(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界センサーとセンサー信号処理部と画像信号処理系と表示手段とを備える電界イメージング装置を用いて被測定物の高周波回路から染み出る高周波電界の２次元平面分布（以下、高周波電界分布と略記）を検出して画像化する方法であって、
（１）上記被測定物の表面から所定の離間距離を有する位置において、上記電界センサーにより上記の表面の垂直方向の電界についての高周波電界分布を検出し、
（２）上記センサー信号処理部を用いて上記電界センサーからの信号を処理して画像信号に変換し、
（３）画像信号処理系を用いた上記画像信号の処理においては、（２）で上記画像信号に変換された上記高周波電界分布が上記被測定物の表面での垂直方向の高周波電界分布に連動するものとして、上記高周波電界分布のフーリエ変換関数を、上記２次元平面分布の２次元平面（Ｄ平面）上の点Ｑと上記被測定物の表面の２次元平面（Ｓ平面）上の点Ｐとの距離の３乗の逆数のフーリエ変換関数（Ｃと記す）で割り算しフーリエ逆変換を行った結果に、または、１／Ｃをフーリエ逆変換したものでＤ平面で検出された上記高周波電界分布をデコンボリューションした演算結果に比例した演算結果を用いて、上記検出された高周波電界分布のみのデータから上記表面での上記垂直方向の高周波電界分布を逆算し、
（４）上記の逆算で得られた高周波電界分布を表示または出力する、ことで、上記被測定物への擾乱を抑制しつつ、上記電界センサーの上記検出の位置よりも上記被測定物により近づいた位置または上記被測定物の表面に相当する位置での高周波電界分布を画像化することを特徴とする電界イメージング方法。
【請求項２】
電気光学結晶板を上記電界センサーとして用いることで得られる光学的並列性を利用して高周波電界分布の一括撮像を行うことを特徴とする請求項１に記載の電界イメージング方法。
【請求項３】
上記の逆算においては、上記検出された高周波電界分布のみのデータから上記被測定物表面の電荷分布を求め、ガウスのフラックス定理を用いて上記電界センサーの上記検出の位置よりも上記被測定物により近づいた位置または上記被測定物の表面に相当する位置での高周波電界分布をこの電荷分布のみのデータから求めることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の電界イメージング方法。
【請求項４】
上記の逆算における電界センサーと被測定物の表面間の上記の所定の離間距離は、上記の検出された高周波電界分布から逆算された上記の高周波電界分布の分解能が最適になる離間距離を上記の所定の離間距離として用いることで、上記の所定の離間距離に数値を入力することを省略することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電界イメージング方法。
【請求項５】
上記（３）で得られる表面の高周波電界分布について、所定の窓関数を乗じた後、空間周波数スペクトルに分解し、所定の濾波特性を持った空間スペクトルフィルタで濾波し、フーリエ逆変換を行って、所定の空間周波数濾波を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電界イメージング方法。
【請求項６】
上記空間スペクトルフィルタは、少なくとも高周波数端のスペクトル抑圧度が上記空間周波数スペクトルでの平均に比べて大きいものであることを特徴とする請求項５に記載の電界イメージング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子回路等から染みだした高周波信号の空間分布をその場で観測するための電界イメージング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路の高周波信号の空間分布をその場で目視し直観で動作概要を捉える。これは本質的革新を招く機能であり、それを可能とする手法は学術的および技術的にとても魅力的である。高速電子回路や先進アンテナの解析や診断、ＥＭＩへの対策など、様々な領域での活用が期待される。
【０００３】
上記の高周波信号の空間分布の実時間の可視化の手段として、ＮＩＣＴ（情報通信研究機構）から報告された電界カメラがある。この電界カメラによれば、電気光学効果を介して光の超並列性と超高速性が重畳的に活用され、１００ＧＨｚまでのマイクロ波帯の電界分布が実時間で撮像し表示できる。
【０００４】
「実時間で撮像し表示する」という条件を外すと、様々な形態の電界分布映像化技術が提案または実現されている。これらは空間走査に長時間が必要ながら、さまざまな電子回路や電子機器の周囲の電界が撮像され、直観的解析が適用されている。それゆえに、実時間映像化技術への期待は大きい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】M. Tsuchiya and T. Shiozawa, "Photonics makes microwaves visible," Research Highlights, IEEE Photonics Society Newsletter, Vol. 26, Number 6, December 2012, pp. 9-17.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の電界映像化技術に求められる改善すべき点として、センサーヘッドとなる電気光学結晶と平面回路とを密着させる必要があることである。これは、空間分解能を劣化させないための要請であるが、観察の際の非侵襲性を劣化させてしまう。
【０００７】
また、回路表面に有限高さの部品が実装されていたり、電極が埋没していたりする場合には、回路と電気光学結晶との密着は妨げられる。特に、機械的２次元走査を避けて撮像時間短縮を図る電気光学結晶板の場合には、電気光学結晶板が比較的大型のものとなるため、そのような密着は不可能である場合が多い。また、機械的二次元走査を行う場合にも、部品間にセンサーを挿入するためには煩雑な操作が必要となり、場合によっては挿入が不可能となる。侵襲性が増大する場合もある。
【０００８】
このような場合には、電気光学結晶底面や二次元走査面を回路表面から有限の高さに保って撮像することになるが、その場合には横方向空間分解能が劣化し、十分な横方向空間分解能が得られないことがある。この劣化は、基板表面の回路パタンを源とするエバネッセント電界が上空に至る途中で横方向に広がることで基板表面における空間分解能が劣化するためであり、いわばピンボケ状態での撮像となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電界イメージング方法は、電界センサーとセンサー信号処理部と画像信号処理系と表示手段とを備える電界イメージング装置を用いて被測定物の高周波回路から染み出る高周波電界の２次元平面分布（以下、高周波電界分布と略記）を検出して画像化する方法であって、
（１）上記被測定物の表面から所定の離間距離を有する位置において、上記電界センサーにより上記の表面の垂直方向の電界についての高周波電界分布を検出し、
（２）上記センサー信号処理部を用いて上記電界センサーからの信号を処理して画像信号に変換し、
（３）画像信号処理系を用いた上記画像信号の処理においては、（２）で上記画像信号に変換された上記高周波電界分布が上記被測定物の表面での垂直方向の高周波電界分布に連動するものとして、上記高周波電界分布のフーリエ変換関数を、上記２次元平面分布の２次元平面（Ｄ平面）上の点Ｑと上記被測定物の表面の２次元平面（Ｓ平面）上の点Ｐとの距離の３乗の逆数のフーリエ変換関数（Ｃと記す）で割り算しフーリエ逆変換を行った結果に、または、１／Ｃをフーリエ逆変換したものでＤ平面で検出された上記高周波電界分布をデコンボリューションした演算結果に比例した演算結果を用いて、上記検出された高周波電界分布のみのデータから上記表面での上記垂直方向の高周波電界分布を逆算し、
（４）上記の逆算で得られた高周波電界分布を表示または出力する、ことで、上記被測定物への擾乱を抑制しつつ、上記電界センサーの上記検出の位置よりも上記被測定物により近づいた位置または上記被測定物の表面に相当する位置での高周波電界分布を画像化することを特徴とする。
ここで、上記の表面には、配線層面や電極面あるいは、それらの面を覆う誘電体層がある場合には、その誘電体層の表面を充てることができる。
【００１０】
電気光学結晶板を上記電界センサーとして用いることで得られる光学的並列性を利用して高周波電界分布の一括撮像を行うことができる。
【００１１】
上記の逆算においては、上記検出された高周波電界分布のみのデータから上記被測定物表面の電荷分布を求め、ガウスのフラックス定理を用いて上記電界センサーの上記検出の位置よりも上記被測定物により近づいた位置または上記被測定物の表面に相当する位置での高周波電界分布をこの電荷分布のみのデータから求めることができる。
【００１２】
また、上記の逆算における電界センサーと被測定物の表面間の上記の所定の離間距離は、上記の検出された高周波電界分布から逆算された上記の高周波電界分布の分解能が最適になる離間距離を上記の所定の離間距離として用いることで、連続して他の被測定物で高周波電界分布のイメージングを行う場合、上記の所定の離間距離に数値を入力することを省略することができる。
【００１３】
また、記（３）で得られる表面の高周波電界分布について、所定の窓関数を乗じた後、空間周波数スペクトルに分解し、所定の濾波特性を持った空間スペクトルフィルタで濾波し、フーリエ逆変換を行って、所定の空間周波数濾波を行ってもよい。
【００１４】
上記空間スペクトルフィルタは、少なくとも高周波数端のスペクトル抑圧度が上記空間周波数スペクトルでの平均に比べて大きいものであることが望ましい。また、高週波数端の他に特定の空間周波数のスペクトルを抑圧することが望ましい場合もある。
【発明の効果】
【００１５】
被測定物表面の電界測定で、その表面から少し離れた位置から観測してその被測定物への擾乱を抑制しつつ、上記電界センサーの上記検出位置よりも上記被測定物により近づいた位置または上記被測定物の表面に相当する位置での高周波電界分布を画像化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は、本発明の電界イメージング方法を適用できる装置例を示す図、（ｂ）は電界センサー２の断面を保持機構例と併せて示す図である。
【図２】本発明の対象とする装置のブロック図である。
【図３】電気光学結晶板の位置について、（ａ）密着性電界カメラ観察の場合、（ｂ）非密着性電界カメラ観察の場合を示す図で、この解析のために（ｃ）基板表面の電荷と上空の電界の関係を示す。二次元走査の場合には、電気光学結晶板が走査面に相当する。
【図４】本発明の原理に従う処理例（ここでは、電気光学結晶板をセンサとして用いるＤＥＩ処理例）の流れを示すフローチャートである。
【図５】シミュレーションによって得られた高周波電界分布イメージにＤＥＩ処理を適用した結果を示す。（ａ）はｈが０．００１、０．５および１．０ｍｍの場合の複素指数表示の実数部分であり、（ｂ）と（ｃ）はＤＥＩの結果で高さｈが０．５ｍｍ、（ｄ）と（ｅ）はＤＥＩの結果で高さｈが１．０ｍｍで（ａ）の場合に対応し、Ｍは窓関数Ｗ２（図４）の半値半幅をピクセル数で表した値に相当する。
【図６】図５のＤＥＩ結果における電界分布幅（ＦＷＨＭ）の（ａ）は窓関数Ｗ２の幅Ｍの逆数に対する依存性を示し、点線はＭで定まる不確定性の幅を示す。（ｂ）Ｂは関数のｈ値依存性を示し、点線はＭ＝６０で定まる不確定性の幅を示す。○と◆は、それぞれ０．５ｍｍと１．０ｍｍの高さに対するＤＥＩ結果を示し、実線Ｒおよび実線Ｂはそれぞれのシミュレーション結果の電界分布幅で、実線Ｇはマイクロストリップ線路幅である。
【図７】実験結果を示す図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれは、バンドパスフィルタ、ミアンダ線路、ＣＲＬＨ線路上の２ＧＨｚ信号の伝搬を撮像した結果（ＬＥＩ）およびＤＥＩ適用結果を示す。光学像の列はＥＯ結晶板を透過して撮影された試料表面のＣＣＤ映像で、図１（ｂ）におけるｈ0は０．５ｍｍの場合である。（ｄ）はｈ0＝０ｍｍに対する結果を示す。（ｅ）は（ｄ）の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明においては、同じ機能あるいは類似の機能をもった装置に、特別な理由がない場合には、同じ符号を用いるものとする。
【００１８】
本発明の電界イメージング方法を適用できる装置例を図１に示す。図１（ａ）に示す電界カメラでは観察対象の被測定物１である平面回路の直上に電気光学結晶板を用いた電界センサー２が配置される。周波数ｆRFで動作している上記回路から染み出るエバネッセント電界の分布に対応して電気光学結晶板中に屈折率変化の分布が発生する。局部発振器１４からのＬＯ（局部発振）周波数ｆLOで変調されたレーザー光源１０からのレーザー光ビームにより、その屈折率変化が読み取られ、同時に周波数変換が生ずる。最終的にＩＦ（中間周波数：ｆIF＝ｆRF−ｆLO）信号の強度変調分布を含むレーザービームとなり、このレーザービームがイメージセンサ(高速ＣＭＯＳ)イメージセンサ１２（ＩＳ、読み込み周波数ｆIS）によって受光され、信号処理部と表示部とを備えたコンピュータ１３で信号処理され、また高周波電界分布イメージが実時間で表示される。
図１（ｂ）に電界センサー２の断面を保持機構例と併せて詳細に示す。この例では、ＺｎＴｅ（０．３５ｍｍ厚）の電気光学結晶板２ｂの被測定物側にサファイア層２ａ（０．２ｍｍ厚）レーザービーム側に水晶層２ｃ（０．５ｍｍ厚）を設けたものを、ポリアセタール製ホルダー２ｄにポリイミドテープ２ｅ（０．０７ｍｍ厚）で留めたものである。
【００１９】
図２は、本発明を適用するための装置のブロック図である。つまり、電界センサー５２とセンサー信号処理部５３と画像信号処理系５４と表示装置５５とを備える電界イメージング装置のブロック図である。この装置を用いて被測定物１の高周波回路５１から染み出る高周波電界の２次元分布を検出する。図１（ａ）との関連では、電界センサー５２に電界センサー２が相当し、センサー信号処理部５３には、偏光の変化を検出するための光学系であって、レーザー光源から偏光分岐器７を通り電界センサー２で偏光変調されて反射され偏光分岐器７を通りイメージセンサ１２までの光学系とデバイスが相当し、画像信号処理系５４と表示装置５５とにはコンピュータ１３が相当する。
【００２０】
図２においては、電界イメージング装置の例を示したが、磁界分布を画像化する磁界イメージング装置を本発明に用いることは可能である。この場合、磁界センサーを用い、また、センサー信号処理部はその磁界センサーからの信号を表面の磁界分布の画像信号に変換する。
【００２１】
また、図２には、高周波電界分布は、イメージセンサ１２で、ほぼ一括で取得する例を示すが、小規模の電界センサーを走査することで、その電界センサー規模よりも大面積の領域の高周波電界分布を画像化することができることは、既によく知られている。
【００２２】
ここで、観察対象の平面回路としてマイクロストリップ線路２１を考える（図３）。電気光学結晶板２２の底面をマイクロストリップ線路２１の上面電極に密着させた状態（図３（ａ））が、この測定系の空間分解能の上限を与えることは自明である。これに対して本発明では、図３（ｂ）のように電気光学結晶板が上面電極からｈだけ離間しているものとする。
【００２３】
＜原理＞
まず、電磁気学モデルとして図３（ｃ）を考える。ｚ＜０の空間が比誘電率εrの誘電体で満たされており、ｚ＝０のｘｙ面上には電荷分布ρ（ｘ，ｙ）が存在すると仮定する。ρ（ｘ，ｙ）は平面回路や電気信号によって規定されたものとする。今、ｘｙ平面上の一点Ｐ（ｘ，ｙ，０）およびｈだけ上空にある別の点Ｑ（ｕ，ｖ，ｈ）に着目する。電磁気学に従うと、点Ｐの電荷分布ρ（ｘ，ｙ）により点Ｑに発生する電界Ｅ0は直線ＰＱの方向にあり、ε0を真空の誘電率として次式で与えられる。
【００２４】
【数１】
0006618694.tif 000002
【００２５】
基板表面上（Ｓ平面）の電荷の全てが寄与することによって生ずる電界ベクトルで点Ｑにおける値Ｅ（ｕ，ｖ，ｈ）は上式のｘｙ平面内の面積分で与えられ、次の関係を得る。
【００２６】
【数２】
0006618694.tif 000003
【００２７】
ｚ方向の電界成分ＥZに注目すると、次のように表すことが出来る。ここで、＊は畳み込み（コンボルーション）演算を表す。
【００２８】
【数３】
0006618694.tif 000004
【００２９】
上式がａとｂに関する畳み込み積分であることに着目し、フーリエ空間での乗算関係を利用すると次の式を得る。
【００３０】
【数４】
0006618694.tif 000005
【００３１】
ＥZ、ｂのフーリエ変換を、それぞれ、εZ、Ｂと示した。ＦとＦ-1は、それぞれ、フーリエ変換とフーリエ逆変換を表す。
【００３２】
ここで、ガウスの法則（ガウスのフラックス定理）をｚ＝０のｘｙ平面（Ｓ平面）に適用すると次式を得る。
【００３３】
【数５】
0006618694.tif 000006
【００３４】
この数式によって、Ｄ平面のＥZ像からＳ平面のＥZ像が分かる。これが、本手法の原理である。
【００３５】
上記の原理の説明は、フーリエ空間で割り算してフーリエ逆変換を行う、という方法に関するが、同じ結果を得る方法として、１／Ｂをフーリエ逆変換したものでＥ（ｘ、ｙ、ｈ）をデコンボリューションする、という方法もある。本発明においては、原理的にはこれらの何れの方法で処理してもよいが、データ処理における丸め誤差等の影響を受けづらい方法をとる事が望ましい。
【００３６】
この原理が適用できる周波数範囲は、数５が静電界における関係式であることから、エバネッセント電界が距離ｒを伝搬する時間の上限により与えられると考えられる。より詳細な吟味のためにはエバネッセント電界の伝搬速度が吟味される必要がある。
【００３７】
＜イメージ処理の手順＞
図４は、上記原理に従う処理（ＤＥＩ処理）の流れを示すフローチャートである。まず、電界センサー＋センサー信号処理部（３１）でＬＥＩ像を取得するが、ｚ＝ｈにおけるＥｚイメージ（３２）は、位相情報を包含する複素数のフェーザ映像とする。画素数と画素間隔は、例えばそれぞれ、電界カメラの１００×１００と０．２５ｍｍである。因みに、電界カメラの画素数はさらに大きなものが望ましく、画素間隔は一般に細密なものが望ましい。これから得られる１００×１００のイメージにＦＦＴ（高速フーリエ変換）を施す際、周辺画素が有限値を有すると不連続に起因する雑音が発生するため、例えば、２乗余弦（raised-cosine）窓関数Ｗ１（３３）を用いる。窓関数としては、他に種々のものが知られており、雑音の発生を抑制できるものを選択して用いればよい。
この際のフーリエ変換（３４）には、例えば、画像処理ソフトウェアImageJのＦＦＴプラグインを用いることができる（ImageJは、科学分野での多次元イメージ向けのイメージ処理プログラムでオープンソースである）。また、ｂ関数（３６）についても同様である。フーリエ空間（３７）でのピクセル間隔Δｋは２π／Δ×Ｎ（例えばＮ＝１２８）で与えられる。他のフーリエ変換ソフトウェアでは、フーリエ変換あるいはフーリエ逆変換のＮの値として２の累乗以外の設定が可能なものもある。
【００３８】
また、フーリエ空間でのＢによる除算（３８）の結果、空間周波数が高い成分に過剰な雑音成分が発生する場合がある。これを抑圧するために、例えば、２乗余弦型の窓関数Ｗ２（３９）を用いる。また、高週波数端の他に特定の空間周波数のスペクトルを抑圧することが望ましい場合もある。この場合も、窓関数としては、種々のものが知られており、雑音の発生を抑制できるものを選択して用いればよい。その窓関数の半値半幅をピクセル数で表す量をＭとする。フーリエ逆変換（４０）には、例えばImageJのＦＦＴ機能を利用することができる。この結果、ｈ＝０でのＤＥＩ像（４１）を得る。
【００３９】
＜シミュレーションによる検証＞
上記の原理を検証するために数値シミュレーション結果への適用を行った。数値シミュレーションは、ＥZ（Ｚ＝０）とＥZ（Ｚ＝ｈ）の双方が把握できるため、原理適用の効果を精査する際に有用である。
具体的には、厚さ１．６ｍｍのＦＲ４基板に形成された線幅０．３ｍｍのマイクロストリップ線路（つまり、ガラスエポキシ基板上の線路）に６ＧＨｚの信号を右から左に伝搬させるモデルを想定し、汎用電磁界シミュレータＨＦＳＳを用いて基板上空の電磁界分布を求めた。ｈは０．５ｍｍと１．０ｍｍとした。その結果であるＥｚ分布を、図５（ａ）と（ｃ）に示す（但し、（ａ）と（ｃ）は、複素電界フェーザ映像の実部のみで、窓関数Ｗ１が乗じられている）。ここで、電界映像は８ビットグレイスケールで表示されているが、輝度とコントラストは画像ソフトＩｍａｇｅＪのアルゴリズムにより自動調整されている点に注意されたい。これらの図におけるマイクロストリップ線路像の分布幅は、上記線幅より明らかに大きく、それぞれの半値全幅は０．８８ｍｍおよび１．３７ｍｍである。
【００４０】
＜空間分解能のＭ依存性＞
まず、数１から６のｈについて、ｈ＝０．５ｍｍの場合に対して、空間分解能のＭ（半値全幅）依存性を調べた。結果を図５（ａ）および図６（ａ）に示す。Ｍが無限大の場合、すなわち、窓関数を用いない場合には、若干のノイズ重畳が見られるものの、十分に高い空間分解能が示されていると考えられる。縦方向の分布幅（ＦＷＨＭ）は０．３４ｍｍと読み取れる。この値はマイクロストリップ線路の上部電極幅０．３ｍｍに近く、ピクセル間隔０．２５ｍｍを考慮すると、量子化誤差の範囲内にとどまっており、本原理が半ば実証されたみることができる。
他方、Ｍを減ずるとイメージ上の分布幅（ＦＷＨＭ）は増大する。処理前の分布幅を凌駕する場合も生ずる。これは、窓関数がフーリエ空間での高周波成分を制限するためとして説明される。実際、図６（ａ）では１／Ｍに比例する形で分布幅が増大する傾向が示されている。Ｍ＝２５の場合は例外となっているが、その原因は現時点で不明である（Ｗ１による線幅狭窄の影響ではない）。
【００４１】
同様のＭ依存性をｈ＝１．０ｍｍの場合に調べた結果を、図５（ｃ）および図６（ａ）に示す。Ｍ依存性はｈ＝０．５ｍｍの場合とほぼ同じであるが、Ｍが適正値よりも大きくなると、本来の電界成分よりも雑音成分が大きくなり、高周波電界分布イメージが形成されない。これは、ｈの増大と共に、空間分解能に制約が生ずることを示唆する。
【００４２】
＜ｈ依存性＞
次に、ｂ（またはＢ）関数のｈ値（＝ｈb）を変化させ、その影響を調査した。実際の電界カメラ観察では、電気光学結晶板と基板表面との距離の計測に誤差が加わる可能性があるため、本発明の原理におけるｈb依存性の緩急の度合いは重要な情報である。
【００４３】
ｈ＝０．５ｍｍの場合には窓関数を用いず、ｈ＝１．０ｍｍの場合にはＭ＝６０の窓関数を用いた。それぞれ、結果を図５（ｂ）（ｄ）と図６（ｂ）に示す。
まず、ｈb値がｈ値と比較して小さい場合、ｈb値の乖離に応じて空間分解能が劣化する傾向が認められる。また、ｈb値がｈ値と比較して過剰となる場合には、ノイズ成分が増大する。これらは、本原理が単なるエッジ強調プロセスではないことを明示すると共に、実際の適用の場合には、ｈb値の最適化調整プロセスが必要となることを意味する。顕微鏡観察の際に対物レンズに対する試料の位置を調整するプロセスと類似すると考えられる。ともあれ、今回のパラメータに関してはｈbに求められる精度は±０．１ｍｍ程度である。
【００４４】
＜空間分解能について＞
以上の結果より、ｈbおよびＭに対して適切な条件が設定されれば、本発明により空間分解能が改善されることが判明した。また、ｈ＝０．５ｍｍ程度以下の場合には、Ｍの制限を受けない状況が実現されるため、ｈ＝０ｍｍにおける空間分解能に肉薄する結果が得られることも判明した。
【００４５】
なお、以上の議論では電気光学結晶板の厚さを考慮していない。すなわち、厚さゼロの電気光学結晶板を想定している。実際の電界カメラでは有限厚さの電気光学結晶板を用いており、その内部ではｚ方向の積分効果が生ずる。この影響を修正することによって、さらに分解能を改善できる。また、逆に、分解能が最適になる高さを求めることによってこの修正を行うことができる。
【００４６】
＜実験による確認＞
実際の電界カメラを用いてＤＥＩの有効性を実証した。
＜実験装置＞
実験系は、図１（ａ）に示したものである。同図（ｂ）には電気光学結晶板の断面が保持機構と併せて描かれている。電気光学結晶板は、厚さ０．３５ｍｍのものを選択したが、厚さ０．２ｍｍのサファイア製保護板や厚さ０．０７ｍｍのポリイミドテープが試料との間に介在する。ここでは、試料上面からポリイミドテープ下端の距離をｈ0と定義する。
【００４７】
＜実験結果＞
実験結果を図７に示す。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれは、バンドパスフィルタ、ミアンダ線路、ＣＲＬＨ線路上の２ＧＨｚ信号の伝搬を撮像した結果（ＬＥＩ）およびＤＥＩ適用結果を示す。いずれも平面回路であり、部品は実装されていない。光学像の列はＥＯ結晶板を透過して撮影された試料表面のＣＣＤ映像で、ｈ0は０．５ｍｍの場合である。（ｄ）はｈ0＝０ｍｍに対する結果を示す。（ｅ）は（ｄ）の拡大図である。
【００４８】
＜具体例１＞
様々なＭ値とｈb値を試行し、空間分解能の改善が最高となる条件を探索したところ、ｈ0＝０．５ｍｍに対してはＭ＝３５およびｈb＝０．７５ｍｍが該当することが判明した。図７（ａ）−（ｃ）に見られるように、明らかな空間分解能の改善が認められる。ｈb＝ｈ0＋０．２５ｍｍが最適条件となったのは、図１（ｂ）にある電気光学結晶板のホルダー構造によるものと考えられる。電気光学結晶板の厚さの影響は不明である。
【００４９】
＜具体例２＞
ｈ0＝０ｍｍの条件であっても、実質的には、電気光学結晶板と試料上面との間には有限の乖離があることは上記議論で明白である。よって、ｈ0＝０ｍｍもＤＥＩの対象となる。ＣＲＬＨ線路に対する撮像結果について、ｈb＝０．２５ｍｍのＤＥＩを適用したところ、明らかな空間分解能の改善が見られた（図７（ｄ））。０．３８ｍｍ間隔で並ぶ櫛の歯電極の各々からの電界が鮮明に分離されている。
この様に、上記の表面には、配線層面や電極面あるいは、それらの面を覆う誘電体層がある場合には、その誘電体層の表面を充てることができる。
【００５０】
回路表面に有限高さの部品が実装されていたり、電極が埋没していたりする場合に対しても、高精細電界映像が実時間で取得でき、電界イメージング技術の適用対象が格段と広域化することは明らかである。本発明により、従来は困難だった部品実装済み回路、三次元回路、超微細回路などの信号の高精細撮像が侵襲性を極力抑圧した形で可能となり、その瞬時化も可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
高速通信機器やネットワーク、制御回路（自動車、産業機械など）、およびそれらに用いられるコンポーネント等に本発明を適用した場合、その動作や故障、ＥＭＩなどの解析診断に必要とされる時間が大幅に短縮され、コストと性能面での競争力が上昇することが見込まれる。
【００５２】
また、高周波電界分布の時間的変化として表示する際に用いる動画は、順次変化する静止画を順次表示することで動画とする通常の動画と同様にして表示することができる。つまり、高周波電界分布についても、順次変化する画像化された高周波電界分布を順次表示することで、その動画表示を行うことは容易である。
【符号の説明】
【００５３】
１  被測定物
２  電界センサー
２ａ  サファイア層
２ｂ  電気光学結晶板
２ｃ  水晶層
２ｄ  ポリアセタール製ホルダー
２ｅ  ポリイミドテープ
３  ダイクロイックミラー
４  光源
５  ＣＣＤカメラ
６ａ、６ｂ  偏光調整器
７  偏光分岐器
８  集光レンズ
９  ビームエキスパンダー
１０  レーザー光源
１１  集光レンズ
１２  イメージセンサ
１３  コンピュータ
１４  局部発振器
１５  高周波発振器
１６  アンプ
２０  誘電体
２１  マイクロストリップ線路
２２  電気光学結晶板
３１  電界センサー＋センサー信号処理部
３２  Ｅｚイメージ
３３  窓関数Ｗ１
３４  フーリエ変換
３５  （未記入）
３６  ｂ関数
３７  フーリエ空間
３８  フーリエ空間でのＢによる除算
３９  窓関数Ｗ２
４０  フーリエ逆変換
４１  ＤＥＩ像
４２  表示装置
５１  高周波回路
５２  電界センサー
５３  センサー信号処理部
５４  画像信号処理系
５５  表示手段
【図１】
0006618694.tif 000007
【図２】
0006618694.tif 000008
【図３】
0006618694.tif 000009
【図４】
0006618694.tif 000010
【図５】
0006618694.tif 000011
【図６】
0006618694.tif 000012
【図７】
0006618694.tif 000013