(57)【要約】【課題】測定対象から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を受信し、その受信レベルを測定することで、測定対象に隠された物品を検出する携帯型マイクロ波測定装置において、受信素子による熱雑音の受信特性の校正を精度よく実施できるようにする。【解決手段】携帯型マイクロ波測定装置は、複数のミリ波センサ１２を内蔵した本体部１０と、使用者が手に持って操作するための把持部２０とを備えたハンディスキャナ２と、このハンディスキャナ２が載置されて充電等を行うためのクレードル５と、から構成されている。そして、クレードル５のハンディスキャナ２の載置部４には、ハンディスキャナ２を載置した際にミリ波センサ１２と対向するように電波吸収体８が設けられている。この結果、各ミリ波センサ１２の受信特性の校正を、ハンディスキャナ２をクレードル５に載置した状態で行うことで、ハンディスキャナによる物品の検出精度を向上できる。【選択図】図１
2013246138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を受信する受信素子と、
前記受信素子からの受信信号を検波することで、該受信信号の信号レベルを測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果を補正する補正手段と、
外部から校正指令が入力されると、前記補正手段を介して得られる測定結果が予め設定された基準レベルとなるよう、前記補正手段による補正量を設定する校正手段と、
を、手持ち操作可能なケース内に収納してなる測定装置本体と、
前記測定装置本体を載置するための載置台と、
を備え、
前記載置台には、前記測定装置本体を載置した際、前記受信素子に対向可能な対向領域が形成されており、該対向領域には、前記受信素子の受信周波数に対応した周波数の電波を吸収可能な電波吸収体が設けられていることを特徴とする携帯型マイクロ波測定装置。
【請求項２】
前記載置台は、前記マイクロ波を透過可能な合成樹脂にて構成され、前記電波吸収体は、前記載置台の内部若しくは表面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯型マイクロ波測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象から放射されるマイクロ波帯の熱雑音を受信し、その受信レベルを測定する携帯型マイクロ波測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人体などの測定対象から放射されるマイクロ波帯（０．３ＧＨｚ〜３ＴＨｚ）の熱雑音（好ましくは、ミリ波帯（３０ＧＨｚ〜０．３ＴＨｚ）の熱雑音）を、直線上に配置された複数の受信素子にて受信し、各受信素子による熱雑音の受信レベルの変化から、測定対象に隠された物品（武器や密輸品等）を検知することが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
また、この種の測定装置においては、装置全体を使用者が手に持ち、測定対象に対し測定装置を一方向に移動（走査）させることで、測定対象に隠された物品を検知する携帯型とすることも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５０２４１５号公報
【特許文献２】特開２００８−２４１３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のように測定対象から放射されるマイクロ波帯の熱雑音を受信素子にて受信し、その受信レベルから、測定対象に隠された物品を検知するには、受信素子から出力される受信信号の信号レベルが、被写体から放射される熱雑音の強度と対応するよう、受信素子からの受信信号の出力特性（受信特性）を校正する必要がある。
【０００６】
そして、従来、携帯型の測定装置において、受信素子の校正を行う際には、受信素子の開口面（受信方向）が、熱雑音の放射量が安定した床面や壁面に向くように、測定装置を配置し、そのとき受信素子から出力される受信信号の信号レベルが所定の基準レベルとなるよう、受信信号の信号レベルを補正（所謂オフセット）することが行われている。
【０００７】
しかしながら、本願発明者らが、こうした従来の校正方法で受信素子を校正した上で、上記測定装置による物品の検知精度を測定したところ、所望の精度が得られないことがあった。
【０００８】
そして、この原因を調査したところ、床面や壁面から放射される熱雑音には、これらを照らす照明器具（蛍光灯等）からの熱雑音等、周囲の熱雑音発生源から放射された熱雑音の反射波が含まれており、床面や壁面から放射される熱雑音は変動しているためであることが分かった。
【０００９】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、測定対象から放射されたマイクロ波帯の熱雑音を受信し、その受信レベルを測定することで、測定対象に隠された物品を検出する携帯型マイクロ波測定装置において、受信素子による熱雑音の受信特性の校正を精度よく実施できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の携帯型マイクロ波測定装置は、
マイクロ波を受信する受信素子と、
前記受信素子からの受信信号を検波することで、該受信信号の信号レベルを測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果を補正する補正手段と、
外部から校正指令が入力されると、前記補正手段を介して得られる測定結果が予め設定された基準レベルとなるよう、前記補正手段による補正量を設定する校正手段と、
を、手持ち操作可能なケース内に収納してなる測定装置本体と、
前記測定装置本体を載置するための載置台と、
を備え、
前記載置台には、前記測定装置本体を載置した際、前記受信素子に対向可能な対向領域が形成されており、該対向領域には、前記受信素子の受信周波数に対応した周波数の電波を吸収可能な電波吸収体が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の携帯型マイクロ波測定装置において、
前記載置台は、前記マイクロ波を透過可能な合成樹脂にて構成され、前記電波吸収体は、前記載置台の内部若しくは表面に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の携帯型マイクロ波測定装置によれば、測定装置本体を載置するための載置台が備えられており、その載置台には、測定装置本体を載置した際、受信素子に対向可能な対向領域が形成されている。そして、その対向領域には、受信素子の受信周波数に対応した周波数の電波を吸収可能な電波吸収体が設けられている。
【００１３】
このため、本発明の携帯型マイクロ波測定装置によれば、測定装置本体の校正を行う際には、測定装置本体を、受信素子が載置台の対向領域に対向するように載置台に載置し、校正指令を入力すればよい。
【００１４】
つまり、このようにすれば、測定装置本体に設けられた受信素子が、電波吸収体から放射されたマイクロ波を受信し、その受信信号の信号レベルを測定する測定手段による測定結果が基準レベルとなるように、校正手段が、補正手段による補正量を設定することになる。
【００１５】
従って、補正手段による補正量は、電波吸収体から放射された一定レベルのマイクロ波に対応した値に設定されることになり、携帯型マイクロ波測定装置の校正を、周囲の熱雑音発生源から放射された熱雑音の影響を受けることなく、最適に実施することができるようになる。
【００１６】
ここで、載置台は、単に、携帯型マイクロ波測定装置を載置して、その受信特性を校正するためのものとしてもよいが、例えば、携帯型マイクロ波測定装置に内蔵された二次電池の充電、携帯型マイクロ波測定装置からの測定データの読み込み、等のために携帯型マイクロ波測定装置と接続されるコネクタを有するクレードルとして構成してもよい。
【００１７】
また、請求項２に記載のように、載置台を、マイクロ波を透過可能な合成樹脂にて構成した場合、電波吸収体は、その載置台の内部若しくは表面に配置するようにすればよい。
なお、載置台は、載置台自体を電波吸収体にて構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の携帯型ミリ波測定装置全体の構成を表す概略構成図である。
【図２】実施形態のハンディスキャナの内部構成を表すブロック図である。
【図３】実施形態のハンディスキャナの使用方法を説明する説明図である。
【図４】実施形態のミリ波センサの構成を表すブロック図である。
【図５】実施形態の制御回路にて実行されるミリ波センサ校正処理を表すフローチャートである。
【図６】携帯型ミリ波測定装置の変形例を表す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１に示すように、本実施形態の携帯型マイクロ波測定装置は、測定対象から放射されたミリ波帯の熱雑音を受信し、その信号レベルを測定するためのハンディスキャナ２と、このハンディスキャナ２を載置した状態で保持し、ハンディスキャナ２に内蔵された二次電池への充電を行うためのクレードル５と、を備える。
【００２０】
図２に示すように、ハンディスキャナ２は、ミリ波帯の熱雑音を受信する複数のミリ波センサ１２、操作部１４、表示部１６、及び、制御回路１８などが収納された大径の本体部１０と、本体部１０よりも小径で内部に二次電池２２が収納された把持部２０と、から構成されている。
【００２１】
ハンディスキャナ２の本体部１０及び把持部２０は、中空筒状で中心軸方向に段差を有する合成樹脂製のケース内に、上記各部を収納することにより構成されており、複数のミリ波センサ１２は、本体部１０を構成するケース内に、ケースの中心軸に平行な直線上に略等間隔で配置されている。
【００２２】
また、ハンディスキャナ２において、把持部２０の本体部１０とは反対側の端部（ハンディスキャナ２の後端側）には、ハンディスキャナ２がクレードル５に載置された状態で、クレードル５に設けられた充電用のコネクタ部６と接続される接続端子２４が設けられている.
そして、この接続端子２４には、二次電池２２が接続されると共に、本体部１０内の制御回路１８が接続されている。
【００２３】
次に、制御回路１８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器等からなるマイクロコンピュータにて構成されている。
そして、制御回路１８は、操作部１４から入力される指令に従い、複数のミリ波センサ１２からミリ波の受信レベルを表す検出信号を取り込み、その検出信号の変化から、被写体である検査対象者が隠し持った危険物（ナイフや拳銃等）を検知して、周囲に報知する危険物の検知処理や、各ミリ波センサ１２の受信特性を校正する校正処理を実行する。
【００２４】
また、操作部１４は、使用者が指で操作することにより、ミリ波の測定指令（換言すれば危険物の検知指令）やミリ波センサ１２の校正指令を入力するためのスイッチにて構成されており、使用者が把持部２０を握った状態で操作できるように、本体部１０の把持部２０との近傍位置に配置されている。
【００２５】
また、表示部１６は、ハンディスキャナ２の動作状態を表示したり、上述した危険物の検知結果を表示したりするためのものであり、ＬＥＤや液晶表示パネル等から構成されている。そして、表示部は、使用者が表示内容を見易くなるよう、操作部１４の把持部２０側とは反対側（ハンディスキャナ２の先端側）に配置されている。
【００２６】
このように構成された本実施形態のハンディスキャナ２においては、操作部１４を介して測定指令を入力すれば、制御回路１８が、複数のミリ波センサ１２から検出信号を取り込み、その検出信号の変化から、検査対象者が隠し持った危険物を検出する。
【００２７】
これは、検査対象者からはミリ波帯の熱雑音が放射されており、検査対象者が危険物を隠し持っていれば、危険物により熱雑音が遮蔽されるためである。
つまり、本実施形態のハンディスキャナ２は、図３に示すように、使用者が把持部２０を握って、本体部１０におけるミリ波センサ１２による受信面を検査対象者に向け、ミリ波センサ１２の配列方向と直行する方向に移動させれば、その移動中に、検査対象者が隠し持った危険物との対向位置に位置するミリ波センサ１２からの受信信号の信号レベルが低下する。
【００２８】
そこで、本実施形態では、使用者が、ハンディスキャナ２をこのように操作した際に生じる信号レベルの変化（低下）から、検査対象者が危険物を隠し持っていることを、自動で検知できるようにしているのである。
【００２９】
ところで、このように、ハンディスキャナ２を利用して危険物を検知する際、危険物の検出精度を高めるには、検査対象者から放射されたミリ波帯の熱雑音を受信したときと、その熱雑音が遮られたときとで、検出信号の信号レベルが大きく変化するように、ミリ波センサ１２の受信特性を設定する必要がある。
【００３０】
そして、ミリ波センサ１２の受信特性は、周囲温度等の使用環境によって変化することから、ハンディスキャナ２の使用時に、定期的に校正することが望ましい。
そこで、本実施形態では、ミリ波センサ１２が、ミリ波帯の熱雑音の受信特性を補正（校正）できるようにされている。
【００３１】
つまり、図４に示すように、本実施形態のミリ波センサ１２は、それぞれ、ミリ波帯の熱雑音を受信する受信素子としてのアンテナ３０と、アンテナ３０からの受信信号（高周波信号：ＲＦ）を増幅するＲＦアンプ３２と、ＲＦアンプ３２にて増幅された受信信号を振幅検波する検波回路３４と、検波回路３４にて検波された検波信号（電圧）に補正信号（電圧）を加算することで、検波信号を補正する加算回路３６と、加算回路３６にて補正された検波信号を増幅することで、アンテナ３０にて受信されたミリ波帯の熱雑音の信号レベルを表す検出信号（電圧）を出力する直流増幅回路３８と、を備える。
【００３２】
そして、直流増幅回路３８から出力される検出信号は、制御回路１８に入力され、加算回路３６には、制御回路１８から出力された補正信号が入力される。
この補正信号は、制御回路１８が、図５に示すミリ波センサ校正処理を実行することにより、ミリ波センサ１２毎に設定されるものであり、制御回路１８は、危険物の検知処理を実行中、各ミリ波センサ１２に補正信号を出力することで、各ミリ波センサ１２の受信特性を補正し、危険物の検知精度を確保する。
【００３３】
そこで、次に、ミリ波センサ校正処理について、図５に示すフローチャートに沿って説明する。
図５に示すミリ波センサ校正処理は、操作部１４を介してミリ波センサ１２の校正指令が入力されたときに実行される処理であり、処理が開始されると、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、以降の処理で使用されるカウンタＣに初期値（値１）を設定する。
【００３４】
次に、続くＳ１２０では、複数個のミリ波センサ１２の内、カウンタＣの値に対応したＣ番目のミリ波センサから検出信号の信号レベル（以下、検出信号レベルという）を読み込む。
【００３５】
そして、続くＳ１３０では、その検出信号レベルが予め設定された基準レベル（本実施形態では零）となるよう、ミリ波センサ１２の加算回路３６に出力する補正信号の信号レベル（以下、補正信号レベルという）を設定し、続くＳ１４０にて、その設定した補正信号レベルを、Ｃ番目のミリ波センサ１２の補正信号レベルとして、ＲＡＭ若しくは不揮発性メモリに記憶する。
【００３６】
また次に、Ｓ１５０では、カウンタＣの値が、本体部１０に設けられたミリ波センサ１２の数を表す値ｎ以上であるか否かを判断し、カウンタＣの値が値ｎ以上でなければ、Ｓ１６０にて、カウンタＣの値をインクリメント（＋１）した後、再度Ｓ１２０に移行し、カウンタＣの値が値ｎ以上であれば、全てのミリ波センサ１２に対する校正処理が完了したと判断して、当該ミリ波センサ校正処理を終了する。
【００３７】
このように、本実施形態のハンディスキャナ２には、ミリ波センサ１２の受信特性を自動校正する機能が設けられているが、この校正時には、各ミリ波センサ１２に入力されるミリ波の信号レベルが充分小さく、しかも、一定である必要がある。
【００３８】
このため、従来では、こうした校正動作は、ミリ波センサ１２を床面や壁面に向けて行うようにしているが、これでは、床面や壁面から反射されるミリ波の影響を受けてしまい、ミリ波センサ１２の正確な校正ができなかった。
【００３９】
そこで、本実施形態では、図１に示すように、クレードル５に、ハンディスキャナ２において各ミリ波センサ１２（詳しくはアンテナ３０）が配置される側面を下方に向けた状態で、ハンディスキャナ２を載置するための載置部４を設け、この載置部４内で各ミリ波センサ１２と対向する位置に、板状の電波吸収体８を配置している。
【００４０】
つまり、本実施形態では、クレードル５の載置部４に、ハンディスキャナ２の本体部１０のミリ波センサ１２側側面を対向させて載置した状態で、ハンディスキャナ２の把持部２０後端に設けられた接続端子２４をクレードル５のコネクタ部６に接続できるように、クレードル５を、合成樹脂製でＬ字形状を有するケースにて構成し、その内部に、電波吸収体８を配置することで、ハンディスキャナ２の校正を、各ミリ波センサ１２のアンテナ３０を電波吸収体８に向けた状態で実施できるようにしている。
【００４１】
このため、本実施形態の携帯型マイクロ波測定装置によれば、ハンディスキャナ２に設けられる複数のミリ波センサ１２の受信特性の校正を行う際に、ハンディスキャナ２をクレードル５に載置することで、各ミリ波センサ１２へのミリ波の入射が一定の状態で、各ミリ波センサ１２の受信特性を校正することができるようになり、その校正を、周囲の熱雑音発生源から放射された熱雑音の影響を受けることなく、最適に実施することが可能となる。
【００４２】
なお、電波吸収体８としては、導電性繊維等で構成される導電性電波吸収材料、カーボン粉等をゴム、発泡ウレタン等の誘電体に混合して誘電損失を大きくした誘電性電波吸収材料、鉄、ニッケル、フェライトなどの磁性材料の磁気損失によって電波を吸収する磁性電波吸収材料等、従来より知られている各種電波吸収材料を利用できる。
【００４３】
また、電波吸収体の一般的なものとしては、フェライト、ゴムフェライト、ウレタン、炭素等を主成分とするものが知られているが、電波は水でも吸収できることから、電波吸収体８としては、水溶液を合成樹脂製の袋に充填したものを利用することもできる。
【００４４】
ここで、本実施形態においては、ハンディスキャナ２は、本発明の測定装置本体に相当し、クレードル５は、本発明の載置台に相当する。また、ミリ波センサ１２を構成するアンテナ３０は、本発明の受信素子に相当し、検波回路３４は、本発明の測定手段に相当し、加算回路３６は、本発明の補正手段に相当し、制御回路１８は、本発明の校正手段に相当する。
【００４５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、電波吸収体８は、クレードル５の載置部４を構成するケース内に収納するものとして説明したが、図６に示すように、クレードル５の載置部４の表面（つまり、ハンディスキャナ２の載置面）に設けるようにしてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、ハンディスキャナ２の充電等を行うためのクレードル５に電波吸収体８を設けることで、ミリ波センサ１２の校正を適正に実行できるようにしたが、クレードル５に代えて、電波吸収体８を備えた校正用の載置台を設けるようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
そして、この場合、載置台には、クレードル５のように、コネクタ部６やコネクタ部６と充電器等の外部装置とを接続する信号線（図示せず）を設ける必要がないので、載置台自体を、電波吸収体にて構成するようにしてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、測定装置本体としてのハンディスキャナ２には、その側壁に沿って、複数のミリ波センサ１２が直線上に配置されており、ハンディスキャナ２は、その複数のミリ波センサ１２により所謂ラインセンサとして機能するものとして説明した。
【００４９】
しかし、本発明は、測定装置本体としてのハンディスキャナ内には、ミリ波センサ１２が一つ設けられており、使用者がハンディスキャナ２の向きを調整することで、ミリ波センサ１２による熱雑音の測定位置を手動で調整するように構成されたものであっても、上記実施形態と同様に適用して、同様の効果を得ることができる。
【００５０】
また更に、上記実施形態では、ミリ波センサ１２は、測定対象である検査対象者から放射されるミリ波帯の熱雑音を受信するものとして説明したが、ミリ波帯以外のマイクロ波からなる熱雑音を受信するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
２…ハンディスキャナ、４…載置部、５…クレードル、６…コネクタ部、８…電波吸収体、１０…本体部、１２…ミリ波センサ、１４…操作部、１６…表示部、１８…制御回路、２０…把持部、２２…二次電池、２４…接続端子、３０…アンテナ、３２…ＲＦアンプ、３４…検波回路、３６…加算回路、３８…直流増幅回路。
【図１】
2013246138.tif 000003
【図２】
2013246138.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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