(57)【要約】  ミリ波エネルギー検知器具が開示される。特定の実施形態では、器具は、オペレータが手で握るように適合された筐体と、筐体内に含まれる少なくとも１つのピクセルであって、ミリまたはテラヘルツ波エネルギー放射を検出するように適合された、少なくとも１つのピクセルと、ミリ波エネルギー放射の異常が検出された際に作動する警報とを含む。それに加えて、器具は、ミリ波エネルギー値を決定するために少なくとも１つのピクセルによって検出されたミリ波放射を処理するためのデジタル信号プロセッサと、ミリ波エネルギー値を格納するためのメモリデバイスとを含み得る。少なくとも１つのピクセルによって検出されたミリ波エネルギー値を、移動平均または絶対値であり得るバックグラウンドミリ波エネルギー値と比較するための比較モジュールまたは他の同様の手段を使用することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オペレータが手で握るように適合された筐体と、
前記筐体内に含まれる少なくとも１つのピクセルであって、ミリまたはテラヘルツ波エネルギー放射を検出するように適合された、前記少なくとも１つのピクセルと、
前記ミリまたはテラヘルツ波エネルギー放射の異常が検出された際に作動する警報と、
を備えるミリ波エネルギー検知器具。
【請求項２】
前記筐体内に装着され、前記少なくとも１つのピクセルに前記ミリ波エネルギーの焦点を合わせるよう構成されたレンズをさらに備える請求項１に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項３】
前記器具への給電を行うための少なくとも１つのバッテリをさらに備える請求項１に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項４】
人体の上に前記少なくとも１つのピクセルが正しく配置されている時を決定するための近接センサをさらに備える請求項１に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項５】
人体上のスキャンエリアを視覚的に照らすための発光ダイオード（ＬＥＤ）をさらに備える請求項１に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項６】
前記警報によって作動する振動モータであって、前記筐体のハンドル部分に振動を提供する、振動モータをさらに備える請求項１に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項７】
ミリ波エネルギー値を決定するために前記少なくとも１つのピクセルによって検出されたミリ波放射を処理するためのデジタル信号プロセッサをさらに備える請求項１に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項８】
前記ミリ波エネルギー値を格納するためのメモリデバイスをさらに備える請求項７に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項９】
前記少なくとも１つのピクセルによって検出された前記ミリ波エネルギー値をバックグラウンドミリ波エネルギー値と比較するための比較モジュールをさらに備える請求項８に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項１０】
前記筐体上に配置された電源スイッチおよびスキャンボタンをさらに備える請求項９に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項１１】
前記バックグラウンドミリ波エネルギー値および格納されたミリ波エネルギー値を前記メモリデバイスから消去するためのリセットボタンをさらに備える請求項１０に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項１２】
警告インジケータ、電源インジケータおよび低バッテリインジケータをさらに備える請求項１１に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項１３】
前記筐体内に含まれるバッテリを再充電するための外部バッテリ接触部をさらに備える請求項１２に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項１４】
前記筐体は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）プラスチックを部分的にさらに備える請求項１３に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項１５】
前記レンズは、前記筐体内で、前記ピクセルから１０〜４０ミリメートルのオフセットが設けられる請求項２に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項１６】
ミリ波エネルギー放射を反射するために前記筐体内に含まれる鏡をさらに備える請求項１５に記載のミリ波エネルギー検知器具。
【請求項１７】
人体のミリまたはテラヘルツ波エネルギー放射のバックグラウンド値を決定する工程と、
前記人体の上に近接してミリ波エネルギー検知器具を移動させる工程と、
前記バックグラウンド値と前記人体上の離散場所での前記ミリまたはテラヘルツ波エネルギー放射との間の異常を検出する工程と、
前記ミリまたはテラヘルツ波エネルギー放射の前記異常が検出された際に警報を作動させる工程と、
を含むミリ波エネルギー検知方法。
【請求項１８】
前記ミリ波検知器具が前記人体に近接している時を決定する工程をさらに含む請求項１７に記載のミリ波エネルギー検知方法。
【請求項１９】
前記警報を作動させる際に前記ミリ検知器具を振動させる工程をさらに含む請求項１８に記載のミリ波エネルギー検知方法。
【請求項２０】
前記ミリ波エネルギー検知器具の少なくとも１つのピクセルにミリまたはテラヘルツ波エネルギー放射の焦点を合わせる工程をさらに含む請求項１９に記載のミリ波エネルギー検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ミリ波エネルギーを使用した隠し物体検出システムの分野に関し、具体的には、ハンドヘルド式のミリ波エネルギー検知器具および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
受動ミリ波カメラは、ミリ波画像を使用して、着衣の下に隠された物体を検出して画像化する能力を有する。受動ミリ波（ＰＭＭＷ）センサは、すべての物体から放出される放射線を検出する。本技術は、銃、ナイフまたは他の禁制品のミリ波シグネチャと、暖かくて反射性の人体のミリ波シグネチャを対比させることによって機能する。それらの物体は、人体と無生物物体との温度差ひいてはミリ波エネルギー差のため、より暗くまたはより明るく見える。
【０００３】
全人体画像化（ＷＢＩ）システムの使用の拡大は、空港でのセキュリティ強化を提供する一方で、二次スクリーニングの問題を引き起こすが、その理由は、金属検出器器具はＷＢＩシステムによって発見される非金属物体を検出することができないためである。したがって、時間のかかる侵襲的なパットダウンによる身体チェックが必要とされる、および／または、対象者は、警報を解除するため、送り返されてＷＢＩを繰り返し通過させられる場合がある。いずれの手法も、必然的に、検問所でのスループットを遅らせることになり、経済上およびセキュリティ上の否定的な意味合いを有することになる。したがって、当技術分野において、人間工学的なハンドヘルド式の器具にＰＭＭＷセンサ技術を実装して、二次スクリーニングおよび警報解除のための強力なソリューションを提供するデバイスおよび方法の必要性が存在する。
【０００４】
理想的には、二次スクリーニングセンサは、一次スクリーニングンサ技術に適合させることになるが、Ｘ線後方散乱および／または能動ミリ波（ＭＭＷ）画像化システムの設置は、これを問題化させる。ハンドヘルド式のＸ線器具は、サイズ、重量および電力（ＳＷＡＰ）問題により実用的ではない。能動ＭＭＷレーダ器具を開発して設置することができるが、人体輪郭により、予測不可能な散乱による検出および誤報に対する課題が提示される。それに加えて、能動レーダの非実用的なスキャン時間は、恐らく、これらの検出および誤報の問題に対処しようとする試みから生じるものであろう。その上、前述の誤報の軽減に役立ち得る、二次スクリーニングに対する画像ベースのセンサへの依存は、プライバシー問題を悪化させ、人体のすべての部分にわたる徹底したスクリーニングを阻む可能性がある。それに従って、当技術分野において、いかなる放射線もプライバシー問題も完全に回避しながら、性能、ＳＷＡＰおよび操作上の要件を満たすことができるデバイスおよび方法の必要性が存在する。
【０００５】
ＰＭＭＷセンサが隠し物体を検出できるようにするために過酷で制御されていない環境は、環境と対象者との間の適正なコントラストを提供するために設置ごとに適応させなければならない先行技術のＷＢＩシステムの操作に影響を及ぼし、それは高価で時間がかる。さらに、異なる各設置環境に対してシステムを操作するように人員を訓練しなければならない。したがって、当技術分野において、訓練を簡易化しかつ使用が容易なミリ波エネルギー検知器具用のシステムの必要性が存在する。また、当技術分野において、制御されていない環境用にデバイスをカスタム設計する必要性を排除するミリ波エネルギー検知器具の必要性も存在する。
【０００６】
別の短所は、先行技術のＷＢＩシステムは、存在するユーティリティと現場のサポートに依存し、これは、必ずしも過酷な環境で利用できるとは限らないということである。それに従って、必要なものは、空調や操作用の外部電源などのサービスの必要性を排除するミリ波エネルギー検知器具である。
【０００７】
しかし、本発明が作成された際の先行技術を考慮すると、どうすれば特定された必要性を実現できるかについては当業者には明らかではなかった。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
特定の実施形態では、ミリ波エネルギー検知器具が開示される。ミリ波エネルギー検知器具は、オペレータが手で握るように適合された筐体と、筐体内に含まれる少なくとも１つのピクセルであって、ミリ波エネルギー放射を検出するように適合された、少なくとも１つのピクセルと、ミリ波エネルギー放射の異常が検出された際に作動する警報とを含む。
レンズは、筐体内に装着し、少なくとも１つのピクセルにミリ波エネルギーの焦点を合わせるよう構成することができる。搭載バッテリなどの電源が器具への給電を行うことも、標準の１１０Ｖまたは２２０Ｖのコンセントに接続することによって器具への給電を行うこともできる。また、器具は、人体の上に少なくとも１つのピクセルを正しく配置する際にそれを決定するための近接センサも含み得る。それに加えて、器具は、人体上のスキャンエリアを視覚的に照らすための発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み得る。振動モータは、警報によって作動することができ、振動モータは、筐体のハンドル部分に振動を提供する。さらに、器具は、ミリ波エネルギー値を決定するために少なくとも１つのピクセルによって検出されたミリ波放射を処理するためのデジタル信号プロセッサと、ミリ波エネルギー値を格納するためのメモリデバイスとを含み得る。少なくとも１つのピクセルによって検出されたミリ波エネルギー値をバックグラウンドミリ波エネルギー値と比較するための比較モジュールまたは他の同様の手段を使用することができ、バックグラウンド値は、移動平均値または絶対値であり得る。
【０００９】
別の特定の実施形態では、ミリ波エネルギー検知方法が開示される。本方法は、移動平均値または絶対値であり得る、人体のミリ波エネルギー放射のバックグラウンド値を決定する工程と、人体の上に近接してミリ波エネルギー検知器具を移動させる工程と、バックグラウンド値と人体上の離散場所でのミリ波エネルギー放射との間の異常を検出する工程と、ミリ波エネルギー放射の異常が検出された際に警報を作動させる工程とを含む。また、本方法は、ミリ波エネルギー検知器具が人体に近接する際にそれを決定する工程と、警報を作動させる際にミリ検知器具を振動させる工程とを含む。それに加えて、本方法は、ミリ波エネルギー検知器具の少なくとも１つのピクセルにミリ波エネルギー放射の焦点を合わせる工程を含む。
【００１０】
ミリ波エネルギー検知器具の実施形態によって提供される１つの特定の利点は、携帯性の高い設計および構造である。器具の実施形態によって提供される別の特定の利点は、制御された環境の必要性が排除されることである。それに加えて、システムは、武器の検出および盗難防止のために動作することができる。
【００１１】
ミリ波エネルギー検知器具は、人体の画像化には依存せず、人体から自然に発生するミリ波エネルギー放射の受信に依存する。それに従って、プライバシー侵害の問題は排除され、人体のすべての部分にわたる徹底したスクリーニングを遂行することができる。
【００１２】
本開示の他の態様、利点および特徴は、図面の簡単な説明、発明を実施するための形態および特許請求の範囲などの以下の項目を含む本出願全体を検討後、明らかになるであろう。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態の正面斜視図である。
【図２】図１のミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態の後面斜視図である。
【図３】筐体がない状態で示される図１および２のミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態の正面斜視図である。
【図４】筐体がない状態で示される図１および２のミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態の側面斜視図である。
【図５】図１〜４のミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態のスキャニングエリアの斜視図である。
【図６】図１〜５のミリ波エネルギー検知器具の特定の例示的な実施形態を用いて人体をスキャンする図である。
【図７】ミリ波エネルギー検知器具の別の特定の実施形態の後面斜視図である。
【図８】図７のミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態の正面斜視図である。
【図９】筐体がない状態で示される図７および８のミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態の底面斜視図である。
【図１０】筐体がない状態で示される図７および８のミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態の上面斜視図である。
【図１１】図７〜１０のミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態の斜視図であり、関連スキャニングエリアの境界を示す。
【図１２】図７〜１１のミリ波エネルギー検知器具の斜視図であり、関連スキャニングエリアの境界を示す。
【図１３】図７〜１２のミリ波エネルギー検知器具の特定の例示的な実施形態を用いて人体をスキャンする図である。
【図１４】ミリ波エネルギー検知器具の別の特定の実施形態の立面図である。
【図１５】図１４のミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態の後面斜視図である。
【図１６】図１４および１５のミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態の底面斜視図である。
【図１７】図１４〜１６のミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態の上面斜視図である。
【図１８】図１４〜１７のミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態の陰影付き斜視図であり、内部コンポーネントの構成を示す。
【図１９】図１４〜１８のミリ波エネルギー検知器具の特定の実施形態の斜視図であり、関連スキャニングエリアの境界を示す。
【図２０】図１４〜１９のミリ波エネルギー検知器具の特定の例示的な実施形態を用いて人体をスキャンする図である。
【図２１】ミリ波エネルギー検知方法の特定の実施形態のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
ミリ波エネルギー検知器具は、非金属物体と金属物体の両方の信頼性のある検出を可能にしながら、現在の金属検出器（ＭＤ）器具手法と同じスループットを提供する。ＭＤ器具と同様に、ミリ波エネルギー検知器具は、リアルタイムで、オペレータに聞こえるように、隠し物体を警告する。ミリ波エネルギー検知器具は、いかなる画像も生成せず、したがって、いかなるプライバシー問題も引き起こすことなく全人体にわたって使用することができる。高確率検出は、約１ｍ／ｓのスキャンレートで人体のすべての部分にわたって達成可能である。動作は現在のＭＤ器具手順と同様であるため、最小の訓練が必要とされる。ミリ波エネルギー検知器具は、２ｌｂ未満の重量を有し得、再充電を必要とするまで、少なくとも丸一日の間は標準バッテリ電源で動作することができる。また、器具は、任意の金属検出器コンポーネントおよび技術と組み合わせて、金属および非金属物体の検出への追加の効果を提供することもできる。
【００３４】
ミリ波エネルギー検知器具は、着衣を貫通して、プラスチック、金属、大量の爆薬、液体およびゲルを含む隠し物体を検出する。ＰＭＭＷアルゴリズムは、バックグラウンド（人体）と着衣の下に隠された隠し物体との間のコントラストの異常を探し出す。人体はＭＭＷ帯域で自然にエネルギーを発し、隠し物体はこれらの放射を遮断し、それにより、人体をスキャンする際に容易に検出可能なコントラストを生成する。ミリ波エネルギー検知器具のＰＭＭＷセンサ（またはピクセル）は、Ｘ線または能動ＭＭＷレーダと同じ画像分解能を提供することはないが、搭乗者に対してもオペレータに対しても放射線脅威はなく、いかなるプライバシー問題も心配する必要はない。
【００３５】
基本的な検出現象論は、人体からの複雑な反射と区別しなければならない隠し物体からの伝送エネルギーの反射よりむしろ、人体から自然に発生するＭＭＷエネルギー放射（すなわち、隠し物体によって遮断されるエネルギー）の受信に依存するため、ＰＭＭＷエネルギー検知器具の検出アルゴリズムは、はるかに安定した予測可能なデータ上で動作する。これは、はるかに低い誤報レートで、すべての人体輪郭にわたって、より一貫した物体検出性能を生み出す。
【００３６】
人体の上に直接配置されていない要素が、検出アルゴリズムを混同させることになる外部エネルギーを受信することも、これらのピクセルが、物体による遮断と混同され得る低放射を登録することもあり得るため、距離測定デバイス（例えば、近接センサ）を各ピクセルで使用して、人体からの測定値のみが受信されることを保証することができる。近接センサは、人体の上に配置されていないピクセルは検出プロセスに含まれていないことを保証する。近接センサは、例えば、赤外線センサであり得る。それに加えて、スキャン速度センサを含めて、器具が人体のスキャンに使用されている速度をチェックすることができる。３軸加速度計を使用して、スキャン速度の推定値を決定し、周波数に変換して、出力をフィルタすることができる。例えば、スキャン速度が２０Ｈｚと決定されれば、隠し物体ではなく、スキャン速度によるいかなる２０Ｈｚの変化（＋−）もフィルタ除去される。
【００３７】
ここで、図１および２を参照すると、ミリ波エネルギー検知器具の特定の例示的な実施形態が開示されており、ミリ波エネルギー検知器具は、概して、１００と指定される。器具は、筐体１０４を含む。筐体１０４は、ミリ波（例えば、テラヘルツ）超およびミリ波（例えば、テラヘルツ）未満のエネルギーを含むミリ波エネルギーを検出して処理するための、少なくとも１つのピクセルと、他の電子機器とを含めるために使用される。それに従って、「ミリ波」という用語が本明細書のどこで使用されようとも、同用語は、少なくともテラヘルツ波などの異なる周波数で伝播される電磁波も同様に含むことも意図し、ミリ波に限定されない。例えば、ピクセルは、ミリ波エネルギー放射および／またはテラヘルツ放射を検出するように適合される。ハンドル１０２により、オペレータは、スキャンの間、器具１００を人体の上で通過させる際に、器具１００を握り、適切に器具１００を方向付けることができる。オペレータは、スキャンボタン１０６を押し、器具１００を作動させ、ミリ波エネルギーの受信を開始して、隠し物体が人体上に存在し得るかどうかを決定する。警報は、ミリ波エネルギー放射の異常が検出された際に作動する。視覚警報灯１０８（例えば、ＬＥＤ）は、警報がトリガされた際に照らすことができる。電源または「オン」灯１１０は、筐体１０４上に配置され、器具１００がアクティブ状態であり、使用準備が整っていることをオペレータに知らせる。バッテリによって器具１００への給電が行われる場合は、バッテリを再充電すること、新しいバッテリを設置すること、または、器具１００を外部電源に接続すべきことが必要とされる際に低バッテリ灯１１２を照らすことができる。
電源ボタン１１６は、器具１００をオンに切り替える際に使用される。従来のバッテリまたは充電式バッテリ（例えば、リチウムポリマー）は、筐体１０４内に含めることができ、直接接触部、プラグインケーブルまたはインダクタンスによって再充電することができる。器具１００は、ＩＰ６６規格の耐環境シールを施すことができる。
【００３８】
器具１００には、携帯用のひも（リストストラップ）を固定することができる。ＡＢＳ／ＰＣプラスチック筐体１０４（およそ０．０７５インチ厚）が貫通を阻む場合は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）プラスチック開口部を使用して、ミリ波エネルギー検知を増大することができる。プラスチック筐体１０４に切込み部を追加し、ＨＤＰＥの一片を密閉接着して耐環境シールを作成することも、ガスケットを使用することもできる。ＰＣＡ装着ブラケットおよびプラスチックボスを使用して、筐体１０４内で電子機器を固定する。
【００３９】
バックグラウンドミリ波エネルギー値は、人体をスキャンする際に、移動平均を使用して決定される。したがって、ミリ波エネルギー放射が移動平均に基づくバックグラウンド値から既定の範囲で変動する（すなわち、異常）際、警報が作動する。あるいは、人体のスキャンを始める前、器具１００は、器具１００上のリセットボタン１１４を使用してリセットするかまたはゼロに設定して、絶対値に基づく人体のバックグラウンドミリ波エネルギー値を提供することができる。器具１００によって何らかの物体が検出された場合、器具１００は、可聴警報を生成することができる。これは、現在のＭＤ器具警報生成手法と同様である。より高度な手法は、ミリ波エネルギー検知器具１００内で複数の検出チャネルを利用することになる。例えば、各測定チャネルにおける近接センサの存在は、各測定要素に対する視覚警告（ＬＥＤを介して）を可能にするであろう。可聴警報は、選択可能な論理に基づいて音を出すことになる（例えば、警報は、物体がいずれかのピクセルで検出された場合に音を出すか、または、警報は、Ｎ個のうちのＭ個のチャネルが物体を検出した場合にのみ音を出す）。人体の上に配置されないいかなるチャネルも（腕または脚の上をスキャンする際に起こり得るように）、可聴警報を生成することはできず、可聴警報の一因となることもあり得ない。個別のチャネルベースのＬＥＤを備えた可聴警報は、目標位置特定プロセスを簡易化し、警報解除を促進することができる。また、ミリ波検知器具１００のＬＥＤ１１８を使用して、スキャンの起動と同時にスキャンエリア１３０を照らすことによって、スクリーニングプロセスを誘導することもできる。
【００４０】
ここで、図３および４を参照すると、ミリ波エネルギー検知器具１００のレンズ１２０は、高確率検出（ＰＤ）のためにギャップなしで網羅することを保証しながら、胴部、腕および脚などのさまざまの人体部分の形状の高速スキャニングを保証する。各レンズ１２０のサイズは、低減された動作距離により、ＷＢＩシステムレンズサイズからかなり削減することができる。現在のＷＢＩシステムは、８ｆｔの公称スタンドオフで動作する一方で、ミリ波エネルギー検知器具１００は、６インチ以下のスタンドオフで動作することができる。これにより、距離および開口部サイズは両方とも２次の項として距離方程式に存在するため、検出のための同じ信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比を保持しながら、現在の９インチのレンズ直径から約０．５インチの直径まで削減することが可能になる。公称で一辺１インチの正方形レンズ１２０を使用して、何らかの検出マージンを提供することができる。
【００４１】
好ましい実施形態では、器具１００は、３つのピクセル１２２およびレンズ１２０を含む。ピクセル１２２は、２．０インチ間隔で離間される。レンズ１２０は、特定の用途に応じて、一辺が１．０〜２．０インチであり得、ピクセル角から１０〜４０ｍｍのオフセットが設けられ得る。ピクセル間隔は、２．０インチで離間され得る。個別のピクセル１２２（またはモジュール）は、マルチチャネルモジュールに対して、各受信要素に使用することができ、ＭＭＷモジュールへのレンズ１２０またはＭＭＷアンテナの統合に使用することができる。器具１００は、振動モータ１２４を含み得、振動モータ１２４は警報によってトリガされ、その結果、オペレータは、人体上の隠し物体を示し得るミリ波エネルギー放射の異常を器具１００が検出した際にそれを感じるかまたは感知することができる。
【００４２】
ここで、図５を参照すると、ビームコリメーション度とされる主なトレードオフを実現した状態でスキャンエリア１３０を定義するため、器具１００のさまざまな構成が可能である。より広い範囲のスタンドオフ距離でより一貫した結果を生み出すことができる円筒形のビームは、両脚の間のスキャンを複雑にし得る、より大きなパッケージボリューム（すなわち、より大きな筐体）を必要とする。円錐形のビームは、筐体のサイズを削減することができるが、最適性能に対して、より狭いスタンドオフ範囲での操作が必要とされ得る。
【００４３】
図６に示されるように、人体１３４の胴部前面および後面は、オペレータ１３２によってＵ字形運動でスキャンされるが、腕と脚は、縦方向に上下にスキャンされる。胴部スキャニング要件は、マルチピクセル開口部の長さを左右し、受信要素の数を決定する。約９インチの開口部のビーム範囲により、Ｕ字形スキャンパターンで胴部全体を網羅することができる。開口部は、独立要素の線形アレイであり得る。各要素の測定値は、独立検出と関連付けられる。ミリ波エネルギー検知器具１００を使用した人体１３４の典型的なスキャニング手法は、１分もかからないと推定される（警報なしと仮定して）。ミリ波エネルギー検知器具１００は画像ベースの検出に依存せず、むしろ、自動化されたピクセルレベルの異常検出が警報を生成することに留意することが重要である。したがって、検出アルゴリズムは、ＷＢＩシステムで動作するアルゴリズムより実質的に簡単である。検出アルゴリズムは、単一ピクセル強度測定、単一ピクセルからのＮ個のうちのＭ個の要素検出および／または複数のピクセル測定において警報を鳴らすことができる。検出アルゴリズムおよび設定は、所望の検出性能に対する、対象の脅威の規模および関連誤報レートによって左右される。
【００４４】
バックグラウンドミリ波エネルギー値は、移動平均および偏差を使用して決定することができる。例えば、１０個の読取値および偏差が、バックグラウンド値として格納される移動平均を定義することができる。次の読取値が受信され、移動平均に基づくバックグラウンド値と比較され、次の読取値が標準偏差内にあるかまたは異常であるかを決定する。その読取値が統計的に大きなシフトであり（例えば、標準偏差内にはない）、雑音によって特徴付けられない場合は、その読取値は、異常として検出され得、隠し物体の縁部を定義することができる。それに加えて、四重極共鳴方法を使用して、ミリ波エネルギーの戻り値を分析することができ、変化した場合、値（またはシグネチャ）をシグネチャのライブラリと比較して、特定のタイプの隠し物体が検出された可能性があるかどうかを決定することができる。
【００４５】
別の特定の実施形態では、ここで、図７および８を参照すると、ミリ波エネルギー検知器具２００は、前の図面に示されるものとは異なる形で構成することができる。例えば、器具２００は、より伝統的な金属検出器器具の形状を有する。筐体２０４は、ミリ波エネルギー放射を検出するための、ピクセルと、他の電子コンポーネントとを含めるために使用される。ハンドル２０２は、スキャンの間、器具２００を人体の上で通過させる際に、オペレータが容易に握れるよう構成される。スキャンボタン２０６は、筐体２０４の肩の部分に位置し、器具２００の作動および隠し物体の検出開始に使用される。警報灯２０８は、オンにするおよび／または点滅させることによって、隠し物体が人体上に位置している可能性がある際にそれをオペレータに視覚的に知らせる。電源灯２１０は、筐体２０４のスキャンＬＥＤが位置する側面とは反対側の側面上に配置される。低バッテリ灯２１２は、バッテリを再充電すること、または、新しいバッテリを設置することが必要とされる際にそれを示す。電源ボタン２１６は、器具２００をオンに切り替える際に使用される。
【００４６】
人体のスキャンを始める前、器具２００は、器具２００上のリセットボタン２１４を使用してリセットするかまたはゼロに設定することができる。これは、処理を開始するために、器具２００に人体の移動平均または絶対バックグラウンドミリ波エネルギー値を提供する。したがって、ミリ波エネルギー放射がバックグラウンド値から既定の範囲で変動する（すなわち、異常）際、警報が作動する。器具２００によって何らかの物体が検出された場合、器具２００は、可聴警報を生成することができる。人体の上に配置されないいかなるチャネルも、可聴警報を生成することはできず、可聴警報の一因となることもあり得ない。個別のチャネルベースのＬＥＤを備えた可聴警報は、人体上のミリ波異常の場所を特定する。
また、ミリ波検知器具２００のＬＥＤ照明器２１８を使用して、スクリーニングプロセスを誘導し、ミリ波放射が脅威の可能性を示す場所を人体上に視覚的に示すこともできる。
【００４７】
ここで、図９および１０を参照すると、レンズ２２０は、ミリ波放射の焦点を合わせるために各ピクセル２２２の前方に配置される。レンズ２２０の前方には、レンズ１２０を通過したミリ波放射の反射に使用される細長い鏡２２６がある。器具２００は、振動モータ２２４を含み得、振動モータ２２４は警報によってトリガされ、その結果、オペレータは、人体上の隠し物体を示し得るミリ波エネルギー放射の異常を器具２００が検出した際にそれを感じるかまたは感知することができる。
【００４８】
ここで、図１１および１２を参照すると、器具２００のスキャンエリア２３０が示されている。スキャンエリア２３０は、ピクセル２２２が筐体２０４内で垂直であるかどうかに応じて、筐体表面２０４に垂直であっても、垂直でなくともよい。ピクセル２２２、レンズ２２０および関連回路に必要な幅は、ピクセル２２２が筐体表面２０４に平行であることを必要とし得、それにより、鏡２２６がミリ波放射の向きを変更することが必要とされる。バッテリ２３２は、器具２００のハンドル部分２０２内に含めることができ、ハンドル２０２の底部に位置する直接接触部２３６を通じて再充電することができる。あるいは、ピクセル２２２は、筐体２０４内で垂直であり得る。
【００４９】
図１３に示されるように、人体２３４の胴部前面および後面は、オペレータ２３２によってＵ字形運動でスキャンされるが、腕と脚は、縦方向に上下にスキャンされる。ミリ波エネルギー検知器具２００の筐体表面２０４は、人体２３４に近接して移動させて隠し物体を検出する。
【００５０】
別の特定の実施形態は、図１４〜１７で最も良く示され、それらの図では、器具３００はピストルグリップハンドル３０２を有する。筐体３０４は、ミリ波エネルギー放射を検出するための、ピクセルと、他の電子コンポーネントとを含めるために使用され、オペレータは、人体の所望のエリアに器具３００を向けてスキャンする。スキャンボタン３０６は、ハンドル３０２上の引き金の位置に位置し、オペレータの人差し指で作動することができる。
【００５１】
警報ＬＥＤ３０８、電源ＬＥＤ３１０および低バッテリＬＥＤ３１２は、筐体３０４の最上部に位置する。スキャンＬＥＤ対は、筐体３０４の前方部に位置し、スキャンの起動と同時にスキャンエリア３３０を照らす。器具３００は、器具３００上のリセットボタン３１４を使用してゼロに設定し、新しいスキャンを開始したり、移動平均または絶対値に基づき得る人体のバックグラウンドミリ波エネルギー値を設定したりすることができる。上記で説明されるように、ミリ波エネルギー放射がバックグラウンド値から既定の範囲で変動する際、警報が作動する。器具３００によって何らかの物体が検出された場合、器具３００は、可聴警報を生成することができる。
【００５２】
ここで、図１８を参照すると、レンズ３２０は、ミリ波放射の焦点を合わせるために各ピクセル３２２の前方に配置される。器具３００は、振動モータ３２４を含み得、振動モータ３２４は警報によってトリガされ、その結果、オペレータは、人体上の隠し禁制品を示し得るミリ波エネルギー放射の異常を器具３００が検出した際にそれを感じるかまたは感知することができる。バッテリ３３８は、器具３００のハンドル部分３０２内に含めることができ、ハンドル３０２の底部に位置する直接接触部３３６を通じて再充電することができる。器具３００のスキャンエリア３３０は、図１９に示される。
【００５３】
図２０に示されるように、人体３３４の胴部前面および後面は、オペレータ３３２によってＵ字形運動でスキャンされるが、腕と脚は、縦方向に上下にスキャンされる。ミリ波エネルギー検知器具３００は、人体３３４に近接して移動させて隠し物体を検出する。
【００５４】
ここで、図２１を参照すると、ミリ波エネルギー検知方法の特定の例示的な実施形態が開示されており、ミリ波エネルギー検知方法は、概して、４００と指定される。４０２では、人体のミリ波エネルギー放射のバックグラウンド値が決定され、バックグラウンド値は、移動平均値または絶対値であり得る。４０４では、人体の上に近接してミリ波エネルギー検知器具が移動される。４０６では、バックグラウンド値と人体上の離散場所でのミリ波エネルギー放射との間の異常が検出される。異常は、事前に定義されるかまたは選択された量のミリ波エネルギーが遮断されている（ある量または値まで低減されている）ように見える際に検出することができ、人体上の隠し物体を示し得る。４０８では、ミリ波エネルギー放射の異常が検出された際、警報が作動する。
【００５５】
当業者であれば、本明細書に開示される実施形態に関連して説明された、さまざまな例示的な論理ブロック、構成、モジュール、回路およびアルゴリズム工程は、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェアまたは両方の組合せとして実装できることがさらに理解されよう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に示すため、さまざまな例示的なコンポーネント、ブロック、構成、モジュール、回路および工程について、概して、それらの機能性の観点から、上記で説明してきた。そのような機能性がハードウェアとして実装されるか、または、ソフトウェアとして実装されるかは、特定の用途および全システムに課される設計上の制約に依存する。当業者は、特定の各用途のためのさまざまな方法で、説明された機能性を実装することができるが、そのような実装形態の決定は、本開示の範囲からの逸脱をもたらすものと解釈してはならない。
【００５６】
本明細書に開示される実施形態に関連して説明された方法またはアルゴリズムの工程は、ハードウェアで、デジタル信号プロセッサ、マイクロプロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで、または、それらの任意の組合せで、直接具体化することができる。
ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）または当技術分野で知られる他の任意の形式の記憶媒体に存在し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサと結合される。代替手段では、記憶媒体は、プロセッサに不可欠であり得る。プロセッサおよび記憶媒体は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に存在し得る。ＡＳＩＣは、コンピューティングデバイスまたはユーザ端末に存在し得る。代替手段では、プロセッサおよび記憶媒体は、離散コンポーネントとして、コンピューティングデバイスまたはユーザ端末に存在し得る。
【００５７】
開示される実施形態の前の説明は、いかなる当業者も開示される実施形態を作成または使用できるように提供される。これらの実施形態のさまざまな変更形態は、当業者に容易に明らかになり、本明細書に定義される原理は、本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用することができる。したがって、本開示は、本明細書に示される実施形態に限定されることを意図せず、以下の特許請求の範囲で定義されるような原理と新規の特徴と一致する最も広い可能範囲に従うことを意図する。
【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１２】
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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２１】
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【国際調査報告】
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