成像系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种使用高相干电磁波的成像系统和成像方法。
【背景技术】
[0002]在10GHz到1THz的频带(从3mm到30 μ m的波长频带范围)中的所谓的特赫兹(terahertz)波被称为高相干电磁波。特赫兹波是位于在红外线光与无线电波之间的频带中的电磁波，并且具有穿透纸、塑料、织物、烟、水、半导体等的属性，而且具有物质特有的吸收谱。此外，特赫兹波比X射线更安全，并且因此有望应用于非破坏检查等。
[0003]已经提出了各种技术以使用特赫兹波。例如，专利文献1(PTL I)公开了一种包括用于特赫兹波的电磁波部件的特赫兹波生成单元、特赫兹波检测单元、特赫兹时域光谱设备等。在PTL I中公开的特赫兹波生成单元包括一种波导，该波导包括传播光的电光(electro-optic)晶体、用于将特赫兹波从经过波导传播的光取回到空间中的光耦合构件以及两个电极。更具体地，引用的文献I指示通过经由电极向波导施加电场，向经过电光晶体传播的光的传播状态给予改变，其中这产生在经过波导传播的光与由二阶非线性处理生成的特赫兹波之间的相位匹配。
[0004]专利文献2(PTL 2)公开了一种成像设备，该成像设备从两个方向向电光晶体辐射电磁波、将在电光晶体中相互作用的电磁波分离成两个不同极化分量并且基于分离的不同极化分量捕获图像。PTL 2具有用于基于不同极化分量对图像的信号执行差分处理的信号处理单元。根据PTL 2的成像设备可以获得具有高S/N比率的图像。
[0005]另外，专利文献3(PTL 3)包括一种电磁波成像设备，该电磁波成像设备包括用于向待测量的物体辐射脉冲式检测电磁波并且从物体向电光晶体辐射检测电磁波的第一光学系统以及用于向电光晶体辐射具有相对于检测电磁波的脉冲表面倾斜的脉冲表面的探测波的第二光学系统，其中已经穿过了电光晶体的探测波由相机检测。
[0006]如以上描述的那样，特赫兹波是在红外线光与无线电波之间的频率频带中的电磁波，并且具有作为光的属性，并且因此在以下说明中，与光有关的术语用于说明。
[0007]引用列表
[0008]专利文献
[0009]PTL 1:日本专利公开号 2011-203718
[0010]PTL 2:日本专利公开号 2012-108117
[0011]PTL 3:日本专利公开号 2012-122981
【发明内容】
[0012]技术问题
[0013]PTL I至3中的任何PTL指示向电光晶体辐射两个电磁波，并且捕获来自电光晶体的电磁波。然而，PTL中的任何PTL均未公开与通过捕获特赫兹波而获得的图像关联的问题。
[0014]根据本发明的发明人的研究等，发现了在其中通过使用恰如特赫兹波的高相干光源来捕获待测量的物体或者对象的情况下，难以从捕获的图像识别待测量的物体或者对象。更具体地，在其中使用高相干光源的情况下，以与原本打算捕获的物体或者对象的形状和暗度重叠的方式用照射光捕获干涉图案，并且作为结果这使得难以识别原本打算捕获的物体或者对象的形状和暗度。例如，发现了在物体或者对象中混合的微小量的灰尘、头发等将由使用特赫兹波的成像技术标识，由于干涉图案的效果而难以从图像标识微小量的灰尘、头发等。
[0015]根据本发明的一个示例性实施例的目的是提供一种可以减轻对干涉图案的生成的容易并且高度有效的成像系统。
[0016]此外，本发明将提供一种可以减轻对干涉图案的生成的干涉图案减轻方法。
[0017]对问题的解决方案
[0018]根据本发明的一个方面，可以获得一种成像系统，该成像系统包括将高相干电磁波的射线束放大到预定照射区域以照射预定照射区域的光学系统以及用于在小于照射区域的移动范围内移动预定照射区域的移动装置。在这一情况下，预定照射区域是与高相干电磁波的射线束垂直的平坦表面区域。
[0019]根据本发明的另一方面，可以获得一种干涉图案减轻方法，该方法包括用高相干电磁波照射预定照射区域、在小于预定照射区域的范围内移动照射光，即，使照射光进行摇动移动或者旋转移动，从而因此减轻通过照射该照射区域而生成的干涉图案。
[0020]本发明的有利效果
[0021]在本发明中，对由照射光生成的干涉图案的生成被减轻，并且原先打算捕获的待测量的物体或者对象的形状等可以被清楚地标识。
【附图说明】
[0022]图1是用于说明根据本发明的第一示例性实施例的成像系统的示意配置图。
[0023]图2是用于说明根据本发明的第二示例性实施例的成像系统的示意配置图。
[0024]图3是用于说明捕获的图像的图，其中(A)是在其中未应用本发明的情况下的图，而(B)是在其中应用了本发明的情况下的图。
[0025]图4是用于说明根据本发明的第三示例性实施例的成像系统的示意配置图。
[0026]图5是图示了被用作图4中的照射光的极化，S卩，电场的振动方向的图。
[0027]图6是用于说明根据本发明的第四示例性实施例的成像系统的示意配置图。
[0028]图7是图示了被用作图6中的照射光的极化，S卩，电场的振动方向的图。
【具体实施方式】
[0029]参照图1，示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种成像系统。图1中所示的成像系统被视为用来标识对象12，例如，在二维平坦表面10上放置的面粉中混合的异物(例如，织物、金属件、头发)。在这一示例中，对象被视为放置于二维平坦表面10上的预先确定的预定检查区域内。在附图中所示的示例中，提供了生成特赫兹波作为高相干电磁波的光源14和放大来自光源14的特赫兹波的透镜系统16，并且透镜系统16从光源14发射特赫兹波作为被放大到二维式区域的射线束。
[0030]被放大到二维式区域的来自透镜系统16的特赫兹波的射线束由反射镜18反射，并且随后照射对象12被放置于其上的二维平坦表面10的检查区域。在这一情况下，二维平坦表面10被布置为与由反射镜18反射的特赫兹波的射线束垂直，并且由透镜系统12和反射镜18构成的光学系统被调整，从而使得特赫兹波的照射区域20照射二维平坦表面10的整个对象区域。在这一情况下，光学系统被调整使得照射区域20的直径变成D。
[0031]图1中所示的成像系统包括摇动反射镜18的摇动移动机构22和用于捕获照射区域20中的图像的图像捕获设备24。图像捕获设备24可以例如是红外线光相机或者可以是CCD相机等。
[0032]用于摇动反射镜18的摇动移动机构22摇动反射镜18，从而使得直径D的照射区域20未超出照射区域20的直径D。摇动移动机构22可以是用于在微观范围中机械地旋转反射镜18的机构或者可以是用于根据电信号振动反射镜18的机构。
[0033]更具体地，摇动移动机构22可以在基于反射镜18的摇动移动的、照射区域D的摇动移动范围d未超过照射区域20的直径D这样的程度上摇动反射镜18。更具体地，摇动移动范围d是小于照射区域20的直径D的范围，并且关系d〈D或者d〈〈D被满足。
[0034]在这一情况下，在基于普通扫描的成像中，点状照射区域扫描大于照射区域的范围。然而，如以上描述的那样，在基于普通扫描的成像中，需要长时间来执行图像捕获，并且基于普通扫描的成像不适合用于在短时间中发现非常小的异物。与普通扫描对照，本发明通过在整个照射区域20被照射之时在小于照射区域20的范围中摇动照射区域20来执行成像。在摇动移动期间，对象被布置在照射区域中，并且图像在对象未脱离照射区域之时由图像捕获设备24捕获。
[0035]如以上描述的那样，利用在小于照射区域20的直径D的范围d中的摇动移动，由成像引起的干涉图案在摇动移动范围中被平均。作为结果，干涉图案在由图像捕获设备24捕获的图像中被减轻，并且干涉图案更不可能在视觉方面被看见。
[0036]在这一情况下，在照射区域20的直径D和摇动移动范围d分别是1mm和0.35mm时，可以在视觉方面消除在图像中出现的干涉图案。这意味着在摇动移动范围d被设置成照射区域20的直径的约3至5%时，干涉图案在视觉方面未显式地出现。
[0037]如图1中所示的成像系统使用图像捕获设备24以从被布置在照射区域20中的对象捕获反射图像。然而，本发明不限于此。穿过照射区域20的图像可以被观测。
[0038]参照图2，根据本发明的第二示例性实施例的成像系统被示出。如图2中所示的成像系统与图1不同在于取代如图1中所示的反射镜18，提供了让来自光源14和透镜系统16的特赫兹波的射线束通过的平行平板26。作为平行平板，例如，对于特赫兹波具有透明性的玻璃板可以被用作平行平板26。在这一情况下，在玻璃板26上入射的特赫兹波的射线束中，由于摇动移动而在玻璃板26上入射的特赫兹波的射线束的角度改变，所以存在从玻璃板26发射出的射线束的反射率改变。作为结果，直径D的照射区域20沿着摇动移动范围d往复地移动。
[0039]图像捕获设备24从摇动照射区域20捕获反射光的图像。照射区域20由于照射区域20的摇动移动而被平均，并且因此干涉图案不能在视觉方面在由图像捕获设备24捕获的图像中被观测，并且图像可以被获得以使得可以清楚地标识对象中的异物。
[0040]图1和图2中所示的摇动移动机构22被附着到反射镜18或者玻璃板26。更具体地，摇动移动机构22可以具有在反射镜18的中心轴的两端提供的用于例如响应于电信号而以检流计镜形式在微观范围内旋转和移动反射镜18或者玻璃板26的机构。
[0041]在另一方面，如图2中所示的摇动移动机构22可以是在照射光路中提供的用于绕着与光轴垂直的轴振动用作平行平板26的玻璃板的机构。备选地，平行平板26可以相对于照射光的光轴而被倾斜地设置，并且可以通过使用超声波马达或者普通马达绕着照射光路的光轴旋转平行平板26。如以上描述的那样，通过旋转平行平板，也可以在小于照射区域20的范围d中移动照射区域20。在这一情况下，范围d可以相对于照射区域而被称为移动范围。如图2中所示的系统在水平状态中移动平行平板26，并且因此可以简化用于平行平板26的驱动机构或者摇动移动机构22。
[0042]图像捕