JP7140319B2

JP7140319B2 - 検出装置

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Publication number: JP7140319B2
Application number: JP2017169811A
Authority: JP
Inventors: 千隼小川; 真起高橋; 栄嗣川崎; 清孝内田; 智文碇
Original assignee: SPECTRA DESIGN LTD.; Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: SPECTRA DESIGN LTD.; Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2022-09-21
Anticipated expiration: 2037-09-04
Also published as: JP2019045355A

Description

本発明は、テラヘルツ波長帯域の電磁波（テラヘルツ電磁波）を利用して対象物の状態を検出する検出装置に関する。

対象物の状態を検出するに際してテラヘルツ波長帯域の電磁波（テラヘルツ電磁波）を利用するものとして、例えば、ミラーやレンズを用いてテラヘルツビームを撮像対象に向けて走査させて画像を生成する画像生成装置が知られている（特許文献１参照）。なお、テラヘルツ電磁波の利用については、非破壊検査等の各種検査や、高分子化合物の分析への適用等、種々の可能性があると考えられている。

テラヘルツ電磁波を使用するに際して、例えば上記のような画像生成における解像度の向上等を図るには、検出に際しての空間分解能を高めたいという要請がある。

特開２００９－８６５８号公報

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、対象物の検出において、空間分解能の向上を図ることができる検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための検出装置は、所定波長帯域のテラヘルツ電磁波を検出対象に向けて発信する発信部と、発信部から発信され検出対象を経たテラヘルツ電磁波を受信する受信部とを備え、受信部が、所定波長帯域のうち、高周波側の成分を受信するように構成されている。

上記検出装置では、所定波長帯域のテラヘルツ電磁波のうち高周波側の成分を受信部において受信するように構成されていることで、検出対象の検出における空間分解能の向上を図ることができる。

本発明の具体的な側面では、回折を利用して所定波長帯域のうち高周波側の成分を受信するようにしている。この場合、回折を利用して低周波側の成分が減衰されることで、高効率に高周波側の成分を受信できる。

本発明の別の側面では、受信部は、回折を利用して所定波長帯域のうち高周波側の成分を受信する位置にある。この場合、受信部の位置を高周波側の成分を受信できるようにすることで、高効率に高周波側の成分を検出できる。

本発明のさらに別の側面では、発信部から受信部までのテラヘルツ電磁波の進路中に配置され、所定波長帯域のうち高周波側の成分を抽出する抽出部をさらに備える。この場合、抽出部により、高周波側の成分の受信を確実にできる。

本発明のさらに別の側面では、抽出部は、発信部から発信されるテラヘルツ電磁波のうち光軸中心側の成分を取り出す。この場合、光軸中心側の成分を取り出すことで、所定波長帯域のうち直進性の高い高周波側の成分の抽出ができる。

本発明のさらに別の側面では、抽出部は、テラヘルツ電磁波の一部を反射する反射部材を有する。この場合、反射部材を利用して、高い高周波側の成分の抽出ができる。

本発明のさらに別の側面では、反射部材は、検出対象の表面をスキャンするスキャン型ミラーである。この場合、スキャン型ミラーを利用して、高い高周波側の成分の抽出ができる。

本発明のさらに別の側面では、抽出部は、検出対象の検出位置の前段に設けられ、検出対象に向けてテラヘルツ電磁波を集光させる検出対象用集光レンズを有する。この場合、検出対象用集光レンズを利用して、高い高周波側の成分の抽出ができる。

本発明のさらに別の側面では、抽出部は、検出対象の検出位置の後段に設けられ、検出対象を経たテラヘルツ電磁波を受信部に向けて集光させる受信部用集光レンズを有する。この場合、受信部用集光レンズを利用して、高い高周波側の成分の抽出ができる。

本発明のさらに別の側面では、抽出部は、テラヘルツ電磁波の一部の成分を通過させるとともに他の成分を遮蔽する絞りを有する。この場合、絞りを利用して、高い高周波側の成分の抽出ができる。

第１実施形態に係る検出装置について一例を概念的に説明するための図である。（Ａ）～（Ｃ）は、テラヘルツ電磁波の特性と成分抽出に関して説明するための図である。一変形例の検出装置について説明するための図である。他の一変形例の検出装置について説明するための図である。検出装置を利用した非破壊検査の一例について説明するための図である。検出装置を利用した非破壊検査の一例について説明するためのフローチャートである。第２実施形態に係る検出装置について一例を概念的に説明するための図である。

〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、第１実施形態に係る検出装置について一例を説明する。図１は、検出装置の概略構成の一例を示す図である。本実施形態の一態様としての検出装置１００は、テラヘルツ電磁波を送受信することで検出対象についての検出を行う装置であり、例えば、検出対象を非破壊検査における対象物あるいはその一部とすることで、対象物の破損の状況の検査に利用可能である。

検出装置１００は、所定波長帯域のテラヘルツ電磁波ＴＷを検出対象ＤＴに向けて発信する発信部Ｔｘと、発信部Ｔｘから発信され検出対象ＤＴを経たテラヘルツ電磁波である反射成分ＲＷを受信する受信部Ｒｘと、所定波長帯域のテラヘルツ電磁波ＴＷの成分のうち高周波側の成分ＴＷａを抽出する抽出部ＥＸとしての集光レンズＣＬ１とを備える。ここでは、一例として、発信部Ｔｘから発信されるテラヘルツ電磁波ＴＷの波長帯域は、周波数を０．１～２ＴＨｚとする帯域であるものとする。これに対応して、受信部Ｒｘは、周波数を０．１～２ＴＨｚとする帯域の電磁波を受信可能となっている。

発信部Ｔｘは、既述のように、周波数を０．１～２ＴＨｚとする波長帯域すなわち１５０～３０００μｍの波長帯域のテラヘルツ電磁波ＴＷを、光軸ＡＸの方向を進行方向の中心として発信する電磁波発信装置である。

受信部Ｒｘは、テラヘルツ電磁波ＴＷの波長帯域にある成分を受光可能な電磁波受信装置或いは電磁波測定装置である。受信部Ｒｘは、テラヘルツ電磁波ＴＷの進路中のうち、検出対象ＤＴよりも後段に位置し、テラヘルツ電磁波ＴＷのうち、検出対象ＤＴで反射された反射成分ＲＷを受信する。なお、図示では、１つの受信部Ｒｘとしているが、受信側を複数の受信部で構成する、あるいは、１つの受信部Ｒｘの中に複数の受光素子を備えて構成する、といったことも可能である。複数とすることで、反射成分ＲＷの変化状況をより的確に捉えることができる。

集光レンズＣＬ１は、発信部Ｔｘから受信部Ｒｘまでのテラヘルツ電磁波ＴＷの進路中のうち、受信部Ｒｘの直近前段に配置され、検出対象ＤＴで反射された成分を受信部Ｒｘに向けて集光させる受信部用集光レンズである。すなわち、集光レンズＣＬ１も、検出対象ＤＴよりも後段に位置している。

また、受信部Ｒｘ及び集光レンズＣＬ１をまとめて１つの光学系と見た場合の光軸ＢＸは、光軸ＡＸに対してやや傾斜して交差している。すなわち、発信部Ｔｘと受信部Ｒｘとで非同軸な系となっている。光軸ＡＸと光軸ＢＸとの交差位置及びその周辺が、検出対象ＤＴについての検出が可能な領域となる。ここでは、この領域を検出位置ＡＲとする。

見方を変えると、検出位置ＡＲの範囲内に検出対象ＤＴを移動させる、あるいは、検出装置１００を動かして検出対象ＤＴが検出位置ＡＲの範囲内にある状態にすることで、検出対象ＤＴに対してテラヘルツ電磁波ＴＷを当てることが可能になる。

以下、図１を参照して、本実施形態に係る検出装置１００の動作について説明する。まず、発信部Ｔｘは、周波数を０．１～２ＴＨｚとする波長帯域のテラヘルツ電磁波ＴＷを発信する。

発信されたテラヘルツ電磁波ＴＷのうち、光軸ＡＸ上及びその近傍を通る成分（光軸ＡＸの中心側の成分）が検出対象ＤＴを照射し、一部の反射成分ＲＷが集光レンズＣＬ１により集光されて受信部Ｒｘにおいて受信される。

ここで、例えば検出装置１００の発信部Ｔｘにおいて、開口等により射出範囲が限られた状態で光軸ＡＸの延びる方向を中心方向としてテラヘルツ電磁波ＴＷが発信されることで回折が生じる。上記波長帯域のような電磁波では、周波数を０．１～２ＴＨｚとするうちの低周波側の電磁波ほど回折現象の影響が大きい。すなわち、図示のように、テラヘルツ電磁波ＴＷの成分のうち、高周波側の成分ＴＷａは、回折現象の影響が小さく直進性が高いため、発信部Ｔｘからの距離が延びてもあまり射出時のビーム径から広がらない状態が維持される。これに対して、低周波側の成分ＴＷｂは、発信部Ｔｘからの距離が延びるほど回折の影響でビーム径が広がっていき、光軸ＡＸの中心側での強度が減衰する。特に、周波数０．３ＴＨｚ以下（波長が１ｍｍ以上）の成分については、回折の影響が大きいと考えられ、ある程度の距離を取ることで、光軸ＡＸの中心側では、低周波側の成分ＴＷｂの十分な低減が可能となる。

テラヘルツ電磁波を使用するに際して、例えば上記のような画像生成における解像度の向上等を図るには、検出に際しての空間分解能を高める必要があり、そのためには、できるだけ高周波側のテラヘルツ電磁波を利用したいという要請がある。しかしながら、現存するテラヘルツ電磁波の発信装置では、発信される波長帯域が比較的低周波側に成分のピークがあるものが多い。また、バンドパスフィルタ―を利用することで、発信されるテラヘルツ電磁波のうち低周波側の成分をカットする、といったことも考えられるが、テラヘルツ波長帯域のバンドパスフィルタ―については、高周波側の波長帯域の成分まである程度以上減衰させてしまうものとなっている。また、そもそも、バンドパスフィルタ―を用いた場合、部品の追加をすることとなり、コスト等の面でも不利となる。

これに対して、本実施形態では、上記のように、回折現象を利用して、テラヘルツ電磁波ＴＷを長距離で伝搬させることにより、低周波をカットし、高分解能化を実現している。

すなわち、発信部Ｔｘから検出対象ＤＴ（あるいは検出位置ＡＲ）までの距離Ｄ１や、検出対象ＤＴ（あるいは検出位置ＡＲ）から受信部Ｒｘまでの距離Ｄ２を長くするとともに、光軸ＡＸや光軸ＢＸの中心側の成分を抽出することで、受信部Ｒｘにおいて、所定波長帯域のテラヘルツ電磁波ＴＷのうち、高周波側の成分ＴＷａをより多く受信することができるようにしている

また、集光レンズＣＬ１について、検出対象ＤＴを反射した反射成分ＲＷのうち、光軸ＢＸ上及びその近傍を通る成分（光軸ＢＸの中心側の限られた範囲の成分）を集光させている、という機能を有する観点で、受信部Ｒｘにおいて、所定波長帯域のテラヘルツ電磁波ＴＷのうち、高周波側の成分ＴＷａを抽出する抽出部ＥＸとして機能していると捉えることができる。

以下、図２（Ａ）～２（Ｃ）を参照して、テラヘルツ電磁波の性質等についてさらに説明する。

まず、図２（Ａ）は、水蒸気や回折の影響を加味したテラヘルツ電磁波の成分についての透過率或いは残存率について例示するためのグラフであり、横軸に周波数、縦軸に成分の透過率又は残存率を示している。このうち、曲線Ｘ１は、テラヘルツ電磁波の周波数ごとの空気中における水蒸気（ここでは、湿度５０％としている。）に対する透過率について示している。グラフから、全般的に低周波の成分ほど水蒸気に吸収されずに多く透過する傾向にあり、相対的に低周波側の成分が多く残ってしまうことが分かる。一方、曲線Ｘ２は、発信部Ｔｘから光軸ＡＸに沿ったある程度の距離（図示の例では発信部Ｔｘから７ｍの位置）における光軸ＡＸ上での回折に対するテラヘルツ電磁波の成分の透過率を示している。すなわち、曲線Ｘ２は、回折による損失を算出して透過率に換算したもの（回折透過率）を示している。これについては、既述のように、回折による影響の少ない高周波側の成分ほど多く残るものとなっている。また、図示を省略するが、回折透過率に関しては、相対的に高周波側の成分ほど多く残る傾向については、発信部Ｔｘからの距離が遠くなるほど強くなる。曲線Ｘ３は、水蒸気の影響を示す曲線Ｘ１と、回折の影響を示す曲線Ｘ２とを合わせたものである。したがって、この曲線Ｘ３が、水蒸気及び回折の影響を加味した場合での、発信部Ｔｘから光軸ＡＸに沿ったある程度の距離の位置における成分の残存率を示している。見方を変えると、発信部Ｔｘから受信部Ｒｘに至るまでの距離を経た後の成分の残存率を示している。曲線Ｘ３を見ると分かるように、ある程度の距離を経ると、特に、０．３ＴＨｚ以下の成分の残存率が少なくなっていると言える。

一方、図２（Ｂ）では、発信部Ｔｘで発信されるテラヘルツ電磁波の周波数ごとの強度を曲線Ｃ１で示し、受信部Ｒｘにおける受信時のテラヘルツ電磁波の周波数ごとの感度を曲線Ｃ２で示している。なお、図２（Ｂ）のグラフでは、双方のピークをともに１としている。これらから、検出装置１００における発信部Ｔｘと受信部Ｒｘとを組み合わせたテラヘルツ電磁波の検出スペクトル（理想上あるいは両者間の距離をゼロとしたときの検出スペクトル）が、曲線Ｃ３として示される。

図２（Ｂ）に対して、上記した図２（Ａ）の事項、すなわち水蒸気や回折を加味した周波数ごとの成分の残存率に関する事項を考慮すると、図２（Ｃ）に示すようなテラヘルツ電磁波の検出スペクトル（実際の検出スペクトル）が得られる。ここでは、受信部Ｒｘを発信部Ｔｘの光軸ＡＸ上に配置し、発信部Ｔｘから受信部Ｒｘまでの距離を０．６ｍとした場合の曲線Ｑ１と、３ｍとした場合の曲線Ｑ２と、７ｍとした場合の曲線Ｑ３とを例示している。つまり、曲線Ｑ３は、図２（Ａ）に示した曲線Ｘ３を、図２（Ｂ）に示した曲線Ｃ３にかけ合わせたものに相当する。この図において曲線Ｑ１～Ｑ３を比較すると、長距離にするほど、全体的に減衰があるものの、高周波側の成分がより多く残るものとなっている、すなわち高周波側の成分の相対的比率が上がっていることが分かる。特に、０．３ＴＨｚ以下の領域ＤＤ１において、距離延長に伴う減衰が顕著である。

以上のように、本実施形態では、検出装置１００において、発信部Ｔｘから受信部Ｒｘまでの距離をある程度確保することで、回折を利用して低周波側の成分ＴＷｂを減衰させ、相対的に高周波側の成分ＴＷａをより多く含む光軸ＡＸ上及びその近傍を通る成分（光軸ＡＸの中心側の成分）を利用して検出を行うものとしている。この際、さらに、高周波側の成分ＴＷａをより多く含む光軸ＡＸ上及びその近傍を通る成分を抽出するための抽出部ＥＸを設けている。以上によって、高周波側の成分を受信するように構成し、検出対象の検出における空間分解能の向上を図ることを可能にしている。

以下、図３を参照して、一変形例の検出装置について説明する。図示の例では、高周波側の成分を抽出する抽出部ＥＸとして、テラヘルツ電磁波ＴＷの一部の成分を通過させるとともに他の成分を遮蔽する絞りＳＴを設けている。この場合、回折により周辺側へ広がった成分を確実に遮断して高周波側の成分を多く含むものを抽出できる。なお、図示では、検出対象ＤＴ（あるいは検出位置ＡＲ）の直近前段に絞りＳＴを設けているが、この他にも種々の場所への配置が考えられる。

以下、図４を参照して、他の一変形例の検出装置について説明する。図示の例では、高周波側の成分ＴＷａを抽出する抽出部ＥＸとして、光軸ＡＸ上において、検出対象ＤＴ（あるいは検出位置ＡＲ）の前段に集光レンズＣＬ２を設けている。すなわち、集光レンズＣＬ２は、検出対象ＤＴに向けてテラヘルツ電磁波ＴＷのうち光軸ＡＸの中心側にある成分を集光させることで高周波側の成分ＴＷａを抽出する検出対象用集光レンズである。なお、この例では、受信部Ｒｘは、光軸ＡＸ上において、検出対象ＤＴの後段に配置されている。したがって、受信部Ｒｘは、集光レンズＣＬ２から検出対象ＤＴに向けて照射され、検出対象ＤＴを通過した成分を検出する。

以下、図５等を参照して、本実施形態に係る検出装置を利用した非破壊検査の一例について説明する。図５は、検出装置を非破壊検査のための装置（非破壊検査装置）として使う場合の一例を示す図である。ここでは、検出装置２００において、１つの発信部Ｔｘに対して、複数の受信部Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３…を設けた構成とする。具体的に説明すると、図示のように、非破壊検査装置５００は、本体装置として、１つの発信部Ｔｘと一列に並んだ複数の受信部Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３…とで構成される検出装置２００と、これらの動作制御をする主制御部５００ａとを備え、筐体ＳＣの窓ＷＮを介して、検出対象としてのコンクリート壁面ＣＷに対して、発信部Ｔｘからテラヘルツ電磁波ＴＷを発信し、コンクリート壁面ＣＷからの反射成分（反射信号）ＲＷを複数の受信部Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３…でそれぞれ受信する。主制御部５００ａは、これらの動作制御を行うともに、各複数の受信部Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３…での受信結果の変化に基づいて、コンクリート壁面ＣＷにクラックが存在するか否かを確認するためのものであり、例えばＣＰＵや、記憶装置等で構成される。

以下、図６のフローチャートを参照して、検出装置を利用した非破壊検査の動作の一例について説明する。

非破壊検査装置５００の主制御部５００ａは、電源がオンされる等動作可能な状態になり、例えばスタートスイッチ等（図示略）から検査開始の信号を受けると、まず、発信部Ｔｘからコンクリート壁面ＣＷに対してテラヘルツ電磁波ＴＷを発信する（ステップＳ１）。次に、主制御部５００ａは、コンクリート壁面ＣＷからの反射成分ＲＷ（テラヘルツ反射信号）を複数の受信部Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３…でそれぞれ受信し（ステップＳ２）、これらの間での受信強度を比較する（ステップＳ３）。さらに、主制御部５００ａは、ステップＳ３での比較結果から、クラックの発生において見られる特徴的な変化が観測されたかを確認する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、特徴的な変化が観測された場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、主制御部５００ａは、コンクリート壁面ＣＷの検知範囲にクラックがあったと判断する（ステップＳ５ａ）。一方、ステップＳ４において、特徴的な変化が観測されなかった場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、主制御部５００ａは、コンクリート壁面ＣＷの検知範囲にクラックがなかったと判断する（ステップＳ５ｂ）。ステップＳ５ａ又はステップＳ５ｂの判断を終えると、主制御部５００ａは、例えば終了スイッチ等（図示略）から検査終了の信号を受けたか否かを検出し（ステップＳ６）、検査終了の信号を受けていなければ（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ１からの動作を繰り返して検査を継続し、検査終了の信号を受けていれば（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、動作を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る検出装置は、例えば非破壊検査のための装置として利用が可能である。

〔第２実施形態〕
以下、図７を参照しつつ、第２実施形態に係る検出装置について説明する。なお、本実施形態に係る検出装置は、第１実施形態の検出装置１００の変形例であり、共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施形態では、抽出部ＥＸとして、テラヘルツ電磁波ＴＷの一部を反射する反射部材を設けており、特に、当該反射部材として、検出対象ＤＴの表面をスキャンするスキャン型ミラーを用いている点において、第１実施形態と異なっている。また、図７に示す場合では、例えば図１の場合と異なり、発信部Ｔｘと受信部Ｒｘとで同軸な系となっている。

以下、図７を参照して、第２実施形態に係る検出装置３００について概要を説明する。本実施形態では、発信部Ｔｘ及び受信部Ｒｘのほか、テラヘルツ電磁波ＴＷの透過及び反射を行うビームスプリッターＢＳと、スキャン型ミラーとしてのガルバノミラーＧＭと、ガルバノミラーＧＭからの走査光を検出対象ＤＴに向けて集光させるレンズＬＳとを備える。

図示のように、ビームスプリッターＢＳは、透過反射面を、発信部Ｔｘの光軸ＡＸ上に光軸ＡＸに対して４５°傾けて配置されている。受信部Ｒｘは、ビームスプリッターＢＳを基準として発信部Ｔｘに対称な位置に配置されており、ビームスプリッターＢＳにおいて反射される戻り光の成分を受信する。

また、ガルバノミラーＧＭは、発信部Ｔｘからある程度の距離を離した状態で、光軸ＡＸ上に配置されており、例えば光軸ＡＸに直交する軸を中心に１軸回転（揺動）をする。

レンズＬＳは、ガルバノミラーＧＭからの走査光を検出対象ＤＴに向けて射出すべく、ガルバノミラーＧＭと検出対象ＤＴとの間に配置されている。なお、図示の場合では、レンズＬＳ内にテラヘルツ電磁波ＴＷのうちの不要な成分ＴＷｂが混在しないように、ケースＣＡによってレンズＬＳを保護している。

以下、テラヘルツ電磁波ＴＷの進路とともに、検出装置３００の動作の概略について説明する。まず、発信部Ｔｘから射出されたテラヘルツ電磁波ＴＷは、ビームスプリッターＢＳを通過後、回折により、低周波側の成分ＴＷｂが減衰されつつガルバノミラーＧＭに向かい、ガルバノミラーＧＭは、高周波側の成分ＴＷａをより多く含む光軸ＡＸの中心側の成分を検出対象ＤＴに向けて反射させつつ検出対象ＤＴの表面をスキャンする。すなわち、ガルバノミラーＧＭは、テラヘルツ電磁波ＴＷの成分のうち高周波側の成分を抽出する抽出部ＥＸとして機能する。なお、この際、レンズＬＳは、ガルバノミラーＧＭからの走査光である高周波側の成分をより多く含むテラヘルツ電磁波ＴＷを集光させつつ検出対象ＤＴに照射する。検出対象ＤＴでの反射成分ＲＷのうち、直進性の高い高周波側の成分は、上記したテラヘルツ電磁波ＴＷの光路を逆行して、ビームスプリッターＢＳに到達し、ビームスプリッターＢＳで反射された成分が受信部Ｒｘにおいて受信される。

本実施形態においても、検出装置３００において、発信部Ｔｘから受信部Ｒｘまでの距離をある程度確保しつつ、光軸ＡＸ側の成分を利用して検出を行うものとし、さらに抽出部ＥＸとしてガルバノミラーＧＭを設けている。以上によって、高周波側の成分を受信するように構成し、検出対象の検出における空間分解能の向上を図ることを可能にしている。

〔その他〕
この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

まず、上記実施形態では、テラヘルツ電磁波ＴＷの波長帯域について、周波数を０．１～２ＴＨｚとする帯域であるものとしているが、これに限らず、種々のテラヘルツ波長帯域を含むのについて本願を適用することができる。特に、回折の影響が大きい帯域を含むものについて本願が利用可能と考えられる。

また、回折利用を可能とするための発信部Ｔｘから検出対象ＤＴ（あるいは検出位置ＡＲ）までの距離Ｄ１や、検出対象ＤＴ（あるいは検出位置ＡＲ）から受信部Ｒｘまでの距離Ｄ２、あるいは発信部Ｔｘから受信部Ｒｘまでの距離等についても種々考えられる。

例えば、発信部Ｔｘのビーム径が５０ｍｍの場合、周波数０．３ＴＨｚ（波長１ｍｍ程度）のものが３．６ｍ先で１割程度幅が広がることが分かっている。また、同じ場合で、１６ｍほど先になるとビームの強度が１／１０程度にまで下がり、それ以上は下がり方が鈍いことが分かっている。これらのことから、発信部Ｔｘから受信部Ｒｘまでの距離を例えば３．６ｍから１６ｍまでの間で適宜定めるということが考えられる。

なお、要請される空間分解能等に応じて、上記距離や波長帯域については、種々の態様とすることが考えられる。

また、上記第２実施形態では、スキャン型の反射部材として、ガルバノミラーを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、電磁駆動式、静電方式、圧電方式、熱方式などの各種の駆動方式の光反射面を駆動させるものを適用することができる。

１００，２００，３００…検出装置、５００…非破壊検査装置、５００ａ…主制御部、ＡＲ…検出位置、ＡＸ…光軸、ＢＳ…ビームスプリッター、ＢＸ…光軸、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…曲線、ＣＡ…ケース、ＣＬ１…集光レンズ（受信部用集光レンズ）、ＣＬ２…集光レンズ（検出対象用集光レンズ）、ＣＷ…コンクリート壁面、Ｄ１，Ｄ２…距離、ＤＤ１…領域、ＤＴ…検出対象、ＥＸ…抽出部、ＧＭ…ガルバノミラー、ＬＳ…レンズ、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３…曲線、ＲＷ…反射成分、Ｒｘ，Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３…受信部、ＳＣ…筐体、ＴＷ…テラヘルツ電磁波、ＴＷａ…高周波側の成分、ＴＷｂ…低周波側の成分、Ｔｘ…発信部、ＷＮ…窓、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３…曲線

Claims

所定波長帯域として０．３ＴＨｚ以上の成分を含むテラヘルツ電磁波を、射出範囲を限って回折を生じさせるようにして、検出対象に向けて発信する発信部と、
前記発信部から発信され前記検出対象を経たテラヘルツ電磁波について、前記発信部における回折を利用して、前記所定波長帯域のうち０．３ＴＨｚよりも高周波側の成分を受信する受信部と
を備え、
前記所定波長帯域と、前記所定波長帯域のうち前記受信部で受信する０．３ＴＨｚよりも高周波側の成分と、前記発信部から発信する際に射出範囲が限られたビーム径とに応じて、光軸に沿ったテラヘルツ電磁波の進路における前記発信部から前記受信部までの距離を、０．３ＴＨｚよりも高周波側と０．３ＴＨｚ以下の低周波側とでの進行に伴う前記ビーム径の広がり度合の差に基づき定めた、検出装置。
前記発信部から前記受信部までのテラヘルツ電磁波の進路中に配置され、前記所定波長帯域のうち高周波側の成分を抽出する抽出部をさらに備える、請求項１に記載の検出装置。
前記抽出部は、前記発信部から発信されるテラヘルツ電磁波のうち光軸中心側の成分を取り出す、請求項２に記載の検出装置。
前記抽出部は、テラヘルツ電磁波の一部を反射する反射部材を有する、請求項２及び３のいずれか一項に記載の検出装置。
前記発信部から前記受信部までの距離を３．６ｍ以上とし、
前記反射部材は、テラヘルツ電磁波の透過及び反射を行うビームスプリッターを通過した成分により前記検出対象の表面をスキャンするスキャン型ミラーであり、
前記受信部は、前記ビームスプリッターにおいて反射される戻り光の成分を受信する、請求項４に記載の検出装置。
前記抽出部は、前記検出対象の検出位置の前段に設けられ、前記検出対象に向けてテラヘルツ電磁波を集光させる検出対象用集光レンズを有する、請求項２～５のいずれか一項に記載の検出装置。
前記抽出部は、前記検出対象の検出位置の後段に設けられ、前記検出対象を経たテラヘルツ電磁波を前記受信部に向けて集光させる受信部用集光レンズを有する、請求項２～６のいずれか一項に記載の検出装置。
前記抽出部は、テラヘルツ電磁波の一部の成分を通過させるとともに他の成分を遮蔽する絞りを有する、請求項２～７のいずれか一項に記載の検出装置。