(57)【要約】【課題】良好な雑音特性を持った電磁波イメージング装置を提供する。【解決手段】レーザ源１からのレーザ光をポンプ光３とプローブ光４とに分岐させるビームスプリッタ２と、ポンプ光３を照射され電磁波６を放射する光導電性スイッチ５と、電磁波６の放射を断続させる断続手段１８と、被測定物８を透過した電磁波６に応じて生じる結晶内電場によってプローブ光４の電場分布を変調する電界変調素子１１と、電磁波６の有無にそれぞれ対応して電界変調素子１１によって変調されたプローブ光４を撮像する固体撮像素子１９とを備え、固体撮像素子１９は、電磁波６が遮断されている期間に撮像されたイメージから得られるノイズデータを記憶する記憶部と、前記電磁波が照射されている期間に撮像されたイメージを表す信号データから前記記憶部に記憶されているノイズデータを減じて増幅する増幅部と内蔵している。【選択図】図１
2007292600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生するレーザ源と、
前記レーザ光をポンプ光とプローブ光とに分岐させる第１のビームスプリッタと、
前記ポンプ光が照射されると電磁波を放射する光導電性スイッチと、
前記電磁波を断続させる断続手段と、
前記断続手段によって断続されかつ被測定物を透過することによって伝播方向に垂直な面内で前記被測定物に依存する電場分布が与えられた前記電磁波と、前記プローブ光とを重畳させる第２のビームスプリッタと、
前記重畳した電磁波とプローブ光とが照射されると、前記電磁波によって生じた結晶内電場に応じて前記プローブ光の電場分布を変調する電界変調素子と、
前記電磁波が遮断されている期間、及び照射されている期間に、それぞれ前記電界変調素子によって変調されたプローブ光から画像を得る固体撮像素子とを備え、
前記固体撮像素子は、
前記電磁波が遮断されている期間に得られた一つ以上の画像に基づくノイズデータを記憶する記憶部と、
前記電磁波が照射されている期間に得られた画像を表す信号データから前記記憶部に記憶されているノイズデータを減じて増幅する増幅部とを内蔵する
ことを特徴とする電磁波イメージング装置。
【請求項２】
前記レーザ源は、パルス幅が１０ｆｓから１０ｐｓの範囲のパルスレーザを発生し、
前記光導電性スイッチは、周波数が０．１ＴＨｚから１００ＴＨｚの帯域にある電磁波を放射する
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁波イメージング装置。
【請求項３】
前記記憶部は、前記固体撮像素子の画素数と同数のセルを行列に配したメモリアレイである
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁波イメージング装置。
【請求項４】
前記記憶部は、前記固体撮像素子の画素数と同数の記憶段を有する遅延回路である
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁波イメージング装置。
【請求項５】
前記固体撮像素子は、さらに、
前記電磁波が遮断されている期間に新たに撮像されたイメージを表すデータと、前記記憶部に記憶されているノイズデータとから、ノイズデータの加重移動平均値を求める演算部を有し、
前記記憶部は、前記演算部によって求められた加重移動平均値をノイズデータとして記憶する
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁波イメージング装置。
【請求項６】
さらに、前記ポンプ光の光路長と前記電磁波の光路長との合計が、前記プローブ光の光路長と等しくなるように、前記ポンプ光の光路及び前記プローブ光の光路の少なくとも一方に光学遅延が挿入されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁波イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セキュリティ検査用途、医療検査用途、食品分析用途等を目的として、周波数が０．１から１００ＴＨｚの範囲にあるＴＨｚ帯電磁波発信受信装置の需要が高まりつつあり、活発な開発が進められている（例えば、非特許文献１、２、及び特許文献１、２を参照）。
【０００３】
これらの技術においては、パルス幅１ピコ秒以下の超短パルスレーザによって励起対象を該短パルスレーザのパルス幅程度の緩和時間を有する励起状態に励起し、この間に発生する電界変化をＴＨｚ電磁波として取り出す。このようにして発生させたＴＨｚ帯電磁波は、前記超短レーザパルスから得られるプローブ光と同時に、光伝導性アンテナあるいは非線形光学結晶に照射することによって、各々光電変換あるいは波長変換後に光電変換することによって受信される（例えば、非特許文献２を参照）。
【０００４】
ＴＨｚ帯電磁波はこれよりも波長の短い赤外光、可視光、紫外光、Ｘ線あるいは波長の長いミリ波、マイクロ波と異なり、紙、プラスチックなどを透過する一方、水分、薬物に対しては特徴ある吸収特性を示すため、ＴＨｚ帯電磁波を用いた検査装置によれば、他の電磁波を用いた検査装置では得ることのできない透視検査が可能となる（例えば、非特許文献２）。
【０００５】
このような透視検査装置の一例として、上記に説明したように発生したＴＨｚ帯電磁波を集光し、集光点に被透視対象物を設置し、透過ＴＨｚ帯電磁波を上記光導電性スイッチ、あるいは非線形光学結晶を用いた光電変換装置に再集光することによって受光し、対象物を空間面内で移動させ、前記受光信号を変調することにより対象物の２次元的なイメージを得るものが周知となっている（例えば、特許文献３、非特許文献３を参照）。
【０００６】
しかし、この方法では対象物を空間内で移動させるための移動ステージが必要で装置が大掛かりになるだけでなく、測定点数が非常に多くなり、一画面のイメージを得るために非常に長い時間（数時間程度の場合もある）を要する。従って、この方法は、空港などリアルタイムでの検査を要求される現場での実用には適さない。
【０００７】
この方式の欠点を補う方式として図７に示すようなＴＨｚ帯電磁波の２次元の透過イメージングをほぼリアルタイムで実現するシステムが開発されている（例えば、非特許文献４を参照）。以下、この従来の技術によるイメージングの原理を説明する。
【０００８】
図７において、超短パルスレーザ源１より発生させたパルス幅１ｐｓ以下の超短レーザパルスをビームスプリッタ２によってポンプ光３とプローブ光４に分岐する。
【０００９】
ポンプ光３は低温成長したＧａＡｓを活性層とする光導電性スイッチ５に照射され、ポンプ光光軸方向に伝播するＴＨｚ電磁波６を発生する。このＴＨｚ帯電磁波をシクロオレフィンで構成されたレンズ７によってコリメートし、被測定対象物以上の空間的広がりを与える。被測定物をこのコリメートされたＴＨｚ帯電磁波光路に設置すれば、被測定物のＴＨｚ電磁波帯における複素誘電率に対応して、透過ＴＨｚ帯電磁波の強度と位相に空間的な変調を与える。このようにして得られた透過ＴＨｚ帯電磁波をビームスプリッタとして機能するシリコンウエハ１０を透過させる。
【００１０】
また、プローブ光４は、該コリメートＴＨｚ帯電磁波のビーム以上の大きさにビームエクスパンダ１３によって広げられ、偏光子１４を通過した後、シリコンウエハで反射させて、透過ＴＨｚ電磁波ビームと重畳させて、電界変調素子として機能する（１１０）ＺｎＴｅ結晶１１に同時に入射させる。
【００１１】
ＺｎＴｅ結晶１１内において、前記ＴＨｚ帯電磁波は、プローブ光に対する結晶内電場変調電界として作用し、該ＴＨｚ電磁波の電界強度とＺｎＴｅ結晶１１のプローブ光伝播方向への厚さによって決まる値だけプローブ光の偏光角は回転する。前述したように、透過ＴＨｚ帯電磁波は被測定物の透過特性に起因する空間的な強度変調を受けているため、ＺｎＴｅ結晶１１内変調電界従って、プローブ光の偏光角の空間分布もこの被測定物の透過特性に起因する分変調されている。
【００１２】
このプローブ光を一定の偏光成分のみを検出する偏光子を通過させることによって、前記偏光特性の空間分布を光強度の空間分布に変換した後に、ＣＣＤカメラにこのプローブ光の空間強度分布像を撮像すれば、もとの被測定対象のＴＨｚ帯電磁波に対する透過特性を反映したイメージが得られる。
【００１３】
このとき、電界変調素子であるＺｎＴｅ結晶１１内における空間的に不均一な散乱とＺｎＴｅ結晶１１自体が有する空間的に不均一な残留複屈折のため、空間位置に依存するバックグラウンドノイズがイメージに混入する。このバックグラウンドノイズは、ＴＨｚ帯電磁波を入射しない場合に、偏光子１５を透過し撮像素子１６に入射するプローブ光として観察される。
【００１４】
そこで、この構成では、ポンプ光をチョッパ１８で変調し、この変調周波数とタイミングを撮像素子の１フレームの蓄積時間と、外部制御回路７２によって同期させ、ＴＨｚ帯電磁波の有無に対応する２つのイメージを各々取得し、外部演算回路７１でその差分を取るか、あるいは少なくともこれらの２画面分のイメージを一旦コンピュータに格納し、演算処理を行うことで、このバックグラウンドノイズを軽減している。
【特許文献１】特開平４−２９６４３０号公報
【特許文献２】米国特許第５，０５６，１１１号公報
【特許文献３】特開２００４−２０３５２号公報
【非特許文献１】Kiyomi Sakai ed., "Terahertz Optoelectronics", Springer Verlag, 2005.
【非特許文献２】大森豊明著、「テラヘルツテクノロジー―発生・計測・応用技術・展望」、エヌ・ティー・エス（２００５年７月）。
【非特許文献３】B. B. Hu, et al., Opt. Lett., Vol.20, pp.1716, (1995).
【非特許文献４】Q. Wu, et al., Appl. Phys. Lett., Vol.69, pp.1026, (1996).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、前述した従来技術においては、外部制御回路７２や外部演算回路７１が必要であるため装置が大掛かりになるとともに、イメージデータを得るための信号処理に長時間を有する。さらには、撮像素子の増幅回路によって増幅された後の信号の差分を取ることでバックグラウンドノイズを軽減するために、光学系から増幅回路までに生じたノイズはその増幅によって逆に増強されてしまい、全体のＳ／Ｎ比を十分に向上させられないという課題がある。この課題は、ＴＨｚ帯電磁波をイメージングする場合のように、信号成分が極めて微弱な場合に、特に重大である。
【００１６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、バックグラウンドノイズが除去されかつ良好な雑音特性を持つイメージを直接短時間に得ることができる電磁波イメージング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、本発明の電磁波イメージング装置は、レーザ光を発生するレーザ源と、前記レーザ光をポンプ光とプローブ光とに分岐させる第１のビームスプリッタと、前記ポンプ光が照射されると電磁波を放射する光導電性スイッチと、前記電磁波を断続させる断続手段と、前記断続手段によって断続されかつ被測定物を透過することによって伝播方向に垂直な面内で前記被測定物に依存する電場分布が与えられた前記電磁波と、前記プローブ光とを重畳させる第２のビームスプリッタと、前記重畳した電磁波とプローブ光とが照射されると、前記電磁波によって生じた結晶内電場に応じて前記プローブ光の電場分布を変調する電界変調素子と、前記電磁波が遮断されている期間、及び照射されている期間に、それぞれ前記電界変調素子によって変調されたプローブ光から画像を得る固体撮像素子とを備え、前記固体撮像素子は、前記電磁波が遮断されている期間に得られた一つ以上の画像に基づくノイズデータを記憶する記憶部と、前記電磁波が照射されている期間に得られた画像を表す信号データから前記記憶部に記憶されているノイズデータを減じて増幅する増幅部とを内蔵する。
【００１８】
この構成によれば、従来では外部回路又は外部コンピュータでおこなっていたノイズ減算処理を、前記固体撮像素子が内蔵する記憶部と増幅部とで行うので、装置の小規模化を実現すると同時に、全体の雑音特性を改善できる。
【００１９】
望ましくは、前記レーザ源は、パルス幅が１０ｆｓから１０ｐｓの範囲のパルスレーザを発生し、前記光導電性スイッチは、周波数が０．１ＴＨｚから１００ＴＨｚの帯域にある電磁波を放射してもよい。
【００２０】
この構成によれば、ＴＨｚ帯の電磁波を用いることによって、従来のＴＨｚ帯電磁波イメージング装置の基本性能を持つイメージング装置を、より簡便に実現できる。
【００２１】
また、前記記憶部は、前記固体撮像素子の画素数と同数のセルを行列に配したメモリアレイであってもよい。
【００２２】
この構成によれば、メモリアレイのセルが固体撮像素子の画素と同様の行列に配されるため、行、列の選択信号の共有により、前記記憶部を小規模に実装することが可能となる。
【００２３】
また、前記記憶部は、前記固体撮像素子の画素数と同数の記憶段を有する遅延回路であってもよい。
【００２４】
この構成によれば、前記遅延回路を前記固体撮像素子の画素電荷を読み出す転送回路と同様の回路によって実現できるため、設計資産の共有により、前記固体撮像素子の設計を効率化できる。
【００２５】
また、前記固体撮像素子は、さらに、前記電磁波が遮断されている期間に新たに撮像されたイメージを表すデータと、前記記憶部に記憶されているノイズデータとから、ノイズデータの加重移動平均値を求める演算部を有し、前記記憶部は、前記演算部によって求められた加重移動平均値をノイズデータとして記憶してもよい。
【００２６】
この構成によれば、前記ノイズデータに時間経過とともに変動する成分がある場合でも、その変動に追従して高い精度でノイズを除去することが可能となる。
【００２７】
また、前記電磁波イメージング装置において、さらに、前記ポンプ光の光路長と前記電磁波の光路長との合計が、前記プローブ光の光路長と等しくなるように、前記ポンプ光の光路及び前記プローブ光の光路の少なくとも一方に光学遅延が挿入されているとしてもよい。
【００２８】
この構成によれば、前記電磁波を断続する周期、デューティ、位相といった時間に関係する設計とは無関係に、前記電界変調素子において前記電磁波と前記プローブ光とを確実に重畳して被測定物の情報を取得できることから、前記電磁波イメージング装置の設計を合理化できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のＴＨｚ帯電磁波イメージング装置によれば、内蔵された回路においてイメージデータからバックグラウンドノイズデータを差し引くため、バックグラウンドノイズが除去され、かつ良好なＳ／Ｎ比を持つイメージを直接短時間に得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の第１の実施形態に係る電磁波発生装置について図１を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る電磁波イメージング装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。レーザ光源１より発せられた幅１００ｆｓ、周波数１ＭＨｚ、平均パワー５０ｍＷの超短パルスレーザ光を、ビームスプリッタ２によってポンプ光３とプローブ光４に分岐する。
【００３１】
ポンプ光３は、温度３００℃で成長したＧａＡｓを活性層とし、表面に１００μｍのギャップを介して配置された対向する二つの電極間に３０ＶのＤＣバイアス電圧を印加した光導電性スイッチ５の前記ギャップ間に集光される。光導電性スイッチ５の裏面からは周波数が０．１から５ＴＨｚの帯域を有するＴＨｚ帯電磁波６が時間幅１ｐｓから１０ｐｓ程度のパルス列として放射される。なお光導電性スイッチからのＴＨｚ電磁波の発生の原理については、周知技術であるため、詳細な説明を省略する。
【００３２】
このＴＨｚ帯電磁波６を、シクロオレフィンよりなるレンズ７によってコリメートし、サンプル８に照射する。サンプル８内には金属よりなるＴＨｚ帯電磁波を透過しにくい領域９が一部含まれている。したがって、このサンプルを通過したＴＨｚ帯電磁波の領域９の後方とそれ以外の領域では、電磁波の強度、位相が異なり、ＴＨｚ帯電磁波による電場は空間的に変調されている。次に、この空間的に変調を受けたＴＨｚ帯電磁波ビームはＴＨｚ帯電磁波に対して透明なシリコン１０を透過した後、（１１０）面を伝播方向に垂直に配置されたＺｎＴｅ結晶１１に入射される。
【００３３】
一方、プローブパルス列は光学遅延１２によって前記ＺｎＴｅ結晶１１の入射面までの光路長がポンプ光とＴＨｚ帯電磁波の双方をあわせた光路長に等しくなるように調節される。すなわち、ビームスプリッタ２で分岐される以前は同一のパルスを構成していた電磁波パルスがビームスプリッタ２で分岐された後に、一方はＴＨｚ帯電磁波パルスとして、一方はプローブ光パルスとして電界変調素子１１に時間的にオーバーラップするように入射される構成である。
【００３４】
さらにプローブ光はビームエクスパンダ１３によって空間変調を受けたＴＨｚ帯電磁波ビームの広がりよりも大きく広げられ、シリコン１０で反射された後は、空間的に変調されたＴＨｚ帯電磁波と時間空間的にオーバーラップした状態を保ったまま、ＺｎＴｅ結晶（電界変調素子）１１に入射される。ＺｎＴｅ結晶１１内ではＴＨｚ帯電磁波自体がＺｎＴｅ結晶１１内を伝播するプローブパルスに対する複屈折性を誘起し、その偏光特性を回転させる変調電界として作用する。
【００３５】
ここで、プローブ光は偏光子１４によって、紙面に垂直な直線偏光成分だけが透過し、偏光子１５はこれに垂直な紙面に平行な成分のみ透過するよう配置されている。従って、もし、ＴＨｚ電磁波による変調電界がない場合には偏光子１５を透過するプローブ光パワーは原理的にはゼロになる。一方、ＴＨｚ電磁波がプローブパルスと同時にＺｎＴｅ結晶１１を透過しているため、上述のようにプローブ光の偏光面と位相は回転し、偏光子１５を通過する偏光成分が発生する。
【００３６】
さらに、このＴＨｚ帯電磁波はサンプル８とその内部にあるＴＨｚ電磁波帯に対する障害物９のために空間的に強度変調されており、ＺｎＴｅ結晶１１内の変調電界もこの空間的な強度分布を保っており、従って、ここを通過するプローブパルスの位相回転角の空間分布もこのＴＨｚ帯電磁波の空間強度分布と同じ分布を示し、偏光子１５を通過することによってＴＨｚ帯電磁波の透過特性を示す空間強度分布に変換されて、撮像素子１９の２次元のフォトダイオードアレイに入射され、前記ＴＨｚ帯電磁波の透過特性を示す２次元イメージが構成され、表示装置１７によってそのイメージがリアルタイムで表示される。
【００３７】
ここで、ＴＨｚ帯電磁波が電界変調素子１１に入射しない場合には偏光子１５を透過するプローブ光パワーは原理的にはゼロであるが、電界変調素子１１内における散乱により、実際には完全にはゼロとはならず、バックグランドノイズとなる。この散乱光の位相成分はランダムであるため、偏光子の配置、あるいは位相補償板によっても除去することはできない。そこで、本実施形態においては、ポンプ光３を機械式のチョッパ１８で時間的に強度変調し、強度のことなる二つの画面データの差動増幅を取ることによって、このノイズを除去する回路を撮像素子内に設ける。
【００３８】
以下に図２を参照しながら、このノイズ除去方法の詳細を説明する。
ポンプ光３を機械式のチョッパ１８で、周波数３０Ｈｚで時間的に変調し（信号系列２１はチョッピング制御信号を表す）、ポンプ光パルス列、つまり、曲線２０でその包絡線が示されるＴＨｚ帯電磁波のパルス列を、１６．７ｍｓ毎に交互にＯＮ、ＯＦＦさせる。これにより信号系列２２を得る。
【００３９】
一方、チョッパ１８のチョッピング制御信号２１と同等の信号は撮像素子１９の同期回路に送られ、フレームデータ取得時間とタイミングとをチョッピング制御信号２１に同期させる制御に用いられる。撮像素子１９のフォトダイオードアレイにおいて光電変換されて生成した電子は各フレームデータ取得時間である１６．７ｍｓだけ蓄積されることによって１フレームイメージデータとして取得される。
【００４０】
従って、本実施形態においては、ＴＨｚ帯電磁波のＯＮ、ＯＦＦ状態に対応するデータすなわち所望の２次元イメージにバックグラウンド成分の加わった画像データ（以下信号イメージと略称する）とバックグラウンドノイズ成分のみのノイズイメージ（以下ノイズイメージと略称する）が連続フレームデータとして取得される。
【００４１】
さらに、本実施形態においては、時間的に先に取得される信号イメージデータを一旦メモリ回路に格納し、後続のノイズイメージデータが取得された後、同一画素を構成する光電変換素子同士の出力信号の差動増幅を最終段の差動増幅器に同時に入力することによって、各画素の出力信号とする。このような回路構成をとることによって、本実施形態においては、バックグラウンドノイズを除去することが可能となる。
【００４２】
図３は、撮像素子１９において、イメージデータ、ノイズデータの取得、および両者の差動増幅処理を実現するための回路の機能的な構成を示すブロック図である。２次元に配置されたフォトダイオードアレイ３０と共に、フォトダイオードアレイ３０の各行にはそれぞれの行に属する行方向転送用の電荷転送回路３１が配置されている。
【００４３】
この回路において、まず、ノイズデータ１フレーム分を蓄積後にフォトダイオードアレイの対応する行から電荷転送回路３１に電荷が移され、次のデータ蓄積期間中に垂直方向に転送され、下段の水平方向転送レジスター３２に転送され、さらに水平方向転送レジスター３２は次の行のデータが垂直方向転送レジスターから転送される前に一行分のデータをデータ保存回路３４に格納する。データ保存回路３４と水平方向転送回路３２の間には切り替え回路３３があり、ノイズデータ格納中には水平方向転送回路３２とデータ保存回路３４を短絡する。
【００４４】
このノイズデータ１フレーム分の保存回路３４への格納動作期間は次のフレームデータであるイメージデータ蓄積期間であり、この期間に蓄積されたイメージデータはフォトダイオードアレイ３０から垂直転送用回路３１に移された後、ノイズデータと同様に、一行分ずつ水平方向転送回路３２によって、転送され出力段差動アンプ３５の入力の端子のひとつに入力される。同時に、各画素のイメージデータと同一画素のノイズデータが保存回路３４から読み出され、出力段差動アンプ３５のもう一方の端子に入力され、両信号を差動増幅された信号が得られる。ここで、イメージデータを転送中、すなわち差動増幅動作中は、切り替えスイッチ３３は水平方向転送回路３２の出力を差動増幅回路３５の入力と短絡し、データ保存回路３４に対しては遮断状態に保つ。
【００４５】
図４は、前記データ保存回路の機能的な構成の一例を示すブロック図である。行ごとに水平方向転送回路から転送されて入力されたデータはカウンター回路４１、行選択回路４２、列選択回路４３によってもとの画素位置に対応する位置にあるスタティックメモリアレイ４０の一つのセルに書き込まれる。カウンター回路４１は同期回路からシステムクロックを得、画素転送回数を計数し、所定のメモリ行番号、列番号を行選択回路４２、列選択回路４３に出力する。さらにイメージデータとの差動増幅時にはカウンター回路４１、行選択回路４２、列選択回路４３によって対応する画素に相当するメモリセルデータが順次読み出され、差動増幅回路３５に対して導通状態に設定された出力バッファ４４に送られる。ここで、カウンター回路４１の動作はデータ保存動作時とまったく同様である。
【００４６】
また、一つの変形例として、図５に示すように、切り替え回路３３から出力されたノイズデータを、図３の水平方向転送回路３２と同じ転送速度を有し、フォトダイオードアレイ３０の画素数と同数段ある遅延回路５０に入力し、その最終段からの出力を差動増幅回路３５に入力する構成によっても同等の効果が得られる。この構成において、遅延回路５０にデータを転送する際は上述のデータ保存動作時と同様に切り替えスイッチ３３は遅延回路５０に対して短絡、差動増幅器３５に対しては遮断状態であり、イメージデータを差動増幅器３５に入力時には遅延回路５０に対しては遮断、差動増幅回路３５に対して短絡状態を保つよう制御される。
【００４７】
他の変形例として、図４に示したデータ保存回路に記憶されるノイズデータを複数フレーム分加重して用いてもよい。図６に、この場合のデータ保存回路の構成を模式的に示す。行ごとに水平方向転送回路から転送されて入力されるノイズデータに対応する位置にあるスタティックメモリアレイ４０の一つのセルをカウンター回路４１、行選択回路４２、列選択回路４３によって選択し、保存済みのデータを一旦読み出し、読み出し信号線６１に出力する。
【００４８】
演算回路６２は、読み出されたノイズデータと、新規に得られた同一画素のノイズデータとを演算する。演算結果は元のメモリセルに再び書き込まれる。この演算は、例えば両者の単純な平均であってもよく、また、それぞれに所定の重みを付けた加重平均であってもよい。
【００４９】
カウンター回路４１は同期回路からシステムクロックを得、画素転送回数を計数し、所定のメモリ行番号、列番号を行選択回路４２、列選択回路４３に出力する。さらにイメージデータとの差動増幅時にはカウンター回路４１、行選択回路４２、列選択回路４３によって対応する画素に相当するメモリセルデータが順次読み出され、差動増幅回路３５に対して導通状態に設定された出力バッファ４４に送られる。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態の電磁波イメージング装置によれば、撮像素子に内蔵された回路においてイメージデータからバックグラウンドノイズデータを差し引くため、外部回路による装置の大規模化を抑制すると共に、バックグラウンドノイズが除去されかつ良好なＳ／Ｎ比を持つイメージを直接短時間に得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の電磁波イメージング装置は、セキュリティ検査装置、食品検査装置、大気センサー、医療診断装置などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る電磁波イメージング装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施形態の電磁波イメージング装置における主要な信号を示すタイミングチャートである。
【図３】実施形態における撮像素子の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図４】実施形態におけるデータ保存回路の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図５】実施形態における遅延回路の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図６】変形例に係るデータ保存回路の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図７】従来の電磁波イメージング装置の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  レーザ光源
２  ビームスプリッタ
３  ポンプ光
４  プローブ光
５  光導電性スイッチ
６  ＴＨｚ電磁波
７  シクロオレフィンレンズ
８  測定対象
９  測定対象内のＴＨｚ帯電磁波に対する障害物
１０  シリコン
１１  電界変調素子
１２  光学遅延
１３  ビームエクスパンダ
１４、１５  偏光子
１６  固体撮像素子
１７  イメージ表示装置
１８  チョッパ
１９  固体撮像素子
２０  チョッピングしなかった場合の固体撮像素子への入力信号
２１  チョッピング制御信号
２２  チョッピングされた固体撮像素子への入力信号
３０  フォトダイオードアレイ
３１  垂直方向転送回路
３２  水平方向転送回路
３３  切り替えスイッチ回路
３４  データ保存回路
３５  差動増幅器
４０  スタティックメモリアレイ
４１  カウンター回路
４２  行選択回路
４３  列選択回路
４４  出力バッファ回路
５０  遅延回路
６１  メモリからの再読み出し信号
６２  演算回路
７１  外部演算回路
７２  外部制御回路
【図１】
2007292600.tif 000003
【図２】
2007292600.tif 000004
【図３】
2007292600.tif 000005
【図４】
2007292600.tif 000006
【図５】
2007292600.tif 000007
【図６】
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【図７】
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