２４Ｂの各センサ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６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。
【００６１】
信号処理回路１３７は、同期回路１３６から出力される被写体像ＩＭ１，ＩＭ２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ＩＭ１，ＩＭ２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。
【００６２】
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１２３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センサ群１２４Ａは、誘電体レンズ１１０により結像される被写体像ＩＭ１を、所定の周期でスキャンするようにされる。また、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センサ群１２４Ｂは、誘電体レンズ１１０および反射板１２６により結像される被写体像ＩＭ２を、所定の周期でスキャンするようにされる。
【００６３】
センサ群１２４Ａ，１２４Ｂの各センサ１２４では、被写体像ＩＭ１，ＩＭ２の各部におけるミリ波の計測が行われる。そして、センサ群１２４Ａ，１２４Ｂの各センサ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。
【００６４】
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、センサ群１２４Ａの各センサ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ＩＭ１上の各計測点（各画素）の信号が取得される（図６参照）。また、同期回路１３６では、センサ群１２４Ｂの各センサ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ＩＭ２上の各計測点（各画素）の信号が取得される（図６参照）。この被写体像ＩＭ１，ＩＭ２上の各画素の信号は、信号処理回路１３７に供給される。
【００６５】
信号処理回路１３７では、被写体像ＩＭ１，ＩＭ２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ＩＭ１，ＩＭ２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ＩＭ１，ＩＭ２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ＩＭ１，ＩＭ２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１〜図３に示すイメージング装置１００においては、センサ群１２４Ａ，１２４Ｂの各センサ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。
【００６７】
また、図１〜図３に示すイメージング装置１００においては、回転物体１２１の回転面に誘電体レンズ１１０により被写体像ＩＭ１を結像させる他、この回転物体１２１の回転面に誘電体レンズ１１０および反射板１２６により被写体像ＩＭ２を結像させる。そして、これら被写体像ＩＭ１，ＩＭ２上の各画素の信号を取得しているため、計測有効範囲として、有効範囲１に、さらに有効範囲２が付加され、その拡大を図ることができる。
【００６８】
また、図１〜図３に示すイメージング装置１００においては、有効範囲１に被写体像ＩＭ１を結像させる他、有効範囲２に被写体像ＩＭ２を結像させ、これら被写体像ＩＭ１，ＩＭ２上の各画素の信号を取得している。図７に示すように、有効範囲１と有効範囲２では、誘電体レンズ１１０に対する焦点距離が異なる。つまり、焦点の異なった２つの被写体像ＩＭ１，ＩＭ２に対応した画素信号を得ることができる。
【００６９】
なお、図１〜図３に示すイメージング装置１００においては、１枚の反射板１２６を設けた例を示している。しかし、同様の反射板を２枚以上設けて、さらに多くの、焦点距離を異にする被写体像の画素信号を得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、特許第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。
【００７０】
＜第２の実施の形態＞
［イメージング装置の構成］
図８〜図１０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。これら図８〜図１０において、図１〜図３と対応する部分には、同一符号を付して示している。図８は、イメージング装置１００Ａの全体を概略的に示している。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１１０Ａ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。
【００７１】
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１２１を有している。この回転物体１２１は、図９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、円周面方向の異なる２つの位置に、それぞれ、複数のセンサ１２４が配置されている。ここで、説明を容易とするため、一方の複数のセンサ１２４をセンサ群１２４Ｌとし、他方の複数のセンサ１２４をセンサ群１２４Ｒとする。各センサ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。
【００７２】
また、撮像部１２０Ａは、反射板１２６Ｌ，１２６Ｒを有している。これらの反射板１２６Ｌ，１２６Ｒは、回転物体１２１の回転軸１２３に対し、誘電体レンズ１１０の光軸１２２と直交する互いに逆方向の位置に対照的に設けられる。誘電体レンズ１１０で収束されたミリ波は、反射板１２６Ｌにより回転物体１２１側に反射され、回転物体１２１の回転面（計測有効範囲１）に、左眼画像に対応した被写体像ＩＭＬが結像される。また、誘電体レンズ１１０で収束されたミリ波は、反射板１２６Ｒにより回転物体１２１側に反射され、回転物体１２１の回転面（計測有効範囲２）に、右眼画像に対応した被写体像ＩＭＲが結像される。これらの被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲは、図１１に示すように、例えば、基線長だけ左右に離れた２つの視点から被写体を見た場合の画像に相当する。
【００７３】
回転物体１２１の回転面に配置されたセンサ群１２４Ｌの各センサ１２４は、回転物体１２１の回転に伴って、被写体像ＩＭＬをスキャンする。センサ群１２４Ｌの各センサ１２４は、このように被写体像ＩＭＬをスキャンすることで、被写体像ＩＭＬ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の回転面に配置されたセンサ群１２４Ｒの各センサ１２４は、回転物体１２１の回転に伴って、被写体像ＩＭＲをスキャンする。センサ群１２４Ｒの各センサ１２４は、このように被写体像ＩＭＲをスキャンすることで、被写体像ＩＭＲ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。
【００７４】
センサ群１２４Ｌの各センサ１２４およびセンサ群１２４Ｒの各センサ１２４は、図９に示すように、回転物体１２１の回転軸１２３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。各センサ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９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、各センサ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、各センサ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。
【００７５】
図１０は、イメージング装置１００Ａの構成を示している。なお、この図１０には、誘電体レンズ１１０および反射板１２６Ｌ，１２６Ｒ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１２１、センサ群１２４Ｌ，１２４Ｒおよび反射板１２６Ｌ，１２６Ｒ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１００Ａ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。
【００７６】
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、センサ群１２４Ｌ，１２４Ｒ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。
【００７７】
Ａ／Ｄ変換器１３５は、回転物体１２１の回転面に配置されたセンサ群１２４Ｌ，１２４Ｒの各センサ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、センサ群１２４Ｌの各センサ１２４の出力信号より、計測有効範囲１に存在する被写体像ＩＭＬ上の各画素の信号を、回転物体１２１の回転位置に同期して取得する。また、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、センサ群１２４Ｒの各センサ１２４の出力信号より、計測有効範囲２に存在する被写体像ＩＭＲ上の各画素の信号を、回転物体１２１の回転位置に同期して取得する。
【００７８】
上述の図６は、計測有効範囲における、センサ群１２４Ｌ，１２４Ｒの各センサ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６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。
【００７９】
信号処理回路１３７は、同期回路１３６から出力される被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲ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ＩＭＬ，ＩＭＲ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。
【００８０】
図８〜図１０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１２３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センサ群１２４Ｌは、誘電体レンズ１１０および反射板１２６Ｌにより結像される被写体像ＩＭＬを、所定の周期でスキャンするようにされる。また、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センサ群１２４Ｒは、誘電体レンズ１１０および反射板１２６Ｒにより結像される被写体像ＩＭＲを、所定の周期でスキャンするようにされる。
【００８１】
センサ群１２４Ｌ，１２４Ｒの各センサ１２４では、被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲの各部におけるミリ波の計測が行われる。そして、センサ群１２４Ｌ，１２４Ｒの各センサ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。
【００８２】
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、センサ群１２４Ｌの各センサ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ＩＭＬ上の各計測点（各画素）の信号が取得される（図６参照）。また、同期回路１３６では、センサ群１２４Ｒの各センサ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ＩＭＲ上の各計測点（各画素）の信号が取得される（図６参照）。この被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲ上の各画素の信号は、信号処理回路１３７に供給される。
【００８３】
信号処理回路１３７では、被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲ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ＩＭＬ，ＩＭＲ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ＩＭＬ，ＩＭＲ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ＩＭＬ，ＩＭＲ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。
【００８４】
なお、上述したように、２つの被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲは、例えば、基線長だけ左右に離れた２つの視点から被写体を見た場合の画像に相当する（図１１参照）。これら２つの被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲ上に存在する物体の位置は、視点からの距離に応じて変化する。この位置の差は、一般的に視差と呼ばれている。逆に言うと、これら２つの被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲ上に存在する物体の視差を求めることで、その物体までの距離を算出できる。
【００８５】
視差から距離を算出するには、例えば、（１）式を用いることができる。ここで、Ｄは算出される距離、ｄは基線長、ｆはイメージング装置１００Ａの焦点距離、sは視差である。この（１）式から明らかなように、距離と視差は逆数の関係にある
Ｄ＝ｄ＊ｆ／ｓ      ・・・（１）
【００８６】
上述していないが、例えば、信号処理回路１３７は、被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲ上の各画素の信号に基づいて、各画素の視差を求め、被写体上の各画素までの距離を求め、距離分布を作成する機能を備えていてもよい。例えば、図１２（ａ）が撮像されたイメージであるのに対して、図１２（ｂ）は作成された距離分布の一例を示している。この距離分布例では、明るい点は近く、遠い点は暗く表されている。このような距離分布を用いればイメージ中に距離は異なるが明るさが同じ物体が重なっている場合（図１２（ａ）参照）に、２つの物体の分離が容易になる。この場合、信号処理回路１３７は、距離判別部を構成する。
【００８７】
上述したように、図８〜図１０に示すイメージング装置１００Ａにおいては、センサ群１２４Ｌ，１２４Ｒの各センサ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。
【００８８】
また、図８〜図１０に示すイメージング装置１００Ａにおいては、反射板１２６Ｌ，１２６Ｒにより、回転物体１２１の回転面に、異なる視点から見た場合の被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲを結像させ、これら被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲ上の各画素の信号を取得している。これらの被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲは、基線長だけ左右に離れた２つの視点から被写体を見た場合の画像に相当する。そのため、これらの被写体像ＩＭＬ，ＩＭＲ上の各画素の信号を用いて、視点から被写体上の各画素までの距離、つまり３次元情報（奥行き情報）を得ることができる。そして、距離分布などを作成することが可能となる。
【００８９】
なお、図８〜図１０に示すイメージング装置１００Ａにおいては、撮像部１２０Ａの前面に１つの誘電体レンズ１１０を配置したものである。しかし、例えば、図１３に示すように、撮像部１２０Ａの前面に２つの誘電体レンズ１１０Ｌ，１００Ｒを配置する構成も考えられる。この場合、誘電体レンズ１１０Ｌは、反射板１２６Ｌと共同して、左側の被写体像ＩＭＬを結像させる。また、誘電体レンズ１１０Ｒは、反射板１２６Ｒと共同して、右側の被写体像ＩＭＲを結像させる。
【００９０】
また、図８〜図１０に示すイメージング装置１００Ａにおいては、一対の反射板１２６Ｌ，１２６Ｒを設けたものを示したが、２対以上の反射板を設けて、２つ以上の３次元情報を得ることも考えられる。図１４は、反射板１２６Ｌ１，１２６Ｒ１と、反射板１２６Ｌ２，１２６Ｒ２との、二対の反射板が設けられた例である。この場合、回転物体１２１にも、センサ群１２４Ｌ１，１２４Ｒ１と、センサ群１２４Ｌ２，１２４Ｒ２との、二対のセンサ群が配置されている。
【００９１】
＜第３の実施の形態＞
［イメージング装置の構成］
図１５〜図１７は、第３の実施の形態としてのイメージング装置１００Ｂの構成例を示している。これら図１５〜図１７において、図１〜図３と対応する部分には、同一符号を付して示している。図１５は、イメージング装置１００Ｂの全体を概略的に示している。イメージング装置１００Ｂは、誘電体レンズ１１０と、撮像部１２０Ｂ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。
【００９２】
撮像部１２０Ｂ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１２０Ｂは、回転物体１２１を有している。この回転物体１２１は、図１６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。ここで、説明を容易とするため、複数のセンサ１２４をセンサ群１２４Ｇとする。各センサ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。
【００９３】
誘電体レンズ１１０により、回転物体１２１の回転面の計測有効範囲に、被写体像ＩＭが結像される。回転物体１２１の回転面に配置されたセンサ群１２４Ｇは、回転物体１２１の回転に伴って、被写体像ＩＭをスキャンする。センサ群１２４Ｇの各センサ１２４は、このように被写体像ＩＭをスキャンすることで、被写体像ＩＭ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。
【００９４】
また、撮像部１２０１Ｂは、一定レベル値のミリ波を発生する校正用物体１２７を有している。この校正用物体１２７は、例えば黒体板あるいは黒体テープなどのミリ波の放射レベル値が既知の物体である。この校正用物体１２７は、上述した計測有効範囲とは異なる位置に、回転物体１２１に近接して配置される。
【００９５】
センサ群１２４Ｇの各センサ１２４は、図１６に示すように、回転物体１２１の回転軸１２３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。各センサ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１６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、各センサ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、各センサ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。
【００９６】
図１７は、イメージング装置１００Ｂの構成を示している。なお、この図１７には、誘電体レンズ１１０および校正用物体１２７の図示を省略している。イメージング装置１００Ｂは、上述した回転物体１２１、センサ群１２４Ｇ、校正用物体１２７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１３４，１４１を有している。また、イメージング装置１００Ｂは、Ａ／Ｄ変換器１３５と、同期回路１３６Ｂと、信号処理回路１３７と、出力機器１３８を有している。
【００９７】
コントローラ１３１は、イメージング装置１００Ｂ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。また、エンコーダ１４１も、回転物体１２１の回転位置を検出する。
【００９８】
特に、このエンコーダ１４１は、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４が、校正用物体１２７に対向した位置にあることを検出する。このように、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４が校正用物体１２７に対向した位置にあるとき、各センサ１２４は校正用物体１２７から発生されるミリ波の測定をおこなう。エンコーダ１３４，１４１は、いずれも、回転物体１２１の回転位置を検出するものであり、同じ装置で併用してもよい。
【００９９】
これらエンコーダ１３４，１４１は、回転位置検出部を構成している。これらエンコーダ１３４，１４１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、センサ群１２４Ｇ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。また、この回転位置検出信号に基づいて、上述したように、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４が校正用物体１２７に対向した位置にあるか否かがわかる。
【０１００】
Ａ／Ｄ変換器１３５は、回転物体１２１の回転面に配置されたセンサ群１２４Ｇの各センサ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１３６Ｂは、Ａ／Ｄ変換器１３５でデジタル信号に変換された、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４の出力信号より、計測有効範囲に存在する被写体像ＩＭ上の各画素の信号を、回転物体１２１の回転位置に同期して取得する。この意味で、同期回路１３６Ｂは、画素信号取得部を構成している。
【０１０１】
上述の図６は、計測有効範囲における、センサ群１２４Ｇの各センサ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１３６Ｂ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６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。
【０１０２】
また、同期回路１３６Ｂは、Ａ／Ｄ変換器１３５でデジタル信号に変換された、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４の出力信号より、校正用物体１２７が発生するミリ波の測定信号（校正用信号）を、回転物体１２１の回転位置に同期して取得する。なお、校正用物体１２７の対向範囲における、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４のスキャニング軌跡も、詳細説明は省略するが、上述の図６に示すものと同様となる。同期回路１３６Ｂは、この校正用信号に基づいて、上述したように取得された計測有効範囲に存在する被写体像ＩＭ上の各画素の信号を校正（キャリブレーション）して出力する。この意味で、同期回路１３６Ｂは、出力信号校正部を構成している。
【０１０３】
この場合、同期回路１３６Ｂは、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４Ｇの間の出力のばらつきを校正する。具体的には、回転物体１２１のある１回転の中で、あるセンサ１２４が校正用物体１２７を撮像したデータ群をMc[k](k=1〜N)とし、またそのセンサ１２４が計測有効範囲で撮像したイメージング用のデータをMi[k](k=1〜N)とする。
【０１０４】
このとき、Mi[k](k=1〜N)は、（２）式で求められるMc[k](k=1〜N)の平均値であるMc_aveを用いて、（３）式により校正され、Mi′[k](k=1〜N)が得られる。なお、Mc_aveは同じ校正物体１２７を撮影したMc[k]の代表値であればよいので、平均値でなくてもよく、例えば中間値等でもよい。
Mc_ave = 1/N・ΣMc[k]      ・・・（２）
Mi′[k] = Mi[k]-Mc_ref      ・・・（３）
【０１０５】
信号処理回路１３７は、同期回路１３６Ｂから出力される被写体像ＩＭ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ＩＭ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。
【０１０６】
図１５〜図１７に示すイメージング装置１００Ｂ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１２３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センサ群１２４Ｇは、誘電体レンズ１１０により結像される被写体像ＩＭを、所定の周期でスキャンするようにされる。
【０１０７】
センサ群１２４Ｇの各センサ１２４では、ミリ波の計測が行われる。そして、センサ群１２４Ｇの各センサ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。
【０１０８】
また、エンコーダ１３４，１４１により、回転物体１２１の回転位置が検出される。これらエンコーダ１３４，１４１から出力される回転位置検出信号は、同期回路１３６Ｂに供給される。同期回路１３６Ｂでは、センサ群１２４Ｇの各センサ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ＩＭ上の各計測点（各画素）の信号が取得される（図６参照）。
【０１０９】
また、同期回路１３６Ｂでは、センサ群１２４Ｇの各センサ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、校正用物体１２７が発生するミリ波の測定信号（校正用信号）が取得される。そして、同期回路１３６Ｂでは、さらに、この校正用信号に基づいて、上述したように取得された計測有効範囲に存在する被写体像ＩＭ上の各画素の信号が校正（キャリブレーション）される（（３）式参照）。このように校正された被写体像ＩＭ上の各画素の信号は、信号処理回路１３７に供給される。
【０１１０】
信号処理回路１３７では、被写体像ＩＭ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ＩＭ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ＩＭ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ＩＭ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。
【０１１１】
上述したように、図１５〜図１７に示すイメージング装置１００Ｂにおいては、センサ群１２４Ｇの各センサ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。
【０１１２】
また、図１５〜図１７に示すイメージング装置１００Ｂにおいては、回転物体１２１に近接して校正用物体１２７を配置し、回転物体１２１の回転面に配置されたセンサ群１２４Ｇの各センサ１２４で校正用物体１２７が発生するミリ波を測定している。これにより、校正用信号を取得し、各センサ１２４の間の出力のばらつきを校正するようにしている。そのため、計測有効範囲に存在する被写体像ＩＭ上の各画素の信号を簡便に校正できる。
【０１１３】
＜第４の実施の形態＞
［イメージング装置の構成］
図１８、図１９は、第４の実施の形態としてのイメージング装置１００Ｃの構成例を示している。これら図１８、図１９において、図１５〜図１７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。図１８は、イメージング装置１００Ｃの全体を概略的に示している。イメージング装置１００Ｃは、誘電体レンズ１１０と、撮像部１２０Ｃ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。
【０１１４】
撮像部１２０Ｃ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１２０Ｃは、回転物体１２１を有している。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。ここで、説明を容易とするため、複数のセンサ１２４をセンサ群１２４Ｇとする。各センサ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。
【０１１５】
誘電体レンズ１１０により、回転物体１２１の回転面の計測有効範囲に、被写体像ＩＭが結像される。回転物体１２１の回転面に配置されたセンサ群１２４Ｇは、回転物体１２１の回転に伴って、被写体像ＩＭをスキャンする。センサ群１２４Ｇの各センサ１２４は、このように被写体像ＩＭをスキャンすることで、被写体像ＩＭ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。
【０１１６】
また、撮像部１２０１Ｂは、ミリ波を発生する校正用物体１２７，１２８を有している。これら校正用物体１２７，１２８は、例えば黒体板あるいは黒体テープなどのミリ波の放射レベル値が既知の物体である。ここで、校正用物体１２７と構成用物体１２８の放射レベル値は異なるものとされる。これら校正用物体１２７，１２８は、上述した計測有効範囲とは異なる位置に、回転物体１２１に近接して配置される。
【０１１７】
図１９は、イメージング装置１００Ｃの構成を示している。なお、この図１９には、誘電体レンズ１１０および校正用物体１２７，１２８の図示を省略している。イメージング装置１００Ｂは、上述した回転物体１２１、センサ群１２４Ｇ、校正用物体１２７，１２８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１３４，１４１，１４２を有している。また、イメージング装置１００Ｃは、Ａ／Ｄ変換器１３５と、同期回路１３６Ｃと、信号処理回路１３７と、出力機器１３８を有している。
【０１１８】
コントローラ１３１は、イメージング装置１００Ｃ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。また、エンコーダ１４１，１４２も、回転物体１２１の回転位置を検出する。
【０１１９】
特に、エンコーダ１４１は、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４が、校正用物体１２７に対向した位置にあることを検出する。このように、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４が校正用物体１２７に対向した位置にあるとき、各センサ１２４は校正用物体１２７から発生されるミリ波の測定をおこなう。また、エンコーダ１４２は、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４が、校正用物体１２８に対向した位置にあることを検出する。このように、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４が校正用物体１２８に対向した位置にあるとき、各センサ１２４は校正用物体１２８から発生されるミリ波の測定をおこなう。エンコーダ１３４，１４１，ｎ１４２は、いずれも、回転物体１２１の回転位置を検出するものであり、同じ装置で併用してもよい。
【０１２０】
これらエンコーダ１３４，１４１，１４２は、回転位置検出部を構成している。これらエンコーダ１３４，１４１，１４２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、センサ群１２４Ｇ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。また、この回転位置検出信号に基づいて、上述したように、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４が校正用物体１２７に対向した位置にあるか否かがわかる。さらに、この回転位置検出信号に基づいて、上述したように、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４が校正用物体１２８に対向した位置にあるか否かがわかる。
【０１２１】
Ａ／Ｄ変換器１３５は、回転物体１２１の回転面に配置されたセンサ群１２４Ｇの各センサ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１３６Ｃは、Ａ／Ｄ変換器１３５でデジタル信号に変換された、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４の出力信号より、計測有効範囲に存在する被写体像ＩＭ上の各画素の信号を、回転物体１２１の回転位置に同期して取得する。この意味で、同期回路１３６Ｃは、画素信号取得部を構成している。
【０１２２】
上述の図６は、計測有効範囲における、センサ群１２４Ｇの各センサ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１３６Ｃ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６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。
【０１２３】
また、同期回路１３６Ｃは、Ａ／Ｄ変換器１３５でデジタル信号に変換された、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４の出力信号より、校正用物体１２７が発生するミリ波の測定信号（第１の校正用信号）を、回転物体１２１の回転位置に同期して取得する。また、同期回路１３６Ｃは、Ａ／Ｄ変換器１３５でデジタル信号に変換された、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４の出力信号より、校正用物体１２８が発生するミリ波の測定信号（第２の校正用信号）を、回転物体１２１の回転位置に同期して取得する。なお、校正用物体１２７，１２８の対向範囲における、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４のスキャニング軌跡も、詳細説明は省略するが、上述の図６に示すものと同様となる。
【０１２４】
同期回路１３６Ｃは、これら第１、第２の校正用信号に基づいて、上述したように取得された計測有効範囲に存在する被写体像ＩＭ上の各画素の信号を校正（キャリブレーション）して出力する。この意味で、同期回路１３６Ｃは、出力信号校正部を構成している。この場合、同期回路１３６Ｃは、センサ群１２４Ｇの各センサ１２４の間のオフセット値および感度のばらつきを校正する。
【０１２５】
具体的には、回転物体１２１のある１回転の中で、あるセンサ１２４が校正用物体１２７を撮像したデータ群をMc1[k](k=1〜N)とし、また、そのセンサ１２４が校正用物体１２８を撮像したデータ群をMc2[k](k=1〜N)とする。さらに、回転物体１２１のある１回転の中で、そのセンサ１２４が計測有効範囲で撮像したイメージング用のデータをMi[k](k=1〜N)とする。
【０１２６】
このとき、Mi[k](k=1〜N)は、（４）式で求められるMc1[k](k=1〜N)の平均値であるMc1_aveと、（５）式で求められるMc2[k](k=1〜N)の平均値であるMc2_aveとを用いて、（６）式により校正され、Mi′[k](k=1〜N)が得られる。なお、Mc1_ref，Mc2_refは予め理想環境で撮影した校正用物体１２７，１２８の計測結果である。
Mc1_ave = 1/N・ΣMc1[k]      ・・・（４）
Mc2_ave = 1/L・ΣMc2[k]      ・・・（５）
Mi′[k] =(Mi[k]-Mc1_ave)*(Mc2_ref-Mc1_ref)/(Mc2_ave-Mc1_ave)
・・・（６）
【０１２７】
信号処理回路１３７は、同期回路１３６Ｃから出力される被写体像ＩＭ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ＩＭ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。
【０１２８】
図１８、図１９に示すイメージング装置１００Ｃ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１２３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センサ群１２４Ｇは、誘電体レンズ１１０により結像される被写体像ＩＭを、所定の周期でスキャンするようにされる。
【０１２９】
センサ群１２４Ｇの各センサ１２４では、ミリ波の計測が行われる。そして、センサ群１２４Ｇの各センサ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。
【０１３０】
また、エンコーダ１３４，１４１，１４２により、回転物体１２１の回転位置が検出される。これらエンコーダ１３４，１４１，１４２から出力される回転位置検出信号は、同期回路１３６Ｃに供給される。同期回路１３６Ｃでは、センサ群１２４Ｇの各センサ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ＩＭ上の各計測点（各画素）の信号が取得される（図６参照）。
【０１３１】
また、同期回路１３６Ｃでは、センサ群１２４Ｇの各センサ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、校正用物体１２７が発生するミリ波の測定信号（第１の校正用信号）が取得される。また、同期回路１３６Ｃでは、センサ群１２４Ｇの各センサ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、校正用物体１２８が発生するミリ波の測定信号（第２の校正用信号）が取得される。そして、同期回路１３６Ｃでは、さらに、これら第１、第２の校正用信号に基づいて、上述したように取得された計測有効範囲に存在する被写体像ＩＭ上の各画素の信号が校正（キャリブレーション）される（（６）式参照）。このように校正された被写体像ＩＭ上の各画素の信号は、信号処理回路１３７に供給される。
【０１３２】
信号処理回路１３７では、被写体像ＩＭ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ＩＭ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ＩＭ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ＩＭ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。
【０１３３】
上述したように、図１８、図１９に示すイメージング装置１００Ｃにおいては、センサ群１２４Ｇの各センサ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。
【０１３４】
また、図１８、図１９に示すイメージング装置１００Ｃにおいては、回転物体１２１に近接して校正用物体１２７，１２８を配置し、回転物体１２１の回転面に配置されたセンサ群１２４Ｇの各センサ１２４で校正用物体１２７が発生するミリ波を測定している。これにより、第１、第２の校正用信号を取得し、各センサ１２４の間の出力のばらつき、および感度のばらつきを校正するようにしている。そのため、計測有効範囲に存在する被写体像ＩＭ上の各画素の信号を簡便に校正できる。
【０１３５】
なお、上述のイメージング装置１００Ｂ，１００Ｃにおいては、校正用物体が１つと２つの例を示した。しかし、校正用物体の数を更に増加することで校正結果の精度を上げることができる。例えば、校正用物体が３つ以上の場合は、回帰分析などを用いて計測誤差を最小にするような校正方法を取ることができる。
【０１３６】
＜５．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２０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】
【０１３７】
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】
【０１３８】
１００，１００Ａ〜１００Ｃ・・・イメージング装置
１１０・・・誘電体レンズ
１２０，１２０Ａ〜１２０Ｃ・・・撮像部
１２１，１２１Ａ・・・回転物体
１２２・・・光軸
１２３・・・回転軸
１２４，・・・センサ
１２４Ａ，１２４Ｂ，１２４Ｌ，１２４Ｌ１，１２４Ｌ２，１２４Ｒ，１２４Ｒ１，１２４Ｒ２，１２４Ｇ・・・センサ群
１２５・・・スリップリング
１２６，１２６Ｌ，１２６Ｌ１，１２６Ｌ２，１２６Ｒ，１２６Ｒ１，１２６Ｒ２・・・反射板
１２７，１２８・・・校正用物体
１３１・・・コントローラ
１３２・・・モータ
１３３・・・モータ制御部
１３４，１４１，１４２・・・エンコーダ
１３５・・・Ａ／Ｄ変換器
１３６，１３６Ｂ，１３６Ｃ・・・同期回路
１３７・・・信号処理回路
１３８・・・出力機器
１４１・・・移動機構部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図１２】
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