(57)【要約】【課題】テラヘルツ光を用いた検査において、検査不良を抑制する。【解決手段】検査装置１は、テラヘルツ光を発生し、検査対象物Ａに照射する光源部１４と、参照信号Ｓ１を発生する参照信号発生部１６と、検査対象物Ａからのテラヘルツ光と参照信号Ｓ１との周波数の差に応じた合成信号Ｓ３を作成する受信部２２と、合成信号Ｓ３を用い、検査対象物Ａの欠陥を検査する検査部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テラヘルツ光を発生し、検査対象物に照射する第１光源部と、
参照信号を発生する参照信号発生部と、
前記検査対象物からのテラヘルツ光と前記参照信号の周波数の差に応じた合成信号を作成する受信部と、
前記合成信号を用い、前記検査対象物の欠陥を検査する検査部を備える、検査装置。
【請求項２】
前記検査対象物からのテラヘルツ光を電気信号に変換する受光部をさらに備え、
前記参照信号は電気信号であり、
前記受信部は、前記受光部からの電気信号と前記参照信号の周波数の差に応じた合成信号を作成する、請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記参照信号は電気信号であり、
前記受信部は、前記検査対象物からのテラヘルツ光を電気信号に変換するとともに、前記参照信号を用い合成信号を作成する、請求項１に記載の検査装置。
【請求項４】
前記合成信号の周波数は１０ＧＨｚよりも低い、請求項１〜３のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項５】
前記受信部は、前記合成信号の周波数は、前記第１光源部からのテラヘルツ光よりも周波数が小さい、請求項１〜４のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項６】
前記参照信号発生部は第２光源であり、前記参照信号としてテラヘルツ光を発生する、請求項１に記載の検査装置。
【請求項７】
前記第１光源部は、時間に応じて周波数を変化させながらテラヘルツ光を発生し、
前記参照信号発生部は、時間に応じて周波数を変化させながら前記参照信号を発生する、請求項６に記載の検査装置。
【請求項８】
テラヘルツ光を発生し、検査対象物に照射する第１光源部と、
参照信号を発生する参照信号発生部と、
前記参照信号を遅延させる遅延部と
前記検査対象物からのテラヘルツ光と、前記遅延部により到達が遅延される前記参照信号とを用い、合成信号を作成する受信部と、
前記合成信号を用い、前記検査対象物の欠陥を検査する検査部を備える、検査装置。
【請求項９】
前記テラヘルツ光は、０．１ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記合成信号を用い、前記検査対象物の内部の欠陥を検査する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項１１】
前記第１光源部のテラヘルツ光の発生タイミングと、前記参照信号発生部の参照信号の発生タイミングを制御する発生タイミング制御部を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項１２】
構造物の形状に関する構造物設計情報を作製する設計装置と、
前記構造物設計情報に基づいて前記構造物を作成する成形装置と、
作成された前記構造物を検査する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の検査装置を含む製造システム。
【請求項１３】
テラヘルツ光を検査対象物に照射することと、
参照信号を発生することと、
前記テラヘルツ光の発生タイミングと前記参照信号の発生タイミングとを制御することと、
前記検査対象物からのテラヘルツ光と前記参照信号を用い、合成信号を作成することと、
前記合成信号を用い、前記検査対象物の欠陥を検査することと、を有する、検査方法。
【請求項１４】
構造物の形状に関する構造物設計情報を作製する工程と、
前記構造物設計情報に基づいて前記構造物を作成する工程と、
作成された前記構造物を、請求項１３に記載の検査方法を用いて検査する検査工程と
を含む製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置、製造システム、検査方法、及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テラヘルツ光を用い検査対象物を検査することが知れている（例えば、特許文献１）。テラヘルツ光を用いた検査において、検査不良が発生する可能性がある。そこで、テラヘルツ光を用いた検査において、検査不良を抑制することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８/０１３７０６８号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様によれば、検査装置は、テラヘルツ光を発生し、検査対象物に照射する第１光源部と、参照信号を発生する参照信号発生部と、前記検査対象物からのテラヘルツ光と前記参照信号の周波数の差に応じた合成信号を作成する受信部と、前記合成信号を用い、前記検査対象物の欠陥を検査する検査部とを備える。
【０００５】
本発明の第２の態様によれば、製造システムは、構造物の形状に関する構造物設計情報を作製する設計情報と、前記構造物設計情報に基づいて前記構造物を作成する成形装置と、作成された前記構造物を検査する前記検査装置を含む。
【０００６】
本発明の第３の態様によれば、検査方法は、テラヘルツ光を検査対象物に照射することと、参照信号を発生することと、テラヘルツ光の発生タイミングと参照信号の発生タイミングとを制御することと、検査対象物からのテラヘルツ光と参照信号とを用い、合成信号を作成することと、合成信号を用い、検査対象物の欠陥を検査することと、を有する。
【０００７】
本発明の第４の態様によれば、製造方法は、構造物の形状に関する構造物設計情報を作製する工程と、前記構造物設計情報に基づいて前記構造物を作成する工程と、作成された前記構造物を、前記検査方法を用いて検査する検査工程と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る検査装置の模式図である。
【図２】制御装置のブロック図である。
【図３】各信号の波形の一例を示すグラフである。
【図４】合成信号の波形の一例を示すグラフである。
【図５】本実施形態に係る検査対象物の画像の生成を示す図である。
【図６】第１実施形態の変形例に係る検査装置の模式図である。
【図７】第１実施形態の変形例に係る検査装置の模式図である。
【図８】第２実施形態に係る検査装置の模式図である。
【図９】各信号の波形の一例を示すグラフである。
【図１０】合成信号の波形の一例を示すグラフである。
【図１１】第２実施形態の変形例に係る検査装置の模式図である。
【図１２】第３実施形態に係る検査装置の模式図である。
【図１３】各信号の波形の一例を示す図である。
【図１４】合成信号の波形の一例を示すグラフである。
【図１５】第３実施形態の変形例に係る検査装置の模式図である。
【図１６】第３実施形態の変形例に係る検査装置の模式図である。
【図１７】第４実施形態に係る検査装置の模式図である。
【図１８】各信号の波形の一例を示す図である。
【図１９】検査装置を有するシステムの構成を示す模式図である。
【図２０】製造システムのブロック構成図である。
【図２１】製造システムによる処理の流れを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１０】
（第１実施形態）
最初に、第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る検査装置の模式図である。図１に示すように、第１実施形態に係る検査装置１は、制御装置１０と、クロック部１２と、光源部１４（第１光源部）と、参照信号発生部１６と、レンズ１７と、ミラー２０と、受信部２２とを有する。検査装置１は、光源部１４から、保持部Ｔに保持された検査対象物Ａに対し、テラヘルツ光である射出光Ｌ１を照射し、検査対象物Ａに照射された後の射出光Ｌ１を受信して解析することで、検査対象物Ａの画像を生成して、検査対象物Ａに含まれる欠陥を検出する。以下、光源部１４から検査対象物Ａに照射する射出光Ｌ１の進行方向を、方向Ｚとする。また、保持部Ｔは、テラヘルツ光である射出光Ｌ１を透過可能な物質で形成されている。なお、検査装置１の構成はこれに限られない。例えば、保持部Ｔと受信部２２との間にレンズを設けても構わない。
【００１１】
ここでテラヘルツ光とは、周波数帯域が０．１ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の電磁波である。本実施形態では、テラヘルツ光である射出光Ｌ１は、パルス波でなく連続波として射出される。射出光Ｌ１の詳細については後述する。
【００１２】
また、本実施形態では、検査対象物Ａとしては、固体や液体や固体と液体の混合物など種々の物質が対象である。例えば、検査対象物Ａは金属以外の物質でも構わない。この場合には、有機物である。また、例えば、検査対象物Ａとしては、例えば粒状又は粉状の薬剤、食品、樹脂などが挙げられる。また、検査対象物Ａは、生物でも構わない。また、検査対象物Ａは、テラヘルツ光が透過するものが好ましい。さらに言えば、検査対象物Ａは、光源部１４側の表面Ａ１から、表面Ａ１と反対側の表面である背面Ａ２まで、テラヘルツ光を透過可能な物質であることが好ましい。また、本実施形態では、検査対象物Ａは、光源部１４側の表面Ａ１から、表面Ａ１と反対側の表面である背面Ａ２まで、可視光領域の光を透過しない物質であることが好ましい。検査対象物Ａがテラヘルツ光を透過しなくても構わない。例えば、検査対象物Ａにテラヘルツ光が透過しないものが含まれていても構わない。
【００１３】
また、本実施形態での「欠陥」とは、検査対象物Ａに含まれる異物もしくは検査対象物Ａのきずや欠落などである。検査対象物Ａに異物やきずなどが確認される場合には、その異物やきずは検査対象物Ａの欠陥として認識される。検査対象物Ａの欠陥は、検査対象物Ａの表面もしくは内部に起因する。すなわち、検査対象物Ａの表面に異物があっても、検査対象物Ａの内部に異物があっても、検査対象物Ａの欠陥として認識される。また、検査対象物Ａに含まれる異物としては、直径５０μｍ以上１００μｍ以下程度の毛髪や、目視可能な程度の大きさの物（例えば直径０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下）などが想定される。検査対象物Ａに関するＣＡＤなどの設計情報と検査結果を比較し、それらの違いが閾値以上であれば、検査対象物Ａの欠陥としても構わない。例えば、検査対象物Ａと設計情報とで大きさや形状が異なる場合には、その違いを欠陥として認識しても構わない。
【００１４】
以下、検査装置１の各部の構成について説明する。図１に示すように、クロック部１２は、制御装置１０の制御により、クロック信号Ｓ０を生成する回路である。クロック信号Ｓ０は、同期信号であり、予め定められた周期で出力されるパルス信号である。さらに言えば、クロック信号Ｓ０は、光源部１４の射出光Ｌ１の照射タイミングと、参照信号発生部１６の参照信号Ｓ１の出力タイミングとを制御する信号である。クロック部１２は、クロック信号Ｓ０を、光源部１４と参照信号発生部１６とに出力する。
【００１５】
光源部１４は、制御装置１０の制御により、射出光Ｌ１を発生（励起）して、発生した射出光Ｌ１を、保持部Ｔに保持された検査対象物Ａに向けて射出する。光源部１４は、クロック部１２からのクロック信号Ｓ０と同期することにより、射出光Ｌ１を、周波数ＦＬの連続波として射出する。上述のように、射出光Ｌ１は、テラヘルツ光の連続波である。すなわち、光源部１４は、射出光Ｌ１を、テラヘルツ領域の周波数で連続的に出射する。なお、周波数ＦＬは、テラヘルツ領域である、０．１ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の予め定められた値となる。周波数ＦＬは、０．５ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下であることがより好ましい。
【００１６】
また、光源部１４は、射出光Ｌ１を出射しており、射出光Ｌ１はコヒーレント光となる。射出光Ｌ１は、波形、すなわち、周波数ＦＬ、振幅（最大振幅値）、および位相が既知となっている。なお、光源部１４は、射出光Ｌ１を励起するための光源として、ＩＭＰＡＴＴ（Ｉｍｐａｃｔ  Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｔｒａｎｓｉｔ  Ｔｉｍｅ）ダイオードを備えているが、ＲＴＤ（Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；共鳴トンネルダイオード）等、射出光Ｌ１が発生できる光源であれば、それに限られない。射出光Ｌ１を励起するための光源の一例は、米国公開番号２０１７／０２７１７７４、米国出願番号１２／４５８９６９、米国出願番号１２／７３１００４に記載されている。なお、制御装置１０が、射出光Ｌ１の周波数ＦＬ、振幅（最大振幅値）、および位相をあらかじめ記憶していても構わない。
【００１７】
光源部１４から射出された射出光Ｌ１は、方向Ｚに向けて進行し、レンズ１７でコリメートされて、検査対象物Ａの表面Ａ１に照射される。検査対象物Ａの表面Ａ１に照射された射出光Ｌ１は、検査対象物Ａ内に入射し、検査対象物Ａ内を進行して、検査対象物Ａの背面Ａ２から、測定光Ｌ２として、外部に出射される。測定光Ｌ２は、検査対象物Ａに照射された後の射出光Ｌ１（テラヘルツ光）であり、さらに言えば、検査対象物Ａを透過した射出光Ｌ１（テラヘルツ光）である。従って、測定光Ｌ２は、射出光Ｌ１に対し、位相が変化する。また、射出光Ｌ１は、方向Ｚから見た検査対象物Ａの全域に照射され、測定光Ｌ２は、検査対象物Ａの全域から透過された光である。測定光Ｌ２は、方向Ｚから見た平面（光軸に直交する平面）上の位置毎に、波形が異なった光となる。
【００１８】
なお、測定光Ｌ２は、検査対象物Ａの、Ｚ方向に沿った少なくとも一部の区間を透過したものであってよい。すなわち、測定光Ｌ２は、検査対象物Ａの表面Ａ１から検査対象物Ａの内部に入射し、検査対象物Ａの内部（表面Ａ１と背面Ａ２との間）で反射されて、外部に出射された光であってもよい。また、測定光Ｌ２は、検査対象物Ａの表面Ａ１に反射された光であってもよい。
【００１９】
検査対象物Ａの背面Ａ２から出射された測定光Ｌ２は、ミラー２０に入射する。ミラー２０に入射した測定光Ｌ２は、ミラー２０で反射され、受信部２２に受信される。より詳しくは、受信部２２は、受光部２４と、合成部２６とを有する。受光部２４は、複数の受光素子２５を有する。受光素子２５は、受光部２４の表面上に２次元マトリクス状に並んでいる。受光素子２５は、自身が設けられた位置に入射された測定光Ｌ２を受光して、電気信号である測定信号Ｓ２に変換する。従って、受光素子２５が生成する測定信号Ｓ２は、測定光Ｌ２と同じ波形（周波数、振幅および位相）を有する信号となる。
【００２０】
ここで、射出光Ｌ１は、方向Ｚから見た検査対象物Ａの全域に照射され、測定光Ｌ２は、検査対象物Ａの全域から透過された光である。そのため、測定光Ｌ２は、方向Ｚから見た平面（光軸に直交する平面）上の位置毎に、波形が異なった光となる。１つの受光素子２５が受光する測定光Ｌ２は、検査対象物Ａの全域から透過された測定光Ｌ２のうち、検査対象物Ａの一部の領域を透過した測定光Ｌ２である。言い換えれば、検査対象物Ａの全域から透過された測定光Ｌ２は、それぞれの受光素子２５に割り当てられて受光される。したがって、受光素子２５のそれぞれで受光した測定光Ｌ２には、対応する検査対象物Ａに関する情報が含まれているので、受光する測定光Ｌ２を解析することで、検査対象物Ａの検出領域を解析することできる。したがって、検査対象物Ａを検査することができる。以下、測定光Ｌ２のうち、１つの受光素子２５が受光する測定光Ｌ２を、測定光Ｌ２ｄと記載する。測定光Ｌ２ｄは、互いに波形が異なり、それぞれの測定光Ｌ２ｄが全受光素子２５に集まる（２次元マトリクス状に並ぶ）ことで、検査対象物Ａの全域分の測定光Ｌ２が形成されるということもできる。また、以下、１つの受光素子２５が生成する測定信号Ｓ２を、測定信号Ｓ２ｄとする。受光素子２５によって生成された測定信号Ｓ２ｄは、その受光素子２５が受光した測定光Ｌ２ｄと、同じ波形（周波数、振幅および位相）を有する信号となる。
【００２１】
受光部２４は、受光素子２５毎に設けられた配線２８によって、合成部２６に電気的に接続されている。受光部２４によって生成された測定信号Ｓ２は、配線２８を介して、合成部２６に出力される。合成部２６は、複数の配線２８により、受光素子２５毎の測定信号Ｓ２ｄを、個別に受信する。すなわち、合成部２６が、測定信号Ｓ２ｄ同士を合成せず、個別に受信する。なお、合成部２６が、測定信号Ｓ２ｄを互いに合成することなく個別に受信可能であれば、配線２８は複数でなくてもよく、また、配線２８が設けられず無線通信されてもよい。
【００２２】
参照信号発生部１６は、制御装置１０の制御により、電気信号である参照信号Ｓ１を発生して出力する。参照信号発生部１６は、クロック部１２からのクロック信号Ｓ０と同期することにより、参照信号Ｓ１を、周波数ＦＳの連続信号として出力する。連続信号とは、パルス波でなく、振幅を変化させながら連続的に出力される信号である。参照信号発生部１６は、周波数ＦＳがテラヘルツオーダーとなる連続信号を、参照信号Ｓ１として出力する。すなわち、周波数ＦＳは、０．１ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の予め定められた値となり、０．５ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下であることがより好ましい。ただし、周波数ＦＳは、射出光Ｌ１の周波数ＦＬに対し、わずかに値が異なる。例えば、周波数ＦＳは、周波数ＦＬに対し、周波数ＦＬの０．９５倍以上１．０５倍以下分程度の値だけ、値が異なる。例えば、射出光Ｌ１の周波数ＦＬが３０５ＧＨｚである場合、参照信号Ｓ１の周波数ＦＳは、３００ＧＨｚ程度である。周波数ＦＳは、周波数ＦＬに対して周波数が異なっていることで、ビート信号を検出することが可能となる。なお、参照信号Ｓ１および射出光Ｌ１は、周波数が、時間の経過に応じて変化せず一定となっている。なお、周波数ＦＬおよび周波数ＦＳは、用いる受信部２２が検出可能な周波数に基づいて、決定しても構わない。例えば、受信部２２が１０ＧＨｚの信号波形を検出できる場合には、周波数ＦＬおよび周波数ＦＳが生成するビート信号が１０ＧＨｚになるように周波数ＦＬおよび周波数ＦＳを設定することができる。この場合には、周波数ＦＬおよび周波数ＦＳはＴＨｚ領域の光を用いることとなる。もちろん、検査対象物Ａの特性と受信部２２の検出可能な周波数とに基づいて、周波数ＦＬおよび周波数ＦＳを選択しても構わない。この場合に検査対象物特性とは、例えば、検査対象物Ａの測定光の透過性、欠陥の種類、測定光の検査対象物Ａの透過距離などがある。
【００２３】
参照信号Ｓ１は、周波数以外については、射出光Ｌ１と同じパラメータの信号となる。すなわち、参照信号Ｓ１は、振幅（最大振幅）および位相が、射出光Ｌ１と同じである。ただし、参照信号Ｓ１は、周波数ＦＳが周波数ＦＬに対しわずかに異なる信号であれば、振幅および位相が射出光Ｌ１と異なっていてもよい。
【００２４】
参照信号発生部１６は、配線３０を介して、合成部２６に電気的に接続されている。参照信号発生部１６から出力された参照信号Ｓ１は、配線３０を通って、合成部２６に出力される。すなわち、参照信号Ｓ１は、検査対象物Ａに出力（照射）されずに受信部２２（合成部２６）に到達する信号である。なお、参照信号発生部１６が参照信号Ｓ１を合成部２６に出力可能であれば、配線３０は必ずしも設けられていなくてもよく、例えば無線通信で電気的に接続されていてもよい。
【００２５】
合成部２６は、検査対象物からの測定光Ｌ２と、参照信号発生部１６からの参照信号Ｓ１とを用いて、合成信号Ｓ３ｄを生成する。本実施形態では、合成部２６は、受光部２４から入力された測定信号Ｓ２ｄを、参照信号発生部１６から入力された参照信号Ｓ１と合成して、合成信号Ｓ３ｄを生成する。すなわち、合成部２６は、合成信号Ｓ３ｄを受信するということができる。合成信号Ｓ３ｄは、測定信号Ｓ２ｄの波形と参照信号Ｓ１の波形とが合成された波形となる。合成部２６は、全ての測定信号Ｓ２ｄについて、それぞれ参照信号Ｓ１と合成することで、受光素子２５の数の分の、合成信号Ｓ３ｄを生成する。以下、各合成信号Ｓ３ｄを含む信号群を、合成信号Ｓ３とする。このように、受信部２２は、受光部２４によって検査対象物からの測定光Ｌ２を電気信号である測定信号Ｓ２に変換すると共に、参照信号Ｓ１を用いて、合成部２６により合成信号Ｓ３を生成する。
【００２６】
なお、合成部２６が生成する合成信号Ｓ３の周波数は、１０ＧＨｚより低いことが好ましい。すなわち、検査装置１は、合成信号Ｓ３の周波数が１０ＧＨｚより低くなるように、射出光Ｌ１の周波数ＦＬと参照信号Ｓ１の周波数ＦＳとを設定することが好ましい。また、合成部２６が生成する合成信号Ｓ３の周波数は、光源部１４からの射出光Ｌ１の周波数ＦＬよりも小さい。
【００２７】
制御装置１０は、合成部２６が生成したそれぞれの合成信号Ｓ３ｄ（合成信号Ｓ３）の値を取得して、合成信号Ｓ３ｄの波形データを生成する。具体的には、制御装置１０は、合成部２６に、合成信号Ｓ３ｄの振幅を所定時間毎にサンプリング（測定）させ、サンプリングした合成信号Ｓ３ｄの振幅を逐次取得する。そして、制御装置１０は、サンプリングした合成信号Ｓ３ｄの振幅を時間毎にプロットすることで、合成信号Ｓ３ｄの波形データを生成する。制御装置１０は、合成信号Ｓ３ｄの全てについて波形データを生成して、合成信号Ｓ３の波形データとして取得する。
【００２８】
制御装置１０は、合成信号Ｓ３の波形データに基づき、測定光Ｌ２の強度および位相を検出する。制御装置１０は、検出した測定光Ｌ２の強度および位相に基づき、検査対象物Ａの画像を生成して、検査対象物Ａに含まれる欠陥を検出する。以下、制御装置１０についてより詳しく説明する。
【００２９】
図２は、制御装置のブロック図である。制御装置１０は、例えばコンピュータであり、図２に示すように、入力部３２と、出力部３４と、記憶部３６と、制御部３８とを有する。入力部３２は、ユーザからの情報が入力可能な装置であり、例えばマウス、キーボード、又はタッチパネル等である。出力部３４は、制御部３８の制御結果、ユーザからの入力内容、および検査対象物Ａの画像などを表示する装置であり、本実施形態では、ディスプレイやタッチパネルである。記憶部３６は、制御部３８の演算内容やプログラムの情報、合成信号Ｓ３の波形データ、および検査対象物Ａの対象物データなどを記憶するメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ  Ｍｅｍｏｒｙ）などである。
【００３０】
制御部３８は、演算装置、すなわちＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。制御部３８は、クロック信号制御部４０と、発生タイミング制御部４１と、光源制御部４２と、参照信号制御部４４と、検査部４６とを有する。クロック信号制御部４０と、発生タイミング制御部４１と、光源制御部４２と、参照信号制御部４４と、検査部４６とは、制御部３８が記憶部３６に記憶されたソフトウェア（プログラム）を読み出すことで実現されて、後述する処理を実行する。
【００３１】
クロック信号制御部４０は、クロック部１２を制御して、クロック部１２にクロック信号Ｓ０を生成させる。発生タイミング制御部４１は、光源部１４による射出光Ｌ１の発生タイミングと、参照信号発生部１６による参照信号Ｓ１の発生タイミングとを制御する。光源制御部４２は、光源部１４を制御して、光源部１４に射出光Ｌ１を発生させる。光源制御部４２は、発生タイミング制御部４１が決定した発生タイミングで、光源部１４に射出光Ｌ１を発生させる。参照信号制御部４４は、参照信号発生部１６を制御して、参照信号発生部１６に参照信号Ｓ１を発生させる。参照信号制御部４４は、発生タイミング制御部４１が決定した発生タイミングで、参照信号発生部１６に参照信号Ｓ１を発生させる。
【００３２】
より詳しくは、発生タイミング制御部４１は、射出光Ｌ１の発生タイミングと参照信号Ｓ１の発生タイミングとのうち、一方の発生タイミングに基づき、他方の発生タイミングを制御する。例えば、発生タイミング制御部４１は、射出光Ｌ１の発生タイミングに基づき参照信号Ｓ１の発生タイミングを制御してもよい。この場合、光源制御部４２が所定のタイミングで射出光Ｌ１を発生させ、発生タイミング制御部４１は、この射出光Ｌ１の発生タイミングに基づき、例えばこの射出光Ｌ１の発生タイミングと同期したタイミングで、参照信号発生部１６によって、参照信号発生部１６に参照信号Ｓ１を発生させる。また例えば、発生タイミング制御部４１は、参照信号Ｓ１の発生タイミングに基づき射出光Ｌ１の発生タイミングを制御してもよい。この場合、参照信号制御部４４が所定のタイミングで参照信号Ｓ１を発生させ、発生タイミング制御部４１は、この参照信号Ｓ１の発生タイミングに基づき、例えばこの参照信号Ｓ１の発生タイミングと同期したタイミングで、光源制御部４２によって、光源部１４に射出光Ｌ１を発生させる。
【００３３】
さらに言えば、本実施形態においては、発生タイミング制御部４１は、クロック信号Ｓ０を用いて、射出光Ｌ１の発生タイミングと参照信号Ｓ１の発生タイミングとを制御する。具体的には、発生タイミング制御部４１は、クロック部１２からのクロック信号Ｓ０の発生タイミングと同期するように、光源制御部４２によって、光源部１４に射出光Ｌ１を発生させる。また、発生タイミング制御部４１は、クロック部１２からのクロック信号Ｓ０の発生タイミングと同期するように、参照信号発生部１６によって、参照信号発生部１６に参照信号Ｓ１を発生させる。ただし、発生タイミング制御部４１による射出光Ｌ１の発生タイミングと参照信号Ｓ１の発生タイミングとの制御は、これに限られない。例えば、発生タイミング制御部４１は、合成部２６が生成した合成信号Ｓ３を用いて、測定光Ｌ２の発生タイミングと参照信号Ｓ１の発生タイミングとを制御してもよい。この場合、例えば、発生タイミング制御部４１は、検査対象物Ａから出射される測定光Ｌ２が合成信号Ｓ３の周期に同期するように、測定光Ｌ２（又は射出光Ｌ１）と参照信号Ｓ１とを発生させてよい。
【００３４】
検査部４６は、合成部２６が生成した合成信号Ｓ３を用い、検査対象物Ａの欠陥、ここでは検査対象物Ａの内部の欠陥を検査する。検査部４６は、合成信号取得部５０と、算出部５２と、対象物データ生成部５３と、画像生成部５４とを有する。合成信号取得部５０は、合成部２６が生成した合成信号Ｓ３の波形データ、すなわち、それぞれの合成信号Ｓ３ｄの波形データを取得する。より詳しくは、合成信号取得部５０は、合成部２６がサンプリングした合成信号Ｓ３ｄの振幅のデータを取得して、振幅を時間毎にプロットすることで、合成信号Ｓ３ｄの波形データを生成する。算出部５２は、合成信号Ｓ３ｄの波形データを解析して、測定光Ｌ２ｄの強度及び位相を算出する。
【００３５】
以下、測定光Ｌ２ｄの強度及び位相の算出方法について具体的に説明する。図３は、各信号の波形の一例を示すグラフである。図３に示すように、クロック信号制御部４０は、クロック部１２を制御して、一定の周期毎のパルス波であるクロック信号Ｓ０を生成させる。そして、発生タイミング制御部４１は、クロック信号Ｓ０とタイミングが同期するように、射出光Ｌ１の発生タイミングと参照信号Ｓ１の発生タイミングとを設定する。光源制御部４２は、光源部１４を制御して、射出光Ｌ１を射出させる。図３に示すように、光源制御部４２は、発生タイミング制御部４１が設定した発生タイミングで、すなわちクロック信号Ｓ０とタイミングが同期するように、射出光Ｌ１を発生させて射出させる。また、参照信号制御部４４は、参照信号発生部１６を制御して、発生タイミング制御部４１が設定した発生タイミングで、すなわちクロック信号Ｓ０とタイミングが同期するように、参照信号発生部１６に参照信号Ｓ１を発生させて出力させる。従って、参照信号Ｓ１は、射出光Ｌ１に対して周波数が異なるが、射出光Ｌ１と同期して出力される。
【００３６】
上述のように、射出光Ｌ１は検査対象物Ａに照射され、検査対象物Ａを透過した射出光Ｌ１である測定光Ｌ２ｄは、受光素子２５のそれぞれに受光される。受光素子２５は、測定光Ｌ２ｄと同波形の測定信号Ｓ２ｄを生成する。測定光Ｌ２は、検査対象物Ａを透過した光であるため、射出光Ｌ１に対して、位相がずれている。なお、本実施形態に係る制御装置１０は、図３に示す各信号の波形を検出するわけではなく、後述の図４に示す合成信号の波形を検出する。すなわち、図３に示す各信号は、検査装置１によって入出力されているが、波形として検出されているわけではない。また、図３に示す各信号の波形は、一例である。
【００３７】
図４は、合成信号の波形の一例を示すグラフである。図４に示すように、合成部２６で合成された合成信号Ｓ３ｄは、参照信号Ｓ１と測定信号Ｓ２ｄとを合成した波形となる。すなわち、合成信号Ｓ３ｄは、参照信号Ｓ１と測定信号Ｓ２ｄ（検査対象物Ａからの測定光Ｌ２ｄ）との周波数の差に応じた信号となる。言い換えれば、合成部２６は、参照信号Ｓ１と測定信号Ｓ２ｄ（検査対象物Ａからの測定光Ｌ２ｄ）との周波数の差に応じた合成信号Ｓ３ｄを生成する。ここで、参照信号Ｓ１と測定信号Ｓ２ｄとは、互いの周波数がわずかに異なる。従って、合成信号Ｓ３ｄは、ビート信号となる。ビート信号は、最大振幅が周期毎に変動する波形となり、周波数が、合成された信号の周波数同士の差分となる。
【００３８】
合成信号取得部５０は、合成部２６に、合成信号Ｓ３ｄの振幅をサンプリングさせて、振幅を時間毎にプロットすることで、図４に示す合成信号Ｓ３ｄの波形を検出する。合成信号取得部５０は、全ての合成信号Ｓ３ｄの波形を検出する。合成信号Ｓ３ｄの周波数は、参照信号Ｓ１の周波数ＦＳと測定信号Ｓ２ｄの周波数ＦＬとの差分値となっているため、値が小さくなる。すなわち、合成信号Ｓ３ｄは、参照信号Ｓ１や測定信号Ｓ２ｄと比べて周波数が小さい（波長が長い）。従って、合成信号取得部５０は、合成部２６のサンプリングによって、合成信号Ｓ３ｄの波形を、十分な精度で検出、すなわち再現することができる。
【００３９】
算出部５２は、この合成信号Ｓ３ｄの波形データに基づき、測定信号Ｓ２ｄの強度と位相とを算出する。ここで、ビート信号である合成信号Ｓ３ｄの強度Ｉは、以下の式（１）で表される。
【００４０】
Ｉ＝（α１２＋α２２）／２＋２・α１・α２・ｃｏｓ（２π・Δｆ・ｔ＋ΔΦ｝
・・・（１）
【００４１】
ここで、α１は、参照信号Ｓ１の最大振幅であり、α２は、測定信号Ｓ２ｄの最大振幅である。また、Δｆは、参照信号Ｓ１の周波数ｆＳと測定信号Ｓ２ｄの周波数との差分であり、ΔΦは、参照信号Ｓ１と測定信号Ｓ２ｄとの位相差である。
【００４２】
参照信号Ｓ１の最大振幅であるα１は、既知であり、測定信号Ｓ２ｄの最大振幅であるα２は、射出光Ｌ１の最大振幅と等しいため既知である。また、参照信号Ｓ１の周波数ｆＳは既知であり、測定信号Ｓ２ｄの周波数は、射出光Ｌ１の周波数ｆＬと等しいため既知であるため、Δｆも既知である。また、参照信号Ｓ１の位相も既知である。従って、式（１）における未知数は、強度Ｉと、ΔΦにおける測定信号Ｓ２ｄの位相とになる。算出部５２は、合成信号Ｓ３ｄの波形データから取得された強度Ｉに基づき、測定信号Ｓ２ｄの強度と位相とを算出可能である。このように、算出部５２は、ヘテロダイン干渉の方法に基づき、測定信号Ｓ２ｄの強度と位相とを算出する。なお、強度Ｉは、合成信号Ｓ３ｄの振幅の二乗に比例するため、合成信号Ｓ３ｄの波形データから強度Ｉが取得可能である。算出部５２により算出される測定信号Ｓ２ｄは、参照信号Ｓ１を基準とした相対変化である。また、検査対象物Ａを載置した状態で、取得される合成信号Ｓ３ｄより測定信号Ｓ２ｄに対する振幅を算出する。また、検査対象物Ａを載置しない状態で、取得される合成信号Ｓ３ｄより測定信号Ｓ２ｄに対する振幅を算出する。これにより、検査対象物Ａの振幅への影響を算出することができる。
【００４３】
算出部５２は、全ての測定信号Ｓ２ｄについて、上述の方法に基づき強度と位相とを算出する。図２に示す対象物データ生成部５３は、算出部５２が算出した測定光Ｌ２ｄの強度及び位相に基づき、対象物データを生成する。対象物データは、測定光Ｌ２の、検査対象物Ａの領域毎の強度及び位相を示すデータである。ここで、測定信号Ｓ２ｄは、それぞれの受光素子２５が受光した測定光Ｌ２ｄに対応する。従って、測定信号Ｓ２ｄの強度及び位相とは、検査対象物Ａの各領域を透過したテラヘルツ光の、強度及び位相ということができる。対象物データ生成部５３は、測定信号Ｓ２ｄの強度及び位相を、受光素子２５の位置毎に、すなわち検査対象物Ａの領域毎に紐付けて、対象物データを生成する。受光素子２５の位置毎に、参照信号Ｓ１を基準とした測定信号Ｓ２ｄの相対変化を生成することで、受光素子２５における参照信号Ｓ１を基準とした測定信号Ｓ２ｄの相対変化の分布を生成することができる。また、受光素子２５の位置毎に生成される合成信号は、図４に示すように時間とともに振幅が変化する。そこで、本実施形態において、受光素子２５に２次元マトリックス状にならんだ平面内で、強度および位相分布を算出する場合には、全受光素子２５の所定時間における、強度および位相分布を算出する。例えば、全受光素子２５のうち、特定の素子を基準として、全受光素子２５における平面内の強度分布を算出することができる。この場合に、検査対象物Ａの物性が均一である場合に、強度分布は一定となる。一方、検査対象物Ａに欠陥がある場合には、検査対象物Ａの物性が不均一になるため、強度分布が一定ではなくなる。したがって、強度分布を算出することで強度分布に起因する物性に基づく欠陥が、検査対象物Ａに存在することが明らかとなる。もちろん、この場合に、予め検査対象物Ａにより強度分布を算出し、算出された強度分布と測定した強度分布とを比較することで、検査対象物Ａの欠陥の検査をおこなっても構わない。また、例えば、参照信号Ｓ１と測定信号Ｓ２ｄの位相差を、全受光素子２５のうち、特定の素子を基準として、全素子の分布として算出することができる。この場合に、検査対象物Ａの物性が均一である場合に、位相分布は一定となる。一方、検査対象物Ａに欠陥がある場合には、検査対象物Ａの物性が不均一になるため、位相分布が一定ではなくなる。したがって、位相分布を算出することで位相分布に起因する物性に基づく欠陥が、検査対象物Ａに存在することが明らかとなる。もちろん、この場合に、予め検査対象物Ａにより位相分布を算出し、算出された位相分布と測定した位相分布とを比較することで、検査対象物Ａの欠陥の検査をおこなっても構わない。
【００４４】
図２に示す画像生成部５４は、対象物データに基づき、検査対象物Ａに関する位相分布もしくは強度分布に関する画像を生成して、生成した画像を、出力部３４に表示させる。画像生成部５４は、対象物データから、検査対象物Ａの領域毎の強度及び位相を読み出し、領域毎の強度及び位相を生成する。画像生成部５４が生成する検査対象物Ａの画像は、検査対象物Ａの欠陥した情報を含む。従って、この画像には、検査対象物Ａに含まれる欠陥が表示される。そのため、検査部４６は、算出部５２により測定光Ｌ２ｄの強度及び位相を検出して、画像生成部５４によって画像を生成することで、検査対象物Ａに含まれる欠陥を検出、すなわち欠陥を検査しているということができる。なお、強度は、振幅の二乗に比例するため、強度を検出することは、振幅を検出しているということもできる。
【００４５】
第１実施形態に係る検査装置１は、以上のように、測定光Ｌ２ｄの強度及び位相を検出することで、検査対象物Ａに含まれる欠陥を検出する。
【００４６】
ここで、テラヘルツ光を用いて検査対象物Ａの内部の画像を生成する場合、検査対象物Ａの厚み（方向Ｚ）毎の内部構造の画像を再現することが求められる。通常、検査対象物Ａの厚み毎の内部構造の画像の精度を保つためには、厚み毎に焦点を合わせたテラヘルツ光を、厚み（焦点面）毎に照射する必要があった。この場合、焦点面毎にテラヘルツ光を複数回照射することになるため、検査速度が低下してしまう。例えば、ベルトコンベヤで検査対象物Ａが次々運ばれてきて、運ばれてきた検査対象物Ａを都度検査する場合などは、検査速度の低下が特に問題となる。このように、テラヘルツ光を用いて検査対象物Ａの内部検査を行う場合、画像の精度を保って検査精度の低下を抑制しつつ、検査速度の低下を抑制することが求められている。それに対し、本実施形態に係る検査装置１は、検査対象物Ａに照射されたテラヘルツ光（測定光Ｌ２）の強度に加え、その位相も検出するため、厚み毎にテラヘルツ光（射出光Ｌ１）を複数回照射することなく、厚み毎の画像を高精度に再現することが可能となる。従って、この検査装置１によると、検査精度の低下を抑制しつつ、検査速度の低下を抑制することができる。
【００４７】
ここで、受光素子２５の位置毎に生成される合成信号は、検査対象物Ａに関する情報を有する検査対象物からの測定光Ｌ２と、参照信号発生部１６からの参照信号Ｓ１とを用いた、合成信号Ｓ３ｄである。したがって、受光素子２５の平面内での強度分布もしくは位相分布は、測定光Ｌ２と参照信号Ｓ１からなる干渉縞とみなすことができる。したがって、強度分布の画像データに対して、光の回折現象に従った数値計算処理を行うことで、検査対象物Ａの３次元像を得ることができる。この場合に、受光素子２５の平面からの検査対象物Ａまでの距離である再生距離を任意に設定することで、検査対象物Ａの任意の断層画像を再生することができる。すなわち、検査対象物の任意の断面画像を生成することが可能となる。断層像の再生方法に関しては、例えば、特開２０１３−１４８４７１号公報、特開２００７−２６３８６４号公報、特開２００５−２６５４４１号公報に開示されている。図５は、本実施形態に係る検査対象物の画像の生成を示す図である。図５の例では、画像生成部５４が、１つの対象物データを用いて、面Ｘ１の画像Ｐ１と、面Ｘ２の画像Ｐ２と、面Ｘ３の画像Ｐ３とを、切り替えて表示した例を示している。面Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は、検査対象物Ａの厚み方向（方向Ｚ）から見た断面であり、厚み方向に沿ってそれぞれ位置が異なる。検査対象物Ａを透過した測定光Ｌ２の強度と位相に基づき画像を生成すると、検査対象物Ａの厚み毎の内部構造を再現することが可能となる。すなわち、本実施形態に係る検査装置１は、測定光Ｌ２の強度と位相に基づき画像を生成するため、面Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の画像を再現する際に、それぞれの焦点面にピントを合わせた射出光Ｌ１を照射する必要はなく、射出光Ｌ１を１回のみ照射すればよい。なお、制御装置１０は、１つの対象物データで、検査対象物Ａの内部だけでなく、表面の画像も再現できる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態に係る検査装置１は、光源部１４と、参照信号発生部１６と、受信部２２と、検査部４６とを有する。光源部１４は、テラヘルツ光、すなわち射出光Ｌ１を発生し、検査対象物Ａに照射する。参照信号発生部１６は、参照信号Ｓ１を発生する。受信部２２は、検査対象物Ａからのテラヘルツ光、すなわち測定光Ｌ２と、参照信号Ｓ１との周波数の差に応じた合成信号Ｓ３を生成する。検査部４６は、合成信号Ｓ３を用いて、検査対象物Ａの欠陥を検査する。
【００４９】
ここで、有機物などの工業製品に対し、欠陥を検査するニーズが高まっている。従来、内部欠陥の検査には、Ｘ線装置などが用いられているが、検査対象物が金属以外の材料であったり、金属以外の異物が混入していたりする場合には、その検出が困難となる。それに対し、有機物などの金属以外を検査するために、テラヘルツ光が用いられる場合がある。テラヘルツ光は、比較的波長が長いため、Ｘ線が検知できない有機物などを検出することが可能である。従って、テラヘルツ時間領域分光法を用いて、内部構造を検出することが可能である。しかし、テラヘルツ光を用いた検査対象物Ａの欠陥の検査において、検査不良が発生する可能性がある。それに対し、本実施形態に係る検査装置１は、測定光Ｌ２と参照信号Ｓ１とを合成した合成信号Ｓ３を生成し、この合成信号Ｓ３を用いて検査対象物Ａの欠陥を検査する。検査装置１は、測定光Ｌ２と参照信号Ｓ１との発生タイミングを調整した上でこの合成信号Ｓ３を生成しているため、合成信号Ｓ３の波形を調整するなど、合成信号Ｓ３を検査用に最適化することが可能となるため、検査不良を抑制することができる。
【００５０】
また、テラヘルツ時間領域分光法は、検査用のテラヘルツ光を、パルス波として出射しており、このようなテラヘルツ光を生成するために、フェムト秒レーザを用いている。従って、テラヘルツ時間領域分光法を用いる場合、フェムト秒レーザによってテラヘルツ光を励起するための機構が必要となり、装置構成が複雑となる。一方、テラヘルツ光を連続波として用いた場合、高い分解能を実現することが課題となる。ＮＡ（開口数）を高くすることで分解能を高くすることができるが、その場合、ある程度厚みのある検査対象物に対しては、複数の焦点面を計測する必要が生じるため、計測速度が低下してしまう。このように、テラヘルツ光を用いて検査対象物に含まれる欠陥を検出する場合には、改善の余地がある。それに対し、本実施形態に係る検査装置１は、合成信号Ｓ３を用いて、検査対象物Ａに照射された後の測定光Ｌ２の強度及び位相を検出することで、検査対象物Ａの欠陥を検出する。測定光Ｌ２の強度に加えて、測定光Ｌ２の位相が分かると、厚み毎に照射を行うことなく、１回の照射だけで、検査対象物Ａの厚み毎の内部構造を検出することができる。従って、この検査装置１によると、テラヘルツ光を用いて、検査対象物に含まれる欠陥を適切に検出することができる。また、本実施形態に係る検査装置１は、テラヘルツ光である射出光Ｌ１を、連続波としているため、パルスのテラヘルツ光を励起するための機構が不要となり、装置構成を簡易にすることができる。
【００５１】
また、本実施形態に係る検査装置１は、検査対象物からのテラヘルツ光である測定光Ｌ２を電気信号である測定信号Ｓ２に変換する受光部２４をさらに備え、参照信号Ｓ１は電気信号である。受信部２２は、受光部２４からの測定信号Ｓ２と参照信号Ｓ１の周波数の差に応じた合成信号Ｓ３を作成する。この検査装置１は、このように合成信号Ｓ３を生成して検査を実施するため、検査不良を好適に抑制することができる。
【００５２】
また、参照信号Ｓ１は電気信号であり、受信部２２は、検査対象物からのテラヘルツ光である測定光Ｌ２を電気信号である測定信号Ｓ２に変換するとともに、参照信号Ｓ１を用いて合成信号Ｓ３を作成する。この検査装置１は、このように合成信号Ｓ３を生成して検査を実施するため、検査不良を好適に抑制することができる。
【００５３】
また、合成信号Ｓ３の周波数は、１０ＧＨｚより低い。合成信号Ｓ３の周波数をこの範囲とすることで、合成信号Ｓ３を好適に検出でき、検査不良を好適に抑制することができる。
【００５４】
また、合成信号Ｓ３の周波数は、光源部１４からの射出光Ｌ１の周波数ＦＬよりも小さい。合成信号Ｓ３の周波数をこの範囲とすることで、合成信号Ｓ３を好適に検出でき、検査不良を好適に抑制することができる。
【００５５】
また、本実施形態に係る発生タイミング制御部４１は、光源部１４の射出光Ｌ１の発生タイミングと、参照信号発生部１６の参照信号Ｓ１の発生タイミングを制御する。この検査装置１は、このように発生タイミングを制御するため、合成信号Ｓ３を検査用に最適化することを可能にして、検査不良を好適に抑制することができる。
【００５６】
また、本実施形態に係る発生タイミング制御部４１は、光源部１４の射出光Ｌ１の発生タイミングと参照信号Ｓ１の発生タイミングとの一方の発生タイミングに基づいて他方の発生タイミングを制御する。この検査装置１は、このように発生タイミングを制御するため、合成信号Ｓ３を検査用に最適化することを可能にして、検査不良を好適に抑制することができる。
【００５７】
また、発生タイミング制御部４１は、クロック信号Ｓ０を用い、光源部１４の射出光Ｌ１の発生タイミングと参照信号Ｓ１の発生タイミングとを制御する。この検査装置１は、このように発生タイミングを制御するため、合成信号Ｓ３を検査用に最適化することを可能にして、検査不良を好適に抑制することができる。また、発生タイミング制御部４１は、合成信号Ｓ３を用い、検査対象物Ａからのテラヘルツ光、すなわち測定光Ｌ２の発生タイミングと、参照信号Ｓ１の発生タイミングとを、制御してもよい。この検査装置１は、このように発生タイミングを制御するため、合成信号Ｓ３を検査用に最適化することを可能にして、検査不良を好適に抑制することができる。
【００５８】
また、受信部２２は、合成信号Ｓ３を、射出光Ｌ１よりも波長が長いビート信号として受信する。検査対象物Ａからの測定光Ｌ２は、テラヘルツオーダーの周波数帯域であるため、その波形を検出するためには、サンプリングレートを、測定光Ｌ２の１波長分より短くする必要があり、サンプリングレートを高くする必要がある。それに対し、本実施形態に係る検査装置１は、参照信号Ｓ１と測定光Ｌ２を合成したビート信号である合成信号Ｓ３を用いて、検査対象物Ａの欠陥の検査を行う。この合成信号Ｓ３は、ビート信号であるため、周波数が測定光Ｌ２より低くなる。従って、この検査装置１は、例えば強度及び位相を検出するための、合成信号Ｓ３のサンプリングレートを低く保つことができる。そして、サンプリングレートを低く保っても、合成信号Ｓ３の波形の検出精度の低下を抑制して、検査対象物Ａの欠陥の検査不良を抑制することができる。
【００５９】
また、テラヘルツ光、すなわち射出光Ｌ１の周波数帯域は、０．１ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下である。検査装置１は、このようなテラヘルツ光を用いるため、検査対象物Ａの欠陥の検査を好適に行うことができる。また、検査部４６は、検査対象物Ａの内部の欠陥を検査する。検査装置１は、合成信号Ｓ３を用いて検査対象物Ａの内部の欠陥を検査するため、検査対象物Ａの内部の欠陥の検査不良を抑制することができる。
【００６０】
また、ビート信号は、時間の経過に伴い最大振幅が増減する。すなわち、本実施形態においては、合成信号Ｓ３は、時間の経過に伴い振幅が変化する。従って、本実施形態においては、それぞれの受光素子２５毎の合成信号Ｓ３ｄの波形（時間毎の位相変化）を検出することが可能となり、１つの受光素子２５だけで、その受光素子２５が受光した測定光Ｌ２ｄの強度と位相とを検出することができる。
【００６１】
また、検査装置１は、参照信号発生部１６を更に有する。参照信号発生部１６は、光源部１４による射出光Ｌ１の照射タイミングを制御するためのクロック信号Ｓ０に基づき、参照信号Ｓ１を電気信号として受信部２２に出力する。この検査装置１は、合成信号Ｓ３を生成するための参照信号Ｓ１を、電気信号として受信部２２に出力している。すなわち、本実施形態においては、参照信号Ｓ１を生成するために、光（テラヘルツ光）を用いない。従って、この検査装置１によると、参照信号Ｓ１の生成のために、光源を有する必要がなくなり、装置構成が簡易となる。また、電気信号同士を合成することで合成信号Ｓ３を生成することができ、光を合成させる必要がなくなるため、合成の際の信号の劣化が抑制され、検査精度の低下を抑制することができる。
【００６２】
また、光源部１４からの射出光Ｌ１の周波数と、参照信号発生部からの参照信号Ｓ１の周波数とは、異なる。受信部２２は、互いに周波数の異なる測定光Ｌ２と参照信号Ｓ１とを受信して、合成信号Ｓ３を生成する。この検査装置１は、参照信号Ｓ１の周波数ＦＳを、測定光Ｌ２（射出光Ｌ１）の周波数ＦＬと異ならせることで、合成信号Ｓ３を適切にビート信号とする。従って、この検査装置１によると、検査精度の低下を抑制することができる。
【００６３】
また、受信部２２は、検査対象物Ａを透過した測定光Ｌ２（テラヘルツ光）を受信する。この受信部２２は、検査対象物Ａを透過した測定光Ｌ２を用いて検出を行うため、検査対象物Ａの内部の欠陥などを、適切に検出することができる。
【００６４】
また、検査対象物Ａは、有機物である。この検査装置１は、テラヘルツ光を用いるため、有機物である検査対象物Ａの内部構造を適切に検出することができる。
【００６５】
（第１実施形態の変形例）
次に、第１実施形態の変形例について説明する。変形例において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【００６６】
図６は、第１実施形態の変形例に係る検査装置の模式図である。図６に示す変形例に係る検査装置１ａは、受信部２２が、受光部２４ａを有して合成部２６を有さない点で、第１実施形態と異なる。変形例に係る受光部２４ａは、アンテナ２５ａが２次元マトリクス状に複数設けられている。アンテナ２５ａは、測定光Ｌ２ｄを電磁波として受信するアンテナである。また、アンテナ２５ａのそれぞれには、配線３０ａが電気的に接続されており、配線３０ａを介して、参照信号Ｓ１が入力される。
【００６７】
このように、アンテナ２５ａは、測定光Ｌ２ｄと、参照信号Ｓ１とを受信する。アンテナ２５ａは、受信した測定光Ｌ２ｄを測定信号Ｓ２ｄに変換しつつ、参照信号Ｓ１と合成することで、合成信号Ｓ３ｄを生成する。すなわち、図６に示す変形例では、受光部２４ａが、測定光Ｌ２ｄに加え、参照信号Ｓ１も受信する。他の構成は、第１実施形態と同様である。なお、図６の変形例の構成、すなわちアンテナ２５ａで、測定光Ｌ２ｄと参照信号Ｓ１とを受信する構成は、後述する他の各実施形態にも、適用可能である。
【００６８】
図７は、第１実施形態の変形例に係る検査装置の模式図である。図７に示す変形例に係る検査装置１ｂは、参照信号発生部１６ｂが、参照信号Ｓ１として、電気信号でなく、テラヘルツ光である参照光Ｌ４を出力している点で、第１実施形態と異なる。図７に示すように、検査装置１ｂは、制御装置１０ｂと、参照信号発生部１６ｂと、レンズ２１とを有する。参照信号発生部１６ｂは、光源部１４とは異なる第２光源であり、参照信号Ｓ１として、テラヘルツ光である参照光Ｌ４を発生し、照射する。参照光Ｌ４は、第１実施形態の参照信号Ｓ１と同じ波形を有するテラヘルツ光である。参照信号発生部１６ｂは、参照光Ｌ４を励起する光源として、光源部１４と同様の光源を有している。
【００６９】
参照信号発生部１６ｂから照射された参照光Ｌ４は、ミラー２０の背面２０Ｂに照射され、ミラー２０を透過して、ミラー２０の表面２０Ａから出射される。ここで、ミラー２０の表面２０Ａからは、測定光Ｌ２が反射される。参照信号発生部１６ｂは、参照光Ｌ４の進行方向、すなわち光軸が、反射された測定光Ｌ２の進行方向、すなわち光軸に一致するように、参照光Ｌ４を照射する。従って、参照光Ｌ４は、ミラー２０の表面２０Ａで、測定光Ｌ２と合成され、合成光Ｌ３となる。合成光Ｌ３の波形は、第１実施形態の合成部２６で生成される合成信号Ｓ３と同じである。
【００７０】
合成光Ｌ３は、受信部２２の受光部２４が有する受光素子２５に照射され、受光素子２５により、電気信号である合成信号Ｓ３に変換される。なお、図７の受信部２２は、合成された合成光Ｌ３を受光するため、信号同士を合成するための合成部２６は設けられていない。
【００７１】
このように、図７に示す変形例に係る参照信号発生部１６ｂは、光源部１４とは異なる第２光源であり、参照信号Ｓ１として、テラヘルツ光、すなわち参照光Ｌ４を発生する。参照光Ｌ４は、周波数帯域が０．１ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下のテラヘルツ領域の光である。受信部２２は、測定光Ｌ２と参照光Ｌ４とを受光する受光素子である。このように、検査装置１ｂは、参照信号Ｓ１として参照光Ｌ４を用いても、第１実施形態と同様に合成信号Ｓ３を生成可能なので、検査対象物に含まれる欠陥を適切に検出することができる。
【００７２】
また、この参照光Ｌ４は、光源部１４と異なる光源である参照信号発生部１６から出力されたものであり、射出光Ｌ１から分岐したものでない。可視光などのコヒーレント性の低い光は、異なる光源から照射された場合、互いに干渉せず、合成光が生成できない。一方、本実施形態で用いられる参照光Ｌ４と射出光Ｌ１とは、コヒーレント性の高いテラヘルツ光であるため、異なる光源から照射されても、互いに干渉して合成光Ｌ３を生成することが可能である。また、本変形例では、異なる光源を用いているため、互いの周波数を、容易に異なる値に設定することができ、ビート信号を容易に生成することができる。
【００７３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る検査装置１Ａは、射出光Ｌ１Ａ及び参照信号Ｓ１Ａの周波数を、時間毎に変化させている点で、第１実施形態とは異なる。第２実施形態において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【００７４】
図８は、第２実施形態に係る検査装置の模式図である。図８に示すように、第２実施形態に係る検査装置１Ａは、制御装置１０Ａと、光源部１４Ａと、参照信号発生部１６Ａとを有する。制御装置１０Ａは、光源部１４Ａに対し、射出光Ｌ１Ａを照射させる。射出光Ｌ１Ａは、周波数ＦＬＡが、時間毎に変化する点で、第１実施形態の射出光Ｌ１と異なる。周波数ＦＬＡは、第１実施形態の射出光Ｌ１の周波数ＦＬが取り得る値の範囲、すなわち０．１ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の範囲で変化する。
【００７５】
制御装置１０Ａは、参照信号発生部１６Ａに対し、参照信号Ｓ１Ａを照射させる。参照信号Ｓ１Ａは、周波数ＦＳＡが、射出光Ｌ１Ａの周波数ＦＬＡと同じである。すなわち、参照信号Ｓ１Ａは、周波数ＦＳＡが、時間毎に変化し、変化するタイミングは、射出光Ｌ１Ａと同じとなっている。言い換えれば、参照信号Ｓ１Ａは、射出光Ｌ１Ａと、波形が同じである。
【００７６】
受光素子２５は、検査対象物Ａを透過した測定光Ｌ２Ａを受信して、測定光Ｌ２Ａと波形が同一の測定信号Ｓ２Ａを生成する。合成部２６は、測定信号Ｓ２Ａと参照信号Ｓ１Ａとを合成して、合成信号Ｓ３Ａを生成する。制御装置１０Ａは、算出部５２により、合成信号Ｓ３Ａに基づき、測定光Ｌ２Ａの強度と位相とを算出する。
【００７７】
以下、測定光Ｌ２Ａの強度及び位相の算出方法について具体的に説明する。図９は、各信号の波形の一例を示すグラフである。図９に示すように、制御装置１０Ａのクロック信号制御部４０は、クロック部１２を制御して、クロック信号Ｓ０Ａを生成させる。そして、光源制御部４２は、光源部１４Ａを制御して、発生タイミング制御部４１が設定した発生タイミングで、射出光Ｌ１Ａを射出させる。図９の例では、光源制御部４２は、クロック信号Ｓ０Ａ毎に、射出光Ｌ１Ａの周波数ＦＬＡが周期的に変動するように、射出光Ｌ１Ａを照射させる。すなわち、図９の例では、射出光Ｌ１Ａは、クロック信号Ｓ０Ａの一つのパルスが入力されたタイミングから、徐々に周波数ＦＬＡが変化した後、徐々に元に戻り、クロック信号Ｓ０Ａの次のパルスが入力されたタイミングで、前のパルスのタイミングと周波数が同じ値となる。射出光Ｌ１Ａは、このような周波数ＦＬＡの変化を繰り返している。ただし、射出光Ｌ１Ａは、時間経過に伴い周波数ＦＬＡが変化するものであれば、図９の例のような変化に限られない。例えば、図９の例では、周波数ＦＬＡが徐々に増加した後、徐々に減少して元に戻っているが、逆に、周波数ＦＬＡが徐々に減少した後、徐々に増加して元に戻ってもよい。
【００７８】
また、参照信号制御部４４は、参照信号発生部１６Ａを制御して、発生タイミング制御部４１が設定した発生タイミングで、参照信号Ｓ１Ａを出力させる。参照信号Ｓ１Ａは、射出光Ｌ１Ａと同じ波形である。すなわち、参照信号Ｓ１Ａは、周波数ＦＳＡが、射出光Ｌ１Ａの周波数ＦＬＡと同じ周期で、同じ量だけ周波数が変動しており、かつ、射出光Ｌ１Ａと位相が同じとなっている。
【００７９】
射出光Ｌ１Ａは、検査対象物Ａに照射される。検査対象物Ａを透過した射出光Ｌ１Ａである測定光Ｌ２Ａは、測定光Ｌ２Ａｄとして、受光素子２５のそれぞれに受光される。受光素子２５は、測定光Ｌ２Ａｄと同波形の測定信号Ｓ２Ａｄを生成する。測定光Ｌ２Ａｄは、検査対象物Ａを透過した光であるため、射出光Ｌ１及び参照信号Ｓ１Ａに対して、時間的に遅れ、位相がずれている。従って、図９に示すように、測定信号Ｓ２Ａｄは、参照信号Ｓ１Ａに対して、時間的に遅れ、言い換えれば、位相がずれている。
【００８０】
図１０は、合成信号の波形の一例を示すグラフである。合成部２６で合成された合成信号Ｓ３Ａｄは、参照信号Ｓ１Ａと測定信号Ｓ２ｄＡとを合成した波形となる。ここで、測定信号Ｓ２ｄＡは、参照信号Ｓ１Ａに対し、位相がずれている。また、測定信号Ｓ２ｄＡと参照信号Ｓ１Ａとは、時間毎に周波数が変化している。そのため、同じタイミングにおける測定信号Ｓ２ｄＡと参照信号Ｓ１Ａとは、互いに周波数が異なった信号となる。従って、図１０に示すように、合成信号Ｓ３ｄＡは、第１実施形態と同様に、ビート信号となる。そのため、第２実施形態に係る算出部５２は、第１実施形態と同様の方法で、測定信号Ｓ２ｄＡの強度及び位相を算出することができる。
【００８１】
以上説明したように、第２実施形態に係る光源部１４Ａは、時間に応じて周波数を変化させながら射出光Ｌ１Ａを発生し、参照信号発生部１６Ａは、時間に応じて周波数を変化しながら参照信号Ｓ１Ａを発生する。検査対象物Ａからの測定光Ｌ２Ａは、参照信号Ｓ１Ａに対し、時間的に遅れる（位相がずれる）ため、この検査装置１Ａによると、合成信号Ｓ３Ａを適切にビート信号とすることができ、検査対象物に含まれる欠陥を適切に検出することができる。また、参照信号発生部１６Ａは、参照信号Ｓ１Ａを、光源部１４Ａから発光される射出光Ｌ１Ａと同じタイミングで周波数を変化させて、受信部２２に出力する。受信部２２は、参照信号Ｓ１Ａと、参照信号Ｓ１Ａに対して時間的に遅れた測定光Ｌ２Ａとを受信して、合成信号Ｓ３Ａを生成する。この検査装置１Ａは、時間ごとに周波数が変化する参照信号Ｓ１Ａと測定光Ｌ２Ａとを受信する。従って、この検査装置１Ａによると、合成信号Ｓ３Ａを適切にビート信号とすることができ、測定光Ｌ２の強度及び位相を適切に検出することができる。
【００８２】
なお、検査装置１Ａは、射出光Ｌ１Ａと参照信号Ｓ１Ａとの両方について、時間経過に伴い周波数を変化させていた。ただし、検査装置１Ａは、射出光Ｌ１Ａと参照信号Ｓ１Ａとの一方についてのみ、時間経過に伴い周波数を変化させ、他方については周波数を一定にしてもよい。この場合でも、射出光Ｌ１Ａの位相が遅れるため、合成信号Ｓ３Ａをビート信号とすることができる。すなわち、検査装置１Ａは、射出光Ｌ１Ａと参照信号Ｓ１Ａとの少なくとも一方について、時間経過に伴い周波数を変化させればよい。
【００８３】
（第２実施形態の変形例）
次に、第２実施形態の変形例について説明する。図１１は、第２実施形態の変形例に係る検査装置の模式図である。図１１に示す第２実施形態の変形例に係る検査装置１Ａａは、参照信号Ｓ１Ａを、電気信号でなく、テラヘルツ光である参照光Ｌ４Ａとして出力している点で、第２実施形態と異なる。変形例において、第２実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【００８４】
図１１に示すように、検査装置１Ａａは、ビームスプリッタ６０とミラー６２とを有する。光源部１４Ａから照射されてレンズ１７でコリメートされた射出光Ｌ１Ａは、ビームスプリッタ６０に入射する。ビームスプリッタ６０は、射出光Ｌ１Ａの一部を透過して他の一部を反射することで、射出光Ｌ１Ａを、射出光Ｌ１Ａ１と、参照光Ｌ４Ａとに分岐する。ビームスプリッタ６０から透過されることで参照光Ｌ４Ａと分岐された射出光Ｌ１Ａ１は、検査対象物Ａに照射される。検査対象物Ａを透過した射出光Ｌ１Ａ１である測定光Ｌ２Ａは、受光素子２５に受光される。受光素子２５は、測定光Ｌ２Ａと同波形の測定信号Ｓ２Ａを生成する。
【００８５】
一方、ビームスプリッタ６０から反射されることで射出光Ｌ１Ａ１と分岐された参照光Ｌ４Ａは、ミラー６２に入射する。参照光Ｌ４Ａは、ミラー６２に反射されて、受光素子２５に向けて進行し、受光素子２５に受光される。なお、ミラー６２から受光素子２５までの参照光Ｌ４Ａの進行方向、すなわち光軸は、受光素子２５に受光される測定光Ｌ２Ａの進行方向、すなわち光軸に対し、交差している。言い換えれば、ミラー６２は、参照光Ｌ４Ａの光軸が、測定光Ｌ２Ａに対して傾斜して受光素子２５に入射されるような角度で配置されている。
【００８６】
受光素子２５は、このように、測定光Ｌ２Ａと参照光Ｌ４Ａとを受光している。受光素子２５は、測定光Ｌ２Ａと参照光Ｌ４Ａとを合成した波形の、合成信号Ｓ３Ａを生成する。測定光Ｌ２Ａと参照光Ｌ４Ａとは、周波数が時間経過に伴い変化し、測定光Ｌ２Ａは、参照光Ｌ４Ａに対し位相がずれる。従って、変形例においても、合成信号Ｓ３Ａは、ビート信号となる。
【００８７】
このように、第２実施形態においても、図７に示す第１実施形態の変形例と同様に、参照信号Ｓ１Ａを参照光Ｌ４Ａとして出力してもよい。ただし、検査装置１Ａａは、参照光Ｌ４Ａを生成するための光源（参照信号発生部）を別に設けず、１つの光源部１４Ａから射出光Ｌ１Ａを分岐して参照光Ｌ４Ａを生成する。ただし、検査装置１Ａａは、参照光Ｌ４Ａを生成するための光源（参照信号発生部）を、光源部１４Ａと別に設けてもよい。
【００８８】
なお、第２実施形態においては、射出光Ｌ１Ａと参照信号Ｓ１Ａとの周波数を時間に応じて変化させることで、合成信号Ｓ３Ａをビート信号として、測定光Ｌ２Ａの位相および強度を検出していた。ただし、必ずしも、射出光Ｌ１Ａと参照信号Ｓ１Ａとの周波数を時間に応じて変化させなくてもよい。この場合、射出光Ｌ１Ａと参照信号Ｓ１Ａとは、互いに周波数が同じであり、かつ、周波数が時間の経過に伴い変化せず一定である。この場合、測定光Ｌ２Ａは、参照信号Ｓ１Ａと周波数は同じだが位相はずれる。従って、合成信号Ｓ３Ａは、ビート信号のように最大振幅が時間に応じて変化しないが、測定光Ｌ２Ａ（測定信号Ｓ２Ａ）と参照信号Ｓ１Ａとが干渉した信号となる。制御装置１０Ａは、このビート信号で合成信号Ｓ３Ａに基づき、測定光Ｌ２Ａの位相および強度を検出することができる。例えば、図１１に示す変形例の場合、受光素子２５は、測定光Ｌ２Ａと参照光Ｌ４Ａが干渉した干渉縞を受光する。この干渉縞は、時間変化に伴い強度（振幅）が変化しない。制御装置１０Ａは、このように干渉縞を受光して、干渉縞に基づき検査対象物Ａの画像を再現することが可能である。すなわち、この場合においては、参照信号発生部１６Ａは、射出光Ｌ１Ａと周波数が同じ参照信号Ｓ１Ａを、受信部に出力する。そして、受信部２２は、測定光Ｌ２Ａと参照光Ｌ４Ａとの干渉縞を、合成信号として受信する。
【００８９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る検査装置１Ｂは、参照信号Ｓ１Ａの周期を、時間毎に変化させている点で、第１実施形態とは異なる。第３実施形態において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【００９０】
図１２は、第３実施形態に係る検査装置の模式図である。図１２に示すように、第３実施形態に係る検査装置１Ｂは、制御装置１０Ａと、遅延部１３と、光源部１４Ｂと、参照信号発生部１６Ｂとを有する。制御装置１０Ｂは、光源部１４Ｂに対し、射出光Ｌ１Ｂを照射させる。光源部１４Ｂは、クロック部１２からのクロック信号Ｓ０と同期するように、射出光Ｌ１Ｂを照射する。射出光Ｌ１Ｂは、第１実施形態の射出光Ｌ１と同じ波形であり、周波数が、０．１ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の一定値となっている。
【００９１】
遅延部１３は、クロック信号Ｓ０を受信して、修正クロック信号Ｓ０Ｂを生成する回路である。修正クロック信号Ｓ０Ｂは、クロック信号Ｓ０に対して、パルスの周期を変動させた信号である。修正クロック信号Ｓ０Ｂは、パルス毎の周期が、時間経過に伴い変動する信号となる。以下、より具体的に説明する。
【００９２】
図１３は、各信号の波形の一例である。図１３に示すように、クロック信号Ｓ０は、予め定められた一定の周期毎に出力されるパルス波である。すなわち、クロック信号Ｓ０は、パルス同士の時間間隔が一定である。一方、修正クロック信号Ｓ０Ｂは、パルス波の周期、すなわちパルス同士の時間間隔が、時間経過に伴い変化する。図１３の例では、修正クロック信号Ｓ０Ｂは、パルス波の周期が徐々に変化した後、元の戻ることを繰り返している。遅延部１３は、クロック信号Ｓ０のパルスを受信したことをトリガとして、修正クロック信号Ｓ０Ｂのパルスを生成する。遅延部１３は、クロック信号Ｓ０のパルスを受信してから修正クロック信号Ｓ０Ｂのパルスを生成するまでの時間を、徐々に変化させることで、図１３に示すような修正クロック信号Ｓ０Ｂを生成する。なお、修正クロック信号Ｓ０Ｂは、時間経過に伴い周期が変化するものであれば、図１３の例のような変化に限られない。例えば、図１３の例では、周期が徐々に減少した後、徐々に増加して元に戻っているが、逆に、周期が徐々に増加した後、徐々に減少して元に戻ってもよい。
【００９３】
また、図１３に示すように、光源部１４Ｂが照射する射出光Ｌ１Ｂは、周期が一定のクロック信号Ｓ０と同期するように照射される。光源部１４Ｂは、修正クロック信号Ｓ０Ｂのパルス毎に、１周期分の射出光Ｌ１Ｂを出力する。
【００９４】
参照信号制御部４４は、参照信号発生部１６Ｂを制御して、発生タイミング制御部４１が設定した発生タイミングで、参照信号Ｓ１Ｂを出力させる。参照信号Ｓ１Ｂの周波数は、射出光Ｌ１Ｂの周波数と同じである。ただし、本実施形態では、発生タイミング制御部４１は、遅延部１３から修正クロック信号Ｓ０Ｂを受け取り、修正クロック信号Ｓ０Ｂと同期するように、参照信号Ｓ１Ｂの発生タイミングを設定する。参照信号制御部４４は、発生タイミング制御部４１が設定した発生タイミングで、すなわち、修正クロック信号Ｓ０Ｂと同期するように、参照信号発生部１６Ｂに参照信号Ｓ１Ｂを発生させ、出力する。すなわち、図１３に示すように、参照信号発生部１６Ｂは、修正クロック信号Ｓ０Ｂのパルス毎に、１周期分の参照信号Ｓ１Ｂを出力する。
【００９５】
ここで、修正クロック信号Ｓ０Ｂは、パルス同士の時間間隔が変化するものであり、参照信号Ｓ１Ｂは、射出光Ｌ１Ｂと周波数が同じである。従って、図１３に示すように、参照信号Ｓ１Ｂは、一周期分出力されてから、次の周期の参照信号Ｓ１Ｂが出力されるまでの時間間隔が変化する。この時間間隔は、修正クロック信号Ｓ０Ｂのパルス同士の時間間隔に相当するため、徐々に変化する。すなわち、参照信号Ｓ１Ｂは、一周期毎に、出力されるタイミングが変化する。言い換えれば、参照信号Ｓ１Ｂは、例えば第１実施形態の参照信号Ｓ１と比べて、受信部２２への到達が遅れているということもできる。従って、参照信号Ｓ１Ｂは、クロック信号Ｓ０に同期する射出光Ｌ１Ｂに対し、位相がずれる。この位相のずれ量は、修正クロック信号Ｓ０Ｂの周期の変化量に対応して、時間経過毎に変化する。
【００９６】
言い換えれば、参照信号発生部１６Ｂは、参照信号Ｓ１Ｂを修正クロック信号Ｓ０Ｂに同期して出力することで、参照信号Ｓ１Ｂが受信部２２に到達するタイミングを変化させる。従って、参照信号Ｓ１Ｂが受信部２２に到達するタイミングは、測定光Ｌ２が受信部２２に到達するタイミングに対してずれて、このずれ量が、時間経過と共に変化する。これにより、参照信号Ｓ１Ｂは、射出光Ｌ１及び測定光Ｌ２に対し、位相がずれ、位相のずれ量が、時間経過に応じて変化するものとなる。より詳しくは、参照信号Ｓ１Ｂは、時間の経過に伴い、射出光Ｌ１に対して位相のずれ量が徐々に大きくなった後、その後位相のずれが小さくなって位相が一致し、これが繰り返されている。ただし、参照信号Ｓ１Ｂは、時間の経過に伴い、射出光Ｌ１に対して位相のずれ量が変化するものであれば、変化の仕方は図１３のものに限られない。
【００９７】
図１４は、合成信号の波形の一例を示すグラフである。合成部２６で合成された合成信号Ｓ３Ａｄは、参照信号Ｓ１Ｂと測定信号Ｓ２Ｂｄとを合成した波形となる。ここで、参照信号Ｓ１Ｂは、測定信号Ｓ２Ｂｄに対し、時間経過に伴い位相のずれ量が変化している。そのため、図１４に示すように、合成信号Ｓ３Ｂｄは、最大振幅（強度）が、時間経過に伴って変動した波形となる。従って、第３実施形態に係る算出部５２は、第１実施形態と同様の方法で、測定信号Ｓ２Ｂｄの強度及び位相を算出することができる。
【００９８】
以上説明したように、第３実施形態においては、参照信号Ｓ１Ｂを遅延させる、さらに詳しくは参照信号Ｓ１Ｂの受信部２２への到達を遅延させる、遅延部１３が設けられている。第３実施形態における受信部２２は、検査対象物からの測定光Ｌ２と、遅延部１３により到達が遅延される参照信号Ｓ１Ｂとを用いて、合成部Ｓ３Ｂを生成する。これにより、参照信号Ｓ１Ｂの位相が測定光Ｌ２Ａに対してずれるため、合成信号Ｓ３Ｂは、振幅が時間経過に伴い変動する。そのため、第３実施形態に係る検査装置１Ｂによると、測定光Ｌ２の強度及び位相を適切に検出することができ、検査対象物Ａの欠陥を好適に検出することができる。さらに言えば、第３実施形態に係る参照信号発生部１６Ｂは、射出光Ｌ１と周波数が同じ参照信号Ｓ１Ｂを、受信部２２に出力する。また、遅延部１３は、参照信号Ｓ１Ｂが受信部２２に到達するタイミングを変化させることで、参照信号Ｓ１Ｂの位相を測定光Ｌ２Ｂに対してずらす。この検査装置１Ｂは、参照信号Ｓ１Ａの位相を、測定光Ｌ２Ａに対してずらす。従って、参照信号Ｓ１Ａと測定光Ｌ２Ａとで合成された合成信号Ｓ３Ｂは、振幅が時間経過に伴い変動する。そのため、この検査装置１Ｂによると、測定光Ｌ２の強度及び位相を適切に検出することができる。
【００９９】
（第３実施形態の変形例）
次に、第３実施形態の変形例について説明する。図１５は、第３実施形態の変形例に係る検査装置の模式図である。図１５に示す第３実施形態の変形例に係る検査装置１Ｂａは、参照信号Ｓ１Ｂを、電気信号でなく、テラヘルツ光である参照光Ｌ４Ｂとして出力している点で、第３実施形態と異なる。変形例において、第３実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【０１００】
図１５に示すように、検査装置１Ｂａは、参照信号発生部１６Ｂａと、レンズ２１とを有する。参照信号発生部１６Ｂａは、参照信号Ｓ１Ｂとして、テラヘルツ光である参照光Ｌ４Ｂを照射する。参照光Ｌ４Ｂは、第３実施形態の参照信号Ｓ１と同じ波形を有するテラヘルツ光である。参照信号発生部１６Ｂａは、参照光Ｌ４Ｂを励起する光源として、光源部１４Ｂと同様の光源を有している。
【０１０１】
参照信号発生部１６Ｂａは、修正クロック信号Ｓ０Ｂに同期して、参照光Ｌ４Ｂを出力する。従って、参照光Ｌ４Ｂは、第３実施形態の参照信号Ｓ１Ｂと同様に、測定光Ｌ２Ｂに対して位相がずれた波形となる。参照信号発生部１６Ｂａから照射された参照光Ｌ４Ｂは、ミラー２０の背面２０Ｂに照射され、ミラー２０を透過して、ミラー２０の表面２０Ａから出射される。ここで、ミラー２０の表面２０Ａからは、測定光Ｌ２Ｂが反射される。参照信号発生部１６Ｂａは、参照光Ｌ４Ｂの進行方向、すなわち光軸が、反射された測定光Ｌ２Ｂの進行方向、すなわち光軸に一致するように、参照光Ｌ４Ｂを照射する。従って、参照光Ｌ４Ｂは、ミラー２０の表面２０Ａで、測定光Ｌ２Ｂと合成され、合成光Ｌ３Ｂとなる。合成光Ｌ３Ｂの波形は、第３実施形態の合成部２６で生成される合成信号Ｓ３Ｂと同じである。合成光Ｌ３Ｂは、受信部２２の受光部２４が有する受光素子２５に照射され、受光素子２５により、電気信号である合成信号Ｓ３Ｂに変換される。
【０１０２】
このように、検査装置１Ｂａは、参照信号Ｓ１Ｂとして参照光Ｌ４Ｂを用いても、第３実施形態と同様に合成信号Ｓ３Ｂを生成可能なので、検査対象物に含まれる欠陥を適切に検出することができる。
【０１０３】
図１６は、第３実施形態の変形例に係る検査装置の模式図である。図１６に示す第３実施形態の他の変形例に係る検査装置１Ｂｂは、参照光の位相をずらす構成が、図１５に示す検査装置１Ｂａと異なる。図１６に示すように、検査装置１Ｂｂは、参照信号発生部１６Ｂｂと、遅延部１３ｂとを有する。参照信号発生部１６Ｂｂは、クロック信号Ｓ０と同期するように、参照光Ｌ４Ｂ１を射出する。すなわち、参照光Ｌ４Ｂ１は、射出光Ｌ１Ｂに対して、位相が一致している。参照信号発生部１６Ｂｂから射出された参照光Ｌ４Ｂ１は、遅延部１３ｂに入射し、遅延部１３ｂで位相がずらされて、参照光Ｌ４Ｂ２としてミラー２０に入射される。ミラー２０に入射された参照光Ｌ４Ｂ２は、図１５と同様に、測定光Ｌ２Ｂと合成され、合成光Ｌ３Ｂとなる。すなわち、図１６では、位相がずらされた参照光Ｌ４Ｂ２が、参照信号Ｓ１Ｂに相当する。以下、遅延部１３ｂについてより詳細に説明する。
【０１０４】
遅延部１３ｂは、反射プリズム６４と、コーナーキューブプリズム６６とを有する。反射プリズム６４は、参照信号発生部１６Ｂｂとミラー２０との間に設けられて、位置が固定されている。反射プリズム６４は、参照信号発生部１６Ｂｂ側の表面６４Ａと、ミラー２０側の表面６４Ｂとを有する。参照信号発生部１６Ｂｂから射出された参照光Ｌ４Ｂ１は、反射プリズム６４の表面６４Ａに入射して、表面６４Ａにより、コーナーキューブプリズム６６に向けて反射される。
【０１０５】
コーナーキューブプリズム６６は、光を反射する三枚の平板を互いに直角に組み合わせて、立方体の頂点型に形成した部材である。コーナーキューブプリズム６６は、入射した光を、３つの平板で、合計３回反射させることにより、入射した光を、元の方向に戻す。反射プリズム６４の表面６４Ａからコーナーキューブプリズム６６に向けて反射された参照光Ｌ４Ｂ１は、コーナーキューブプリズム６６の３つの平板で３回反射して、参照光Ｌ４Ｂ２として、反射プリズム６４に向けて出射される。コーナーキューブプリズム６６から出射された参照光Ｌ４Ｂ２は、反射プリズム６４の表面６４Ｂに入射する。反射プリズム６４の表面６４Ｂに入射した参照光Ｌ４Ｂ２は、ミラー２０に向けて反射され、ミラー２０に入射する。
【０１０６】
ここで、コーナーキューブプリズム６６は、位置が可変となっており、より詳しくは、反射プリズム６４の表面６４Ａから反射された参照光Ｌ４Ｂ１の光軸方向に沿って移動可能となっている。コーナーキューブプリズム６６は、制御装置１０Ｂの参照信号制御部４４の制御によって、参照光Ｌ４Ｂ１の光軸方向に沿って往復するように動く。すなわち、コーナーキューブプリズム６６は、参照光Ｌ４Ｂ１の光軸方向側に移動した後、光軸方向と反対側に移動して、それを繰り返す。コーナーキューブプリズム６６の移動に伴い、反射プリズム６４からコーナーキューブプリズム６６までの、参照光Ｌ４Ｂ１の光路長は、変化する。従って、コーナーキューブプリズム６６から反射された参照光Ｌ４Ｂ２は、経由してきた光路長が、時間経過に応じて変化する。そのため、参照光Ｌ４Ｂ２は、時間経過に伴い、測定光Ｌ２Ｂに対する位相のずれ量が変化する。
【０１０７】
このように、検査装置１Ｂｂは、参照信号（ここでは参照光Ｌ４Ｂ２）の受信部２２への到達を遅延させる遅延部１３ｂ（コーナーキューブプリズム６６）を機械的に移動させることで、参照光の光路長を変更して、参照光Ｌ４Ｂ２の位相を制御する。このような場合であっても、参照光Ｌ４Ｂ２の位相を測定光Ｌ２Ｂに対して変化させることで、第３実施形態と同様に合成信号Ｓ３Ｂを生成可能なので、検査装置１Ｂｂは、検査対象物に含まれる欠陥を適切に検出することができる。なお、図１６の例では、遅延部１３ｂのコーナーキューブプリズム６６を移動させていたが、遅延部１３ｂを機械的に移動して光路長を変更させるものであれば、図１６のような構造に限られない。
【０１０８】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。第１実施形態の射出光Ｌ１Ａは、強度（最大振幅）が一定であるのに対し、第４実施形態に係る検査装置１Ｃは、射出光Ｌ１Ａの強度（最大振幅）を時間毎に変化させている点で、第１実施形態とは異なる。第４実施形態において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【０１０９】
図１７は、第４実施形態に係る検査装置の模式図である。図１７に示すように、第４実施形態に係る検査装置１Ｃは、制御装置１０Ｃと、光源部１４Ｃを有する。制御装置１０Ｃは、光源部１４Ｃに対し、射出光Ｌ１Ｃを照射させる。光源部１４Ｃは、発生タイミング制御部４１が設定した発生タイミングで、すなわちクロック部１２からのクロック信号Ｓ０と同期するように、射出光Ｌ１Ｃを照射する。射出光Ｌ１Ｃは、第１実施形態の射出光Ｌ１と同じ周波数である。すなわち、射出光Ｌ１Ｃの周波数は、０．１ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の一定値となっている。ただし、射出光Ｌ１Ｃは、強度、すなわち最大振幅が、時間経過に応じて変化する。
【０１１０】
光源部１４Ｃから射出された射出光Ｌ１Ｃは、検査対象物Ａを透過して、測定光Ｌ２Ｃとして、受信部２２の受光素子２５に入射される。ここで、検査装置１Ｃは、参照信号を出力する参照信号発生部を備えていない。従って、受信部２２には、測定光Ｌ２Ｃが入射されるが、参照信号は入力されない。さらに言えば、受信部２２は、合成部を備えておらず、合成信号を生成しない。受光素子２５は、測定光Ｌ２Ｃと同波形の電気信号である測定信号Ｓ２Ｃを生成する。制御装置１０Ｃは、この測定信号Ｓ２Ｃのデータに基づき、測定光Ｌ２Ｃの強度及び位相を算出する。以下、具体的に説明する。
【０１１１】
図１８は、各信号の波形の一例である。図１８に示すように、光源部１４Ｃは、最大振幅が時間経過に応じて変化するように、射出光Ｌ１Ｃを射出している。図１８の例では、射出光Ｌ１Ｃは、時間経過に伴い最大振幅（強度）が徐々に大きくなった後、徐々に小さくなり、それを繰り返した波形となっている。ただし、射出光Ｌ１Ｃは、時間経過に伴い強度が変化するものであれば、図１８の例のような変化に限られない。
【０１１２】
受信部２２は、測定光Ｌ２Ｃを受信して、測定信号Ｓ２Ｃに変換する。測定光Ｌ２Ｃは、検査対象物Ａを透過した射出光Ｌ１Ｃなので、検査対象物Ａを透過しないで受信部２２に受信された射出光Ｌ１Ｃに対し、検査対象物Ａを通った分だけ、位相がずれる。本実施形態に係る制御装置１０Ｃは、検査対象物Ａを透過しないで受信部２２に受信された射出光Ｌ１Ｃのデータ（波形データ）を、参照信号Ｓ１Ｃのデータ（波形データ）として予め記憶している。そして、制御装置１０Ｃは、参照信号Ｓ１Ｃのデータと、測定信号Ｓ２Ｃとに基づき、測定信号Ｓ２Ｃの強度と位相とを算出する。
【０１１３】
ここで、測定信号Ｓ２Ｃは、周波数がテラヘルツ光と同じであるため、測定信号Ｓ２Ｃの波形を検出するには、サンプリングレートを高くする必要がある。従って、制御装置１０Ｃは、測定信号Ｓ２Ｃの波形自体を検出しない。制御装置１０Ｃは、受信部２２に、測定信号Ｓ２Ｃの一周期ごとのタイミングＰで、測定信号Ｓ２Ｃの振幅をサンプリングさせる。ここで、測定信号Ｓ２Ｃは、最大振幅が、時間に応じて、すなわち一周期毎に、変化する。従って、受信部２２が検出した測定信号Ｓ２Ｃの振幅値は、タイミングＰ毎に異なった値となる。制御装置１０Ｃは、参照信号Ｓ１Ｃの振幅値と、測定信号Ｓ２Ｃの振幅値とを比較して、参照信号Ｓ１Ｃと測定信号Ｓ２Ｃとの光路差、すなわち、検査対象物Ａを通った場合と通らない場合との光路差を算出する。具体的には、制御装置１０Ｃは、測定信号Ｓ２Ｃが所定の振幅値になったタイミングと、参照信号Ｓ１Ｃが同じ振幅値となったタイミングとの差分Δｔに基づき、光路差を算出する。すなわち、差分Δｔに光の速度を乗じた値が、光路差となる。制御装置１０Ｃは、この光路差を射出光Ｌ１Ｃ（測定光Ｌ２Ｃ）の波長で除した値を、測定光Ｌ２Ｃの位相として算出する。
【０１１４】
このように、第４実施形態に係る光源部１４Ｃは、時間ごとに強度を変化させながら射出光Ｌ１Ｃを照射する。検査部４６は、予め記憶されている参照信号Ｓ１Ｃの振幅値と、受信部２２が受信した測定光Ｌ２Ｃの振幅値とに基づき、測定光Ｌ２Ｃの光路長を検出することで、測定光Ｌ２Ｃ光の位相を検出する。この検査装置１Ｃは、時間毎に測定光Ｌ２Ｃの強度を変化させることで、測定光Ｌ２Ｃの光路長を検出することが可能となり、それに基づき位相を検出することができる。そのため、本実施形態によると、測定光Ｌ２Ｃの強度及び位相を適切に検出することができる。また、本実施形態によると、参照信号Ｓ１Ｃのデータを予め記憶していればよく、検査時に参照信号Ｓ１Ｃを出力して合成信号を生成する必要がないため、検査が容易となる。
【０１１５】
なお、本実施形態では、時間ごとに強度を変化させながら射出光Ｌ１Ｃを照射していた。ただし、検査装置１Ｃは、射出光Ｌ１Ｃの強度を一定に保ってもよい。この場合、測定光Ｌ２Ｃの強度も一定となるが、検査装置１Ｃは、測定信号Ｓ２Ｃの振幅のサンプリングレートを高くして、測定信号Ｓ２Ｃの波形を高精度に検出することによって、測定光Ｌ２Ｃの位相を直接計測することができる。この場合でも、検査装置１Ｃは、測定光Ｌ２Ｃの強度及び位相を検出して、強度及び位相に基づき、検査対象物Ａに含まれる欠陥を検出することができる。
【０１１６】
上記実施形態の検査装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、１台の装置で処理を行ったが複数組み合わせてもよい。図１９は、検査装置を有するシステムの構成を示す模式図である。次に、図１９を用いて、検査装置を有する製造システム３００について説明する。製造システム３００は、検査装置１（又は検査装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）と、複数台（図１８では２台）の検査装置１ａと、プログラム作成装置３０２とを、有する。検査装置１、１ａ、プログラム作成装置３０２は、有線または無線の通信回線で接続されている。検査装置１ａは、検査装置１（又は検査装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）と同様の構成である。プログラム作成装置３０２は、上述した検査装置１の制御装置で作成する種々の設定やプログラムを作成する。具体的には、プログラム作成装置３０２は、制御装置１０の制御内容を含む検査プログラム等を作成する。プログラム作成装置３０２は、作成したプログラムや、データを検査装置１、１ａに出力する。検査装置１ａは、領域及び範囲の情報や検査プログラムを検査装置１や、プログラム作成装置３０２から取得し、取得したデータ、プログラムを用いて、処理を行う。製造システム３００は、検査装置１や、プログラム作成装置３０２で作成したデータ、プログラムを用いて、検査装置１ａで検査を実行することで、作成したデータ、プログラムを有効活用することができる。
【０１１７】
次に、上述した検査装置を備えた製造システムについて、図２０を参照して説明する。図２０は、製造システムのブロック構成図である。本実施形態の製造システム２００は、上記の実施形態において説明したような検査装置１（又は検査装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）と、設計装置２０２と、成形装置２０３と、制御装置２０４と、リペア装置２０５とを備える。制御装置２０４は、内部構造記憶部２１０及び判断部２１１を備える。
【０１１８】
設計装置２０２は、検査対象物Ａ（構造物）の形状や組成に関する設計情報（構造物設計情報）を作成し、作成した設計情報を成形装置２０３に送信する。また、設計装置２０２は、作成した設計情報を制御装置２０４の内部構造記憶部２１０に記憶させる。
【０１１９】
成形装置２０３は、設計装置２０２から入力された設計情報に基づいて、検査対象物Ａ（構造物）を作成する。検査装置１は、作成された検査対象物Ａを検査し、検査結果（例えば画像データ）を制御装置２０４へ送信する。
【０１２０】
制御装置２０４の内部構造記憶部２１０は、設計情報を記憶する。制御装置２０４の判断部２１１は、内部構造記憶部２１０から設計情報を読み出す。判断部２１１は、検査装置１から受信した検査対象物Ａの内部構造の検査結果と、内部構造記憶部２１０から読み出した設計情報とを比較する。判断部２１１は、比較結果に基づき、検査対象物Ａが設計情報通りに成形されたか否かを判定する。換言すれば、判断部２１１は、作成された検査対象物Ａが良品であるか否かを判定する。判断部２１１は、検査対象物Ａが設計情報通りに成形されていない場合に、検査対象物Ａが修復可能であるか否か判定する。判断部２１１は、検査対象物Ａが修復できる場合、比較結果に基づいて不良部位と修復内容を算出し、リペア装置２０５に不良部位を示す情報と修復内容を示す情報とを送信する。
【０１２１】
リペア装置２０５は、制御装置２０４から受信した不良部位を示す情報と修復内容を示す情報とに基づき、構造物の不良部位を修復する。
【０１２２】
図２１は、製造システムによる処理の流れを示したフローチャートである。製造システム２００は、まず、設計装置２０２が検査対象物Ａに関する設計情報を作成する（ステップＳ１０１）。次に、成形装置２０３は、設計情報に基づいて検査対象物Ａを作成する（ステップＳ１０２）。次に、検査装置１は、作成された検査対象物Ａの内部構造を検査する（ステップＳ１０３）。次に、制御装置２０４の判断部２１１は、検査装置１で得られた検査結果と上記の設計情報とを比較することにより、検査対象物Ａが設計情報通りに作成されたか否か検査する（ステップＳ１０４）。
【０１２３】
次に、制御装置２０４の判断部２１１は、作成された検査対象物Ａが良品であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。製造システム２００は、作成された検査対象物Ａが良品であると判断部２１１が判定した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、その処理を終了する。また、判断部２１１は、作成された検査対象物Ａが良品でないと判定した場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、作成された検査対象物Ａが修復できるか否か判定する（ステップＳ１０６）。
【０１２４】
製造システム２００は、作成された検査対象物Ａが修復できると判断部２１１が判定した場合（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、リペア装置２０５が検査対象物Ａの修復を実施し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３の処理に戻る。製造システム２００は、作成された検査対象物Ａが修復できないと判断部２１１が判定した場合（ステップＳ１０６でＮｏ）、その処理を終了し、不良品を回収する。以上で、製造システム２００は、図２０に示すフローチャートの処理を終了する。
【０１２５】
本実施形態の製造システム２００は、上記の実施形態における検査装置１が検査対象物Ａの内部構造を高精度に検査することができるので、作成された検査対象物Ａが良品であるか否か判定することができる。また、製造システム２００は、検査対象物Ａが良品でない場合、検査対象物Ａを修復することができる。
【０１２６】
なお、本実施形態におけるリペア装置２０５が実行するリペア工程は、成形装置２０３が成形工程を再実行する工程に置き換えられてもよい。その際には、制御装置２０４の判断部２１１が修復できると判定した場合、成形装置２０３は、成形工程を再実行する。
【０１２７】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態や変形例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。前述の実施形態の各構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令が許容される限りにおいて、前述の各実施形態及び変形例で引用した検査装置などに関するすべての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。前述した実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態及び運用技術等は、すべて本実施形態の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２８】
１  検査装置
１０  制御装置
１２  クロック部
１４  光源部（第１光源部）
１６  参照信号発生部
２２  受信部
２４  受光部
２５  受光素子
２６  合成部
４１  発生タイミング制御部
４６  検査部
Ａ  検査対象物
Ｌ１  射出光（テラヘルツ光）
Ｌ２  測定光（テラヘルツ光）
Ｓ１  参照信号
Ｓ２  測定信号
Ｓ３  合成信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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