JP2017122584A - イメージング方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明のイメージング方法の1構成例において、前記周波数間隔Δfは、想定される最大位相誤差をθnoise、想定される比誘電率ε2の最小値をε2min、想定される比誘電率ε2の最大値をε2max、許容可能な比誘電率ε2の最大誤差率をα、光速をcとしたとき、
また、本発明のイメージング方法の1構成例において、前記周波数間隔Δfは、想定される最大位相誤差をθnoise、想定される厚さLの最小値をLmin、想定される厚さLの最大値をLmax、許容可能な厚さLの最大誤差率をα、光速をcとしたとき、
本発明では、2つの周波数の電磁波を用いる光路長イメージングにおいて、2つの周波数を特定の間隔とすることにより、高い精度で物体の厚さあるいは比誘電率を検出することを可能にする。
位相差Δθは基本的には図2(A)のように正の数であるが、用いる周波数によっては図2(B)のように位相差Δθが負になる場合がある。位相差Δθが負になる場合、式(7)の条件を満たしている限り、Δθ+2πとしてアンラップ処理することで正しい値を得ることが可能である。
したがって、2つの周波数f1,f2の電磁波を用いて厚さイメージングを行う場合、周波数間隔Δfは式(11)、式(12)より、式(13)の条件に収まっている必要がある。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図3は本発明の第1の実施の形態に係る光路長イメージング装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、比誘電率イメージングを行う光路長イメージング装置の例である。本実施の形態の光路長イメージング装置は、2つの周波数f1,f2の電磁波を被測定物11に照射する電磁波放射器1と、被測定物11を透過した電磁波を検出する検出器2と、検出器2の検出結果に基づいて被測定物11の比誘電率ε2を導出する比誘電率導出部3とから構成される。
比誘電率導出部3の位相検出部30は、ステップS101の検出器2の検出結果から、周波数f1の電磁波の位相と周波数f2の電磁波の位相とを検出する(図4ステップS102)。なお、電磁波の位相を検出する技術は、既存の測定器を使用して実現できる周知の技術である。
電磁波放射器1は、このように被測定物11が配置された状態で、背景物質10および被測定物11に2つの周波数f1,f2の電磁波を照射する(図4ステップS103)。
比誘電率導出部3の位相検出部30は、ステップS104の検出器2の検出結果から、周波数f1の電磁波の位相と周波数f2の電磁波の位相とを検出する(図4ステップS105)。
本発明で提案した式(8)を用いて、適応可能な2つの周波数f1,f2の周波数間隔Δfを算出すると以下のようになる。
30GHz<Δf<76GHz ・・・(14)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図6は本発明の第2の実施の形態に係る光路長イメージング装置の構成を示すブロック図であり、図3と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、厚さイメージングを行う光路長イメージング装置の例である。本実施の形態の光路長イメージング装置は、電磁波放射器1と、検出器2と、検出器2の検出結果に基づいて被測定物11の厚さLを導出する厚さ導出部4とから構成される。
厚さ導出部4の位相検出部40は、位相検出部30と同様に、ステップS101の検出器2の検出結果から、周波数f1の電磁波の位相と周波数f2の電磁波の位相とを検出する(図7ステップS102)。
電磁波放射器1は、このように被測定物11が配置された状態で、背景物質10および被測定物11に2つの周波数f1,f2の電磁波を照射する(図7ステップS103)。
厚さ導出部4の厚さ算出部42は、位相差算出部41が算出した位相差Δθsampleと2つの周波数f1,f2の周波数間隔Δfと背景物質10の既知の比誘電率ε1と被測定物11の既知の比誘電率ε2とを用いて、式(9)により被測定物11の厚さLを算出する(図7ステップS109)。
本発明で提案した式(13)を用いて、適応可能な2つの周波数f1,f2の周波数間隔Δfを算出すると以下のようになる。
26GHz<Δf<77GHz ・・・(15)
Claims (5)
- 2つの周波数の電磁波を被測定物に照射する電磁波照射ステップと、
前記被測定物を透過した電磁波を検出する電磁波検出ステップと、
前記2つの周波数の電磁波のそれぞれの位相を検出する位相検出ステップと、
前記2つの周波数の電磁波の位相差を算出する位相差算出ステップと、
この位相差算出ステップの算出結果と前記2つの周波数の周波数間隔Δfと前記被測定物の既知の厚さLと背景物質の既知の比誘電率ε1とから、前記被測定物の比誘電率ε2を算出する比誘電率算出ステップとを含むことを特徴とするイメージング方法。 - 請求項1記載のイメージング方法において、
前記周波数間隔Δfは、想定される最大位相誤差をθnoise、想定される比誘電率ε2の最小値をε2min、想定される比誘電率ε2の最大値をε2max、許容可能な比誘電率ε2の最大誤差率をα、光速をcとしたとき、
- 2つの周波数の電磁波を被測定物に照射する電磁波照射ステップと、
前記被測定物を透過した電磁波を検出する電磁波検出ステップと、
前記2つの周波数の電磁波のそれぞれの位相を検出する位相検出ステップと、
前記2つの周波数の電磁波の位相差を算出する位相差算出ステップと、
この位相差算出ステップの算出結果と前記2つの周波数の周波数間隔Δfと背景物質の既知の比誘電率ε1と前記被測定物の既知の比誘電率ε2とから、前記被測定物の厚さLを算出する厚さ算出ステップとを含むことを特徴とするイメージング方法。 - 請求項3記載のイメージング方法において、
前記周波数間隔Δfは、想定される最大位相誤差をθnoise、想定される厚さLの最小値をLmin、想定される厚さLの最大値をLmax、許容可能な厚さLの最大誤差率をα、光速をcとしたとき、
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のイメージング方法において、
前記背景物質のみがあって前記被測定物がない状態と、前記背景物質と前記被測定物とがある状態のそれぞれで1回ずつ前記位相の測定を行い、
前記位相差算出ステップは、前記背景物質のみがあって前記被測定物がない状態で測定された第1の周波数の電磁波の位相と前記背景物質と前記被測定物とがある状態で測定された前記第1の周波数の電磁波の位相との差である第1の位相変化を算出すると共に、前記背景物質のみがあって前記被測定物がない状態で測定された第2の周波数の電磁波の位相と前記背景物質と前記被測定物とがある状態で測定された前記第2の周波数の電磁波の位相との差である第2の位相変化を算出し、前記第1の位相変化と前記第2の位相変化との差を、前記2つの周波数の電磁波の位相差とするステップを含むことを特徴とするイメージング方法。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4727311A (en) * | 1986-03-06 | 1988-02-23 | Walker Charles W E | Microwave moisture measurement using two microwave signals of different frequency and phase shift determination |
JPH05172556A (ja) * | 1991-12-24 | 1993-07-09 | Hiyuutec:Kk | 誘電体材料の厚み測定方法とその装置 |
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JP2000162158A (ja) * | 1998-09-25 | 2000-06-16 | Oji Paper Co Ltd | 誘電率測定方法及び装置 |
JP2007147406A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Matsushita Electric Works Ltd | 物体探知装置 |
-
2016
- 2016-01-04 JP JP2016000191A patent/JP6457408B2/ja active Active
Patent Citations (5)
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Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
巨 陽, 細井 厚志: "「マイクロ波を利用した探傷技術と材料評価への適用」", 検査技術, vol. 14, no. 12, JPN6018049140, 1 December 2009 (2009-12-01), pages 1 - 7, ISSN: 0003938068 * |
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---|---|
JP6457408B2 (ja) | 2019-01-23 |
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