(57)【要約】【課題】テラヘルツ波を利用した走査を好適に行う。【解決手段】テラヘルツ波発生装置は、テラヘルツ波を対象物に照射する照射部（１１０）を含む撮像部（１００）と、撮像部を第１の方向に沿って移動可能に構成された第１機構部（６３０）と、第１の方向に沿って付された目盛（６２０）に基づいて、第１の方向に沿った撮像部の移動量を検出する位置検出部（７２０）とを備える。これにより、撮像部を第１の方向に安定して移動させることができ、且つ第１方向についての撮像位置を正確に検出できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テラヘルツ波を対象物に照射する照射部を含む撮像部と、
前記撮像部を第１の方向に沿って移動可能に構成された第１機構部と、
前記第１の方向に沿って付された目盛に基づいて、前記第１の方向に沿った前記撮像部の移動量を検出する位置検出部と
を備えることを特徴とするテラヘルツ波発生装置。
【請求項２】
前記撮像部を前記第１の方向に交わる第２の方向に沿って移動させる移動動作と、前記撮像部を前記第２の方向で静止させる保持動作とを繰り返すことによって、前記撮像部を第２の方向に沿って段階的に移動可能に構成された第２機構部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のテラヘルツ波発生装置。
【請求項３】
前記照射部は、前記第２の方向に沿った所定幅に対し連続的に前記テラヘルツ波を照射する自動スキャン動作を行い、
前記第２機構部は、前記撮像部が１回の前記移動動作で移動する移動量が、前記所定幅に応じた量となるように構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のテラヘルツ波発生装置。
【請求項４】
テラヘルツ波が照射される対象物と前記テラヘルツ波を前記対象物に照射する照射部を含む撮像部との間に配置される面状部材であって、
第１の方向に沿って目盛が付されたベース部と、
前記第１の方向に延伸し、前記撮像部を、前記第１の方向に沿って誘導する第１部材と
を備えることを特徴とする面状部材。
【請求項５】
テラヘルツ波を発生させるテラヘルツ波発生装置によって用いられるテラヘルツ波発生方法であって、
照射部に、前記テラヘルツ波を対象物に照射させる照射工程と、
前記照射部を含む撮像部を第１の方向に沿って移動させる移動工程と、
前記第１の方向に沿って付された目盛に基づいて、前記第１の方向に沿った前記撮像部の移動量を検出する位置検出工程と
を含むことを特徴とするテラヘルツ波発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば対象物により反射又は透過されたテラヘルツ波を検出して撮像を行うテラヘルツ波発生装置及び該テラヘルツ波発生装置の移動を補助する面状部材、並びにテラヘルツ波発生方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テラヘルツ波イメージングの研究開発が活発化しており、例えば非破壊検査等への応用に期待が寄せられている。これらの用途では、目視確認できない検査対象を撮像し、可視化するイメージングが有効な情報提示手法として用いられる。
【０００３】
イメージングを行う場合には、検査対象又はテラヘルツ波を発信及び受信するヘッドを走査することが求められるが、検査対象自体を走査することができない場合も多く、ヘッド走査型の装置が検討されている。例えば特許文献１では、小型ヘッドを搭載した可動キャリッジをモータで駆動して自動走査を行うという技術が提案されている。また特許文献２では、回転又は揺動するミラー及びレンズを用いて小型ヘッドによる高速走査を実現しようとする技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−５０８２２６号公報
【特許文献２】特開２００９−８６５８号公報
【発明の概要】
【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のように駆動装置を利用して自動走査を実現しようとすると、装置全体としての小型化が難しく、結果として設置箇所が限られてしまい、様々な現場に持ち込んでの撮像が困難となってしまう。
【０００６】
また、特許文献２のような装置では、走査範囲と光学系の大きさがトレードオフである。このため、例えば広範囲を操作しようとすると、レンズ径の大型化等に起因してヘッドが大型化してしまい、逆にヘッドを小型化しようとすると、走査範囲が狭くなり、限られた場所しか検査できないという状況が発生してしまう。
【０００７】
上述した問題点を解決する方法として、小型ヘッドを手動で走査することが考えられる。しかしながら、手動による走査においては、駆動機構等によるヘッド位置の特定ができない。このため、仮に小型ヘッドで広範囲を走査できたとしても、検出されたテラヘルツ波と走査位置との対応関係が特定できず、適切な画像が得られないという技術的問題点が生ずる。
【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、手動走査における走査位置の検出を可能とし、好適なイメージングを実現可能なテラヘルツ波発生装置及び面状部材、並びにテラヘルツ波発生方法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発生装置は、テラヘルツ波を対象物に照射する照射部を含む撮像部と、前記撮像部を第１の方向に沿って移動可能に構成された第１機構部と、前記第１の方向に沿って付された目盛に基づいて、前記第１の方向に沿った前記撮像部の移動量を検出する位置検出部とを備える。
【００１０】
上記課題を解決する面状部材は、テラヘルツ波が照射される対象物と前記テラヘルツ波を前記対象物に照射する照射部を含む撮像部との間に配置される面状部材であって、第１の方向に沿って目盛が付されたベース部と、前記第１の方向に延伸し、前記撮像部を、前記第１の方向に沿って誘導する第１部材とを備える。
【００１１】
上記課題を解決するテラヘルツ波発生方法は、テラヘルツ波を発生させるテラヘルツ波発生装置によって用いられるテラヘルツ波発生方法であって、照射部に、前記テラヘルツ波を対象物に照射させる照射工程と、前記照射部を含む撮像部を第１の方向に沿って移動させる移動工程と、前記第１の方向に沿って付された目盛に基づいて、前記第１の方向に沿った前記撮像部の移動量を検出する位置検出工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の使用例を示す側面図である。
【図３】実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の移動機構の構成を示す斜視図である。
【図４】スライド・ホールド機構の構成を示す側方断面図である。
【図５】実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の走査経路を示す平面図である。
【図６】実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の走査時の制御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】
【００１３】
＜１＞
本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置は、テラヘルツ波を対象物に照射する照射部を含む撮像部と、前記撮像部を第１の方向に沿って移動可能に構成された第１機構部と、前記第１の方向に沿って付された目盛に基づいて、前記第１の方向に沿った前記撮像部の移動量を検出する位置検出部とを備える。
【００１４】
本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置によれば、その動作時には、撮像部により対象部の撮像が行われる。撮像部は、少なくともテラヘルツ波を対象物に向けて照射する照射部を含んで構成されている。テラヘルツ波とは、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。照射部は、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）等として構成される発生素子を含んで構成されている。撮像部は、典型的には、対象物において反射又は透過されたテラヘルツ波を検出する検出部を備えて構成されるが、撮像部とは異なる部位に検出部が備えられてもよい。
【００１５】
撮像部は、第１機構部によって第１の方向に沿って移動可能に構成されている。第１機構部は、例えば第１の方向に延伸する第１部材と係合する機構（或いは、第１部材を含む機構）として構成されており、撮像部の移動方向がぶれない（即ち、第１の方向とは異なる方向に移動させない）ようにすることで、安定した第１の方向への移動を実現する。なお、撮像部の移動は主として手動で行われることを前提としており、第１機構部は手動による撮像部の移動を補助するものとして機能する。このような第１機構によれば、手動走査によって対象物を撮像する場合であっても、撮像部の移動方向を安定させ好適なイメージングを実現することができる。
【００１６】
ここで本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置では特に、上述した第１機構を利用した撮像部の移動の際、位置検出部により、第１の方向に沿った撮像部の移動量が検出される。具体的には、撮像部に合わせて移動する位置検出部が、第１の方向に沿って付された目盛を読み込むことで撮像部の移動量が検出される。なお、ここでの「目盛」とは、第１の方向に沿った位置情報を特定するためのパターン（模様やマーク等）であり、例えば第１の方向に沿って等間隔で付されている。目盛が付される位置は特に限定されるものではなく、例えば第１機構に付されていてもよいし、専用の部材も付されていてもよい。或いは、対象物に直接付されていてもよい。なお、目盛は、移動量を検出するためのものだけではなく、例えば移動範囲の開始位置及び終了位置を検出するためのパターンを含んでいてもよい。
【００１７】
ここで、テラヘルツ波を利用したイメージングにおいては、撮像部で対象物の広範囲を走査し、各位置で撮像された複数の画像が合成されることで、イメージング結果である合成画像が得られる。しかしながら、手動走査のように走査方向や走査速度が安定しない走査方法では、走査位置を特定することが難しく、結果として適切な合成画像が得られないおそれがある。
【００１８】
しかるに本実施形態では、上述したように、第１機構の存在によって安定して第１の方向に沿った走査が行える。また、位置検出部によって第１の方向に沿った移動量も検出される。よって、手動走査であっても撮像位置（即ち、撮像部の位置）を正確に検出できる。従って、テラヘルツ波を利用して取得された複数の画像が、対象物のどの位置を撮像したものであるのかを特定できる。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置によれば、撮像部による走査位置を正確に検出し、好適なイメージングを実現できる。
【００２０】
＜２＞
本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置の一態様では、前記撮像部を前記第１の方向に交わる第２の方向に沿って移動させる移動動作と、前記撮像部を前記第２の方向で静止させる保持動作とを繰り返すことによって、前記撮像部を第２の方向に沿って段階的に移動可能に構成された第２機構部を更に備える。
【００２１】
この態様によれば、撮像部を第２の方向に沿って移動させる第２機構部が備えられているため、第１機構部による第１の方向に沿った撮像部の移動に加えて、第２機構部による第２の方向に沿った撮像部の移動が実現できる。なお、第２の方向は、第１の方向と交わる（即ち、平行でない）方向であり、典型的には、第１の方向と直交する方向である。
【００２２】
第２機構部は、例えば第２の方向に延伸する第２部材と係合する機構（或いは、第２部材を含む機構）として構成されており、撮像部の安定した第２の方向への移動を実現する。なお、第２の方向に沿った移動についても、第１の方向に沿った移動と同様に、撮像部の移動は主として手動で行われることを前提としており、第２機構部は手動による撮像部の移動を補助するものとして機能する。
【００２３】
ここで第２機構部は特に、撮像部を第２の方向に沿って移動させる移動動作と、撮像部を第２の方向で静止させる保持動作とを行うことが可能に構成されている。この移動動作と保持動作とを繰り返すことで、第２機構部は撮像部の段階的な移動を実現可能としている。
【００２４】
上述した撮像部の段階的な移動が可能となることで、例えば第１の方向に沿った移動の後に第２の方向に沿った移動動作及び保持動作を行い、再び第１の方向に沿った移動を行うという動作を繰り返して、対象物の表面を刷毛で塗るように走査することが可能となる。このように、第１機構部に加えて第２機構部を利用すれば、対象物を効率的に走査することができ、より好適なイメージングを実現できる。
【００２５】
＜３＞
上述した第２機構部を更に備える態様では、前記照射部は、前記第２の方向に沿った所定幅に対し連続的に前記テラヘルツ波を照射する自動スキャン動作を行い、前記第２機構部は、前記撮像部が１回の前記移動動作で移動する移動量が、前記所定幅に応じた量となるように構成されていてもよい。
【００２６】
この場合、照射部から第２の方向に沿った所定幅に対し連続的にテラヘルツ波が照射（テラヘルツ波を走査することで対象物にテラヘルツ波を照射することを含む）されるため、第１の方向に沿った撮像部の移動を行うと、所定幅を有する領域が第１の方向に沿って延びるように走査が行える。より具体的には、第１の方向に沿った撮像部の移動により、所定幅で第１の方向沿った移動量を長さとする矩形型の走査領域が実現される。
【００２７】
ここで本態様では特に、第２機構部による１回の移動動作で撮像部が移動する移動量が、所定幅（即ち、照射部の自動スキャン動作の幅）に応じた量とされている。なお、ここでの「１回の移動動作で移動する移動量」とは、保持動作されている撮像部が、移動動作を行い、再び保持動作されるまでに移動する移動量であり、例えば第２機構部の構成（具体的には、保持動作を実現する保持機構の間隔等）を変化させることで調整できる。また、「所定幅に応じた量」とは、所定幅に応じて一義的に定まる量であって、例えば所定幅と同一又は極めて近い値（好ましくは、所定幅より少しだけ小さい量）として予め設定される。
【００２８】
対象物を効率的に走査するためには、走査領域に隙間が生じないように、且つ走査領域が重なってしまう部分が小さくなるようにすることが望まれる。これに対し、第２の方向への１回の移動量が所定幅（言い換えれば、走査領域の幅）に応じた値とされれば、第１の方向に沿った移動と第２の方向に沿った移動とを交互に繰り返して走査をする場合において、走査領域の幅に応じた分だけ第２の方向に段階的に移動しつつ、第１の方向に沿った走査が繰り返し行われることになる。よって、走査領域の隙間或いは重複部分を小さくすることができ、極めて効率的な走査を実現できる。
【００２９】
＜４＞
本実施形態に係る面状部材は、テラヘルツ波が照射される対象物の表面に配置される面状部材であって、第１の方向に沿って目盛が付されたベース部と、前記第１の方向に延伸し、前記テラヘルツ波を前記対象物に照射する照射部を含む撮像部を、前記第１の方向に沿って誘導する第１部材とを備える。
【００３０】
本実施形態に係る面状部材によれば、第１部材により撮像部を第１の方向に沿って誘導することで、撮像部の安定した第１の方向への移動を実現できる。また、ベース部に第１の方向に沿って目盛が付されているため、目盛を読み込むことで第１の方向に沿った撮像部の位置を正確に検出できる。従って、撮像位置を正確に検出することができ、好適なイメージングを実現することが可能となる。
【００３１】
＜５＞
本実施形態に係るテラヘルツ波発生方法は、テラヘルツ波を発生させるテラヘルツ波発生装置によって用いられるテラヘルツ波発生方法であって、照射部に、前記テラヘルツ波を対象物に照射させる照射工程と、前記照射部を含む撮像部を第１の方向に沿って移動させる移動工程と、前記第１の方向に沿って付された目盛に基づいて、前記第１の方向に沿った前記撮像部の移動量を検出する位置検出工程とを含む。
【００３２】
本実施形態に係るテラヘルツ波発生方法によれば、上述した本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置と同様に、撮像位置（即ち、撮像部の位置）を正確に検出できる。従って、テラヘルツ波を利用して取得された複数の画像が、対象物のどの位置を撮像したものであるのかを特定でき、好適なイメージングを実現できる。
【００３３】
なお、本実施形態に係るテラヘルツ波発生方法においても、上述した本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。
【００３４】
＜６＞
本実施形態に係る第２のテラヘルツ波発生装置は、テラヘルツ波を発生する発生素子を有する発生部と、前記発生部が発生させた前記テラヘルツ波を、第２の方向に沿った所定幅に対し連続的に走査し対象物に照射するスキャン動作を行う照射部と、前記照射部を含む撮像部を前記所定幅に応じた量ごとに前記第２の方向に沿って移動させる機構部とを備える。
【００３５】
本実施形態に係る第２のテラヘルツ波発生装置によれば、その動作時には、テラヘルツ波の発生素子を有する発生部によってテラヘルツ波が発生される。発生部によって発生されたテラヘルツ波は、照射部によって対象物に照射される。この際特に、照射部は、第２の方向に沿った所定幅に対し連続的にテラヘルツ波を自動走査する。よって、例えば照射部を含む撮像部を第１の方向（即ち、第２の方向と交わる方向）に移動させることで、所定幅を有する領域での走査を実現できる。
【００３６】
また本実施形態では特に、撮像部は機構部によって第２の方向に段階的に移動される。より具体的には、撮像物は、所定幅（即ち、照射部によるテラヘルツ波の照射幅）に応じた量ごとに第２の方向に沿って移動される。これにより、例えば第１の方向に沿った移動と第２の方向に沿った移動とを交互に繰り返して走査をする場合には、走査領域の幅に応じた分だけ第２の方向に段階的に移動しつつ、第１の方向に沿った走査が繰り返し行われることになる。よって、走査領域の隙間或いは重複部分を小さくすることができ、極めて効率的な走査を実現できる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態に係る第２のテラヘルツ波発生装置によれば、所定幅に応じた第２の方向への段階的な移動により、好適なイメージングを実現することが可能である。
【００３８】
本実施形態に係るテラヘルツ波発生装置及び面状部材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】
【００３９】
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。以下では、本発明のテラヘルツ波撮像装置及び面状部材が、テラヘルツ波を利用して検査対象のイメージングを行うテラヘルツ波撮像装置に適用される場合を例にとり説明する。
【００４０】
＜装置構成＞
初めに、図１を参照しながら、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の構成及び基本的動作について説明する。ここに図１は、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の全体構成を示す概略図である。
【００４１】
図１において実施例に係るテラヘルツ波撮像装置は、テラヘルツ波を測定対象物である検査対象５００に照射すると共に、検査対象５００において反射されたテラヘルツ波を検出するものとして構成されている。
【００４２】
実施例に係るテラヘルツ波撮像装置は、テラヘルツ波撮像ヘッド部１００と、制御・信号処理部２００とを備えて構成されている。実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の動作時には、テラヘルツ波撮像ヘッド部１００によって、テラヘルツ波の照射及び検出が行われる。テラヘルツ波の検出結果は、制御・信号処理部２００によって処理され、検査対象５００の内部構造を示す画像として出力される。
【００４３】
より具体的には、テラヘルツ波は、テラヘルツ波撮像ヘッド部１００のテラヘルツ波発信部１１０で発生される。テラヘルツ波発信部１１０は、例えば共鳴トンネルダイオードや光伝導アンテナとして構成されるテラヘルツ波発生素子１１１、半球状のシリコンレンズ１１２及びコリメートレンズ１１３を含んで構成されている。テラヘルツ波発生素子１１１で発生されたテラヘルツ波は、シリコンレンズ１１２によって効率よく取り出され、コリメートレンズによりテラヘルツ波ビームとして発信される。
【００４４】
発信されたテラヘルツ波ビームは、例えばプリズムとして構成されるビームスプリッタ１２０を透過してビームスキャナ１３０へと導かれる。ビームスキャナ１３０は、例えばガルバノスキャナやポリゴンミラー等の可動ミラーを揺動または回転する機構を駆動することにより、テラヘルツ波ビームを走査する。これらの機構を使えばビームを線状に走査することができる。また同様の機構を２つ組み合わせれば２次元のビーム走査が可能となる。
【００４５】
ビームスキャナ１３０により走査されたテラヘルツ波ビームは対物レンズ１４０によって絞られ、検査対象５００に向けて照射される。照射されたテラヘルツ波ビームは検査対象５００により反射され、反射したテラヘルツ波ビームは再び対物レンズ１４０、ビームスキャナ１３０を経由してビームスプリッタ１２０に導かれる。検査対象５００で反射され戻ってきたテラヘルツ波ビームは、ビームスプリッタ１２０により反射されてテラヘルツ波受信部１５０に導かれる。
【００４６】
テラヘルツ波受信部１５０は、集光レンズ１５１、半球状のシリコンレンズ１５２、及び共鳴トンネルダイオードや光伝導アンテナとして構成されるテラヘルツ波検出素子１５３を含んで構成されている。テラヘルツ波受信部１５０では、集光レンズ１５１により絞られたテラヘルツ波ビームが半球状のシリコンレンズ１５２により効率よくテラヘルツ波検出素子１５３に集められ、テラヘルツ波の強度に応じた電流が検出される。検出された電流は、Ｉ-Ｖ変換器１６０で電圧に変換され、検出信号として制御・信号処理部２００に出力される。
【００４７】
テラヘルツ波発生素子１１１及びテラヘルツ波検出素子１５３は、バイアス生成部２１０で生成されるバイアス電圧によってバイアスされており、バイアス電圧に応じて発信または受信するテラヘルツ波が変化する。なお、テラヘルツ波発生素子１１１及びテラヘルツ波検出素子１５３が光伝導アンテナの場合は、さらに光を作用させる必要があり、超短パルスレーザー光を照射することによって非常に広帯域のテラヘルツ波の送受信を行うことができる。
【００４８】
テラヘルツ波発生素子１１１及びテラヘルツ波検出素子１５３で発信・受信されるテラヘルツ波は、一般的に微弱であるため、その検出にはロックイン検出が用いられる。ロックイン検出の際、テラヘルツ波発信部１１０では、テラヘルツ波発生素子１１１のバイアス電圧として変調された参照信号が用いられる。ロックイン検出部２２０では、バイアス生成部２１０により変調されたテラヘルツ波による検出信号と、バイアス生成部２１０から出力された参照信号とを用いて同期検波をする。そして、テラヘルツ波の検出信号の参照信号とで異なる周波数のノイズ成分が除去される。一方、テラヘルツ波検出素子１５３のバイアス電圧として、テラヘルツ波発生素子１１１の特性において検出感度が高くなるような直流電圧が印加される。
【００４９】
ビームスキャナ１３０は、スキャナ駆動部２３０による駆動信号に基づいて駆動制御され、検査対象５００に照射されるテラヘルツ波ビームを自動走査する。なお、自動走査を行わない場合、ビームスキャナ１３０は照射位置を決める単なるミラーとして作用し、照射エリアはビームスポットに相当する。スキャナ駆動部２３０では、スキャナ駆動信号が生成されると同時に、駆動の結果として、テラヘルツ波撮像ヘッド部１００の位置に対してテラヘルツ波ビームがどこに位置するかをモニタするためのスキャン位置信号が生成される。
【００５０】
以上説明したテラヘルツ波撮像ヘッド１００の使用時には、手動による走査（即ち、ユーザがテラヘルツ波撮像ヘッド１００を手に持ち、検査対象５００上を移動させる動作）が行われる。以下では、図２から図４を参照しながら実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の走査方法及び適切な走査を実現するための構成について具体的に説明する。ここに図２は、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の使用例を示す側面図である。また図３は、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の移動機構の構成を示す斜視図であり、図４は、スライド・ホールド機構の構成を示す側方断面図である。
【００５１】
図２において、第１実施例に係るテラヘルツ波撮像装置では、テラヘルツ波撮像ヘッド部１００が、比較的小型のハンディタイプのヘッド部として構成されている。なお、制御・信号処理部２００は、テラヘルツ波撮像ヘッド１００とは別体として構成された本体部３００に内蔵されている。
【００５２】
実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の使用時には、検査対象表面５０１に沿って、テラヘルツ波撮像ヘッド１００を手動で走査することになるが、この際、テラヘルツ波撮像ヘッド１００に設けられた作動距離保持部１８０により、テラヘルツ波ビームの光路長に対応する作動距離が一定に保たれる。なお、作動距離は調整可能とされていてもよい。
【００５３】
テラヘルツ波撮像ヘッド１００は、検査対象５００を覆うように設置された板状のスライドベース６１０にあてがわれて移動される。即ち、スライドベース６１０の表面に沿うように走査が行われる。
【００５４】
図３において、テラヘルツ波撮像ヘッド１００は、スライドベース６１０に設置された案内構造を有するスライドガイド６３０に沿って手動でスライドされる。このスライドガイド６３０とテラヘルツ波撮像ヘッド１００とはアーム状のステップガイド７１０によって接続されている。
【００５５】
ステップガイド７１０とスライドガイド６３０とがスライド可能に保持されている一方で、ステップガイド７１０とテラヘルツ波撮像ヘッド１００とは、スライド・ホールド機構７３０により、スライド方向（以下、適宜「Ｘ方向」と称する）に対して垂直方向（以下、適宜「Ｙ方向」と称する）に脱進可能に保持されている。
【００５６】
図４において、ステップガイド７１１には、所定の間隔で案内溝７１１が設けられている。一方で、テラヘルツ波撮像ヘッド１００に固定されたスライド・ホールド機構７３０には、バネで付勢されたロック部７３５が設けられている。このような案内溝７１１及びロック部７３５により、テラヘルツ波撮像ヘッド１００をＹ方向に移動させるステップ動作及び、テラヘルツ波撮像ヘッド１００をＹ方向で静止させるホールド動作が実現される。
【００５７】
なお、ここでのスライド・ホールド機構７３０の構成は一例であり、上述したステップ動作及びホールド動作と同様の動作が行えるようなものであれば、異なる構成を有していても構わない。
【００５８】
図３に戻り、スライドベース６１０には、スライドガイド６３０に沿って等間隔の目盛となるスケール６２０が描画されており、スライドガイド６３０の両端部にはスケール６２０とは別に限界位置を示すリミットマーク６２５が描画されている。
【００５９】
また、ステップガイド７１０には、スケール６２０を検出するスケールセンサ７２０、及びリミットマーク６２５を検出するリミットマークセンサ７２５が設けられている。スケールセンサ７２０及びリミットマークセンサ７２５は、例えば反射型のフォトセンサとして構成されている。
【００６０】
スケールセンサ７２０がスケールを横切ると、パルス状のＸ方向スケール検出信号が得られる。他方、リミットマークセンサ７２５がリミットマーク６２５を検出すると、Ｙ方向スケール検出信号が得られる。ここで、リミットマーク６２５が検出された（即ち、Ｙ方向スケール検出信号が得られた）ということは、後述するラスタースキャンにおいてＹ方向の手動走査が行われることを意味する。なお、スケール検出信号を得るための構成としては、細かいスリットとフォトインタラプタ、ギアとロータリーエンコーダを組み合わせたり、磁気センサを用いたりすることもできる。
【００６１】
図１に戻り、ヘッド位置算出部２３５は、上述したスケール検出信号のパルス毎にカウントするカウンタを備えている。Ｙ方向スケール検出信号のパルス毎にカウントアップされるカウンタのカウント値は、Ｙ方向のヘッド位置に相当する。Ｙ方向の走査方向は一定であるが、後述するようにＸ方向の走査方向はＹ方向スケール検出信号のパルス毎に反転する。従って、Ｘ方向スケール検出信号をカウントするカウンタは、Ｙ方向スケール検出信号のパルス毎にカウンタがカウントアップ・カウントダウンを繰り返し、そのカウント値はＸ方向のヘッド位置に相当する。
【００６２】
画像処理部２４０では、ヘッド位置算出部２３５で算出されたヘッド位置及びスキャナ駆動部２３０でモニタされるスキャン位置信号を基に、テラヘルツ波ビームの位置を算出する。また画像処理部２４０では、Ｉ-Ｖ変換器１６０で生成されたテラヘルツ波受信データ信号を算出されたテラヘルツ波ビーム位置に基づいてマッピングすることによりテラヘルツ波画像を生成する。
【００６３】
このようにして生成されたテラヘルツ波画像は、イメージ表示部２５０によって検査対象５００の内部状態を示すイメージング画像として表示される。
【００６４】
＜スキャン動作＞
次に、本実施例に係るテラヘルツ波撮像装置のスキャン時の動作について、図５を参照して詳細に説明する。ここに図５は、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の走査経路を示す平面図である。
【００６５】
図５に示すように、上述したスライドガイド６３０を利用したＸ方向への滑らかなスライド、及びスライド・ホールド機構７３０を利用したＹ方向への段階的スライドにより、テラヘルツ波撮像ヘッド１００のラスタースキャンが実現される。
【００６６】
ここで、人間工学的にＸ方向のスライドでは比較的早く走査ができるが、Ｙ方向のステップでは多少時間を要する。一方、イメージング画像の分解能については、Ｘ方向はデータ取り込みの周期で決まるが、Ｙ方向は機械的な送りステップ幅で決まる。即ち、高精細なイメージング画像を取得したい場合、Ｘ方向は電気的なサンプリング時間を短縮すればよいが、Ｙ方向は手動の送りステップを細かくしなければならず操作が難しくなる。更に、走査回数が増え、非常に煩雑で検査時間が増大してしまう。
【００６７】
そこで、１つのスキャン機構で１軸のスキャンを行うことを考える。上記手動走査に１軸のビームスキャンを組み合わせ、自動スキャン方向をＹ方向に適用する。すると、低速のＸ方向手動スライドと高速のＹ方向自動スキャンとによって、検査範囲は刷毛で塗られるようにカバーされる。
【００６８】
具体的には、Ｘ方向の１回のスライドが終わると、Ｙ方向に自動スキャン範囲分ステップ移動させ、再びＸ方向のスライドを開始する。これを繰り返すことによって、走査範囲全体にわたって未走査部分を発生させず効率的な走査が可能である。即ち、テラヘルツ波撮像ヘッド１００をスライド方向（Ｘ方向）に手動走査しながら、スライド方向と垂直な方向（Ｙ方向）にビームスキャナ１３０を用いて自動スキャンを行い、スライドの開始・終了時にテラヘルツ波撮像ヘッド１００をステップ方向（Ｙ方向）に自動スキャンとほぼ同じスキャン幅だけ手動で送ることにより、効率よく検査を行うことができ、検査時間を短縮することができ、且つ大型で複雑なスキャン機構を必要としないという効果を有する。これらの効果は、現状において、出力が微弱で、ラインスキャナ等の実用化が難しい、テラヘルツ波の利用には特に有効である。
【００６９】
なお、テラヘルツ波撮像ヘッド１００をスライド方向（Ｘ方向）へ自動的に走査させる構成にしてもよい。その場合、撮像ヘッド１００を比較的低速で大きい範囲を機械的に、Ｘ方向へゆっくり自動的にスキャンしながらＹ方向の高速な自動スキャンを組み合わせるようにしてもよい。
【００７０】
なお、上述したように、自動スキャン幅に応じたＹ方向の移動を実現するためには、自動スキャン幅に応じてステップガイド７１０の案内溝７１１の間隔を調整すればよい。
【００７１】
次に、上述したラスタースキャン時の具体的な制御について、図６を参照して説明する。ここに図６は、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の走査時の制御を示すフローチャートである。
【００７２】
図６において、スキャンが開始されると、ヘッド位置算出部２３５におけるテラヘルツ波撮像ヘッド１００のＸ位置及びＹ位置が初期化され、Ｘ位置増加モード（即ち、Ｘ方向スケール検出信号のパルスごとにカウントアップするモード）が選択される（ステップＳ１０１）。
【００７３】
続いて、リミットマークセンサ７２５がリミットマーク６２５を検出可能なリミット位置であるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。言い換えれば、テラヘルツ波撮像ヘッド１００の位置がスキャンを開始する適切な位置にあるか否かが判定される。
【００７４】
リミット位置である状態から（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、Ｘ方向へのスライドによりリミットが解除されると（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、データの取り込みが行われる（ステップＳ１０４）。即ち、リミットマークセンサ７２５がリミットマーク６２５を検出できなくなった時点から、データの取り込みが開始される。
【００７５】
データの取り込み後には、スケールが更新されたか否かが判定される（ステップＳ１０５）。言い換えれば、スケールセンサ７２０により新たなスケールが検出され、Ｘ方向スケール検出信号が生成されたか否かが判定される。スケールが更新されると（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、ヘッド位置算出部２３５は、テラヘルツ波撮像ヘッド１００のＸ位置を増加させる（ステップＳ１０６）。なお、Ｘ位置減少モードの場合には、逆にテラヘルツ波撮像ヘッド１００のＸ位置は減少される。
【００７６】
Ｘ位置の変更後には、再びデータの取り込みが行われる（ステップＳ１０７）。そして、データの取り込み後には、リミット位置であるか否かが判定される（ステップＳ１０８）。即ち、スキャン開始位置とは反対側に位置するリミットマーク６２５を検出できる位置となったか否かが判定される。
【００７７】
ここで、リミット位置ではないと判定されると（ステップＳ１０８：ＮＯ）、再びステップＳ１０５以降の処理が繰り返される。一方、リミット位置であると判定されると（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、スキャンを終了するか否かが判定される（ステップＳ１０９）。
【００７８】
スキャンを終了すると判定された場合には（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、ここで一連の処理は終了することになる。一方で、スキャンを終了しないと判定された場合には（ステップＳ１０９：ＮＯ）、Ｙ位置が増加され、Ｘ位置増減モードが変更される（ステップＳ１１０）。そして、リミットが解除されると（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、再びステップＳ１０７のデータ取り込みが開始される。このような制御の繰り返しにより、図５で示したようなラスタースキャンが実現される。
【００７９】
以上説明したように、実施例に係るテラヘルツ波撮像装置によれば、テラヘルツ波撮像ヘッド１００の安定した移動及び正確な位置検出が行えるため、手動走査であっても極めて効率的な走査が実現される。
【００８０】
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撮像装置及び面状部材、並びにテラヘルツ波発生方法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】
【００８１】
１００  テラヘルツ波撮像ヘッド部
１１０  テラヘルツ波発信部
１１１  テラヘルツ波発生素子
１１２  シリコンレンズ
１１３  コリメートレンズ
１２０  ビームスプリッタ
１３０  ビームスキャナ
１４０  対物レンズ
１５０  テラヘルツ波受信部
１５１  集光レンズ
１５２  シリコンレンズ
１５３  テラヘルツ波検出素子
１６０  Ｉ-Ｖ変換器１６０
１８０  作動距離保持部
２００  制御・信号処理部
２１０  バイアス生成部
２２０  ロックイン検出部
２３０  スキャナ駆動部
２３５  ヘッド位置算出部
２４０  画像処理部
２５０  イメージ表示部
３００  本体部
５００  検査対象
６１０  スライドベース
６２０  スケール
６２５  リミットマーク
６３０  スライドガイド
７１０  ステップガイド
７１１  案内溝
７２０  スケールセンサ
７２５  リミットマークセンサ
７３０  スライド・ホールド機構
７３５  ロック部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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