JP6829764B2 - 電磁波検出装置及び検出信号取得タイミングの設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばテラヘルツ波等の電磁波を検出する電磁波検出装置、及び、該電磁波検出装置における検出信号取得タイミングの設定方法の技術分野に関する。

この種の装置として、例えば、格子状に配置された複数のボロメータ型熱電変換素子各々に定電圧バイアス回路からバイアス電圧を選択的に供給することで複数のボロメータ型熱電変換素子各々に流れる電流を選択的に読み出して、ボロメータ型熱電変換素子毎のデータを得る赤外線センサのレベル調整回路が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、レベル調整回路が、複数のボロメータ型熱電変換素子各々のレベル調整を行うために予め計測して得た複数のボロメータ型熱電変換素子各々の調整値データを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された調整値データに基づいて複数のボロメータ型熱電変換素子各々に対応するレベル調整用電流を供給するデジタル制御型可変電流源と、複数のボロメータ型熱電変換素子各々から選択的に読み出される電流とデジタル制御型可変電流源から供給されるレベル調整用電流との加減算を行う手段を有することが記載されている。

特許第２９３０１００号公報

特許文献１に記載の技術では、バイアス電圧を供給すべきボロメータ型熱電変換素子を選択するためのスイッチが必要であり、例えば回路構成が比較的複雑になってしまうという技術的問題点がある。この問題点は、検出素子としてのボロメータ型熱電変換素子の数が多くなるほど顕著になる。

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、回路構成の複雑化を抑制しつつ、複数の検出素子各々に適切にバイアス電圧を印加することができる電磁波検出装置及び検出信号取得タイミングの設定方法を提供することを課題とする。

本発明の電磁波検出装置は、上記課題を解決するために、夫々電磁波を検出する複数の検出部と、所定期間内において電圧値が変化するバイアス電圧を、周期的に前記複数の検出部各々に対して共通に印加する電圧印加部と、前記複数の検出部各々から出力される検出信号を取得する取得部と、前記取得部により取得された検出信号をサンプリングして前記電磁波の強度を検知する検知部と、前記所定期間内において前記電圧印加部が印加する前記バイアス電圧及び前記所定期間内における前記複数の検出部各々の前記検出信号に基づいて、前記検知部による前記検出信号のサンプリングタイミングを、前記複数の検出部毎に設定する設定部と、を備える。

本発明の検出信号サンプリングタイミングの設定方法は、上記課題を解決するために、夫々電磁波を検出する複数の検出部と、所定期間内において電圧値が変化するバイアス電圧を、周期的に前記複数の検出部各々に対して共通に印加する電圧印加部と、前記複数の検出部各々から出力される検出信号を取得する取得部と、前記取得部により取得された検出信号をサンプリングして前記電磁波の強度を検知する検知部と、を備える電磁波検出装置における検出信号サンプリングタイミングの設定方法であって、前記所定期間内において前記電圧印加部が印加する前記バイアス電圧及び前記所定期間内における前記複数の検出部各々の前記検出信号に基づいて、前記検知部による前記検出信号のサンプリングタイミングを、前記複数の検出部毎に設定する設定工程を備える。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

第１実施例に係るテラヘルツ波検出装置の構成を示すブロック図である。 第１実施例に係るバイアス電圧の波形及びテラヘルツ波検出素子からの信号の波形各々の一例である。 第１実施例に係るサンプリングタイミングの設定処理を示すフローチャートである。 第１実施例の変形例に係るバイアス電圧の印加方法を示す図である。 第２実施例に係るテラヘルツ波検出装置の構成を示すブロック図である。 第２実施例に係るバイアス電圧の印加方法を示す図である。 第２実施例の第１変形例に係るバイアス電圧の印加方法を示す図である。 第２実施例の第２変形例に係るテラヘルツ波検出装置の構成を示すブロック図である。

本発明の電磁波検出装置等に係る実施形態について説明する。

（電磁波検出装置）
実施形態に係る電磁波検出装置は、夫々電磁波を検出する複数の検出部と、複数の検出部各々にバイアス電圧を印加する電圧印加部と、複数の検出部各々から出力される検出信号を取得する取得部と、複数の検出部に夫々印加されるバイアス電圧及び複数の検出部各々の検出信号に基づいて、複数の検出部毎に検出信号の取得タイミングを設定する設定部と、を備える。

検出部には大なり小なりばらつきがあり、印加すべき最適なバイアス電圧が検出部毎に異なることが多い。各検出部に最適なバイアス電圧が印加されるように、電圧印加部及び各検出部間の回路を構成すると、検出素子を含む検出部が増えた場合に回路構成も複雑になってしまう。そこで、当該電磁波検出装置では、各検出部に、例えば最適なバイアス電圧が印加されるタイミングで検出信号が取得されるように、取得タイミングが設定される。つまり、当該電磁波検出装置では、検出信号の取得タイミングを工夫することによって、回路構成の複雑化を抑制している。

実施形態に係る電磁波検出装置の一態様では、電圧印加部は、単一の電圧印加部であり、複数の検出部各々は、互いに電気的に並列に電圧印加部に接続される。或いは、実施形態に係る電磁波検出装置の他の態様では、電圧印加部は、複数の検出部のうち第１群の検出部各々に対し、第１期間にバイアス電圧を印加し、複数の検出部のうち第１群の検出部とは異なる第２群の検出部各々に対し、第１期間とは異なる第２期間にバイアス電圧を印加する。これらの態様によれば、一の電圧印加部から複数の検出部に対してバイアス電圧を印加することができる。この結果、電圧印加部及び各検出部間の回路構成を比較的単純にすることができる。

実施形態に係る電磁波検出装置の他の態様では、電圧印加部は、バイアス電圧の電圧値を周期的に変化させる。この態様によれば、比較的容易にして、複数の検出部各々に対し、例えば最適なバイアス電圧を周期的に印加することができる。この態様では、設定部は、周期的に変化する電圧値の１周期内において、複数の検出部毎に検出信号の取得タイミングを設定してよい。

実施形態に係る電磁波検出装置の他の態様では、電圧印加部は、バイアス電圧のオン／オフを周期的に切り換え、電圧印加部は、バイアス電圧をオフからオンに切り換える度に、バイアス電圧の電圧値を、第１電圧から、該第１電圧より高い第２電圧までの範囲内で順次上げていき、電圧値が第２電圧に達した場合、バイアス電圧をオンからオフへ切換え、次回バイアス電圧をオフからオンに切り換えるときに電圧値を第１電圧にする。この態様によれば、比較的容易にして、複数の検出部各々に対し、例えば最適なバイアス電圧を周期的に印加することができる。

実施形態に係る電磁波検出装置の他の態様では、検出信号の取得タイミングは、検出感度が最大となるバイアス電圧、又は検出感度が最大となるバイアス電圧より所定電圧だけ低いバイアス電圧が、対応する検出部に印加されるタイミングである。この態様によれば、各検出部において電磁波を比較的感度良く検出することができる。

実施形態に係る電磁波検出装置の他の態様では、複数の検出部毎の検出信号の取得タイミングを記憶する記憶部を備える。この態様によれば、実践上有利である。

実施形態に係る電磁波検出装置の他の態様では、複数の検出部各々は、電流電圧特性に非線形性を有する素子を含む。この態様では、前記素子は、共鳴トンネルダイオードであってよい。このように構成すれば、テラヘルツ波を好適に検出することができる。

（検出信号取得タイミングの設定方法）
実施形態に係る検出信号取得タイミングの設定方法は、夫々電磁波を検出する複数の検出部と、複数の検出部各々にバイアス電圧を印加する電圧印加部と、複数の検出部各々から出力される検出信号を取得する取得部と、を備える電磁波検出装置における検出信号取得タイミングの設定方法である。当該設定方法は、複数の検出部に夫々印加されるバイアス電圧及び複数の検出部各々の検出信号に基づいて、複数の検出部毎に検出信号の取得タイミングを設定する設定工程を備える。このように検出信号の取得タイミングを設定することによって、電磁波検出装置の回路構成の複雑化を抑制することができる。

本発明の電磁波検出装置に係る実施例を図面に基づいて説明する。以下の実施例では、本発明に係る「電磁波」の一例として「テラヘルツ波」を挙げる。

＜第１実施例＞
本発明の電磁波検出装置の一例としてのテラヘルツ波検出装置に係る第１実施例について、図１乃至図３を参照して説明する。

（装置構成）
本実施例に係るテラヘルツ波検出装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１実施例に係るテラヘルツ波検出装置の構成を示すブロック図である。

図１において、テラヘルツ波検出装置１００は、複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎと、該複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎ各々に電気的に接続された複数のバイアス・ティ回路１、２、３、…、ｎと、該複数のバイアス・ティ回路１、２、３、…、ｎ各々を介して、複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎ各々にバイアス電圧を印加するバイアス電圧生成部１１と、複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎ各々から出力される信号を増幅する複数の信号増幅器１、２、３、…、ｎと、該複数の信号増幅器１、２、３、…、ｎ各々から出力される信号をサンプリング（取得）するとともに、バイアス電圧生成部１１を制御する信号処理・制御部１２と、を備えて構成されている。

複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎ各々は、例えば共鳴トンネルダイオード（Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＲＴＤ）等の電流電圧特性に非線形性を有する素子である。複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎは、アレイ状に並べられている。

複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎ各々には、図示しないテラヘルツ波発生部からのテラヘルツ波が入射する。ここで、テラヘルツ波発生部からのテラヘルツ波は、一定の周期で変調される。テラヘルツ波発生部からのテラヘルツ波は、例えばテラヘルツ波が発生する期間と、テラヘルツ波が発生しない期間とが一定周期で交互に繰り返されるように変調される。

各テラヘルツ波検出素子にテラヘルツ波が入射すると、入射したテラヘルツ波の強度に応じた電気信号が各テラヘルツ波検出素子から出力される。各テラヘルツ波検出素子から出力された電気信号は交流成分を含んでいる。各バイアス・ティ回路は、対応するテラヘルツ波検出素子から出力された電気信号の交流成分を抜き出して、検出信号として対応する信号増幅器に出力する。

信号処理・制御部１２は、各信号増幅器により増幅された検出信号をサンプリングして、検出信号の信号振幅を検出することにより、テラヘルツ波の強度を検知する。ここで、信号振幅の検出には、例えばロック・イン検出が用いられてよい。尚、テラヘルツ波の強度の検知については、既存の技術を適用可能であるので、その詳細についての説明は省略する。

（バイアス電圧）
図１に示すように、当該テラヘルツ波検出装置１００では、単一のバイアス電圧生成部１１から１系統の信号線により各テラヘルツ波検出素子にバイアス電圧が印加される。ところで、複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎには大なり小なりばらつきがあり、最適なバイアス電圧が互いに異なることが多い。各テラヘルツ波検出素子に最適なバイアス電圧が印加されなければ、各テラヘルツ波検出素子を安定に動作させることはできない。そこで、当該テラヘルツ波検出装置１００では、例えばのこぎり波等のように電圧値が時間とともに変化するバイアス電圧が、バイアス電圧生成部１１から出力される。

本実施例に係るバイアス電圧について、図２を参照して説明を加える。図２は、バイアス電圧の波形及びテラヘルツ波検出素子からの信号の波形各々の一例である。尚、図２に示す例では、一定強度のテラヘルツ波が各テラヘルツ波検出素子に入射しているものとする。

本実施例では、信号処理・制御部１２が一のテラヘルツ波検出素子からの検出信号の読み出しに要する（又は許される）時間を１周期として（図２の“素子１読出期間”等参照）、電圧Ｖｆｉｒｓｔから電圧Ｖｌａｓｔまで段階的に変化するバイアス電圧が、複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎ各々に印加される。尚、図２では、バイアス電圧が段階的に変化する様子が明確になるよう、バイアス電圧の刻みを強調して示している。

このようなバイアス電圧が各テラヘルツ波検出素子に印加されると、バイアス電圧の電圧値に応じて、各テラヘルツ波検出素子の検出感度が変化する（この結果、検出信号の信号レベルが変化する）。信号処理・制御部１２は、複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎ各々の読出期間中で、各テラヘルツ波検出素子に最適なバイアス電圧が印加されるタイミングで、検出信号をサンプリングする。

信号処理・制御部１２は、例えば図２の素子１読出期間においては、時刻ｔ１に検出信号（即ち、信号増幅器１出力）をサンプリングし、素子２読出期間においては、時刻ｔ２に検出信号（即ち、信号増幅器２出力）をサンプリングし、素子３読出期間においては、時刻ｔ３に検出信号（即ち、信号増幅器３出力）をサンプリングする。

（サンプリングタイミングの設定）
各テラヘルツ波検出素子からの検出信号のサンプリングタイミングは、予め設定され信号処理・制御部１２の例えばメモリ等に格納されている。本実施例に係るサンプリングタイミングの設定処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。このサンプリングタイミングの設定処理は、本発明に係る「検出信号取得タイミングの設定方法」の一例である。

本実施例において「最適なバイアス電圧」は、各テラヘルツ波検出素子の検出感度が最大となるバイアス電圧から所定電圧だけ低い電圧である。電流電圧特性の非線形領域では、各テラヘルツ波検出素子に印加されるバイアス電圧が高くなるほど検出感度も高くなるが、バイアス電圧が、検出感度が最大となる電圧値を超えると検出感度が急激に失われる。検出感度が最大となるバイアス電圧を、最適なバイアス電圧とすることも可能であるが、例えば温度変化等に起因して測定中にバイアス電圧が揺らいだ場合又はテラヘルツ波検出素子の特性が変化した場合に、期待される検出感度が得られない可能性がある。そこで、上述の如く、検出感度が最大となるバイアス電圧から所定電圧だけ低い電圧を、最適なバイアス電圧とすることによって、当該テラヘルツ波検出装置１の動作の安定性を確保しているのである。

さて、図３において、信号処理・制御部１２は、バイアス電圧を電圧Ｖｆｉｒｓｔに設定し、該電圧Ｖｆｉｒｓｔを出力するようにバイアス電圧生成部１１を制御する（ステップＳ１０１）。次に、信号処理・制御部１２は、サンプリングタイミングの設定対象のテラヘルツ波検出素子の検出信号の信号レベルを検出する（ステップＳ１０２）。尚、図３に示すサンプリングタイミングの設定処理が行われる場合、一定強度のテラヘルツ波が各テラヘルツ波検出素子に入射する。

次に、信号処理・制御部１２は、ステップＳ１０２の処理において今回検出された信号レベルが、ステップＳ１０２の処理において前回検出された信号レベルよりも低いか否かを判定する（ステップＳ１０３）。この判定において、今回検出された信号レベルが前回検出された信号レベルよりも低くないと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、後述するステップＳ１０５の処理が行われる。

他方、ステップＳ１０３の判定において、今回検出された信号レベルが前回検出された信号レベルよりも低いと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、信号処理・制御部１２は、現在のバイアス電圧Ｖから微小電圧ΔＶだけ低い電圧が、サンプリングタイミングの設定対象のテラヘルツ波検出素子に印加されるタイミングを、サンプリングタイミングに設定する（ステップＳ１０４）。なぜなら、「今回検出された信号レベルが前回検出された信号レベルよりも低い」ということは、バイアス電圧が、テラヘルツ波検出素子の検出感度が最大となる電圧値を超えたことを意味するからである。

その後、信号処理・制御部１２は、現在のバイアス電圧Ｖが電圧Ｖｌａｓｔであるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。この判定において、現在のバイアス電圧Ｖが電圧Ｖｌａｓｔではないと判定された場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、信号処理・制御部１２は、現在のバイアス電圧Ｖに微小電圧ΔＶを加えた電圧を新たなバイアス電圧として（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２以降の処理を行う。

他方、ステップＳ１０５の判定において、現在のバイアス電圧Ｖが電圧Ｖｌａｓｔであると判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、図３に示すサンプリングタイミングの設定処理を終了する。信号処理・制御部１２は、複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎ全てについて、図３に示すサンプリングタイミングの設定処理を行い、複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎ各々のサンプリングタイミングを設定する。

図３に示すサンプリングタイミングの設定処理は、当該テラヘルツ波検出装置１００によりテラヘルツ波の計測を行う前に１度実施されればよい。テラヘルツ波の計測中においても、定期的又は不定期的に、図３に示すサンプリングタイミングの設定処理を行えば、テラヘルツ波の計測中における、例えば温度変化等の環境変化の影響を抑制することができる。

（技術的効果）
当該テラヘルツ波検出装置１００では、図１に示すように、単一のバイアス電圧生成部１１から１系統の信号線により複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎ各々にバイアス電圧が印加される。このため、テラヘルツ波検出素子の個数が増えたとしても回路構成が複雑になることを抑制することができる。

加えて、図２に示すような電圧波形のバイアス電圧が複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎ各々に印加されるとともに、図３に示すサンプリングタイミングの設定処理により設定されたタイミングで検出信号がサンプリングされる。このため、各テラヘルツ波検出素子に最適なバイアス電圧が印加されるタイミングで、検出信号をサンプリングすることができる。言い換えれば、複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎ各々に最適なバイアス電圧を印加して、検出信号をサンプリングすることができる。

本実施例に係る「テラヘルツ波検出素子」及び「バイアス電圧生成部１１」は、本発明に係る「検出部」及び「電圧印加部」の一例である。本実施例に係る「信号処理・制御部１２」は、本発明に係る「取得部」、「設定部」及び「記憶部」の一例である。

＜変形例＞
上述した第１実施例では、図２に示すように、バイアス電圧ののこぎり波の１周期毎に、サンプリング対象のテラヘルツ波検出素子が変更される。例えば図４に示すように、バイアス電圧の電圧値が変更される度に、複数のテラヘルツ波検出素子１、２、３、…、ｎ全てをサンプリング対象とし、現在のバイアス電圧が最適なバイアス電圧であるテラヘルツ波検出素子からの検出信号を実際にサンプリングするように構成してもよい。

また、上述した第１実施例では、各テラヘルツ波検出素子の検出感度が最大となるバイアス電圧から所定電圧だけ低い電圧が、「最適なバイアス電圧」とされている。各テラヘルツ波検出素子１１の検出感度が最大となるバイアス電圧が、「最適なバイアス電圧」とされてもよい。

また、例えば検出感度の最も悪いテラヘルツ波検出素子に、上記最適なバイアス電圧（即ち、検出感度が最大となるバイアス電圧から所定電圧だけ低い電圧、又は、検出感度が最大となるバイアス電圧）が印加されたときに出力される検出信号の信号レベルに、他のテラヘルツ波検出素子の検出信号の信号レベルが揃うように、他のテラヘルツ波検出素子にバイアス電圧が印加されてもよい。

＜第２実施例＞
本発明の電磁波検出装置の一例としてのテラヘルツ波検出装置に係る第２実施例について、図５及び図６を参照して説明する。第２実施例では、回路構成が一部異なる以外は、上述した第１実施例と同様である。よって、第２実施例について、第１実施例と重複する説明を適宜省略するとともに、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ図５及び図６を参照して説明する。

（装置構成）
本実施例に係るテラヘルツ波検出装置の構成について、図５を参照して説明する。図５は、第２実施例に係るテラヘルツ波検出装置の構成を示すブロック図である。

図５において、テラヘルツ波検出装置２００は、複数のテラヘルツ波検出素子１−１、…、１−ｎ、２−１、…、２−ｎ、…、ｍ−１、…、ｍ−ｎと、該複数のテラヘルツ波検出素子１−１、…、１−ｎ、２−１、…、２−ｎ、…、ｍ−１、…、ｍ−ｎ各々に電気的に接続された複数のバイアス・ティ回路と、該複数のバイアス・ティ回路各々を介して、複数のテラヘルツ波検出素子１−１、…、１−ｎ、２−１、…、２−ｎ、…、ｍ−１、…、ｍ−ｎ各々にバイアス電圧を印加するバイアス電圧生成ユニット２１と、複数のテラヘルツ波検出素子１−１、…、１−ｎ、２−１、…、２−ｎ、…、ｍ−１、…、ｍ−ｎ各々から出力される信号を検出する複数の信号検出部１、２、…、ｍと、を備えて構成されている。尚、複数の信号検出部１、２、…、ｍは、第１実施例に係る信号処理・制御部１２に相当する。

バイアス電圧生成ユニット２１は、複数のバイアス電圧生成部１、２、…、ｎを含んでいる。複数のバイアス電圧生成部１、２、…、ｎは、夫々対応する一群のテラヘルツ波検出素子にバイアス電圧を印加する。例えば、図５の「バイアス電圧生成部１」は、「素子１−１」、「素子２−１」、…、及び「素子ｍ−１」からなる一群のテラヘルツ波検出素子にバイアス電圧を印加する。複数の信号検出部１、２、…、ｍ各々は、電気的に接続された複数のテラヘルツ波検出素子からの検出信号をサンプリングする。

（バイアス電圧）
次に、本実施例に係るバイアス電圧について、図６を参照して説明する。図６は、第２実施例に係るバイアス電圧の波形の一例である。当該テラヘルツ波検出装置２００では、図６に示すように、例えばのこぎり波等のように電圧値が時間とともに変化するバイアス電圧が、各バイアス電圧生成部から出力される。本実施例では特に、一のバイアス電圧生成部からバイアス電圧が出力されている期間には、他のバイアス電圧生成部からはバイアス電圧は出力されない。つまり、本実施例では、複数のテラヘルツ波検出素子１−１、…、１−ｎ、２−１、…、２−ｎ、…、ｍ−１、…、ｍ−ｎ全てに同時にバイアス電圧が印加されることはない。

このため、複数の信号検出部１、２、…、ｍ各々は、同時に２以上のテラヘルツ波検出素子をサンプリング対象とすることはない。複数の信号検出部１、２、…、ｍ各々は、バイアス電圧が印加されている一のテラヘルツ波検出素子をサンプリング対象とする。例えば、図５の「信号検出部１」は、「バイアス電圧生成部１」からバイアス電圧が出力されている期間は、「素子１−１」をサンプリング対象とし、「バイアス電圧生成部２」からバイアス電圧が出力されている期間は、「素子１−２」をサンプリング対象とし、…、「バイアス電圧生成部ｎ」からバイアス電圧が出力されている期間は、「素子１−ｎ」をサンプリング対象とする。

（技術的効果）
当該テラヘルツ波検出装置２００によれば、特に、複数のテラヘルツ波検出素子１−１、…、１−ｎ、２−１、…、２−ｎ、…、ｍ−１、…、ｍ−ｎ全てに常時バイアス電圧が印加される場合に比べて、当該テラヘルツ波検出装置２００の消費電流を大幅に（ここでは、１／ｎに）低減することができる。

＜第１変形例＞
同時に２以上のバイアス電圧生成部からバイアス電圧が出力されなければ、例えば図７に示すように、バイアス電圧のオフ／オンが切り換えられる度に、バイアス電圧の電圧値が変更されるような態様であってもよい。

＜第２変形例＞
図５に示すテラヘルツ波検出装置２００の回路構成に限らず、例えば図８に示すテラヘルツ波検出装置２１０のような回路構成であってもよい。この場合も、同時に２以上のバイアス電圧生成部からバイアス電圧が出力されないようにすれば、テラヘルツ波検出装置２１０の消費電流を大幅に低減することができる。

本発明に係る電磁波検出装置は、テラヘルツ波に限らず、例えばミリ波の検出にも適用可能である。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、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電磁波検出装置及び検出信号取得タイミングの設定方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１１…バイアス電圧生成部、１２…信号処理・制御部、２１…バイアス電圧生成ユニット、１００、２００、２１０…バイアス電圧検出装置

Claims (10)

1. 夫々電磁波を検出する複数の検出部と、
   所定期間内において電圧値が変化するバイアス電圧を、周期的に前記複数の検出部各々に対して共通に印加する電圧印加部と、
   前記複数の検出部各々から出力される検出信号を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された検出信号をサンプリングして前記電磁波の強度を検知する検知部と、
   前記所定期間内において前記電圧印加部が印加する前記バイアス電圧及び前記所定期間内における前記複数の検出部各々の前記検出信号に基づいて、前記検知部による前記検出信号のサンプリングタイミングを、前記複数の検出部毎に設定する設定部と、
   を備えることを特徴とする電磁波検出装置。
2. 前記電圧印加部は、単一の電圧印加部であり、
   前記複数の検出部各々は、互いに電気的に並列に前記電圧印加部に接続される
   ことを特徴とする請求項１に記載の電磁波検出装置。
3. 前記電圧印加部は、前記複数の検出部のうち第１群の検出部各々に対し、第１期間に前記バイアス電圧を印加し、前記複数の検出部のうち前記第１群の検出部とは異なる第２群の検出部各々に対し、前記第１期間とは異なる第２期間に前記バイアス電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の電磁波検出装置。
4. 前記設定部は、前記周期的に変化する電圧値の１周期内において、前記複数の検出部毎に前記検出信号のサンプリングタイミングを設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
5. 前記電圧印加部は、前記バイアス電圧のオン／オフを周期的に切り換え、
   前記電圧印加部は、前記バイアス電圧をオフからオンに切り換える度に、前記バイアス電圧の電圧値を、第１電圧から、前記第１電圧より高い第２電圧までの範囲内で順次上げていき、前記電圧値が前記第２電圧に達した場合、バイアス電圧をオンからオフへ切換え、次回前記バイアス電圧をオフからオンに切り換えるときに前記電圧値を前記第１電圧にする
   ことを特徴とする請求項３に記載の電磁波検出装置。
6. 前記複数の検出部のうち第１検出部から出力される前記検出信号の前記サンプリングタイミングは、前記第１検出部による検出感度が最大となるバイアス電圧、又は検出感度が最大となるバイアス電圧より所定電圧だけ低いバイアス電圧が、前記第１検出部に印加されるタイミングであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
7. 前記複数の検出部毎の前記検出信号についてのサンプリングタイミングを記憶する記憶部を備え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電磁波検出装置。
8. 前記複数の検出部各々は、電流電圧特性に非線形性を有する素子を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電磁波検出装置。
9. 前記素子は、共鳴トンネルダイオードであることを特徴とする請求項８に記載の電磁波検出装置。
10. 夫々電磁波を検出する複数の検出部と、所定期間内において電圧値が変化するバイアス電圧を、周期的に前記複数の検出部各々に対して共通に印加する電圧印加部と、前記複数の検出部各々から出力される検出信号を取得する取得部と、前記取得部により取得された検出信号をサンプリングして前記電磁波の強度を検知する検知部と、を備える電磁波検出装置における検出信号サンプリングタイミングの設定方法であって、
    前記所定期間内において前記電圧印加部が印加する前記バイアス電圧及び前記所定期間内における前記複数の検出部各々の前記検出信号に基づいて、前記検知部による前記検出信号のサンプリングタイミングを、前記複数の検出部毎に設定する設定工程を備える
    ことを特徴とする検出信号サンプリングタイミングの設定方法。

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