(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中を通過する被験者から問題物質を採取するための入口設備（１０、４０、５０、９０）であって、
該入口設備（１０、４０、５０、９０）は、
その間に伸びる通路（１６、９６）を形成するよう互いに離間した複数の側壁（１２、１４、５２、５４、９２、９４）であって、前記被験者の通過を可能とする寸法の入口と出口を規定する複数の側壁（１２、１４、５２、５４、９２、９４）と、
該側壁（１２、１４、５２、５４、９２、９４）の上部と結合して延在し、かつ前記通路（１６、９６）を覆う天井（１８、５６）であって、この天井（１８、５６）の前記通路（１６、９６）に隣接する部分と前記側壁（１２、１４、５２、５４、９２、９４）との内の少なくとも一方が漏斗状採取器（２０、１２０）を規定する天井（１８、５６）、
とを具備し、
前記漏斗状採取器（２０、１２０）が、前記通路（１６、９６）に隣接する位置にてより大きい断面を有し、前記通路（１６、９６）から離れた位置にてより小さい断面を有することにより漏斗形状を形成され、
この漏斗状採取器（２０、１２０）に、被験者の体温により熱せられ、被験者のすぐ近傍にある、熱プルームや熱せられた空気の伴流としての流速約３０〜５０リットル／秒の空気を収集するためのファン手段（２４）が取付けられたことを特徴とする入口設備。
【請求項２】
前記漏斗状採取器（２０、１２０）の前記小さい方の断面位置に取外し自在に設けられたトラップ（２２）をさらに具備し、前記トラップ（２２）が、空気の通過を可能にするが、前記空気中の問題の粒子と物質を捕捉する材料から選択されたことを特徴とする請求項１記載の入口設備（１０、４０、５０、９０）。
【請求項３】
前記トラップ（２２）を検知器に定期的に転送する手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の入口設備（１０、４０、５０、９０）。
【請求項４】
前記通路（１６、９６）の下部に設けられたプレナム（３２）であって、周囲空気より冷たい温度の冷気を供給する冷気源（３６）と連通するプレナム（３２）と、
前記通路（１６、９６）と前記プレナム（３２）との間に設けられて、前記プレナム（３２）から前記通路（１６、９６）に空気を流入させる孔あき床と、
前記冷気を前記プレナム（３２）から前記通路（１６、９６）に向けて送るブロアーであって、この冷気が、前記被験者近傍の暖かい空気を前記漏斗状採取器（２０、１２０）に向って浮揚するように上昇させるブロアー、とをさらに具備することを特徴とする請求項１記載の入口設備（１０、４０、５０、９０）。
【請求項５】
前記ブロアーが前記冷風を前記被検体上部位置にて約０．５ｍ／秒の速度で通過させるよう動作することを特徴とする請求項４記載の入口設備（１０、４０、５０、９０）。
【請求項６】
前記冷風の温度が約１５℃（６０°Ｆ）であることを特徴とする請求項４または５記載の入口設備（１０、４０、５０、９０）。
【請求項７】
前記通路（１６、９６）の外部に設けられた少なくとも１つのバッフル板（４６、４８）であって、被験者が前記通路（１６、９６）に前記入口と出口から入出できるだけの十分な距離をおいて設けられた少なくとも１つのバッフル板（４６、４８）をさらに有し、
このバッフル板（４６、４８）は、外部の空気流が前記入口設備（１０、４０、５０、９０）へ流入するのを防止する寸法を有することを特徴とする請求項１記載の入口設備（１０、４０、５０、９０）。
【請求項８】
外部の空気流が前記入口設備（１０、４０、５０、９０）を通って流れるのを妨げるための解放可能なドア（４４）をさらに有することを特徴とする請求項１記載の入口設備（１０、４０、５０、９０）。
【請求項９】
前記側壁の少なくとも１つが透明材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の入口設備（１０、４０、５０、９０）。
【請求項１０】
前記側壁（１２、１４、５２、５４、９２、９４）はある選択された距離だけ互いに間隔をおき、各側壁（１２、１４、５２、５４、９２、９４）は、前記天井（１８、５６）とほぼ平行に測定して、前記側壁（１２、１４、５２、５４、９２、９４）間の前記選択距離よりもほぼ大きい長さを規定することを特徴とする請求項１記載の入口設備（１０、４０、５０、９０）。
【請求項１１】
被験者から微量の密輸品を採取する方法であって、
少なくとも１組の互いに離間した側壁（１２、１４、５２、５４、９２、９４）と天井（１８、５６）とを有する入口設備（１０、４０、５０、９０）を開設する工程であって、前記側壁（１２、１４、５２、５４、９２、９４）は床から上方方向に伸び、前記天井は、前記側壁（１２、１４、５２、５４、９２、９４）の前記床から離間した部分を覆って広がり、前記側壁（１２、１４、５２、５４、９２、９４）と前記天井（１８、５６）との間に通路（１６、９６）を規定され、前記通路（１６、９６）は被験者がそれを通って歩行できるような寸法を有する前記入口設備（１０、４０、５０、９０）を設ける設備配設工程と、
前記被験者から剥離した皮膚の粒子を捕捉できる材料で形成されたトラップ（２２）を、前記天井（１８、５６）に近接させ、且つ、前記通路（１６、９６）に連通させて配置するトラップ配置工程と、
前記被験者に前記通路（１６、９６）を通過させる工程であって、前記通路（１６、９６）を通過する前記被験者のすぐ近傍における人の熱プルームまたは伴流における前記空気流速が約３０〜５０リットル／秒にあるようにして、前記人の熱プルームまたは被験者の体温で熱せられた空気の伴流が前記通路（１６、９６）中であって且つ前記被験者の近傍に存在するように、前記被験者を通過させる被験者通過工程と、
空気の流れを前記通路から前記トラップ（２２）を通るように発生させる空気流発生工程であって、前記人の熱プルーム中の空気が、前記入口設備（１０、４０、５０、６０、９０）の外側からの人工気流によって希釈されずに、且つ、前記人の熱プルーム中の空気が前記被験者の近傍で約３０〜５０リットル／秒の流速となるように、前記空気の流れを発生させる空気流発生工程と、
前記被験者が前記通路（１６、９６）を通過した後に、前記トラップ（２２）を密輸品検知器に搬送する工程と、
とを具備することを特徴とする密輸品を採取する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は人の身体が回りの空気を採取してその中に共存する微量薬品を検出する入口設備型の試料採取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
世界規模の組織的暴力、特に商業航空輸送に向けられた組織的暴力の増加は空港旅客の安全確保ステーションが隠蔽された爆発物ならびに金属製武器に対する検査を不可欠のものとした。経験では隠蔽された爆発装置が数多い事例で組織暴力団員により機上に持込まれたことが分かっており、そのいくつかの事例では旅客全員の生命を奪う大きな不幸をもたらした。さらに当世の暴力団員は僅かな量でも航空機を墜落させることができ、その検知も極めて困難なプラスチック製爆発物の入手も使用もやってのけるほどに巧妙になっている。
【０００３】
特別に訓練された犬がこのような隠蔽された爆発物を事実は爆薬の空気中の濃度が僅か１兆分の何パーツのような小さなものであっても情況が適切であれば嗅分けできることは公知のことである。正確な感度を備える化学的検知装置、例えば質量分析法、イオン移動度分析法もしくはガスクロマトグラフィーの原理に基づいて開発された。例えばアンソニー．ジェンキンス（Ａｎｔｈｏｎｙ Ｊｅｎｋｉｎｓ）に発行された米国特許第５，２００，６１４号と、アンソニー．ジェンキンスならびにウィリアム．Ｊ．マックガン（Ｗｉｌｌｉａｍ Ｊ ＭｃＧａｎｎ）に発行された米国特許第５，４９１，３３７号に極めて有効な装置が示されている。また前記米国特許第５，２００，６１４号ならびに米国特許第５，４９１，３３７号の技術を組入れた市販の検知器が典型的な例として、例えば微量の問題の組成物を多分入れていると思われる１個の小型旅行かばんのような物品の上をワイプ（ｗｉｐｅ）で一擦りすることで役目を果す。その後前記ワイプを米国特許第５，２００，６１４号もしくは米国特許第５，４９１，３３７号の技術を用いた装置に配置すると、空気の流れが前記ワイプを通って案内され、微量の問題の分子を前記装置に搬送する。しかしワイプを旅客の身体全体に亘って実際的に擦りつけさせることはできない。したがって先行技術に欠けていたことは、隠蔽された爆発物の検査のために被検者の皮膚を取り巻くものの試料採取するこのような検知器にとって迅速で便利で、かつ誰もが容認できる手段である。
【０００４】
上述の検知装置の１つに取付けられた手づかみ式検知器が先行技術で用いられて人の身体の断層透視を行った。このような装置は米国マサチューセッツ州．ウイルミントンのイオン．トラック．インストルメンツ社（Ｉｏｎ ＴｒａｃｋＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．）により商品名「ベーパー．トレーサ（ＶＡＰＯＲ ＴＲＡＣＥＲ）」として販売されている。この形式の装置は特定の爆発物もしくは麻薬の存在検知にはビヒクル、ボーダー．クロッシングス（ｖｅｈｉｃｌｅ ｂｏｒｄｅｒ ｃｒｏｓｓｉｎｇｓ）では有効に使用できる。しかしながらこの先行技術の装置は旅行する日毎に数千もの航空会社の旅客全部に行う時は、大変な時間の浪費になるとともに、飛行機に搭乗する極めて多くの割合の旅客に用いられた場合、おそらく数々の不服を顕在化させることになるような押付けがましい方法として認められることになるだろう。
【０００５】
隠蔽された爆発物の発見のための旅客検査をあまり押付けがましくなく行う手段が提案されてきた。このような装置の１つがショワルター（Ｓｈｏｗａｌｔｅｒ）に発行された米国特許第４，０４５，９９７号に開示されている。
【０００６】
このショワルターの米国特許は２つのキャビネットの間を通る水平「エアカーテン」を開示し、そのカーテンを被検者が通過する。このエアカーテンは隠蔽爆発性の微量蒸気を「剥ぎ取る」のが目的である。この蒸気はこのエアカーテンの収容キャビネットに取付けられた特定の検知器が検知できるようになっていた。
【０００７】
エルソン（Ｅｌｌｓｏｎ）に発行された米国特許第４，２０２，２００号は長さが１０フィート（約３００．５ｃｍ）、高さが７フィート（約２１０ｃｍ）、幅が３フィート（約９１ｃｍ）の廊下を備え、この装置の中心にある再循環領域に繋がる空気の水平循環を生ずる手段を開示する。この入口設備を歩行して通る被検者にこの再循環空気流が衝突する。その結果エルソンが考えていることは、「爆発性蒸気がこの空気流により人から剥ぎ取れる」ということであった。エルソンがさらに主張しようとしたのは空気流の循環する性質が爆発性蒸気をさらに希釈しないことであった。
【０００８】
アクター（ａｃｈｔｅｒ）ほかに発行された米国特許第４，８９６，５４７号は立って出入でき、吸気孔を持ったウォークイン、ウォークアウト式のブースで、このブースに入る被検者の回りから空気を「大量」に水平方向に吸引することを開示する。さらにこのブース内にある複数例のエアジェット「パッファー」ならびに赤外線ストリップ．ヒータが「（爆発性）蒸気を追い出し、空気を着衣の下から放出し、蒸気を露出した膚から洗浄し、かつ人の近くの空気の停滞した境界層を引掻き回す」。前記エルソンの米国特許は非代表試料（例えば人体のあらゆるところからではない）を収集しようとしている。アクターほかの基本は、「必然的に身体全部位」から試料を採取することである。この米国特許はさらに、「蒸気」を気相、エアゾールもしくは小固形粒子爆薬残留物を意味するものと規定している。このエルソン米国特許はさらに、伝統的金属検知器が爆発物検知ブースに組込まれることができるとも断言している。
【０００９】
ジェンキンス（Ｊｅｎｋｉｎｓ）ほかに発行された米国特許第４，９６４，３０９号は上記の先行技術のいくつかを再検討し、前記エアカーテン式の爆発物検知器が爆発性蒸気を過剰の空気で希釈し、またその濃度を１００，０００倍も希釈すると結論づけた。ジェンキンスほかの米国特許は、さらに先行技術での課題が前述の装置の空気流量を減少させることで単純には解決できないことを、この処置が被検者の体の上を流れる空気流の「浸出」効果を減少させ、自然の室内の隙間風のための損失を増大させ、かつ試料採取に要する時間を容認できない位に増大させる。したがって前記ジェンキンスほかの米国特許は異なる種類の入口設備を提案し、その中で被検者にその体との物理的接触をさせ、また吸引管を取付けて人体の皮膚に近い直接触れるような場所からの少量の空気の試料を除去させる自在「サロンドア」を通過する必要がある。被検者のこれらのドアとの物理的接触が着衣と試料からの爆発性蒸気を除去する一方、過剰量の空気でそれを希釈することはない。０．０５〜０．２リットル／秒（０．１〜０．４ｃｆｍ）の試料採取の空気の流量は、エアカーテン式の先行技術における２００リットル／秒（４００ｃｆｍ）と比較すると、直接の物理的接触のため容易であった。
【００１０】
コリガン（Ｃｏｒｒｉｇａｎ）に発行された米国特許第４，９８７，７６７号ならびに米国特許第５，５８５，５７５号は被検者との物理的接触を必要としないで、むしろ再循環式のエアカーテン式の構造中に一列になったエアジェットを必要とする、立って通り抜けのできる入口設備の着想に戻った。
【００１１】
これらのエアジェットの配置は「内部の空気容積を周囲環境から有効に孤立させる」ことが要求される。入口設備の外面からの「エアジェット」は中心に向けられ、それを通って被検者が歩行する。このエアジェットは前記入口設備の天井で集められ、その「少量」が爆発性蒸気検知のため排出された後、エアジェットに再循環される。先行技術にあるように、長さが６フィート（約１８２．９ｃｍ）高さが７フィート（約２１３．３ｃｍ）、幅が３フィート（約９１．４ｃｍ）の廊下が調べられる人の通路として配設され、各被検者は前記入口設備の内部で２〜３秒間を過すことになる。全部で約２４００リットル／秒（４８００ｃｆｍ）の空気が再循環されて、１７ｍ／秒の出口空気速度を生ずる一列のエアジェットを通過する。この米国特許ではこれらのエアジェットの方向が入口設備の機能性にとって極めて重要である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述の先行技術は被検者の皮膚ならびに着衣からの爆発性蒸気および／または粒子の剥ぎ取り、洗浄、さもなければ追出しの必要性を認めた。これらの蒸気および／または粒子は停滞性があり、十分な信号を爆発物検知分析装置に供給するには活発な混ぜ返しと除去を必要とすると考えられる。
【００１３】
先行技術の「試料採取」、すなわち爆発性信号を被検者から外し、それを適切な検知器に移す処置が、強い空気流、連続もしくは間欠的衝撃エアジェット、赤外線加熱器ならびに自在ドアもしくは同様の装置による物理的接触を含む様々な押付けがましい手段により達成できる。
【００１４】
上述の先行技術に被検者から粒子を排出させるために用いられる空気流れは一般に直立する被検者の垂直配位に対し水平に配位される。前記コリガンほかの米国特許においてのみ空気流れの配向は完全には水平でない（この場合の大部分のエアジェットは水平線に対し４５°の角度で上方方向に配向される）。
【００１５】
物理的接触の発生を防ぐ前述先行技術はその代り人体を取巻く薄い空気層に比して極めて大量の空気の移動に依存している（以下討議される）。物理的接触の発生を防ぐ先行技術の実施例に対し、最小空気流量は前記ショウワルター（Ｓｈｏｗａｌｔｅｒ）の米国特許の場合、約２００リットル／秒（４００ｃｆｍ）であるのに対し前記コリガンの米国特許の場合の最大流量は２４００リットル／秒（４８００ｃｆｍ）である。これは隠蔽された爆発物に対する被検者から剥離された極微量の薬品の極めて重大な希釈に繋がる。このような希釈を仮定すれば、大量の空気中にある殆どない位の低い濃度の爆発物もしくは他の薬品の痕跡を検出する仕事は本質的に不可能なものとなる。
【００１６】
上述の先行技術による装置は一般にそれが発生させる空気流の小さい部分であるに過ぎない。利用できる爆発物分析装置は極めて小さい試料のサイズ、典型的例として１リットル／秒より遥かに少ない量に限って引受けできるので、空気の流れの発生量の殆どが極微量の爆発物の共存に対しても大部分が検査されずに終る。固体粒子は、とりわけ試料採取されないか、あるいは採取された場合でも、その後この粒子は気化して逃げ、化学分析装置に対しては気体試料として現れる。この加熱は捜し求めているその化合物の分解の発生を防ぐため注意深く行われる必要がある。前記コリガン（Ｃｏｒｒｉｇａｎ）の米国特許の場合、「少量」の再循環空気の流れを爆発性蒸気検知のため引き、化学分析装置に別の方法で得られると考えられるよりも、高い濃度の可能性のある微量の爆発物を提供しようとして用いられる。
【００１７】
先行技術は爆発性蒸気および／または粒子のいくつかの組合せが、爆発物検知用の入口設備の正しい機能性に必要であり、また必要となるかも知れない。このような入口設備がより広汎な用途、すなわち薬物および危険物検知にも用途をもつことがさらに断言されている。最後に爆発物検知と金属検知の機能が、隠蔽武器に対すると同様、単一形式の装置に組込まれていることが注目されている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は被検者用の爆発物検知入口設備の技術が、人の身体を取巻く空気の熱挙動と、人の外皮膚の連続発散により発生させられる固有の微粒子の場を適当に考慮に入れることで事実上改良できるという前提に一部立っている。下記に示されるように、このような考慮は人の身体の上に隠蔽された爆発物もしくは他の物質の有効な検知にとっては主要かつ極めて重要である。さらに、微量爆発物の人体や着衣からの機械的手段もしくはエアジェットの衝突捕集による積極的剥取り、洗浄もしくは他の除去は、この機能が人のサーマル．プルーム（熱プルーム：ｔｈｅｒｍａｌ ｐｌｕｍｅ）それ自体の固有挙動により自動的に行われる範囲ではいずれかが不必要であるか、もしくは人体により生ずる固有信号が余りに弱くて検知できないような情況下では必要になるだけである。先行技術で述べられた人体上もしくは人体に近い爆発性蒸気の「停滞境界層」の考え方は公知の人のサーマル．プルーム（熱プルーム）の挙動に関連しては事実上物理的に可能ではない。先行技術の優位性にある空気流の水平方向の配向と対照的に、本発明は直立する人の熱プルームの固有の配向を利用するが、それは以下に論述されるように垂直かつ上方方向である。先行技術はこのようにして空気流のパターンを人体の回りの対流的空気流の固有の傾向とまさに矛盾して導入され、空気の凝縮試料の人体の皮膚に触れる環境からの収集に見られる全体の非能率に繋がる。
【００１９】
前記コリガンの米国特許の場合に生成された前記４８００ｃｆｍ再循環は、例えば人の全平熱プルーム（３０〜５０リットル／秒、すなわち６０〜１００ｃｆｍ）により生ずる空気流の５０〜８０倍である。
【００２０】
本発明は人体の固有の熱および空気力学的な特徴に、２番目には人体を取囲む空気中の多数の人の皮膚の鱗片の存在に基づく。人の皮膚は通常周囲大気より数度熱い（室温２４℃に対し皮膚温度は平均して３３℃）。これは身体から周囲大気に起こる連続熱対流が原因である。通常の活動レベルでは、身体からの空気に伝播されるエネルギーの速度は約８０ワットである。廃熱が身体により拒絶され、身体の温度調節が起こるということはこの仕組みによる。（これらの一般的原則についてのさらなる詳細は１９８５年ロンドンのＥ・アーノルド出版社刊、Ｒ．Ｐ．クラーク（Ｃｌａｒｋ）ならびにＯ．Ｇ．エドホルム（Ｅｄｈｏｌｍ）による「マン．アンド．ヒズ．サーマル．エンバイロンメント（Ｍａｎ ａｎｄＨｉｓ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）」と、ニュージャージ州アトランティック．シティにおいて１９９６年１１月１２日乃至１５日開催されたエクスプロージヴス．ディテクション．テクノロジー．アンド．エヴィエーション．セキュリティ．テクノロジー（Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓ ａｎｄ Ａｖｉａｔｉｏｎ ＳｅｃｕｒｉｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）」についての第２回ＦＦＡシンポジウムのＷ．Ｈ．マッキの（Ｍａｋｋｙ）編集による議事録第６５乃至７０頁のＧ．Ｓ．セットルス（Ｓｅｔｔｌｅｓ）、Ｈ．Ａ．ゴワディア（Ｇｏｗａｄｉａ）、Ｓ．Ｂ．ストライン（Ｓｔｒｉｎｅ）ならびにＴ．Ｅ．ジョンソン（Ｊｏｈｎｓｏｎ）の共著になる「ザ．ナチュラル．エアロダイナミック、サンプリング．オヴ．トレース．エクスプローシヴズ．フロム．ザ．ヒューマン．ボディ（Ｔｈｅ ＮａｔｕｒａｌＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｏｆ Ｔｒａｃｅ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｈｕｍａｎ Ｂｏｄｙ）」と題する論文に提出される。
【００２１】
皮膚で熱せられ、周囲空気よりも熱く濃度の低い空気はアルキメデスの原理により当然のことながら上昇する。これが人の境界層を発生させる。直立する人にとって、この境界層はくるぶしで始まり、足から胴に上昇し、移動するにしたがって段々と濃度および速度を増す。上半身の回りでは人の境界層の厚さは数ｃｍとなり垂直方向、上方方向に向かう０．５ｍ／秒もの速度をもつ。肩と頭部ではこの境界層は身体を離れ、その浮揚性のある上方への運動を継続して、人の熱柱を形成する。この全熱柱の中にある空気流はほぼ３０〜５０リットル／秒もしくは６０〜１００リットル／秒といったところである。人の境界層と熱柱は身長、体重着衣の量もしくは形などの広汎な変化に拘らず、ほぼ同じ仕方で形成するものと観察される。
【００２２】
したがって本発明にとっては、身体と接触している空気が決して停滞しないで、上方方向の運動を絶えず続けている状態にあることが不可欠である。さらに人の境界層のその運動の性質が身体の表面上のどの部分を取ってもそれに寄与していることである。したがって爆発物が隠蔽されている可能性のある場所、例えばくるぶし、脚、腿、ウエスト、腕などあらゆる場所がほぼ均等（単位皮膚面積当たり）に浮揚空気流に寄与し、結局身体の真上に上昇して熱プルームを形成する。したがって身体の上のどの部分にも隠蔽された微量の爆発物も自然に上方方向に移動し、熱プルームとなって終る。着衣はこのプロセスとは、それが微量の粒子の何かを捕捉するか、あるいはそれが不透質であって、腕、くるぶし、首およびウエストで気密封止されるような起こりそうもない場合を除き、著しく干渉することはない。
【００２３】
本発明は試料採取が、隠蔽爆発物の見逃しを完全に防ぐために人体全部を包囲する必要があるとする原則に基づき機能する。人の熱境界層はこの課題を当然のことながら達成するので、被検者の頭の真上の自然に上昇する前記熱プルームを採取して極めて高い濃度の試料を身体の上のあらゆる部分から採ることだけを必要とする。さらに、この課題が前記人の熱プルームにより自然に達成される限り、この熱プルームを、この分野におけるあらゆる先行技術で必然的に行われているように、人為的に誘導される空気流により希釈および／または拡散させることは極めて好ましくない。
【００２４】
本発明はさらに、非アナログ式医学的ならびに生理学的技術で公知である特定の事実、すなわち人はその外皮膚を顕微鏡的鱗片（スケール：ｓｃａｌｅ）の形で絶えず脱皮していることを利用している（例えば１９５４年シカゴで刊行されたＳ．ロスマン（Ｒｏｔｈｍａｎ）の「フィジオロジー．アンド．バイオケミストリー．オヴ．ザ．スキン（Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｋｉｎ）」を参照のこと）。皮膚の全外皮膚は１日もしくは２日おきに脱皮されることが分かった。１．８ｍ２の平均的な身体表面積と、１４ミクロンの平均皮膚鱗片の直径に対し、ほぼ数百万という皮膚の鱗片が平均的な人により毎分剥落していることが分かる。それどころか家庭ならびに事務所内の室内環境で発生する塵が人の皮膚から主としてなっていることが示された。
【００２５】
表皮により剥離された皮膚鱗片は人の境界層の上方に向う動作に即座に捉られる。それはその流降速度が僅かに１ｍｍ／秒、せいぜい１ｃｍ／秒であるからである。さらにその平均サイズが殆ど全ての着衣の生地を編成する孔よりもずっと小さいので、それは着衣を通り、それが剥離された部位から離れて自由に移動する（これは人体から皮膚鱗片の上に落とされたバクテリヤの数が被検者が着衣しているか裸であるかを問わず、ほとんど同じであるという事実により立証される。）。したがって被検者は歩行中、ほぼ７百万もの皮膚鱗片をも含む粒子を多量に載せた流れである。身体のあらゆる部分はこのような鱗片を発生させ、また体の熱プルームも同様に体のあるゆる部分から起こった無数の皮膚鱗片を含んでいる。この人の熱プルームにより輸送された皮膚鱗片の総質量のざっとした推定値は１／３ｍｇ／秒である。したがってこれらの皮膚鱗片の絶対数と、いたるところにあるという性質は、微量の爆発物が上に吸着される極めて大きい「断面」を間違いなく付与することは真実らしい。隠蔽された爆発物によりすでに剥離され、そして近くの皮膚に吸着された爆発成分子は後者の連続発散のため皮膚鱗片により輸送されることになろう。
【００２６】
したがって、前記人の熱プルーム内で前記ほぼ３０〜５０リットル／秒の上昇熱風を採取し、それが含んでいる固形皮膚鱗片のほぼ１／３ｍｇ／秒を、その上に微量を吸着させることもできる着衣からの織物繊維と共に抽出して、それにより空気を拒絶し、前記吸着ずみの微量の爆発物を含む少量の固形試料だけを保留することが極めて望ましい。この極めて高い濃度の試料をその後、分析と検出のため適切な装置に直接提供する。爆発物の窒素含有量が高いため、微量の爆発物の十分な濃度が存在するものとして仮定して、それと前記試料の他の成分とを区別する技術が既に存在する。（例えば１９９２年３月２０日刊「サイエンス」第２５５巻第１５３１乃至１５３７頁のＡ．フェインバーグ（Ｆａｉｎｂｅｒｇ）の論文「エックスプロシヴ．ディテクション．フォー．エヴィエーション．セキュリティー（Ｅｘｐｒｏｓｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ＡｖｉａｔｉｏｎＳｅｃｕｒｉｔｙ）」ならびに１９９２年刊 ＡＳＴＭ ＳＴＰ 第１１２７号第４８〜４９頁のＤ．Ｈ．ファインならびにＥ．Ｋ．アクター（Ａｃｈｔｅｒ）共著になる論文「ヴェイパー．ディテクション．オヴ．エクスプローシヴズ（Ｖａｐｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ）」参照。さらに隠蔽された麻薬や他の危険物もしくは管理物質が同一方法で検知できまた人の糸粒体ＤＮＡ試料が捕捉された皮膚鱗片試料から抽出できる。
【００２７】
下記の詳細な説明は隠蔽された爆発物の検知の点を骨格としているが、本発明は広汎にしてさらに一般的な用途も備えていることを確認することが重要である。詳述すれば、本明細書で開示される原理も同様に使用されて、人の体の上に、あるいは体内に隠蔽された他の非合法的および／または危険物質、例えば密輸薬品、焼夷物質、貨幣ならびに化学／細菌戦薬品を検知できる。さらに、本明細書で開示された入口設備を用いると、それを通過する被検者により発散された人の皮膚鱗片小試料を採取し、それから人のＤＮＡ試料も個人のＤＮＡの型の検査のために抽出できる。現在開示されている本発明の一実施例は人の身体により送られた微量生物学的信号の検出に用い、その信号を被検者の健康状態の検索表にかけることができ、それにより直接の物理的接触がなくても広範な種類の病気のどのようなものでも診断できる。最後に本発明は管理された核物質、例えば伝統的放射能検知装置での検知が困難な微量のウラニウムの検知にも使用できる。
【００２８】
外側にある空気による希釈なしに人の熱プルームの採取は、オーバーヘッド採取装置が付設された開放型の歩行して連れる入口設備により達成でき、この採取装置の真下を被検者が数秒間立止めることを要求される。この採取装置は濾過装置、トラップもしくは粒子分離装置と、熱プルームの空気を前記採取装置を通して抜く単一のファンもしくはブロアーで終端する人体にぴったりの輪郭をつけた逆漏斗の形状を呈している。前記濾過装置、トラップもしくは分離装置は、1）.メッシュ濾過器型分離装置、2）.サイクロン分離装置、3）.衝撃／粒子一慣性型分離装置、4）.静電集塵器、5）.冷却トラップもしくは先行技術に公知ではあるが、本明細書では特に扱われていないいくつかの他の装置を含むいくつかの異なる装置のどの１つであってもよい。同様に得られた試料を提出する爆発物、麻薬もしくは他の薬品用検出器は先行技術の検出器、例えば米国特許第５，２００，６１４号もしくは米国特許第５，４９１，３３７号に開示されている装置であっても差支えなく、この開示も本明細書では参考として取入れてある。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の入口設備は本明細書で本発明者により確認され、また図１に概略的に示された物理的かつ生理的現象を利用している。詳述すれば、図１はほぼ水平の床下に直立する被検者Ｓを示す。この被検者Ｓは典型的例として、体温をもち、それは被検者Ｓに隣接する周囲空気の温度を上回る。前記被検者Ｓの体熱はこの被検者Ｓに隣接する周囲空気の加温の原因になる。この加温された空気は冷却空気より密度が低い。その結果として温風は冷風に対し上昇する。この公知の物理的現象は被検者Ｓに隣接する温風境界層が徐々に上方方向に、また冷風を通して被検者Ｓからさらに距離を採って流れさせる。この上方方向に流れる空気は図１の矢印Ａで示され、それにより人の熱プルームが集合的に形成される。
【００３０】
前記人の熱プルームは上にいわれている別の生理学的現象と協働する。詳述すれば、被検者Ｈは死んだ皮膚の顕微鏡的粒子を上述の皮膚再生法の一部として絶えず放出している。これらの死んだ皮膚の顕微鏡的粒子が上方方向に流れる空気Ａ内に連行され、図１に概略図で示された人の熱プルームを形成する。
【００３１】
隠蔽された爆発物、麻薬や他の感応性物質もしくは危険物質の検知用、あるいは人のＤＮＡの試料の可能な採取用、または被検者の健康状態に関する空気電送信号の試料採取用の歩行で通るスクリーニング用の入口設備が図２に１０で総体的に示されている。この入口設備は２つのほぼ垂直の側壁１２と１４を備え、それらは互いに十分に間隔をおいて被検者が具合良く通れるだけの開放通路１６を形成する。前記側壁を互いに間隔をおいて、それによりほぼ３ｆｔ（約９１．４ｃｍ）の全幅Ｗが形成されることが好ましい。さらにこの側壁１２と１４により約３ｆｔ（約９１．４ｃｍ）の奥行Ｌが形成される。前記入口設備１０は天井１８をさらに備える。この天井は床または前記入口設備１０の支持面の真上に約７〜１０ｆｔ（約２１３．４〜３０４．８ｃｍ）の全入口設備の高さＨが形成されるよう十分な距離をとって配置される。これらの寸法は大抵の被検者に入口設備１０の通路１６を容易に通過させる。
【００３２】
前記側壁１２と１４および／または前記天井１８には安全を必要とする空港ならびに他の場所で通常用いられる市場で入手できる金属検知器と匹敵する金属検知器をさらに配設できる。したがって前記入口設備１０の密輸品検知の機能が本明細書で説明されるように、現在採用されている金属検知器に寸法上匹敵する装置における金属検知の機能と同時に行われる。
【００３３】
前記開放型通路１６を覆う天井１８の部分により逆向きとなった漏斗２０が形成され、それは通路１６のさらに真上の箇所でより小さい断面寸法になるよう徐々にテーパーをつけてある。この漏斗２０は上述の人体により発生させられた上昇熱プルームの採取に効果をもたらす。前記漏斗２０の小さくなっている断面部分に図２に２２により総体的に示された濾過器、トラップもしくは分離器を配設する。説明を容易にするため、前記濾過器、トラップもしくは分離器２２をこの明細書では単純に総称的な用語として「トラップ」ということにする。しかしながら、この総称的用語は構造的もしくは機能的な限定を意図していない。それどころか、このトラップ２２は人の熱プルームから粒子、例えばその上に化合物を吸着させた皮膚の鱗片もしくは蒸気の形になった空気で選ばれた微量薬品の試料を抽出する能力を備える公知の構造ならば何でもよい。比較できるトラップはイオン．トラック．インストルメンツ社（Ｉｏｎ Ｔｒａｃｋ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ）の市販する密輸品検知器で用いられている。
【００３４】
ファン２４もしくは他の空気循環発生器を配設して前記人の熱プルームを前記トラップ２２を通して案内する。
【００３５】
上記で説明され、また図２で示された入口設備１０はその上に形成されるプレナム３２を備える床３０の上に配置される。このプレナム３２は複数の小さい空気口３４を通過して前記開放通路１６と連通できる。このプレナム３２はさらに、図３に概略図で示され、また３６で総体的に示された空気流発生器と連通できる。この空気流発生器３６は冷風を前記プレナム３２を均一にまた前記空気口３４を上方方向に通して前記開口通路１６に最大ほぼ０．５ｍ／秒の速度で流入させるよう機能的に作用できる。この冷風の最大０．５ｍ／秒の低速での流れでは被検者の洗浄に有効に機能しないし、また漏斗２０に提出された空気の量を著しく増大させないだろう。反って前記プレナム３２を通って案内された冷風は単に、温かい人の熱プルームＡの自然的な垂直方向運動を増大、促進させる。それは前記プレナム３２を通って通路１６に案内される冷風の上に乗っている人の熱プルームを含む空気の温境界層の浮揚効果のためである。前記プレナムを通って案内される空気の温度は、周囲温度より数度低くすることが好ましいが、入口設備１０に入っている被検者に不快を起こさせるほど冷たくする必要はない。前記プレナムを通る約６０°Ｆ（約１５．６℃）の空気の温度は所望の浮揚効果を付与するだけの十分な温度であろう。
【００３６】
他の入口設備が図４に４０で総体的に示され、上記しまた図２に示された入口設備１０と構造的にも機能的にも類似している。しかしながら、入口設備４０に通路４２を、この通路４２からの出口に透明プラスチック製引戸を備えて配設する。この引戸４４は室内の空気流に影響を与え得る室外空気の通気を妨害する。さらに前記引戸４４は被検者の入口設備４０の通過のさらに効率のよい、また正確な整理を行わせ、それにより被検者との検知データのさらに正確な調和を保証する。
【００３７】
室外空気流の影響力は入口設備の一部品としての機械的な引戸を配設しなくても最小限に止めることができる。このことに関して、図５は上流ならびに下流バッフル板４６と４８を組合せて用いられる図２の入口設備１０を示す。このバッフル板は室内空気流のため室外空気の通気を有効に阻止し、また前記入口設備を通る適切な調和と、検知データの被検者との有効な調和にさらに寄与する。このバッフル板４６と４８は前記入口設備１０から３〜６ｆｔ（約９１．４ｃｍ〜１８２．９ｃｍ）間隔をおくことが好ましい。
【００３８】
本発明の入口設備は市場で入手できる金属検知器に寸法的に匹敵する必要はない。反って図６は細長い廊下状の入口設備を示し、５０で総体的に示される。この廊下状入口設備５０は好ましくは幅が約３ｆｔ（約９１．４ｃｍ）、高さが７〜１０ｆｔ（約２１３．４ｃｍ〜３００．５ｃｍ）で、その双方が上述の入口設備１０の幅と高さに匹敵する。しかしながら、図６に示された入口設備５０はほぼ６〜１０ｆｔ（約１８２．９ｃｍ〜３００．５ｃｍ）の長さＬ１をもつことが好ましい。したがって入口設備５０は長さで上述の入口設備１０の少なくとも２〜３倍大きいものである。この入口設備５０にさらに透明プラスチック製材料で形成された側壁５２と５４を設ける。この透明プラスチック製側壁は前記入口設備５０を通る人の閉所恐怖症を除去する。先の実施例にあるように、前記入口設備５０にその内面に形成された逆漏斗状採取器５８を備える天井５６を配設する。しかしながらこの入口設備５０の漏斗５８はさらに細長い。
【００３９】
この透明プラスチック製側壁５２と５４はさらに、前記入口設備５０の近くで作業する警備員により被検者の観察を可能にする。この被検者を観察する能力は不審な動作の目視観察に繋がってさらに詳細な調査ができる。
【００４０】
図７は入口設備のさらに別の実施例で、９０で総体的に示されている。この入口設備９０は第１と第２の沿おう語に間隔をおいた側壁９２と９４を備え、それを通る通路９６を形成する。この入口設備９０は上述のものと、天井に漏斗状の採取器を備えていないという点で相違している。すなわち漏斗状の空気流採取器１００が前記側壁９４上に配設されている。この漏斗状採取器１００が前記入口設備１００を通過する被検者の後方につくられている熱跡を利用できるよう配置構成されている。トラップ１０２が前記漏斗１００の狭い部分に配設され、人の熱跡から、例えば吸着された配合物を上に吸着した皮膚の鱗片もしくは蒸気の形になった空気搬送微量薬品のいずれかの粒子抽出の作用をする。したがってこのトラップ１０２は図２の実施例に関して述べられたトラップ２２と構造上にも機能的にも類似している。ブロワー１０４が前記トラップ１０２の近くに配設され、低速空気流を発生させて人の熱跡をこのトラップ１０２を通して吸込み、かつ残余の空気流を大気に排出する。先行の実施例にあるように運搬手段が配設されて、捕捉した試料を前記入口設備９０を通過する被検者用の物質検知器に提供する。先の実施例にあるように前記検知器は問題の分子の存在の検知に機能的に作用する。
【００４１】
本発明は好ましい実施例に関し述べられてきたが、明白なことは様々な変更が特許請求の範囲により規定される本発明の範囲から逸脱することなく行うことができることである。
【００４２】
【発明の効果】
したがって、本発明の主たる効果は隠蔽爆発物のあまりでしゃばることない検知手段を提供することである。
【００４３】
本発明のもう１つの効果は人の身体の上および／または内部に隠蔽された非合法および／または危険物質、例えば密輸薬物、焼夷物質、貨幣ならびに化学／生物戦用化学品などを検知することである。
【００４４】
本明細書に開示された入口設備が人の皮膚鱗片の小試料の採取がさらに可能で、それから人のＤＮＡの試料が個人のＤＮＡ型検者のため抽出できることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】人の熱境界層と熱プルームの概略図である。
【図２】本発明による入口設備の斜視図である。
【図３】図２に示された入口設備の断面図であり、またその床に冷風プレナムを備えていることを示す図である。
【図４】透明の引き出口ドアを備える入口設備の斜視図である。
【図５】外部空気流の抑止用の２つの別々のバッフル板を備える入口設備の平面図である。
【図６】天井採取器を備えた長い歩行して通り抜ける入口設備を示す図である。
【図７】人の熱跡から試料を採取する入口設備の平面図である。
【符号の説明】
Ａ 上方方向に流れる空気
Ｆ 水平床
Ｈ 入口設備の高さ
Ｓ 被検者
１０ 入口設備
１２ 垂直側壁
１４ 垂直側壁
１６ 開放通路
１８ 天井
２０ 漏斗
２２ フィルタ、トラップもしくは分離器
２４ ファン
２６ コンベヤー
２８ 物質検知器
３０ 床
３２ プレナム
３４ 空気口
３６ 空気流発生器
４０ 代替入口設備
４２ 通路
４４ ドア
４６ 上流バッフル板
４８ 下流バッフル板
５０ 廊下式入口設備
５２ 側壁
５４ 側壁
５６ 天井
５８ 漏斗
９０ 入口設備
９２ 側壁
９４ 側壁
９６ 通路
１００ 漏斗状空気流採取器
１０２ トラップ
１０４ ブロアー
【図１】
0004466931.tif 000002
【図２】
0004466931.tif 000003
【図３】
0004466931.tif 000004
【図４】
0004466931.tif 000005
【図５】
0004466931.tif 000006
【図６】
0004466931.tif 000007
【図７】
0004466931.tif 000008
【図８】
0004466931.tif 000009
【図９】
0004466931.tif 000010