JP2009075071A - 検査物に関する距離調整装置及び方法、検査装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】距離調整装置及び検査装置は、センサ部101と、距離調整手段110と、を備える。センサ部の伝送線路を伝播するテラヘルツ波と検査物102との相互作用の状態を反映するセンサ部の検出部の検出信号に基づき、検査物102の情報が取得される。センサ部101は、テラヘルツ波発生部と伝送線路と検出部とを含む。距離調整手段110は、テラヘルツ波発生部から発せられ伝送線路を伝播してきたテラヘルツ波を検出する検出部の検出信号に基づき、伝送線路と検査物102間の距離を調整する。
【選択図】図1
Description
テラヘルツ波を発生させるための発生部、前記テラヘルツ波が伝搬するための伝送線路、前記伝送線路を伝搬するテラヘルツ波を検出するための検出部、を含み構成されるセンサ部と、
前記検出部が検出するタイミングを変えるための遅延部と、
前記遅延部を用いて得る、前記検出部が検出する信号をサンプリングすることにより、時間波形に関する情報を取得するための処理部と、
前記センサ部と前記検査物との距離を変化するための距離変化手段と、を備え、
前記時間波形に関する情報を用いて前記距離を調整することを特徴とする。
テラヘルツ波が伝搬するための伝送線路と検査物間の第1の距離でテラヘルツ波を発生させる工程と、
前記第1の距離で発生させたテラヘルツ波を該第1の距離で検出する工程と、
前記第1の距離で検出したテラヘルツ波の時間波形に関する情報を取得する工程と、
前記第1の距離よりも短い第2の距離まで、前記伝送線路あるいは検査物を移動する工程と、
前記第2の距離でテラヘルツ波を発生させる工程と、
前記第2の距離で発生させたテラヘルツ波を該第2の距離で検出する工程と、
前記第2の距離で検出したテラヘルツ波の時間波形に関する情報を取得する工程と、
前記第1及び第2の距離で取得した時間波形に関する情報どうしを比較する工程と、
前記時間波形に関する情報の比較結果の変化の有無から、前記伝送線路を伝搬するテラヘルツ波による漏れ電磁界と検査物との相互作用の有無を判断する工程と、
を有することを特徴とする。
テラヘルツ波を発生させるための発生部、前記テラヘルツ波が伝搬するための伝送線路、前記伝送線路を伝搬するテラヘルツ波を検出するための検出部、を含み構成されるセンサ部と、
前記センサ部と前記検査物間の距離を変化するための距離変化手段と、を備え、
前記検出部が検出するテラヘルツ波に関する情報を用いて前記距離を調整することを特徴とする。
テラヘルツ波が伝搬するための伝送線路と検査物間の第1の距離でテラヘルツ波を発生させる工程と、
前記第1の距離で発生させたテラヘルツ波を該第1の距離で検出する工程と、
前記第1の距離で検出したテラヘルツ波に関する情報を取得する工程と、
前記第1の距離よりも短い第2の距離まで、前記伝送線路あるいは検査物を移動する工程と、
前記第2の距離でテラヘルツ波を発生させる工程と、
前記第2の距離で発生させたテラヘルツ波を該第2の距離で検出する工程と、
前記第2の距離で検出したテラヘルツ波に関する情報を取得する工程と、
前記第1及び第2の距離で取得したテラヘルツ波に関する情報どうしを比較する工程と、
前記テラヘルツ波に関する情報の比較結果の変化の有無から、前記伝送線路を伝搬するテラヘルツ波による漏れ電磁界と検査物との相互作用の有無を判断する工程と、
を有することを特徴とする。
本発明の一実施形態に係るテラヘルツ波を用いて距離を調整するための装置について、図9を用いて説明する。まず、901は、テラヘルツ波を発生させるための発生部である。例えば、低温で成長させたガリウムヒ素(LT-GaAs)やインジウムガリウムヒ素(InGaAs)などから成る光伝導膜により構成される。ここで、光伝導膜とは、光が照射されることによりキャリアが発生する膜のことである。なお、発生部901には、共鳴トンネルダイオードやガンダイオードなどの電磁波利得を有する半導体素子を用いることもできる。
前記検査物保持部908を、前記距離変化部が変化させる距離の方向に対して垂直方向に移動するための移動部(X-Yステージ)を有することが好ましい。前記移動部には、ステッピングモータを用いることができる。前記移動部が、前記漏れ電磁界の強度に基づいて前記検査物保持部を移動することにより、以下の効果がある。すなわち、前記距離が同じ場合でも、前記漏れ電磁界と検査物907との相互作用の強度及び該相互作用する領域を増加させることができる。
また、前記伝送線路と検査物とを離間して(すなわち両者を接触させないで)、前記相互作用をさせることが好ましい。これにより、センサ部904と検査物907とが接触することによって生じるセンサ部904の劣化を防止することができる。上記劣化の原因は、検査物907による、伝送線路902などの構成部品の材料の変質や破損によるものであると考えられる。上記劣化により、伝送線路907を伝播するテラヘルツ波の強度の低下や、漏れ電磁界の強度の変化といった問題が生じる。また、この問題により、検査結果にばらつきが生じてしまう。以上より、複数回同一のセンサ部904を使用すると、再現性の良い測定結果を得ることは困難であった。
また、前記センサ部904が、検査用及び距離調整用の伝送線路を備えるように構成することが好ましい。ここで、上記2つの伝送線路は、前記距離の調整に用いる電磁波を伝送するための伝送線路と、検査物の検査に用いる電磁波を伝送するための伝送線路である。詳細については、後述する実施例2で説明する。
前記センサ部904は、内視鏡プローブの先端に設けることができる。この場合、前記センサ部904は、検査物と伝送線路間の距離を粗動で変化するための粗動部と、検査物と伝送線路間の距離を微動で変化するための微動部を備える距離変化手段を有していることが好ましい。また、前記距離調整装置が内視鏡プローブの先端に設けられ、前記検出部が検出するテラヘルツ波に関する情報に基づき検査物を検査することができる。詳細については、後述する実施例3で説明する。
次に、本実施形態に係るテラヘルツ波により前記距離を調整するあるいは検査物を検査するための方法について説明する。本実施形態に係る方法は、以下の工程を有する。
まず、テラヘルツ波が伝搬するための伝送線路と検査物間の第1の距離でテラヘルツ波を発生させる。ここで、前記第1の距離は、例えば、図5の[a]における伝送線路121と検査物102との距離(L>L0)である。
本発明に係る距離調整装置ないし方法、検査装置ないし方法の構成例と動作例について、図1乃至図5を用いて説明する。図1は、本発明の実施例1の検査装置100の構成を示す概略構成図である。図2は、本発明の実施例1である検査装置におけるセンサチップ120の構成図である。また、図3は、検査装置のうち、センサ部101と検査物102付近を拡大した部分の概略構成図である。
position)が凡そ10μmの距離で顕著に現れ始めることを示している。
図6は、本発明の実施例2である距離調整装置ないし方法、検査装置ないし方法の構成を示す概略構成図である。図7は、本実施例の距離調整装置ないし方法、検査装置ないし方法に用いたセンサチップの構成図である。
図8は、本発明の第3の実施例である本発明の検査装置ないし方法を用いた内視鏡システムを示す概略構成図である。ここで、図8(a)は本システムの構成図、図8(b)は領域Aの拡大断面図、図8(c)は測定時におけるセンサ部の状態の一例である。なお、図8において実施例1と同様の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
102、302、907 検査物
103、908 検査物保持部(検査物保持手段)
104 移動部(X-Yステージ)
108、111、906 処理部(信号検出部、演算処理部)
109 記憶部(信号記録部)
110、310、909 距離調整手段(距離変化手段)
121、221、222、902 伝送線路
132、901 テラヘルツ波発生部
133、903 センサ部の検出部
905、1005 遅延部
108、111、906 処理部(信号検出部、演算処理部)
Claims (21)
- テラヘルツ波を用いて検査物までの距離を調整するための装置であって、 テラヘルツ波を発生させるための発生部、前記テラヘルツ波が伝搬するための伝送線路、前記伝送線路を伝搬するテラヘルツ波を検出するための検出部、を含み構成されるセンサ部と、
前記センサ部と前記検査物間の距離を変化するための距離変化手段と、を備え、
前記検出部が検出するテラヘルツ波に関する情報を用いて前記距離を調整することを特徴とする距離調整装置。 - 前記伝送線路を伝搬するテラヘルツ波による漏れ電磁界と検査物とが相互作用するように、前記検出部が検出するテラヘルツ波に関する情報を用いて前記距離を調整することを特徴とする請求項1に記載の距離調整装置。
- 検査物と前記漏れ電磁界とが相互作用を生じていない状態において前記検出部が検出したテラヘルツ波に関する情報を参照情報として記憶するための記憶部を有し、
前記検出部が検出するテラヘルツ波に関する情報が、前記参照情報から変化するとき、前記相互作用が生じていると判断することを特徴とする請求項2に記載の距離調整装置。 - 前記伝送線路と検査物間を離間して、前記相互作用をさせることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の距離調整装置。
- 前記検出部が検出するタイミングを変えるための遅延部と、
前記遅延部を用いて得る、前記検出部が検出する信号をサンプリングすることにより、時間波形に関する情報を取得するための処理部と、を有し、
前記時間波形に関する情報を用いて前記距離を調整することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の距離調整装置。 - 前記センサ部は、前記距離の調整に用いる電磁波を伝送するための伝送線路と、検査物の検査に用いる電磁波を伝送するための伝送線路を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の距離調整装置。
- 前記検査物を保持するための検査物保持部を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の距離調整装置。
- 前記検査物保持部を、前記距離変化手段が変化させる距離の方向に対して垂直方向に移動するための移動部を有し、
前記移動部は、前記漏れ電磁界の強度に基づき、前記検査物保持部を移動することを特徴とする請求項7に記載の距離調整装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の距離調整装置を含み構成される検査装置であって、
前記伝送線路を伝搬するテラヘルツ波による漏れ電磁界と検査物とが相互作用するように、前記検出部が検出するテラヘルツ波に関する情報を用いて前記距離を調整した後に、前記検出部が検出するテラヘルツ波に関する情報に基づき前記検査物の検査を行うことを特徴とする検査装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の距離調整装置を含み構成される検査装置であって、
前記距離調整装置が内視鏡プローブの先端に設けられ、前記検出部が検出するテラヘルツ波に関する情報に基づき検査物を検査することを特徴とする検査装置。 - テラヘルツ波を用いて検査物までの距離を調整するための方法であって、
テラヘルツ波が伝搬するための伝送線路と検査物間の第1の距離でテラヘルツ波を発生させる工程と、
前記第1の距離で発生させたテラヘルツ波を該第1の距離で検出する工程と、
前記第1の距離で検出したテラヘルツ波に関する情報を取得する工程と、
前記第1の距離よりも短い第2の距離まで、前記伝送線路あるいは検査物を移動する工程と、
前記第2の距離でテラヘルツ波を発生させる工程と、
前記第2の距離で発生させたテラヘルツ波を該第2の距離で検出する工程と、
前記第2の距離で検出したテラヘルツ波に関する情報を取得する工程と、
前記第1及び第2の距離で取得したテラヘルツ波に関する情報どうしを比較する工程と、
前記テラヘルツ波に関する情報の比較結果の変化の有無から、前記伝送線路を伝搬するテラヘルツ波による漏れ電磁界と検査物との相互作用の有無を判断する工程と、
を有することを特徴とする方法。 - 前記テラヘルツ波に関する情報は、電磁波強度、時間波形、振幅、位相、フーリエ変換して取得される周波数スペクトルのうち、少なくとも1つであることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記相互作用が無い場合、前記第2の距離よりも短い第3の距離まで、前記伝送線路あるいは検査物を移動する工程を有することを特徴とする請求項11あるいは12に記載の方法。
- 前記第1の距離で取得したテラヘルツ波に関する情報を記憶する工程を有し、
前記記憶した情報を、前記第1の距離とは異なる距離で取得するテラヘルツ波に関する情報と比較するための参照情報として用いることを特徴とする請求項11乃至13のいずれか1項に記載の方法。 - 検査物にセンサ部の前記伝送線路を粗動で近付け、前記相互作用をする距離を検知したら、検査物と前記伝送線路間の距離を微動で変化することを特徴とする請求項11乃至14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記伝送線路を伝搬するテラヘルツ波による漏れ電磁界と検査物とが相互作用するように、前記テラヘルツ波に関する情報を用いて前記距離を調整した後に、テラヘルツ波に関する情報を取得して前記検査物の検査を行う工程を有することを特徴とする請求項11乃至15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記距離を調整した後で、前記検査物の検査を行う工程の前に、前記伝送線路からの漏れ電磁界の強度を増加させる工程を有することを特徴とする請求項11乃至16のいずれか1項に記載の方法。
- 前記伝送線路からの漏れ電磁界の強度を増加させる工程では、漏れ電磁界の強度の弱い第1の伝送線路から第1の伝送線路より漏れ電磁界の強度が強い第2の伝送線路に切替えることで、漏れ電磁界の強度を増加させることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記伝送線路からの漏れ電磁界の強度を増加させる工程では、発生するテラヘルツ波の強度を増加させることで漏れ電磁界の強度を増加させることを特徴とする請求項17あるいは18に記載の方法。
- テラヘルツ波を用いて検査物までの距離を調整するための装置であって、
テラヘルツ波を発生させるための発生部、前記テラヘルツ波が伝搬するための伝送線路、前記伝送線路を伝搬するテラヘルツ波を検出するための検出部、を含み構成されるセンサ部と、
前記検出部が検出するタイミングを変えるための遅延部と、
前記遅延部を用いて得る、前記検出部が検出する信号をサンプリングすることにより、時間波形に関する情報を取得するための処理部と、
前記センサ部と前記検査物間の距離を変化するための距離変化手段と、を備え、
前記時間波形に関する情報を用いて前記距離を調整することを特徴とする距離調整装置。 - テラヘルツ波により検査物までの距離を調整するための方法であって、
テラヘルツ波が伝搬するための伝送線路と検査物間の第1の距離でテラヘルツ波を発生させる工程と、
前記第1の距離で発生させたテラヘルツ波を該第1の距離で検出する工程と、
前記第1の距離で検出したテラヘルツ波の時間波形に関する情報を取得する工程と、
前記第1の距離よりも短い第2の距離まで、前記伝送線路あるいは検査物を移動する工程と、
前記第2の距離でテラヘルツ波を発生させる工程と、
前記第2の距離で発生させたテラヘルツ波を該第2の距離で検出する工程と、
前記第2の距離で検出したテラヘルツ波の時間波形に関する情報を取得する工程と、
前記第1及び第2の距離で取得した時間波形に関する情報どうしを比較する工程と、
前記時間波形に関する情報の比較結果の変化の有無から、前記伝送線路を伝搬するテラヘルツ波による漏れ電磁界と検査物との相互作用の有無を判断する工程と、
を有することを特徴とする方法。
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