(57)【要約】【課題】テラヘルツ波の照射及び検出を好適に実行する。【解決手段】テラヘルツ波計測装置（１）は、テラヘルツ波を発生する発生素子（１０１）を有する発生手段、及び発生手段から計測対象物（５００）に照射されたテラヘルツ波を検出する検出素子（１０２）を有する検出手段を備える。発生手段及び検出手段の少なくとも一方は、計測対象物との間に配置される弾性支持体（６２０）によって支持されており、弾性支持体は、発生手段及び検出手段の少なくとも一方の計測対象物に対する位置を、弾性力を利用して調整可能な位置調整手段（６３０）を有している。【選択図】図５
2015087158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テラヘルツ波を発生する発生素子を有する発生手段、及び前記発生手段から計測対象物に照射された前記テラヘルツ波を検出する検出素子を有する検出手段を備えるテラヘルツ波計測装置であって、
前記発生手段及び前記検出手段の少なくとも一方は、前記計測対象物との間に配置される弾性支持体によって支持されており、
前記弾性支持体は、前記少なくとも一方の前記計測対象物に対する位置を、弾性力を利用して調整可能な位置調整手段を有している
ことを特徴とするテラヘルツ波計測装置。
【請求項２】
前記弾性支持体は、複数設けられることを特徴とする請求項１に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項３】
前記位置調整手段は、前記少なくとも一方と前記計測対象物との距離及び傾きを調整可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記発生手段から計測対象物に対して照射された前記テラヘルツ波のうち、前記計測対象物で反射された前記テラヘルツ波を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項５】
前記発生手段から前記計測対象物に対して照射される前記テラヘルツ波と、前記検出手段で検出すべき前記計測対象物で反射された前記テラヘルツ波とを互いに分離する分離手段を更に備えることを特徴とする請求項４に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項６】
前記発生素子及び前記検出素子は、共鳴トンネルダイオードを含んで構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項７】
前記検出手段で検出される前記テラヘルツ波の強度に基づいて前記位置調整手段を制御する制御手段を更に備え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テラヘルツ波計測装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記検出手段で検出される前記テラヘルツ波の強度が最大となるように前記位置調整手段を制御することを特徴とする請求項７に記載のテラヘルツ波計測装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記検出手段で検出される前記テラヘルツ波の強度の変動が最小となるように前記位置調整手段を制御することを特徴とする請求項７又は８に記載のテラヘルツ波計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばテラヘルツ波を用いて計測対象物に関する各種計測を実行するテラヘルツ波計測装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
テラヘルツ波計測装置として、テラヘルツ波発生素子において発生されたテラヘルツ波を計測対象物に照射すると共に、計測対象物で反射又は透過したテラヘルツ波をテラヘルツ波検出素子において検出することで、計測対象物に関する各種計測を可能とする装置が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１では、反射又は透過したテラヘルツ波を利用して、建造物の内部構造（例えば、ひび割れ、構造欠陥、鉄筋の施行状況、及び異物混入等）を検査する検査方法及び検査システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
テラヘルツ波計測装置においては、照射されるテラヘルツ波の計測対象物に対する焦点位置が適切であることが求められる。具体的には、例えばテラヘルツ波の焦点距離が計測深度に応じた値になっていることや、テラヘルツ波の光軸角度が計測対象物に対して適切な角度（例えば、垂直）になっていることが要求される。
【０００６】
しかしながら、上述した焦点位置に関する条件は、各部品の精度や組立精度のばらつき、或いは計測対象物の設置状態等に起因して変動する。このため、何ら対策を施さずに焦点位置を適切なものとすることは非常に困難である。
【０００７】
このような問題点に対して、例えば特許文献１に記載されているように、駆動装置を用いて焦点位置を変更する方法も考えられる。しかしながら、駆動装置を採用する場合、装置構成は高度複雑化し、小型化も容易ではなくなる。また、駆動装置の故障により、焦点位置が変更できなくなる状況も生じ得る。
【０００８】
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、テラヘルツ波の照射及び検出を好適に実行可能なテラヘルツ波計測装置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】
【０００９】
上記課題を解決するテラヘルツ波計測装置は、テラヘルツ波を発生する発生素子を有する発生手段、及び前記発生手段から計測対象物に照射された前記テラヘルツ波を検出する検出素子を有する検出手段を備えるテラヘルツ波計測装置であって、前記発生手段及び前記検出手段の少なくとも一方は、前記計測対象物との間に配置される弾性支持体によって支持されており、前記弾性支持体は、前記少なくとも一方の前記計測対象物に対する位置を、弾性力を利用して調整可能な位置調整手段を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例に係るテラヘルツ波計測装置の構成を示す概略図である。
【図２】変形例に係るテラヘルツ波計測装置の光学系の構成を示す概略図（その１）である。
【図３】変形例に係るテラヘルツ波計測装置の光学系の構成を示す概略図（その２）である。
【図４】実施例に係るテラヘルツ波計測装置の全体構成を示す斜視図である。
【図５】実施例に係るテラヘルツ波計測装置の全体構成をサンプルと共に示す側面図である。
【図６】計測ユニットからサンプルに照射されるテラヘルツ波を光軸と共に示す側面図（その１）である。
【図７】計測ユニットからサンプルに照射されるテラヘルツ波及び反射されるテラヘルツ波を示す部分拡大図（その１）である。
【図８】計測ユニットからサンプルに照射されるテラヘルツ波を光軸と共に示す側面図（その２）である。
【図９】計測ユニットからサンプルに照射されるテラヘルツ波及び反射されるテラヘルツ波を示す部分拡大図（その２）である。
【図１０】実施例に係るテラヘルツ波計測装置における焦点深度の調整方法を示す側面図である。
【図１１】実施例に係るテラヘルツ波計測装置における焦点位置の調整方法を示す側面図である。
【図１２】位置調整後の計測ユニットからサンプルに照射されるテラヘルツ波を光軸と共に示す側面図である。
【図１３】位置調整後の計測ユニットからサンプルに照射されるテラヘルツ波及び反射されるテラヘルツ波を示す部分拡大図である。
【図１４】位置調整制御の一連の処理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＞
本実施形態に係るテラヘルツ波計測装置は、テラヘルツ波を発生する発生素子を有する発生手段、及び前記発生手段から計測対象物に照射された前記テラヘルツ波を検出する検出素子を有する検出手段を備えるテラヘルツ波計測装置であって、前記発生手段及び前記検出手段の少なくとも一方は、前記計測対象物との間に配置される弾性支持体によって支持されており、前記弾性支持体は、前記少なくとも一方の前記計測対象物に対する位置を、弾性力を利用して調整可能な位置調整手段を有している。
【００１２】
本実施形態のテラヘルツ波計測装置によれば、その動作時には、発生手段が有する発生素子（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）においてテラヘルツが発生され計測対象物に照射される。計測対象物に照射されたテラヘルツ波は、計測対象物において反射又は透過され、検出手段の検出素子（例えば、光伝導アンテナ（ＰＣＡ）や共鳴トンネルダイオード（ＲＴＤ）等）で検出される。検出手段では、検出されたテラヘルツ波の強度に応じた強度信号が生成され、この強度信号に基づいて計測対象物に関する計測（例えば、イメージングや特性分析等）が行われる。
【００１３】
本実施形態では、発生手段及び検出手段の少なくとも一方は、計測対象物との間に配置される弾性支持体（即ち、自らが弾性力を有する支持体）によって支持されている。弾性支持体は、例えばゴム等の樹脂やバネ等を含む部材として構成されればよい。
【００１４】
そして特に、本実施形態の弾性支持体は、支持する発生手段及び検出手段の計測対象物に対する位置を、弾性力を利用して調整可能な位置調整手段を有している。位置調整手段は、例えば押子等を含んで構成されており、支持体側に発生手段及び検出手段を押し込むことで支持体の高さを変化させ、発生手段及び検出手段の計測対象物に対する距離や傾きを変化させる。これにより、計測対象物におけるテラヘルツ波の焦点位置、及び計測対象物で反射又は透過されたテラヘルツ波の受光面（例えば、集光レンズのレンズ面）の位置や角度（以下、適宜「受光位置」と称する）を変更できる。
【００１５】
ここで特に、テラヘルツ波を利用した計測では、照射されるテラヘルツ波の計測対象物に対する焦点位置が適切であることが求められる。具体的には、テラヘルツ波の焦点距離が計測深度に応じた値になっていることや、テラヘルツ波の光軸角度が計測対象物に対して適切な角度（例えば、垂直）になっていることが要求される。また、検出されるテラヘルツ波の損失を低減するためにも、受光位置が適切なものであることが求められる。しかしながら、上述した焦点位置及び受光位置に関する条件は、各部品の精度や組立精度のばらつき、或いは計測対象物の設置状態等に起因して変動する。このため、何ら対策を施さずに焦点位置及び受光位置を適切なものとすることは非常に困難である。
【００１６】
しかるに本実施形態では、上述したように、弾性支持体が有する位置調整手段により、発生手段及び検出手段の計測対象物に対する位置を調整可能である。よって、テラヘルツ波の焦点位置及び受光位置を適宜調整でき、結果として好適な計測が実現できる。また本実施形態では特に、発生手段及び検出手段の位置調整は、弾性支持体の弾性力によって実現される。従って、例えばアクチュエータ等の駆動装置を利用して位置調整する場合と比べて、装置構成を簡単化できる。
【００１７】
以上説明したように、本実施形態に係るテラヘルツ波計測装置によれば、発生手段及び検出手段の少なくとも一方の位置が調整可能とされるため、テラヘルツ波の照射或いは検出が好適に行える。従って、テラヘルツ波を利用した計測対象物の計測を好適に実行できる。
【００１８】
＜２＞
本実施形態に係るテラヘルツ波計測装置の一態様では、前記弾性支持体は、複数設けられる。
【００１９】
この態様によれば、複数の弾性支持体の各々について位置調整が可能となるため、より精度の高い位置調整が実現可能となる。また、一部の弾性支持体のみで調整を行うことにより、好適に発生手段及び検出手段の傾きを調整できる。
【００２０】
＜３＞
本実施形態に係るテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記位置調整手段は、前記少なくとも一方と前記計測対象物との距離及び傾きを調整可能である。
【００２１】
この態様によれば、発生手段及び検出手段と計測対象物との距離（即ち、光軸方向での距離）を変化させ、焦点位置及び受光面までの距離を調整できる。また、発生手段及び検出手段の計測対象物に対する傾きを変化させ、焦点位置及び受光面角度を光軸に交わる方向で調整できる（即ち、光軸角度が調整できる）。従って、調整前のテラヘルツ波の焦点位置及び受光位置が適切でない場合でも、調整により好適な計測を実現できる。
【００２２】
＜４＞
本実施形態に係るテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記検出手段は、前記発生手段から計測対象物に対して照射された前記テラヘルツ波のうち、前記計測対象物で反射された前記テラヘルツ波を検出する。
【００２３】
この態様によれば、テラヘルツ波計測装置を、いわゆる反射型計測装置として構成することが可能である。
【００２４】
＜５＞
上述の如く反射されたテラヘルツ波を検出する態様では、前記発生手段から前記計測対象物に対して照射される前記テラヘルツ波と、前記検出手段で検出すべき前記計測対象物で反射された前記テラヘルツ波とを互いに分離する分離手段を更に備えてもよい。
【００２５】
この場合、発生手段及び検出手段を、分離手段を含む同一の光学系として構成することができる。これにより、例えば装置の小型化等が容易となる。
【００２６】
＜６＞
本実施形態に係るテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記発生素子及び前記検出素子は、共鳴トンネルダイオードを含んで構成される。
【００２７】
この態様によれば、発生素子及び検出素子の小型化及び低コスト化を実現することが可能である。
【００２８】
＜７＞
本実施形態に係るテラヘルツ波計測装置の他の態様では、前記検出手段で検出される前記テラヘルツ波の強度に基づいて前記位置調整手段を制御する制御手段を更に備える。
【００２９】
この態様によれば、発生手段又は検出手段の位置が、検出手段で検出されるテラヘルツ波の強度に基づいて制御される。よって、例えばテラヘルツ波の強度を最適な値に調整した上で計測を行うことができる。従って、より好適な計測を実現できる。
【００３０】
なお、制御手段は、発生手段及び検出手段と同一の筐体に配置されずともよく、例えば無線通信等によって発生手段及び検出手段の遠隔操作を行うようなものであっても構わない。
【００３１】
＜８＞
上述の如く制御手段を更に備える態様では、前記制御手段は、前記検出手段で検出される前記テラヘルツ波の強度が最大となるように前記位置調整手段を制御してもよい。
【００３２】
この場合、テラヘルツ波の強度が最大（調整できる範囲での最大値）とされるため、テラヘルツ波の強度不足により、適切な計測が行えない状況を回避できる。
【００３３】
＜９＞
或いは制御手段を更に備える態様では、前記制御手段は、前記検出手段で検出される前記テラヘルツ波の強度の変動が最小となるように前記位置調整手段を制御してもよい。
【００３４】
この場合、テラヘルツ波の強度の変動が最小（調整できる範囲での最小値）とされるため、テラヘルツ波の強度の変動により、適切な計測が行えない状況を回避できる。
【００３５】
本実施形態に係るテラヘルツ波計測装置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】
【００３６】
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。
【００３７】
＜１：装置構成＞
初めに、図１を参照しながら、本実施例のテラヘルツ波計測装置１の光学的な構成について説明する。ここに図１は、本実施例に係るテラヘルツ波計測装置の構成を示す概略図である。
【００３８】
図１において、本実施例のテラヘルツ波計測装置１は、テラヘルツ波を測定対象物であるサンプル５００に照射すると共に、サンプル５００から反射したテラヘルツ波を検出する。
【００３９】
テラヘルツ波は、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。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、テラヘルツ波計測装置１は、サンプル５００から反射された照射されたテラヘルツ波を利用して、サンプル５００のイメージング処理等を実行できる。
【００４０】
本実施例のテラヘルツ波計測装置１は、コントローラ１０と、テラヘルツ波発生素子１０１と、半球レンズ１０２と、コリメートレンズ１０３と、テラヘルツ波検出素子２０１と、半球レンズ２０２と、集光レンズ２０３と、ビームスプリッタ３００と、ＴＨｚ用レンズ４００とを備えて構成されている。
【００４１】
コントローラ１０は、テラヘルツ波計測装置１の各部の動作を制御するものとして構成されている。なお、本実施例のコントローラ１０は特に、照射制御部１１と、検出部１２と、イメージング１３と、位置調整部１４とを備えている。
【００４２】
照射制御部１１は、テラヘルツ波検出素子１０１において適切な強度のテラヘルツ波を発生させるよう照射制御を行う。
【００４３】
検出部１２は、テラヘルツ波検出素子２０１において生成される検出信号を入力とし、入力された検出信号に対して各種処理を実行すると共に、その結果を出力可能に構成されている。
【００４４】
イメージング部１３は、検出部１２からの出力に基づいて、テラヘルツ波が放射されるサンプル５００のイメージング処理を実行する。なお、イメージング処理については、既知の方法を適宜利用することができるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４５】
位置調整部１４は、テラヘルツ波計測装置１のサンプル５００に対する位置を調整するために、位置制御信号を出力する。位置調整部１４による位置調整制御に関する具体的な処理内容については、後に詳述する。
【００４６】
テラヘルツ波発生素子１０１は、例えば光伝導アンテナ（ＰＣＡ）や共鳴トンネルダイオード（ＲＴＤ）として構成されており、テラヘルツ波を発生する。
【００４７】
半球レンズ１０２は、例えば高抵抗シリコン等を含んで構成されるレンズであり、テラヘルツ発生素子１０１と密着するように設けられている。半球レンズ１０２は、半球状或いは超半球状とされており、テラヘルツ波の取り出し効率を向上させる機能を有している。
【００４８】
コリメートレンズ１０３は、例えばテラヘルツ波透過性樹脂等により構成されており、テラヘルツ波発生素子１０１で発生されたテラヘルツ波が、半球レンズ１０２を介して照射される位置に配置されている。コリメートレンズ１０３は、テラヘルツ波発生素子１０１側から照射されたテラヘルツ波を平行光とする。
【００４９】
テラヘルツ波検出素子２０１は、テラヘルツ波発生素子１０１と同様に、例えば光伝導アンテナや共鳴トンネルダイオードとして構成されている。テラヘルツ波検出素子２０１は、検出したテラヘルツ波の強度に応じた検出信号を出力可能である。
【００５０】
半球レンズ２０２は、例えば高抵抗シリコン等を含んで構成されるレンズであり、テラヘルツ検出素子２０１と密着するように設けられている。半球レンズ２０２は、半球状或いは超半球状とされており、検出面でのスポットを縮小することで、検出信号を増大させる機能を有している。
【００５１】
集光レンズ２０３は、例えばテラヘルツ波透過性樹脂等により構成されており、サンプル５００において反射されたテラヘルツ波を、テラヘルツ波検出素子２０１（及び半球レンズ２０２）に向けて集光する。
【００５２】
ビームスプリッタ３００は、本発明の「分離手段」の一例であり、テラヘルツ波発生器側から照射されるテラヘルツ波と、テラヘルツ波検出器側に照射すべきテラヘルツ波とを分離する。ビームスプリッタ３００は、例えばハーフミラーとして構成され、テラヘルツ波発生器側から照射されるテラヘルツ波を透過する一方で、テラヘルツ波検出器側に照射すべきテラヘルツ波を反射するように設けられる。
【００５３】
ＴＨｚ用レンズ４００は、例えばテラヘルツ波透過性樹脂等により構成されており、サンプル５００に照射するテラヘルツ波を集光する機能を有すると共に、サンプル５００で反射されたテラヘルツ波をコリメートする機能を有している。
【００５４】
以下では、上述したテラヘルツ波発生素子１０１、半球レンズ１０２、コリメートレンズ１０３、ビームスプリッタ３００及びＴＨｚ用レンズ４００を含むテラヘルツ波の発生（照射）に係る部位をまとめて「テラヘルツ波発生器」と称することがある。一方で、テラヘルツ波検出素子２０１、半球レンズ２０２、集光レンズ２０３、ビームスプリッタ３００及びＴＨｚ用レンズ４００を含むテラヘルツ波の検出（受光）に係る部位をまとめて「テラヘルツ波検出器」と称することがある。テラヘルツ波発生器は、本発明の「発生手段」の一例であり、テラヘルツ波検出器は、本発明の「検出手段」の一例である。
【００５５】
なお、本実施例に係るテラヘルツ波計測装置１は、サンプル５００において反射されるテラヘルツ波を検出する、所謂反射型のテラヘルツ波計測装置である。またテラヘルツ波計測装置１は特に、ビームスプリッタ３００を有することで、テラヘルツ波発生器側及びテラヘルツ波検出器側の光学系が一体的に構成されている。
【００５６】
ただし、本発明を適用可能なテラヘルツ波計測装置は上述した構成に限られず、例えば異なる光学系を有するテラヘルツ波計測装置にも適用可能である。以下では、テラヘルツ波計測装置の変形例について、図２及び図３を参照して説明する。ここに図２及び図３は夫々、変形例に係るテラヘルツ波計測装置の光学系の構成を示す概略図である。
【００５７】
図２に示すように、テラヘルツ波計測装置は、ビームスプリッタ３００を有さない反射型テラヘルツ波計測装置２として構成されてもよい。なお、テラヘルツ波計測装置２では、テラヘルツ波発生器側及びテラヘルツ波検出器側の光学系が別々に構成されているため、図１のＴＨｚ用レンズ４００に代えて、テラヘルツ波発生器側にＴＨｚ用レンズ４０１が設けられ、テラヘルツ波検出器側にＴＨｚ用レンズ４０２が設けられている。
【００５８】
図３に示すように、テラヘルツ波計測装置は、透過型のテラヘルツ波計測装置３として構成されてもよい。即ち、テラヘルツ波計測装置は、サンプル５００を透過したテラヘルツ波を検出するものとして構成されてもよい。この場合、テラヘルツ波発生器及びテラヘルツ波検出器は、サンプル５００から見て夫々反対方向に配置される。
【００５９】
次に、本実施例のテラヘルツ波計測装置１の全体構成について、図４及び図５を参照して説明する。ここに図４は、本実施例に係るテラヘルツ波計測装置の全体構成を示す斜視図である。また図５は、本実施例に係るテラヘルツ波計測装置の全体構成をサンプルと共に示す側面図である。
【００６０】
図４において、テラヘルツ波計測装置１は、計測ユニット６１０と、弾性支持体６２０と、押子６３０と、平板支持体６４０とを備えて構成されている。
【００６１】
計測ユニット６１０は、図１から図３で示した光学系（即ち、テラヘルツ波発生器及びテラヘルツ波検出器）を内部に有するユニットである。なお、図１で示したコントローラ１０は、計測ユニット６１０の内部に設けられてもよいし、離れた位置から無線通信等で遠隔操作を行うようなものであっても構わない。
【００６２】
弾性支持体６２０は、例えば樹脂等の弾性力を有する材料で構成されており、計測ユニット６１０の４隅を支持するように配置されている。なお、本実施例の弾性支持体６２０は４つであるが、その数が限定される訳ではなく、より少ない或いは多い弾性支持体６２０が設けられてもよい。
【００６３】
押子６３０は、複数の弾性支持体６２０の各々に対して設けられており、例えば手動で或いは駆動装置等によって自動的に駆動されるネジ等により構成されている。押子６３０は、その駆動により、計測ユニット６１０を弾性支持体６２０に押し込むことが可能に構成されている。そして、このような押子６３０の駆動により、弾性支持体６２０の高さが変化し、計測ユニット６１０の位置（高さや傾き）が変化する。即ち、押子６３０は、本発明の「位置調整手段」の一例として機能する。
【００６４】
平板支持体６４０は、弾性支持体６２０から見て計測ユニット６１０とは反対側に設けられており、弾性支持体６２０及び計測ユニット６１０を支持している。
【００６５】
図５に示すように、平板支持体６４０は、計測時において、計測すべきサンプル５００に接するように配置される。本実施形態のテラヘルツ波計測装置１では、その計測時には、計測ユニット６１０の下部から図の下方向に向けてテラヘルツ波ＴＨｚが照射され、テラヘルツ波ＴＨＺの焦点ｆにおけるサンプル５００センシングが実行される。
【００６６】
＜２：計測時の問題点＞
続いて、テラヘルツ波計測装置１による計測時に発生し得る問題点について、図６から図９を参照して説明する。ここに図６及び図８は夫々、計測ユニットからサンプルに照射されるテラヘルツ波を光軸と共に示す側面図である。また図７及び図９は夫々、計測ユニットからサンプルに照射されるテラヘルツ波及び反射されるテラヘルツ波を示す部分拡大図である。なお、図６から図９では、説明の便宜上、図４や図５で示したテラヘルツ波計測装置１を構成する各部位を適宜省略して図示している。
【００６７】
図６及び図７に示すように、計測ユニット６１０からサンプル５００に向けて照射されるテラヘルツ波ＴＨｚの光軸は、サンプル５００に対する角度が垂直であることが好ましい。この場合、サンプル５００において反射されるテラヘルツ波ＴＨｚＲが、照射されるテラヘルツ波ＴＨｚと同様の経路をたどり検出される。即ち、テラヘルツ波計測装置１におけるＴＨｚ用レンズ４００に対して、テラヘルツ波ＴＨｚと同様の角度で入射する。このため、反射されるテラヘルツ波ＴＨｚＲにおける損失を低減でき、好適な計測を実現できる。
【００６８】
一方、図８及び図９に示すように、テラヘルツ波計測装置１から照射されるテラヘルツ波ＴＨｚのサンプル５００に対する光軸角度は、各部品の精度や組立精度のばらつき、或いはサンプル５００の設置状態等に起因して変動する。例えば図８及び図９に示す例では、テラヘルツ波ＴＨｚが計測ユニット６１０の真下（即ち、鉛直下方向）ではなく、やや左側にずれて照射されている。また、サンプル５００が左側に傾いて配置されている。このため、テラヘルツ波ＴＨｚのサンプル５００に対する光軸角度は垂直とはならない。この結果、サンプル５００において反射されるテラヘルツ波ＴＨｚＲは、照射されるテラヘルツ波ＴＨｚと同様の角度では反射されず、損失が発生してしまう。
【００６９】
＜３：位置調整制御＞
本実施例のテラヘルツ波計測装置１は、例えば上述した問題を解決するために、テラヘルツ波発生器及びテラヘルツ波検出器の位置調整制御を実行可能である。以下では、この位置調整制御について、図１０から図１４を参照して詳細に説明する。
【００７０】
先ず、図１０から図１３を参照して、本実施例のテラヘルツ波計測装置１における位置調整制御における各部の動作及びその効果について説明する。ここに図１０は、本実施例に係るテラヘルツ波計測装置における深さ方向の焦点位置の調整方法を示す側面図であり、図１１は、本実施例に係るテラヘルツ波計測装置における光軸角度の調整方法を示す側面図である。また図１２は、位置調整後の計測ユニットからサンプルに照射されるテラヘルツ波を光軸と共に示す側面図であり、図１３は、位置調整後の計測ユニットからサンプルに照射されるテラヘルツ波及び反射されるテラヘルツ波を示す部分拡大図である。
【００７１】
図１０において、本実施例のテラヘルツ波計測装置１では、位置調整部１４から出力される位置制御信号に応じて押子６３０が駆動されることで、計測ユニット６１０の高さ（言い換えれば、サンプル５００までの距離）が調整される。具体的には、例えば複数の押子６３０の全てが、計測ユニット６１０を同程度押し込むように駆動されることで、計測ユニット６１０の傾きが保たれたまま、高さだけが変化する。これにより、サンプル５００における焦点ｆの深さ方向位置が変化する。よって、サンプル５００の走査深さを変化させたい場合には、上述したような位置調整制御が有効である。
【００７２】
図１１において、複数の押子６３０の一部のみ（例えば、図中の右側の押子６３０のみ）を駆動すれば、計測ユニットの傾きを調整することができる。よって、例えば図８や図９で説明した、テラヘルツ波ＴＨｚの光軸とサンプル５００の角度が垂直でない場合等に上述した制御を実行すれば、適切な角度を実現できる。
【００７３】
具体的には、図１２及び図１３に示すように、計測ユニット６１０を左側に傾けるような調整を行うことで、テラヘルツ波ＴＨｚの光軸とサンプル５００の角度を垂直にすることができる。
【００７４】
続いて、上述した位置調整制御において実行される各処理について、図１４を参照して具体的に説明する。ここに図１４は、位置調整制御の一連の処理を示すフローチャートである。
【００７５】
図１４において、位置調整制御が開始されると、先ず複数の押子６３０の同時駆動により、計測ユニット６１０の高さが調整される（ステップＳ１０１）。即ち、図１０で説明したような調整制御が実行される。高さに関する調整制御は、テラヘルツ波検出素子２０１における検出信号の強度が極大となるまで（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）繰り返し実行される。
【００７６】
計測ユニットの高さ調整が終了すると、続いて複数の押子６３０の部分的な駆動により、計測ユニット６１０の傾きが調整される（ステップＳ１０３）。即ち、図１１で説明したような調整制御が実行される。傾きに関する調整制御は、高さに関する調整制御と同様に、テラヘルツ波検出素子２０１における検出信号の強度が極大となるまで（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）繰り返し実行される。
【００７７】
以上説明した一連の処理によれば、検出信号が大きくなり、サンプル５００の好適な計測が実現される。なお、ステップＳ１０１からＳ１０４の各処理は、検出信号の強度が最大となるまで繰り返し実行されてもよい。また、単に走査したい位置を変更したい場合には、検出信号の強度によらず、走査位置の変化量に応じた調整を行えばよい。
【００７８】
なお、ここでは、計測ユニット６１０の高さ調整（即ち、テラヘルツ波ＴＨｚの焦点ｆの深さ方向位置調整）、及び計測ユニット６１０の傾き調整（即ち、テラヘルツ波ＴＨｚの光軸角度調整について別々行う場合について説明したが、焦点ｆの深さ方向位置及び光軸角度を同時に調整することも可能である。
【００７９】
以上説明したように、本実施例のテラヘルツ波計測装置１によれば、計測ユニット６１０の角度を調整することで、テラヘルツ波の照射及び検出が適切に実行でき、その結果として極めて好適な計測を実現できる。
【００８０】
なお、上述した実施例においては、テラヘルツ波発生器及びテラヘルツ波検出器が一体となった計測ユニット６１０の深さ方向位置及び光軸角度調整について説明したが、テラヘルツ波発生器及びテラヘルツ波検出器が別々のユニットとして構成されている場合には、同様の調整制御をテラヘルツ波発生器及びテラヘルツ波検出器の各々に対して行えばよい。また、テラヘルツ波発生器又はテラヘルツ波検出器いずれか一方のみの深さ方向位置及び光軸角度を調整可能とする場合であっても、相応の効果が得られることは言うまでもない。
【００８１】
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計測装置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】
【００８２】
１，２，３  テラヘルツ波計測装置
１０  コントローラ
１１  照射制御部
１２  検出部
１３  イメージング部
１４  位置調整部
１０１  テラヘルツ波発生素子
１０２  半球レンズ
１０３  コリメートレンズ
２０１  テラヘルツ波検出素子
２０２  半球レンズ
２０３  集光レンズ
３００  ビームスプリッタ
４００，４０１，４０２  ＴＨｚ用レンズ
５００  サンプル
６１０  計測ユニット
６２０  弾性支持体
６３０  押子
６４０  平板支持体
【図１】
2015087158.tif 000003
【図２】
2015087158.tif 000004
【図３】
2015087158.tif 000005
【図４】
2015087158.tif 000006
【図５】
2015087158.tif 000007
【図６】
2015087158.tif 000008
【図７】
2015087158.tif 000009
【図８】
2015087158.tif 000010
【図９】
2015087158.tif 000011
【図１０】
2015087158.tif 000012
【図１１】
2015087158.tif 000013
【図１２】
2015087158.tif 000014
【図１３】
2015087158.tif 000015
【図１４】
2015087158.tif 000016