特開 2016-186424 情報取得装置及び固定具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-186424(P2016-186424A)

(43)【公開日】2016年10月27日

(54)【発明の名称】情報取得装置及び固定具

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/3581 20140101AFI20160930BHJP

   G01N 21/17 20060101ALI20160930BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/3581

   G01N21/17 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-65813(P2015-65813)

(22)【出願日】2015年3月27日

(71)【出願人】

【識別番号】000005016

【氏名又は名称】パイオニア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104765

【弁理士】

【氏名又は名称】江上 達夫

(74)【代理人】

【識別番号】100107331

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 聡延

(72)【発明者】

【氏名】田中 博之

【テーマコード（参考）】

2G059

【Ｆターム（参考）】

2G059AA05

2G059DD12

2G059DD13

2G059EE01

2G059FF01

2G059GG01

2G059GG08

2G059HH01

2G059LL01

2G059MM01

2G059MM03

2G059MM10

(57)【要約】

【課題】対象物を好適に固定すると共に反射光の干渉を抑制する。
【解決手段】情報取得装置は、電磁波を対象物（５００）に照射する照射手段（１１０）と、対象物によって反射された電磁波を検出し、対象物に関する情報を取得する取得手段（１４０）と、照射手段から見て対象物の背面側に位置し、対象物の位置を固定する固定手段（４３０）とを備える。固定手段は、対象物を透過した電磁波を反射する反射面を有する。反射面は、反射した電磁波が取得手段に到達するまでの光学的距離が、反射位置によって変化する構造（４５０）を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁波を対象物に照射する照射手段と、
前記対象物によって反射された前記電磁波を検出し、前記対象物に関する情報を取得する取得手段と、
前記照射手段から見て前記対象物の背面側に位置し、前記対象物の位置を固定する固定手段と
を備え、
前記固定手段は、前記対象物を透過した電磁波を反射する反射面を有し、
前記反射面は、反射した電磁波が前記取得手段に到達するまでの光学的距離が反射位置によって変化する構造を有する
ことを特徴とする情報取得装置。

【請求項2】

前記照射手段を所定の駆動方向に駆動する駆動手段を備え、
前記反射面は、前記駆動方向に沿って前記光学的距離が変化する構造を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の情報取得装置。

【請求項3】

前記反射面は、前記取得部までの光学的距離が互いに異なる複数の反射面部分を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の情報取得装置。

【請求項4】

前記複数の反射面部分の各々は、前記照射手段の照射範囲に対応する面積を有していることを特徴とする請求項３に記載の情報取得装置。

【請求項5】

前記反射面は、前記取得部までの光学的距離が互いに異なる所定個数の前記反射面部分からなる複数の反射面部分群を有しており、
前記複数の反射面部分群の各々は、前記照射手段の照射範囲に対応する面積を有している
ことを特徴とする請求項３に記載の情報取得装置。

【請求項6】

前記反射面は、前記取得部までの光学的距離を変化させることが可能な液晶を含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載の情報取得装置。

【請求項7】

前記電磁波は、テラヘルツ波であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の情報取得装置。

【請求項8】

前記取得手段は、前記対象物に関する情報として、前記対象物の画像を取得することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の情報取得装置。

【請求項9】

前記固定手段は、板状の部材であり、前記対象物が配置される配置面側に前記対象物を押圧することで、前記対象物の位置を固定することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の情報取得装置。

【請求項10】

電磁波が照射される対象物を固定する固定具であって、
前記対象物を押圧して固定すると共に、前記対象物を透過した電磁波を反射する反射面を有し、
前記反射面は、反射した電磁波が検出されるまでの光学的距離が反射位置によって変化する構造を有する
ことを特徴とする固定具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物に電磁波を照射することで対象物に関する情報を取得する情報取得装置及び電磁波が照射される対象物を固定する固定具の技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

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。具体的には、対象物にテラヘルツ波を照射すると共に、対象物で散乱されたテラヘルツ波を検出することで、目視できない対象物の内部構造等を可視化する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

なお、テラヘルツ波以外の電磁波を利用したイメージング装置としては、可視光を利用したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４５０８５７８号

【特許文献2】特開昭５９−０６８７２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

テラヘルツ波を利用してイメージングを行う場合には、テラヘルツ波を発信及び受信するヘッドによる走査が要求されることがある。このような場合、ヘッドを高速で移動させることにより振動が発生し、対象物とヘッドの位置関係がずれてしまうという技術的問題点が発生する。特許文献１では、対象物を溝部に固定するため、振動による対象物の移動は回避できる可能性があるが、溝部の形状によって対象物の形状が限定されてしまうため、上記問題点の解決方法としては不十分である。

【0006】

一方、対象物で反射されたテラヘルツ波を検出する反射型の装置では、対象物以外の箇所で反射されるテラヘルツ波が干渉することで、撮像品質が劣化するという技術的問題点が発生する。特許文献１では、上述した不必要な反射光を低減可能な構成が何ら備えられていないため、上記問題点は解決することができない。また、特許文献２では、可視光を利用している関係上、可干渉性の高い光源に対する配慮は一切なされていないため、同様に上記問題点は解決することができない。

【0007】

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、対象物を好適に固定すると共に反射光の干渉による測定品質の劣化を防止することが可能な情報取得装置及び固定具を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決する情報取得装置は、電磁波を対象物に照射する照射手段と、前記対象物によって反射された前記電磁波を検出し、前記対象物に関する情報を取得する取得手段と、前記照射手段から見て前記対象物の背面側に位置し、前記対象物の位置を固定する固定手段とを備え、前記固定手段は、前記対象物を透過した電磁波を反射する反射面を有し、前記反射面は、反射した電磁波が前記取得手段に到達するまでの光学的距離が反射位置によって変化する構造を有する。

【0009】

上記課題を解決する固定具は、電磁波が照射される対象物を固定する固定具であって、前記対象物を押圧して固定すると共に、前記対象物を透過した電磁波を反射する反射面を有し、前記反射面は、反射した電磁波が検出されるまでの光学的距離が反射位置によって変化する構造を有する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例に係る情報取得装置の全体構成を示す概略構成図である。

【図2】干渉による反射光の強度変化を示す概念図である。

【図3】第１実施例に係るスキャナカバーの反射面構造を示す部分拡大図である。

【図4】第１実施例に係る情報取得装置の構成を示す側面図である。

【図5】第１実施例に係る情報取得装置の動作を示すフローチャートである。

【図6】第２実施例に係る情報取得装置の構成を示す側面図である。

【図7】第２実施例に係る情報取得装置の動作を示すフローチャートである。

【図8】第３実施例に係る情報取得装置の構成を示す側面図である。

【図9】第３実施例に係る情報取得装置の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜１＞
本実施形態に係る情報取得装置は、電磁波を対象物に照射する照射手段と、前記対象物によって反射された前記電磁波を検出し、前記対象物に関する情報を取得する取得手段と、前記照射手段から見て前記対象物の背面側に位置し、前記対象物の位置を固定する固定手段とを備え、前記固定手段は、前記対象物を透過した電磁波を反射する反射面を有し、前記反射面は、反射した電磁波が前記取得手段に到達するまでの光学的距離が反射位置によって変化する構造を有する。

【0012】

本実施形態の情報取得装置によれば、その動作時には、照射手段から対象物に向けて電磁波が照射される。対象物に照射された電磁波は、少なくとも部分的に対象物で反射される。そして、対象物で反射された電磁波（以下、適宜「反射光」と称する）は、取得手段により検出される。取得手段では更に、検出した電磁波から対象物に関する情報が取得される。

【0013】

電磁波を用いて対象物に関する情報を正確に取得するためには、照射手段及び取得手段に対して対象物の位置が固定されていることが望まれる。このため本実施形態では、固定手段により対象物の位置が固定される。なお、固定手段による固定方法については特に限定されるものではない。固定手段は、照射手段から見て（即ち、照射された電磁波の進行方向に見て）対象物の背面側に位置するように設けられている。このため、対象物に向けて照射された電磁波の一部は、固定手段に照射され得る。

【0014】

固定手段は、対象物を透過した電磁波を反射する反射面を有している。このため、固定手段に照射された電磁波は、反射面によって反射され取得手段方向に向かう。よって、取得手段に向かう電磁波としては、検出に用いる対象物からの反射光だけでなく、固定手段からの反射光も存在することになる。対象物からの反射光及び固定手段からの反射光は、互いに干渉するおそれがある。

【0015】

ここで特に、対象物からの反射光及び固定手段からの反射光の位相が逆向き（或いは、逆向きに近い状態）であると、干渉によって各々の強度が弱められる。その結果、検出に用いる対象物からの反射光の強度が十分に得られず、対象物に関する測定品質が悪化してしまう。

【0016】

しかるに本実施形態では、固定手段の反射面は、反射した電磁波が前記取得手段に到達するまでの光学的距離が反射位置によって変化する構造を有している。例えば、反射面は、均一な平面ではなく段差形状を有しており、反射位置によって物理的な距離が変化するように構成されている。或いは、反射面は、液晶等の屈折率を変化させることが可能なものとして構成されてもよい。

【0017】

上述した反射面によれば、反射された電磁波の位相が反射位置によって変化することになる。よって、反射面からの反射光の全てが、干渉によって検出すべき電磁波（即ち、対象物からの反射光）の強度を弱めてしまうような位相となってしまうことを回避できる。この結果、対象物に関する情報を取得する際に、干渉によって弱まっていない電磁波を利用することが可能となる。

【0018】

以上説明したように、本実施形態に係る情報取得装置によれば、対象物を固定して位置ずれを防止すると共に、電磁波の干渉に起因する測定品質の悪化を抑制できる。

【0019】

＜２＞
本実施形態に係る情報取得装置の一態様では、前記照射手段を所定の駆動方向に駆動する駆動手段を備え、前記反射面は、前記駆動方向に沿って前記光学的距離が変化する構造を有している。

【0020】

この態様によれば、駆動手段によって照射手段を駆動することで、反射面で反射された電磁波の光学的距離が変化する。このため、仮に反射光の干渉によって測定品質が悪化してしまうような場合であっても、照射手段の駆動（言い換えれば、照射位置の変更）によって干渉による悪影響を回避することが可能である。

【0021】

＜３＞
本実施形態に係る情報取得装置の他の態様では、前記反射面は、前記取得部までの光学的距離が互いに異なる複数の反射面部分を有する。

【0022】

この態様によれば、異なる反射面部分で反射された電磁波の位相は互いに異なるものとなる。よって、一の反射面部分で反射された電磁波が、干渉して対象物で反射された電磁波を弱めてしまうような場合であっても、他の反射面部分で反射された電磁波であれば、干渉しても対象物で反射された電磁波を弱めることがない（或いは、弱める程度を小さくできる）。よって、干渉によって測定品質が悪化してしまうことを好適に抑制できる。

【0023】

＜４＞
上述した複数の反射面部分を有する態様では、前記複数の反射面部分の各々は、前記照射手段の照射範囲に対応する面積を有していてもよい。

【0024】

この場合、照射手段から照射された電磁波は、複数の反射面部分のうち、１つの反射面部分に照射される。なお、本態様における「照射手段の照射範囲に対応する面積」とは、照射手段の照射範囲の面積と反射面部分の面積とが同一である場合を含む他、照射手段の照射範囲の面積が反射面部分の面積よりも小さい（即ち、電磁波の照射範囲が１つの反射面部分内に収まる）場合も含む概念である。

【0025】

本態様では、一の反射面部分で反射された電磁波が、干渉して対象物で反射された電磁波を弱めてしまうような場合であっても、例えば照射手段を駆動して電磁波の照射範囲を変更することで、他の反射面部分で電磁波が反射されるようにし、干渉による測定品質の悪化を抑制することができる。

【0026】

＜５＞
或いは複数の反射面部分を有する態様では、前記反射面は、前記取得部までの光学的距離が互いに異なる所定個数の前記反射面部分からなる複数の反射面部分群を有しており、前記複数の反射面部分群の各々は、前記照射手段の照射範囲に対応する面積を有していてもよい。

【0027】

この場合、照射手段から照射された電磁波は、複数の反射面部分群のうち、１つの反射面部分群（即ち、反射面部分群を構成する複数の反射面）に照射される。なお、本態様における「照射手段の照射範囲に対応する面積」とは、上述した態様と同様に、照射手段の照射範囲の面積と反射面部分群の面積とが同一である場合を含む他、照射手段の照射範囲の面積が反射面部分群の面積よりも小さい（即ち、電磁波の照射範囲が１つの反射面部分群内に収まる）場合も含む概念である。ただし、照射手段の照射範囲は、反射面部分群を構成する複数の反射面の全てに跨るものであることが好ましい。

【0028】

本態様では、１度の照射で反射面部分群を構成する複数の反射面に電磁波が照射される。このため、干渉により対象物で反射された電磁波を弱めてしまうような反射光が存在する場合であっても、その一方で干渉により対象物で反射された電磁波を弱めない（或いは、弱める程度を小さくする）反射光も存在する。よって、干渉によって弱まっていない電磁波を利用することができ、好適に対象物に関する情報を取得することが可能となる。

【0029】

＜６＞
本実施形態に係る情報取得装置の他の態様では、前記反射面は、前記取得部までの光学的距離を変化させることが可能な液晶を含んでいる。

【0030】

この態様によれば、液晶を駆動して屈折率を変化させることで、反射光の光学的距離を変化させることができる。具体的には、屈折率に応じて液晶中を透過するテラヘルツ波の速度が変化することで、反射光の光学的距離も変化する。

【0031】

液晶を用いれば、例えば反射面に物理的な段差形状を設けることが要求されなくなる。また、印加する駆動電圧によって無段階で光学的距離を変化させることができる。従って、より高精度な測定を実現することが可能となる。

【0032】

＜７＞
本実施形態に係る情報取得装置の他の態様では、前記電磁波は、テラヘルツ波である。

【0033】

この態様によれば、照射手段は、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、対象物に向けてテラヘルツ波を照射する。また、取得手段も同様に、光伝導アンテナや共鳴トンネルダイオード等を含んで構成され、対象物で反射されたテラヘルツ波を検出する。なお、テラヘルツ波とは、１テラヘルツ（１ＴＨｚ＝１０^１２Ｈｚ）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。

【0034】

テラヘルツ波によれば、その特性を利用して、通常では目視できない対象物の内部構造等に関する情報を取得することが可能となる。テラヘルツ波を用いる場合も、固定手段の反射面で反射された電磁波に干渉が発生し得るが、反射光の光学的距離を変化させることで、測定品質の悪化を効果的に抑制できる。

【0035】

＜８＞
本実施形態に係る情報取得装置の他の態様では、前記取得手段は、前記対象物に関する情報として、前記対象物の画像を取得する。

【0036】

この態様によれば、測定結果として対象物の画像を取得することが可能であるが、仮に干渉によって検出される電磁波の強度が弱くなってしまうと、適切な画像を取得することが困難となる。しかしながら本実施形態では、反射光の光学的距離を変化させることで、干渉による電磁波の強度低下を抑制できる。従って、高品質な画像を取得することが可能である。

【0037】

＜９＞
本実施形態に係る情報取得装置の他の態様では、前記固定手段は、板状の部材であり、前記対象物が配置される配置面側に前記対象物を押圧することで、前記対象物の位置を固定する。

【0038】

この態様によれば、対象物が配置面に配置された状態で、板状の部材である固定手段による押圧により対象物の固定が実現される。このため、比較的簡単な構成で確実に対象物を固定することが可能である。

【0039】

本態様における配置面は、照射手段及び取得手段と対象物との間に設けられる。配置面は、テラヘルツ波に対する透過率が高い材料を含んで構成されることが好ましい。

【0040】

＜１０＞
本実施形態に係る固定具は、電磁波が照射される対象物を固定する固定具であって、前記対象物を押圧して固定すると共に、前記対象物を透過した電磁波を反射する反射面を有し、前記反射面は、反射した電磁波が検出されるまでの光学的距離が反射位置によって変化する構造を有する。

【0041】

本実施形態の固定具によれば、固定面により対象物を押圧して固定することにより、対象物の位置ずれを防止することができる。よって、対象物に対する電磁波の照射状態、或いは対象物における電磁波の反射状態が変化してしまうことを好適に防止できる。

【0042】

また本実施形態の固定具によれば、反射面の位置によって反射光の光学的距離が変動する。このため、固定面において反射される電磁波を低減できる。よって、対象物に関する情報を取得する際に、干渉によって弱まっていない電磁波を利用することが可能となる。

【0043】

本実施形態に係る情報取得装置及び固定具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。

【実施例】

【0044】

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。

【0045】

＜装置構成＞
先ず、図１を参照しながら、本実施例の情報取得装置の全体構成について説明する。ここに図１は、実施例に係る情報取得装置の全体構成を示す概略構成図である。

【0046】

図１において、本実施例に係る情報取得装置は、テラヘルツ波を検査対象５００に照射すると共に、検査対象５００から反射したテラヘルツ波を検出する。このように、本実施例に係る情報取得装置は、所謂反射型のテラヘルツ波計測装置として構成されている。

【0047】

テラヘルツ波は、１テラヘルツ（１ＴＨｚ＝１０^１２Ｈｚ）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。テラヘルツ領域は、光の直進性と電磁波の透過性を兼ね備えた周波数領域である。テラヘルツ領域は、様々な物質が固有の吸収スペクトルを有する周波数領域である。従って、情報取得装置は、検査対象５００に照射されたテラヘルツ波の周波数スペクトルを解析することで、検査対象５００の特性を分析することができる。

【0048】

図１に示すように、本実施例に係る情報取得装置は、撮像ヘッド部１００と、制御・信号処理部２００と、ヘッドスキャナ部３００と、検査対象保持部４００とを備えて構成されている。以下では、各部の具体的な構成を、その動作と共に説明する。

【0049】

本実施例に係る情報取得装置の動作時には、「照射手段」の一具体例であるテラヘルツ波発信部１１０からテラヘルツ波ビームが出射される。具体的には、例えば共鳴トンネルダイオード等を備えて構成されるテラヘルツ波発生素子１１１において発生したテラヘルツ波が、シリコン半球レンズ１１２により効率よく取り出され、コリメートレンズ１１３を介して、テラヘルツ波ビームとして出射される。

【0050】

テラヘルツ波発信部１１０から出射されたテラヘルツ波ビームは、ビームスプリッタ１２０を透過し、対物レンズ１３０及び試料台４２０を介して検査対象５００へ照射される。照射されたテラヘルツ波ビームは、検査対象５００において反射される。反射されたテラヘルツ波ビームは、再び試料台４２０及び対物レンズ１３０を介して、ビームスプリッタ１２０に入射される。テラヘルツ波ビームは、ビームスプリッタ１２０において反射され、「取得手段」の一具体例であるテラヘルツ波受信部１４０に導かれる。

【0051】

テラヘルツ波受信部１４０では、対象物に関する情報を有するものとしてテラヘルツ波が検出される。具体的には、集光レンズ１４１によって集光されたテラヘルツ波ビームが、シリコン半球レンズ１４２において効率よくテラヘルツ波検出素子１４３に集められ、テラヘルツ波の強度に応じた信号が検出される。

【0052】

以上説明した各構成は、撮像ヘッド部１００内に収められている。撮像ヘッド部１００はヘッドスキャナ部３００上で自動走査される。

【0053】

ヘッドスキャナ部３００は、キャリッジ３１０とスキャン機構３２０とを備えて構成されている。キャリッジ３１０には、撮像ヘッド部１００が設置される。そして、例えばボールねじとステッピングモータ等で構成されたスキャン機構３２０を駆動することにより、キャリッジ３１０が２次元的に移動する。これにより、キャリッジ３１０に固定された撮像ヘッド部１１０による走査が実現される。

【0054】

他方で、撮像ヘッド部１００及びヘッドスキャナ部３００に対する各種制御、及び撮像ヘッド部１００で検出された信号を処理する制御・信号処理部２００は、信号増幅部２１０と、バイアス生成部２２０と、ロックイン検出部２３０と、スキャナ駆動部２４０と、画像処理部２５０とを備えて構成されている。

【0055】

信号増幅部２１０は、テラヘルツ波受信部１４０で検出された信号を増幅し、テラヘルツ波受信データ信号としてロックイン検出部２３０に出力する。

【0056】

バイアス生成部２２０は、バイアス電圧を生成してテラヘルツ波発生素子１１１及びテラヘルツ波検出素子１４３をバイアスし、バイアス電圧に応じて発信又は受信するテラヘルツ波を変化させる。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１４３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。

【0057】

テラヘルツ波発生素子１１１及びテラヘルツ波検出素子１４３で発信又は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２３０は、バイアス生成部２２０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２２０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は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１４３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。

【0058】

スキャナ駆動部２４０は、ヘッドスキャナ部３００のスキャン機構３２０の駆動信号を生成すると同時に、駆動の結果として撮像ヘッドから照射されるテラヘルツ波ビームが検査対象５００のどこに位置するかをモニタするための撮像位置信号を生成する。

【0059】

画像処理部２５０は、スキャナ駆動部２４０でモニタされる撮像位置信号及び信号増幅部２１０で生成されたテラヘルツ波受信データ信号に基づいてマッピングされたテラヘルツ波イメージ画像を生成する。

【0060】

検査対象保持部４００は、試料台４２０、スキャナカバー部４３０、並びに試料台４２０及びスキャナカバー部４３０を固定するための筺体４１０を備えて構成されている。

【0061】

試料台４２０は、テラヘルツ波を効率良く透過する材料（例えば、超高分子量ポリエチレン）等を含んで構成されている。このため、試料台４２０の上に置かれた検査対象５００を、試料台４２０の下側にある撮像ヘッド部１００から発信されるテラヘルツ波を用いて撮像することができる。試料台４２０は、「配置面」の一具体例として機能する。

【0062】

スキャナカバー部４３０は、「固定手段」及び「固定具」の一具体例であり、検査対象５００を試料台４２０に押し当て位置を固定する。また、ここでの説明は省略するが、スキャナカバー部４３０は、検査対象５００側の面に、反射するテラヘルツ波の光学的距離が位置によって変化する構造を有している。この反射面の構造については、後に詳細に説明する。

【0063】

＜干渉による反射光の強度変化＞
次に、図２を参照しながら、反射光（言い換えれば、テラヘルツ波受信部１４０で受信されるテラヘルツ波）の干渉に起因する強度変化について説明する。ここに図２は、干渉による反射光の強度変化を示す概念図である。

【0064】

図２において、テラヘルツ受信部１４０で受信されるテラヘルツ波は、検査対象５００で反射されるものと、検査対象５００を透過してスキャナカバー部４３０で反射されるものとを含んでいる。

【0065】

図２（ａ）に示すように、検査対象５００で反射されるテラヘルツ波の位相と、スキャナカバー部４３０で反射されるテラヘルツ波の位相とが互いに揃っている場合、各テラヘルツ波は強め合い、テラヘルツ受信部１４０で受信されるテラヘルツ波の強度は強くなる。

【0066】

一方、図２（ｂ）に示すように、検査対象５００で反射されるテラヘルツ波の位相と、スキャナカバー部４３０で反射されるテラヘルツ波の位相とが互いに逆向きである場合、各テラヘルツ波は弱め合い、テラヘルツ受信部１４０で受信されるテラヘルツ波の強度は弱くなる。この場合、テラヘルツ受信部１４０において十分な強度のテラヘルツ波を受信できなくなるおそれがある。すると、測定品質が劣化してしまうという問題が発生し得る。

【0067】

本実施例に係る情報取得装置は、このような干渉に起因する測定品質の劣化を抑制するために、スキャナカバー部４３０が以下に詳述する特殊な構造を有している。

【0068】

＜スキャナカバー部の反射面の構成＞
次に、スキャナカバー部４３０の反射面の構成について、複数の実施例を挙げて詳細に説明する。

【0069】

＜第１実施例＞
先ず、図３及び図４を参照して、第１実施例に係るスキャナカバー部４３０の構造について説明する。ここに図３は、第１実施例に係るスキャナカバーの反射面構造を示す部分拡大図である。また図４は、第１実施例に係る情報取得装置の構成を示す側面図である。

【0070】

図３において、第１実施例に係るスキャナカバー部４３０の反射面（即ち、テラヘルツ波が照射される検査対象５００側の面）には、段差形状を有する反射面部分群４５０が設けられている。反射面部分群４５０は、ｎ×ｎ個（但し、ｎは整数）の反射面部分４６０から構成されている。反射面部分群４５０における反射面部分４６０は、互いに異なる高さを有するように構成されている。なお、反射面部分４６０の最大高低差は、テラヘルツ波ビームの波長λの１／２に相当し、例えば周波数３００ＧＨｚのテラヘルツ波ビームを使用する場合、０．５ｍｍである。このようにすれば、テラヘルツ波ビームの往復距離の差が波長λとなり、後述する反射光の位相を変化させるという効果が十分に得られる。ちなみに、ｎ×ｎ個の反射面部分４６０に分割する場合の高さ方向の分割単位Δｈは、λ／２（ｎ²−１）となる。

【0071】

図４において、反射面部分群４５０は、例えばイメージング測定における１画素分に対応しており、スキャナカバー部４３０上に規則的に並ぶように複数配置されている。また、反射面部分４６０は、テラヘルツ波の照射スポットに対応する面積を有している。即ち、反射面部分４６０の面積が実質的な計測単位である。

【0072】

上述した段差形状により、反射面部分群４５０で反射されるテラヘルツ波は、反射面部分４６０に応じてテラヘルツ波受信部１４０までの光学的距離が変化する。言い換えれば、異なる反射面部分４６０で反射されたテラヘルツ波は、異なる位相を有するテラヘルツ波となる。このため、一の反射面部分４６０に対してテラヘルツ波を照射した場合に、干渉で反射光が弱め合ってしまったとしても、他の反射面部分４６０に対してテラヘルツ波を照射すれば、スキャナカバー部４３０からの反射光の位相が変化するため、干渉による影響を小さくすることができる。従って、測定品質の劣化を好適に抑制することが可能となる。

【0073】

以下では、図５を参照して、第１実施例に係る情報取得装置の動作について説明する。ここに図５は、第１実施例に係る情報取得装置の動作を示すフローチャートである。

【0074】

図５において、第１実施例に係る情報取得装置の測定動作が開始されると、先ず各画素のメモリデータが初期化される（ステップＳ１０１）。次に、Ｘ軸方向の移動量が１画素（即ち、移動ｎ回）を超えたか否かが判定される（ステップＳ１０２）。Ｘ軸方向の移動量が１画素を超えない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、現座標の計測データが取得される（ステップＳ１０３）。

【0075】

続いて、取得した計測データが、対応画素のメモリデータよりも大きいか否か（言い換えれば、検出されたテラヘルツ波の強度が強いか否か）が判定される（ステップＳ１０４）。そして、取得した計測データの方が対応画素のメモリデータよりも大きい場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、対応画素のメモリデータが更新される（ステップＳ１０５）。一方で、取得した計測データの方が対応画素のメモリデータよりも小さい場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、対応画素のメモリデータは更新されない（ステップＳ１０５は省略される）。

【0076】

続いて、撮像ヘッド部１００が１計測単位分（即ち、１／ｎ画素分）Ｘ軸方向へ移動される（ステップＳ１０６）。即ち、テラヘルツ波ビームの照射スポットが隣の反射面部分４６０へと移動される。その後、再びステップＳ１０２以降の処理が繰り返される。

【0077】

ステップＳ１０２において、Ｘ軸方向の移動量が１画素を超えた場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、Ｘ軸方向の移動量（即ち、移動回数）が初期化される（ステップＳ１０７）。そして、Ｙ軸方向（即ち、Ｘ軸方向と交わる方向）の移動量が１画素（即ち、移動ｎ回）を超えたか否かが判定される（ステップＳ１０８）。Ｙ軸方向の移動量が１画素を超えない場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、Ｘ座標がスキャン範囲を超えたか否かが判定される（ステップＳ１０９）。

【0078】

Ｘ座標がスキャン範囲を超えた場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、撮像ヘッド部１００が１計測単位分（即ち、１／ｎ画素分）Ｙ軸方向へ移動される（ステップＳ１１０）と共に、撮像ヘッド部１１０のＸ軸移動方向が反転される（ステップＳ１１１）。一方で、Ｘ座標がスキャン範囲を超えない場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ステップＳ１１０及びステップＳ１１１の処理は省略される。その後は、再びステップＳ１０３以降の処理が繰り返される。

【0079】

Ｙ軸方向の移動量が１画素を超えた場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、Ｙ軸方向の移動量（即ち、移動回数）が初期化される（ステップＳ１１２）。そして、現Ｘ座標１ライン分に相当する画素のメモリデータが、イメージングデータとして画像処理部２５０（図１参照）に転送される（ステップＳ１１３）。その後、Ｙ座標がスキャン範囲を超えたか否かが判定される（ステップＳ１１４）。そして、Ｙ座標がスキャン範囲を超えない場合（ステップＳ１１４：Ｎｏ）、再びステップＳ１０３以降の処理が繰り返される。一方で、Ｙ座標がスキャン範囲を超えた場合（ステップＳ１１４：Ｙｅｓ）、一連の測定処理は終了する。

【0080】

以上説明した処理によれば、効率的な走査を行いつつ、画素単位で最も適切なデータ（即ち、干渉の影響が小さいデータ）を選択することができる。従って、極めて高品質な測定品質を実現することが可能である。なお、上述した動作例では、画素単位で最も強度の強いデータを選択しているが、画素内の複数の計測データの総和或いは平均値を採用するようにしてもよい。

【0081】

＜第２実施例＞
次に、図６を参照して、第２実施例に係るスキャナカバー部４３０の構造について説明する。ここに図６は、第２実施例に係る情報取得装置の構成を示す側面図である。

【0082】

図６において、第２実施例に係るスキャナカバー部４３０は、図４で示した第１実施例と同様に、ｎ×ｎ個の反射面部分４６０からなる複数の反射面部分群４５０を有している。ただし、第１実施例とは異なり、反射面部分群４５０の面積（即ち、１画素に相当する面積）が、テラヘルツ波ビームの照射スポットの面積に対応している。即ち、反射面部分４６０の各々の面積が第１実施例と比べると小さくされ、反射面部分群４５０全体が、テラヘルツ波ビームの照射スポット内に収まるように構成されている。これにより、第２実施例では、１画素が実質的な計測単位となっている。

【0083】

第２実施例によれば、一度の計測で複数の反射面部分４５０で計測を行い平均した場合と同等のデータが得られる。このため、反射面部分４５０の各々について計測を行わずに済む。更には、計測単位が１画素となるため、第１実施例と比べると、より解像度の高い撮像が可能となる。

【0084】

以下では、図７を参照して、第２実施例に係る情報取得装置の動作について説明する。ここに図７は、第２実施例に係る情報取得装置の動作を示すフローチャートである。

【0085】

図７において、第２実施例に係る情報取得装置の測定動作が開始されると、先ず現座標の計測データが取得される（ステップＳ２０１）。そして、取得された計測データが、現画素のイメージングデータとして画像処理部へ転送される（ステップＳ２０２）。

【0086】

続いて、撮像ヘッド部１００が１画素分Ｘ軸方向へ移動され（ステップＳ２０３）、Ｘ軸座標がスキャン範囲を超えたか否かが判定される（ステップＳ２０４）。そして、Ｘ座標がスキャン範囲を超えない場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、再びステップＳ２０１以降の処理が開始される。一方、Ｘ座標がスキャン範囲を超えた場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、撮像ヘッド部１００が１画素分Ｙ軸方向へ移動され（ステップＳ２０５）、撮像ヘッド部１００のＸ軸移動方向が反転される（ステップＳ２０６）。

【0087】

続いて、Ｙ座標がスキャン範囲を超えたか否かが判定される（ステップＳ２０７）。そして、Ｙ座標がスキャン範囲を超えない場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、再びステップＳ２０１以降の処理が開始される。一方、Ｙ座標がスキャン範囲を超えた場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、一連の測定処理は終了する。

【0088】

以上の説明からも分かるように、第２実施例係る情報取得装置では、第１実施例と比べて単純な処理で測定が行える。

【0089】

＜第３実施例＞
次に、図８を参照して、第３実施例に係るスキャナカバー部４３０の構造について説明する。ここに図８は、第３実施例に係る情報取得装置の構成を示す側面図である。

【0090】

図８において、第３実施例に係るスキャナカバー部４３０の反射面には、液晶層４７０が設けられている。即ち、第３実施例では、第１実施例や第２実施例のような物理的な段差形状は設けられていない。液晶層４７０は、例えば液晶パネルや液晶レンズアレイとして構成されており、駆動電圧により屈折率が変更可能とされている。第３実施例では、液晶層４７０の屈折率の変化により、反射光の位相が変化させられる。具体的には、屈折率に応じて液晶層４７０中を透過するテラヘルツ波ビームの速度が変化することで、反射光の光学的距離が変化する。

【0091】

以下では、図９を参照して、第３実施例に係る情報取得装置の動作について説明する。ここに図９は、第３実施例に係る情報取得装置の動作を示すフローチャートである。

【0092】

図９において、第３実施例に係る情報取得装置の測定動作が開始されると、先ず各画素のメモリデータが初期化される（ステップＳ３０１）。また、液晶層４７０の駆動電圧が初期化される（ステップＳ３０２）。そして、液晶層４７０の駆動電圧の変更回数が所定回数（即ち、１画素における計測回数）に達したか否かが判定される（ステップＳ３０３）。液晶層４７０の駆動電圧の変更回数が所定回数に達していない場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、現座標の計測データが取得される（ステップＳ３０４）。

【0093】

続いて、取得した計測データが、対応画素のメモリデータよりも大きいか否か（言い換えれば、検出されたテラヘルツ波の強度が強いか否か）が判定される（ステップＳ３０５）。そして、取得した計測データの方が対応画素のメモリデータよりも大きい場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、対応画素のメモリデータが更新される（ステップＳ３０６）。一方で、取得した計測データの方が対応画素のメモリデータよりも小さい場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、対応画素のメモリデータは更新されない（ステップＳ３０６は省略される）。

【0094】

続いて、液晶層４７０の駆動電圧が変更される（ステップＳ３０７）。即ち、反射光の位相が１段階変化するように液晶層４７０の屈折率が変更される。その後、再びステップＳ３０３以降の処理が繰り返される。

【0095】

ステップＳ３０３において、液晶層４７０の駆動電圧の変更回数が所定回数に達した場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、液晶層４７０の駆動電圧の変更回数が初期化される（ステップＳ３０８）。そして、現画素のメモリデータがイメージングデータとして画像処理部２５０（図１参照）に転送される（ステップＳ３０９）。その後、撮像ヘッド部１００が１画素分Ｘ軸方向へ移動される（ステップＳ３１０）。

【0096】

続いて、Ｘ座標がスキャン範囲を超えたか否かが判定される（ステップＳ３１１）。Ｘ座標がスキャン範囲を超えない場合（ステップＳ３１１：Ｎｏ）、再びステップＳ３０２以降の処理が開始される。一方で、Ｘ座標がスキャン範囲を超えた場合（ステップＳ３１１：Ｙｅｓ）、Ｙ座標がスキャン範囲を超えたか否かが判定される（ステップＳ３１２）。Ｙ座標がスキャン範囲を超えない場合（ステップＳ３１２：Ｎｏ）、撮像ヘッド部１００が１画素分Ｙ軸方向へ移動される（ステップＳ３１３）と共に、撮像ヘッド部１１０のＸ軸移動方向が反転される（ステップＳ３１４）。その後は、再びステップＳ３０２以降の処理が開始される。一方で、一方で、Ｙ座標がスキャン範囲を超えた場合（ステップＳ３１２：Ｙｅｓ）、一連の測定処理は終了する。

【0097】

上述したように、第３実施例に係る情報取得装置では、計測単位が１画素となるため、第１実施例と比べると、より解像度の高い撮像が可能となる。また、第１実施例及び第２実施例のように、物理的な段差形状を設けることが要求されず、更には駆動電圧の変更により、反射光の光学的距離を無段階で変化させることができる。従って、より高精度な測定が可能となる。

【0098】

以上説明したように、本実施例に係る情報取得装置によれば、スキャナカバー部４３０が反射光の光学的距離を変化させる構造を有しているため、対象物を好適に固定すると共に、反射光の干渉に起因する測定品質の劣化を防止することが可能である。

【0099】

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情報取得装置及び固定具もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0100】

１００ 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 シリコン半球レンズ
１１３ コリメートレンズ
１２０ ビームスプリッタ
１３０ 対物レンズ
１４０ テラヘルツ波受信部
１４１ 集光レンズ
１４２ シリコン半球レンズ
１４３ テラヘルツ波検出素子
２００ 制御・信号処理部
２１０ 信号増幅部
２２０ バイアス生成部
２３０ ロックイン検出部
２４０ スキャナ駆動部
２５０ 画像処理部
３００ ヘッドスキャナ部
３１０ キャリッジ
３２０ スキャン機構
４００ 検査対象保持部
４１０ 筐体
４２０ 試料台
４３０ スキャナカバー部
４５０ 反射面部分群
４６０ 反射面部分
４７０ 液晶層
５００ 検査対象

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】