JP2016102770A5 - - Google Patents

Description

本発明の一側面としてのセンサは、電磁波の発信及び受信を行うセンサであって、基板と、電磁波を発生する発生素子、及び前記発生素子が発生した第１の偏波方向の電磁波を放射する第一のアンテナ、を有する発信部と、前記第１のアンテナから放射された電磁波の偏波方向を変更する偏波変換部と、前記第１の偏波方向と異なる第二の偏波方向の電磁波を受信する第二のアンテナ、及び前記第二のアンテナが受信した電磁波を検出する検出素子と、を有する受信部と、を有し、前記発信部と前記受信部とは、前記基板上に配置されていることを特徴とする。

偏波変換部１０４は、第一の偏波１０７の偏波方向を変更する第一の変換部及び第三の偏波１０９の偏波方向を変更する第二の変換部として機能する。すなわち、本実施形態では、第一の変換部と第二の変換部とが一体に構成されている。本実施形態では、１／４波長板を用いる。

また、発信部１０１のアンテナ１０５は、第一の偏波１０７の偏波状態のテラヘルツ波と選択的に結合し、第一の偏波方向と交差する第二の偏波方向とは結合しない偏波フィルタの役割も有している。このため、被検体１３０や外部の部材で反射して戻ってきた第二の偏波１０８が、発信部１０１に入射することを抑制できる。したがって、センサ１００では、外部で反射したテラヘルツ波の干渉による発信部の出力不安定化が抑制される。

図４は、センサ１００の第４の変形例であるセンサ５００の構成を説明する図である。センサ５００は、発信部５０１の第一のアンテナ５０５（以下、「アンテナ５０５」と呼ぶ）及び受信部５０２の第二のアンテナ５０６（以下、「アンテナ５０６」と呼ぶ）として、スロットアンテナを用いている。すなわち、センサ５００は導体５０３を有し、アンテナ５０５、５０６は導体５０３に設けられた開口を含むスロットアンテナである。この場合、アンテナ５０５としての開口の長手方向とアンテナ５０６としての開口の長手方向とが交差するように構成する。これにより、アンテナ５０５は、第二の偏波１０８よりも第一の偏波１０７と効率よく結合し、アンテナ５０６は、第一の偏波１０７よりも第二の偏波１０８と効率よく結合する。また、センサ５００は、レンズ５１６と偏波変換部としての１／４波長板５０４とを有する。発信部５０１及び受信部５０２は、アンテナ５０５、５０６の構成以外は前述の実施形態と同様である。

Claims (20)

1. 電磁波の発信及び受信を行うセンサであって、
   基板と、
   電磁波を発生する発生素子、及び前記発生素子が発生した第１の偏波方向の電磁波を放射する第一のアンテナ、を有する発信部と、
   前記第１のアンテナから放射された電磁波の偏波方向を変更する偏波変換部と、
   前記第１の偏波方向と異なる第二の偏波方向の電磁波を受信する第二のアンテナ、及び前記第二のアンテナが受信した電磁波を検出する検出素子と、を有する受信部と、を有し、
   前記発信部と前記受信部とは、前記基板上に配置されている
   ことを特徴とするセンサ。
2. 前記第一のアンテナは、前記第一の偏波方向の電磁波と選択的に結合し、
   前記第二のアンテナは、前記第二の偏波方向の電磁波と選択的に結合する
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
3. 前記偏波変換部は、前記発生素子が発生したテラヘルツ波の偏波方向を前記第一の偏波方向から第三の偏波方向に変更する第一の変換部と、前記第三の偏波方向を前記第二の偏波方向に変更する第二の変換部と、を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ。
4. 前記第一の変換部と前記第二の変換部とは、一体である
   ことを特徴とする請求項３に記載のセンサ。
5. 前記第一の変換部は、電磁波が前記発信部から発信されてから前記被検体に到達するまでの伝搬経路上に配置されており、
   前記第二の変換部は、電磁波が前記被検体で反射してから前記受信部に入射するまでの伝搬経路上に配置されている
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載のセンサ。
6. 前記偏波変換部は、電磁波が前記発信部から発信されてから前記被検体に到達するまでの伝搬経路上、又は、電磁波が前記被検体で反射してから前記受信部に入射するまでの伝搬経路上に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
7. 前記第一の偏波方向の電磁波及び前記第二の偏波方向の電磁波は、直線偏波であり、
   前記第一の偏波方向と前記第二の偏波方向とは交差する
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のセンサ。
8. 前記第一の偏波方向と前記第二の偏波方向とは、直交する
   ことを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
9. 前記偏波変換部は、１／４波長板を含み、
   前記１／４波長板は、結晶軸が前記第一の偏波方向の電磁波の光軸及び前記第二の偏波方向の電磁波の光軸に対して回転する方向になるように配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のセンサ。
10. 前記１／４波長板は、ｆａｓｔ軸及びｓｌｏｗ軸と前記第一の偏波方向及び前記第二の偏波方向とがなす角が４５度となるように配置されている
    ことを特徴とする請求項９に記載のセンサ。
11. 複数の前記受信部を有し、
    隣り合う前記受信部同士の距離、又は、隣り合う前記発信部と前記受信部との距離は、前記第一の偏波方向の電磁波及び前記第二の偏波方向の電磁波の波長の２倍以下である
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のセンサ。
12. 前記偏波変換部は、前記発信部及び前記受信部の上に集積されている
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のセンサ。
13. 前記第一のアンテナは、第一の導体と、第二の導体と、前記第一の導体と前記第二の導体との間に配置されている第一の誘電体と、を有し、
    前記第二のアンテナは、第三の導体と、第四の導体と、前記第三の導体と前記第四の導体との間に配置されている第二の誘電体と、を有し、
    前記発生素子は、前記第一の導体と前記第二の導体との間で且つ前記第一の導体の重心からシフトした位置に配置されており、
    前記検出素子は、前記第三の導体と前記第四の導体との間で且つ前記第三の導体の重心からシフトした位置に配置されており、
    前記発生素子と前記第一の導体の重心とを結ぶ直線と、前記検出素子と前記第三の導体の重心とを結ぶ直線とは、交差する
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のセンサ。
14. 導体を有し、
    前記第一のアンテナ及び前記第二のアンテナのそれぞれは、前記導体に設けられた開口を含むスロットアンテナであり、
    前記第一のアンテナの前記開口の長手方向と前記第二のアンテナの前記開口の長手方向とは交差する
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のセンサ。
15. 前記発信部は、前記基板の上に配置されており、
    前記受信部は、前記発信部の上に配置されている
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のセンサ。
16. 前記受信部は、前記基板の上に配置されており、
    前記発信部は、前記受信部の上に配置されている
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のセンサ。
17. 前記発生素子は負性抵抗素子を含む
    ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載のセンサ。
18. 前記検出素子は、整流素子を含む
    ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載のセンサ。
19. 前記整流素子は、ショットキーバリアダイオードである
    ことを特徴とする請求項１８に記載のセンサ。
20. 請求項１乃至１９のいずれか一項に記載のセンサと、
    前記センサの検出結果を用いて前記被検体の情報を取得する情報取得部と、を有することを特徴とする情報取得装置。