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JP2016045069A - Terahertz wave generation device, planar member, and terahertz wave generation method - Google Patents

Terahertz wave generation device, planar member, and terahertz wave generation method Download PDF

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JP2016045069A
JP2016045069A JP2014169185A JP2014169185A JP2016045069A JP 2016045069 A JP2016045069 A JP 2016045069A JP 2014169185 A JP2014169185 A JP 2014169185A JP 2014169185 A JP2014169185 A JP 2014169185A JP 2016045069 A JP2016045069 A JP 2016045069A
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Japan
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terahertz wave
unit
imaging
along
imaging unit
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一雄 ▲高▼橋
一雄 ▲高▼橋
Kazuo Takahashi
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Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suitably perform scanning using a terahertz wave.SOLUTION: A terahertz wave generation device comprises: an imaging unit (100) including an irradiation unit (110) which irradiates an object with a terahertz wave; a first mechanism unit (630) configured so as to allow the imaging unit to move along a first direction; and a position detection unit (720) which detects an amount of travel of the imaging unit along the first direction on the basis of the scale (620) attached along the first direction. This makes it possible to stably move the imaging unit in the first direction and also to accurately detect an imaging position in the first direction.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、例えば対象物により反射又は透過されたテラヘルツ波を検出して撮像を行うテラヘルツ波発生装置及び該テラヘルツ波発生装置の移動を補助する面状部材、並びにテラヘルツ波発生方法の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a terahertz wave generation device that performs imaging by detecting a terahertz wave reflected or transmitted by an object, a planar member that assists the movement of the terahertz wave generation device, and a terahertz wave generation method, for example. .

近年、テラヘルツ波イメージングの研究開発が活発化しており、例えば非破壊検査等への応用に期待が寄せられている。これらの用途では、目視確認できない検査対象を撮像し、可視化するイメージングが有効な情報提示手法として用いられる。   In recent years, research and development of terahertz wave imaging has been activated, and for example, it is expected to be applied to nondestructive inspection and the like. In these applications, imaging that visualizes and visualizes an inspection object that cannot be visually confirmed is used as an effective information presentation method.

イメージングを行う場合には、検査対象又はテラヘルツ波を発信及び受信するヘッドを走査することが求められるが、検査対象自体を走査することができない場合も多く、ヘッド走査型の装置が検討されている。例えば特許文献1では、小型ヘッドを搭載した可動キャリッジをモータで駆動して自動走査を行うという技術が提案されている。また特許文献2では、回転又は揺動するミラー及びレンズを用いて小型ヘッドによる高速走査を実現しようとする技術が提案されている。   When performing imaging, it is required to scan the inspection target or a head that transmits and receives a terahertz wave. However, there are many cases where the inspection target itself cannot be scanned, and a head scanning type device is being studied. . For example, Patent Document 1 proposes a technique in which a movable carriage mounted with a small head is driven by a motor to perform automatic scanning. Patent Document 2 proposes a technique for realizing high-speed scanning with a small head using a mirror and a lens that rotate or swing.

特開2011−508226号公報JP 2011-508226 A 特開2009−8658号公報JP 2009-8658 A

しかしながら、特許文献1のように駆動装置を利用して自動走査を実現しようとすると、装置全体としての小型化が難しく、結果として設置箇所が限られてしまい、様々な現場に持ち込んでの撮像が困難となってしまう。   However, if automatic scanning is realized using a driving device as in Patent Document 1, it is difficult to reduce the size of the entire device, resulting in limited installation locations, and imaging that is brought into various sites. It becomes difficult.

また、特許文献2のような装置では、走査範囲と光学系の大きさがトレードオフである。このため、例えば広範囲を操作しようとすると、レンズ径の大型化等に起因してヘッドが大型化してしまい、逆にヘッドを小型化しようとすると、走査範囲が狭くなり、限られた場所しか検査できないという状況が発生してしまう。   Further, in an apparatus such as Patent Document 2, the scanning range and the size of the optical system are a trade-off. For this reason, for example, if an attempt is made to operate a wide range, the head becomes larger due to an increase in the lens diameter, etc. On the contrary, if the head is made smaller, the scanning range becomes narrower and inspection is limited to a limited area. The situation that cannot be done occurs.

上述した問題点を解決する方法として、小型ヘッドを手動で走査することが考えられる。しかしながら、手動による走査においては、駆動機構等によるヘッド位置の特定ができない。このため、仮に小型ヘッドで広範囲を走査できたとしても、検出されたテラヘルツ波と走査位置との対応関係が特定できず、適切な画像が得られないという技術的問題点が生ずる。   As a method for solving the above-described problems, it is conceivable to manually scan a small head. However, in manual scanning, the head position cannot be specified by a drive mechanism or the like. For this reason, even if a wide range can be scanned with a small head, the correspondence between the detected terahertz wave and the scanning position cannot be specified, and a technical problem arises that an appropriate image cannot be obtained.

本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、手動走査における走査位置の検出を可能とし、好適なイメージングを実現可能なテラヘルツ波発生装置及び面状部材、並びにテラヘルツ波発生方法を提供することを課題とする。   Examples of problems to be solved by the present invention include the above. It is an object of the present invention to provide a terahertz wave generation device, a planar member, and a terahertz wave generation method capable of detecting a scanning position in manual scanning and realizing suitable imaging.

上記課題を解決するテラヘルツ波発生装置は、テラヘルツ波を対象物に照射する照射部を含む撮像部と、前記撮像部を第1の方向に沿って移動可能に構成された第1機構部と、前記第1の方向に沿って付された目盛に基づいて、前記第1の方向に沿った前記撮像部の移動量を検出する位置検出部とを備える。   A terahertz wave generator that solves the above problems includes an imaging unit that includes an irradiation unit that irradiates a target with a terahertz wave, a first mechanism unit configured to be able to move the imaging unit along a first direction, A position detection unit that detects a movement amount of the imaging unit along the first direction based on a scale attached along the first direction.

上記課題を解決する面状部材は、テラヘルツ波が照射される対象物と前記テラヘルツ波を前記対象物に照射する照射部を含む撮像部との間に配置される面状部材であって、第1の方向に沿って目盛が付されたベース部と、前記第1の方向に延伸し、前記撮像部を、前記第1の方向に沿って誘導する第1部材とを備える。   A planar member that solves the above problem is a planar member that is disposed between an object that is irradiated with a terahertz wave and an imaging unit that includes an irradiation unit that irradiates the object with the terahertz wave. And a base member that is graduated along the first direction, and a first member that extends in the first direction and guides the imaging unit along the first direction.

上記課題を解決するテラヘルツ波発生方法は、テラヘルツ波を発生させるテラヘルツ波発生装置によって用いられるテラヘルツ波発生方法であって、照射部に、前記テラヘルツ波を対象物に照射させる照射工程と、前記照射部を含む撮像部を第1の方向に沿って移動させる移動工程と、前記第1の方向に沿って付された目盛に基づいて、前記第1の方向に沿った前記撮像部の移動量を検出する位置検出工程とを含む。   A terahertz wave generation method that solves the above-described problem is a terahertz wave generation method used by a terahertz wave generation device that generates a terahertz wave. The moving amount of the imaging unit along the first direction is determined based on a moving step of moving the imaging unit including the unit along the first direction and a scale attached along the first direction. And a position detecting step for detecting.

実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の全体構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the whole structure of the terahertz wave imaging device which concerns on an Example. 実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の使用例を示す側面図である。It is a side view which shows the usage example of the terahertz wave imaging device which concerns on an Example. 実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の移動機構の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the moving mechanism of the terahertz wave imaging device which concerns on an Example. スライド・ホールド機構の構成を示す側方断面図である。It is side sectional drawing which shows the structure of a slide hold mechanism. 実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の走査経路を示す平面図である。It is a top view which shows the scanning path | route of the terahertz wave imaging device which concerns on an Example. 実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の走査時の制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control at the time of the scanning of the terahertz wave imaging device which concerns on an Example.

<1>
本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置は、テラヘルツ波を対象物に照射する照射部を含む撮像部と、前記撮像部を第1の方向に沿って移動可能に構成された第1機構部と、前記第1の方向に沿って付された目盛に基づいて、前記第1の方向に沿った前記撮像部の移動量を検出する位置検出部とを備える。
<1>
The terahertz wave generation device according to the present embodiment includes an imaging unit including an irradiation unit that irradiates a target with a terahertz wave, a first mechanism unit configured to be able to move the imaging unit along a first direction, A position detection unit that detects a movement amount of the imaging unit along the first direction based on a scale attached along the first direction.

本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置によれば、その動作時には、撮像部により対象部の撮像が行われる。撮像部は、少なくともテラヘルツ波を対象物に向けて照射する照射部を含んで構成されている。テラヘルツ波とは、1テラヘルツ(1THz=1012Hz)前後の周波数領域(つまり、テラヘルツ領域)に属する電磁波である。照射部は、例えば光伝導アンテナ(PCA:Photo Conductive Antenna)や共鳴トンネルダイオード(RTD:Resonant Tunneling Diode)等として構成される発生素子を含んで構成されている。撮像部は、典型的には、対象物において反射又は透過されたテラヘルツ波を検出する検出部を備えて構成されるが、撮像部とは異なる部位に検出部が備えられてもよい。 According to the terahertz wave generation device according to the present embodiment, the imaging unit captures an image of the target unit during the operation. The imaging unit includes at least an irradiation unit that irradiates a target with a terahertz wave. A terahertz wave is an electromagnetic wave belonging to a frequency region (that is, a terahertz region) around 1 terahertz (1 THz = 10 12 Hz). The irradiating unit includes a generating element configured as, for example, a photoconductive antenna (PCA), a resonant tunneling diode (RTD), or the like. The imaging unit is typically configured to include a detection unit that detects a terahertz wave reflected or transmitted by an object, but the detection unit may be provided at a site different from the imaging unit.

撮像部は、第1機構部によって第1の方向に沿って移動可能に構成されている。第1機構部は、例えば第1の方向に延伸する第1部材と係合する機構(或いは、第1部材を含む機構)として構成されており、撮像部の移動方向がぶれない(即ち、第1の方向とは異なる方向に移動させない)ようにすることで、安定した第1の方向への移動を実現する。なお、撮像部の移動は主として手動で行われることを前提としており、第1機構部は手動による撮像部の移動を補助するものとして機能する。このような第1機構によれば、手動走査によって対象物を撮像する場合であっても、撮像部の移動方向を安定させ好適なイメージングを実現することができる。   The imaging unit is configured to be movable along the first direction by the first mechanism unit. The first mechanism unit is configured as a mechanism (or a mechanism including the first member) that engages with a first member that extends in a first direction, for example, and the moving direction of the imaging unit is not blurred (that is, the first The movement in the first direction is realized in a stable manner. It is assumed that the movement of the imaging unit is mainly performed manually, and the first mechanism unit functions as an assisting manual movement of the imaging unit. According to such a first mechanism, even when the object is imaged by manual scanning, the moving direction of the imaging unit can be stabilized and suitable imaging can be realized.

ここで本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置では特に、上述した第1機構を利用した撮像部の移動の際、位置検出部により、第1の方向に沿った撮像部の移動量が検出される。具体的には、撮像部に合わせて移動する位置検出部が、第1の方向に沿って付された目盛を読み込むことで撮像部の移動量が検出される。なお、ここでの「目盛」とは、第1の方向に沿った位置情報を特定するためのパターン(模様やマーク等)であり、例えば第1の方向に沿って等間隔で付されている。目盛が付される位置は特に限定されるものではなく、例えば第1機構に付されていてもよいし、専用の部材も付されていてもよい。或いは、対象物に直接付されていてもよい。なお、目盛は、移動量を検出するためのものだけではなく、例えば移動範囲の開始位置及び終了位置を検出するためのパターンを含んでいてもよい。   Here, particularly in the terahertz wave generation device according to the present embodiment, the movement amount of the imaging unit along the first direction is detected by the position detection unit when the imaging unit moves using the first mechanism described above. . Specifically, the movement amount of the imaging unit is detected by a position detection unit that moves in accordance with the imaging unit reads a scale attached along the first direction. The “scale” here is a pattern (pattern, mark, etc.) for specifying position information along the first direction, and is attached at regular intervals along the first direction, for example. . The position where the scale is attached is not particularly limited, and for example, it may be attached to the first mechanism, or a dedicated member may be attached. Alternatively, it may be directly attached to the object. The scale is not limited to detecting the movement amount, but may include a pattern for detecting the start position and the end position of the movement range, for example.

ここで、テラヘルツ波を利用したイメージングにおいては、撮像部で対象物の広範囲を走査し、各位置で撮像された複数の画像が合成されることで、イメージング結果である合成画像が得られる。しかしながら、手動走査のように走査方向や走査速度が安定しない走査方法では、走査位置を特定することが難しく、結果として適切な合成画像が得られないおそれがある。   Here, in imaging using a terahertz wave, a wide range of an object is scanned by an imaging unit, and a plurality of images captured at each position are combined to obtain a combined image as an imaging result. However, in a scanning method in which the scanning direction and scanning speed are not stable, such as manual scanning, it is difficult to specify the scanning position, and as a result, an appropriate composite image may not be obtained.

しかるに本実施形態では、上述したように、第1機構の存在によって安定して第1の方向に沿った走査が行える。また、位置検出部によって第1の方向に沿った移動量も検出される。よって、手動走査であっても撮像位置(即ち、撮像部の位置)を正確に検出できる。従って、テラヘルツ波を利用して取得された複数の画像が、対象物のどの位置を撮像したものであるのかを特定できる。   However, in the present embodiment, as described above, the scanning along the first direction can be stably performed by the presence of the first mechanism. Further, the amount of movement along the first direction is also detected by the position detection unit. Therefore, the imaging position (that is, the position of the imaging unit) can be accurately detected even with manual scanning. Accordingly, it is possible to specify which position of the target object is captured by the plurality of images acquired using the terahertz wave.

以上説明したように、本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置によれば、撮像部による走査位置を正確に検出し、好適なイメージングを実現できる。   As described above, according to the terahertz wave generation device according to the present embodiment, it is possible to accurately detect the scanning position by the imaging unit and realize suitable imaging.

<2>
本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置の一態様では、前記撮像部を前記第1の方向に交わる第2の方向に沿って移動させる移動動作と、前記撮像部を前記第2の方向で静止させる保持動作とを繰り返すことによって、前記撮像部を第2の方向に沿って段階的に移動可能に構成された第2機構部を更に備える。
<2>
In one aspect of the terahertz wave generation device according to the present embodiment, the moving operation of moving the imaging unit along a second direction intersecting the first direction, and the imaging unit stationary in the second direction It further includes a second mechanism unit configured to be able to move the imaging unit stepwise along the second direction by repeating the holding operation.

この態様によれば、撮像部を第2の方向に沿って移動させる第2機構部が備えられているため、第1機構部による第1の方向に沿った撮像部の移動に加えて、第2機構部による第2の方向に沿った撮像部の移動が実現できる。なお、第2の方向は、第1の方向と交わる(即ち、平行でない)方向であり、典型的には、第1の方向と直交する方向である。   According to this aspect, since the second mechanism unit that moves the imaging unit along the second direction is provided, in addition to the movement of the imaging unit along the first direction by the first mechanism unit, The movement of the imaging unit along the second direction by the two mechanism units can be realized. The second direction is a direction that intersects (that is, not parallel) with the first direction, and is typically a direction that is orthogonal to the first direction.

第2機構部は、例えば第2の方向に延伸する第2部材と係合する機構(或いは、第2部材を含む機構)として構成されており、撮像部の安定した第2の方向への移動を実現する。なお、第2の方向に沿った移動についても、第1の方向に沿った移動と同様に、撮像部の移動は主として手動で行われることを前提としており、第2機構部は手動による撮像部の移動を補助するものとして機能する。   For example, the second mechanism unit is configured as a mechanism (or a mechanism including the second member) that engages with a second member extending in the second direction, and the imaging unit is stably moved in the second direction. Is realized. Note that the movement along the second direction is also based on the premise that the movement of the imaging unit is mainly performed manually, as in the movement along the first direction, and the second mechanism unit is a manual imaging unit. Functions as an aid to the movement of

ここで第2機構部は特に、撮像部を第2の方向に沿って移動させる移動動作と、撮像部を第2の方向で静止させる保持動作とを行うことが可能に構成されている。この移動動作と保持動作とを繰り返すことで、第2機構部は撮像部の段階的な移動を実現可能としている。   Here, in particular, the second mechanism unit is configured to be capable of performing a moving operation for moving the imaging unit along the second direction and a holding operation for causing the imaging unit to stand still in the second direction. By repeating this moving operation and holding operation, the second mechanism unit can realize stepwise movement of the imaging unit.

上述した撮像部の段階的な移動が可能となることで、例えば第1の方向に沿った移動の後に第2の方向に沿った移動動作及び保持動作を行い、再び第1の方向に沿った移動を行うという動作を繰り返して、対象物の表面を刷毛で塗るように走査することが可能となる。このように、第1機構部に加えて第2機構部を利用すれば、対象物を効率的に走査することができ、より好適なイメージングを実現できる。   Since the above-described imaging unit can be moved stepwise, for example, after the movement along the first direction, the movement operation and the holding operation along the second direction are performed, and the movement along the first direction is performed again. By repeating the movement of the movement, it is possible to scan the surface of the object with a brush. Thus, if the second mechanism unit is used in addition to the first mechanism unit, the object can be efficiently scanned, and more suitable imaging can be realized.

<3>
上述した第2機構部を更に備える態様では、前記照射部は、前記第2の方向に沿った所定幅に対し連続的に前記テラヘルツ波を照射する自動スキャン動作を行い、前記第2機構部は、前記撮像部が1回の前記移動動作で移動する移動量が、前記所定幅に応じた量となるように構成されていてもよい。
<3>
In the aspect further including the second mechanism unit described above, the irradiation unit performs an automatic scan operation of continuously irradiating the terahertz wave with respect to a predetermined width along the second direction, and the second mechanism unit includes The moving amount by which the imaging unit moves in one moving operation may be configured to be an amount corresponding to the predetermined width.

この場合、照射部から第2の方向に沿った所定幅に対し連続的にテラヘルツ波が照射(テラヘルツ波を走査することで対象物にテラヘルツ波を照射することを含む)されるため、第1の方向に沿った撮像部の移動を行うと、所定幅を有する領域が第1の方向に沿って延びるように走査が行える。より具体的には、第1の方向に沿った撮像部の移動により、所定幅で第1の方向沿った移動量を長さとする矩形型の走査領域が実現される。   In this case, since the terahertz wave is continuously irradiated from the irradiation unit to the predetermined width along the second direction (including irradiating the object with the terahertz wave by scanning the terahertz wave), the first When the imaging unit is moved along the direction, the scanning can be performed so that the region having the predetermined width extends along the first direction. More specifically, by moving the imaging unit along the first direction, a rectangular scanning region having a predetermined width and a length of movement along the first direction is realized.

ここで本態様では特に、第2機構部による1回の移動動作で撮像部が移動する移動量が、所定幅(即ち、照射部の自動スキャン動作の幅)に応じた量とされている。なお、ここでの「1回の移動動作で移動する移動量」とは、保持動作されている撮像部が、移動動作を行い、再び保持動作されるまでに移動する移動量であり、例えば第2機構部の構成(具体的には、保持動作を実現する保持機構の間隔等)を変化させることで調整できる。また、「所定幅に応じた量」とは、所定幅に応じて一義的に定まる量であって、例えば所定幅と同一又は極めて近い値(好ましくは、所定幅より少しだけ小さい量)として予め設定される。   Here, in this embodiment, in particular, the amount of movement of the imaging unit in one movement operation by the second mechanism unit is an amount corresponding to a predetermined width (that is, the width of the automatic scanning operation of the irradiation unit). Here, the “movement amount moved by one movement operation” is a movement amount by which the imaging unit that is performing the holding operation moves until the holding operation is performed again. It can be adjusted by changing the configuration of the two mechanism sections (specifically, the interval between the holding mechanisms for realizing the holding operation). The “amount according to the predetermined width” is an amount uniquely determined according to the predetermined width, for example, as a value that is the same as or very close to the predetermined width (preferably an amount that is slightly smaller than the predetermined width). Is set.

対象物を効率的に走査するためには、走査領域に隙間が生じないように、且つ走査領域が重なってしまう部分が小さくなるようにすることが望まれる。これに対し、第2の方向への1回の移動量が所定幅(言い換えれば、走査領域の幅)に応じた値とされれば、第1の方向に沿った移動と第2の方向に沿った移動とを交互に繰り返して走査をする場合において、走査領域の幅に応じた分だけ第2の方向に段階的に移動しつつ、第1の方向に沿った走査が繰り返し行われることになる。よって、走査領域の隙間或いは重複部分を小さくすることができ、極めて効率的な走査を実現できる。   In order to efficiently scan the object, it is desirable to prevent a gap from being generated in the scanning region and to reduce a portion where the scanning region overlaps. On the other hand, if the amount of movement in one direction in the second direction is a value corresponding to a predetermined width (in other words, the width of the scanning region), the movement in the first direction and the second direction When scanning is performed by alternately repeating the movement along the scanning direction, the scanning along the first direction is repeatedly performed while moving stepwise in the second direction by an amount corresponding to the width of the scanning region. Become. Therefore, the gap or overlapping portion of the scanning area can be reduced, and extremely efficient scanning can be realized.

<4>
本実施形態に係る面状部材は、テラヘルツ波が照射される対象物の表面に配置される面状部材であって、第1の方向に沿って目盛が付されたベース部と、前記第1の方向に延伸し、前記テラヘルツ波を前記対象物に照射する照射部を含む撮像部を、前記第1の方向に沿って誘導する第1部材とを備える。
<4>
The planar member according to the present embodiment is a planar member that is disposed on the surface of an object irradiated with terahertz waves, the base portion having a scale along a first direction, and the first And a first member that guides an imaging unit including an irradiation unit that irradiates the target with the terahertz wave along the first direction.

本実施形態に係る面状部材によれば、第1部材により撮像部を第1の方向に沿って誘導することで、撮像部の安定した第1の方向への移動を実現できる。また、ベース部に第1の方向に沿って目盛が付されているため、目盛を読み込むことで第1の方向に沿った撮像部の位置を正確に検出できる。従って、撮像位置を正確に検出することができ、好適なイメージングを実現することが可能となる。   According to the planar member according to the present embodiment, it is possible to realize a stable movement of the imaging unit in the first direction by guiding the imaging unit along the first direction by the first member. Moreover, since the scale is attached | subjected to the base part along the 1st direction, the position of the imaging part along the 1st direction is correctly detectable by reading a scale. Therefore, it is possible to accurately detect the imaging position, and it is possible to realize suitable imaging.

<5>
本実施形態に係るテラヘルツ波発生方法は、テラヘルツ波を発生させるテラヘルツ波発生装置によって用いられるテラヘルツ波発生方法であって、照射部に、前記テラヘルツ波を対象物に照射させる照射工程と、前記照射部を含む撮像部を第1の方向に沿って移動させる移動工程と、前記第1の方向に沿って付された目盛に基づいて、前記第1の方向に沿った前記撮像部の移動量を検出する位置検出工程とを含む。
<5>
The terahertz wave generation method according to the present embodiment is a terahertz wave generation method used by a terahertz wave generation device that generates a terahertz wave, an irradiation step of irradiating an object with the terahertz wave on an irradiation unit, and the irradiation The moving amount of the imaging unit along the first direction is determined based on a moving step of moving the imaging unit including the unit along the first direction and a scale attached along the first direction. And a position detecting step for detecting.

本実施形態に係るテラヘルツ波発生方法によれば、上述した本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置と同様に、撮像位置(即ち、撮像部の位置)を正確に検出できる。従って、テラヘルツ波を利用して取得された複数の画像が、対象物のどの位置を撮像したものであるのかを特定でき、好適なイメージングを実現できる。   According to the terahertz wave generation method according to the present embodiment, the imaging position (that is, the position of the imaging unit) can be accurately detected as in the terahertz wave generation apparatus according to the present embodiment described above. Therefore, it is possible to specify which position of the object is captured by the plurality of images acquired using the terahertz wave, and it is possible to realize suitable imaging.

なお、本実施形態に係るテラヘルツ波発生方法においても、上述した本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。   Note that the terahertz wave generation method according to the present embodiment can also employ various aspects similar to the various aspects of the terahertz wave generation apparatus according to the present embodiment described above.

<6>
本実施形態に係る第2のテラヘルツ波発生装置は、テラヘルツ波を発生する発生素子を有する発生部と、前記発生部が発生させた前記テラヘルツ波を、第2の方向に沿った所定幅に対し連続的に走査し対象物に照射するスキャン動作を行う照射部と、前記照射部を含む撮像部を前記所定幅に応じた量ごとに前記第2の方向に沿って移動させる機構部とを備える。
<6>
The second terahertz wave generator according to the present embodiment includes a generator having a generator for generating a terahertz wave, and the terahertz wave generated by the generator with respect to a predetermined width along a second direction. An irradiation unit that performs a scanning operation of continuously scanning and irradiating an object, and a mechanism unit that moves an imaging unit including the irradiation unit along the second direction by an amount corresponding to the predetermined width. .

本実施形態に係る第2のテラヘルツ波発生装置によれば、その動作時には、テラヘルツ波の発生素子を有する発生部によってテラヘルツ波が発生される。発生部によって発生されたテラヘルツ波は、照射部によって対象物に照射される。この際特に、照射部は、第2の方向に沿った所定幅に対し連続的にテラヘルツ波を自動走査する。よって、例えば照射部を含む撮像部を第1の方向(即ち、第2の方向と交わる方向)に移動させることで、所定幅を有する領域での走査を実現できる。   According to the second terahertz wave generator according to the present embodiment, a terahertz wave is generated by a generator having a terahertz wave generating element during operation. The terahertz wave generated by the generation unit is irradiated onto the object by the irradiation unit. At this time, in particular, the irradiation unit automatically scans the terahertz wave continuously for a predetermined width along the second direction. Therefore, for example, scanning in an area having a predetermined width can be realized by moving the imaging unit including the irradiation unit in the first direction (that is, the direction intersecting with the second direction).

また本実施形態では特に、撮像部は機構部によって第2の方向に段階的に移動される。より具体的には、撮像物は、所定幅(即ち、照射部によるテラヘルツ波の照射幅)に応じた量ごとに第2の方向に沿って移動される。これにより、例えば第1の方向に沿った移動と第2の方向に沿った移動とを交互に繰り返して走査をする場合には、走査領域の幅に応じた分だけ第2の方向に段階的に移動しつつ、第1の方向に沿った走査が繰り返し行われることになる。よって、走査領域の隙間或いは重複部分を小さくすることができ、極めて効率的な走査を実現できる。   In the present embodiment, in particular, the imaging unit is moved stepwise in the second direction by the mechanism unit. More specifically, the imaging object is moved along the second direction by an amount corresponding to a predetermined width (that is, the irradiation width of the terahertz wave by the irradiation unit). Thus, for example, when scanning is performed by alternately repeating movement along the first direction and movement along the second direction, the scanning is stepped in the second direction by an amount corresponding to the width of the scanning region. The scanning along the first direction is repeated while moving to. Therefore, the gap or overlapping portion of the scanning area can be reduced, and extremely efficient scanning can be realized.

以上説明したように、本実施形態に係る第2のテラヘルツ波発生装置によれば、所定幅に応じた第2の方向への段階的な移動により、好適なイメージングを実現することが可能である。   As described above, according to the second terahertz wave generation device according to the present embodiment, it is possible to realize suitable imaging by stepwise movement in the second direction according to the predetermined width. .

本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置及び面状部材の作用及び他の利得については、以下に示す実施例において、より詳細に説明する。   The operation and other gains of the terahertz wave generator and the planar member according to the present embodiment will be described in more detail in the following examples.

以下では、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。以下では、本発明のテラヘルツ波撮像装置及び面状部材が、テラヘルツ波を利用して検査対象のイメージングを行うテラヘルツ波撮像装置に適用される場合を例にとり説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, a case where the terahertz wave imaging apparatus and the planar member of the present invention are applied to a terahertz wave imaging apparatus that performs imaging of an inspection object using a terahertz wave will be described as an example.

<装置構成>
初めに、図1を参照しながら、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の構成及び基本的動作について説明する。ここに図1は、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の全体構成を示す概略図である。
<Device configuration>
First, the configuration and basic operation of the terahertz imaging apparatus according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of the terahertz imaging apparatus according to the embodiment.

図1において実施例に係るテラヘルツ波撮像装置は、テラヘルツ波を測定対象物である検査対象500に照射すると共に、検査対象500において反射されたテラヘルツ波を検出するものとして構成されている。   In FIG. 1, the terahertz wave imaging apparatus according to the embodiment is configured to irradiate a terahertz wave to an inspection object 500 that is a measurement object and detect a terahertz wave reflected from the inspection object 500.

実施例に係るテラヘルツ波撮像装置は、テラヘルツ波撮像ヘッド部100と、制御・信号処理部200とを備えて構成されている。実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の動作時には、テラヘルツ波撮像ヘッド部100によって、テラヘルツ波の照射及び検出が行われる。テラヘルツ波の検出結果は、制御・信号処理部200によって処理され、検査対象500の内部構造を示す画像として出力される。   The terahertz wave imaging apparatus according to the embodiment includes a terahertz wave imaging head unit 100 and a control / signal processing unit 200. During operation of the terahertz wave imaging apparatus according to the embodiment, the terahertz wave imaging head unit 100 performs irradiation and detection of terahertz waves. The detection result of the terahertz wave is processed by the control / signal processing unit 200 and output as an image showing the internal structure of the inspection object 500.

より具体的には、テラヘルツ波は、テラヘルツ波撮像ヘッド部100のテラヘルツ波発信部110で発生される。テラヘルツ波発信部110は、例えば共鳴トンネルダイオードや光伝導アンテナとして構成されるテラヘルツ波発生素子111、半球状のシリコンレンズ112及びコリメートレンズ113を含んで構成されている。テラヘルツ波発生素子111で発生されたテラヘルツ波は、シリコンレンズ112によって効率よく取り出され、コリメートレンズによりテラヘルツ波ビームとして発信される。   More specifically, the terahertz wave is generated by the terahertz wave transmission unit 110 of the terahertz wave imaging head unit 100. The terahertz wave transmitting unit 110 includes a terahertz wave generating element 111 configured as, for example, a resonant tunneling diode or a photoconductive antenna, a hemispherical silicon lens 112, and a collimating lens 113. The terahertz wave generated by the terahertz wave generating element 111 is efficiently extracted by the silicon lens 112 and transmitted as a terahertz wave beam by the collimating lens.

発信されたテラヘルツ波ビームは、例えばプリズムとして構成されるビームスプリッタ120を透過してビームスキャナ130へと導かれる。ビームスキャナ130は、例えばガルバノスキャナやポリゴンミラー等の可動ミラーを揺動または回転する機構を駆動することにより、テラヘルツ波ビームを走査する。これらの機構を使えばビームを線状に走査することができる。また同様の機構を2つ組み合わせれば2次元のビーム走査が可能となる。   The transmitted terahertz wave beam passes through a beam splitter 120 configured as a prism, for example, and is guided to the beam scanner 130. The beam scanner 130 scans the terahertz wave beam by driving a mechanism that swings or rotates a movable mirror such as a galvano scanner or a polygon mirror. If these mechanisms are used, the beam can be scanned linearly. If two similar mechanisms are combined, two-dimensional beam scanning becomes possible.

ビームスキャナ130により走査されたテラヘルツ波ビームは対物レンズ140によって絞られ、検査対象500に向けて照射される。照射されたテラヘルツ波ビームは検査対象500により反射され、反射したテラヘルツ波ビームは再び対物レンズ140、ビームスキャナ130を経由してビームスプリッタ120に導かれる。検査対象500で反射され戻ってきたテラヘルツ波ビームは、ビームスプリッタ120により反射されてテラヘルツ波受信部150に導かれる。   The terahertz wave beam scanned by the beam scanner 130 is focused by the objective lens 140 and irradiated toward the inspection object 500. The irradiated terahertz wave beam is reflected by the inspection object 500, and the reflected terahertz wave beam is again guided to the beam splitter 120 via the objective lens 140 and the beam scanner 130. The terahertz wave beam reflected and returned by the inspection object 500 is reflected by the beam splitter 120 and guided to the terahertz wave receiving unit 150.

テラヘルツ波受信部150は、集光レンズ151、半球状のシリコンレンズ152、及び共鳴トンネルダイオードや光伝導アンテナとして構成されるテラヘルツ波検出素子153を含んで構成されている。テラヘルツ波受信部150では、集光レンズ151により絞られたテラヘルツ波ビームが半球状のシリコンレンズ152により効率よくテラヘルツ波検出素子153に集められ、テラヘルツ波の強度に応じた電流が検出される。検出された電流は、I-V変換器160で電圧に変換され、検出信号として制御・信号処理部200に出力される。   The terahertz wave receiving unit 150 includes a condensing lens 151, a hemispherical silicon lens 152, and a terahertz wave detecting element 153 configured as a resonant tunnel diode or a photoconductive antenna. In the terahertz wave receiving unit 150, the terahertz wave beam focused by the condensing lens 151 is efficiently collected by the hemispherical silicon lens 152 to the terahertz wave detecting element 153, and a current corresponding to the intensity of the terahertz wave is detected. The detected current is converted into a voltage by the IV converter 160 and output to the control / signal processing unit 200 as a detection signal.

テラヘルツ波発生素子111及びテラヘルツ波検出素子153は、バイアス生成部210で生成されるバイアス電圧によってバイアスされており、バイアス電圧に応じて発信または受信するテラヘルツ波が変化する。なお、テラヘルツ波発生素子111及びテラヘルツ波検出素子153が光伝導アンテナの場合は、さらに光を作用させる必要があり、超短パルスレーザー光を照射することによって非常に広帯域のテラヘルツ波の送受信を行うことができる。   The terahertz wave generation element 111 and the terahertz wave detection element 153 are biased by the bias voltage generated by the bias generation unit 210, and the terahertz wave transmitted or received changes according to the bias voltage. In the case where the terahertz wave generating element 111 and the terahertz wave detecting element 153 are photoconductive antennas, it is necessary to further apply light, and transmission and reception of a very broadband terahertz wave is performed by irradiating an ultrashort pulse laser beam. be able to.

テラヘルツ波発生素子111及びテラヘルツ波検出素子153で発信・受信されるテラヘルツ波は、一般的に微弱であるため、その検出にはロックイン検出が用いられる。ロックイン検出の際、テラヘルツ波発信部110では、テラヘルツ波発生素子111のバイアス電圧として変調された参照信号が用いられる。ロックイン検出部220では、バイアス生成部210により変調されたテラヘルツ波による検出信号と、バイアス生成部210から出力された参照信号とを用いて同期検波をする。そして、テラヘルツ波の検出信号の参照信号とで異なる周波数のノイズ成分が除去される。一方、テラヘルツ波検出素子153のバイアス電圧として、テラヘルツ波発生素子111の特性において検出感度が高くなるような直流電圧が印加される。   Since the terahertz waves transmitted and received by the terahertz wave generating element 111 and the terahertz wave detecting element 153 are generally weak, lock-in detection is used for the detection. At the time of lock-in detection, the terahertz wave transmission unit 110 uses a reference signal modulated as a bias voltage of the terahertz wave generation element 111. The lock-in detection unit 220 performs synchronous detection using the detection signal based on the terahertz wave modulated by the bias generation unit 210 and the reference signal output from the bias generation unit 210. Then, noise components having different frequencies from the reference signal of the terahertz wave detection signal are removed. On the other hand, as the bias voltage of the terahertz wave detecting element 153, a DC voltage that increases the detection sensitivity in the characteristics of the terahertz wave generating element 111 is applied.

ビームスキャナ130は、スキャナ駆動部230による駆動信号に基づいて駆動制御され、検査対象500に照射されるテラヘルツ波ビームを自動走査する。なお、自動走査を行わない場合、ビームスキャナ130は照射位置を決める単なるミラーとして作用し、照射エリアはビームスポットに相当する。スキャナ駆動部230では、スキャナ駆動信号が生成されると同時に、駆動の結果として、テラヘルツ波撮像ヘッド部100の位置に対してテラヘルツ波ビームがどこに位置するかをモニタするためのスキャン位置信号が生成される。   The beam scanner 130 is driven and controlled based on a drive signal from the scanner driving unit 230, and automatically scans the terahertz wave beam irradiated on the inspection object 500. When automatic scanning is not performed, the beam scanner 130 acts as a simple mirror that determines the irradiation position, and the irradiation area corresponds to a beam spot. The scanner driving unit 230 generates a scanner driving signal and simultaneously generates a scanning position signal for monitoring where the terahertz wave beam is located with respect to the position of the terahertz wave imaging head unit 100 as a result of driving. Is done.

以上説明したテラヘルツ波撮像ヘッド100の使用時には、手動による走査(即ち、ユーザがテラヘルツ波撮像ヘッド100を手に持ち、検査対象500上を移動させる動作)が行われる。以下では、図2から図4を参照しながら実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の走査方法及び適切な走査を実現するための構成について具体的に説明する。ここに図2は、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の使用例を示す側面図である。また図3は、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の移動機構の構成を示す斜視図であり、図4は、スライド・ホールド機構の構成を示す側方断面図である。   When the terahertz wave imaging head 100 described above is used, manual scanning (that is, an operation in which the user holds the terahertz wave imaging head 100 in his hand and moves it on the inspection object 500) is performed. The scanning method of the terahertz wave imaging apparatus according to the embodiment and the configuration for realizing appropriate scanning will be specifically described below with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2 is a side view illustrating a usage example of the terahertz imaging device according to the embodiment. FIG. 3 is a perspective view illustrating the configuration of the moving mechanism of the terahertz wave imaging apparatus according to the embodiment, and FIG. 4 is a side sectional view illustrating the configuration of the slide / hold mechanism.

図2において、第1実施例に係るテラヘルツ波撮像装置では、テラヘルツ波撮像ヘッド部100が、比較的小型のハンディタイプのヘッド部として構成されている。なお、制御・信号処理部200は、テラヘルツ波撮像ヘッド100とは別体として構成された本体部300に内蔵されている。   In FIG. 2, in the terahertz wave imaging device according to the first embodiment, the terahertz wave imaging head unit 100 is configured as a relatively small handy type head unit. The control / signal processing unit 200 is built in a main body 300 that is configured separately from the terahertz wave imaging head 100.

実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の使用時には、検査対象表面501に沿って、テラヘルツ波撮像ヘッド100を手動で走査することになるが、この際、テラヘルツ波撮像ヘッド100に設けられた作動距離保持部180により、テラヘルツ波ビームの光路長に対応する作動距離が一定に保たれる。なお、作動距離は調整可能とされていてもよい。   When the terahertz wave imaging apparatus according to the embodiment is used, the terahertz wave imaging head 100 is manually scanned along the inspection target surface 501. At this time, the working distance provided in the terahertz wave imaging head 100 is maintained. The unit 180 keeps the working distance corresponding to the optical path length of the terahertz beam constant. Note that the working distance may be adjustable.

テラヘルツ波撮像ヘッド100は、検査対象500を覆うように設置された板状のスライドベース610にあてがわれて移動される。即ち、スライドベース610の表面に沿うように走査が行われる。   The terahertz wave imaging head 100 is moved by being applied to a plate-like slide base 610 installed so as to cover the inspection object 500. That is, scanning is performed along the surface of the slide base 610.

図3において、テラヘルツ波撮像ヘッド100は、スライドベース610に設置された案内構造を有するスライドガイド630に沿って手動でスライドされる。このスライドガイド630とテラヘルツ波撮像ヘッド100とはアーム状のステップガイド710によって接続されている。   In FIG. 3, the terahertz wave imaging head 100 is manually slid along a slide guide 630 having a guide structure installed on a slide base 610. The slide guide 630 and the terahertz wave imaging head 100 are connected by an arm-shaped step guide 710.

ステップガイド710とスライドガイド630とがスライド可能に保持されている一方で、ステップガイド710とテラヘルツ波撮像ヘッド100とは、スライド・ホールド機構730により、スライド方向(以下、適宜「X方向」と称する)に対して垂直方向(以下、適宜「Y方向」と称する)に脱進可能に保持されている。   While the step guide 710 and the slide guide 630 are slidably held, the step guide 710 and the terahertz wave imaging head 100 are slid in the slide direction (hereinafter referred to as “X direction” as appropriate) by the slide and hold mechanism 730. ) In a vertical direction (hereinafter referred to as “Y direction” as appropriate).

図4において、ステップガイド711には、所定の間隔で案内溝711が設けられている。一方で、テラヘルツ波撮像ヘッド100に固定されたスライド・ホールド機構730には、バネで付勢されたロック部735が設けられている。このような案内溝711及びロック部735により、テラヘルツ波撮像ヘッド100をY方向に移動させるステップ動作及び、テラヘルツ波撮像ヘッド100をY方向で静止させるホールド動作が実現される。   In FIG. 4, guide grooves 711 are provided in the step guide 711 at predetermined intervals. On the other hand, the slide / hold mechanism 730 fixed to the terahertz wave imaging head 100 is provided with a lock portion 735 biased by a spring. The guide groove 711 and the lock portion 735 realize a step operation for moving the terahertz wave imaging head 100 in the Y direction and a holding operation for causing the terahertz wave imaging head 100 to stand still in the Y direction.

なお、ここでのスライド・ホールド機構730の構成は一例であり、上述したステップ動作及びホールド動作と同様の動作が行えるようなものであれば、異なる構成を有していても構わない。   Note that the configuration of the slide-and-hold mechanism 730 is an example, and may have a different configuration as long as the same operation as the above-described step operation and hold operation can be performed.

図3に戻り、スライドベース610には、スライドガイド630に沿って等間隔の目盛となるスケール620が描画されており、スライドガイド630の両端部にはスケール620とは別に限界位置を示すリミットマーク625が描画されている。   Returning to FIG. 3, scales 620 that are graduated at equal intervals are drawn on the slide base 610 along the slide guides 630, and limit marks that indicate limit positions separately from the scales 620 at both ends of the slide guides 630. 625 is drawn.

また、ステップガイド710には、スケール620を検出するスケールセンサ720、及びリミットマーク625を検出するリミットマークセンサ725が設けられている。スケールセンサ720及びリミットマークセンサ725は、例えば反射型のフォトセンサとして構成されている。   Further, the step guide 710 is provided with a scale sensor 720 that detects the scale 620 and a limit mark sensor 725 that detects the limit mark 625. The scale sensor 720 and the limit mark sensor 725 are configured as, for example, a reflective photosensor.

スケールセンサ720がスケールを横切ると、パルス状のX方向スケール検出信号が得られる。他方、リミットマークセンサ725がリミットマーク625を検出すると、Y方向スケール検出信号が得られる。ここで、リミットマーク625が検出された(即ち、Y方向スケール検出信号が得られた)ということは、後述するラスタースキャンにおいてY方向の手動走査が行われることを意味する。なお、スケール検出信号を得るための構成としては、細かいスリットとフォトインタラプタ、ギアとロータリーエンコーダを組み合わせたり、磁気センサを用いたりすることもできる。   When the scale sensor 720 crosses the scale, a pulsed X-direction scale detection signal is obtained. On the other hand, when the limit mark sensor 725 detects the limit mark 625, a Y-direction scale detection signal is obtained. Here, the fact that the limit mark 625 has been detected (that is, the Y-direction scale detection signal has been obtained) means that manual scanning in the Y direction is performed in a raster scan described later. As a configuration for obtaining the scale detection signal, a fine slit and a photo interrupter, a gear and a rotary encoder can be combined, or a magnetic sensor can be used.

図1に戻り、ヘッド位置算出部235は、上述したスケール検出信号のパルス毎にカウントするカウンタを備えている。Y方向スケール検出信号のパルス毎にカウントアップされるカウンタのカウント値は、Y方向のヘッド位置に相当する。Y方向の走査方向は一定であるが、後述するようにX方向の走査方向はY方向スケール検出信号のパルス毎に反転する。従って、X方向スケール検出信号をカウントするカウンタは、Y方向スケール検出信号のパルス毎にカウンタがカウントアップ・カウントダウンを繰り返し、そのカウント値はX方向のヘッド位置に相当する。   Returning to FIG. 1, the head position calculation unit 235 includes a counter that counts for each pulse of the scale detection signal described above. The count value of the counter counted up for each pulse of the Y direction scale detection signal corresponds to the head position in the Y direction. The scanning direction in the Y direction is constant, but the scanning direction in the X direction is reversed for each pulse of the Y direction scale detection signal, as will be described later. Therefore, the counter that counts the X-direction scale detection signal repeats counting up and down for each pulse of the Y-direction scale detection signal, and the count value corresponds to the head position in the X direction.

画像処理部240では、ヘッド位置算出部235で算出されたヘッド位置及びスキャナ駆動部230でモニタされるスキャン位置信号を基に、テラヘルツ波ビームの位置を算出する。また画像処理部240では、I-V変換器160で生成されたテラヘルツ波受信データ信号を算出されたテラヘルツ波ビーム位置に基づいてマッピングすることによりテラヘルツ波画像を生成する。   The image processing unit 240 calculates the position of the terahertz wave beam based on the head position calculated by the head position calculation unit 235 and the scan position signal monitored by the scanner driving unit 230. The image processing unit 240 generates a terahertz wave image by mapping the terahertz wave reception data signal generated by the IV converter 160 based on the calculated terahertz wave beam position.

このようにして生成されたテラヘルツ波画像は、イメージ表示部250によって検査対象500の内部状態を示すイメージング画像として表示される。   The terahertz wave image generated in this way is displayed as an imaging image indicating the internal state of the inspection object 500 by the image display unit 250.

<スキャン動作>
次に、本実施例に係るテラヘルツ波撮像装置のスキャン時の動作について、図5を参照して詳細に説明する。ここに図5は、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の走査経路を示す平面図である。
<Scan operation>
Next, the operation at the time of scanning of the terahertz wave imaging apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a plan view showing a scanning path of the terahertz imaging device according to the embodiment.

図5に示すように、上述したスライドガイド630を利用したX方向への滑らかなスライド、及びスライド・ホールド機構730を利用したY方向への段階的スライドにより、テラヘルツ波撮像ヘッド100のラスタースキャンが実現される。   As shown in FIG. 5, the raster scan of the terahertz wave imaging head 100 is performed by the above-described smooth slide in the X direction using the slide guide 630 and the stepwise slide in the Y direction using the slide hold mechanism 730. Realized.

ここで、人間工学的にX方向のスライドでは比較的早く走査ができるが、Y方向のステップでは多少時間を要する。一方、イメージング画像の分解能については、X方向はデータ取り込みの周期で決まるが、Y方向は機械的な送りステップ幅で決まる。即ち、高精細なイメージング画像を取得したい場合、X方向は電気的なサンプリング時間を短縮すればよいが、Y方向は手動の送りステップを細かくしなければならず操作が難しくなる。更に、走査回数が増え、非常に煩雑で検査時間が増大してしまう。   Here, ergonomically, the slide in the X direction can be scanned relatively quickly, but the step in the Y direction takes some time. On the other hand, with respect to the resolution of the imaging image, the X direction is determined by the data capture period, while the Y direction is determined by the mechanical feed step width. That is, when it is desired to acquire a high-definition imaging image, it is sufficient to shorten the electrical sampling time in the X direction, but in the Y direction, the manual feed step must be made fine, and the operation becomes difficult. Further, the number of scans increases, which is very complicated and increases the inspection time.

そこで、1つのスキャン機構で1軸のスキャンを行うことを考える。上記手動走査に1軸のビームスキャンを組み合わせ、自動スキャン方向をY方向に適用する。すると、低速のX方向手動スライドと高速のY方向自動スキャンとによって、検査範囲は刷毛で塗られるようにカバーされる。   Therefore, consider performing one-axis scanning with one scanning mechanism. The manual scan is combined with a uniaxial beam scan, and the automatic scan direction is applied to the Y direction. Then, the inspection range is covered with the brush by the low-speed X-direction manual slide and the high-speed Y-direction automatic scan.

具体的には、X方向の1回のスライドが終わると、Y方向に自動スキャン範囲分ステップ移動させ、再びX方向のスライドを開始する。これを繰り返すことによって、走査範囲全体にわたって未走査部分を発生させず効率的な走査が可能である。即ち、テラヘルツ波撮像ヘッド100をスライド方向(X方向)に手動走査しながら、スライド方向と垂直な方向(Y方向)にビームスキャナ130を用いて自動スキャンを行い、スライドの開始・終了時にテラヘルツ波撮像ヘッド100をステップ方向(Y方向)に自動スキャンとほぼ同じスキャン幅だけ手動で送ることにより、効率よく検査を行うことができ、検査時間を短縮することができ、且つ大型で複雑なスキャン機構を必要としないという効果を有する。これらの効果は、現状において、出力が微弱で、ラインスキャナ等の実用化が難しい、テラヘルツ波の利用には特に有効である。   Specifically, when one slide in the X direction is completed, the automatic scan range is stepped in the Y direction, and the slide in the X direction is started again. By repeating this, efficient scanning is possible without generating an unscanned portion over the entire scanning range. That is, while the terahertz wave imaging head 100 is manually scanned in the slide direction (X direction), automatic scanning is performed using the beam scanner 130 in the direction perpendicular to the slide direction (Y direction), and terahertz waves are generated at the start and end of the slide. By manually feeding the imaging head 100 in the step direction (Y direction) by the same scan width as that of the automatic scan, the inspection can be efficiently performed, the inspection time can be shortened, and a large and complicated scanning mechanism. Has the effect of not requiring. These effects are particularly effective for the use of terahertz waves, which currently have a weak output and are difficult to put into practical use, such as a line scanner.

なお、テラヘルツ波撮像ヘッド100をスライド方向(X方向)へ自動的に走査させる構成にしてもよい。その場合、撮像ヘッド100を比較的低速で大きい範囲を機械的に、X方向へゆっくり自動的にスキャンしながらY方向の高速な自動スキャンを組み合わせるようにしてもよい。   The terahertz wave imaging head 100 may be configured to automatically scan in the slide direction (X direction). In that case, the imaging head 100 may be combined with high-speed automatic scanning in the Y direction while automatically and slowly scanning a large range at a relatively low speed in the X direction.

なお、上述したように、自動スキャン幅に応じたY方向の移動を実現するためには、自動スキャン幅に応じてステップガイド710の案内溝711の間隔を調整すればよい。   As described above, in order to realize movement in the Y direction according to the automatic scan width, the interval between the guide grooves 711 of the step guide 710 may be adjusted according to the automatic scan width.

次に、上述したラスタースキャン時の具体的な制御について、図6を参照して説明する。ここに図6は、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の走査時の制御を示すフローチャートである。   Next, specific control during the raster scan described above will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart illustrating the control at the time of scanning of the terahertz imaging apparatus according to the embodiment.

図6において、スキャンが開始されると、ヘッド位置算出部235におけるテラヘルツ波撮像ヘッド100のX位置及びY位置が初期化され、X位置増加モード(即ち、X方向スケール検出信号のパルスごとにカウントアップするモード)が選択される(ステップS101)。   In FIG. 6, when scanning is started, the X position and Y position of the terahertz wave imaging head 100 in the head position calculation unit 235 are initialized, and the X position increasing mode (that is, counting for each pulse of the X direction scale detection signal). Up mode) is selected (step S101).

続いて、リミットマークセンサ725がリミットマーク625を検出可能なリミット位置であるか否かが判定される(ステップS102)。言い換えれば、テラヘルツ波撮像ヘッド100の位置がスキャンを開始する適切な位置にあるか否かが判定される。   Subsequently, it is determined whether the limit mark sensor 725 is at a limit position where the limit mark 625 can be detected (step S102). In other words, it is determined whether or not the position of the terahertz wave imaging head 100 is at an appropriate position to start scanning.

リミット位置である状態から(ステップS102:YES)、X方向へのスライドによりリミットが解除されると(ステップS103:YES)、データの取り込みが行われる(ステップS104)。即ち、リミットマークセンサ725がリミットマーク625を検出できなくなった時点から、データの取り込みが開始される。   From the limit position (step S102: YES), when the limit is released by sliding in the X direction (step S103: YES), data is taken in (step S104). That is, data capture is started from the point when the limit mark sensor 725 can no longer detect the limit mark 625.

データの取り込み後には、スケールが更新されたか否かが判定される(ステップS105)。言い換えれば、スケールセンサ720により新たなスケールが検出され、X方向スケール検出信号が生成されたか否かが判定される。スケールが更新されると(ステップS105:YES)、ヘッド位置算出部235は、テラヘルツ波撮像ヘッド100のX位置を増加させる(ステップS106)。なお、X位置減少モードの場合には、逆にテラヘルツ波撮像ヘッド100のX位置は減少される。   After fetching data, it is determined whether or not the scale has been updated (step S105). In other words, it is determined whether a new scale is detected by the scale sensor 720 and an X-direction scale detection signal is generated. When the scale is updated (step S105: YES), the head position calculation unit 235 increases the X position of the terahertz wave imaging head 100 (step S106). In the X position reduction mode, the X position of the terahertz wave imaging head 100 is decreased.

X位置の変更後には、再びデータの取り込みが行われる(ステップS107)。そして、データの取り込み後には、リミット位置であるか否かが判定される(ステップS108)。即ち、スキャン開始位置とは反対側に位置するリミットマーク625を検出できる位置となったか否かが判定される。   After the change of the X position, data is taken in again (step S107). Then, after the data is fetched, it is determined whether or not it is the limit position (step S108). That is, it is determined whether or not the limit mark 625 positioned on the side opposite to the scan start position has been reached.

ここで、リミット位置ではないと判定されると(ステップS108:NO)、再びステップS105以降の処理が繰り返される。一方、リミット位置であると判定されると(ステップS108:YES)、スキャンを終了するか否かが判定される(ステップS109)。   Here, if it is determined that the position is not the limit position (step S108: NO), the processing after step S105 is repeated again. On the other hand, if it is determined that the position is the limit position (step S108: YES), it is determined whether or not to end the scan (step S109).

スキャンを終了すると判定された場合には(ステップS109:YES)、ここで一連の処理は終了することになる。一方で、スキャンを終了しないと判定された場合には(ステップS109:NO)、Y位置が増加され、X位置増減モードが変更される(ステップS110)。そして、リミットが解除されると(ステップS111:YES)、再びステップS107のデータ取り込みが開始される。このような制御の繰り返しにより、図5で示したようなラスタースキャンが実現される。   If it is determined that the scan is to be ended (step S109: YES), the series of processing ends here. On the other hand, when it is determined not to end the scan (step S109: NO), the Y position is increased and the X position increase / decrease mode is changed (step S110). When the limit is released (step S111: YES), the data acquisition in step S107 is started again. By repeating such control, a raster scan as shown in FIG. 5 is realized.

以上説明したように、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置によれば、テラヘルツ波撮像ヘッド100の安定した移動及び正確な位置検出が行えるため、手動走査であっても極めて効率的な走査が実現される。   As described above, according to the terahertz wave imaging apparatus according to the embodiment, since the terahertz wave imaging head 100 can stably move and accurately detect the position, extremely efficient scanning can be realized even with manual scanning. The

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うテラヘルツ波撮像装置及び面状部材、並びにテラヘルツ波発生方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and terahertz imaging with such a change is possible. The apparatus, the planar member, and the terahertz wave generation method are also included in the technical scope of the present invention.

100 テラヘルツ波撮像ヘッド部
110 テラヘルツ波発信部
111 テラヘルツ波発生素子
112 シリコンレンズ
113 コリメートレンズ
120 ビームスプリッタ
130 ビームスキャナ
140 対物レンズ
150 テラヘルツ波受信部
151 集光レンズ
152 シリコンレンズ
153 テラヘルツ波検出素子
160 I-V変換器160
180 作動距離保持部
200 制御・信号処理部
210 バイアス生成部
220 ロックイン検出部
230 スキャナ駆動部
235 ヘッド位置算出部
240 画像処理部
250 イメージ表示部
300 本体部
500 検査対象
610 スライドベース
620 スケール
625 リミットマーク
630 スライドガイド
710 ステップガイド
711 案内溝
720 スケールセンサ
725 リミットマークセンサ
730 スライド・ホールド機構
735 ロック部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Terahertz wave imaging head part 110 Terahertz wave transmission part 111 Terahertz wave generation element 112 Silicon lens 113 Collimate lens 120 Beam splitter 130 Beam scanner 140 Objective lens 150 Terahertz wave receiving part 151 Condensing lens 152 Silicon lens 153 Terahertz wave detection element 160 I -V converter 160
180 Working distance holding unit 200 Control / signal processing unit 210 Bias generation unit 220 Lock-in detection unit 230 Scanner drive unit 235 Head position calculation unit 240 Image processing unit 250 Image display unit 300 Main body unit 500 Inspection target 610 Slide base 620 Scale 625 Limit Mark 630 Slide guide 710 Step guide 711 Guide groove 720 Scale sensor 725 Limit mark sensor 730 Slide and hold mechanism 735 Lock part

Claims (5)

テラヘルツ波を対象物に照射する照射部を含む撮像部と、
前記撮像部を第1の方向に沿って移動可能に構成された第1機構部と、
前記第1の方向に沿って付された目盛に基づいて、前記第1の方向に沿った前記撮像部の移動量を検出する位置検出部と
を備えることを特徴とするテラヘルツ波発生装置。
An imaging unit including an irradiation unit that irradiates a target with a terahertz wave;
A first mechanism configured to move the imaging unit along a first direction;
A terahertz wave generation device comprising: a position detection unit configured to detect a movement amount of the imaging unit along the first direction based on a scale attached along the first direction.
前記撮像部を前記第1の方向に交わる第2の方向に沿って移動させる移動動作と、前記撮像部を前記第2の方向で静止させる保持動作とを繰り返すことによって、前記撮像部を第2の方向に沿って段階的に移動可能に構成された第2機構部を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のテラヘルツ波発生装置。   By repeating a moving operation for moving the imaging unit along a second direction intersecting the first direction and a holding operation for causing the imaging unit to stand still in the second direction, the imaging unit is moved to the second direction. The terahertz wave generation device according to claim 1, further comprising a second mechanism portion configured to be movable in a stepwise manner along the direction of the terahertz wave. 前記照射部は、前記第2の方向に沿った所定幅に対し連続的に前記テラヘルツ波を照射する自動スキャン動作を行い、
前記第2機構部は、前記撮像部が1回の前記移動動作で移動する移動量が、前記所定幅に応じた量となるように構成されている
ことを特徴とする請求項2に記載のテラヘルツ波発生装置。
The irradiation unit performs an automatic scanning operation of continuously irradiating the terahertz wave for a predetermined width along the second direction,
The said 2nd mechanism part is comprised so that the movement amount which the said imaging part moves by the said movement operation | movement of 1 time may become the quantity according to the said predetermined width | variety. Terahertz wave generator.
テラヘルツ波が照射される対象物と前記テラヘルツ波を前記対象物に照射する照射部を含む撮像部との間に配置される面状部材であって、
第1の方向に沿って目盛が付されたベース部と、
前記第1の方向に延伸し、前記撮像部を、前記第1の方向に沿って誘導する第1部材と
を備えることを特徴とする面状部材。
A planar member disposed between an object irradiated with a terahertz wave and an imaging unit including an irradiation unit that irradiates the object with the terahertz wave;
A base portion graduated along a first direction;
A planar member comprising: a first member that extends in the first direction and guides the imaging unit along the first direction.
テラヘルツ波を発生させるテラヘルツ波発生装置によって用いられるテラヘルツ波発生方法であって、
照射部に、前記テラヘルツ波を対象物に照射させる照射工程と、
前記照射部を含む撮像部を第1の方向に沿って移動させる移動工程と、
前記第1の方向に沿って付された目盛に基づいて、前記第1の方向に沿った前記撮像部の移動量を検出する位置検出工程と
を含むことを特徴とするテラヘルツ波発生方法。
A terahertz wave generation method used by a terahertz wave generator for generating a terahertz wave,
An irradiation step of irradiating the target with the terahertz wave in the irradiation unit;
A moving step of moving the imaging unit including the irradiation unit along the first direction;
A terahertz wave generation method, comprising: a position detection step of detecting a movement amount of the imaging unit along the first direction based on a scale attached along the first direction.
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