JP2016035394A - Terahertz wave imaging device and terahertz wave imaging method - Google Patents
Terahertz wave imaging device and terahertz wave imaging method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016035394A JP2016035394A JP2014157573A JP2014157573A JP2016035394A JP 2016035394 A JP2016035394 A JP 2016035394A JP 2014157573 A JP2014157573 A JP 2014157573A JP 2014157573 A JP2014157573 A JP 2014157573A JP 2016035394 A JP2016035394 A JP 2016035394A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terahertz wave
- image
- unit
- terahertz
- wave imaging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
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撮像装置及びテラヘルツ波撮像方法の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a terahertz wave imaging apparatus and a terahertz wave imaging method for performing imaging by detecting, for example, a terahertz wave reflected or transmitted by an object.
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。 In recent years, research and development of terahertz wave imaging has been activated, and for example, it is expected to be applied to nondestructive inspection and the like. In these applications, imaging that visualizes and visualizes an inspection object that cannot be visually confirmed is used as an effective information presentation method.
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。 When performing imaging, it is required to scan the inspection target or a head that transmits and receives a terahertz wave. However, there are many cases where the inspection target itself cannot be scanned, and a head scanning type device is being studied. . For example, Patent Document 1 proposes a technique in which a movable carriage mounted with a small head is driven by a motor to perform automatic scanning. Patent Document 2 proposes a technique for realizing high-speed scanning with a small head using a mirror and a lens that rotate or swing.
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。 However, if automatic scanning is realized using a driving device as in Patent Document 1, it is difficult to reduce the size of the entire device, resulting in limited installation locations, and imaging that is brought into various sites. It becomes difficult.
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。 Further, in an apparatus such as Patent Document 2, the scanning range and the size of the optical system are a trade-off. For this reason, for example, if an attempt is made to operate a wide range, the head becomes larger due to an increase in the lens diameter, etc. On the contrary, if the head is made smaller, the scanning range becomes narrower and inspection is limited to a limited area. The situation that cannot be done occurs.
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。 As a method for solving the above-described problems, it is conceivable to manually scan a small head. However, in manual scanning, the head position cannot be specified by a drive mechanism or the like. For this reason, even if a wide range can be scanned with a small head, the correspondence between the detected terahertz wave and the scanning position cannot be specified, and a technical problem arises that an appropriate image cannot be obtained.
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、手動走査のようにヘッド位置を機械的に特定することが難しい場合であっても、好適なイメージングを実現可能なテラヘルツ波撮像装置及びテラヘルツ波撮像方法を提供することを課題とする。 Examples of problems to be solved by the present invention include the above. It is an object of the present invention to provide a terahertz wave imaging device and a terahertz wave imaging method capable of realizing suitable imaging even when it is difficult to specify the head position mechanically as in manual scanning. .
上記課題を解決するテラヘルツ波撮像装置は、テラヘルツ波を対象物に照射する照射手段と、前記対象物により反射又は透過された前記テラヘルツ波を検出し、第１の画像を取得する第１画像取得手段と、前記対象物により反射又は透過された前記テラヘルツ波とは異なる光を検出し、第２の画像を取得する第２画像取得手段と、前記第２の画像に基づいて、前記第２の画像に対応する複数の前記第１の画像を合成する合成手段とを備える。 A terahertz wave imaging device that solves the above-described problem is an irradiation unit that irradiates a target with a terahertz wave, and a first image acquisition that detects the terahertz wave reflected or transmitted by the target and acquires a first image. A second image acquisition means for detecting a light different from the terahertz wave reflected or transmitted by the object and acquiring a second image, and the second image based on the second image. Synthesizing means for synthesizing the plurality of first images corresponding to the images.
上記課題を解決するテラヘルツ波撮像方法は、テラヘルツ波を対象物に照射する照射工程と、前記対象物により反射又は透過された前記テラヘルツ波を検出し、第１の画像を取得する第１画像取得工程と、前記対象物により反射又は透過された前記テラヘルツ波とは異なる光を検出し、第２の画像を取得する第２画像取得工程と、前記第２の画像に基づいて、前記第２の画像に対応する複数の前記第１の画像を合成する合成工程とを備える。 A terahertz wave imaging method that solves the above problems includes an irradiation step of irradiating a target with a terahertz wave, and a first image acquisition that detects the terahertz wave reflected or transmitted by the target and acquires a first image A second image acquisition step of acquiring a second image by detecting light different from the terahertz wave reflected or transmitted by the object, and the second image based on the second image Combining a plurality of the first images corresponding to the images.
＜１＞
本実施形態に係るテラヘルツ波撮像装置は、テラヘルツ波を対象物に照射する照射手段と、前記対象物により反射又は透過された前記テラヘルツ波を検出し、第１の画像を取得する第１画像取得手段と、前記対象物により反射又は透過された前記テラヘルツ波とは異なる光を検出し、第２の画像を取得する第２画像取得手段と、前記第２の画像に基づいて、前記第２の画像に対応する複数の前記第１の画像を合成する合成手段とを備える。
<1>
The terahertz wave imaging apparatus according to the present embodiment detects a terahertz wave reflected or transmitted by the object and irradiating means for irradiating the object with a terahertz wave, and acquires a first image. A second image acquisition means for detecting a light different from the terahertz wave reflected or transmitted by the object and acquiring a second image, and the second image based on the second image. Synthesizing means for synthesizing the plurality of first images corresponding to the images.
本実施形態のテラヘルツ波撮像装置によれば、その動作時には、照射手段から対象物（即ち、撮像対象）に向けてテラヘルツ波が照射される。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。照射手段は、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。 According to the terahertz wave imaging apparatus of the present embodiment, at the time of operation, the terahertz wave is irradiated from the irradiation unit toward the object (that is, the imaging target). A terahertz wave is an electromagnetic wave belonging to a frequency region (that is, a terahertz region) around 1 terahertz (1 THz = 10 12 Hz). The irradiating means includes a generating element configured as, for example, a photoconductive antenna (PCA), a resonant tunneling diode (RTD), or the like.
照射されたテラヘルツ波は、対象物において反射又は透過され、第１画像取得手段により検出される。第１画像取得手段は、例えば光伝導アンテナや共鳴トンネルダイオードとして構成される検出素子を含んでいる。更に、第１画像取得手段は、検出したテラヘルツ波に応じた信号に各種処理を施して、第１の画像を取得する。即ち、「第１の画像」はテラヘルツ波を利用して撮像される画像である。なお、第１の画像は、対象物に対する走査位置（即ち、撮像位置）を変えて複数取得される。 The irradiated terahertz wave is reflected or transmitted by the object and detected by the first image acquisition means. The first image acquisition means includes a detection element configured as, for example, a photoconductive antenna or a resonant tunneling diode. Further, the first image acquisition means performs various processes on the signal corresponding to the detected terahertz wave to acquire the first image. That is, the “first image” is an image captured using a terahertz wave. Note that a plurality of first images are acquired by changing the scanning position (that is, the imaging position) with respect to the object.
他方で、第２画像取得手段では、対象物により反射又は透過されたテラヘルツ波とは異なる光が検出され、第２の画像が取得される。ここで、「テラヘルツ波とは異なる光」とは、対象物の撮像に利用可能な光であり、撮像においてテラヘルツ波とは異なる特性（具体的には、後述する合成を実現可能な特性）を有する光である。また、「第２の画像」はテラヘルツ波とは異なる光を利用して撮像される画像であり、第１の画像と対応する画像として取得される。なお、第２の画像取得手段の一例としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ、レーザースキャナ等があげられる。 On the other hand, the second image acquisition means detects light different from the terahertz wave reflected or transmitted by the object, and acquires the second image. Here, “light that is different from terahertz waves” is light that can be used for imaging an object, and has characteristics that are different from terahertz waves in imaging (specifically, characteristics that can achieve synthesis described later). It has light. The “second image” is an image captured using light different from the terahertz wave, and is acquired as an image corresponding to the first image. Examples of the second image acquisition means include a CCD (Charge Coupled Device) camera, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor, and a laser scanner.
テラヘルツ波を利用して取得される複数の第１の画像は、合成手段により合成されることで、対象物の広範囲を示す画像とされる。しかしながら、第１の画像は、テラヘルツ波を利用した撮像画像の特性上、画像自体から対象物のどの部分を撮像したものであるかを判別することが難しい。よって、例えば手動走査で第１の画像を取得する場合のように走査位置が機械的に特定できない場合には、複数の第１の画像の互いの位置関係が特定できず、結果として、複数の画像を適切に合成することが困難となってしまう。 The plurality of first images acquired using the terahertz wave are combined by the combining unit to be an image showing a wide range of the object. However, it is difficult to determine which part of the object is captured from the image itself because of the characteristics of the captured image using terahertz waves. Therefore, for example, when the scanning position cannot be mechanically specified as in the case of acquiring the first image by manual scanning, the positional relationship between the plurality of first images cannot be specified, and as a result It becomes difficult to synthesize images properly.
しかるに本実施形態では、複数の第１の画像の合成が、第２の画像に基づいて行われる。ここで特に、第２の画像は、テラヘルツ波とは異なる光（例えば、可視光）により取得される画像であるため、テララヘルツ波を利用した第１の画像とは異なり、画像の位置関係を容易に特定できる。従って、第２の画像から導かれる位置関係を利用すれば、対応する第１の画像の位置関係を特定することができ、合成が適切に行える。なお、ここでの「対応する」とは、同時に或いは極めて近いタイミングで取得された第１の画像と第２の画像との関係を表しており、典型的には、第１の画像及び第２の画像は対応するペアの画像として夫々取得される。ただし、対応する第１の画像及び第２の画像は、必ずしも対象物の同じ位置を撮像したものでなくともよく、第１の画像と第２の画像との相対的な位置関係が明確になっている必要もない。合成された第２の画像全体における夫々の第２の画像の位置関係を、対応する(ペアとなる)夫々の第１の画像の位置関係に適用することで第１の画像の合成ができるのである。 However, in the present embodiment, a plurality of first images are combined based on the second image. Here, in particular, since the second image is an image obtained by light (for example, visible light) different from the terahertz wave, unlike the first image using the terahertz wave, the positional relationship between the images is easy. Can be specified. Therefore, if the positional relationship derived from the second image is used, the positional relationship of the corresponding first image can be specified, and composition can be performed appropriately. Here, “corresponding” represents the relationship between the first image and the second image acquired at the same time or at extremely close timing, and typically the first image and the second image. Are respectively acquired as corresponding pairs of images. However, the corresponding first image and second image do not necessarily have to be taken from the same position of the object, and the relative positional relationship between the first image and the second image becomes clear. You don't have to. Since the first image can be synthesized by applying the positional relationship of the respective second images in the entire synthesized second image to the positional relationship of the corresponding (paired) first images. is there.
以上説明したように、本実施形態に係るテラヘルツ波撮像装置によれば、テラヘルツ波とは異なる光を利用して取得された第２の画像を利用することにより、テラヘルツ波を利用して取得される第１の画像を適切に合成できる。従って、テラヘルツ波を利用した撮像を極めて好適に行える。 As described above, according to the terahertz wave imaging apparatus according to this embodiment, the second image acquired using light different from the terahertz wave is used to acquire the terahertz wave. The first image can be appropriately combined. Therefore, imaging using a terahertz wave can be performed very suitably.
＜２＞
本実施形態に係るテラヘルツ波撮像装置の一態様では、前記第２画像取得手段は、前記対象物により反射された可視光を検出し、前記第２の画像を取得する。
<2>
In one aspect of the terahertz wave imaging device according to the present embodiment, the second image acquisition unit detects visible light reflected by the object and acquires the second image.
この態様によれば、第２の画像が可視光画像として取得されるため、例えば対象物の表面の形状や模様等を利用して好適に画像の位置関係を特定できる。従って、このような第２の画像を利用すれば、テラヘルツ波を利用して取得される第１の画像を適切に合成できる。 According to this aspect, since the second image is acquired as a visible light image, the positional relationship between the images can be suitably specified using, for example, the shape or pattern of the surface of the object. Therefore, if such a second image is used, the first image acquired using the terahertz wave can be appropriately synthesized.
＜３＞
本実施形態に係るテラヘルツ波撮像装置の他の態様では、前記第２画像取得手段は、前記対象物を覆うインデックス部の模様を含むものとして前記第２の画像を取得し、前記合成手段は、前記第２の画像に含まれる前記インデックス部の模様に基づいて、複数の前記第１の画像を合成する。
<3>
In another aspect of the terahertz wave imaging device according to the present embodiment, the second image acquisition unit acquires the second image as including an index part pattern covering the object, and the synthesis unit includes: Based on the pattern of the index part included in the second image, a plurality of the first images are synthesized.
この態様によれば、対象物を覆うようにインデックス部が配置された状態で撮像が行われる。インデックス部は、例えばシート状或いは板状の部材として構成されており、その表面にテラヘルツ波とは異なる光を利用して撮像可能な所定の模様を有している。よって、第２の画像には、インデックス部の模様が含まれることになる。 According to this aspect, imaging is performed in a state where the index portion is arranged so as to cover the object. The index portion is configured as a sheet-like or plate-like member, for example, and has a predetermined pattern that can be imaged on the surface using light different from the terahertz wave. Therefore, the pattern of the index part is included in the second image.
第２の画像は、例えば上述したように可視光画像であるため、対象物の表面の形状や模様等を利用して好適に画像の位置関係を特定できる。しかしながら、対象物の表面に特徴がない場合（例えば、真っ白な壁等である場合）には、位置関係を特定することが難しい。 Since the second image is, for example, a visible light image as described above, the positional relationship between the images can be suitably specified using the shape, pattern, or the like of the surface of the object. However, when there is no feature on the surface of the object (for example, a white wall or the like), it is difficult to specify the positional relationship.
しかるに本態様では、第２の画像にはインデックス部の模様が含まれるため、模様を利用して位置関係を好適に特定できる。従って、第２の画像を利用しても、第１の画像の位置関係を特定できないという不都合を確実に回避できる。 However, in this aspect, since the pattern of the index part is included in the second image, the positional relationship can be suitably specified using the pattern. Therefore, even if the second image is used, it is possible to reliably avoid the inconvenience that the positional relationship of the first image cannot be specified.
＜４＞
上述の如くインデックス部の模様を利用する態様では、前記インデックス部は、前記テラヘルツ波の透過率が所定の閾値よりも高い材料を含んでいてもよい。
<4>
In the aspect using the pattern of the index part as described above, the index part may include a material having a transmittance of the terahertz wave higher than a predetermined threshold value.
この場合、インデックス部を配置したことに起因して、対象物におけるテラヘルツ波の反射又は透過が阻害されてしまうことを防止できる。なお、「所定の閾値」は、第１の画像を十分な品質で取得できる程度の値として、事前のシミュレーション等により決定すればよい。テラヘルツ波の透過率が高い材料としては、フッ素系樹脂や超高分子量ポリエチレン等が挙げられる。 In this case, it can be prevented that the reflection or transmission of the terahertz wave in the object is hindered due to the arrangement of the index portion. The “predetermined threshold value” may be determined by a prior simulation or the like as a value that can acquire the first image with sufficient quality. Examples of the material having a high terahertz wave transmittance include fluororesin and ultrahigh molecular weight polyethylene.
＜５＞
本実施形態に係るテラヘルツ波撮像装置の他の態様では、前記合成手段で合成された前記第１の画像及び前記第の２画像を、別々に又は互いの対応関係に応じて重ねて表示させる表示手段を備える。
<5>
In another aspect of the terahertz imaging device according to the present embodiment, the first image and the second image synthesized by the synthesizing unit are displayed separately or overlaid according to each other's correspondence. Means.
この態様によれば、表示手段を利用して、テラヘルツ波を利用した画像である第１の画像と、テラヘルツ波とは異なる光を利用した画像（例えば、可視光画像）である第２の画像とを別々に表示できる。即ち、第１の画像だけを表示させたり、第２の画像だけを表示させたりできる。 According to this aspect, the first image that is an image using a terahertz wave and the second image that is an image using light different from the terahertz wave (for example, a visible light image) using the display unit. And can be displayed separately. That is, only the first image can be displayed, or only the second image can be displayed.
また本態様では特に、第１の画像と第２の画像とを対応関係に応じて重ねて表示させることもできる。具体的には、対象物の内部構造を示す第１の画像と、対象物の表面形状を示す第２の画像とを、互いの位置関係を合わせた状態で重畳して表示できる。このような表示方法によれば、例えば対象物の内部構造をより直感的に理解することができる等、実践上極めて有益である。 In this aspect, in particular, the first image and the second image can be displayed in an overlapping manner according to the correspondence relationship. Specifically, the first image indicating the internal structure of the target object and the second image indicating the surface shape of the target object can be superimposed and displayed in a state in which the mutual positional relationship is matched. According to such a display method, for example, the internal structure of the object can be understood more intuitively, which is extremely useful in practice.
＜６＞
本実施形態に係るテラヘルツ波撮像方法は、テラヘルツ波を対象物に照射する照射工程と、前記対象物により反射又は透過された前記テラヘルツ波を検出し、第１の画像を取得する第１画像取得工程と、前記対象物により反射又は透過された前記テラヘルツ波とは異なる光を検出し、第２の画像を取得する第２画像取得工程と、前記第２の画像に基づいて、前記第２の画像に対応する複数の前記第１の画像を合成する合成工程とを備える。
<6>
The terahertz wave imaging method according to the present embodiment includes an irradiation step of irradiating a target with a terahertz wave, and a first image acquisition that detects the terahertz wave reflected or transmitted by the target and acquires a first image. A second image acquisition step of acquiring a second image by detecting light different from the terahertz wave reflected or transmitted by the object, and the second image based on the second image Combining a plurality of the first images corresponding to the images.
本実施形態に係るテラヘルツ波撮像方法によれば、上述したテラヘルツ波撮像装置と同様に、テラヘルツ波とは異なる光を利用して取得された第２の画像を利用することにより、テラヘルツ波を利用して取得される第１の画像を適切に合成できる。従って、テラヘルツ波を利用した撮像を極めて好適に行える。 According to the terahertz wave imaging method according to the present embodiment, the terahertz wave is used by using the second image obtained by using light different from the terahertz wave, similarly to the above-described terahertz wave imaging device. Thus, it is possible to appropriately combine the first images acquired. Therefore, imaging using a terahertz wave can be performed very suitably.
なお、本実施形態に係るテラヘルツ波撮像方法においても、上述した本実施形態に係るテラヘルツ波撮像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。 Note that the terahertz wave imaging method according to the present embodiment can also adopt various aspects similar to the various aspects of the terahertz wave imaging apparatus according to the present embodiment described above.
本実施形態に係るテラヘルツ波撮像装置及びテラヘルツ波撮像方法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。 The operation and other gains of the terahertz wave imaging apparatus and the terahertz wave imaging method according to the present embodiment will be described in more detail in the following examples.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
＜第１実施例＞
初めに、図１を参照しながら、第１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、第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。
<First embodiment>
First, the configuration and basic operation of the terahertz imaging device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the terahertz imaging apparatus according to the first embodiment.
図１において、第１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。即ち、第１実施例に係るテラヘルツ波撮像装置は、所謂反射型の装置として構成されている。なお、テラヘルツ波撮像装置は、検査対象において透過されたテラヘルツ波を検出する透過型の装置として構成されてもよい。 In FIG. 1, the terahertz wave imaging apparatus according to the first embodiment is configured to irradiate a terahertz wave to an inspection object 500 that is a measurement object and detect a terahertz wave reflected from the inspection object 500. . That is, the terahertz wave imaging apparatus according to the first embodiment is configured as a so-called reflection type apparatus. Note that the terahertz imaging device may be configured as a transmission type device that detects a terahertz wave transmitted through an inspection target.
第１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。第１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。 The terahertz wave imaging device according to the first embodiment includes a terahertz wave imaging head unit 100 and a control / signal processing unit 200. During operation of the terahertz wave imaging apparatus according to the first embodiment, the terahertz wave imaging head unit 100 performs irradiation and detection of terahertz waves. The detection result of the terahertz wave is processed by the control / signal processing unit 200 and output as an image showing the internal structure of the inspection object 500.
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。 More specifically, the terahertz wave is generated by the terahertz wave transmission unit 110 of the terahertz wave imaging head unit 100. The terahertz wave transmitting unit 110 includes a terahertz wave generating element 111 configured as, for example, a resonant tunneling diode or a photoconductive antenna, a hemispherical silicon lens 112, and a collimating lens 113. The terahertz wave generated by the terahertz wave generating element 111 is efficiently extracted by the silicon lens 112 and transmitted as a terahertz wave beam by the collimating lens.
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。 The transmitted terahertz wave beam passes through a beam splitter 120 configured as a prism, for example, and is guided to the beam scanner 130. The beam scanner 130 scans the terahertz wave beam by driving a mechanism that swings or rotates a movable mirror such as a galvano scanner or a polygon mirror. If these mechanisms are used, the beam can be scanned linearly. If two similar mechanisms are combined, two-dimensional beam scanning becomes possible.
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。 The terahertz wave beam scanned by the beam scanner 130 is focused by the objective lens 140 and irradiated toward the inspection object 500. The irradiated terahertz wave beam is reflected by the inspection object 500, and the reflected terahertz wave beam is again guided to the beam splitter 120 via the objective lens 140 and the beam scanner 130. The terahertz wave beam reflected and returned by the inspection object 500 is reflected by the beam splitter 120 and guided to the terahertz wave receiving unit 150.
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。 The terahertz wave receiving unit 150 includes a condensing lens 151, a hemispherical silicon lens 152, and a terahertz wave detecting element 153 configured as a resonant tunnel diode or a photoconductive antenna. In the terahertz wave receiving unit 150, the terahertz wave beam focused by the condensing lens 151 is efficiently collected by the hemispherical silicon lens 152 to the terahertz wave detecting element 153, and a current corresponding to the intensity of the terahertz wave is detected. The detected current is converted into a voltage by the IV converter 160 and output to the control / signal processing unit 200 as a detection signal.
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。 The terahertz wave generation element 111 and the terahertz wave detection element 153 are biased by the bias voltage generated by the bias generation unit 210, and the terahertz wave transmitted or received changes according to the bias voltage. In the case where the terahertz wave generating element 111 and the terahertz wave detecting element 153 are photoconductive antennas, it is necessary to further apply light, and transmission and reception of a very broadband terahertz wave is performed by irradiating an ultrashort pulse laser beam. be able to.
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。 Since the terahertz waves transmitted and received by the terahertz wave generating element 111 and the terahertz wave detecting element 153 are generally weak, lock-in detection is used for the detection. At the time of lock-in detection, the terahertz wave transmission unit 110 uses a reference signal modulated as a bias voltage of the terahertz wave generation element 111. The lock-in detection unit 220 performs synchronous detection using the detection signal based on the terahertz wave modulated by the bias generation unit 210 and the reference signal output from the bias generation unit 210. Then, noise components having different frequencies from the reference signal of the terahertz wave detection signal are removed. On the other hand, as the bias voltage of the terahertz wave detecting element 153, a DC voltage that increases the detection sensitivity in the characteristics of the terahertz wave generating element 111 is applied.
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走査する。画像処理部２４０は、その走査範囲によって決まるテラヘルツ波照射エリアにおいて、スキャナ駆動部２３０で制御される走査位置と受信される検出信号からなるテラヘルツ波画像ユニットを取得する。なお、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する。この場合、照射エリアはビームスポットに相当し、テラヘルツ波画像ユニットは検出信号そのものである。 The beam scanner 130 is driven and controlled based on a drive signal from the scanner driving unit 230, and scans the terahertz wave beam irradiated on the inspection object 500. The image processing unit 240 acquires a terahertz wave image unit including a scanning position controlled by the scanner driving unit 230 and a received detection signal in a terahertz wave irradiation area determined by the scanning range. When scanning is not performed, the beam scanner 130 acts as a simple mirror that determines the irradiation position. In this case, the irradiation area corresponds to a beam spot, and the terahertz wave image unit is the detection signal itself.
一方、可視光撮像器１７０は、例えばＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳセンサ、レーザースキャナとして構成されており、その視野内の検査対象５００の表面の画像を可視光画像ユニットとして取得する。ここで、可視光撮像器１７０がテラヘルツ波撮像ヘッド１００に対して設置される位置によって、可視光画像ユニットとテラヘルツ波画像ユニットには一定の位置関係が成立している。可視光画像ユニットとテラヘルツ波画像ユニットは、ほぼ同時に撮像され、画像ユニットセットとして、画像処理部２４０のメモリに蓄えられる。画像処理部２４０では、メモリに蓄えたそれぞれの可視光画像ユニットを比較し、同一パターンを重ね合わせながら合成画像を生成していく。画像処理部２４０が行う画像の合成処理については、後に詳述する。 On the other hand, the visible light imager 170 is configured, for example, as a CCD camera, a CMOS sensor, or a laser scanner, and acquires an image of the surface of the inspection object 500 within the visual field as a visible light image unit. Here, a certain positional relationship is established between the visible light image unit and the terahertz wave image unit depending on the position where the visible light imager 170 is installed with respect to the terahertz wave imaging head 100. The visible light image unit and the terahertz wave image unit are imaged almost simultaneously, and are stored in the memory of the image processing unit 240 as an image unit set. The image processing unit 240 compares the visible light image units stored in the memory, and generates a composite image while superimposing the same pattern. The image composition processing performed by the image processing unit 240 will be described in detail later.
次に、図２を参照しながら、第１実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の使用方法について説明する。ここに図２は、第１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。 Next, a method of using the terahertz wave imaging apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a side view showing an example of use of the terahertz imaging device according to the first embodiment.
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。 In FIG. 2, in the terahertz wave imaging device according to the first embodiment, the terahertz wave imaging head unit 100 is configured as a relatively small handy type head unit. The control / signal processing unit 200 is built in a main body 300 that is configured separately from the terahertz wave imaging head 100.
第１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を手動で走査すればよい。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。また、作動距離は、作動距離調整部１９０により調整可能とされている。具体的には、作動距離調整部１９０は、作動距離方向の長さを調整可能な部材として構成されている。 When using the terahertz wave imaging apparatus according to the first embodiment, the terahertz wave imaging head 100 may be manually scanned along the inspection target surface 501. At this time, the working distance holding unit 180 provided in the terahertz wave imaging head 100 keeps the working distance corresponding to the optical path length of the terahertz wave beam constant. In addition, the working distance can be adjusted by the working distance adjusting unit 190. Specifically, the working distance adjustment unit 190 is configured as a member that can adjust the length in the working distance direction.
作動距離を調整する場合、取得されるテラヘルツ波画像と可視光画像との大きさや位置関係が変化することになる。このため、作動距離調整部１９０によって作動距離が調整された場合、調整された作動距離に応じて、テラヘルツ波画像と可視光画像との大きさや位置関係を再設定することになる。或いは、可視光画像の視野倍率を変更可能な手段を用いて視野倍率を調整することになる。逆に言えば、作動距離に応じてテラヘルツ波画像と可視光画像の関係を適正に設定することによって、作動距離調整が可能である。 When adjusting the working distance, the size and positional relationship between the acquired terahertz wave image and the visible light image change. For this reason, when the working distance is adjusted by the working distance adjusting unit 190, the size and positional relationship between the terahertz wave image and the visible light image are reset according to the adjusted working distance. Alternatively, the visual field magnification is adjusted using a means capable of changing the visual field magnification of the visible light image. In other words, the working distance can be adjusted by appropriately setting the relationship between the terahertz wave image and the visible light image according to the working distance.
なお、テラヘルツ波撮像装置では、目視で不可能な内部構造の情報を得ることができるが、イメージング用途で実用可能な構成において扱うことのできるテラヘルツ波は微弱であるため、テラヘルツ波をある程度集束して検査対象５００に照射する必要がある。したがって、作動距離は限定され、検査対象５００の深さ方向（即ち、光軸方向）の視野はテラヘルツ波の焦点位置付近の狭い範囲に限られる。従って、ほぼ一定の作動距離を保ちつつ作動距離調整を行うことができるということは、検査したいものが存在する位置によって検査対象５００に対する深さ方向の視野を変えても、イメージングの画像品質を保つことができるという極めて有益な効果を有する。 The terahertz wave imaging device can obtain information on the internal structure that is impossible to visually observe, but the terahertz wave that can be handled in a configuration that can be practically used for imaging applications is weak, so the terahertz wave is focused to some extent. Therefore, it is necessary to irradiate the inspection object 500. Therefore, the working distance is limited, and the visual field in the depth direction (that is, the optical axis direction) of the inspection object 500 is limited to a narrow range near the focal position of the terahertz wave. Therefore, the fact that the working distance can be adjusted while maintaining a substantially constant working distance means that the image quality of the imaging is maintained even if the visual field in the depth direction with respect to the inspection object 500 is changed depending on the position where the object to be inspected exists. It has a very beneficial effect of being able to.
次に、図３及び図４を参照しながら、第１実施例に係るテラヘルツ波撮像装置によって取得された画像の合成処理について説明する。ここに図３は、第１実施例に係るテラヘルツ波撮像装置における撮像方法を示す斜視図である。また図４は、テラヘルツ波画像及び可視光画像の合成方法を示す概念図である。 Next, with reference to FIGS. 3 and 4, a description will be given of a synthesis process of images acquired by the terahertz wave imaging apparatus according to the first embodiment. FIG. 3 is a perspective view showing an imaging method in the terahertz wave imaging apparatus according to the first embodiment. FIG. 4 is a conceptual diagram showing a method for synthesizing a terahertz wave image and a visible light image.
図３に示すように、第１実施例に係るテラヘルツ波撮像装置では、テラヘルツ波を利用してテラヘルツ波画像ユニットが取得されるのに加えて、可視光画像撮像器１７０によって可視光画像ユニットが取得される。なお、一般的に可視光画像の撮像範囲の方がテラヘルツ波の走査範囲より広いため、図に示す例では、テラヘルツ波画像ユニットより、可視光画像ユニットの方が大きくなっている。ただし、テラヘルツ波画像ユニットと可視光画像ユニットとの大小関係は特に限定されるものではなく、テラヘルツ波画像ユニットの方が、可視光画像ユニットより大きくなっていても構わない。 As shown in FIG. 3, in the terahertz wave imaging apparatus according to the first embodiment, the terahertz wave image unit is acquired using the terahertz wave, and the visible light image unit 170 converts the visible light image unit. To be acquired. In general, the visible light image capturing range is wider than the terahertz wave scanning range. Therefore, in the example shown in the figure, the visible light image unit is larger than the terahertz wave image unit. However, the magnitude relationship between the terahertz wave image unit and the visible light image unit is not particularly limited, and the terahertz wave image unit may be larger than the visible light image unit.
図４に示すように、テラヘルツ波画像と可視光画像とは、対応する１組の画像として取得されている。そして特に、複数のテラヘルツ波画像を合成してテラヘルツ波合成画像を得る場合には、対応する可視光画像が利用される。具体的には、可視光画像又は複数の可視光画像を合成した可視光合成画像から取得できる位置関係を利用して、テラヘルツ波画像の合成が行われる。 As shown in FIG. 4, the terahertz wave image and the visible light image are acquired as a corresponding set of images. In particular, when a plurality of terahertz wave images are synthesized to obtain a terahertz wave synthesized image, a corresponding visible light image is used. Specifically, a terahertz wave image is synthesized using a positional relationship that can be acquired from a visible light image or a visible light synthesized image obtained by synthesizing a plurality of visible light images.
ここで、テラヘルツ波画像は、その特性上、画像自体から位置検出を行うことが困難である。一方で、可視光画像は、画像処理ツール等が充実しており、画像自体から位置検出を行って合成を行うことが可能である。よって、可視光画像から得られた位置情報を、対応するテラヘルツ波画像に適用すれば、位置情報を有しないテラヘルツ波画像を好適に合成することが可能である。 Here, because of the characteristics of the terahertz wave image, it is difficult to detect the position from the image itself. On the other hand, the visible light image is rich in image processing tools and the like, and can be synthesized by detecting the position from the image itself. Therefore, if position information obtained from a visible light image is applied to a corresponding terahertz wave image, a terahertz wave image having no position information can be suitably synthesized.
特に、本実施例のように手動でヘッドを走査する場合には、例えば駆動機構を利用した自動走査とは異なり撮像位置に関する情報を取得できない。即ち、駆動機構の駆動量等を利用して機械的に撮像位置を検出することができない。従って、手動走査を行う場合には、上述したように可視光画像を利用して位置情報を取得する方法は極めて有効である。 In particular, when the head is manually scanned as in the present embodiment, information relating to the imaging position cannot be acquired unlike automatic scanning using a drive mechanism, for example. That is, the imaging position cannot be mechanically detected using the drive amount of the drive mechanism. Therefore, when performing manual scanning, the method of acquiring position information using a visible light image as described above is extremely effective.
以上のようにして得られたテラヘルツ波合成画像は、イメージ表示部２５０（図１参照）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。一方、可視光合成画像は、検査対象５００の表面状態を示すイメージング画像として参照される。 The terahertz wave composite image obtained as described above is displayed as an imaging image showing the internal state of the inspection object 500 by the image display unit 250 (see FIG. 1). On the other hand, the visible light composite image is referred to as an imaging image indicating the surface state of the inspection object 500.
なお、目視できない検査対象５００内部のイメージングにおいては、その位置関係等の基準として目視イメージが用いられる場合がある。ここで、可視光合成画像は目視イメージそのものであり、テラヘルツ波合成画像と重ねあわせて表示したり、交互に表示したりすることによって、目視イメージと合わせて検査イメージの確認ができる。 Note that in imaging inside the inspection object 500 that cannot be viewed, a visual image may be used as a reference for the positional relationship and the like. Here, the visible light composite image is a visual image itself, and the inspection image can be confirmed together with the visual image by displaying it superimposed on the terahertz wave composite image or by alternately displaying it.
以上説明したように、第１実施例に係るテラヘルツ波撮像装置によれば、テラヘルツ波とは異なる可視光を利用して取得された可視光画像を利用することにより、テラヘルツ波を利用して取得されるテラヘルツ波画像を適切に合成できる。従って、テラヘルツ波を利用した撮像を極めて好適に行える。 As described above, according to the terahertz wave imaging apparatus according to the first embodiment, the terahertz wave is obtained by using the visible light image obtained by using the visible light different from the terahertz wave. The terahertz wave image can be appropriately synthesized. Therefore, imaging using a terahertz wave can be performed very suitably.
＜第２実施例＞
次に、第２実施例に係るテラヘルツ波撮像装置について説明する。なお、第２実施例は、上述した第１実施例と比べて一部の構成が異なるのみであり、その他の点については概ね同様である。このため、以下では既に説明した第１実施例と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。
<Second embodiment>
Next, a terahertz imaging device according to the second embodiment will be described. The second embodiment differs from the first embodiment described above only in part of the configuration, and the other points are substantially the same. For this reason, below, a different part from 1st Example already demonstrated is demonstrated in detail, and description shall be abbreviate | omitted suitably about another overlapping part.
先ず、図５を参照しながら、第１実施例に係るテラヘルツ波撮像装置の構成について説明する。ここに図５は、第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。 First, the configuration of the terahertz imaging device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a side view showing a usage example of the terahertz wave imaging apparatus according to the second embodiment.
図５において、第２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に沿ってインデックス部４００が配置される。即ち、インデックス部４００は、テラヘルツ波撮像ヘッド部１００と検査対象５００との間に配置される。インデックス部４００は、例えばシート状またはボード状の被覆体であり、テラヘルツ波の透過率が高い材料から構成されている。これにより、インデックス部４００の存在がテラヘルツ波によるイメージングに影響することを防止できる。 In FIG. 5, when using the terahertz wave imaging apparatus according to the second embodiment, an index portion 400 is disposed along the inspection target surface 501. That is, the index unit 400 is disposed between the terahertz wave imaging head unit 100 and the inspection object 500. The index part 400 is, for example, a sheet-like or board-like covering, and is made of a material having a high terahertz wave transmittance. Thereby, the presence of the index part 400 can be prevented from affecting imaging by the terahertz wave.
次に、図６及び図７を参照しながら、インデックス部４００の構成及びインデックス部４００を利用した合成方法について説明する。ここに図６は、インデックス部の構成を示す平面図である。また図７は、インデックス部を利用した画像の合成方法を示す概念図である。 Next, a configuration of the index unit 400 and a synthesis method using the index unit 400 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the index portion. FIG. 7 is a conceptual diagram showing a method for synthesizing images using the index part.
図６に示すように、インデックス部４００の表面には、テラヘルツ波撮像ヘッド部１００の位置によってユニークな可視光画像が得られるようなパターンが描かれている。なお、図に示す例では格子状にＡ１〜Ｇ８が並ぶパターンが描かれているが、可視光画像における位置情報の検出に利用できるようなパターン（即ち、撮像位置に対してユニークなパターン）であれば特に限定されるものではない。 As shown in FIG. 6, a pattern is drawn on the surface of the index unit 400 so that a unique visible light image can be obtained depending on the position of the terahertz wave imaging head unit 100. In the example shown in the figure, a pattern in which A1 to G8 are arranged in a grid pattern is drawn. However, the pattern can be used for detecting position information in a visible light image (that is, a pattern unique to the imaging position). There is no particular limitation as long as it is present.
図７において、インデックス部４００を配置すると、取得される複数の可視光画像には、インデックス部４００に描かれたパターンが撮像位置に応じて映り込む。このため、異なる位置で撮像された可視光画像には、異なるパターンが映り込む。これにより、可視光画像から位置情報を検出する処理の精度、速度、安定度を向上できる。従って、可視光画像を利用したテラヘルツ波画像の合成を、より好適に行うことが可能となる。 In FIG. 7, when the index unit 400 is arranged, the pattern drawn on the index unit 400 is reflected in the obtained plurality of visible light images according to the imaging position. For this reason, different patterns are reflected in visible light images taken at different positions. Thereby, the precision, speed, and stability of the process for detecting the position information from the visible light image can be improved. Therefore, it is possible to more suitably synthesize a terahertz wave image using a visible light image.
一般に、テラヘルツ波を利用した非破壊検査は、検査対象５００の内部の状態を知りたい場合に行われるため、検査対象５００の表面に関する情報が必要ない場合も多い。例えば、塗膜下の金属の状態(錆や剥がれ)を知りたい場合などは、均一な塗膜表面の情報はあまり役に立たない。 In general, the nondestructive inspection using the terahertz wave is performed when it is desired to know the internal state of the inspection object 500, and therefore, information regarding the surface of the inspection object 500 is often unnecessary. For example, when it is desired to know the state of the metal under the coating (rust or peeling), uniform coating surface information is not very useful.
逆に、本実施例のように可視光画像を頼りに位置検出を行う場合、均一な塗膜表面ではテラヘルツ波撮像ヘッド部１００の位置による可視光画像ユニットの違いが分かり難く、画像合成等の処理が難しいという状況が発生し得る。このような場合であっても、インデックス部４００を用いることで、テラヘルツ波撮像ヘッド部１００の位置に応じて得られる可視光画像が夫々ユニークなパターンとなる。従って、可視光画像を利用した位置検出を確実に行うことができる。 Conversely, when position detection is performed using a visible light image as in this embodiment, the difference in visible light image units depending on the position of the terahertz wave imaging head unit 100 is difficult to understand on a uniform coating film surface, such as image synthesis. Situations where processing is difficult can occur. Even in such a case, the visible light image obtained according to the position of the terahertz wave imaging head unit 100 becomes a unique pattern by using the index unit 400. Therefore, position detection using a visible light image can be reliably performed.
なお、インデックス部４００に描かれているパターンを検査対象５００に直接描く方法も考えられるが、例えば意匠性が求められる工業製品や装飾性の高い構造物の検査においては、直接検査対象５００の表面に描画を行うことができない。このような場合であっても、インデックス部４００を用いれば、テラヘルツ波撮像ヘッド部１００が検査対象５００に直接触れないようにする、或いはインデックス部４００を検査対象５００から少し浮かせて用いることによって検査対象５００を保護することができる。 A method of directly drawing a pattern drawn on the index part 400 on the inspection object 500 is also conceivable. For example, in the inspection of industrial products requiring high designability or structures with high decorativeness, the surface of the inspection object 500 directly. I can't draw. Even in such a case, if the index unit 400 is used, the terahertz wave imaging head unit 100 does not directly touch the inspection target 500, or the index unit 400 is slightly lifted from the inspection target 500 for inspection. The object 500 can be protected.
更に、検査対象５００の表面が凸凹している場合などは、テラヘルツ波撮像ヘッド部１００を走査するときに、テラヘルツ波撮像ヘッド部１００が検査対象５００に引っ掛かる、或いはテラヘルツ波撮像ヘッド部１００の姿勢が暴れることによって、装置や画質にダメージが及ぶことがある。また、テラヘルツ波撮像ヘッド部１００を浮かして手動走査すると、テラヘルツ波撮像ヘッド部１００の姿勢が定まらずテラヘルツ波が検査対象５００に斜めに照射されたり、作動距離が定まらず検出されるテラヘルツ波の強度が変動したり、可視光画像の視野が変動したりして、画像の劣化を招く。このような状況に対しても、インデックス部４００を利用して、その表面にテラヘルツ波撮像ヘッド部１００を沿わせることにより安定して走査を行うことができ、安定した画質でイメージングを行うことができる。 Further, when the surface of the inspection object 500 is uneven, the terahertz wave imaging head unit 100 is caught on the inspection object 500 or the posture of the terahertz wave imaging head unit 100 when the terahertz wave imaging head unit 100 is scanned. If this happens, the device and image quality may be damaged. When the terahertz wave imaging head unit 100 is lifted and manually scanned, the posture of the terahertz wave imaging head unit 100 is not fixed and the terahertz wave is irradiated obliquely to the inspection object 500, or the working distance is not fixed and the detected terahertz wave is detected. The intensity varies or the visual field of the visible light image fluctuates, causing image degradation. Even in such a situation, it is possible to perform scanning stably by using the index unit 400 to place the terahertz wave imaging head unit 100 on the surface thereof, and to perform imaging with stable image quality. it can.
なお、インデックス部４００は比較的安価に作成することが可能で、重ねたり、畳んだり、広げたりすることもでき、現場に持ち運びやすい。また、インデックス部４００の周縁部において共通のインデックスパターンを適用することによって、容易にワークエリアの拡大を図ることもできる。 Note that the index unit 400 can be created at a relatively low cost, and can be overlapped, folded, and expanded, and is easy to carry on site. Further, by applying a common index pattern at the peripheral edge of the index part 400, the work area can be easily expanded.
以上説明したように、第２実施例に係るテラヘルツ波撮像装置によれば、検査対象５００から適切な可視光画像が得られない状況であっても、インデックス部４００を利用することで、確実に可視光画像を利用した位置検出が行える。よって、第１実施例に係るテラヘルツ波撮像装置１と同様に、テラヘルツ波を利用して取得されるテラヘルツ波画像を適切に合成できる。 As described above, according to the terahertz wave imaging apparatus according to the second embodiment, even when a suitable visible light image cannot be obtained from the inspection target 500, the index unit 400 can be used to ensure that Position detection using visible light images can be performed. Therefore, similarly to the terahertz wave imaging apparatus 1 according to the first embodiment, it is possible to appropriately synthesize a terahertz wave image acquired using the terahertz wave.
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テラヘルツ波撮像方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and terahertz imaging with such a change is possible. An apparatus and a terahertz wave imaging method are also included in the technical scope of the present invention.
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
１７０ 可視光撮像器
１８０ 作動距離保持部
１９０ 作動距離調整部
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
２４０ 画像処理部
２５０ イメージ表示部
３００ 本体部
４００ インデックス部
５００ 検査対象
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Terahertz wave imaging head part 110 Terahertz wave transmission part 111 Terahertz wave generation element 112 Silicon lens 113 Collimate lens 120 Beam splitter 130 Beam scanner 140 Objective lens 150 Terahertz wave receiving part 151 Condensing lens 152 Silicon lens 153 Terahertz wave detection element 160 I -V converter 170 Visible light imager 180 Working distance holding unit 190 Working distance adjustment unit 200 Control / signal processing unit 210 Bias generation unit 220 Lock-in detection unit 230 Scanner driving unit 240 Image processing unit 250 Image display unit 300 Main body unit 400 Index part 500 Inspection target
Claims (6)
前記対象物により反射又は透過された前記テラヘルツ波を検出し、第１の画像を取得する第１画像取得手段と、
前記対象物により反射又は透過された前記テラヘルツ波とは異なる光を検出し、第２の画像を取得する第２画像取得手段と、
前記第２の画像に基づいて、前記第２の画像に対応する複数の前記第１の画像を合成する合成手段と
を備えることを特徴とするテラヘルツ波撮像装置。 Irradiation means for irradiating the target with terahertz waves;
First image acquisition means for detecting the terahertz wave reflected or transmitted by the object and acquiring a first image;
Second image acquisition means for detecting light different from the terahertz wave reflected or transmitted by the object and acquiring a second image;
A terahertz wave imaging device comprising: a combining unit that combines a plurality of the first images corresponding to the second image based on the second image.
前記合成手段は、前記第２の画像に含まれる前記インデックス部の模様に基づいて、複数の前記第１の画像を合成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のテラヘルツ波撮像装置。 The second image acquisition means acquires the second image as including an index part pattern covering the object,
The terahertz wave imaging apparatus according to claim 1, wherein the synthesizing unit synthesizes the plurality of first images based on a pattern of the index portion included in the second image.
前記対象物により反射又は透過された前記テラヘルツ波を検出し、第１の画像を取得する第１画像取得工程と、
前記対象物により反射又は透過された前記テラヘルツ波とは異なる光を検出し、第２の画像を取得する第２画像取得工程と、
前記第２の画像に基づいて、前記第２の画像に対応する複数の前記第１の画像を合成する合成工程と
を備えることを特徴とするテラヘルツ波撮像方法。 An irradiation process for irradiating the target with terahertz waves;
A first image acquisition step of detecting the terahertz wave reflected or transmitted by the object and acquiring a first image;
A second image acquisition step of detecting light different from the terahertz wave reflected or transmitted by the object and acquiring a second image;
A terahertz wave imaging method, comprising: combining a plurality of the first images corresponding to the second image based on the second image.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014157573A JP2016035394A (en) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | Terahertz wave imaging device and terahertz wave imaging method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014157573A JP2016035394A (en) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | Terahertz wave imaging device and terahertz wave imaging method |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019021395A Division JP2019086523A (en) | 2019-02-08 | 2019-02-08 | Terahertz wave imaging device and terahertz wave imaging method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016035394A true JP2016035394A (en) | 2016-03-17 |
Family
ID=55523329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014157573A Pending JP2016035394A (en) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | Terahertz wave imaging device and terahertz wave imaging method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016035394A (en) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109297932A (en) * | 2018-08-29 | 2019-02-01 | 北京遥感设备研究所 | A kind of quasi-optical servo scarnning mirror continuous wave reflection imaging system of Terahertz |
| CN109581530A (en) * | 2018-12-28 | 2019-04-05 | 同方威视技术股份有限公司 | Portable Terahertz rays safety detection apparatus |
| JP2019158745A (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | Displacement measuring device and displacement measuring method |
| JP2019158643A (en) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | Irregularity detection device, irregularity detection system, and irregularity detection method |
| JP2019158441A (en) * | 2018-03-09 | 2019-09-19 | 日本信号株式会社 | Inspection device |
| KR20200082002A (en) | 2018-12-28 | 2020-07-08 | (주)미래컴퍼니 | Inspection apparatus using terahertz wave |
| KR20200082003A (en) | 2018-12-28 | 2020-07-08 | (주)미래컴퍼니 | Inspection apparatus using terahertz wave |
| KR20200082178A (en) | 2018-12-28 | 2020-07-08 | (주)미래컴퍼니 | Inspection apparatus using terahertz wave |
| JP2020144005A (en) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | Abnormality detection device, abnormality detection system and abnormality detection method |
| JPWO2019044600A1 (en) * | 2017-08-31 | 2020-09-17 | パイオニア株式会社 | Optical measuring device, measuring method, program and recording medium |
| JP2021047377A (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus, control method of imaging apparatus, and program |
| JP2022505322A (en) * | 2018-10-19 | 2022-01-14 | キャンサー・リサーチ・テクノロジー・リミテッド | Equipment and methods for wide-field hyperspectral imaging |
| CN117930375A (en) * | 2024-03-22 | 2024-04-26 | 国擎(山东)信息科技有限公司 | Multi-dimensional detection technology fused channel type terahertz human body security inspection system |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11337493A (en) * | 1998-05-28 | 1999-12-10 | Nikon Corp | Detecting system for position of abnormal point by image processing |
| JP2004117193A (en) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Internal defect detector for tunnel lining |
| JP2006038701A (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Nikon Corp | Connection composition method of data and connection composing program |
| JP2007198802A (en) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Niigata Prefecture | Method and device for identifying pharmaceutical packaged in one package |
| JP2008224312A (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Olympus Corp | Fluorescence observation device |
| JP2009010675A (en) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Sony Corp | Imaging apparatus |
| JP2011203016A (en) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Olympus Corp | Observation device |
| US20120153148A1 (en) * | 2009-11-10 | 2012-06-21 | New Jersey Institute Of Technology | System and method for terahertz 2d interferometric and synthetic aperture imaging with an incoherent source |
| JP2013535014A (en) * | 2010-06-25 | 2013-09-09 | セルマーク セラノスティクス，リミテッド ライアビリティー カンパニー | Method for analyzing biological specimens with spectral images |
| JP2013536471A (en) * | 2010-08-20 | 2013-09-19 | サクラ ファインテック ユー．エス．エー．， インコーポレイテッド | System equipped with digital microscope and sample inspection method using the same |
| WO2014061461A1 (en) * | 2012-10-17 | 2014-04-24 | 株式会社システムスクエア | Apparatus for inspecting packaging body |
-
2014
- 2014-08-01 JP JP2014157573A patent/JP2016035394A/en active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11337493A (en) * | 1998-05-28 | 1999-12-10 | Nikon Corp | Detecting system for position of abnormal point by image processing |
| JP2004117193A (en) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Internal defect detector for tunnel lining |
| JP2006038701A (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Nikon Corp | Connection composition method of data and connection composing program |
| JP2007198802A (en) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Niigata Prefecture | Method and device for identifying pharmaceutical packaged in one package |
| JP2008224312A (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Olympus Corp | Fluorescence observation device |
| JP2009010675A (en) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Sony Corp | Imaging apparatus |
| US20120153148A1 (en) * | 2009-11-10 | 2012-06-21 | New Jersey Institute Of Technology | System and method for terahertz 2d interferometric and synthetic aperture imaging with an incoherent source |
| JP2011203016A (en) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Olympus Corp | Observation device |
| JP2013535014A (en) * | 2010-06-25 | 2013-09-09 | セルマーク セラノスティクス，リミテッド ライアビリティー カンパニー | Method for analyzing biological specimens with spectral images |
| JP2013536471A (en) * | 2010-08-20 | 2013-09-19 | サクラ ファインテック ユー．エス．エー．， インコーポレイテッド | System equipped with digital microscope and sample inspection method using the same |
| WO2014061461A1 (en) * | 2012-10-17 | 2014-04-24 | 株式会社システムスクエア | Apparatus for inspecting packaging body |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2019044600A1 (en) * | 2017-08-31 | 2020-09-17 | パイオニア株式会社 | Optical measuring device, measuring method, program and recording medium |
| US11041715B2 (en) | 2017-08-31 | 2021-06-22 | Pioneer Corporation | Optical measurement apparatus, measurement method, program, and recording medium |
| JP2019158441A (en) * | 2018-03-09 | 2019-09-19 | 日本信号株式会社 | Inspection device |
| JP7015712B2 (en) | 2018-03-09 | 2022-02-03 | 日本信号株式会社 | Inspection equipment |
| JP2019158643A (en) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | Irregularity detection device, irregularity detection system, and irregularity detection method |
| JP2019158745A (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | Displacement measuring device and displacement measuring method |
| JP7024524B2 (en) | 2018-03-15 | 2022-02-24 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | Displacement measuring device and displacement measuring method |
| CN109297932A (en) * | 2018-08-29 | 2019-02-01 | 北京遥感设备研究所 | A kind of quasi-optical servo scarnning mirror continuous wave reflection imaging system of Terahertz |
| JP2022505322A (en) * | 2018-10-19 | 2022-01-14 | キャンサー・リサーチ・テクノロジー・リミテッド | Equipment and methods for wide-field hyperspectral imaging |
| KR20200082178A (en) | 2018-12-28 | 2020-07-08 | (주)미래컴퍼니 | Inspection apparatus using terahertz wave |
| CN109581530A (en) * | 2018-12-28 | 2019-04-05 | 同方威视技术股份有限公司 | Portable Terahertz rays safety detection apparatus |
| KR20200082003A (en) | 2018-12-28 | 2020-07-08 | (주)미래컴퍼니 | Inspection apparatus using terahertz wave |
| KR20200082002A (en) | 2018-12-28 | 2020-07-08 | (주)미래컴퍼니 | Inspection apparatus using terahertz wave |
| JP2020144005A (en) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | Abnormality detection device, abnormality detection system and abnormality detection method |
| JP7131438B2 (en) | 2019-03-06 | 2022-09-06 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | Anomaly detection device, anomaly detection system, and anomaly detection method |
| JP2021047377A (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus, control method of imaging apparatus, and program |
| WO2021053969A1 (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | キヤノン株式会社 | Imaging device, method for controlling imaging device, and program |
| JP7508208B2 (en) | 2019-09-20 | 2024-07-01 | キヤノン株式会社 | Image capture device, image capture device control method, and program |
| CN117930375A (en) * | 2024-03-22 | 2024-04-26 | 国擎(山东)信息科技有限公司 | Multi-dimensional detection technology fused channel type terahertz human body security inspection system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2016035394A (en) | Terahertz wave imaging device and terahertz wave imaging method | |
| JP4773839B2 (en) | Detection device for detecting information of an object | |
| EP3001179B1 (en) | Mid-infrared scanning imaging system | |
| JP2011089874A (en) | Distance image data acquisition device | |
| US20130146770A1 (en) | Terahertz continuous wave system and method of obtaining three-dimensional image thereof | |
| JP2009008658A (en) | Beam scanning imaging apparatus | |
| US20130107037A1 (en) | Image Measuring System | |
| US9927371B2 (en) | Confocal line inspection optical system | |
| JP2014089410A (en) | Image acquisition device and image acquisition method | |
| US11578964B2 (en) | Optical coherence tomography apparatus and image generation method using the same | |
| US20190113480A1 (en) | Ultrasound imaging device and method of generating image for ultrasound imaging device | |
| JP2016209529A5 (en) | ||
| JP2019086523A (en) | Terahertz wave imaging device and terahertz wave imaging method | |
| JP2016206534A (en) | Laser scan type microscope | |
| US10709329B2 (en) | Image pickup apparatus and method of controlling image pickup apparatus | |
| JP2015141372A (en) | Irradiation device, irradiation method, measurement device, and measurement method | |
| JP2020032423A (en) | Laser marking device | |
| JP7377925B2 (en) | Imaging device and imaging method | |
| US20110075127A1 (en) | Electromagnetic wave measuring apparatus | |
| JP2012141233A (en) | Detector | |
| JP6644282B2 (en) | Measuring device and measuring method | |
| CN105074430A (en) | Imaging system | |
| JP6456429B2 (en) | Focusing state measuring device | |
| US12030243B2 (en) | Measuring apparatus, movable apparatus, robot, electronic device, fabricating apparatus, and measuring method | |
| US20200132816A1 (en) | Lidar device and method having simplified detection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170705 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180418 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180529 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20181120 |