(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁波検出器の周波数応答特性を考慮して、電磁波検出部と試料に対して最適ないし好適な条件で、試料の複数部位の状態を表す信号を検出することができる検出装置及び方法の提供。【解決手段】検出装置は、電磁波発生部1、電磁波2と試料4を相対的に走査する走査部13、電磁波強度変調部3、電磁波検出部5、信号処理部6、信号処理部6で生成された信号の特性を検出する信号特性検出部9、格納手段、パラメタ決定部10、制御部12を有する。格納手段は、信号特性から試料の検出態様に係る検出パラメタを決定する為の電磁波検出部5の周波数応答特性を反映した表を記載したルックアップテーブル11を格納する。パラメタ決定部10は、ルックアップテーブルを参照して信号特性から検出パラメタを決定し、制御部12は、パラメタ決定部10での決定に基づいて検出パラメタを調整する。信号処理部6からの信号を用いて試料4のイメージが作成できる。【選択図】図１
2008107120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
30GHz乃至30THzのうちの少なくとも一部の帯域を有する電磁波を試料に照射して試料の複数部位の状態を検出するための検出装置であって、
前記電磁波と試料を相対的に走査する走査部と、
前記電磁波の強度を変調するための電磁波強度変調部と、
試料からの前記電磁波を検出するための電磁波検出部と、
電磁波検出部で検出された信号から試料の複数部位の状態を表す信号を生成する信号処理部と、
信号処理部で生成された前記試料の複数部位の状態を表す信号の特性を検出する信号特性検出部と、
前記信号特性から試料の検出態様に係る検出パラメタを決定するための電磁波検出部の周波数応答特性を反映した表を記載したルックアップテーブルを格納するための格納手段と、
前記ルックアップテーブルを参照して前記信号特性から前記検出パラメタを決定するパラメタ決定部と、
パラメタ決定部での決定に基づいて前記検出パラメタを調整する制御部と、
を有することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記信号特性は、前記信号処理部で生成された信号の信号変化率ないし差分値、信号強度の大きさ、または周波数スペクトルであることを特徴とする請求項1に記載の検出装置。
【請求項３】
前記検出パラメタは、電磁波走査部の走査速度、信号処理部の時定数、及び電磁波強度変調部の電磁波強度変調周波数のうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項1または2に記載の検出装置。
【請求項４】
前記信号処理部からの信号を用いて試料のイメージを作成するイメージ作成部を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の検出装置。
【請求項５】
30GHz乃至30THzのうちの少なくとも一部の帯域を有する電磁波を試料に照射して試料の複数部位の状態を検出するための検出方法であって、
前記電磁波と試料を相対的に走査する走査ステップと、
前記電磁波の強度を変調する電磁波強度変調ステップと、
試料からの前記電磁波を検出する電磁波検出ステップと、
前記電磁波検出ステップで検出された信号から試料の複数部位の状態を表す信号を生成する信号処理ステップと、
前記信号処理ステップで生成された前記試料の複数部位の状態を表す信号の特性を検出する信号特性検出ステップと、
前記信号特性から試料の検出態様に係る検出パラメタを決定するための前記電磁波検出ステップで使用する電磁波検出器の周波数応答特性を反映した表を記載したルックアップテーブルを参照して、前記信号特性から前記検出パラメタを決定する検出パラメタ決定ステップと、
前記パラメタ決定ステップの決定に基づいて前記検出パラメタを調整する制御ステップと、
を有することを特徴とする検出方法。
【請求項６】
前記ルックアップテーブルを作成するルックアップテーブル作成ステップを有することを特徴とする請求項5に記載の検出方法。
【請求項７】
前記ルックアップテーブル作成ステップでは、前記試料の複数部位の状態を表す信号に含まれる周波数成分に対してＳＮ比が一定値以上になるように、前記電磁波検出ステップで使用する電磁波検出器の周波数応答特性を反映させて前記ルックアップテーブルを作成することを特徴とする請求項6に記載の検出方法。
【請求項８】
前記信号処理ステップで生成された信号を用いて試料のイメージを作成するイメージ作成ステップを有することを特徴とする請求項5乃至7の何れか1項に記載の検出方法。
【請求項９】
前記イメージ作成ステップを実行する前に、前記走査ステップと、前記強度変調ステップと、前記電磁波検出ステップと、前記信号処理ステップと、前記信号特性検出ステップと、前記検出パラメタ決定ステップを実行することで、前記試料の複数部位における前記信号特性を検出し、前記ルックアップテーブルを参照して前記信号特性から前記試料の複数部位における前記検出パラメタを決定し、
その後に、各走査位置において前記制御ステップを実行しつつ前記イメージ作成ステップを実行することを特徴とする請求項8に記載の検出方法。
【請求項１０】
前記走査ステップと、前記強度変調ステップと、前記電磁波検出ステップと、前記信号処理ステップと、前記信号特性検出ステップと、前記検出パラメタ決定ステップを実行するときに、
各走査位置において前記制御ステップを実行しつつ前記イメージ作成ステップを実行することを特徴とする請求項8に記載の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリ波からテラヘルツ波領域（30GHz乃至30THz）の高周波電磁波を用いて物体（試料）の性状や形状を観察するイメージング装置及び方法などの検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ミリ波からテラヘルツ（THz）波にかけた電磁波（30GHz乃至30THzのうちの任意の帯域を有する電磁波；以後単にテラヘルツ（THz）波ともいう）を用いた非破壊なセンシング技術が開発されてきている。この周波数帯の電磁波の応用分野として、X線に代わる安全な透視検査装置としてイメージングを行なう技術、物質内部の吸収スペクトルや複素誘電率を求めて結合状態などの物性を調べる分光技術がある。また、生体分子の解析技術、キャリア濃度や移動度を評価する技術などが開発されている。
【０００３】
こうした状況において、THz波を試料に照射し、試料若しくはTHz波を2次元走査することでTHz2次元イメージングを行なう方法が開示されている（特許文献1参照）。
【０００４】
また、入力画像のＳＮ比の向上を実現させるために、入力画像の特性（信号の差分など）に応じて走査速度、信号積算回数を測定中に変化させるようにした図9に示す様な装置が開示されている（特許文献2参照）。この装置では、例えば、信号の差分値が大きい場合には、信号変化が激しい文字情報や画像情報が入力されている場所であると判断し、走査速度を遅くし且つ信号積算回数を大きくすることで入力画像のＳＮ比の向上を実現している。
【特許文献１】特開平08-320254号公報
【特許文献２】特開平06-152884号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献1に開示されている方法では、測定中に電磁波の走査速度を変化させることを考慮していない。走査速度が速いほど画像取得時間を短くできるが、エッジ部など画像の変化が急峻な場所では走査速度を遅くしなければ電磁波検出器の周波数応答帯域を越えてしまい、十分な品質の画像を得られない。従って、試料全体で所望の画質を得るためには、エッジ部に合わせて、全体に亘る走査速度を遅い速度に固定する必要がある。そのため、画像取得時間が長くなりがちである。また、画像の急峻さが全く不明である場合でも測定前に走査速度を設定する必要があるので、画像のエッジ部が不十分な画質になってしまう可能性がある。
【０００６】
他方、特許文献2に開示されている方法では、検出器の周波数応答特性が考慮されていない。そのため、応答帯域が狭い検出器を使用する場合に、その帯域を無視して走査速度を大きくしてしまうと、必要な画質が得られないことになる。特に、THz波領域では、帯域が比較的狭い検出器が用いられることが多いため、高画質と短時間イメージングの両立が容易ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑み、テラヘルツ波を試料に照射して試料の複数部位の状態を検出するための本発明の検出装置は、走査部、電磁波強度変調部、電磁波検出部、信号処理部、信号特性検出部、格納手段、パラメタ決定部、制御部を有する。走査部は、前記電磁波と試料を相対的に走査する。電磁波強度変調部は、前記電磁波の強度を変調する。電磁波検出部は、試料からの前記電磁波を検出する。信号処理部は、電磁波検出部で検出された信号から試料の複数部位の状態を表す信号を生成する。信号特性検出部は、信号処理部で生成された前記試料の複数部位の状態を表す信号の特性を検出する。格納手段は、前記信号特性から試料の検出態様に係る検出パラメタを決定するための電磁波検出部の周波数応答特性を反映した表を記載したルックアップテーブルを格納する。パラメタ決定部は、前記ルックアップテーブルを参照して前記信号特性から前記検出パラメタを決定する。制御部は、パラメタ決定部での決定に基づいて前記検出パラメタを調整する。本検出装置は、前記信号処理部からの信号を用いて試料の同定、物性解析などを行うこともできるが、試料のイメージを作成するイメージ作成部を更に加えて、イメージング装置として構成することもできる。
【０００８】
上記信号特性としては、電磁波検出部の信号検出性能（ＳＮ比、解像度など）に影響を及ぼす信号の要素であれば、どの様なものを選んでもよい。また、検出パラメタとしては、或る周波数応答特性を持つ電磁波検出部で検出される信号の特性に影響するファクタであればどの様なものを選んでもよい。
【０００９】
また、上記課題に鑑み、テラヘルツ波を試料に照射して試料の複数部位の状態を検出するための本発明の検出方法は、走査ステップ、電磁波強度変調ステップ、電磁波検出ステップ、信号処理ステップ、信号特性検出ステップ、検出パラメタ決定ステップ、制御ステップを含む。走査ステップでは、前記電磁波と試料を相対的に走査する。電磁波強度変調ステップでは、前記電磁波の強度を変調する。電磁波検出ステップでは、試料からの前記電磁波を検出する。信号処理ステップでは、前記電磁波検出ステップで検出された信号から試料の複数部位の状態を表す信号を生成する。信号特性検出ステップでは、前記信号処理ステップで生成された試料の複数部位の状態を表す信号の特性を検出する。検出パラメタ決定ステップでは、信号特性から試料の検出態様に係る検出パラメタを決定するための電磁波検出器の周波数応答特性を反映した表を記載したルックアップテーブルを参照して、前記信号特性から前記検出パラメタを決定する。制御ステップでは、前記パラメタ決定ステップの決定に基づいて前記検出パラメタを調整する。
【００１０】
本検出方法は、前記ルックアップテーブルを作成するステップを更に含むこともできる。ルックアップテーブル作成ステップでは、例えば、試料の複数部位の状態を表す信号に含まれる周波数成分に対してＳＮ比が一定値以上になるように、電磁波検出ステップで使用する電磁波検出器の周波数応答特性を反映させてルックアップテーブルを作成する。更に、信号処理ステップで生成された信号を用いて試料のイメージを作成するイメージ作成ステップを含むこともできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の検出装置及び方法によれば、電磁波検出部の周波数応答特性を反映したルックアップテーブルを用いるので、電磁波検出部と試料に対して最適ないし好適な条件で、試料の複数部位の状態を表す信号を検出することができる。また、信号処理部からの信号を用いて試料のイメージを作成することで、比較的高い画質と高速性を両立したTHz波イメージングが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図1を参照しながら、本発明の検出装置ないし方法が適用されたイメージング方式の一実施形態を説明する。図1において、1は電磁波発生部であり、量子カスケードレーザ、共鳴トンネルダイオード、ガンダイオード、或いはこれらの1つに高調波発生手段を取り付けたものなどが用いられる。大型になれば、後進行波管や非線形結晶素子を用いたパラメトリック発生器などを用いてもよい。また、フェムト秒レーザを光伝導素子に照射して発生させる電磁波発生方式を採用してもよい。電磁波2は、パルス波でも連続波でもよい。
【００１３】
電磁波発生部1から出射した電磁波2は、電磁波強度変調部3による強度変調を受けた後、試料4に照射される。ここで、電磁波強度変調部3としては、例えば、チョッパーを使用できる。注入電流の注入量を変化させることなどで、電磁波発生部1の出力を直接変調して機械的なノイズを回避したり、変調周波数を高速に変化できるようにしたりしてもよい。チョッパーを使用した場合は、電磁波強度変調周波数はチョッピング周波数と呼称される。
【００１４】
電磁波2と試料4は、走査部13により光軸と角度を成す面内（典型的には、垂直面内）で2次元走査される。走査部13としては、例えば、試料4を可動に支持するステージを用いることができる。代わりに、試料4を固定しておいて電磁波2を走査してもよい。電磁波2の走査を行なう手段としては、例えば、電磁波2を受けて偏向するガルバノミラー、ポリゴンミラー等を用いることができる。
【００１５】
図2のように、電磁波2と試料4をラスタースキャンすることで、試料4の2次元イメージを取得することができる。もちろん、ベクタースキャン、回転スキャン等を行なってもよい。
【００１６】
試料4を透過した電磁波2は、電磁波検出部5によって検出する。電磁波検出部5としては、例えば、DLATGS(Deuterated
L-Alanine doped TriGlycene Sulphate)検出器、ゴーレイセル、ボロメータ等を用いることができる。これらの検出器を用いる場合には、一般に、チョッパーで電磁波強度を変調させて同期検波することが、検出信号のＳＮ比向上の常套手段として用いられる。こうした電磁波検出部は、電磁波と試料を相対的に走査した場合に得られる信号の周波数成分と比較して周波数応答帯域が狭い検出器であることが許容される。
【００１７】
電磁波検出部5から出力される検出信号SDは、試料4の透過率分布、試料4による電磁波の位相変化の分布などの情報を電磁波強度変調部3により変調したものである。この検出信号SDを、電磁波強度変調周波数と同期した信号処理を行う信号処理部6により処理することで、試料4の透過率、試料4による位相変化などに対応する信号SLを生成できる。信号処理部6としては、例えば、ロックインアンプ、フィルターなどを使用できる。
【００１８】
信号SLは、信号処理部6からの信号を用いて試料4のイメージを作成するイメージ作成部であるPC（パーソナルコンピュータ）7に送られ、各走査位置に対応して試料4の透過率などの信号SLをプロットして試料4の2次元イメージがディスプレイ8に表示される。これと同時に、信号SLは信号特性検出部9にも送られ、各走査箇所での信号SLの信号特性αが検出される。信号特性検出部9としては、例えば、アナログ回路、またはAD（アナログ−デジタル）変換後にデジタル処理する回路を用いることができる。アナログ回路を用いる場合は、AD変換せずアナログ信号のまま扱えるので、量子化誤差の影響を除去できる。信号特性αとしては、例えば、信号変化率（信号がアナログ的な場合）ないし差分値（信号がデジタル的な場合）、信号強度の大きさ（最大振幅と最小振幅の差）、周波数スペクトルなどを使用できる。信号変化率は、例えば、微分回路を用いることで検出可能である。電磁波検出部の信号検出性能に影響を及ぼす信号の要素である周波数スペクトルは、例えば、電磁波検出部のカットオフ周波数と比較されるものである。
【００１９】
上記説明では電磁波検出部5は試料4の透過電磁波を検出するとしたが、反射電磁波を検出してイメージングする構成にしてもよい。
【００２０】
パラメタ決定部10では、格納手段に格納されたルックアップテーブル11を参照して、試料の複数部位の状態を表す信号の特性である上記信号特性αから、試料4の検出態様に係る検出ないし走査パラメタを決定する。ここでは、例えば、検出部5が十分なＳＮ比で検出できるという観点から基準となる信号特性を決め、テーブル11中の或る検出パラメタによる動作の下で検出した信号特性がこの基準信号特性に近ければこの検出パラメタに決めるといった方法で検出パラメタを決定する。この十分なＳＮ比は、検出精度に対する要求により変わるものである。検出パラメタとしては、或る周波数応答特性を持つ検出部5で検出される信号の特性（ＳＮ、解像度など）に影響するファクタであればどの様なものを選んでもよい。検出パラメタとしては、例えば、電磁波強度変調部3の電磁波強度変調周波数、走査部13の走査速度、信号処理部6の時定数などのうちの少なくとも1つが使用できる。以上のことを考慮して、ルックアップテーブル11は、例えば、試料4の複数部位の状態を表す信号に含まれる周波数成分に対してＳＮ比が一定値以上になるように、電磁波検出部5の周波数応答特性を反映させて作成される。
【００２１】
検出パラメタを調整しつつ走査・検出動作を行なう場合には、制御部12は、パラメタ決定部10で決定された検出パラメタを電磁波強度変調部3、走査部13、信号処理部6に送信し、電磁波強度変調周波数、走査速度、時定数を調整する。そして、調整された検出パラメタの下で次の走査・検出動作が行われる。プレスキャンを行った後で、走査・検出動作を行う場合は、各走査位置に対応して決定された検出パラメタをプレスキャンにおいて記憶しておく。そして、プレスキャンに続く走査・検出動作において、制御部12は、記憶された検出パラメタを各走査位置で各部に送信して電磁波強度変調周波数、走査速度、時定数を調整する。調整する検出パラメタとしては、これら全てを選ばなくてもよい。これらのうちの1つか2つを、調整する検出パラメタとして選ぶことも可能である。この場合、他のパラメタは適切な値に固定しておくことになる。
【００２２】
次に図3を参照して、ルックアップテーブル11を生成するためのフローチャートの一例について説明する。ルックアップテーブルを作成するルックアップテーブル作成機能は、図1に示す装置に備えさせることもできる。
【００２３】
まず、ユーザーが、検出したい構造の大きさ以下になるように画素サイズbを設定する（S201）。例えば、試料4中の或る大きさの瑕を検出したい場合は、その瑕の大きさ以下に画素サイズを設定する。
【００２４】
次に、或る周波数応答特性を持つ検出部5が、要求される精度で、この画素サイズbに相当する周波数を持つ信号を測定できるように検出パラメタを決めてゆく。すなわち、ユーザーの必要とする画質から、ＳＮ比の下限値を設定する（S202）。そして、時定数τのパラメタ値を複数選ぶ（S203）。時定数τが連続的に可変である場合も同様に複数選択する。更に、最低値の時定数τを選択する（S204）。以降ではまず、この時定数τに対して、走査速度v、電磁波強度変調周波数fCを決定する。
【００２５】
また、走査速度vをv=b/τにより決定する（S205）。これは、1画素の測定時間がτとなることに相当する。
【００２６】
次に、信号周波数fα=1/τについて、ＳＮ比の電磁波強度変調周波数依存性のグラフを作成する（S206）。図4(a)は、THz領域で使用される代表的な検出器の例として焦電検出型のDLATGS検出器の周波数応答特性を示している。DLATGS検出器はDC成分に感度がなく、さらに周波数応答帯域が狭いため、図4(a)の様な山なりの曲線となっている。これは、試料を置かない状態で、強度変調された電磁波を検出部で検出し、信号処理部で処理して得られる信号の強度を見ることで得られる。
【００２７】
図4(b)は、この検出器を使用して、信号処理部6により処理された信号SLのＳＮ比の電磁波強度変調周波数fc依存性を、現在選択している時定数τに対して測定したものである。このＳＮ比は、発生部1から電磁波を発生しているときと発生していないときに信号処理部6で夫々得られる信号SLの比を測定することで得ることができる。ここで、グラフを測定するにあたり、信号SLの周波数fαはfα=1/τとなるように選択している。これは、画素サイズbで変化する信号の周波数に対応している（fα=v/b=1/τ）。
【００２８】
続いて、現在選択している時定数τのグラフから、ＳＮ比が最大となる電磁波強度変調周波数を検出し、fCとする（S207）。電磁波強度変調周波数fCにおけるＳＮ比が、S202で設定した下限値以上であるかどうかを判定し、YesならS209へ、NoならS210へ進む（S208）。
【００２９】
S209では、S204またはS211で選択した時定数τ、S205で選択した走査速度v、S207で選択した電磁波強度変調周波数fCをルックアップテーブルに記載する（S209）。S210では、S203で選択した時定数τの最大値に達したかを判定し、Yesならルックアップテーブルの作成を終了し、NoならS211へ進む（S210）。S211では、時定数τを一段階大きい値に変更する（S211）。
【００３０】
以上の様な手順により、次の様なルックアップテーブルを作成できる。すなわち、このテーブルは電磁波検出部6の周波数応答特性を反映しており、試料4の透過率などに対応する信号SLに含まれる周波数成分に対してＳＮ比が一定値以上になる様に、信号特性αから走査速度v・電磁波強度変調周波数fc・時定数τを決定する。
【００３１】
図6に、イメージング時にルックアップテーブルを参照し、信号特性αに応じて走査速度v・電磁波強度変調周波数fc・時定数τを決定するフローチャートを示す。ここで信号特性αは信号帯域fαに対応する。
【００３２】
まず、最も走査速度vの遅い検出パラメタの組に設定し、測定を開始する（S501）。次に、試料4の透過率などに対応する信号SLを検出する（S502）。この信号SLを試料4の透過率などの分布としてディスプレイに表示する（S503）。これと共に、信号SLの信号特性αを検出する（S504）。
【００３３】
ここで、信号特性αを基準信号特性α’と比較する（S505）。このとき、測定された信号特性αが基準信号特性α’を中心とする或る基準範囲内に収まっていればS508に進むが、基準範囲より小さい場合はS506が、基準範囲より大きい場合はS507が実行される。
【００３４】
S506では、検出速度を上げる余裕があるので、ルックアップテーブルに従って、走査速度vを大きく、時定数τを小さく、電磁波強度変調周波数fcを大きくする。S507では、検出速度を下げる必要があるので、ルックアップテーブルに従って、走査速度vを小さく、時定数τを大きく、電磁波強度変調周波数fcを小さくする。S508では、次の測定点に移動する。
【００３５】
次に、試料全体を測定したか否かを判定し、Yesなら測定を終了し、NoならS502へ進む（S509）。以上は、検出パラメタを決定・調整しつつステップバイステップで電磁波を検出してイメージングを実行していく例の説明である。すなわち、この場合は、走査ステップと、強度変調ステップと、電磁波検出ステップと、信号処理ステップと、信号特性検出ステップと、検出パラメタ決定ステップを実行するときに、各走査位置において制御ステップを実行しつつイメージ作成ステップを実行する。これに対して、イメージ作成ステップを実行する前に、上記走査等のステップを実行することで、試料の複数部位における信号特性を検出し、ルックアップテーブルを参照して信号特性から試料の複数部位における検出パラメタを決定する方法もある。この場合は、その後に、各走査位置において制御ステップを実行しつつイメージ作成ステップを実行する（後述の実施例3参照）。
【００３６】
図7は、上記実施形態の方法でイメージングを行なう場合の一例を説明する図である。(a)は、試料としては紙箱の中に入れられたプラスチック製人形を使用し、電磁波と試料をラスタースキャンし画像を取得した例を示す。グラフはa-a’をスキャンした場合の例を示している。(b)に示す様に、試料の透過率の空間変化率は、A、C領域では小さく、B領域では大きい。従って、A-B境界では、走査速度を遅く（(c)参照）、電磁波強度変調周波数を小さく（(f)参照）、時定数を大きくする（(d)参照）ように調整される。また、B-C境界では、走査速度を速く、電磁波強度変調周波数を大きく、時定数を小さくするように調整される。この様な検出動作により、画面全体に渡って一定値以上の画質を維持しつつ（信号特性が一定に保たれる様子を示す(e)参照）、短時間イメージングできるようになっている。
【００３７】
上記実施形態において、次の様にすることができる。信号の変化率などを利用して、次に測定する信号特性を予測してもよい。この場合、信号特性の検出に対する検出パラメタの調整・制御の遅れを軽減でき、より高画質な画像が得られる。
【００３８】
また、走査速度vや時定数τなどを連続的に変化できる様な構成にすることで、不連続な変化に伴う制御の遅れやスイッチングノイズを除去することも可能である。また、検出パラメタの変更判定にヒステリシスを持たせることで、ノイズに起因する頻繁な検出パラメタの変更を抑止することもできる。
【００３９】
また、以上の説明ではスポットビーム形状の電磁波の場合を示したが、ラインビーム、エリアビームなどを使用してもよい。ラインビームの場合、ラインセンサの検出素子個々における信号特性の平均値若しくは最大値を、検出パラメタを決定するための信号特性αとして用いることができる。エリアビームの場合は、一回の照射で得られる画像の空間周波数スペクトルを信号特性αとして用いることができる。
【実施例】
【００４０】
以下に、図に沿って、より具体的な実施例を説明する。
【００４１】
（実施例1）
本発明による第1の実施例は、検出器の周波数応答特性に基づいてルックアップテーブルを生成する例に係るものである。
【００４２】
本実施例では、図1における電磁波検出部5としてDLATGS検出器を使用し、電磁波強度変調部3としてチョッパーを使用し、信号処理部6としてロックインアンプを使用し、信号特性αとして信号変化率を使用する。
【００４３】
図3を参照して、ルックアップテーブルの作成方法について説明する。まず、S201乃至S203において、画素サイズb=1mm、ＳＮ比の下限値=20、複数の時定数τを3ms,10ms,30msと設定する。次に、最低値のτであるτ=3msを選択する（S204）。また、走査速度をv=b/τ=333mm/sと決定する（S205）。
【００４４】
続いて、信号周波数fα=1/τ=333Hzに対して、ＳＮ比のチョッピング周波数依存性を図4(b)の様に測定する（S206）。そのグラフで、ＳＮ比が最大となるチョッピング周波数を検出し、fC=1000Hzとする（S207）。次に、チョッピング周波数fCのＳＮ比が下限値20以上か判定する（S208）。ここで、fCのＳＮ比が30であるので、S209に進み、時定数τ=3ms、走査速度v=333mm/s、チョッピング周波数fC=1000Hzをルックアップテーブルに記載する。
【００４５】
S205乃至S209までを、最大の時定数（τ=30ms）に達するまで続ける（S210、S211）。以上の様な手順により、図5に示す様なルックアップテーブルが得られる。
【００４６】
こうして得られるルックアップテーブルは、検出部5の検出器の周波数応答特性の違いによって異なる。従って、複数のルックアップテーブルを検出器ごとに作成し、イメージングに使用する検出器の種類を変更するときにはルックアップテーブルも同時に変更することで、検出器の種類の違いによる画質のばらつきを低減することができる。また、検出器ごとにルックアップテーブルを作成することで、検出器の個体差による画質のばらつきを低減することが可能となる。
【００４７】
（実施例2）
次に実施例2を説明する。本発明による第2の実施例は、図3に示した様なフローチャートを自動で実行し、使用する検出器に応じた最適なルックアップテーブルを自動生成する例に係るものである。
【００４８】
本実施例でも、図1における電磁波検出部5としてDLATGS検出器、電磁波強度変調部3としてチョッパー、信号処理部6としてロックインアンプ、信号特性αとして信号変化率を使用する。
【００４９】
図3を参照して、ルックアップテーブルの自動生成について説明する。S201乃至S203まではオペレーターが入力し、画素サイズb=1mm、ＳＮ比の下限値=20、複数の時定数τを3
ms,10 ms,30msと設定する。S204以降の手順は、こうした手順を実行するプログラムを備える図1に示す如きイメージング装置が自動で実行し、図5に示す様なルックアップテーブルを作成する。
【００５０】
この様なルックアップテーブル自動生成機能を利用することで、装置出荷後にユーザー側でルックアップテーブルを自動生成することも可能となり、検出部5の検出器の変更や必要な画質の変化に柔軟に対応できる。
【００５１】
（実施例3）
次に実施例3を説明する。本発明による第3の実施例は、イメージングを行なう前に、プレスキャンを実行して信号特性を取得し、ルックアップテーブルを参照して信号特性から試料上の各走査位置における検出パラメタを決定し、その後で、イメージングを行なうものである。プレスキャン画像は低画質でもよいので高速に読み込むことが可能である。
【００５２】
本実施例におけるプレスキャンを含む測定手順について、図8を参照しながら説明する。最初にプレスキャンを行なう。まず、検出パラメタの組を、走査速度が最も大きい図5の（1）に設定する（S701）。これは、低画質のプレスキャン画像を短時間で取得するためであり、走査速度はプレスキャン中一定である。次に、以下のステップを実行する。信号SLを検出する（S702）。信号特性αを検出する（S703）。信号特性αから、ルックアップテーブルを参照して、検出パラメタを決定する（S704）。試料上の位置と検出パラメタをテーブルに記憶する（S705）。
【００５３】
続いて、次の測定点に移動する（S706）。そして、試料全体のスキャンを終了したか判定する（S707）。プレスキャンが終了した時点で、試料上の位置と検出パラメタを対応させるテーブルができている。これは格納手段に格納される。
【００５４】
次に、イメージングを開始する。これは、次の様に行われる。まず、試料上の位置を検出する（S708）。テーブルを参照して、試料上の位置から検出パラメタを決定する（S709）。制御部12により検出パラメタを調整・制御する（S710）。走査を実行して信号SLを検出する（S711）。信号SLを試料の透過率分布として、ディスプレイに表示する（S712）。続いて、次の測定点に移動する（S713）。試料全体のスキャンを終了したか判定する（S714）。
【００５５】
以上の様な手順により、イメージングを行なうことができる。本実施例では、プレスキャン時に信号特性を取得して予め検出パラメタを決定することで、イメージング時における信号特性検出と検出パラメタ調整ないし変更の間に生じるタイミングのずれを解消でき、高画質な画像を得ることができる。また、イメージング中に信号特性検出と検出パラメタ決定の処理をしなくてもよいので、信号処理系のコストを抑えることができ、比較的安価なシステムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による実施形態及び実施例のイメージング装置を示す構成図である。
【図２】本発明によるイメージング装置のスキャン方法の例を示す図である。
【図３】本発明によるルックアップテーブルの作成手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】検出器の検出感度及びＳＮ比のチョッピング周波数に対する変化の例を示すグラフである。
【図５】ルックアップテーブルの例を示す図である。
【図６】本発明によるイメージングの手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明によるイメージングに伴う検出パラメタ及び信号特性の変化の例を示す図である。
【図８】本発明の第3の実施例によるイメージングの手順を示すフローチャートである
【図９】従来例によるイメージング装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
1・・電磁波発生部
2・・電磁波
3・・電磁波強度変調部
4・・試料
5・・電磁波検出部
6・・信号処理部
7・・イメージ作成部（PC）
8・・ディスプレイ
9・・信号特性検出部
10・・パラメタ決定部
11・・格納手段に格納されたルックアップテーブル
12・・制御部
13・・走査部
【図１】
2008107120.tif 000003
【図２】
2008107120.tif 000004
【図３】
2008107120.tif 000005
【図４】
2008107120.tif 000006
【図５】
2008107120.tif 000007
【図６】
2008107120.tif 000008
【図７】
2008107120.tif 000009
【図８】
2008107120.tif 000010
【図９】
2008107120.tif 000011