(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物（８）からの経過時間を測定するための、又は検査対象物（８）の層厚を測定し、間隔を測定するためのテラヘルツ測定装置（１，１０１）であって、このテラヘルツ測定装置（１，１０１）は、テラヘルツビーム（１０）を光軸（Ａ）に沿って送信し、反射したテラヘルツビームを受信するための送受信装置（２；２ａ，２ｂ）と、この送受信装置（２；２ａ，２ｂ）を制御し、この送受信装置（２；２ａ，２ｂ）の測定信号（Ｍ）を評価するための制御評価装置（３）とを有する当該テラヘルツ測定装置（１，１０１）において、
当該送信されたテラヘルツビーム（１０）を、
−第１部分光軸（Ａ１）に沿った第１テラヘルツ検出ビーム（１０ａ，１０ｃ）と、
−前記第１部分光軸（Ａ１）とは違う第２部分光軸（Ａ２）に沿った第２テラヘルツ検出ビーム（１０ｂ，１０ｄ）とに少なくとも分割するため、ビーム分割装置（４，４０）が設けられていて、
前記第２テラヘルツ検出ビーム（１０ｂ，１０ｄ）を前記検査対象物（８）に向けて反射させ、この検査対象物（８）から反射した前記第２テラヘルツ検出ビーム（１０ｂ）を前記ビーム分割装置（４）及び／又は前記送受信装置（２；２ａ，２ｂ）に向けて戻り反射させるため、反射装置（５）が設けられていて、
前記反射装置（５）は、前記第２テラヘルツ検出ビーム（１０ｂ、１０ｄ）を１つ又は複数のミラー面（５ａ，５ｂ）で、それぞれ９０°だけ反射させ、前記第２部分光軸（Ａ２）に沿って前記検査対象物（８）に向けて偏向させ、この検査対象物（８）から反射した光学的な前記テラヘルツ検出ビーム（１０ｂ，１０ｄ）を２回戻り反射させ、
前記送受信装置（２；２ａ，２ｂ）が、前記検査対象物（８）で反射した検出ビーム（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）から少なくとも１つの測定信号（Ｍ，Ｍ１，Ｍ２）を生成し、前記検査対象物（８）の少なくとも１つの、層厚、間隔、直径及び／又は楕円率を算出するために前記制御評価装置（３）に出力することを特徴とするテラヘルツ測定装置（１，１０１）。
【請求項２】
前記ビーム分割装置（４，４０）は、前記検査対象物（８）から反射したテラヘルツ検出ビーム（１０ｂ，１０ｄ）を光軸（Ａ）に沿って前記送受信装置（２）に向けて戻り反射させ及び／又は透過させることを特徴とする請求項１に記載のテラヘルツ測定装置（１，１０１）。
【請求項３】
複数の測定が、共通の１つの測定信号（Ｓ）中で分離可能であるように、前記第１テラヘルツ検出ビーム（１０ａ，１０ｃ）の光路長と、前記第２テラヘルツ検出ビーム（１０ｂ，１０ｄ）の光路長とは相違することを特徴とする請求項１又は２に記載のテラヘルツ測定装置（１，１０１）。
【請求項４】
前記第１部分光軸（Ａ１）と、前記第２部分光軸（Ａ２）とは、同じ平面内で９０°だけ互いにずれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のテラヘルツ測定装置（１，１０１）。
【請求項５】
前記ビーム分割装置は、前記送信されたテラヘルツビーム（１０）を、第１テラヘルツ部分ビーム（１０ａ）として部分的に透過させ、第２テラヘルツ部分ビーム（１０ｂ）として、前記光軸（Ａ）に対して９０°の角度を成して前記反射装置（５）に向けて部分的に反射させるビームスプリッタ（４）であり、
前記送受信装置（２；２ａ，２ｂ）が、前記検査対象物（８）で反射した前記部分ビーム（１０ａ，１０ｂ）から共通の１つの測定信号（Ｍ）を生成し、前記制御評価装置（３）に出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のテラヘルツ測定装置（１，１０１）。
【請求項６】
前記ビーム分割装置は、調整可能なミラー（４０）と、このミラー（４０）を調整するための調整装置（４１）とを有し、
前記調整可能なミラー（４０）が、前記送信されたテラヘルツビーム（１０）を第１位置と第２位置とで異なって進行させ、又は前記第１位置では偏向を伴わずに進行させ、前記第２位置では前記光軸（Ａ）に対して９０°の角度を成して偏向を伴って進行させ、
前記送受信装置（２；２ａ，２ｂ）が、前記検査対象物（８）で反射した前記部分ビーム（１０ｃ，１０ｄ）から複数の測定信号（Ｍ１，Ｍ２）を生成し、前記制御評価装置（３）に出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のテラヘルツ測定装置（１，１０１）。
【請求項７】
結合された送受信装置（２）、又はテラヘルツトランシーバが、前記テラヘルツビーム（１０）の送信と受信の双方のために設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のテラヘルツ測定装置（１）。
【請求項８】
受信装置（２ｂ）が、送信装置（２ａ）から分離されていて、
この送信装置（２ａ）から送信されたテラヘルツビーム（１０）が、ビーム分割装置（４，４０）によって２つのテラヘルツ検出ビーム（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）に分割され、前記検査対象物（８）から反射したテラヘルツ検出ビーム（１０ａ，１０ｃ）と、前記検査対象物（８）と前記反射装置（５）とから反射したテラヘルツ検出ビーム（１０ｂ，１０ｄ）とがそれぞれ、前記ビーム分割装置（４，４０）を経由して到達することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のテラヘルツ測定装置（１０１）。
【請求項９】
前記受信装置（２ｂ）は、前記ビーム分割装置（４，４０）によって透過されたテラヘルツビーム（１０ｂ，１０ｄ）と、前記ビーム分割装置（４，４０）から反射したテラヘルツ検出ビーム（１０ａ，１０ｃ）とを受信することを特徴とする請求項８に記載のテラヘルツ測定装置（１，１０１）。
【請求項１０】
ビームを誘導する素子、又はレンズ（６）が、このビームを焦点合わせするために前記光軸（Ａ）及び／又は部分光軸（Ａ１，Ａ２）に設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のテラヘルツ測定装置（１，１０１）。
【請求項１１】
テラヘルツビーム（１０）が、光学送受信装置（２；２ａ，２ｂ）によって、又は短パルスレーザによって１０ＧＨｚ〜１０ＴＨｚの周波数範囲内で使用されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のテラヘルツ測定装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の測定装置（１，１０１）と検査対象物（８）とから成るシステムにおいて、
第１テラヘルツ検出ビーム（１０ａ，１０ｃ）の第１測定ピーク（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）と、第２テラヘルツ検出ビーム（１０ｂ，１０ｄ）の第２測定ピーク（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）とに分割するため、ビーム分割装置（４，４０）から反射装置（５）を経由して前記検査対象物（８）上に初めて当たり、再びこの反射装置（５）を経由して前記ビーム分割装置（４，４０）に向かう前記第２テラヘルツ検出ビーム（１０ｂ，１０ｄ）の光路区間は、ビームスプリッタ（４）から前記検査対象物（８）を経由して前記ビームスプリッタ（４）に向かって戻る前記第１テラヘルツ検出ビーム（１０ａ）の全体の光路区間よりも大きいことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
共通の１つの測定信号（Ｓ）が、２つの測定のために設けられていて、前記共通の測定信号（Ｍ）中の第２テラヘルツ部分ビーム（１０ｂ）の第２測定ピーク（Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８）が、前記第１測定ピーク（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）から時間的に分離され、又はこれらの第１測定ピーク（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）後に若しくは交代して、送受信装置（２；２ａ，２ｂ）によって受信されることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
以下の、
テラヘルツビーム（１０）を、光軸（Ａ）に沿ってビーム分割装置（４，４０）に向けて送信するステップと、
前記テラヘルツビーム（１０）を、少なくとも１つの第１テラヘルツ検出ビーム（１０ａ，１０ｃ）と、１つの第２テラヘルツ検出ビーム（１０ｂ，１０ｄ）とに分割するステップと、
前記第１テラヘルツ検出ビーム（１０ａ，ｃ）を、第１部分光軸（Ａ１）に沿って検査対象物（８）に出力し、前記第１テラヘルツ検出ビーム（１０ａ，ｃ）を、前記検査対象物（８）の境界面で反射した第１テラヘルツ検出ビーム（１０ａ）として前記ビーム分割装置（４，４０）に向けて戻り反射させるステップと、
前記第２テラヘルツ検出ビーム（１０ｂ，ｄ）を、反射装置（５）で少なくとも１回反射させることによってこの反射装置（５）によって出力し、この第２テラヘルツ検出ビーム（１０ｂ，ｄ）を、反射装置（５）の１つ又は複数のミラー面（５ａ，５ｂ）で、それぞれ９０°だけ反射させ、第１部分光軸（Ａ１）とは違う第２部分光軸（Ａ２）に沿って前記検査対象物（８）に向けて偏向させ、この検査対象物（８）から反射した光学的な前記テラヘルツ検出ビーム（１０ｂ，１０ｄ）を２回戻り反射させるステップと、
前記検査対象物（８）から反射した第２テラヘルツ部分ビーム（１０ｂ）を、前記ビーム分割装置（４，４０）に向けて戻り反射させるステップと、
当該反射した第１テラヘルツ検出ビーム（１０ａ，１０ｂ）と第２テラヘルツ検出ビーム（１０ｃ，１０ｄ）とを、前記ビーム分割装置（４，４０）から送受信装置（２；２ａ，２ｂ）に向けて誘導し、この送受信装置（２；２ａ，２ｂ）内で受信するステップと、
少なくとも１つの測定信号（Ｍ，Ｍ１，Ｍ２）を生成し、当該測定信号（Ｍ，Ｍ１，Ｍ２）を評価し、前記検査対象物（８）の間隔及び／又は層厚を算出するステップと、
を有する検査対象物（８）を測定するためのテラヘルツ測定法。
【請求項１５】
送信されたテラヘルツビーム（１０）が、ビーム分割装置として使用されるビームスプリッタ（４）によって第１検出ビームを示す第１部分ビーム（１０ａ）と第２検出ビームを示す第２部分ビーム（１０ｂ）とに同時に分割され、前記検査対象物（８）での反射後に再び重ね合わされ、その後に共通の１つの測定信号（Ｍ）で受信されることを特徴とする請求項１４に記載の測定法。
【請求項１６】
前記第１テラヘルツ部分ビーム（１０ａ）の第１測定信号（Ｍ１）の時間間隔が、この第１測定信号（Ｍ１）に対する第２測定信号（Ｍ２）の時間遅延（Δｔ）よりも小さく、これらのテラヘルツ部分ビーム（１０ａ，１０ｂ）の両測定信号（Ｍ１，Ｍ２）が、前記共通の１つの測定信号（Ｍ）中で時間的に分離されて存在するように、前記第２テラヘルツビーム（１０ｂ）が、前記第１テラヘルツ部分ビーム（１０ａ）に比べてより長い光区間内で送信される請求項１５に記載の測定法。
【請求項１７】
調整可能なミラー（４０）が、ビーム分割装置として第１位置と第２位置との間で調整され、このミラー（４０）は、これらの位置でテラヘルツビームを異なる部分光軸（Ａ１，Ａ２）に沿って偏向させることを特徴とする請求項１４に記載の測定法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物を経過時間測定によって測定するためのテラヘルツ測定装置及びテラヘルツ測定法に関連する。この場合、特に、テラヘルツビームに対して透過性であるが、屈折率の空気とは著しく異なる合成樹脂材料やセラミックから成る検査対象物又は測定対象物が測定され得て、例えば紙又はボール紙も測定され得る。その結果、当該テラヘルツビームが、その透過時に境界面によって部分的に反射され、したがって複数の境界面間の層厚が、複数の測定ピーク又は測定信号の経過時間の差から算出され得る。
【背景技術】
【０００２】
したがって、特に管及びホースも測定され得る。この場合、ここでは、例えばテラヘルツビームが、それぞれ１つの前方の壁領域と後続する１つの後方の壁領域とを透過して誘導され得る。その結果、２つの壁領域、すなわち少なくとも４つの境界面が検出される。したがって、１つの管の全周を測定するためには、検査対象物に対する測定装置の旋回角度は、基本的に、例えば１８０°で足り得る。
【０００３】
しかしながら、旋回角度が大きいと、多大な労力がさらに必要とされる。また、例えば、光学送受信装置、例えばフェムト秒レーザによるテラヘルツビームを使用する場合、非常に重い質量体を旋回させなければならない。この代わりに、複数のテラヘルツ測定装置を１つの検査対象物の周りに配置することが知られている。しかしながら、当該配置は、より高い装置コストをもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、検査対象物の測定を僅かな労力と僅かなコストとで可能にするテラヘルツ測定装置及びテラヘルツ測定法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、独立請求項に記載のテラヘルツ測定装置とテラヘルツ測定法とによって解決される。好適なその他の構成は、従属請求項に記載されている。さらに、テラヘルツ測定装置と測定すべき検査対象物とから成るシステムが提唱されている。
【０００６】
本発明のテラヘルツ測定装置は、特に本発明のテラヘルツ測定法を実行するために設けられている。さらに、本発明のテラヘルツ測定法は、特に本発明のテラヘルツ測定装置を適用又は使用して実行される。その結果、双方が、結合して使用され得る。
【０００７】
本発明は、少なくとも２つのテラヘルツ検出ビームを送受信装置から送信されたテラヘルツビームから生成し、これらのテラヘルツ検出ビームを異なる光軸に沿って検査対象物に向けて偏向させるという思想に基づく。この場合、これらの検出ビームは、異なる長さの経路区間を進行し、その後に検出され得る。この場合、これらの検出ビームは、異なる実施の形態にしたがって検出され得る。一方では、１つの測定が、ただ１つの測定信号中で可能である。このとき、これらの検出ビームは、この測定信号中で分離され得る。又は、１つの測定が、分離された複数の測定信号中でも可能である。
【０００８】
したがって、本発明の顕著な利点は、検査対象物の複数の領域が１つの測定装置によって検出され得ることにある。したがって、１つのテラヘルツ測定ヘッドが存在する場合は、１つのビーム分割装置及び１つの反射装置だけが追加され得ることによって、例えば１つのテラヘルツ測定装置又はテラヘルツ測定ヘッドが節減され得る。
【０００９】
このため、第１の実施の形態によれば、ビームスプリッタ、例えば半透明ミラーが、送信されたテラヘルツビームを分割するためにビーム分割装置として設けられ得る。当該半透明ミラーは、当該送信されたテラヘルツビームを、例えば一方では透過させ、他方では例えば９０°だけ偏向させる。このため、第２テラヘルツビームが、反射装置によって反射される。その結果、より長い光路区間が、例えば２回の反射によって形成される。したがって、第２部分光軸が、第１部分光軸に対して任意の角度、例えば９０°だけずらして指向され得る。
【００１０】
したがって、検査対象物の丁度２倍の数の部分領域が同時に測定され得る。したがって、小型の管及びホースの場合、それぞれ１つの前方の壁領域と後方の壁領域とが、それぞれのテラヘルツビームによって検出され得る。したがって、４つの壁領域が、当該両部分ビームによってただ１つの測定で検出され得る。
【００１１】
偏向と後続する反射とによるビーム分割の特別な利点は、長くされた経路区間又は経過時間が得られることにある。これにより、複数の測定信号又は信号の複数の測定ピークが、明確に分離され得る。特に、分離された複数の測定が、時間的に前後して又は連続して記録され得て、したがって特にその後に分離されて評価され得る。
【００１２】
ビームスプリッタを使用する代わりに、２つの検出ビームによる連続する測定も可能である。このため、例えば調整可能なミラーが、ビーム分割装置としても設けられ得る。当該調整可能なミラーは、例えば第１位置では無効であり、送信ビームを透過させ、第２位置では送信ビームを偏向させる。当該調整可能なミラーは、軽量であって、例えば薄い金属板として、当該両位置間で正確に調整され得る。その結果、非常に長寿命で、機械的に摩耗しにくく且つ省エネルギーである、例えば小出力のステッピングモータが、例えば歯車機構なしに、速いスイッチング周波数で使用され得る。
【００１３】
さらに、両実施の形態の場合、様々なセンサ装置が使用され得る。
【００１４】
送信装置と受信装置とを結合した構成、すなわちテラヘルツトランシーバの場合、好ましくは、ビーム分割装置が、検査対象物から反射した第２テラヘルツ検出ビームを共通の送受信装置に向けて戻り反射させるためにも使用され得る。したがって、このような既存のシステムが、低コストに且つ簡単に改造され得る。
【００１５】
この場合、例えば、光軸を９０°ずつ偏向させるように、反射装置が、例えば２つのミラー面を有して構成され得る。これにより、光学的な遅延区間が、正確に画定され得て十分に大きい。
【００１６】
当該結合したテラヘルツトランシーバとは違う構成によれば、送受信装置が分離されて構成されてもよい。したがって、このような受信装置の場合、送信装置から送信されたテラヘルツビームが、例えば光軸に沿って検査対象物に向かって誘導され、この検査対象物から反射され得て、偏向された第２テラヘルツ検出ビームが、ずらされた第２軸に沿って当該検査対象物に向けて誘導され戻り反射され得る。この場合、ビーム分割装置は、当該検査対象物から反射した第１部分ビームを当該受信装置に向けて反射させ、当該検査対象物から反射した第２テラヘルツ検出ビームを透過させるために使用され得る。したがって、装置の構成が、分離された送信装置と受信装置とによって可能である。特に短パルス（フェムト秒）レーザによる光学テラヘルツ装置の場合でも、当該送信装置及び受信装置は、装置的に簡単に構成可能である。
【００１７】
当該テラヘルツビームは、特に１０ＧＨｚ〜５０ＧＨｚ又は１０ＧＨｚ〜１０ＴＨｚ、例えば１０ＧＨｚ〜３ＴＨｚの範囲内にある。当該テラヘルツビームは、特にパルスで送信され得る。この場合、特に光学システム、すなわち光を生成するシステム、例えば短パルス（フェムト秒）レーザによるシステムが有益である。しかしながら、基本的には、例えば、完全な電子式システムも使用され得る。
【００１８】
また、評価装置が、装置的に且つソフトウェア的に簡単に構成可能である。したがって、ビームスプリッタを用いて同時に測定する実施の形態の場合でも、個々の信号が分離され得る。検査対象物に向かいこの検査対象物から戻る２つの光学部分ビームの遅延区間又は区間差が、当該検査対象物を透過しこの検査対象物から戻る第１部分ビームの対応する区間よりも大きいことによって、これらの部分ビームの両測定の測定信号が、共通の測定信号中で分離され得て、複数の測定ピークが、それぞれの測定の個々の境界面に割り当てられ得る。したがって、別々の測定に比べて、特性の低下が全くない。
【００１９】
以下に、本発明を幾つかの実施の形態の任意の図に基づいて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】送信装置と受信装置とを結合した場合のビームスプリッタを有する第１の実施の形態によるテラヘルツ測定装置を示す。
【図２】分離された送信装置と受信装置とを有する構成の場合のビームスプリッタを有するテラヘルツ測定装置を示す。
【図３】ａ）第１部分ビームの反射信号を示す。ｂ）第２部分ビームの反射信号を示す。ｄ）２つの部分信号から成る重ね合わせた受信信号としての測定信号を示す。
【図４】第１ミラー位置にある調整可能なミラーを有する第２の実施の形態を示す。
【図５】第２ミラー位置にある第２の実施の形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
検査対象物８を測定するためのテラヘルツ測定装置１が、送受信装置２と、制御評価装置３と、ビームスプリッタとして半透明ミラー４と、さらに反射装置５と、追加の光学装置としての一般的なレンズ６とを有する。送受信装置２は、レンズ６を介して光軸Ａに沿ってテラヘルツビーム１０を送信する。このテラヘルツビーム１０は、ビームスプリッタ４によって第１テラヘルツ部分ビーム１０ａと第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂとに分割される。第１テラヘルツ部分ビーム１０ａは、第１部分光軸Ａ１に沿って検査対象物８上に入射する。第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂは、第１部分光軸Ａ１とは違う第２部分光軸Ａ２に沿って検査対象物８上に入射する。
【００２２】
ここでは、光軸１０に対して直角を成さず、例えば約４５°の角度を成す半透明ミラーが、ビームスプリッタ４として設けられている。その結果、第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂが、９０°だけ偏向され、第１テラヘルツ部分ビーム１０ａが、光軸Ａに沿って延在し、この実施の形態によれば検査対象物８上に向けられている。その後に、この第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂは、反射装置５から反射される。図示された実施の形態によれば、第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂが、この第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂの第２部分光軸Ａ２に沿って検査対象物８上に入射するように、この第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂを２回反射させるための２つのミラー面５ａ及び５ｂを有する反射装置５が設けられている。この実施の形態によれば、当該第２部分光軸Ａ２は、例えば図示された平面内では第１部分光軸Ａ１に対して９０°だけずらされている。
【００２３】
テラヘルツ部分ビーム１０ａ及び１０ｂがそれぞれ、境界面で反射される。図１によれば、管の外壁と管の内壁とを有する管が、検査対象物８として測定される。この場合、両テラヘルツ部分ビーム１０ａ及び１０ｂが、管８の全体を透過し、したがって第１壁領域と第２壁領域とでそれぞれ反射される。その結果、各テラヘルツ部分ビーム１０ａ，１０ｂが、４つの境界面でそれぞれ反射される。両部分ビーム１０ａ及び１０ｂはそれぞれ、これらの境界面を直角に透過し、したがってそれぞれ戻り反射される。その結果、当該反射した第１テラヘルツ部分ビーム１０ａが、同様に第１部分光軸Ａ１に沿って戻り反射され、これに応じて当該反射した第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂが、第２部分光軸Ａ２に沿って戻り反射される。
【００２４】
したがって、当該反射した第１テラヘルツ部分ビーム１０ａの少なくとも一部又はその強度の一部が、同様に半透明ミラー４とレンズ６とを透過し、送受信装置２へ戻る。図３ａ）は、第１テラヘルツ部分ビーム１０ａを通じて送受信装置２によって受信される第１測定信号Ｍ１を示す。ｎ８＝１．５の屈折率を有する合成樹脂材料から成る検査対象物８の前方の壁領域の表面への入射時と、その後の当該壁領域からの出射時とに、測定ピークＰ１，Ｐ２とがそれぞれ生成される。その直後に、当該第１テラヘルツ部分ビーム１０ａは、管８をさらに透過し、後方の壁領域の内面で同様に部分反射され、すなわち空気のｎ＝約１の屈折率から管８の合成樹脂材料の例えばｎ８＝１．５の屈折率への移行時に部分反射され、その後に検査対象物８からの出射時に同様に部分反射される。その結果、ここで、別の２つの測定ピークＰ３，Ｐ４が生成される。したがって、これらの測定ピークＰ３，Ｐ４は、第１測定信号Ｍ１の時系列チャートに時間的に後続する。当該屈折率又は伝播速度を適切に考慮すると、時間間隔ｔ２−ｔ１又はｔ４−ｔ３は、管８の壁厚を示し、時間間隔ｔ３−ｔ２は、管８の内径を示し、時間間隔ｔ４−ｔ１は、管８の外径を示す。
【００２５】
したがって、第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂは、第１部分光軸Ａ１とは違う、例えばこの第１部分光軸Ａ１に対して直角を成す第２部分光軸Ａ２に沿って検査対象物８、すなわち別の壁領域に当たる。第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂは、図３ｂ）に示された対応する４つの測定ピークＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８を有する第２測定信号Ｍ２を生成する。この場合、第２測定信号Ｍ２は、特に半透明ミラー４から直接に検査対象物８に当たり得ない第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂのより長い経過時間に起因して、より長い光路を有する反射装置５で複数回反射することによって検査対象物８に当たる。その結果、第２測定信号Ｍ２は、第１測定信号Ｍ１に比べて時間遅延する。
【００２６】
この場合、当該追加の部分光路、すなわち遅れ区間又は遅延区間は、第１テラヘルツ部分ビーム１０ａが検査対象物８の全体の透過及び反射時に進行する光路よりも長いように、反射装置５の幾何学的形状、特に配置及び構造が設計されている。したがって、第２測定信号Ｍ２は、第１測定信号Ｍ１に比べて期間Δｔ＝ｔ５−ｔ１だけシフトしている。その結果、ピークＰ１〜Ｐ８は、一義的に分離され得る。
【００２７】
したがって、重ね合わせた測定信号Ｍでは、一地点の壁厚ｗｄが、ｗｄ＝ｃ（ｔｉ−ｔｊ）／２ｎとして算出され得る。ここで、ｃ＝光速度であり、ｎ＝テラヘルツビーム用の材料の屈折率であり、したがって、測定ピークＰｉと測定ピークＰｊとの時間間隔としてのｔｉ−ｔｊは、測定ピークＰ２とＰ３ｔの間と、測定ピークＰ７とＰ６との間との管径でもある。
【００２８】
図１の実施の形態は、特に、送受信装置２、制御評価装置３及び場合によってはレンズ６を既に有する既存のテラヘルツ測定装置を改良するために使用され得る。したがって、ここでは、従来のシステムとは対照的に、２倍の数の壁領域が、図３ｃ）の測定信号Ｍにしたがって一回の測定で測定され得るように、ビームスプリッタ４及び反射装置５を改良する必要がある。したがって、テラヘルツ測定装置１が、専ら９０°の角度だけ旋回されることによって、例えば検査対象物８としての管が測定され得る。何故なら、それぞれの部分ビーム１０ａ及び１０ｂが、管８を完全に透過し、したがって前方の壁領域と後方の壁領域とをそれぞれ捕捉するからである。
【００２９】
図２の実施の形態は、テラヘルツビーム１０を送信するための送信装置２ａと、この送信装置２ａから分離された受信装置２ｂとを有するテラヘルツ測定装置１０１を示す。同様に、送信装置２ａは、テラヘルツビーム１０を、ビームスプリッタ４を透過させて送信する。その結果、第１テラヘルツ部分ビーム１０ａが、−例えば、同様にレンズ６を透過して−検査対象物８に直接に到達し、境界面の透過時に−図１の実施の形態にしたがって−ピークＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を生成する。さらに、第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂが、ビームスプリッタ４で分岐される。当該第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂは、同様に反射装置５を介して第２部分光軸Ａ２に沿って検査対象物８の別の壁領域に到達し、このときに第１テラヘルツ部分ビーム１０ａの光路とは対照的にビームスプリッタ４以降に遅れ区間（遅延区間）を有する。当該遅れ区間（遅延区間）は、検査対象物８内の第１テラヘルツ部分ビーム１０ａの光路よりも長い。その結果、−図１にしたがって−別の測定ピークＰ５、Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８が、第１測定ピークＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４から時間的に十分に分離されてビームスプリッタ４と受信装置２ｂとに到達する。
【００３０】
したがって、図２の実施の形態では、送信装置２ａと受信装置２ｂとが分離されている、すなわちトランシーバとして構成されていない。その結果、装置の簡略化が可能になる。
【００３１】
両実施の形態では、ビームスプリッタ４で受信装置２ｂに向かって反射しなかった成分は、分かりやすくするために図示されていない。
【００３２】
これらの実施の形態はそれぞれ、別の反射装置５を伴って構成されてもよい。テラヘルツビーム１０を複数の、すなわち２つよりも多いテラヘルツ部分ビームに分割するため、基本的には、このようなビームスプリッタ４が複数個設けられてもよい。
【００３３】
したがって、両実施の形態はそれぞれ、ただ１つの測定ヘッド又はテラヘルツ測定装置１，１０１によって２つの部分光軸Ａ１，Ａ２に沿った検査対象物８の測定、したがって２倍の数の壁領域の測定を可能にする。したがって、例えば、テラヘルツ測定装置１，１０１の旋回変位がそれぞれ、従来の構成に比べて半分であるか又は著しく小さい。これにより、測定品質が損なわれない。何故なら、測定の測定ピークＰ１−Ｐ８が、十分に分離されていて、それ故に別々に評価され得るからである。
【００３４】
したがって、第１の実施の形態による本発明のテラヘルツ測定法の場合、
−テラヘルツビーム１０が、光軸Ａに沿って送信され、
−光学テラヘルツビーム１０は、ビームスプリッタ４によって異なる方向に偏向される少なくとも１つの第１テラヘルツ部分ビーム１０ａと、少なくとも１つのテラヘルツ部分ビーム１０ｂとに分割され、
−この場合、第２テラヘルツ部分ビーム１０ｂは、反射装置５で、特に２回以上反射され、
−その後に、これらのテラヘルツ部分ビーム１０ａ，１０ｂは、異なる光学部分軸Ａ１，Ａ２に沿って且つ異なる領域又は位置で検査対象物８に向かって偏向され、境界移行部分、特に層の境界で部分的に反射しつつ当該境界移行部分、特に層の境界を透過され、戻り反射され、これらのテラヘルツ部分ビーム１０ａ，１０ｂの光学部分軸Ａ１及びＡ２に沿って戻され、
−次いで、検査対象物８から反射したテラヘルツ部分ビーム１０ａ及び１０ｂは、ビームスプリッタ４を透過して戻され、二役の送受信装置２（トランシーバ）として構成されているか又は送信装置２ａ及び受信装置２ｂとして別々に構成されている送受信装置によって検出され、
−その結果、異なる壁領域の異なる境界面でのビームの経過時間ｔ１−ｔ８が、両光学部分測定時に検出され、−検査対象物８における測定区間に対する光学部分ビームのより大きい遅延区間に起因して−分離され得て、
−その結果、複数の領域での検査対象物８の層厚又は間隔が、制御評価装置３によって算出され得る、例えば誤差に関して検査され得る。
【００３５】
図４及び５は、別の実施の形態を示す。この実施の形態では、調整可能なミラー４０が、調整装置４１によってその２つの位置間で前後に調整されるビーム分割装置として設けられている。
【００３６】
調整装置４１によって旋回される調整可能なミラー４０は、小さい質量を有し、したがって僅かな慣性モーメントを有する、例えばアルミニウムから成る例えば薄い金属板として形成されている。したがって、図４の無効な第１位置では、調整可能なミラー４０は、光軸Ａの外側に配置され得るか、又は光軸Ａに平行に沿って存在する。したがって、テラヘルツビーム１０の影響を受けないか又はテラヘルツビーム１０とは無関係である。図５によれば、調整可能なミラー４０は、その有効な第２位置にある。この第２位置では、このミラー４０は、送信されたテラヘルツビーム１０を、調整可能な第２検出ビーム１０ｄとして、例えば９０°だけ偏向させる。この場合、この測定では、信号の振幅が減衰しない。しかし、図４，５のこの実施の形態でも、−図１及び２に対する構成の場合と同様に−図３にしたがって、第２軸の測定ピークＰ５〜Ｐ８が、第１軸の測定ピークＰ１〜Ｐ４に対して時間遅延する。
【００３７】
したがって、図４，５のこの実施の形態によれば、テラヘルツビーム１０が分割されないので、半透性ミラーによる部分測定に比べてより高い信号振幅を可能にする測定が実行される。それ故に、機械的な調整を欠点として受け入れなければならないが、より高い信号振幅が達成される。調整装置４１は、−歯車機構なしに−ミラー４０を直接に調整する、例えばステップモータでもよい。したがって、軽量のものだけが、関連する摩耗なしに調整される。
【符号の説明】
【００３８】
１，１０１  テラヘルツ測定装置
２          送受信装置（トランシーバ）
２ａ        送信装置
２ｂ        受信装置
３          制御評価装置
４          ビームスプリッタ、例えば半透明ミラー
５          例えば２つの反射面を有する反射装置
６          レンズ
８          検査対象物、特に小型ホース又は合成樹脂から成る管
１０        送信されたテラヘルツビーム
１０ａ      第１テラヘルツ部分ビーム
１０ｂ      第２テラヘルツ部分ビーム
１０ｃ      調整可能な第１検出ビーム
１０ｄ      調整可能な第２検出ビーム
４０        調整可能なミラー
４１        調整装置、例えばステッピングモータ
Ａ          光軸
Ａ１        第１部分光軸
Ａ２        第２部分光軸
Ｍ          重ね合わせた測定信号
Ｍ１        第１測定信号
Ｍ２        第２測定信号
Ｐ１〜Ｐ８  測定信号（Ｍ）の測定ピーク
ｔ１〜ｔ８  測定信号（Ｍ）の測定ピークの時点
【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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