(57)【要約】  テラヘルツ撮像システムにおいて、視野を走査する走査構成要素（１０５）は、光学ビーム（１１５）により追尾されて位置情報を取得する。光学追尾ビーム（１１５）は、走査構成要素（１０５）により、例えば、反射、屈折、または回折により方向操作できる。そして、方向操作された追尾ビーム（１２５）は、電荷結合素子アレイ（１３５）のような空間的感知検出器により検出される。好適な実施の形態においては、テラヘルツ放射を走査された視野（１７０）から受信するテラヘルツ検出器（１３０）の出力が、追尾ビーム（１１５）を変調するために使用される。これは、空間的感知検出器（１３５）が、テラヘルツ放射により視野の走査から直接導出される画像を提供できることを意味する。
2008542740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視野を走査して、走査されたテラヘルツ放射入力を、視野撮像の使用のために、少なくとも１つのテラヘルツ放射検出器に提供する走査システムであって、
前記走査システムは、テラヘルツ放射を方向操作して前記走査されたテラヘルツ放射入力を提供するように適合された少なくとも１つの可動構成要素を備え、
前記可動構成要素もまた、前記可動構成要素の動きの追尾に使用するために、走査中に電磁追尾ビームを方向操作するように適合されている走査システム。
【請求項２】
前記視野に対して固定された位置において使用される少なくとも１台の搭載されたテラヘルツ放射検出器を更に備える請求項１に記載の走査システム。
【請求項３】
前記視野に対して固定された位置において使用される複数の搭載されたテラヘルツ放射検出器を備える前記請求項のいずれか１つに記載の走査システム。
【請求項４】
追尾ビームをそれにより方向操作される可動構成要素に供給するための電磁ビーム源を更に備える前記請求項のいずれか１つに記載の走査システム。
【請求項５】
前記システムで使用される前記方向操作される電磁追尾ビームの位置を検出する空間的感知検出器を更に備える前記請求項のいずれか１つに記載の走査システム。
【請求項６】
前記電磁追尾ビームは光学ビームを備える前記請求項のいずれか１つに記載の走査システム。
【請求項７】
前記可動構成要素は、前記電磁追尾ビームを方向操作するための方向操作要素を備える前記請求項のいずれか１つに記載の走査システム。
【請求項８】
前記方向操作要素は、屈折により少なくとも部分的には前記追尾ビームを方向操作する屈折材料を備える請求項７に記載の走査システム。
【請求項９】
前記方向操作要素はプリズムを備える請求項８に記載の走査システム。
【請求項１０】
反射により少なくとも部分的には前記追尾ビームを方向操作する反射材料を備える請求項７に記載の走査システム。
【請求項１１】
回折により少なくとも部分的には前記追尾ビームを方向操作する回折材料を備える請求項７に記載の走査システム。
【請求項１２】
前記空間的感知検出器は、電荷結合素子アレイを備える請求項５から１１のいずれか１つに記載の走査システム。
【請求項１３】
前記空間的感知検出器は、前記電磁追尾ビームに関して散乱特性を有する材料シートを備える請求項５から１２のいずれか１つに記載の走査システム。
【請求項１４】
前記空間的感知検出器は、前記材料シートの画像を形成し、前記画像を画像格納構成要素に供給する撮像構成要素を更に備える請求項１３に記載の走査システム。
【請求項１５】
前記テラヘルツ放射検出器の出力は、前記電磁追尾ビームを変調する変調器に接続される前記請求項のいずれか１つに記載の走査システム。
【請求項１６】
前記空間的感知検出器は、前記検出器の出力が、走査されたテラヘルツ放射により生成された前記視野の画像を備えるように、前記電磁追尾ビームの変調を更に感知する請求項５および１５に記載の走査システム。
【請求項１７】
前記可動構成要素は、反射表面により、使用される前記テラヘルツ放射を方向操作するように適合された、共鳴走査ミラーを備える前記請求項のいずれか１つに記載の走査システム。
【請求項１８】
前記視野の画像は前記テラヘルツ放射検出器の出力を統合して前記画像の複数のピクセルのそれぞれを生成することにより生成され、前記システムは、前記可動構成要素を移動させて前記視野を走査する駆動機構を更に備え、前記視野の画像は、前記視野の２つ以上の完全な走査での各ピクセルに対する前記テラヘルツ放射検出器の前記出力を統合することにより生成される前記請求項のいずれか１つに記載の走査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリメートルからサブミリメートルの範囲の波長における電磁スペクトルを使用して、対象物を撮像するために使用される走査方法および装置に関し、特別には、それに限定されるわけではないが、ヘテロダイン検出器に基づく配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の範囲は、ここにおいては一般的にはテラヘルツスペクトルと称される。テラヘルツ放射は、ある材料は、可視スペクトルを通しては、不透明であるが、それに対して透明であるため、撮像および他の目的のための有益なツールであるということが判明している。これにより、これらの材料は、可視光放射を使用しては不可能であるが、テラヘルツ放射を使用すれば「見透かす」ことができる。例えば、テラヘルツ波長は、大気を通しての地球の表面の撮像に使用され、悪天候における視度の改善のために使用されてきている（例えば、飛行、または自動車の運転のために）。ある材料は、それらの個々に異なる透過率または反射率のためにテラヘルツ放射において区別でき、そのことは、例えば、食品または化学構成要素の検出に使用されてきている。更に、対象物それ自身は、人体を含めてテラヘルツ放射が可能である。このことは、例えば、皮膚癌を検出する医療に使用されている。衣服は一般的にはテラヘルツ放射に対しては透明であるが、武器類に対しては透明ではないために、他の適用として、人が隠している武器類の検出にも使用されている。
【０００３】
テラヘルツスペクトルを使用することにより対象物を撮像するカメラが知られている。例えば、Ｚｉｎｎその他による、国際特許出願第ＷＯ２００４０３８８５４号において、１つの配置が記載されている。この配置においては、カメラは、使用されているテラヘルツ放射をそれぞれがピックアップするホーンアンテナの二重バンクに基づいており、それは局部発振器を使用して、中間周波数信号を抽出するために混合される。この既知のヘテロダイン技術により、必要とされる以上に小型の検出器が室温でテラヘルツ範囲において使用されるのを可能にし、より高い分解能をサポートする。しかし、各検出器は、依然として０．２から１０ｍｍの寸法を有している。
【０００４】
テラヘルツ検出器を使用して解像度の任意の合理的レベルを有する視野の画像を生成するためには、テラヘルツ検出器の広範囲なアレイが必要になってくる。そのようなアレイが可能であったとしても、それらは高価であり、多くの状況において物理的には実現不可能であろう。この問題を解決するために、視野を走査するように、固定対物レンズの焦点面全体に亘って、検出器のアレイを移動することが知られている。そのような配置は、２００４年９月１５日に出願された、Ｃｏｕｎｃｉｌ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｏｕｎｃｉｌｓによる、国際特許出願第ＷＯ２００５／０２６８３３号に示されている。検出器の動きを追尾するためには、それぞれが、走査中に個々の検出器の空間的位置を与えるために照明される、非テラヘルツ周波数における放射に対する再帰反射器を有する。しかし、効果的ではあるが、これは、検出器の物理的容積を考えれば、走査の緩慢な方法である。
【０００５】
また、それ自身が視野に関して固定された位置にある検出器に画像を送るための機械的走査システムを使用することが知られている。これは、単一の検出器または検出器の１つのアレイに対してであってもよい。ＷＯ２００４０３８８５４においては、テラヘルツ放射は、焦点合わせの度合いを提供する走査ミラーを備える走査システムにより、ホーンアンテナの二重バンクへ送られる。そのような配置により、ＷＯ２００５／０２６８３３の移動検出器よりも高速な走査速度が可能になる。
【０００６】
テラヘルツ放射検出器により収集されたデータを処理して画像データにするためには、走査されている視野における位置を、検出器または複数の検出器の出力と相関付けることが必要である。既知のシステムにおいては、これは、位置データを提供できる、走査ミラー用の駆動システムを使用して行われていた。例えば、走査ミラーの駆動に使用されるとして知られている、位置データ出力を有するサーボモーターを取得することができる。
【０００７】
より高速な画像捕捉に対する継続的な要求がある。毎秒５フレームから５０フレーム（「５−５０ｆｐｓ」）のリアルタイムの撮像は、現在の目標であり、この要求に応えるべく、多数の走査機構が全ラスターを達成するために提案されている。速度の問題により、これは通常は、円形ラスターパターンまたは擬似直線ラスターのいずれかを生成できる回転軸外軸面ミラーを備える。
【０００８】
しかし、テラヘルツ放射検出器に特別な因子があり、画像を構築できる速度を制限するように作用してしまう。検出システムは、各ピクセルが目標上の位置に関連しているようなピクセルとして画像を構築しなければならない。システムにおけるノイズにも拘わらず解像度を得るには、１ピクセル当たり十分なデータを収集しなければならない。テラヘルツ検出は、光学検出よりも、非常に高いノイズレベルに晒される。１ピクセル当たりの十分なデータを収集するためには、各ピクセルを構築するために十分な時間が与えられなければならない。これは、１ピクセルに関連する２台以上の検出器からのデータを使用することである程度は速度を高めることができるが、個々のテラヘルツ放射検出器の物理的なかなりの大きさという問題が起こる。各ピクセルを構築するために複数の検出器が使用されると、これは、ピクセルに貢献している検出器が光軸から更に遠ざかるにつれ、複雑さを増すばかりでなく、検出器としての画像の劣化を増すことになる。
【０００９】
光学撮像においては、アレイの面積が視野の全体に亘り生成される画像をカバーし、検出器と画像ピクセルの間に、１対１対応の関係があるように検出器のアレイを構築することが可能である。検出器のアレイ全体に亘り、同時に１画像のすべてのピクセルに対してデータを収集できる。または、撮像ビームを、検出器に亘り走査できる。いずれにせよ、検出器と画像のピクセルには単純な関係があり、それにより、入力データを画像上の位置と相関付けることが容易になる。これは、また個々のテラヘルツ放射検出器のかなりの物理的サイズ（およびコスト）のために、テラヘルツ放射検出器においては同様に行うことができない。この問題は、単純な検出器、または制限された検出器アレイを使用して、画像を１ピクセルずつ、システムにおける特有なノイズを克服するために十分なレベルに構築することにより解決できる。しかし、テラヘルツ検出器のアレイがある場合でも、光学撮像において可能であった、検出器とピクセルの間の単純な関係と同様な関係はありえず、画像構築工程の速度は遅い。
【００１０】
テラヘルツ放射による画像撮像において、視野全体に亘る走査の速度を増すことは可能である。回転ミラーを上述したが、適切な回転ミラーの実際の質量は、高速走査のためには、あまりにも大きすぎる。より高速の他の走査機構もある。しかし、検出器がシステムにおける固有のノイズレベル以上ではデータを収集できなければ、より高速な走査機構を使用する明確な利点はなく、更に、既知のより高速な走査機構は、位置データ出力を提供しない。そのため検出器の出力を視野における位置と相関付けることに問題が生じる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１形態によれば、視野の撮像に使用される、少なくとも１のテラヘルツ放射検出器に走査されたテラヘルツ放射入力を提供する、視野を走査するための走査システムが提供され、走査システムは、走査されたテラヘルツ放射入力を提供するためにテラヘルツ放射を方向操作するように適合された少なくとも１つの可動構成要素を備え、可動構成要素もまた、可動構成要素の動きを追尾するために使用され、走査中の電磁追尾ビームを方向操作するように適合されている。
【００１２】
ここでの「テラヘルツ」は、ミリメートルからサブミリメートルの範囲の波長における電磁波スペクトルを意味している。
【００１３】
本発明の実施の形態は、電磁波追尾ビームを使用して、可動構成要素の動きを直接追尾することにより、検出器の出力を視野における位置に関連付ける問題を解決することができる。
【００１４】
本発明の実施の形態において、可動構成要素の動きは、視野全体に亘る走査を提供する。このように、少なくとも１つのテラヘルツ放射検出器を、視野に対しての固定位置における使用のために搭載することができる。これにより、走査が１つまたは２つ以上の検出器の動きにより提供されるシステムよりも、はるかに高速な走査をサポートする。
【００１５】
可動構成要素は一般的に、反射表面のような、テラヘルツ放射を方向操作するための方向操作構造と、方向操作構造の動きを生成するアクチュエータを備えている。例えば、適切な可動構成要素としては、例えば、ソレノイドベースのアクチュエータを有する、共鳴走査ミラー（更に後述する）がある。
【００１６】
追尾により取得された情報は、少なくとも１つのテラヘルツ放射検出器の出力と、種々の方法で組み合わせることができる。しかし、本発明の好適な実施の形態においては、追尾情報は、表示装置の駆動に使用でき、少なくとも１つのテラヘルツ検出器の出力は、画像を提供する表示信号の変調に使用できる。そして、表示装置上の画像は、視野から受信した、テラヘルツ放射の変化により取得された画像である。
【００１７】
そのような配置においては、画像処理の観点から可能な速度よりも遥かに高速に、視野を走査することが可能になる。例えば、テラヘルツ放射に基づく既知の撮像システムで可能な速度よりも、１桁違う、かなり速い速度で走査を行うことができるので、５−５０ｆｐｓのリフレッシュ率が可能になる。走査領域に関連する明示的なデータを有することも、またはそのデータをディスプレイのピクセルに関連付けることに含まれる計算上のオーバーヘッドも不要になる。
【００１８】
追尾情報を、少なくとも１のテラヘルツ放射検出器の出力と組み合わせることにより取得される変調信号は、必ずしも、表示装置に直接供給されるとは限らず、格納したり、他に送信したりすることもできるということは理解されよう。
【００１９】
追尾ビームは、性能を著しく低下させずに、それをテラヘルツ放射を使用して目標の走査に使用すると同時に、走査システムに「挿入」できるということが、本発明を進める中で認識された。また、走査機構の主な目的は、目標全体を走査し、情報をある固定点、または複数の固定点（１台または２台以上のテラヘルツ放射検出器）に提供することであるが、この機構は、逆に固定入力から同時走査出力を生成するために非常に有効に使用できるということも認識された。つまり、固定追尾ビームを走査機構に入力して、空間的感知追尾ビーム検出器の全体に亘って走査された出力を得ることができる。
【００２０】
更に、本発明の実施の形態においては、走査システムは、追尾ビームにより追尾できるので、可動構成要素に対する位置データを、もはや提供する必要がないことも認識された。サーボモーターを使用するものに限らず、任意の走査システムが使用できる。
【００２１】
本発明の実施の形態による走査システムは、追尾ビームを、それにより方向操作される可動構成要素に提供する電磁ビーム源を更に備えることもできる。
【００２２】
適切な追尾ビームは光学ビームである。ここでの「光学」とは、０．２から１０ミクロンの範囲の電磁放射または、紫外線から遠赤外線までの範囲の電磁放射を意味する。光学追尾ビームを使用することは、走査により収集されたデータを画像信号に変換して、走査された視野の視覚画像を提供するための、光学分野における既存の技術の利点を利用できるということを意味する。
【００２３】
電磁追尾ビームを、可動構成要素により方向操作できる方法は種々ある。それは、テラヘルツ放射が走査されるときに、例えば、可動構成要素の表面から反射されることにより同様な方法で方向操作できる。しかし、可動構成要素が、反射表面のような、テラヘルツ走査要素と、電磁ビーム用の方向操作要素を備えることが好ましい。例えば、方向操作要素は、システムで使用されるテラヘルツ放射のビーム経路の外側に反射表面を備えてもよい。テラヘルツ放射を走査するための反射表面は、単に、ビーム経路を越えて延伸して、電磁ビーム用の方向操作要素を提供してもよく、または、可動構成要素の異なる表面上に、例えば、テラヘルツ放射走査用の反射表面に関して反対側に設けることもできる。
【００２４】
方向操作要素は、いくつかの異なる形態のいずれかをとることができる。上記のように、それは反射表面を備えることもできる。また、あるいはその代わりに、追尾ビームを、少なくとも部分的には屈折により方向操作する屈折材料を備えることができる。例えば、方向操作要素は、可動構成要素の屈折層および／またはプリズムを備えてもよい。屈折材料を使用することは、例えば、それが、追尾の精度を高めることができる、広帯域の電磁源に関する色分離を可能にするという利点がある。方向操作要素は、更に、あるいはその代わりに、少なくとも部分的には回折により追尾ビームを方向操作するための回折要素を備えてもよい。例えば、方向操作要素は回折格子を備えてもよい。これにより、１桁以上違う、かなりの量の追尾情報を取得することが可能になり、例えば、取得された追尾情報における信号対ノイズ比を改善することができる。
【００２５】
本発明の実施の形態による走査システムは、システムで使用される方向操作された電磁追尾ビームの位置を検出するための空間的感知検出器を更に備えてもよい。例えば、この目的に適する空間感知検出器は、電荷結合素子アレイを備える。そのような素子は、光学撮像における使用が知られている。
【００２６】
好ましくは、空間的感知検出器は、電磁追尾ビームに対して散乱特性を有する材料シートを更に備える。多数の電磁ビーム源が、ビームに非常に小さなスポットサイズを与える。材料シートに散乱特性を持たせることで、例えば、電荷結合素子アレイを介して、この小さなスポットサイズを、より大きなスポットサイズに変換することができ、検出に、より適切になる。そのような配置においては、好ましくは、空間感知検出器は、材料シートの画像を形成し、その画像を、電荷結合素子アレイのような画像格納構成要素へ供給するための撮像構成要素を更に備える。
【００２７】
本発明の実施の形態による走査システムにおける、特に利点のある配置では、テラヘルツ放射検出器の出力は、電磁追尾ビームを変調するための変調器に接続される。これは、追尾ビームが、テラヘルツ放射を使用して走査中の視野に対する画像信号を生成できるようになるという利点がある。
【００２８】
そのような配置においては、好ましくは、空間感知検出器は、電磁追尾ビームの変調を更に感知し、それにより検出器の出力は、走査されたテラヘルツ放射により生成された視野の画像を備えることになる。
【００２９】
本発明の実施の形態は、画像が、テラヘルツ放射により走査された視野から取得できるような方法での重要な柔軟性を提供する。画像が１ピクセルずつ生成でき、または画像が視野全体上で生成でき、そして、視野のいくつかの完了した走査からの画像情報は統合できる。これは、例えば、リフレッシュ率および／または電荷結合素子アレイの感度を変更することにより、および／または可動構成要素の方向操作要素の特性を変更することにより行うことができる。ユーザーは、このように、リアルタイムの要求に応えるために、システムの性能を調整できる。例えば、画像を取得する方法を調整して、相対的に微細な詳細を静止対象物から取得、または利用できる画像を、移動対象物から迅速に捕捉することができる。
【００３０】
いくつかのフレーム上の画像を統合することにより、目標を撮像するための時間を、重要な特徴を撮像するための時間に短縮することができる。これは、目標が撮像工程の間に、その重要な特徴が明確になると同時に明白になるからである。更に、工程が終了する前に、走査工程の１つまたは２つ以上のパラメータを変更することが可能になる。そのため、興味ある特徴が現れ始めたら、１つまたは２つ以上のパラメータを最適化して、その特徴をより明確にまたは迅速に示すことができる。例えば、走査ラスターは、面積および／またはピクセルサイズを変更して、該当する特徴を強調することができる。または、ピクセルデータにより駆動されるディスプレイを、例えば、コントラスト、飽和度、または色範囲を変更することにより調整することができる。
【００３１】
上記において、本発明の実施の形態における装置の特徴を一般的に記載した。しかし、そのような装置により提供される方法のステップもまた発明に関連する。例えば、本発明の実施の形態は、視野の撮像に使用するために、少なくとも１つのテラヘルツ放射検出器にテラヘルツ放射入力を提供するために視野を走査する方法を含み、この方法は、
ａ）視野を繰返し走査して、視野に対する検出器からの複数の出力を取得し、
ｂ）複数の出力を統合して、視野の画像を取得することを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
いずれの実施の形態に関連して記載されたいずれの特徴も単独で、または記載された他の特徴と組み合わせて使用できるということ、および他の実施の形態のいずれかの１つまたは２つ以上の特徴と組み合わせて、または他の実施の形態のいずれかと組み合わせて使用できるということは理解されよう。
【００３３】
テラヘルツ撮像システムは、例としての目的のみのために、添付された図を参照して、本発明の実施の形態として説明される。
【００３４】
図はすべて一定の縮尺／拡大では描かれていないことに留意されたい。図はすべて単なる概略図である。異なる図において示される同一の部分は、同じ参照番号を使用した。
【００３５】
図１を参照すると、本発明の実施の形態において使用できるテラヘルツ撮像システムの基本部分は、例えば、光学撮像システムにおいて使用されるミラーのような走査装置１０５と、入射テラヘルツ放射１００をホーンアンテナ１３０上に焦点を合わせる合焦装置１４０を備える（入射テラヘルツ放射１００は、図には示されていない補正光学機器を使用して、既知の方法で平行にされる）。ホーンアンテナ１３０は、既知のタイプであり、テラヘルツ放射を、任意の１回の走査位置において、入射テラヘルツ放射１００の強度により変調される電気出力に変換する。合焦装置１４０は、ここでも図示されるように、凹型ミラーのような、光学システムで使用される構成要素であってもよい。
【００３６】
ホーンおよびプレーナーアンテナは、よく知られた指向性構成要素であり、自由空間を伝播するテラヘルツ信号を、導波構造または送信線回路に結合するために使用される。ホーンアンテナは、典型的には、先細りする転移部分から構成され、導波装置から導波装置よりも大きなアパチャーに向けて開口している。アパチャーのサイズはアンテナの指向性に大きく影響する。プレーナー送信線回路に対しては、多数の等価プレーナーアンテナ結合構造があり、例えば、ヴィバルディアンテナがある。
【００３７】
走査装置１０５はここでは、典型的には５０−１０００Ｈｚの高速での光学レーザービームの位置を走査するために使用されることで知られる、共鳴走査ミラー（ＲＳＭ）を備える。ＲＳＭ１０５は、電気駆動ソレノイドを介して、共通回転軸１１０の回りで駆動されるプレーナーミラーから構成されている。
【００３８】
重要なことは、ミラーまたはプリズムのような反射器１４５により、ＲＳＭ１０５上に反射された平行にされたビーム１１５を提供する光学源１２０があるということである。そして、ビーム１１５はＲＳＭ１０５により第２ミラーまたはプリズム１５０上に反射され、ＣＣＤアレイ１３５に送られる。この配置においては、平行にされた光学ビーム１１５は、ＲＳＭ１０５の領域のテラヘルツ放射ビームの経路内に導かれる。２つの反射器１４５、１５０もまた、テラヘルツ放射ビームの経路にある。テラヘルツ撮像の劣化を避けるために、反射器１４５、１５０は、テラヘルツ放射に対して透明なマイラー（Ｍｙｌａｒ）のような材料から構成される。
【００３９】
重要な特徴は、光学ビーム１１５が、ＲＳＭ１０５に、回転軸１１０において当たるということである。そうでない場合は、ＲＳＭ１０５が動くにつれ、ＲＳＭ１０５と、光学ビーム１１５をＲＳＭ１０５上に導く反射器１４５の間の経路長が変化し、複雑になってくる。
【００４０】
このようにして、テラヘルツ放射１００と平行にされた光学ビーム１１５は、ＲＳＭ１０５の領域において、実質的に同じ経路を辿ることになる。しかし、ＲＳＭ１０５により提供される走査は、テラヘルツ放射１００と平行にされた光学ビーム１１５に対しては、異なる作用をする。テラヘルツ放射１００は、ホーンアンテナ１３０における検出用の固定点に運ばれる。テラヘルツ放射１００が関係する場所は、走査される視野１７０である。逆に、平行にされた光学ビーム１１５は、固定源１２０から入射し、この場合はＣＣＤアレイ１３５である、検出器全体に亘り走査される。それにも拘わらず、ＣＣＤアレイ１３５全体に亘る光学ビームの走査は、視野１７０全体に亘るテラヘルツ放射１００の走査を繰り返す。
【００４１】
視野からシステムに入射するテラヘルツ放射１００は、視野における目標からの放射または反射のいずれかが可能である。目標から放射されたテラヘルツ放射のレベルは、ある状況においては低すぎることもある。そのような場合は、本発明の実施の形態のよるシステムは、視野１７０を走査するためのテラヘルツビーム源を更に含むことができる。都合がよいことに、これは既存のホーンアンテナ１３０により提供され、適切な配置は、図１１を参照して下記に更に記述する。そして、ＲＳＭ１０５は、目標上のホーンアンテナ１３０により放射されたテラヘルツビームを走査するために使用することができ、同時に、他の経路方向においては、反射されたテラヘルツビーム１００を収集し、ＣＣＤアレイ１３５上の光学ビーム１１５を走査するために使用できる。
【００４２】
図１３を参照すると、上記のように、ＲＳＭ１０５は、５０−１０００Ｈｚで、垂直軸の回りを走査する。ＲＳＭ１０５はそれ自身、フレーム上に引き伸ばされたフィルムを備え（下記に、図９を参照して更に説明する）、このＲＳＭフレームは、上面および底面において支持体１３１０を有し、それを第２長円フレーム１３００において支持する。長円フレーム１３００はそれ自身、更に、一般的には「Ｕ」字型のフレーム１３０５において、水平支持体１３１５により支持される。長円フレーム１３００は、水平軸の回りを、その支持体１３１５を介して、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置に適切な５−５０ＦＰＳの、より遅いフレームリフレッシュ率で回転する。このようにして、個々のピクセルデータは、５０−１０００Ｈｚという高速走査によりリフレッシュされるが、フレームリフレッシュ率はより遅い５−５０ＦＰＳである。
【００４３】
ＲＳＭは種々の製造業者から供給され、例えば、米国系企業Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎがある。
【００４４】
再び図１を参照すると、光学源１２０は、小断面積のビーム１１５を生成して、ＣＣＤアレイ１３５上に光の小さなスポットを生成できる半導体ファブリー・ペロー（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）レーザーのようなレーザーを備える。光学ビーム１３５が大きく、または散乱していると、より複雑な信号処理が必要になるか、解像度が相対的に落ちることになる。
【００４５】
ＣＣＤアレイ１３５からの出力１６５は既知の方法で格納、他の場所に送信、または画像処理ソフトウェア１７５を介して使用することができ、それにより液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置１６０に供給できる。テラヘルツ検出器１３０の出力１５５もまた、画像処理ソフトウェア１７５に接続することができ、それを使用してＬＣＤ装置１６０への入力を変調して、ＬＣＤピクセルの強度および／または色を調整することができる（オペレータにより要求された画像表示に依存して）。テラヘルツ検出器１３０の視野１７０は、走査された光学ビーム１２５により、ＣＣＤアレイ１３５と同期して走査されるので、任意の時点においてＲＳＭ１０５により走査されているテラヘルツ視野における点と、ＬＣＤスクリーンに表示されるピクセルのレベルまたは色との間には、絶対的なリアルタイムなリンクがある。このようにして、ランダムパターンを含む任意のラスターパターンは、計算上の要求なく表示することができる。この原理により、ＲＳＭ１０５の走査動作についての独立した情報を有する必要がもはやないので、非常に高速にテラヘルツ視野の走査が可能になる。単に、走査動作に関するデータを得るためにサーボモーターを使用する低速走査機構を使用する必要はなくなる。
【００４６】
単純な合計および統合ルーチンをＣＣＤ装置１３５に適用することができ、それにより、フレーム毎の、視野全体のリアルタイムな撮像が可能になる。ＣＣＤ装置１３５は、そのリフレッシュ率で設定されたある期間、画像の構築を続ける。ＣＣＤリフレッシュ率は、異なる目的を達成するために設定できる。例えば、ＣＣＤリフレッシュ率を低く設定して、相対的に静止状態に近い対象物の弱い画像を、ＲＳＭの各走査されたフレームが次のフレームに重なるようにして、ＣＣＤ装置により自然に統合することが可能である。例えば、ＲＳＭは、ＣＣＤがリフレッシュされる前に、５回画像フィールド上を走査することができる。このようにして、高速スキャナーにより生成された、視野全体のそれぞれの複数の画像は合計されて、統合により画像の品質が改善される。または、高速で移動する対象物の強い画像に対しては、ＣＣＤ画像リフレッシュ率を増大して、動きを解像するために、より高速な画像捕捉ができるようにすることができる。このようにして、ＣＣＤリフレッシュ率を設定することにより、オペレータは、解像度および／または明瞭度を、画像の強度および／または対象物の動きの速度に依存するその適用に対して適切に調整することができる。更なるオプションは、ＣＣＤアレイ１３５の検出器に関連するＬＣＤ装置１６０におけるピクセルのサイズを調整することである。
【００４７】
上記のように、画像の解像度に影響を与える因子は、光学ビーム１１５のスポットサイズと、ＣＣＤアレイ１３５の検出器のサイズの間の関係である。図９を参照すると、これは、走査された光学ビーム１１５とＣＣＤアレイ１３５の間の半透明スクリーン９００を、スクリーン９００からＣＣＤアレイ１３５へ、スポットサイズを捕捉して減少するためのレンズ９１０のような撮像光学機器と共に使用することにより調整できる（半透明スクリーン９００の使用法と利点は、下記に更に説明する）。
代替実施の形態
図２を参照すると、ＲＳＭ１０５の走査動作を追尾するために使用される光学ビーム１１５が、ＲＳＭ１０５におけるテラヘルツ放射１００の経路を辿ることは重要ではない。代替実施の形態においては、光学ビーム１１５を導く反射器１４５、１５０は、テラヘルツ放射ビーム経路の外側に設置されて、光学ビーム１１５を、ＲＳＭ１０５上に、テラヘルツ放射の経路に比べてより鋭角に導く。これは、依然として、テラヘルツ視野の走査と同期するＣＣＤアレイ１３５における、走査された光学ビームを生成する。
【００４８】
図３を参照すると、図２の配置の変形例において、ＲＳＭ１０５の寸法を増大して、光学ビーム１１５が、ＲＳＭ１０５においてテラヘルツ放射ビーム１００と平行に、しかし、その内部ではなくそれに沿って導かれるようにすることも可能である。そのような配置は、テラヘルツ放射視野の走査と、ＣＣＤアレイ１３５において光学的に走査された領域の間の直接の関係を保持する。
【００４９】
図３ａは、図１の配置に類似した配置を示しているが、光学ビーム１１５を導くための反射器１４５、１５０は、実際には、テラヘルツ放射１００の経路の上方にある。これは、図３ｂから分かり、図３ｂは、図３ａにおいて示された、矢印方向から見たときの断面Ａ−Ａを示している。図３ｂにおいて、光学ビーム１１５は、垂直回転軸１１０上のＲＳＭ１０５に当たるが、ＲＳＭ１０５上のテラヘルツ放射１００の領域上からは距離を置かれていることが分かる。光学ビーム１１５は、示されているように、次の反射器１５０に向けて、テラヘルツ放射１００の経路に平行に、しかしその外側に横方向に偏向される。
【００５０】
図４を参照すると、小型システムが必要な場合は、光学ビーム１１５を、ＲＳＭ１０５の背後に設置することもオプションとして可能である。図４ａは、光学ビーム１１５が、回転軸１１０上の点において、ＲＳＭ１０５を通過する配置を示している。これは、図１に示すようにビーム内であっても、図３に示すようにそれに平行であってもよい（図４は、明確にするためにテラヘルツ放射１００の経路を省略してあり、光学ビーム配置のみを示している）。
【００５１】
光学ビーム１１５がＲＳＭ１０５を通過する転移点は、図４ａにおいて円４００により示されており、図４ｂにおいては拡大されている。図４ｂにおいては、ＲＳＭ１０５は、２つの層、つまり、テラヘルツ放射を反射する裏地層１０５ｂと、テラヘルツ放射１００と光学ビーム１１５に対して透明な前層１０５ａを有しているのが分かる。光学ビーム１１５は、裏地層１０５ｂにおける孔を通過し、ＲＳＭ１０５が回転するときに、ＲＳＭ１０５の前層１０５ａの材料による反射により方向操作される。
【００５２】
屈折は二次的効果を有することができる。光学ビーム１１５の周波数スペクトルの線幅が広い場合は、屈折は、ビーム１１５を、それを方向操作すると共に広げる傾向にある。図４ａと４ｂは、ＲＳＭ１０５のただ１点における光学ビーム１１５を示しており、屈折前層１０５ａの広がり効果を示している。屈折したビーム１２５の広がりは、それが問題を引き起こす場合は、いくつかの対処方法がある。それは、狭い線幅を有する光学ビーム１１５を使用すること、屈折ビーム１２５における狭い周波数帯のみを感知するＣＣＤアレイ１３５を使用すること、フィルタを挿入すること、または、撮像光学機器を使用してＣＣＤアレイ１３５上の屈折ビーム１２５のスポットサイズを減少することである。
【００５３】
図５ａを参照すると、別の変形例において、光学ビーム１１５は、ＲＳＭ１０５の背後の回転軸１１０上の位置において単に反射され得る。これは、前部と同様に同じ走査運動を引き起こし、同様に効果的にＣＣＤアレイ１３５上の光学ビーム１１５の走査も引き起こす。
【００５４】
図５ｂを参照すると、本発明の実施の形態の長所は、単に１つのテラヘルツ検出器１３０だけでなく、テラヘルツ検出器１３０のアレイ全体を、検出器１３０のアレイを移動する必要がなく視野に対して走査できるということである。例えばアレイの検出器１３０のそれぞれに対するＲＳＭ１０５の走査位置は、ＲＳＭ１０５における１つの光学ビーム１１５の位置から決定できる。
【００５５】
ここで記述された実施の形態のいずれにおいても、ＲＳＭ１０５は、２つの軸１１０以上の回りを動くことが可能であるということに注意されたい。この場合、図４のような、光学ビーム１１５がＲＳＭ１０５における孔４０５を通過するような配置においては、ＲＳＭ１０５がその回りを回転するすべての使用される軸は、孔４０５を通過するということが重要である。そうでない場合は、ＲＳＭ１０５の動きは、ほとんど不可避的に孔４０５を入射光学ビーム１１５から遠ざけるように傾ける。他の配置においては、複数の回転軸が、ＲＳＭ１０５上の１点に集まり、その場合は、光学ビーム１１５は、好ましくはこの点において方向操作されるので、この点に向けて導かれるべきである。光学ビーム１１５がこの２つの回転軸１１０以上が集まるこの点に導かれないときは、経路長における変化は、走査された光学ビーム１１５と走査されたテラヘルツ視野の間の関係を、複雑または非現実的してしまう。
【００５６】
図６ａを参照すると、反射を使用する代わりに、プリズム６００をＲＳＭ１０５の背後に追加することができ、広いスペクトルまたは多色入射光学ビーム１１５と共に使用できる。ビーム１１５がプリズム６００を通過するとき、その成分波長は、異なるように屈折し、異なる色の拡大された出力１２５を提供する。図６ａにおいては、屈折ビーム１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃが、ＲＳＭ１０５の３つの異なる走査位置のそれぞれに対して示されている。
【００５７】
図６ｂは、図６ａのＣＣＤアレイ１３５の面の正面図を示しており、図６ａに示された図に関して９０度回転してある。ＣＣＤアレイ１３５の面上の屈折広域スペクトルビーム１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃの拡張された面積は、３つの異なる走査位置のそれぞれに対して示されている。この拡張された面積は、有利なように使用できる。光学フィルタ（図示せず）を、少数のみの、例えば、２つの狭い通過帯域と共に使用するか、または、少数のみの、例えば、２つの拡張された出力の狭い帯域を感知するＣＣＤアレイ１３５を使用することにより、空間的により広い位置決め精度が達成できる。これは、各面積内の狭い（通過）帯域のそれぞれに対して、位置決めデータを平均することにより行われる。例えば、図６ｂの円により示されるように、位置決めデータは、屈折ビーム１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃの面積の各端部に屈折した光に関して、ＣＣＤアレイ１３５において取得できる。そしてこのデータは平均化される。
【００５８】
図７を参照すると、プリズム６００の代わりに、回折格子７００をＲＳＭ１０５の背後に追加して、入射光学ビーム１１５が、屈折されるのではなく、回折されるようにすることができる。回折は、１桁以上違う、多くの回折を生成することができ、空間的に分離して配置される回折ビーム１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃのセットを作成する。これらはその後、異なる個々のＣＣＤ検出器アレイ１３５ａ，．．．，１３５ｎ上に走査される。異なるＣＣＤアレイ１３５ａ，．．．，１３５ｎからの組み合わされた出力を使用することにより、より広い位置における精度が達成できる。
【００５９】
図８を参照すると、走査された光学ビーム１２５と、ＣＣＤアレイの関係は下記のようである。
【００６０】
ＲＳＭ１０５が移動するにつれて、入射光学ビーム１１５（図８においては図示せず）は、走査ビーム１２５になり、つまり、第２反射器１５０の反射面上を、従って、ＣＣＤアレイ１３５上を走査された走査ビーム１２５になる。図８は、走査動作において、いくつかの異なる時点でのＣＣＤアレイ１３５に到達する走査されたビーム１２５の図をまとめたものを示している（図８は、図示の目的のためのみであり、ＣＣＤアレイ１３５上の分布された面積を有する多数の配置における走査されたビーム１２５を示しているということは理解されるであろう）。
【００６１】
ＣＣＤアレイ１３５は、既知のタイプの装置であり、光に応答して電荷を格納する容量のアレイを含む集積回路チップを備えている。電荷は集積され、各容量に対して読み込むことができ、アレイ上の光の分布を示している。フォトダイオードのような他の装置も使用できるが、ＣＣＤアレイは、低い光レベルの測定に対して特に感度が良い。ＣＣＤアレイ１３５上で走査されている光学ビーム１２５が１つしかないと、アレイ１３５は走査された光学ビーム１２５の位置に対して、そして、このようにしてＲＳＭ１０５の動作に対して、時間と空間に関する値のセットをこのようにして生成する。
【００６２】
ＣＣＤアレイ１３５の各容量は、画像に関してのピクセル８００と見なすことができる。アレイ１３５内の各ピクセル８００は、関連する識別子（「ＩＤ」）を有しており、ＣＣＤアレイ１３５は、読み込むことができて、随時、値を生成するピクセルのＩＤを与えることができる。
【００６３】
時間とピクセルＩＤデータを取り出して、それをホーンアンテナ１３０の出力にマップして、ホーンアンテナ１３０の連続出力を画像信号に変換することが可能である。しかし、図１を参照して上述したように、ＣＣＤアレイ１３５のピクセルＩＤと、ホーンアンテナ１３０の出力の両方の信号を、ＬＣＤ装置１６０のような表示モジュールに同時に供給することは単純な解決法である。ＣＣＤアレイ１３５の出力からのピクセルＩＤは、ＬＣＤ装置１６０の１つまたは２つ以上のピクセルの選択に使用され、一方、ホーンアンテナ１３０の出力は、各選択されたピクセルの強度または色の変調に使用される。このようにして、ＬＣＤ装置１６０において画像が作成でき、それは、入射する、走査されたテラヘルツ放射１００の強度分布を表わす。
【００６４】
上述した、ＬＣＤ装置１６０においてリアルタイム画像を作成するためのピクセルの変調は、図５ｂに示されるように、検出器１３０のアレイにより置換された単独の検出器１３０の場合でも依然として可能である。しかし、これは当然、ある程度の信号処理と、おそらく２回以上の全走査の統合が、アレイ内の対応する検出器１３０の位置をＣＣＤアレイ１３５のピクセルに対応付けるために必要となる。
【００６５】
図９を参照すると、図５ａの配置の変形例において、ホーンアンテナ１３０の出力が代わりに光学ビーム１１５用の光源１２０を変調するために使用される。光学ビーム１１５は再び、ＲＳＭ１０５により、テラヘルツ放射１００と同期して走査され、ＣＣＤアレイ１３５に入力され、今回は、半透明スクリーン９００を介することになる。今回は、ＣＣＤアレイ１３５は、テラヘルツ放射１００により形成された画像を表わす画像信号を直接形成する。この信号は格納でき、ネットワークを介して送信でき、後で、ＬＣＤ装置１６０を、または全く別の撮像システムを起動するために使用できる。信号を、ホーンアンテナ１３０の出力により同期して変調されるために、ＬＣＤ装置１６０にリアルタイム送信するという条件はなくなった。
実施の形態
図９を参照すると、実施システムの例は以下の通りである。
【００６６】
図９は、図５ａの配置に類似した配置の平面図を示している。ＲＳＭ１０５と凹型光学ミラー１４０は、この場合は０．３ＴＨｚの周波数を感知する、テラヘルツ放射検出器１３０に対して、走査された視野１７０を構築するように位置している。白色光光学ＬＥＤ（発光ダイオード）のような光源１２０からの光学ビーム１１５は、ＲＳＭ１０５の背後上の反射領域に同時に入射し、これにより、視野１７０と同時に走査された光学ビーム１２５が生成される。この場合の走査された光学ビーム１２５は、半透明スクリーン９００上の光学投影面全体に亘って走査される。このようにして、図示されるように、光源１２０からの出力は、半透明スクリーン９００上で、視野１７０内の検出器１３０の走査位置に対応付けられた位置においてイメージ化される。レンズ９１０のような適切な結合光学機器を使用して、半透明スクリーン９００からの画像は、その後、ＣＣＤアレイ１３５上の対応するように関連付けられた位置の上に投影される。
【００６７】
ＣＣＤ１３５は、光信号の統合がチップ上でデジタル的に行われるＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）により置換することもできる。
【００６８】
特に効率的な配置においては、この実施の形態においては、ＴＨｚ検出器１３０の出力の瞬間的な振幅は、制御用電子機器９１５を介して、光源１２０の振幅を変調するために使用される。これは、走査された視野１７０において検出器１３０によりテラヘルツ放射で検出された画像は、半透明スクリーン上で走査された光学ビーム１２５により作成され、レンズ９１０を介してＣＣＤアレイ１３５に送信される光学画像を直接制御することを意味する。そのため、ＲＳＭ１０５が視野１７０上で、テラヘルツ検出器１３０を走査するために駆動されるとき、対応する光学画像は、可視光領域においてＣＣＤアレイで同時に作成される。
【００６９】
ＴＨｚ検出器１３０の出力は、変化する電圧信号の形態であり、制御用電子機器９１５が、ＴＨｚ検出器１３０の出力における電圧振幅変調を、光源１２０の振幅を変調するための適切な入力に変換するために必要となる。
【００７０】
図１４を参照すると、主にヘテロダインミキサー１２００に基づくＴＨｚ検出器１３０に対して、検出器１３０の出力電圧「Ｖ」は、ミキサー１２００からの、低周波数（０．１−５０ＧＨｚ）中間周波数（ＩＦ）を整流することにより形成される。このため、ミキサー１２００からの出力は、２つの増幅器１４１５により増幅され、ショットキーダイオード１４２０を使用して整流され、ＤＣ（直流）電圧出力１４２５を作成する。ＬＥＤ制御用電子機器９１５は、ＴＨｚ検出器１３０のこのＤＣ電圧出力１４２５における電圧振幅変調を、光源１２０の振幅を変調するために適切な駆動バイアス電圧／電流に変換するために必要である。
【００７１】
光源１２０がＬＥＤを備えている場合は、制御用電子機器９１５は、検出器１３０のＤＣ電圧出力１４２５を、ＬＥＤに適したゲイン制御信号に変換する機能を主に実行する。実際には、ＬＥＤに対しては、ＴＨｚ検出器１３０からの変調された出力電圧１４２５は、バッテリ／電圧源１４３５と共に、ＬＥＤのバイアス電流の制御に使用される電界効果トランジスタ１４３０のゲートに供給される。
【００７２】
図９に示されるようなシステムにおける寸法条件は、以下の通りである。
【００７３】
システムに対する条件は、例えば、１メートルの最大寸法を有し、ＲＳＭ１０５から約３メートルに位置するＴＨｚ視野１７０における２×２ｃｍのピクセルサイズを達成することである。これは、例えば、人間の胴体の撮像に対して、良好な作業配置を与える。ピクセルサイズは、入射ビームの幅を規定するＴＨｚ光学機器設計と、ＲＳＭ１０５の走査動作を考慮して、検出器１３０において検出されたテラヘルツ放射に適用される信号処理の性質により、既知の方法で決定される。ＲＳＭ１０５から３メートルの距離で、視野１７０において２×２ｃｍのピクセルサイズを達成するためには、システムの最終アパチャー（つまり、ＴＨｚ検出器１３０に収集される、ＲＳＭ１０５における瞬間ビームサイズ）は、直径約１００ｍｍであることが必要である。そしてＲＳＭ１０５は、走査中に傾いた場合に最終アパチャーを収納するために、直径１１０ｍｍであることが必要である。ＲＳＭ１０５から３ｍの距離において、水平方向０．６ｍ、垂直方向１ｍ（人間の胴体の撮像に必要な典型的サイズ）の寸法を有するＴＨｚ視野１７０における垂直画像サイズを描き出すためには、ＲＳＭ１０５は、垂直面において、＋９．５から−９．５度、水平面において＋５．７から−５．７度の角度の範囲で走査される必要がある。
【００７４】
典型的な適用においては、ＲＳＭ１０５は、支持フレーム上にきつく引っ張られた、軽量で、薄く（０．０２ｍｍの厚さ）、金属化されたプラスチック膜（マイラー（Ｍｙｌａｒ）のような）を含むことができる。図９に記載される実施の形態において、金属化は、可視およびＴＨｚ波長領域の両者において完全に反射するために十分な厚さであることが必要である。アルミニウムの０．００２ｍｍの厚さは、十分である。更に、金属化は、追尾光学ビーム１１５がプラスチックを通過せず、それにより屈折効果を削除するようにＲＳＭ１０５を提供する膜の「裏」であってもよい。
【００７５】
ＲＳＭ１０５の裏において反射される追尾光学ビーム１１５は、垂直面において、＋９．５から−９．５度、水平面において＋５．７から−５．７度の同じ範囲で必然的に走査される。ＲＳＭ１０５の中心から１００ｍｍの距離において、これは、半透明スクリーン９００上に、垂直面において３２ｍｍ、水平面において２０ｍｍの画像サイズを描き出す。撮像光学機器９１０は、好ましくは、典型的には１０ｍｍ×６ｍｍの寸法であるＣＣＤアレイ１３５を満たす、半透明スクリーン９００の画像を生成するように設計される。このシステムに対する結果としての光学ビームピクセルサイズは、半透明スクリーン９００上では約０．７ｍｍ、ＣＣＤアレイ１３５上では０．２２ｍｍとなる。
【００７６】
ここで撮像光学機器９１０と連係して使用される半透明スクリーン９００の有用性が明白になってくる。スクリーン９００を使用することにより、ＲＳＭ１０５とＣＣＤアレイ１３５の間の距離は、光学的縮小／拡大光学機器９１０の設計の関数になり、ＴＨｚ撮像距離およびスキャナーの角度にはまったく依存しない。また、光源１２０に対するスポットサイズの条件は、各適用において調整できる。スクリーン９００が導入されない場合は、相対的に小さなスポットサイズを使用しなければならず、走査は、走査された光学ビーム１２５を、ＣＣＤアレイ１３５の相対的に小さな寸法に対応付けるように行わなければならない。
【００７７】
半透明スクリーン９００は、多様な方法で製造できる。１つの方法は、サンドブラスト法のような工程を使用して、薄い（２０ミクロンの厚さ）、透明なマイラー（Ｍｙｌａｒ）膜の表面を粗くすることである。表面を粗くする目的は、ＲＳＭ１０５からのビーム１２５を散乱して、スクリーン９００における第２拡張光源を形成して、ＣＣＤアレイ１３５上に再撮像できるようにすることである。
【００７８】
更なる変形例において、ＣＣＤアレイ１３５を使用してスクリーン９００上の画像を表現する変調電気信号出力を生成する代わりに、適切なシャッター速度を有するカメラを使用してスクリーン９００から画像を直接捕捉することが可能である。実際、画像は人間の眼により、スクリーン９００上で直接見ることができる。
【００７９】
画像捕捉時間のスピードを向上するためには、ＣＣＤアレイ１３５に構成される、２台以上のＴＨｚ検出器１３０を使用することが望ましい。この場合、各ＴＨｚ検出器１３０は、それ自身の可視光源１２０を、光源１２０のアレイに対応して駆動するために使用される。
【００８０】
ＣＣＤアレイ１３５において画像の歪みの原因は２つの可能性がある。まず、図１０を参照すると、光源１２０が１台しかなくても、ＲＳＭ１０５は、スクリーン９００の縁部に向かって傾けると、半透明スクリーン９００のより広い領域を照明する。つまり、走査された光学ビーム１２５の面積１０００ａは、スクリーン９００の中心に向かう走査された光学ビーム１２５よりも、スクリーン９００の縁に向かってより大きくなる。２台以上の光源１２０が使用されるときは、光源が異なる角度からＲＳＭ１０５に向けて導かれると、歪みの第２の原因が引き起こされる。これは、例えば、入射光学ビーム１１５がＲＳＭ１０５の孔を通過しなければならない場合、またはＲＳＭ１０５の裏面にある相対的に小さなプリズム６００または格子７００で方向操作されなければならない場合である。ここでもまた、走査されたビーム１２５の面積は、スクリーン９００の縁に向けて、スクリーン９００における面積よりも大きくなる傾向がある。
【００８１】
図１０を参照すると、そのような歪みは、図１０における点線で外形を示される、曲面スクリーン９００ａを使用することにより減少または緩和できる。しかし、首尾よく実践するには、光学縮小／拡大機器９１０（図９に示される）の被写界深度は、曲面半透明スクリーン９００ａの表面全体において焦点が合うために十分でなければならない。曲面スクリーン９００ａからの光を捕捉するための凹レンズのような、追加的補正光学機器は、更に状況を改善することができる。
【００８２】
図１１を参照すると、複数の光源１２０の使用に起因する歪みは、複数のＴＨｚ検出器１３０および複数の光源１２０を使用することによっても緩和できる。この実施の形態においては、複数の光源１２０はそれぞれ、ＲＳＭ１０５に対して適切な角度で配置されたそれ自身の半透明スクリーン９００およびＣＣＤアレイ１３５を有する。
【００８３】
ＣＣＤアレイ１３５において統合された画像の収差の別の原因は、ほとんどのＲＳＭ１０５は、正弦的な方法で作動し、それにより、画像の中心と比較して、画像の縁においてはより長い時間が費やされるという結果になる。従って、ＣＣＤ（またはＣＯＭＳ）アレイ１３５の縁部においては、光はより明るくなる。この効果を補正する１つの方法は、ＣＣＤアレイ１３５の正面に可変強度マスクを組み込むことであり、それにより視野全体の光強度を平均することができる。
【００８４】
画像処理ソフトウェアを使用して、本発明の実施の形態によるシステムに特有な、少なくともいくつかの潜在的な歪みと収差を緩和することも可能である。これは、例えば、表示または画像信号の他の処理に先立ち、ＣＣＤアレイ１３５の出力上で作動できる。
【００８５】
図１２を参照すると、上記のすべての実施の形態において、ＴＨｚ視野１７０をテラヘルツ放射１００により照明することが可能である。これは、同じアンテナ１３０を使用して、テラヘルツ放射１００を生成してそれを検出するように使用することで行うことができる。相対的に単純な配置においては、その、または各アンテナ１３０には、アンテナ１３０とそれに関連する受信装置１２００の間の信号経路におけるテラヘルツ源（図示せず）から供給される指向性カプラ１２０５を設けることができる。
【００８６】
「備える」という語句は、ここでは広く解釈されるように意図されており、例えば、「〜のみから構成される」および「他の中に〜を含む」という語句のいずれかの意味を少なくとも含む。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１は、経路内光学追尾ビームと、電荷結合素子（「ＣＣＤ」）アレイを使用して、システムの走査動作を追尾する、テラヘルツ撮像システムの第１例の概略平面図を示している。
【図２】図２は、図１の配置の変形例を示し、そこにおいて追尾光学ビームは、テラヘルツビーム経路に平行ではない。
【図３ａ】図３ａは、図１の配置の変形例を示し、そこにおいて、追尾光学ビームは、テラヘルツビーム経路に平行であるが、経路内ではなく経路に沿ってである。
【図３ｂ】図３ｂは、図３ａに関する断面詳細図を示している。
【図４ａ】図４ａは、図１の追尾配置の変形例を示し、そこにおいて、追尾光学ビームは、走査ミラーの背後から孔を通してテラヘルツ放射の経路に入る。
【図４ｂ】図４ｂは、図４ａの追尾光学ビームの経路を、それが走査ミラーにより方向操作される地点において、より詳細に示している。
【図５ａ】図５ａは、図１の配置の変形例を示し、そこにおいて追尾光学ビームは、走査ミラーの裏側におけるミラーにより反射される。
【図５ｂ】図５ｂは、図１の配置の変形例を示し、そこにおいて、視野からのテラヘルツ放射は、単一の検出器ではなく、テラヘルツ検出器のアレイ全体に亘って走査される。
【図６ａ】図６ａは、図１の追尾配置の変形例を示し、そこにおいて、追尾光学ビームは、走査ミラーの裏側のプリズムにより方向操作される。
【図６ｂ】図６ｂは、図１の追尾配置の変形例を示し、そこにおいて、追尾光学ビームは、走査ミラーの裏側のプリズムにより方向操作される。
【図７】図７は、図１の追尾配置の変形例を示し、そこにおいて、追尾光学ビームは、走査ミラーの裏側の格子により回折される。
【図８】図８は、追尾光学ビームと現在の走査位置を検出するためのＣＣＤアレイの間の関係の概略を示す。
【図９】図９は、図５ａの配置に基づく配置の略平面図を示し、そこにおいて、テラヘルツ放射検出器の出力は、追尾光学ビームの源を変調し、ＣＣＤアレイにおいて画像データを生成するために使用される。
【図１０】図１０は、図５ａに示されるように、走査ミラーからの光を受光するために使用される半透明スクリーンの略平面図である。
【図１１】図１１は、図５ａに示される配置の変形例の略平面図であり、そこにおいては、複数の追尾光学ビームが使用される。
【図１２】図１２は、視野を照明する際のテラヘルツ源としても作用するように配置されたテラヘルツ検出器の略平面図を示す。
【図１３】図１３は、図５ａに示されるような配置において使用される共鳴走査ミラーの正面図を示す。
【図１４】図１４は、図９に示されるような光源を変調するための配置を実践するために使用される回路の略図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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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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【国際調査報告】
2008542740.tif 000021
2008542740.tif 000022