電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法および検査装置
【課題】ミリ波信号を使用して物体を検査する方法を提供する。
【解決手段】少なくとも２つのミリ波信号源を提供し、ミリ波信号源から、少なくとも２つの異なる周波数を有する少なくとも２つのミリ波信号を送信して物体を照射し、反射された帰還信号が閾値信号レベルを超えているか否かを判定する。超えている場合は、その帰還信号を処理して物体の形状を特定する。超えていない場合は、別の帰還信号を処理する。検出される場合は、その帰還相互信号を処理して物体の性質を特定する。検出されない場合は、別の帰還信号を処理するステップとを行う。すべての帰還信号がチェックされたか否かを判定する。結果が満足なものか否かを判定し、結果が満足なものでない場合は、ミリ波信号のうちの少なくとも１つの周波数を変更する。結果が満足なものである場合は、本方法を終了する。
【解決手段】少なくとも２つのミリ波信号源を提供し、ミリ波信号源から、少なくとも２つの異なる周波数を有する少なくとも２つのミリ波信号を送信して物体を照射し、反射された帰還信号が閾値信号レベルを超えているか否かを判定する。超えている場合は、その帰還信号を処理して物体の形状を特定する。超えていない場合は、別の帰還信号を処理する。検出される場合は、その帰還相互信号を処理して物体の性質を特定する。検出されない場合は、別の帰還信号を処理するステップとを行う。すべての帰還信号がチェックされたか否かを判定する。結果が満足なものか否かを判定し、結果が満足なものでない場合は、ミリ波信号のうちの少なくとも１つの周波数を変更する。結果が満足なものである場合は、本方法を終了する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波照射を使用した物体の検査を対象とし、特に、電磁ミリ波照射を使用した物体の検査を対象とすることができる。
【背景技術】
【０００２】
これまで、物体の存在を特定する手段として、電磁信号を利用して物体を照射してきた。このような電磁照射信号は、空港や裁判所などの安全が保証される場所で、衣服の下や手荷物の中に隠された物体を検出するために用いられてきた。物体の存在を判定するためには、物体から反射される信号の強度を検出することが用いられてきた。
【０００３】
特定の状況においては、単に物体の存在を検出するだけでは、物体に関する情報として十分ではない場合がある。空港などで多数の人や手荷物を効率よく処理するために、衣服の下または手荷物の中に物体の存在を示す兆候が検出された人を引き留めて、一人ひとりに電磁的に「金属探知棒検査（ｗａｎｄｉｎｇ）」によって、または身体を「叩く（ｐａｔ ｄｏｗｎ）」ことによって調査することを省きたい場合がある。「金属探知棒検査（ｗａｎｄｉｎｇ）」という用語は、物体のすぐ近くで電磁反応検出機を動かすことによって、物体上または物体内の鉄物質の存在を検出することを表す。「叩く（ｐａｔ ｄｏｗｎ）」という用語は、調査員の手で調査の対象に身体的に接触し、物体が隠されていることを示し得る隆起や硬点などの存在をチェックすることを表す。
【０００４】
現在、人や荷物に隠匿された武器やその他の危険物を検出するためのミリ波技術を使用した応用例が存在する。ミリ波によって、布地や他の物質を透かして見ることが可能になると共に、危険な物品や物体を検出するのに十分な解像度がもたらされるということが知られている。現存する周知のシステムの多くは受動的であり、現存する周知のシステムのすべては、オペレータが危険な物品や物体を識別するために観察する画像を生成することに焦点を当てている。本開示の目的では、「識別する」という用語は、「検出および特定する」ことを意味するものと解釈することができる。オペレータが、往々にして粒子が粗くまたは解像度が低い画像で判断すると、誤報率が高くなる場合がある。通常、広範囲の画像を形成するには、生成に数十秒から数十分を要するため、スループットが低下する結果となる。多くの場合、Ｘ線画像では種々の密度の物質が検出されるので、目的の物品が隠匿されることがあり得る。痕跡検出法、レーザ分光法、および化学反応法などの爆発物検出方法が、対象物または物体の外面に適用されるが、隠匿された物品の検出には有益でない場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
物体の形状や性質を判定することができる物体の検査方法および検査装置が必要とされている。本開示の目的では、物体の「性質」という用語は、例えば、これらに限定されないが、物体内に存在する化学物質、元素、または無機物などの物体を構成する物質を表すものと解釈され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法は、（ａ）少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を提供するステップと、（ｂ）この少なくとも２つのミリ波信号源から少なくとも２つの電磁ミリ波信号を送信して、物体を照射するステップであって、この少なくとも２つの電磁ミリ波信号は、少なくとも２つの異なる周波数を有するステップと、（ｃ）（１）反射された帰還信号が所定の閾値信号レベルを超えているか否かを判定するステップであって、［ａ］閾値信号レベルを超えている場合は、その反射された帰還信号を処理して物体の形状を特定し、［ｂ］閾値信号レベルを超えていない場合は、別の帰還信号を処理するステップ、および（２）帰還相互変調積信号または高調波信号が検出されるか否かを判定するステップであって、［ａ］検出される場合は、その帰還相互変調積信号または高調波信号を処理して物体の性質を特定し、［ｂ］検出されない場合は、別の帰還信号を処理するステップを順不同で行うステップと、（ｄ）すべての帰還信号がチェックされたか否かを判定するステップであって、（１）チェックされていない場合は、別の帰還信号を処理し、（２）チェックされている場合は、ステップ（ｅ）に進むステップと、（ｅ）この方法によって満足な結果が得られたか否かを判定するステップであって、（１）満足な結果が得られなかった場合は、少なくとも２つのミリ波信号のうちの少なくとも１つ信号の周波数を変更し、（２）満足な結果が得られた場合は、この方法を終了させるステップとを含む。
【０００７】
電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査装置は、（ａ）少なくとも２つの電磁ミリ波信号源であって、これらの信号源からの少なくとも２つの電磁ミリ波信号によって物体が照射されるように物体に対して配向され、この少なくとも２つの電磁ミリ波信号は、少なくとも２つの異なる周波数を有する信号源と、（ｂ）少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうち、選択された電磁ミリ波信号の反射信号を受信できるように物体に対して配向された少なくとも１つの受信器ユニットと、（ｃ）この少なくとも１つの受信器ユニットに結合された分析ユニットであって、反射信号および反射信号間の相互変調積信号または高調波信号の信号レベルを確定する分析ユニットとを含み、この反射信号が所定の閾値信号レベルを超えている場合は、物体の形状が示され、物体の性質は、相互変調積信号または高調波信号によって示される。
【０００８】
したがって、本開示の特徴は、物体の形状および性質を判定することができる物体の検査方法および装置を提供することである。
【０００９】
本開示のさらなる目的および特徴は、以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を、添付の図面と照らし合わせて考察することから、明らかになるであろう。この添付の図面では、それぞれ異なる図において、同じ要素には同じ参照番号が使用されて符番され、本開示の好適な実施形態が説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の装置の第１の実施形態の概略図である。
【図２】本開示の装置の第２の実施形態の概略図である。
【図３】本開示の方法を説明する流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書では、「結合された」および「接続された」という用語が、それらの派生語と共に使用される場合がある。これらの用語は、互いに同義語であるよう意図されたものではないということに留意されたい。むしろ、特定の実施形態では、「接続された」は、２つ以上の要素が互いに直接的に物理的または電気的な接触をすることを表すために使用され得る。「結合された」は、２つ以上の要素が互いに直接的または間接的に（それらの間に他の要素が介在した状態で）物理的または電気的な接触をすること、または、２つ以上の要素が協働または（例えば、因果関係にあって）互いに影響し合うことを表すために使用され得る。
【００１２】
本明細書において、「部分」という用語は、場、場所、方向性、場面、地点、位置、サイト、スポット、体積、連結部、接続部、または一次元または二次元におけるその他の同様な位置に関する領域を表すよう意図される。物理装置における部分としては、例えば、これらに限定されないが、角、交点、湾曲部、直線部、面積、平面部、体積、またはこれらのいずれかの特徴の一部を挙げることができる。電気装置における部分としては、例えば、これらに限定されないが、端子、導線、回路、回路線、回路基板、配線板、ピン、コネクタ、コンポーネント、コンポーネントの集合、サブコンポーネント、または一次元または二次元におけるその他の同様な位置に関する領域を挙げることができる。流れ図における部分としては、例えば、これらに限定されないが、連結部、ステップ、サイト、機能、クエリ、応答またはその他の態様、連結部間、ステップ間、サイト間、機能間、クエリ間、応答間、または流れ図によって示されたフローまたは方法のその他の態様間のステップ、増分、または間隙を挙げることができる。
【００１３】
本開示では、送信されたミリ波信号によって照射されたコンポーネントから拡散されるエネルギーを放射測定することによって、金属の検出、バルク爆薬の検出、および隠匿された非金属製の武器の検出を行うことができる方法および装置が記載される。隠匿されているかもしれない異なる密度の物品を識別するために、閾値レベルの検出を実行することができる。差周波数を照合することにより照射された物体から生成される非線形応答または相互変調積信号を使用して、電子部品や、他の異種金属接合の検出を行うことができる。送信されたミリ波信号によって照射された物体から拡散されるエネルギーの画像をスキャンおよび生成することによって、金属の検出、バルク爆薬の検出、および隠匿された非金属製の武器の検出を行うことができる。目標領域の画像がオペレータに向けて呈示され、結果を判断することができる。閾値信号を検出する動作モードと、差分信号を検出する動作モードからの情報を使用して、自動検出を行うことができる。物体を集中的に照射し、低出力レベルで動作させることによって、動作中の干渉を軽減することができる。連続波モードで動作させることによって、１秒につき数百回の測定が可能になり、物体の存在を迅速に検出および確認できる。約３０ＧＨｚ（ギガヘルツ）から約３００ＧＨｚの範囲の周波数を使用して実施することができる。Ｗ帯域（７５〜１１０ＧＨｚ）内の周波数を用いることが、最も効果的である。
【００１４】
図１は、本開示による装置の第１の実施形態の概略図である。図１において、装置１０は、共通基準信号発生器ユニット１６に結合された第１の電磁ミリ波信号源１２および第２の電磁ミリ波信号源１４を含み得る。基準信号発生器ユニット１６は、同期受信器ユニット１８に結合され得る。同期受信器ユニット１８には、分析ユニット１９が結合され得る。
【００１５】
第１の電磁ミリ波信号源１２は、（基準信号発生器ユニット１６によって提供された基準信号ｆ０から）周波数ｆ１を有する第１の電磁ミリ波信号２０を合成することができる。第１の電磁ミリ波信号源１２は、第１の電磁ミリ波信号２０を送信して、物体２２を照射することができる。
【００１６】
第２の電磁ミリ波信号源１４は、（基準信号発生器ユニット１６によって提供された基準信号ｆ０から）周波数ｆ２を有する第２の電磁ミリ波信号２４を合成することができる。第２の電磁ミリ波信号源１４は、第２の電磁ミリ波信号２４を送信して、物体２２を照射することができる。
【００１７】
電磁ミリ波信号２０、２４のいずれもが、物体２２から反射して、同期受信器ユニット１８によって受信され得る。この現象は、電磁波伝達システムの当業者によって理解されるものであり、図１が乱雑になるのを避けるために、図１には図示されない。さらに、周波数Δｆを有する差分信号２６が、物体２２から反射して、同期受信器ユニット１８によって受信され得る。周波数Δｆは、周波数ｆ１、ｆ２と、次の関係式によって関係し得る。
Δｆ＝ｆ１−ｆ２ ［１］
【００１８】
物体２２の近傍２３で、電磁ミリ波信号２０、２４が交差すると、図１を含む平面と実質的に垂直なフリンジ面２５が形成され得る。
【００１９】
分析ユニット１９は、反射された電磁ミリ波信号２０、２４の信号レベルを確定し、反射された電磁ミリ波信号２０、２４のいずれかが所定の閾値信号レベルを超えているか否かを判定することができる。分析ユニット１９は、反射された電磁ミリ波信号２０、２４の受信信号レベルから収集した情報を使用して、物体２２の形状を判定することができる。先行技術の電磁照射信号システムで使用される長い波長信号と比べて、反射された電磁ミリ波信号２０、２４の波長は相対的に短いため、そのような先行技術システムによって達成できた解析よりも、より精度良く物体２２の形状を解析することができる。
【００２０】
分析ユニット１９は、反射された差分信号２６を確定し、物体２２の存在を確定することができる。分析ユニット１９は、反射された電磁ミリ波信号２０、２４と、反射された差分信号２６の双方からの情報を用いて、物体２２の存在を確定することができる。
【００２１】
図２は、本開示による装置の第２の実施形態の概略図である。図２において、装置３０は、第１の送信アンテナ３４に結合された第１のミリ波送信器３２を含み得る。この第１の送信アンテナ３４は、第１のミリ波送信器３２と協働して、第１の電磁ミリ波信号３６を送信し、物体３８を照射することができる。また、装置３０は、第２の送信アンテナ４２に結合された第２のミリ波送信機４０を含み得る。この第２の送信アンテナ４２は、第２のミリ波送信器４０と協働して、第２の電磁ミリ波信号４６を送信し、物体３８を照射することができる。
【００２２】
装置３０の様々な要素の配向は、物体３８からアンテナ３４、４２までの距離と、アンテナ３４、４２の間の間隔を用いて定めることができる。アンテナ３４と４２の間の間隔は、電磁ミリ波信号３６と４６の間の収束角Θとして表すことができる。収束角Θはゼロになる場合もあり、周波数ｆ１、ｆ２の信号は、１つのアンテナから送信される場合もある。
【００２３】
拡散された帰還信号４８が、物体３８から反射され得る。第１のアンテナユニット５０は、拡散された帰還信号４８を第１の周波数帯域で受信することができる。第１のアンテナユニット５０は、第１の受信器ユニット（ＲＣＶＲ１）５４に結合された第１の前置増幅器ユニット（ＰＲＥＡＭＰ ＃１）５２を含み得る。第２のアンテナユニット６０は、拡散された帰還信号４８を第２の周波数帯域で受信することができる。第２のアンテナユニット６０は、第２の受信器ユニット（ＲＣＶＲ２）６４に結合された第２の前置増幅器ユニット（ＰＲＥＡＭＰ ＃２）６２を含み得る。例えば、これらに限定されないが、第１の周波数帯域はＷ帯域とすることができ、第２の周波数帯域は、ＵＨＦ帯域からＸ帯域の範囲内とすることができる。
【００２４】
アンテナユニット５０、６０は、分析ユニット７０に結合され得る。拡散された帰還信号４８は、相互変調積信号または高調波信号に統合され得る。分析ユニット７０は、拡散された帰還信号４８を確定して、物体２２の性質を確定することができる。実験データまたはその他のデータは、分析ユニット７０、または、分析ユニット７０が、拡散された帰還信号４８から集めた情報と、物体３８の性質または物体３８の一部を判定するために収集されて格納されたデータとを比較することができるような他の場所に格納されたデータであってもよい。区別され得る物体３８の性質または物体３８の一部としては、例えば、これらに限定されないが、非線形型電気接続部、特定の電子要素、異種電気接続部、誘電体、液体、非金属製材料、セラミック材料の存在、およびその他の特性または要素を挙げることができる。
【００２５】
図２の矢印８０で表したように装置３０を効果的に移動させるスキャン動作によって、物体３８に対する装置３０の配向を変えることができる。このようなスキャン動作は、装置３０を物理的または機械的に移動させること、または電子ビームスキャンの当業者に既知のビームまたは信号ステアリング動作を用いることによって行うことができる。追加的または代替的には、物体３８を図２の矢印８２で表したように回転させて、物体３８の異なる面を装置３０に対して呈示することができる。また、装置３０によるスキャンと物体３８の動きの連係を用いて、物体３８の異なる面の装置３０に対する呈示を行うこともできる。
【００２６】
図３は、本開示による方法を説明する流れ図である。図３では、電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法１００は、「開始」部分１０２から開始することができる。続いて、方法１００では、ブロック１０３で表したように、少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を提供することができる。
【００２７】
続いて、方法１００では、ブロック１０４で表したように、少なくとも２つの電磁ミリ波信号源から少なくとも２つの電磁ミリ波信号を送信して、物体を照射することができる。この少なくとも２つの電磁ミリ波信号は、少なくとも２つの異なる周波数を有することができる。
【００２８】
続いて、方法１００では、次のステップが順不同で行われる。
【００２９】
（１）クエリブロック１０６に表した、物体から反射された帰還信号が所定の閾値信号レベルを超えているか否かを判定するステップ。反射された帰還信号が所定の閾値信号レベルを超えている場合は、方法１００は、クエリブロック１０６から「はい」応答ライン１１２を通って進むことができ、ブロック１２４に表したように、その反射された帰還信号を処理して、物体の形状を特定することができる。また、方法１００は、ブロック１２６に表したように、反射された信号を検出することで、物体の存在の特定をもたらすことができる。反射された帰還信号が所定の閾値信号レベルを超えていない場合は、方法１００は、クエリブロック１０６から「いいえ」応答ライン１１８を通って進むことができ、クエリブロック１３０に進んで、すべての帰還信号がチェックされたか否かのクエリを提起することができる。
【００３０】
（２）クエリブロック１０８に表した、物体から反射された帰還差分信号が検出されるか否かを判定するステップ。帰還差分信号が検出される場合は、方法１００は、クエリブロック１０８から「はい」応答ライン１１４を通って進むことができ、ブロック１２６に表したように、反射された帰還差分信号を処理して、物体の存在を特定することができる。反射された帰還差分信号が検出されない場合は、方法１００は、クエリブロック１０８から「いいえ」応答ライン１２０を通って進むことができ、クエリブロック１３０に進んで、すべての帰還信号がチェックされたか否かのクエリを提起することができる。
【００３１】
（３）クエリブロック１１０に表した、物体からの帰還相互変調積信号または帰還高調波信号が検出されるか否かを判定するステップ。帰還相互変調積または帰還高調波信号が検出される場合は、方法１００は、クエリブロック１１０から「はい」応答ライン１１６を通って進むことができ、ブロック１２８に表したように、その帰還相互変調積または帰還高調波信号を処理して、物体の性質を特定することができる。帰還相互変調積または高調波信号が検出されない場合は、方法１００は、クエリブロック１１０から「いいえ」応答ライン１２２を通って進むことができ、クエリブロック１３０に進んで、すべての帰還信号がチェックされたか否かのクエリを提起することができる。
【００３２】
ブロック１２４、１２６、１２８によって表したステップの完了後、またはクエリブロック１０６、１０８、１１０によって提起されたクエリへの「いいえ」応答後は、方法１００は、続いて、クエリブロック１３０に表したように、すべての帰還信号がチェックされたか否かを判定するステップに進む。すべての帰還信号がチェックされていない場合は、方法１００は、クエリブロック１３０から「いいえ」応答ライン１３２を通って進み、ブロック１３４に表したようにチェックされていない帰還信号を選択することができる。方法１００は、ブロック１３４から部分１３５に進み、その後、ブロック１０６、１０８、１１０、１２４、１２６、１２８、１３０に関連する前述したステップを遂行して、別の帰還信号の処理を行うことができる。
【００３３】
すべての帰還信号がチェックされている場合は、方法１００は、クエリブロック１３０から「はい」応答ライン１３６を通って進み、クエリブロック１３８に表したように、ユーザが方法１００の結果に満足したか否かのクエリを提起することができる。結果に満足した場合は、方法１００は、クエリブロック１３８から「はい」応答ライン１４０を通って進み、「終了」部分１４２に表したように、方法１００は終了する。結果に満足しなかった場合は、方法１００は、クエリブロック１３８から「いいえ」応答ライン１４４を通って進むことができる。破線クエリブロック１４６に表したように、物体の別の面が所望されるか否かの任意のクエリを提起することができる。物体の別の面が所望される場合は、方法１００は、クエリブロック１４６から「はい」応答ライン１５２を通って進み、ブロック１５４に表したように、物体の面を変更することができる。物体を回転させるなどして物理的に物体を動かすことにより、物体を機械的にスキャンするもしくは電気信号でスキャンすることによって、または、物体のスキャンと回転を連動させることによって、物体の面を変更することができる。物体の別の面が所望されない場合は、方法１００はクエリブロック１４６から「いいえ」応答ライン１４８を通って進み、ブロック１５０に表したように、ブロック１０４に従って送信された少なくとも２つの電磁信号の送信周波数のうちの少なくとも１つを変化させることができる。
【００３４】
ブロック１５０、１５４のいずれかに表したアクションの完了後は、方法１００は、ブロック１０４、１０６、１０８、１１０、１２４、１２６、１２８、１３０に関連する前述したステップを遂行して、別の帰還信号の処理を行うことができる。
【００３５】
別の一連の実施形態は、電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法に関し、この方法は、
（ａ）少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を提供するステップと、
（ｂ）前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源から少なくとも２つの電磁ミリ波信号を送信し、前記物体を照射するステップであって、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号は、少なくとも２つの異なる周波数を有するステップと、
（ｃ）実質的に同時に、
（１）前記物体から反射された帰還信号が所定の閾値信号レベルを超えているか否かを判定するステップであって、
［ａ］前記反射された帰還信号が前記所定の閾値信号レベルを超えている場合は、前記反射された帰還信号を処理して前記物体の形状を特定し、
［ｂ］前記反射された帰還信号が前記所定の閾値信号レベルを超えていない場合は、別の帰還信号を処理するステップ、および
（２）前記物体からの帰還相互変調積信号または高調波信号が検出されるか否かを判定するステップであって、
［ａ］前記帰還相互変調積信号または高調波信号が検出される場合は、前記帰還相互変調積信号または高調波信号を処理して前記物体の性質を特定し、
［ｂ］前記帰還相互変調積信号または高調波信号が検出されない場合は、別の帰還信号を処理するステップ
を行うステップと、
（ｄ）すべての帰還信号がチェックされたか否かを判定するステップであって、
（１）すべての帰還信号がチェックされていない場合は、別の帰還信号を処理し、
（２）すべての帰還信号がチェックされている場合は、ステップ（ｅ）に進むステップと、
（ｅ）この方法によって満足な結果が得られたか否かを判定するステップであって、
（１）この方法によって満足な結果が得られなかった場合は、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうちの少なくとも１つの信号の周波数を変更して、ステップ（ｂ）から（ｅ）を繰り返し、
（２）この方法によって満足な結果が得られた場合は、この方法を終了させるステップと
を有する。
【００３６】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、この方法は、
この方法によって満足な結果が得られなかった場合は、前記物体の別の面が所望されるか否かのクエリを提起するステップであって、
［ａ］物体の別の面が所望される場合は、
［１］前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号で前記物体に対して異なるアスペクト角でスキャンすることと、
［２］前記物体を動かして、異なる面を前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源に対して呈示することと、
［３］ステップ（ｂ）から（ｆ）を繰り返すことと
のうちの少なくとも１つを行うことによって、物体に対する向きを変更し、
［ｂ］物体の他の面が所望されない場合は、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうちの少なくとも１つ信号の周波数を変更し、ステップ（ｂ）から（ｆ）を繰り返すステップと
ステップ（ｆ）の（１）を置き換えるステップ
をさらに含むことができる。
【００３７】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、前記物体が、実質的に一部分に位置する複数の物体構成ユニットから成る方法。
【００３８】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、前記物体が、実質的に一部分に位置する複数の物体構成ユニットから成る方法。
【００３９】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、前記スキャンが、実質的に、前記物体に対して前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を機械的に再配置することによって行われる方法。
【００４０】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、前記スキャンが、実質的に、前記物体に対する前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号の再配向を行う電子信号ステアリングによって遂行される方法。
【００４１】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、前記スキャンが、実質的に、前記物体に対して前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を機械的に再配置することによって行われる方法。
【００４２】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、前記スキャンが、実質的に、前記物体に対する前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号の再配向を行う電子信号ステアリングによって遂行される方法。
【００４３】
本開示の好適な実施形態を記載するために、詳細な図面および具体的な例が提示されているが、これらは単に説明上のものであり、本開示の装置および方法は、開示された詳細や状態に精確に限定されるものではないこと、また、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神から逸脱することなく、様々な変更が施され得ることを理解されたい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波照射を使用した物体の検査を対象とし、特に、電磁ミリ波照射を使用した物体の検査を対象とすることができる。
【背景技術】
【０００２】
これまで、物体の存在を特定する手段として、電磁信号を利用して物体を照射してきた。このような電磁照射信号は、空港や裁判所などの安全が保証される場所で、衣服の下や手荷物の中に隠された物体を検出するために用いられてきた。物体の存在を判定するためには、物体から反射される信号の強度を検出することが用いられてきた。
【０００３】
特定の状況においては、単に物体の存在を検出するだけでは、物体に関する情報として十分ではない場合がある。空港などで多数の人や手荷物を効率よく処理するために、衣服の下または手荷物の中に物体の存在を示す兆候が検出された人を引き留めて、一人ひとりに電磁的に「金属探知棒検査（ｗａｎｄｉｎｇ）」によって、または身体を「叩く（ｐａｔ ｄｏｗｎ）」ことによって調査することを省きたい場合がある。「金属探知棒検査（ｗａｎｄｉｎｇ）」という用語は、物体のすぐ近くで電磁反応検出機を動かすことによって、物体上または物体内の鉄物質の存在を検出することを表す。「叩く（ｐａｔ ｄｏｗｎ）」という用語は、調査員の手で調査の対象に身体的に接触し、物体が隠されていることを示し得る隆起や硬点などの存在をチェックすることを表す。
【０００４】
現在、人や荷物に隠匿された武器やその他の危険物を検出するためのミリ波技術を使用した応用例が存在する。ミリ波によって、布地や他の物質を透かして見ることが可能になると共に、危険な物品や物体を検出するのに十分な解像度がもたらされるということが知られている。現存する周知のシステムの多くは受動的であり、現存する周知のシステムのすべては、オペレータが危険な物品や物体を識別するために観察する画像を生成することに焦点を当てている。本開示の目的では、「識別する」という用語は、「検出および特定する」ことを意味するものと解釈することができる。オペレータが、往々にして粒子が粗くまたは解像度が低い画像で判断すると、誤報率が高くなる場合がある。通常、広範囲の画像を形成するには、生成に数十秒から数十分を要するため、スループットが低下する結果となる。多くの場合、Ｘ線画像では種々の密度の物質が検出されるので、目的の物品が隠匿されることがあり得る。痕跡検出法、レーザ分光法、および化学反応法などの爆発物検出方法が、対象物または物体の外面に適用されるが、隠匿された物品の検出には有益でない場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
物体の形状や性質を判定することができる物体の検査方法および検査装置が必要とされている。本開示の目的では、物体の「性質」という用語は、例えば、これらに限定されないが、物体内に存在する化学物質、元素、または無機物などの物体を構成する物質を表すものと解釈され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法は、（ａ）少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を提供するステップと、（ｂ）この少なくとも２つのミリ波信号源から少なくとも２つの電磁ミリ波信号を送信して、物体を照射するステップであって、この少なくとも２つの電磁ミリ波信号は、少なくとも２つの異なる周波数を有するステップと、（ｃ）（１）反射された帰還信号が所定の閾値信号レベルを超えているか否かを判定するステップであって、［ａ］閾値信号レベルを超えている場合は、その反射された帰還信号を処理して物体の形状を特定し、［ｂ］閾値信号レベルを超えていない場合は、別の帰還信号を処理するステップ、および（２）帰還相互変調積信号または高調波信号が検出されるか否かを判定するステップであって、［ａ］検出される場合は、その帰還相互変調積信号または高調波信号を処理して物体の性質を特定し、［ｂ］検出されない場合は、別の帰還信号を処理するステップを順不同で行うステップと、（ｄ）すべての帰還信号がチェックされたか否かを判定するステップであって、（１）チェックされていない場合は、別の帰還信号を処理し、（２）チェックされている場合は、ステップ（ｅ）に進むステップと、（ｅ）この方法によって満足な結果が得られたか否かを判定するステップであって、（１）満足な結果が得られなかった場合は、少なくとも２つのミリ波信号のうちの少なくとも１つ信号の周波数を変更し、（２）満足な結果が得られた場合は、この方法を終了させるステップとを含む。
【０００７】
電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査装置は、（ａ）少なくとも２つの電磁ミリ波信号源であって、これらの信号源からの少なくとも２つの電磁ミリ波信号によって物体が照射されるように物体に対して配向され、この少なくとも２つの電磁ミリ波信号は、少なくとも２つの異なる周波数を有する信号源と、（ｂ）少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうち、選択された電磁ミリ波信号の反射信号を受信できるように物体に対して配向された少なくとも１つの受信器ユニットと、（ｃ）この少なくとも１つの受信器ユニットに結合された分析ユニットであって、反射信号および反射信号間の相互変調積信号または高調波信号の信号レベルを確定する分析ユニットとを含み、この反射信号が所定の閾値信号レベルを超えている場合は、物体の形状が示され、物体の性質は、相互変調積信号または高調波信号によって示される。
【０００８】
したがって、本開示の特徴は、物体の形状および性質を判定することができる物体の検査方法および装置を提供することである。
【０００９】
本開示のさらなる目的および特徴は、以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を、添付の図面と照らし合わせて考察することから、明らかになるであろう。この添付の図面では、それぞれ異なる図において、同じ要素には同じ参照番号が使用されて符番され、本開示の好適な実施形態が説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の装置の第１の実施形態の概略図である。
【図２】本開示の装置の第２の実施形態の概略図である。
【図３】本開示の方法を説明する流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書では、「結合された」および「接続された」という用語が、それらの派生語と共に使用される場合がある。これらの用語は、互いに同義語であるよう意図されたものではないということに留意されたい。むしろ、特定の実施形態では、「接続された」は、２つ以上の要素が互いに直接的に物理的または電気的な接触をすることを表すために使用され得る。「結合された」は、２つ以上の要素が互いに直接的または間接的に（それらの間に他の要素が介在した状態で）物理的または電気的な接触をすること、または、２つ以上の要素が協働または（例えば、因果関係にあって）互いに影響し合うことを表すために使用され得る。
【００１２】
本明細書において、「部分」という用語は、場、場所、方向性、場面、地点、位置、サイト、スポット、体積、連結部、接続部、または一次元または二次元におけるその他の同様な位置に関する領域を表すよう意図される。物理装置における部分としては、例えば、これらに限定されないが、角、交点、湾曲部、直線部、面積、平面部、体積、またはこれらのいずれかの特徴の一部を挙げることができる。電気装置における部分としては、例えば、これらに限定されないが、端子、導線、回路、回路線、回路基板、配線板、ピン、コネクタ、コンポーネント、コンポーネントの集合、サブコンポーネント、または一次元または二次元におけるその他の同様な位置に関する領域を挙げることができる。流れ図における部分としては、例えば、これらに限定されないが、連結部、ステップ、サイト、機能、クエリ、応答またはその他の態様、連結部間、ステップ間、サイト間、機能間、クエリ間、応答間、または流れ図によって示されたフローまたは方法のその他の態様間のステップ、増分、または間隙を挙げることができる。
【００１３】
本開示では、送信されたミリ波信号によって照射されたコンポーネントから拡散されるエネルギーを放射測定することによって、金属の検出、バルク爆薬の検出、および隠匿された非金属製の武器の検出を行うことができる方法および装置が記載される。隠匿されているかもしれない異なる密度の物品を識別するために、閾値レベルの検出を実行することができる。差周波数を照合することにより照射された物体から生成される非線形応答または相互変調積信号を使用して、電子部品や、他の異種金属接合の検出を行うことができる。送信されたミリ波信号によって照射された物体から拡散されるエネルギーの画像をスキャンおよび生成することによって、金属の検出、バルク爆薬の検出、および隠匿された非金属製の武器の検出を行うことができる。目標領域の画像がオペレータに向けて呈示され、結果を判断することができる。閾値信号を検出する動作モードと、差分信号を検出する動作モードからの情報を使用して、自動検出を行うことができる。物体を集中的に照射し、低出力レベルで動作させることによって、動作中の干渉を軽減することができる。連続波モードで動作させることによって、１秒につき数百回の測定が可能になり、物体の存在を迅速に検出および確認できる。約３０ＧＨｚ（ギガヘルツ）から約３００ＧＨｚの範囲の周波数を使用して実施することができる。Ｗ帯域（７５〜１１０ＧＨｚ）内の周波数を用いることが、最も効果的である。
【００１４】
図１は、本開示による装置の第１の実施形態の概略図である。図１において、装置１０は、共通基準信号発生器ユニット１６に結合された第１の電磁ミリ波信号源１２および第２の電磁ミリ波信号源１４を含み得る。基準信号発生器ユニット１６は、同期受信器ユニット１８に結合され得る。同期受信器ユニット１８には、分析ユニット１９が結合され得る。
【００１５】
第１の電磁ミリ波信号源１２は、（基準信号発生器ユニット１６によって提供された基準信号ｆ０から）周波数ｆ１を有する第１の電磁ミリ波信号２０を合成することができる。第１の電磁ミリ波信号源１２は、第１の電磁ミリ波信号２０を送信して、物体２２を照射することができる。
【００１６】
第２の電磁ミリ波信号源１４は、（基準信号発生器ユニット１６によって提供された基準信号ｆ０から）周波数ｆ２を有する第２の電磁ミリ波信号２４を合成することができる。第２の電磁ミリ波信号源１４は、第２の電磁ミリ波信号２４を送信して、物体２２を照射することができる。
【００１７】
電磁ミリ波信号２０、２４のいずれもが、物体２２から反射して、同期受信器ユニット１８によって受信され得る。この現象は、電磁波伝達システムの当業者によって理解されるものであり、図１が乱雑になるのを避けるために、図１には図示されない。さらに、周波数Δｆを有する差分信号２６が、物体２２から反射して、同期受信器ユニット１８によって受信され得る。周波数Δｆは、周波数ｆ１、ｆ２と、次の関係式によって関係し得る。
Δｆ＝ｆ１−ｆ２ ［１］
【００１８】
物体２２の近傍２３で、電磁ミリ波信号２０、２４が交差すると、図１を含む平面と実質的に垂直なフリンジ面２５が形成され得る。
【００１９】
分析ユニット１９は、反射された電磁ミリ波信号２０、２４の信号レベルを確定し、反射された電磁ミリ波信号２０、２４のいずれかが所定の閾値信号レベルを超えているか否かを判定することができる。分析ユニット１９は、反射された電磁ミリ波信号２０、２４の受信信号レベルから収集した情報を使用して、物体２２の形状を判定することができる。先行技術の電磁照射信号システムで使用される長い波長信号と比べて、反射された電磁ミリ波信号２０、２４の波長は相対的に短いため、そのような先行技術システムによって達成できた解析よりも、より精度良く物体２２の形状を解析することができる。
【００２０】
分析ユニット１９は、反射された差分信号２６を確定し、物体２２の存在を確定することができる。分析ユニット１９は、反射された電磁ミリ波信号２０、２４と、反射された差分信号２６の双方からの情報を用いて、物体２２の存在を確定することができる。
【００２１】
図２は、本開示による装置の第２の実施形態の概略図である。図２において、装置３０は、第１の送信アンテナ３４に結合された第１のミリ波送信器３２を含み得る。この第１の送信アンテナ３４は、第１のミリ波送信器３２と協働して、第１の電磁ミリ波信号３６を送信し、物体３８を照射することができる。また、装置３０は、第２の送信アンテナ４２に結合された第２のミリ波送信機４０を含み得る。この第２の送信アンテナ４２は、第２のミリ波送信器４０と協働して、第２の電磁ミリ波信号４６を送信し、物体３８を照射することができる。
【００２２】
装置３０の様々な要素の配向は、物体３８からアンテナ３４、４２までの距離と、アンテナ３４、４２の間の間隔を用いて定めることができる。アンテナ３４と４２の間の間隔は、電磁ミリ波信号３６と４６の間の収束角Θとして表すことができる。収束角Θはゼロになる場合もあり、周波数ｆ１、ｆ２の信号は、１つのアンテナから送信される場合もある。
【００２３】
拡散された帰還信号４８が、物体３８から反射され得る。第１のアンテナユニット５０は、拡散された帰還信号４８を第１の周波数帯域で受信することができる。第１のアンテナユニット５０は、第１の受信器ユニット（ＲＣＶＲ１）５４に結合された第１の前置増幅器ユニット（ＰＲＥＡＭＰ ＃１）５２を含み得る。第２のアンテナユニット６０は、拡散された帰還信号４８を第２の周波数帯域で受信することができる。第２のアンテナユニット６０は、第２の受信器ユニット（ＲＣＶＲ２）６４に結合された第２の前置増幅器ユニット（ＰＲＥＡＭＰ ＃２）６２を含み得る。例えば、これらに限定されないが、第１の周波数帯域はＷ帯域とすることができ、第２の周波数帯域は、ＵＨＦ帯域からＸ帯域の範囲内とすることができる。
【００２４】
アンテナユニット５０、６０は、分析ユニット７０に結合され得る。拡散された帰還信号４８は、相互変調積信号または高調波信号に統合され得る。分析ユニット７０は、拡散された帰還信号４８を確定して、物体２２の性質を確定することができる。実験データまたはその他のデータは、分析ユニット７０、または、分析ユニット７０が、拡散された帰還信号４８から集めた情報と、物体３８の性質または物体３８の一部を判定するために収集されて格納されたデータとを比較することができるような他の場所に格納されたデータであってもよい。区別され得る物体３８の性質または物体３８の一部としては、例えば、これらに限定されないが、非線形型電気接続部、特定の電子要素、異種電気接続部、誘電体、液体、非金属製材料、セラミック材料の存在、およびその他の特性または要素を挙げることができる。
【００２５】
図２の矢印８０で表したように装置３０を効果的に移動させるスキャン動作によって、物体３８に対する装置３０の配向を変えることができる。このようなスキャン動作は、装置３０を物理的または機械的に移動させること、または電子ビームスキャンの当業者に既知のビームまたは信号ステアリング動作を用いることによって行うことができる。追加的または代替的には、物体３８を図２の矢印８２で表したように回転させて、物体３８の異なる面を装置３０に対して呈示することができる。また、装置３０によるスキャンと物体３８の動きの連係を用いて、物体３８の異なる面の装置３０に対する呈示を行うこともできる。
【００２６】
図３は、本開示による方法を説明する流れ図である。図３では、電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法１００は、「開始」部分１０２から開始することができる。続いて、方法１００では、ブロック１０３で表したように、少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を提供することができる。
【００２７】
続いて、方法１００では、ブロック１０４で表したように、少なくとも２つの電磁ミリ波信号源から少なくとも２つの電磁ミリ波信号を送信して、物体を照射することができる。この少なくとも２つの電磁ミリ波信号は、少なくとも２つの異なる周波数を有することができる。
【００２８】
続いて、方法１００では、次のステップが順不同で行われる。
【００２９】
（１）クエリブロック１０６に表した、物体から反射された帰還信号が所定の閾値信号レベルを超えているか否かを判定するステップ。反射された帰還信号が所定の閾値信号レベルを超えている場合は、方法１００は、クエリブロック１０６から「はい」応答ライン１１２を通って進むことができ、ブロック１２４に表したように、その反射された帰還信号を処理して、物体の形状を特定することができる。また、方法１００は、ブロック１２６に表したように、反射された信号を検出することで、物体の存在の特定をもたらすことができる。反射された帰還信号が所定の閾値信号レベルを超えていない場合は、方法１００は、クエリブロック１０６から「いいえ」応答ライン１１８を通って進むことができ、クエリブロック１３０に進んで、すべての帰還信号がチェックされたか否かのクエリを提起することができる。
【００３０】
（２）クエリブロック１０８に表した、物体から反射された帰還差分信号が検出されるか否かを判定するステップ。帰還差分信号が検出される場合は、方法１００は、クエリブロック１０８から「はい」応答ライン１１４を通って進むことができ、ブロック１２６に表したように、反射された帰還差分信号を処理して、物体の存在を特定することができる。反射された帰還差分信号が検出されない場合は、方法１００は、クエリブロック１０８から「いいえ」応答ライン１２０を通って進むことができ、クエリブロック１３０に進んで、すべての帰還信号がチェックされたか否かのクエリを提起することができる。
【００３１】
（３）クエリブロック１１０に表した、物体からの帰還相互変調積信号または帰還高調波信号が検出されるか否かを判定するステップ。帰還相互変調積または帰還高調波信号が検出される場合は、方法１００は、クエリブロック１１０から「はい」応答ライン１１６を通って進むことができ、ブロック１２８に表したように、その帰還相互変調積または帰還高調波信号を処理して、物体の性質を特定することができる。帰還相互変調積または高調波信号が検出されない場合は、方法１００は、クエリブロック１１０から「いいえ」応答ライン１２２を通って進むことができ、クエリブロック１３０に進んで、すべての帰還信号がチェックされたか否かのクエリを提起することができる。
【００３２】
ブロック１２４、１２６、１２８によって表したステップの完了後、またはクエリブロック１０６、１０８、１１０によって提起されたクエリへの「いいえ」応答後は、方法１００は、続いて、クエリブロック１３０に表したように、すべての帰還信号がチェックされたか否かを判定するステップに進む。すべての帰還信号がチェックされていない場合は、方法１００は、クエリブロック１３０から「いいえ」応答ライン１３２を通って進み、ブロック１３４に表したようにチェックされていない帰還信号を選択することができる。方法１００は、ブロック１３４から部分１３５に進み、その後、ブロック１０６、１０８、１１０、１２４、１２６、１２８、１３０に関連する前述したステップを遂行して、別の帰還信号の処理を行うことができる。
【００３３】
すべての帰還信号がチェックされている場合は、方法１００は、クエリブロック１３０から「はい」応答ライン１３６を通って進み、クエリブロック１３８に表したように、ユーザが方法１００の結果に満足したか否かのクエリを提起することができる。結果に満足した場合は、方法１００は、クエリブロック１３８から「はい」応答ライン１４０を通って進み、「終了」部分１４２に表したように、方法１００は終了する。結果に満足しなかった場合は、方法１００は、クエリブロック１３８から「いいえ」応答ライン１４４を通って進むことができる。破線クエリブロック１４６に表したように、物体の別の面が所望されるか否かの任意のクエリを提起することができる。物体の別の面が所望される場合は、方法１００は、クエリブロック１４６から「はい」応答ライン１５２を通って進み、ブロック１５４に表したように、物体の面を変更することができる。物体を回転させるなどして物理的に物体を動かすことにより、物体を機械的にスキャンするもしくは電気信号でスキャンすることによって、または、物体のスキャンと回転を連動させることによって、物体の面を変更することができる。物体の別の面が所望されない場合は、方法１００はクエリブロック１４６から「いいえ」応答ライン１４８を通って進み、ブロック１５０に表したように、ブロック１０４に従って送信された少なくとも２つの電磁信号の送信周波数のうちの少なくとも１つを変化させることができる。
【００３４】
ブロック１５０、１５４のいずれかに表したアクションの完了後は、方法１００は、ブロック１０４、１０６、１０８、１１０、１２４、１２６、１２８、１３０に関連する前述したステップを遂行して、別の帰還信号の処理を行うことができる。
【００３５】
別の一連の実施形態は、電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法に関し、この方法は、
（ａ）少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を提供するステップと、
（ｂ）前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源から少なくとも２つの電磁ミリ波信号を送信し、前記物体を照射するステップであって、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号は、少なくとも２つの異なる周波数を有するステップと、
（ｃ）実質的に同時に、
（１）前記物体から反射された帰還信号が所定の閾値信号レベルを超えているか否かを判定するステップであって、
［ａ］前記反射された帰還信号が前記所定の閾値信号レベルを超えている場合は、前記反射された帰還信号を処理して前記物体の形状を特定し、
［ｂ］前記反射された帰還信号が前記所定の閾値信号レベルを超えていない場合は、別の帰還信号を処理するステップ、および
（２）前記物体からの帰還相互変調積信号または高調波信号が検出されるか否かを判定するステップであって、
［ａ］前記帰還相互変調積信号または高調波信号が検出される場合は、前記帰還相互変調積信号または高調波信号を処理して前記物体の性質を特定し、
［ｂ］前記帰還相互変調積信号または高調波信号が検出されない場合は、別の帰還信号を処理するステップ
を行うステップと、
（ｄ）すべての帰還信号がチェックされたか否かを判定するステップであって、
（１）すべての帰還信号がチェックされていない場合は、別の帰還信号を処理し、
（２）すべての帰還信号がチェックされている場合は、ステップ（ｅ）に進むステップと、
（ｅ）この方法によって満足な結果が得られたか否かを判定するステップであって、
（１）この方法によって満足な結果が得られなかった場合は、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうちの少なくとも１つの信号の周波数を変更して、ステップ（ｂ）から（ｅ）を繰り返し、
（２）この方法によって満足な結果が得られた場合は、この方法を終了させるステップと
を有する。
【００３６】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、この方法は、
この方法によって満足な結果が得られなかった場合は、前記物体の別の面が所望されるか否かのクエリを提起するステップであって、
［ａ］物体の別の面が所望される場合は、
［１］前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号で前記物体に対して異なるアスペクト角でスキャンすることと、
［２］前記物体を動かして、異なる面を前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源に対して呈示することと、
［３］ステップ（ｂ）から（ｆ）を繰り返すことと
のうちの少なくとも１つを行うことによって、物体に対する向きを変更し、
［ｂ］物体の他の面が所望されない場合は、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうちの少なくとも１つ信号の周波数を変更し、ステップ（ｂ）から（ｆ）を繰り返すステップと
ステップ（ｆ）の（１）を置き換えるステップ
をさらに含むことができる。
【００３７】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、前記物体が、実質的に一部分に位置する複数の物体構成ユニットから成る方法。
【００３８】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、前記物体が、実質的に一部分に位置する複数の物体構成ユニットから成る方法。
【００３９】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、前記スキャンが、実質的に、前記物体に対して前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を機械的に再配置することによって行われる方法。
【００４０】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、前記スキャンが、実質的に、前記物体に対する前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号の再配向を行う電子信号ステアリングによって遂行される方法。
【００４１】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、前記スキャンが、実質的に、前記物体に対して前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を機械的に再配置することによって行われる方法。
【００４２】
前述した方法に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、前記スキャンが、実質的に、前記物体に対する前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号の再配向を行う電子信号ステアリングによって遂行される方法。
【００４３】
本開示の好適な実施形態を記載するために、詳細な図面および具体的な例が提示されているが、これらは単に説明上のものであり、本開示の装置および方法は、開示された詳細や状態に精確に限定されるものではないこと、また、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神から逸脱することなく、様々な変更が施され得ることを理解されたい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、
（ａ）少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を提供するステップと、
（ｂ）前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源から、少なくとも２つの異なる周波数を有する少なくとも２つの電磁ミリ波信号を送信して前記物体を照射するステップと、
（ｃ）順不同で、
（１）前記物体から反射された帰還信号が所定の閾値信号レベルを超えているか否かを判定するステップであって、
［ａ］前記反射された帰還信号が前記所定の閾値信号レベルを超えている場合は、前記反射された帰還信号を処理して前記物体の形状を特定し、
［ｂ］前記反射された帰還信号が前記所定の閾値信号レベルを超えていない場合は、別の帰還信号を処理するステップ、および
（２）前記物体からの帰還相互変調積信号または高調波信号が検出されるか否かを判定するステップであって、
［ａ］前記帰還相互変調積信号または高調波信号が検出される場合は、前記帰還相互変調積信号または高調波信号を処理して前記物体の性質を特定し、
［ｂ］前記帰還相互変調積信号または高調波信号が検出されない場合は、別の帰還信号を処理するステップ
を行うステップと、
（ｄ）すべての帰還信号がチェックされたか否かを判定するステップであって、
（１）すべての帰還信号がチェックされていない場合は、別の帰還信号を処理し、
（２）すべての帰還信号がチェックされている場合は、ステップ（ｅ）に進むステップと、
（ｅ）本方法によって満足な結果が得られたか否かを判定するステップであって、
（１）本方法によって満足な結果が得られなかった場合は、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうちの少なくとも１つの周波数を変更して、ステップ（ｂ）から（ｅ）を繰り返し、
（２）該方法によって満足な結果が得られた場合は、本方法を終了させるステップと
を含む方法。
【請求項２】
本方法によって満足な結果が得られなかった場合は、前記物体の別の面が所望されるか否かのクエリを提起するステップであって、
［ａ］前記物体の別の面が所望される場合は、
［１］前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号を、前記物体に対して異なるアスペクト角で用いてスキャンすることと、
［２］前記物体を動かして、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源に対して異なる面を呈示することと、
［３］ステップ（ｂ）から（ｅ）を繰り返すことと
のうちの少なくとも１つを行うことによって、前記物体に対する向きを変更し、
［ｂ］物体の他の面が所望されない場合は、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうちの少なくとも１つの周波数を変更して、ステップ（ｂ）から（ｆ）を繰り返すステップ
により、ステップ（ｅ）の（１）を置き換えるステップ
をさらに含む、請求項１に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項３】
前記物体が、実質的に一部分に位置する複数の物体構成ユニットから成る、請求項１に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項４】
前記物体が、実質的に一部分に位置する複数の物体構成ユニットから成る、請求項２に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項５】
前記スキャンが、実質的に、前記物体に対して前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を機械的に再配置することによって行われる、請求項２に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項６】
前記スキャンが、実質的に、前記物体に対して前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号を再配向する電子信号ステアリングによって遂行される、請求項２に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項７】
前記スキャンが、実質的に、前記物体に対して前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を機械的に再配置することによって行われる、請求項３に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項８】
前記スキャンが、実質的に、前記物体に対して前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号を再配向する電子信号ステアリングによって遂行される、請求項３に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項９】
電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査装置であって、
（ａ）少なくとも２つの電磁ミリ波信号源であって、これらの信号源からの、少なくとも２つの異なる周波数を有する少なくとも２つの電磁ミリ波信号によって前記物体が照射されるように、前記物体に対して配置される信号源と、
（ｂ）前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうち、選択された電磁ミリ波信号の反射信号を受信できるように前記物体に対して配向された少なくとも１つの受信器ユニットと、
（ｃ）前記少なくとも１つの受信器ユニットに結合された分析ユニットであって、前記反射信号および前記反射信号間の相互変調積信号または高調波信号の信号レベルを確定する分析ユニットと
を含み、
前記反射信号が所定の閾値信号レベルを超えている場合は前記物体の形状が示され、前記相互変調積信号または高調波信号によって前記物体の性質が示される、装置。
【請求項１０】
前記物体および前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源の少なくとも一方が、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源に対して前記物体の異なる面が呈示されるように再配置できるように構成されている、請求項９に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査装置。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源による前記再配置が、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源のうちの少なくとも１つを物理的に移動させて、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうちの選択された信号によって前記物体のスキャンを行うことにより遂行される、請求項１０に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査装置。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源による前記再配置が、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源のうちの少なくとも１つを電子信号ステアリングして、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうちの選択された信号によって前記物体のスキャンを行うことにより遂行される、請求項１０に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査装置。
【請求項１】
電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法であって、
（ａ）少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を提供するステップと、
（ｂ）前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源から、少なくとも２つの異なる周波数を有する少なくとも２つの電磁ミリ波信号を送信して前記物体を照射するステップと、
（ｃ）順不同で、
（１）前記物体から反射された帰還信号が所定の閾値信号レベルを超えているか否かを判定するステップであって、
［ａ］前記反射された帰還信号が前記所定の閾値信号レベルを超えている場合は、前記反射された帰還信号を処理して前記物体の形状を特定し、
［ｂ］前記反射された帰還信号が前記所定の閾値信号レベルを超えていない場合は、別の帰還信号を処理するステップ、および
（２）前記物体からの帰還相互変調積信号または高調波信号が検出されるか否かを判定するステップであって、
［ａ］前記帰還相互変調積信号または高調波信号が検出される場合は、前記帰還相互変調積信号または高調波信号を処理して前記物体の性質を特定し、
［ｂ］前記帰還相互変調積信号または高調波信号が検出されない場合は、別の帰還信号を処理するステップ
を行うステップと、
（ｄ）すべての帰還信号がチェックされたか否かを判定するステップであって、
（１）すべての帰還信号がチェックされていない場合は、別の帰還信号を処理し、
（２）すべての帰還信号がチェックされている場合は、ステップ（ｅ）に進むステップと、
（ｅ）本方法によって満足な結果が得られたか否かを判定するステップであって、
（１）本方法によって満足な結果が得られなかった場合は、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうちの少なくとも１つの周波数を変更して、ステップ（ｂ）から（ｅ）を繰り返し、
（２）該方法によって満足な結果が得られた場合は、本方法を終了させるステップと
を含む方法。
【請求項２】
本方法によって満足な結果が得られなかった場合は、前記物体の別の面が所望されるか否かのクエリを提起するステップであって、
［ａ］前記物体の別の面が所望される場合は、
［１］前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号を、前記物体に対して異なるアスペクト角で用いてスキャンすることと、
［２］前記物体を動かして、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源に対して異なる面を呈示することと、
［３］ステップ（ｂ）から（ｅ）を繰り返すことと
のうちの少なくとも１つを行うことによって、前記物体に対する向きを変更し、
［ｂ］物体の他の面が所望されない場合は、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうちの少なくとも１つの周波数を変更して、ステップ（ｂ）から（ｆ）を繰り返すステップ
により、ステップ（ｅ）の（１）を置き換えるステップ
をさらに含む、請求項１に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項３】
前記物体が、実質的に一部分に位置する複数の物体構成ユニットから成る、請求項１に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項４】
前記物体が、実質的に一部分に位置する複数の物体構成ユニットから成る、請求項２に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項５】
前記スキャンが、実質的に、前記物体に対して前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を機械的に再配置することによって行われる、請求項２に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項６】
前記スキャンが、実質的に、前記物体に対して前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号を再配向する電子信号ステアリングによって遂行される、請求項２に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項７】
前記スキャンが、実質的に、前記物体に対して前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源を機械的に再配置することによって行われる、請求項３に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項８】
前記スキャンが、実質的に、前記物体に対して前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号を再配向する電子信号ステアリングによって遂行される、請求項３に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査方法。
【請求項９】
電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査装置であって、
（ａ）少なくとも２つの電磁ミリ波信号源であって、これらの信号源からの、少なくとも２つの異なる周波数を有する少なくとも２つの電磁ミリ波信号によって前記物体が照射されるように、前記物体に対して配置される信号源と、
（ｂ）前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうち、選択された電磁ミリ波信号の反射信号を受信できるように前記物体に対して配向された少なくとも１つの受信器ユニットと、
（ｃ）前記少なくとも１つの受信器ユニットに結合された分析ユニットであって、前記反射信号および前記反射信号間の相互変調積信号または高調波信号の信号レベルを確定する分析ユニットと
を含み、
前記反射信号が所定の閾値信号レベルを超えている場合は前記物体の形状が示され、前記相互変調積信号または高調波信号によって前記物体の性質が示される、装置。
【請求項１０】
前記物体および前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源の少なくとも一方が、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源に対して前記物体の異なる面が呈示されるように再配置できるように構成されている、請求項９に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査装置。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源による前記再配置が、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源のうちの少なくとも１つを物理的に移動させて、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうちの選択された信号によって前記物体のスキャンを行うことにより遂行される、請求項１０に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査装置。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源による前記再配置が、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号源のうちの少なくとも１つを電子信号ステアリングして、前記少なくとも２つの電磁ミリ波信号のうちの選択された信号によって前記物体のスキャンを行うことにより遂行される、請求項１０に記載の電磁ミリ波信号照射を使用した物体の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１４５５７６（Ｐ２０１２−１４５５７６Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−２８４８５８（Ｐ２０１１−２８４８５８）
【出願日】平成２３年１２月２７日（２０１１．１２．２７）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８４８５８（Ｐ２０１１−２８４８５８）
【出願日】平成２３年１２月２７日（２０１１．１２．２７）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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