JP2007218661A - 対象物の情報を検出する検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁波を矩形状ビームとして対象物に照射して、対象物の情報を精度を損なわないで、比較的高速に取得することができる検出装置ないし検出方法を提供する。
【解決手段】検出装置は、照射手段1、3、4、5、6と検出手段2と情報取得手段を有する。照射手段は、30GHz乃至30THzの周波数領域の少なくとも一部の周波数成分を含み且つ振幅変化が10⁻¹¹秒以上の時間でしか起こらないか若しくは振幅が時間的に一定である電磁波を矩形状ビームとして対象物9に照射する。検出手段は、対象物9と電磁波が相互作用することで対象物9を透過若しくは反射した電磁波を検出する。情報取得手段は、検出手段2で検出した電磁波の情報を用いて、対象物9の情報を取得する。
【選択図】図１

Description

本発明は、主にミリ波からテラヘルツ波領域（30GHz〜30THz）の高周波電磁波を用いて物体の性状や形状を観察する画像取得装置などの対象物（検体）の情報を検出するための検出装置、及びその検出方法に関する。

近年、ミリ波からテラヘルツ(THz)波にかけた電磁波（30GHz〜30THz；以後単にTHz、THz波、THz光などという）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う技術が開発されている。また、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、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も開発されている。

従来、THz発生手段の一例として、基板上に成膜した光伝導膜に、電極を兼ねたアンテナを備えた光伝導スイッチ素子が好適に用いられている（特許文献1参照）。光伝導膜としては、放射線処理したシリコン膜がサファイア基板上に成膜されたものや、GaAs基板に低温で成長したLT-GaAsが用いられることが多い。

この光伝導スイッチ素子を発生側、検出側の両方に配置して、物体を2次元的にスキャンしてTHz画像を得る図9に示す方法が提案されている（特許文献2参照)。特許文献2には、THz波の物体に対する分散、吸収特性を利用して、光学的には観察できない内部の画像、例えば、ICチップ内の配線パターンなどが取得できることが示されている。

このスキャン方法では2次元画像を得るのに時間を要するため、THz波を1次元状領域で一括して物体に照射して高速に検査する方法も提案されている（特許文献3参照）。特許文献3には、THzパルス光（パルス幅が概ね3psec以下）を放物柱面鏡などによって1次元状のビームに成形して、物体の透過、反射分光を高速に行うことが示されている。
特開平10-104171号公報 特開平10-90174号公報 特開2004-85359号公報

しかしながら、特許文献2や特許文献3に開示されている方法では、フェムト秒レーザを用いたTHzパルス波の励起（ポンプ）とプローブ側レーザによるゲート動作を伴う検出を行っている。したがって、ポンプとプローブの同期をとる必要があるために、光学系が複雑で自由度が少ないものとなっている。また、一般に光伝導スイッチ素子から発生するTHz波のパワーはμWオーダーに満たないものであるため、S/N比を大きく取ることが難しい。そのため、感度向上のために信号取得スピードを遅くする必要があり、画像取得スピードには限界がある。更に、パルス光を用いているため、波長分散の影響を受けやすく解像度に限界がある。また、ハイパワーフェムト秒レーザなど、消費電力が大きい大型で高価な装置が必要になるため、応用範囲が限られており、THzイメージングが産業的に普及する上での障害になっていた。

また、従来の画像取得では、出射されたTHz波の強度分布として円形または楕円でガウス分布を持つものを利用することが多かった。THz発生装置によってはガウス分布にもならず多峰性の分布を持つものもあった。そのため、複数画素を一括して取得する場合に強度分布があるために、周辺の画質が劣化しがちであった。

上記課題に鑑み、対象物の情報を検出するための本発明の検出装置は、照射手段と検出手段と情報取得手段を有する。照射手段は、30GHz乃至30THzの周波数領域の少なくとも一部の周波数成分を含み且つ振幅変化が10⁻¹¹秒以上の時間でしか起こらないか若しくは振幅が時間的に一定である電磁波を矩形状ビームとして対象物に照射する。検出手段は、対象物と電磁波が相互作用することで対象物を透過若しくは反射した電磁波を検出する。情報取得手段は、前記検出手段で検出した電磁波の情報を用いて、対象物の情報を取得する。

また、上記課題に鑑み、対象物の情報を検出するための本発明の検出方法は、照射ステップ段と検出ステップと情報取得ステップを含む。照射ステップでは、30GHz乃至30THzの周波数領域の少なくとも一部の周波数成分を含み且つ振幅変化が10⁻¹¹秒以上の時間でしか起こらないか若しくは振幅が時間的に一定である電磁波を矩形状ビームとして対象物に照射する。検出ステップでは、対象物と電磁波が相互作用することで対象物を透過若しくは反射した電磁波を検出する。情報取得ステップでは、前記検出ステップで検出した電磁波の情報を用いて、前記対象物の情報を取得する。

上記構成において、本発明における矩形状ビームとは、発生手段から発生する円形のガウス分布ビームなどではない、2軸（典型的には長軸と短軸であるが、両軸が等しい場合も含む）を持つビームパターンのビームの総称として定義する。すなわち、図8（a）に示す様な一般的な長方形、図8(b)に示す様な細長い短冊形状、図8（ｃ）に示す様な扁平の楕円形状などが本発明のビーム形状として含まれる。更には、長方形、正方形などの一般的な矩形状や扁平の楕円形状の他、ひし形、台形、その他各種多角形、曲線を含む形状なども、大雑把に見て2軸を持つ矩形的なパターンであれば、それらも含まれる。例えば、アレイ検出器で一括して電磁波を検出して画像取得する領域を重ね合わせて全体画像を取得する方法が可能であれば、どのような矩形的なビーム形状でもよい。

本発明によれば、上記の如き電磁波を矩形状ビームとして対象物に照射するので、対象物の情報（透過画像、反射画像など）を精度（画像の解像度など）を損なわないで、比較的高速に取得することができる。

本発明の実施形態を以下に説明する。本発明の一実施形態においては、フェムト秒レーザ励起のTHz発生装置でなく、比較的出力の高い（μWオーダー以上）コヒーレントTHz発生器（発生手段）からのTHz出力を変換手段により矩形の形状に変換して対象物（検体）に照射する。そして、矩形状ビームのTHz波と検体の相対位置を相対位置変化手段でスキャンしながら、検出手段であるアレイ型電磁波検出器で検体からのTHz波を検出し、検出したTHz波の情報を用いて情報取得手段で検体の所望の領域の画像を得る。こうして、矩形状ビームに対応するアレイ検出器を用いて、その矩形状ビームによって複数の画素を取得し、周知の技術を用いた情報取得手段で複数画素の領域を複数重ね合わせて検体の1つの画像を取得する。

THz発生器としては、量子カスケード型もしくは共鳴トンネルダイオードなどの半導体発振器、後進行波管(BWO)、ガンダイオード及びその高調波発生器、LNなどの非線形結晶を用いたパラメトリック発振器などのコヒーレントTHz光源が好適に用いられる。典型的な出力パワーは数μW〜数100mWである。或いは、ヒーターや白熱球、水銀ランプなどでフィルタによりTHz領域の電磁波を取り出したインコヒーレント光源でもよい。これらは、フェムト秒レーザ励起のTHz発生源と比較して、出力パワーの変動がCW動作で殆どないかミリ秒からナノ秒程度の変動しかなく、10psec未満の速さでの時間変動がないということで区別される。

一方、検出器としては、強誘電性結晶による焦電検出器、MEMS型熱検出器、ショットキーダイオード、共鳴トンネルダイオード、半導体量子検出器などをアレイ化したものを用いることができる。THz発生器から出力された電磁波は、レンズや放物面鏡などでビーム制御されたのち、シリンドリカルレンズまたは放物柱面鏡などを用いて矩形状ビームに変換される。このとき、拡散板などを用いてビーム内の強度分布をガウス分布状から矩形分布状に変換すると、画像取得手段で得られる画像にムラが起きない様にすることができる。

矩形状の具体的パターンは、発生器と検出器及び検体で決まるS/N比により選択する。すなわち、S/Nが十分確保される場合には長方形または正方形にして、検出器も2次元アレイのものを選択し、2次元画像領域を複数重ねることで全領域の画像を得る。一方、S/N比が十分でない場合には、短冊状或いは1次元線状の扁平の楕円ビームにしてTHz波のパワー密度を向上させ、1次元の画像を複数重ね合わせることで全領域の画像を得ることができる。

本実施形態の方法の場合には、ポンプ光とプローブ光の同期をとる必要がないため、光学系の調整が容易になり、全体としても小型化することができる。ただし、検体内の材料分布などの情報を位相情報として取り込む場合には、検出器の前段に遅延系や干渉系（後述の実施例3、4参照）などを設けてもよい。画像は、検体からの透過波、反射波のいずれかまたは両方を用いて取得してもよい。また、相対位置をスキャンする相対位置変化手段としては、ガルバノミラー等を用いて光軸をスキャンする方式、検体を走査ステージやベルトコンベア等で動かす方式などがある。これらの相対位置変化手段は、照射手段において電磁波の反射方向を変化させる可動ミラーを含む手段、また、対象物を1軸方向に移動させて照射電磁波と対象物の相対位置を変化させる手段である。その移動方向については、THz波ビームパターンの長軸に対して交差する方向、望ましくは長軸に対して略垂直方向に行うことが効率的である。

図1及び図2を参照して本実施形態を更に説明する。図1において、1はTHz発生器であり、ここでは、液体窒素温度に冷却することで電流注入により2.9THzで10mWの連続波を出力する量子カスケードレーザである。この出力は、2つの放物面鏡3、4で3cmφ程度の平行ビームに変換される。このビームは、シリンドリカルレンズ5により、紙面に垂直な方向は平行ビームのままで、紙面に平行な成分のみ図1の様に集光ビームとされる。そして、ガルバノミラー10で反射され、もう1度シリンドリカルレンズ6で検体9の表面に絞られて照射される。このとき、紙面に垂直な方向に奥行き3cm程度の短冊状ビームとなっている。

検体9を透過後のTHz波は、シリンドリカルレンズ7で再びフォーカスされて、1次元アレイのTHz検出器2で検出される。実際の検出器としては、2次元アレイ状に作製された焦電検出器の一部を使い、ガルバノミラー10の動きと同期して信号検出することで2次元画像を得ることができる。このとき、レンズ6、7は、図1に示す様に、これらの焦点位置に夫々ガルバノミラー面、検体6、検出面が配置される様にすればよい。また、2次元アレイ状に作製された焦電検出器の検出面上で、フォーカスされたTHz波の位置は固定となっていてもよいし、ガルバノミラー10の動きにつれて動いてもよい。

この短冊状ビーム内でTHz強度を一定にするために、図2の様な光学系を用いてもよい。ここでは、放物面鏡4で3cmφの平行ビームとなったTHz波20は、縦方向、横方向のフライアイレンズ21、22を通過することでビーム内強度がガウス分布から矩形分布へと変換される。その後、シリンドリカル凸レンズ23、24で幅1mm、長さ2.5cmの短冊状ビームに変換される。そして、ガルバノミラー25で反射された後、再びシリンドリカル凸レンズ26で検体表面にこのビーム形状27で投影される。この光学系ではレンズ系を用いたが、既に述べた様に反射ミラー系として、シリンドリカルレンズの代わりに放物柱面鏡を用いたり、フライアイレンズの代わりに拡散板などを用いても同様な系を構築できる。

このときの縦横比の決定については、既に述べた様に、発生器と検出器及び検体で決まるS/N比により選択される。例えば、空間的な強度分布が均一な平行円形ビームとした場合に、アレイTHz検出器でS/Nが2以上確保できるサイズが8mmφであるとする。ここで、イメージングの空間分解能を0.3mmと設定すれば、余裕を持たせて、幅1mmの短冊状ビームにおけるTHzパワーの総量がビーム変形してもほぼ同一となる様に、ビームの長軸方向の長さを決定すればよい。短冊状にしたときにもほぼ均一分布と仮定すると、長軸方向の長さはπ(8／2)²／1＝50mmとなる。したがって、1mm×50mmの短冊状ビームで検出が可能と考えられる。ただ、実際にはビーム変換時の損失や周辺部の歪みも考慮して、上記では有効幅（長軸方向の長さ）を25mmとした。検体上における25mm幅（長軸方向の長さ）の短冊状THz波は均一な強度で照射されるため、ムラのない画像を得ることができる。このとき長軸方向のみ矩形分布にして、線の幅方向（短軸方向）にはガウス分布のままでもよい。この場合は、このことを予め記憶しておいて、画像取得手段で補正をかけて画像を形成すればよい。また、アレイ検出器の感光部の幅と短冊状ビームの長軸方向の長さが異なる場合には、適宜シンリンドリカルレンズ等(不図示)を用いて長軸方向にビームを縮小させてもよい。

以上の縦横比については、THz波の強度を強くしたり、THz検出器の感度を高くしたりして更に大きく（すなわち扁平率を高く）し、イメージングの幅を広げることができるが、この様な装置を用いることは装置全体を高価にする。そこで、イメージングの速度とシステムの価格がトレードオフの関係になり、応用する形態の仕様により最適に設計する必要がある。

以上のことを踏まえて、図2の構成において、ガルバノミラー25でビーム27の検体上の投影位置を矢印方向に5cmスキャンすれば、2.5cm×5cmの2次元THz画像を得ることができる。更に画像エリアを広げる方法や、対象物からの電磁波の位相変化の情報をも取得して物性の分布をイメージングする方法などについては後述の実施例にて説明する。

以上に述べた本実施形態により、THz波を用いた物体の透過画像または反射画像を解像度高く、高速に取得することができ、装置全体の構成も比較的単純で小型化できる。これにより、THzイメージング装置の適用範囲が広がり、工業製品として空港、各種交通機関、物流などにおける物品検査や、生産現場における良品／欠陥検査、医療機関における病理検査などに導入できる様になる。

（実施例1）
以下に、図1、図2を用いて本発明の実施例1を説明する。本発明による第1の実施例は、検体の透過イメージングを行うものである。実施例1では、S/N向上のために、THz発生器1から出力された電磁波を短冊状に整形して、1次元の画像をTHz検出器2で取得する。そして、ガルバノミラー10を図1の回転方向で動かしながら、短冊状ビームを検体9上でスキャンして画像合成を行うことで検体9の2次元画像を得る。この基本構成は上記実施形態で述べたものと同じである。

ここで、アレイ型THz検出器2としては、画素ピッチが100μmで128×128の2次元アレイ状のLiTaO₃で構成された焦電検出器を用いる。2次元アレイであるが、画像処理を行って1次元の画像として取り出す様にしている。或いは、検出器の対角線に1次元ビームを照射する様にして、1次元の画素範囲を広げる様にしてもよい。この検出器2の場合、短冊状ビームの長軸方向の長さが検出器サイズ（約12.5mm）より大きいので、既に述べた様に不図示のシリンドリカルレンズ等で検出器2に入射できるサイズに縮小させる。

短冊状のビームを得るのに図1の簡略化した系でもよいが、既に説明した様に図2の様な複数のレンズ系により短冊状ビーム内の強度分布が一定になる様に構成すれば、中心から周囲にかけて分布のない鮮明な画像が得られる。ここで用いるレンズの材料としては、ポリエチレン、フッ素樹脂（商品名でテフロンなどと呼ばれるもの）、ポリオレフィンなどの樹脂、アルミナ、AlNなどのセラミック、高抵抗シリコンや石英などがTHz波の減衰が少ないものとして用いられる。

こうした装置により、プラスティックの人形、発泡スチロールの中に錠剤を入れたもの、表面に凹凸のあるチョコレートなどを紙の箱等に入れたものの透視画像であるTHz透過イメージ画像が得られる。これにより、箱詰め後の箱内の物体の有無や形状チェック、携行品にタブレットを隠し持っていないか、表面形状や刻印などが刻まれているかなどを、工場や物流などで箱を開けずに検査できる。

ここで用いたTHz発生器1は数mm角チップの半導体量子カスケードTHzレーザであり、100K以下に冷却する装置が必要になるが、従来のフェムト秒レーザを用いた系に対して大幅に小型化され、装置全体の消費電力も低減できる。

(実施例2)
本発明の実施例2を説明する。本発明による第2の実施例は、図3に示した様に検体58からの反射THz波を検出してイメージングするものである。THz波の照射系は実施例1とほぼ同じで、反射波は、検出しやすい様に検体58には基本的に斜め入射される。ここでは、照射系は、THz発生器50、2つの放物面鏡52、53、シリンドリカルレンズ54、シリンドリカルレンズ55を含み、シリンドリカルレンズ54からの集光ビームはガルバノミラー59で反射される。検体58からの反射THz波は、シリンドリカルレンズ56及び反射ミラー57により実施例1と同様のアレイTHz検出器51に入射させられて、画像取得が行われる。

この様な構成を用いる場合には、図4に示す様にベルトコンベア65に乗せられた検体66を動かしながら検査をすることができる。こうしたTHz検査装置67では、例えば、上部から符号64の様にTHz波が、検体66上に、短冊状ビーム68に成形されて照射され、反射したTHz波70を上部の検出器（不図示）で検出して画像を得る。実施例1で説明した透過THz波69を、下部に併設した検出器（不図示）で検出して、透過像を得られる様にしてもよい。短冊状ビーム68は、THz波出力を大きくして物体66の幅に応じてエキスパンドすれば、可動ミラーを用いることなく固定ミラーでも、ベルトコンベア65の動きと同期して画像を取得できる。したがって、光学系が簡略化される。

一方、検体66の幅が大きくビームエキスパンドで対応できない場合には、図5で示す様にビームスキャンと検体移動を組み合わせる形態で対応することができる。すなわち、図5(a)の様に短冊状若しくは長方形ビーム32を、可動ミラーで、符号30の矢印の様にベルトコンベア65の動く方向と垂直な方向に動かしながら、検体を符号31の方向に同期させて動かすことで、幅広の検体にも対応できる。所定の画素数を含む検出器を用いながら実効的な画素数を向上させるために、図5(b)で示す様に短冊状ビームを検体移動方向に対して斜めに傾けて符号33の様なビームにして、且つオーバーラップする様にスキャンしてもよい。このとき、ベルトコンベアを連続的に動かしたときに対応できる様に、相対的にベルトコンベアの動きと垂直、すなわち静止系においてベルトコンベアに対して斜めにスキャンしてもよい。

この様な検査装置ないし検出装置は、パッケージ化された物流品のチェックや各種交通機関における所持品検査などにおいて、ナイフや拳銃、禁止薬物等のチェックを安全に高速で行うものとして利用できる。

（実施例3）
本発明の実施例3を説明する。本発明の第3の実施例は、検体中のTHz波の透過率、反射率分布だけでなく、検体中の誘電率の違いによる位相変化分布も検出して、物体の種類についても或る程度判定可能にするものである。図6に、遅延光学系を用いてこれを実現する光学系について示す。検体94に対する透過光学系は、実施例1と同様である。すなわち、照射系は、THz発生器80、2つの放物面鏡82、83、シリンドリカルレンズ85、シリンドリカルレンズ86を含み、シリンドリカルレンズ85からの集光ビームはガルバノミラー93で反射される。検体94からの透過THz波はシリンドリカルレンズ87及び反射ミラー88により実施例1と同様のアレイTHz検出器81に入射させられて、画像取得が行われる。

本実施例では、シリンドリカルレンズ85の手前において、ビームスプリッタ84によって一部のTHz波を2枚のミラーからなる遅延光学系90に入射させ、ミラー91及び放物面鏡92、ビームスプリッタ89を用いて透過THz光と合波させる。そして、こうして干渉させたTHz光をアレイ型ショットキーダイオードからなるTHz検出器81に入射させる。この場合、検体94内で生起する位相ずれの分布に応じた強弱信号が重ね合わされた形の画像取得を行うことができる。ここで、ビームスプリッタ84としてはワイヤグリッド偏光子を用いることができ、THz波の偏光方向に対してグリッドの角度を変化させることで分岐比を自由に選択できる。

したがって、図6の構成により、検体の透過率の差が小さくても誘電率の違いに応じた画像信号が得られ、予め誘電率に応じた強度変化をメモリしておいて比較すれば、物質同定も可能となる。或いは、検体の誘電率が一定でも厚さに応じて位相変化が生じるため、凹凸形状についても、より鮮明な画像を得ることができる。

（実施例4）
本発明の実施例4を説明する。本発明による第4の実施例は、実施例3と同じ効果を達成するもので、すなわち位相変化分布も検出するものである。ただし、本実施例では、図7に示す様にマイケルソン干渉計120を構成する。この場合も、透過光学系については図1の実施例1と同様である。勿論、反射光学系についても同様に構成できることは言うまでもない。本実施例の照射系は、THz発生器100、2つの放物面鏡102、103、シリンドリカルレンズ104、シリンドリカルレンズ105を含み、シリンドリカルレンズ104からの集光ビームはガルバノミラー114で反射される。検体113からの透過THz波はシリンドリカルレンズ106を通って反射ミラー107により反射される。

本実施例のマイケルソン干渉計120の構成は次の様になる。ミラー107で反射された透過THz波は、シリンドリカルレンズ108でコリメートされて、ビームスプリッタ111で2つに分岐される。そして、2つのミラー109及び110で反射されたものを合波させて、シリンドリカルレンズ112で再びTHz検出器101の検出面上にフォーカスされる。ここで、可動ミラー109によって干渉状態を制御することで、位相差分布の検出を行う。可動ミラーに微小振動を与えて同期検出技術を用いることで、S/Nを向上させてもよい。本実施例においても、実施例3と同様に物質の種類に応じた像を得ることができる。

本発明の実施形態及び実施例1による検出装置ないし画像取得装置を示す図である。 矩形ビームの成形方法の一例を説明する斜視図である。 本発明の実施例2による検出装置ないし画像取得装置を示す図である。 本発明による検体移動式の検出装置ないし検査装置の一例を示す斜視図である。 本発明による画像スキャンの方法の例を示す平面図である。 本発明の実施例3による検出装置ないし画像取得装置を示す図である。 本発明の実施例4による検出装置ないし画像取得装置を示す図である。 本発明における矩形状ビームを説明する図である。 画像取得装置の従来例を説明する図である。

符号の説明

1、50、80、100‥発生手段（THz発生器、照射手段）
2、51、81、101‥検出手段（THz検出器）
3、4、52、53、82、83、102、103‥照射手段（放物面鏡）
5、6、23、24、26、54、55、85、86、104、105‥照射手段（シリンドリカルレンズ）
9、58、66、94、113‥対象物（検体、物体）
10、25、93、114‥相対位置変化手段（ガルバノミラー）
20、64、69、70‥電磁波（テラヘルツ波）
21、22‥照射手段（フライアイレンズ）
65‥相対位置変化手段（ベルトコンベア）
90‥遅延光学系
120‥マイケルソン干渉計

Claims (12)

1. 対象物の情報を検出するための検出装置であって、
   30GHz乃至30THzの周波数領域の少なくとも一部の周波数成分を含み且つ振幅変化が10⁻¹¹秒以上の時間でしか起こらないか若しくは振幅が時間的に一定である電磁波を矩形状ビームとして前記対象物に照射する照射手段と、
   前記対象物と前記電磁波が相互作用することで前記対象物を透過若しくは反射した電磁波を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出した電磁波の情報を用いて、前記対象物の情報を取得する情報取得手段と、
   を有することを特徴とする検出装置。
2. 前記照射手段は、
   30GHz乃至30THzの周波数領域の少なくとも一部の周波数成分を含み且つ振幅変化が10⁻¹¹秒以上の時間でしか起こらないか若しくは振幅が時間的に一定である電磁波を発生する発生手段と、
   前記発生手段が出射する電磁波を、その空間的な強度分布を異なる空間的な強度分布にして、前記矩形状ビームに変換する変換手段と、
   を含むことを特徴とする請求項1記載の検出装置。
3. 前記検出手段は、前記対象物を透過若しくは反射した電磁波を複数の画素で検出するアレイ型検出器であることを特徴とする請求項1または2記載の検出装置。
4. 前記情報取得手段は、
   前記対象物に照射される矩形状ビームと前記対象物の相対位置を変化させる相対位置変化手段と、
   前記相対位置変化手段により相対位置を変化させながら、逐次、前記検出手段で検出した電磁波の情報を用いて前記矩形状ビームの空間強度分布に対応した画像を合成し、前記相対位置の変化領域に対応する前記対象物の画像を取得する画像取得手段と、
   を含むことを特徴とする請求項1、2または3記載の検出装置。
5. 前記変換手段は、空間的な強度分布を短冊状のビームに変換する手段であり、前記画像取得手段は、短冊状ビームの空間強度分布に対応した1次元画像を合成して2次元画像を取得することを特徴とする請求項4記載の検出装置。
6. 前記変換手段は、シリンドリカルレンズ及びフライアイレンズを含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の検出装置。
7. 前記検出手段は、前記対象物と相互作用した電磁波と、相互作用させない電磁波を、夫々の伝搬による時間遅延を調整して合波したものを検出する手段であり、前記情報取得手段は、前記対象物と相互作用した電磁波の位相変化分布を画像として取得することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の検出装置。
8. 前記検出手段は、前記対象物と相互作用した電磁波を、2つの異なる伝搬距離を経て合波させ、両者の電磁波間の伝搬距離を調整して合波したものを検出する手段であり、前記情報取得手段は、前記対象物と相互作用した電磁波の位相変化分布を画像として取得することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の検出装置。
9. 前記発生手段は、30GHz乃至30THzの周波数領域の何れかの単一周波数で発振するコヒーレント光源であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の検出装置。
10. 前記相対位置変化手段は、前記照射手段において電磁波の反射方向を変化させる可動ミラーを含むことを特徴とする請求項4乃至9のいずれかに記載の検出装置
11. 前記相対位置変化手段は、前記対象物を1軸方向に移動させる手段を含み、これによって照射される電磁波と対象物の相対位置を変化させて対象物の状態を検査することを特徴とする請求項4乃至9のいずれかに記載の検出装置。
12. 対象物の情報を検出するための検出方法であって、
    30GHz乃至30THzの周波数領域の少なくとも一部の周波数成分を含み且つ振幅変化が10⁻¹¹秒以上の時間でしか起こらないか若しくは振幅が時間的に一定である電磁波を矩形状ビームとして前記対象物に照射するステップと、
    前記対象物と前記電磁波が相互作用することで前記対象物を透過若しくは反射した電磁波を検出するステップと、
    前記検出ステップで検出した電磁波の情報を用いて、前記対象物の情報を取得するステップと、
    を含むことを特徴とする検出方法。

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