Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6979474B2 - measuring device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6979474B2 - measuring device - Google Patents

measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP6979474B2
JP6979474B2 JP2020025116A JP2020025116A JP6979474B2 JP 6979474 B2 JP6979474 B2 JP 6979474B2 JP 2020025116 A JP2020025116 A JP 2020025116A JP 2020025116 A JP2020025116 A JP 2020025116A JP 6979474 B2 JP6979474 B2 JP 6979474B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
reception
transmission
signal
electromagnetic wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020025116A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020095043A (en
Inventor
伸也 金井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2015054644A external-priority patent/JP2016173352A/en
Application filed by Pioneer Corp filed Critical Pioneer Corp
Priority to JP2020025116A priority Critical patent/JP6979474B2/en
Publication of JP2020095043A publication Critical patent/JP2020095043A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6979474B2 publication Critical patent/JP6979474B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

本発明は、電磁波を利用して、対象物に関する情報を取得する測定装置の技術分野に関する。 The present invention relates to the technical field of a measuring device that acquires information about an object by using electromagnetic waves.

近年、テラヘルツ波イメージングやレーダーの研究開発が活発化しており、例えば非破壊検査やセンシング等への応用に期待が寄せられている。テラヘルツ波の発振及び検出には、一般的には発振用の素子及び検出用の素子が別々に用いられる。これに対し、例えば特許文献1では、1つの素子(共鳴トンネルダイオード)を、テラヘルツ波を発振する発振器及びテラヘルツ波を検出する検出器として共用するという技術が開示されている。 In recent years, research and development of terahertz wave imaging and radar have become active, and there are high expectations for their application to, for example, non-destructive inspection and sensing. Generally, an oscillating element and a detecting element are used separately for oscillation and detection of a terahertz wave. On the other hand, for example, Patent Document 1 discloses a technique in which one element (resonant tunnel diode) is shared as an oscillator that oscillates a terahertz wave and a detector that detects the terahertz wave.

特表2014−517620号公報Special Table 2014-517620 Gazette

上述した特許文献1に記載された技術では、発振と検出との切替えに可変抵抗を利用している。この場合、回路の応答速度が著しく遅くなるため、自身が発振したテラヘルツ波を自身で検出することは非常に難しい。よって、特許文献1に記載された技術は、仮に1つの素子を発振器及び検出器として切替えて機能させることができたとしても、測定のためのテラヘルツ波の発振及び検出を1つの素子で全て行うことはできないという技術的問題点を有している。 In the technique described in Patent Document 1 described above, a variable resistor is used for switching between oscillation and detection. In this case, since the response speed of the circuit becomes extremely slow, it is very difficult to detect the terahertz wave oscillated by itself. Therefore, the technique described in Patent Document 1 performs all terahertz wave oscillation and detection for measurement with one element even if one element can be switched and functioned as an oscillator and a detector. It has a technical problem that it cannot be done.

本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、1つの素子を発振及び受信に兼用することが可能な測定装置を提供することを課題とする。 The above-mentioned problems are given as an example of the problems to be solved by the present invention. An object of the present invention is to provide a measuring device capable of using one element for both oscillation and reception.

上記課題を解決する測定装置は、電磁波を対象物に照射する照射動作、及び前記対象物にて反射された前記電磁波を受信する受信動作を行う送受信部と、前記送受信部で受信された電磁波の情報を検出する検出部と、前記送受信部に前記照射動作及び前記受信動作のいずれかを行わせる制御部と、前記制御部が前記照射動作を行わせている場合に、前記送受信部側に前記電磁波を照射させるための信号を出力し、前記制御部が前記受信動作を行わせている場合に、前記検出部側に前記送受信部側から入力された信号を出力する出力部とを備える。 The measuring device that solves the above problems is a transmission / reception unit that performs an irradiation operation of irradiating an object with an electromagnetic wave and a reception operation of receiving the electromagnetic wave reflected by the object, and an electromagnetic wave received by the transmission / reception unit. The detection unit that detects information, the control unit that causes the transmission / reception unit to perform either the irradiation operation or the reception operation, and the transmission / reception unit side that performs the irradiation operation when the control unit performs the irradiation operation. It is provided with an output unit that outputs a signal for irradiating electromagnetic waves and outputs a signal input from the transmission / reception unit side to the detection unit side when the control unit performs the reception operation.

実施例に係る測定装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the measuring apparatus which concerns on Example. 第1変形例に係る測定装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the measuring apparatus which concerns on 1st modification. 第2変形例に係る測定装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the measuring apparatus which concerns on 2nd modification. 実施例に係る測定装置の動作時の各種信号を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows various signals at the time of operation of the measuring apparatus which concerns on Example.

<1>
本実施形態に係る測定装置は、電磁波を対象物に照射する照射動作、及び前記対象物にて反射された前記電磁波を受信する受信動作を行う送受信部と、前記送受信部で受信された電磁波の情報を検出する検出部と、前記送受信部に前記照射動作及び前記受信動作のいずれかを行わせる制御部と、前記制御部が前記照射動作を行わせている場合に、前記送受信部側に前記電磁波を照射させるための信号を出力し、前記制御部が前記受信動作を行わせている場合に、前記検出部側に前記送受信部側から入力された信号を出力する出力部とを備える。
<1>
The measuring device according to the present embodiment has a transmission / reception unit that performs an irradiation operation of irradiating an object with an electromagnetic wave and a reception operation of receiving the electromagnetic wave reflected by the object, and an electromagnetic wave received by the transmission / reception unit. The detection unit that detects information, the control unit that causes the transmission / reception unit to perform either the irradiation operation or the reception operation, and the transmission / reception unit side that performs the irradiation operation when the control unit performs the irradiation operation. It is provided with an output unit that outputs a signal for irradiating electromagnetic waves and outputs a signal input from the transmission / reception unit side to the detection unit side when the control unit performs the reception operation.

本実施形態の測定装置によれば、その動作時には、照射動作を行う送受信部から対象物に向けて電磁波が照射される。ここでの「電磁波」とは、反射測定により対象物に関する情報を取得可能な電磁波であり、テラヘルツ波が一例として挙げられる。なお、テラヘルツ波とは、1テラヘルツ(1THz=1012Hz)前後の周波数領域(つまり、テラヘルツ領域)に属する電磁波である。 According to the measuring device of the present embodiment, during the operation, the electromagnetic wave is emitted from the transmission / reception unit that performs the irradiation operation toward the object. The "electromagnetic wave" here is an electromagnetic wave that can acquire information about an object by reflection measurement, and a terahertz wave can be mentioned as an example. The terahertz wave is an electromagnetic wave belonging to a frequency region (that is, a terahertz region) around 1 terahertz (1 THz = 10 12 Hz).

対象物に照射された電磁波は、対象物で反射され、受信動作を行う送受信部で受信される。即ち、本実施形態では、電磁波の照射動作及び受信動作が1つの送受信部で行われる。送受信部は、例えば共鳴トンネルダイオード(RTD:Resonant Tunneling Diode)等として構成されている。 The electromagnetic wave radiated to the object is reflected by the object and received by the transmission / reception unit that performs the reception operation. That is, in the present embodiment, the electromagnetic wave irradiation operation and the reception operation are performed by one transmission / reception unit. The transmission / reception unit is configured as, for example, a resonance tunneling diode (RTD) or the like.

送受信部における受信結果は、後述する出力部の動作により、検出部に出力される。検出部は、受信された電磁波を示す信号の振幅、周波数、位相、時間波形等を取得する。そして検出部は、取得した各種情報に対して演算処理を行い、対象物に関する情報を取得する。検出部は、例えば受信された電磁波の強度や時間波形に基づいて、対象物のイメージングや距離情報の取得を行うことが可能である。 The reception result in the transmission / reception unit is output to the detection unit by the operation of the output unit described later. The detection unit acquires the amplitude, frequency, phase, time waveform, etc. of the signal indicating the received electromagnetic wave. Then, the detection unit performs arithmetic processing on the acquired various information and acquires information about the object. The detection unit can perform imaging of an object and acquisition of distance information based on, for example, the intensity and time waveform of the received electromagnetic wave.

送受信部の照射動作及び受信動作は、制御部によって切替えられる。具体的には、制御部が送受信部に照射動作を行わせる場合、出力部から送受信部側に電磁波を照射させるための信号が出力される。なお、ここでの「送受信部側」とは、出力部から見て送受信部側に位置する部位を意味しており、「送受信部側に信号を出力する」とは、送受信部に対して直接信号を出力する場合だけでなく、出力部と送受信部との間に位置する部位に信号を出力する場合も含まれる。また、「電磁波を照射させるための信号」は、制御部が出力する制御信号等をそのまま送受信部側に出力するものであってもよいし、出力部が新たに生成した信号であってもよい。 The irradiation operation and the reception operation of the transmission / reception unit are switched by the control unit. Specifically, when the control unit causes the transmission / reception unit to perform an irradiation operation, a signal for irradiating the transmission / reception unit with an electromagnetic wave is output from the output unit. The "transmission / reception unit side" here means a portion located on the transmission / reception unit side when viewed from the output unit, and "outputting a signal to the transmission / reception unit side" means directly to the transmission / reception unit. This includes not only the case of outputting a signal but also the case of outputting a signal to a portion located between the output unit and the transmission / reception unit. Further, the "signal for irradiating the electromagnetic wave" may be a signal that outputs the control signal or the like output by the control unit to the transmission / reception unit side as it is, or may be a signal newly generated by the output unit. ..

他方、制御部が送受信部に受信動作を行わせる場合、出力部から検出部側に送受信部側から入力された信号を出力する。なお、ここでの「検出部側」とは、出力部から見て検出部側に位置する部位を意味しており、「検出部側に信号を出力する」とは、検出部に対して直接信号を出力する場合だけでなく、出力部と検出部との間に位置する部位に信号を出力する場合も含まれる。また、「送受信部側から入力された信号」とは、受信された電磁波に応じた信号であり、例えば電磁波の受信有無を示す信号や電磁波の受信強度を示す信号である。 On the other hand, when the control unit causes the transmission / reception unit to perform the reception operation, the output unit outputs the signal input from the transmission / reception unit side to the detection unit side. The "detection unit side" here means a portion located on the detection unit side when viewed from the output unit, and "outputting a signal to the detection unit side" means directly to the detection unit. This includes not only the case of outputting a signal but also the case of outputting a signal to a portion located between the output unit and the detection unit. Further, the "signal input from the transmission / reception unit side" is a signal corresponding to the received electromagnetic wave, for example, a signal indicating whether or not the electromagnetic wave is received or a signal indicating the reception intensity of the electromagnetic wave.

上述したように、制御信号が送受信部にいずれの動作を行わせるかに応じて、出力部からは各種信号を出力される。これにより、送受信部の照射動作及び受信動作を好適に切替えることが可能となる。なお、出力部は、例えばサーキュレータ、アイソレータ、MOSFET等の電子式スイッチとして構成されればよい。このような出力部によれば、極めて高速に照射動作及び受信動作を切替えることができるため、送受信部が発振した電磁波を、送受信部自身で受信することが可能となる。 As described above, various signals are output from the output unit depending on which operation the control signal causes the transmission / reception unit to perform. This makes it possible to suitably switch between the irradiation operation and the reception operation of the transmission / reception unit. The output unit may be configured as an electronic switch such as a circulator, an isolator, or a MOSFET. According to such an output unit, the irradiation operation and the reception operation can be switched at an extremely high speed, so that the electromagnetic wave oscillated by the transmission / reception unit can be received by the transmission / reception unit itself.

以上説明したように、本実施形態に係る測定装置によれば、電磁波を発振する発生素子と電磁波を受信する受信素子とを別々に設けずとも、1つの送受信部によって電磁波の発振及び受信が行える。これにより、比較的単純な測定系で電磁波の反射測定が可能となる。また、発振された電磁波は対象物で正反射して発信源に戻る成分が最も大きいため、電磁波の利用効率も向上する。 As described above, according to the measuring device according to the present embodiment, the electromagnetic wave can be oscillated and received by one transmitting / receiving unit without separately providing the generating element for oscillating the electromagnetic wave and the receiving element for receiving the electromagnetic wave. .. This makes it possible to measure the reflection of electromagnetic waves with a relatively simple measurement system. In addition, since the oscillated electromagnetic wave has the largest component that is specularly reflected by the object and returned to the source, the utilization efficiency of the electromagnetic wave is also improved.

<2>
本実施形態に係る測定装置の一態様では、前記制御部は、前記送受信部が前記照射動作及び前記受信動作のいずれを行うべきかを示す制御信号を出力し、前記出力部は、前記制御信号が前記照射動作を行うべき信号値である場合に、前記送受信部側に前記電磁波を照射させるための信号を出力し、前記制御信号が前記受信動作を行うべき値である場合に、前記検出部側に前記送受信部側から入力された信号を出力する。
<2>
In one aspect of the measuring device according to the present embodiment, the control unit outputs a control signal indicating whether the transmission / reception unit should perform the irradiation operation or the reception operation, and the output unit outputs the control signal. Is a signal value for which the irradiation operation should be performed, a signal for irradiating the electromagnetic wave to the transmission / reception unit side is output, and when the control signal is a value for performing the reception operation, the detection unit. The signal input from the transmission / reception unit side is output to the side.

この態様によれば、制御部から出力される制御信号に応じて、出力部から各種信号が出力される。具体的には、制御部から出力された制御信号が照射動作を行うべき値である場合、出力部が送受信部側に電磁波を照射させるための信号を出力する。一方で、制御部から出力された制御信号が受信動作を行うべき値である場合、出力部が検出部側に送受信部側から入力された信号を出力する。 According to this aspect, various signals are output from the output unit according to the control signal output from the control unit. Specifically, when the control signal output from the control unit is a value for performing the irradiation operation, the output unit outputs a signal for irradiating the transmission / reception unit side with the electromagnetic wave. On the other hand, when the control signal output from the control unit is a value for performing the reception operation, the output unit outputs the signal input from the transmission / reception unit side to the detection unit side.

上述したように、出力部が制御信号に応じて各種信号を出力することで、送受信部の照射動作及び受信動作を好適に切替えることが可能となる。 As described above, when the output unit outputs various signals according to the control signal, it is possible to suitably switch between the irradiation operation and the reception operation of the transmission / reception unit.

<3>
上述した制御部が制御信号を出力する態様では、前記制御部は、前記制御信号としてパルス信号を出力してもよい。
<3>
In the embodiment in which the control unit described above outputs a control signal, the control unit may output a pulse signal as the control signal.

このように構成すれば、制御部が出力するパルス信号のレベルに応じて、送受信部の照射動作及び受信動作を好適に切替えることが可能である。 With this configuration, it is possible to suitably switch between the irradiation operation and the reception operation of the transmission / reception unit according to the level of the pulse signal output by the control unit.

<4>
或いは制御部が制御信号を出力する態様では、前記送受信部に前記電磁波を照射させるための照射用電圧を印加する電圧印加部を更に備え、前記出力部は、前記制御信号が前記照射動作を行うべき値である場合に、前記電圧印加部に前記照射用電圧を印加させるための信号を出力してもよい。
<4>
Alternatively, in the embodiment in which the control unit outputs a control signal, the transmission / reception unit is further provided with a voltage application unit that applies an irradiation voltage for irradiating the electromagnetic wave, and the output unit performs the irradiation operation by the control signal. When it is a power value, a signal for applying the irradiation voltage to the voltage application unit may be output.

このように構成すれば、制御信号が照射動作を行うべき値である場合、電圧印加部によって送受信部に照射用電圧が印加される。これにより、確実に送受信部から電磁波を照射することが可能となる。 With this configuration, when the control signal is a value that should perform the irradiation operation, the irradiation voltage is applied to the transmission / reception unit by the voltage application unit. This makes it possible to reliably irradiate electromagnetic waves from the transmission / reception unit.

本実施形態に係る測定装置の作用及び他の利得については、以下に示す実施例において、より詳細に説明する。 The operation and other gains of the measuring device according to the present embodiment will be described in more detail in the following examples.

以下では、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<装置構成>
先ず、図1を参照しながら、本実施例の測定装置の構成について説明する。ここに図1は、実施例に係る測定装置の構成を示す概略構成図である。
<Device configuration>
First, the configuration of the measuring device of this embodiment will be described with reference to FIG. 1. Here, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the measuring device according to the embodiment.

図1において、本実施例に係る測定装置10は、テラヘルツ波を対象物200に照射すると共に、対象物200で反射されたテラヘルツ波を受信することが可能である。なお、テラヘルツ波は、1テラヘルツ(1THz=1012Hz)前後の周波数領域(つまり、テラヘルツ領域)に属する電磁波である。テラヘルツ領域は、光の直進性と電磁波の透過性を兼ね備えた周波数領域である。 In FIG. 1, the measuring device 10 according to the present embodiment can irradiate the object 200 with a terahertz wave and receive the terahertz wave reflected by the object 200. The terahertz wave is an electromagnetic wave belonging to a frequency region (that is, a terahertz region) around 1 terahertz (1 THz = 10 12 Hz). The terahertz region is a frequency domain that has both straightness of light and transparency of electromagnetic waves.

本実施例に係る測定装置10は、波形発生器110と、サーキュレータ120と、バイアスティ130と、DC電圧供給部140と、共鳴トンネルダイオード150と、検波器160とを備えて構成されている。 The measuring device 10 according to the present embodiment includes a waveform generator 110, a circulator 120, a bias rate 130, a DC voltage supply unit 140, a resonance tunnel diode 150, and a detector 160.

波形発生器110は、「制御部」の一具体例であり、共鳴トンネルダイオード150の動作を切り替えるための制御信号を出力する。具体的には、波形発生器110は、共鳴トンネルダイオード150がテラヘルツ波を発振する発振動作及びテラヘルツ波を受信する受信動作のいずれを行うべきかを示す制御信号を出力する。なお、波形発生器110から出力される制御信号は、例えばパルス、パルス列又は矩形波等であり、その振幅はpeak to peak値で、共鳴トンネルダイオード150の発振電圧と検出電圧との差になる値に設定されている。 The waveform generator 110 is a specific example of the “control unit” and outputs a control signal for switching the operation of the resonance tunnel diode 150. Specifically, the waveform generator 110 outputs a control signal indicating whether the resonance tunnel diode 150 should perform an oscillating operation for oscillating a terahertz wave or a receiving operation for receiving the terahertz wave. The control signal output from the waveform generator 110 is, for example, a pulse, a pulse train, a square wave, or the like, and its amplitude is a peak to peak value, which is a value that is the difference between the oscillation voltage and the detection voltage of the resonance tunnel diode 150. Is set to.

サーキュレータ120は、「出力部」の一具体例であり、制御部から出力される制御信号に基づいて、信号の伝送経路を切り替える。具体的には、サーキュレータ120は、制御信号が発振動作に対応するレベルである場合に、制御信号をバイアスティ130に出力する。また、サーキュレータ120は、御信号が受信動作に対応するレベルである場合に、バイアスティ130から入力された信号を検波器160に出力する。 The circulator 120 is a specific example of the "output unit", and switches the transmission path of the signal based on the control signal output from the control unit. Specifically, the circulator 120 outputs the control signal to the bias tee 130 when the control signal is at a level corresponding to the oscillation operation. Further, the circulator 120 outputs the signal input from the bias tee 130 to the detector 160 when the signal is at a level corresponding to the reception operation.

バイアスティ130は、「電圧印加部」の一具体例であり、サーキュレータ120から入力される制御信号に対して、DC電圧供給部140から供給されるDC電圧(即ち、照射用の電圧)を加算して、共鳴トンネルダイオード150に出力する。また、バイアスティ130は、共鳴トンネルダイオード150から出力された信号(即ち、テラヘルツ波の受信信号)のAC成分をサーキュレータ120に出力する。 The bias tee 130 is a specific example of the "voltage application unit", and adds the DC voltage (that is, the voltage for irradiation) supplied from the DC voltage supply unit 140 to the control signal input from the circulator 120. Then, it is output to the resonance tunnel diode 150. Further, the bias tee 130 outputs the AC component of the signal output from the resonance tunnel diode 150 (that is, the reception signal of the terahertz wave) to the circulator 120.

共鳴トンネルダイオード150は、「送受信部」の一具体例であり、テラヘルツ波を発振する発振動作及びテラヘルツ波を受信する受信動作を選択的に行うことが可能である。具体的には、共鳴トンネルダイオード150には、発振動作を行う電圧領域及び受信動作を行う電圧領域がそれぞれ別々に存在しており、波形発生器110から出力される制御信号に応じて発振動作及び受信動作が切り替えられる。発振動作時の共鳴トンネルダイオード150は、対象物200に対してテラヘルツ波を照射する。一方、受信動作時の共鳴トンネルダイオード150は、受信したテラヘルツ波に応じた受信信号をバイアスティ130に出力する。 The resonance tunnel diode 150 is a specific example of the “transmission / reception unit”, and can selectively perform an oscillation operation for oscillating a terahertz wave and a reception operation for receiving a terahertz wave. Specifically, the resonance tunnel diode 150 has a voltage region for oscillating operation and a voltage region for receiving operation separately, and oscillating operation and oscillating operation according to a control signal output from the waveform generator 110. The reception operation can be switched. The resonance tunnel diode 150 during the oscillation operation irradiates the object 200 with a terahertz wave. On the other hand, the resonance tunnel diode 150 during the reception operation outputs the received signal corresponding to the received terahertz wave to the bias tee 130.

なお、共鳴トンネルダイオード150から照射されたテラヘルツ波は、各種光学部材を介して対象物200に導かれてもよい。具体的には、テラヘルツ波は、例えばテラヘルツ波を平行光にするコリメートレンズ、及びテラヘルツ波を対象物に集光する集光レンズや曲面鏡等を介して、対象物200に照射される。この場合、対象物200で反射されたテラヘルツ波も、各種光学部材を介して共鳴トンネルダイオード150へと導かれる
検波器160は、サーキュレータ120から入力された信号の振幅、周波数、位相、時間波形等を出得する。また検波器160は、取得した情報に各種演算処理を実行して、対象物200に関する情報を取得する。検波器160は、対象物に関する情報として、例えば対象物200のイメージング画像を生成することや対象物200の位置情報取得が可能とされている。
The terahertz wave irradiated from the resonance tunnel diode 150 may be guided to the object 200 via various optical members. Specifically, the terahertz wave is irradiated to the object 200 through, for example, a collimating lens that makes the terahertz wave parallel light, a condensing lens that concentrates the terahertz wave on the object, a curved mirror, or the like. In this case, the terahertz wave reflected by the object 200 is also guided to the resonance tunnel diode 150 via various optical members. The detector 160 has an amplitude, frequency, phase, time waveform, etc. of the signal input from the circulator 120. To get out. Further, the detector 160 executes various arithmetic processes on the acquired information to acquire information about the object 200. The detector 160 is capable of generating, for example, an imaging image of the object 200 and acquiring the position information of the object 200 as information about the object.

<変形例>
次に、図2及び図3を参照しながら、変形例に係るテラヘルツ波計測装置の構成について説明する。ここに図2は、第1変形例に係る測定装置の構成を示す概略構成図である。また図3は、第2変形例に係る測定装置の構成を示す概略構成図である
図2において、第1変形例に係る測定装置10bは、本実施例に係るサーキュレータ(図1参照)に代えて、アイソレータ121を備えて構成されている。なお、アイソレータ121は、サーキュレータ120の1つの端子をターミネートすることによって、反射波を吸収するように構成されてものである。
<Modification example>
Next, the configuration of the terahertz wave measuring device according to the modified example will be described with reference to FIGS. 2 and 3. Here, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the measuring device according to the first modification. Further, FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the measuring device according to the second modification. In FIG. 2, the measuring device 10b according to the first modification is replaced with the circulator (see FIG. 1) according to the present embodiment. The isolator 121 is provided. The isolator 121 is configured to absorb the reflected wave by terminating one terminal of the circulator 120.

アイソレータ121は、サーキュレータ120と同様に、波形発生器110から出力される制御信号に基づいて、信号の伝送経路を切り替える。具体的には、アイソレータ121は、制御信号が発振動作に対応するレベルである場合に、制御信号をバイアスティ130に出力する。また、アイソレータ121は、制御信号が受信動作に対応するレベルである場合に、バイアスティ130から入力された信号を吸収する(即ち、出力しない)。制御信号が受信動作に対応するレベルである場合には、高インピーダンスとされた検波器160によって、アイソレータ121及びバイアスティ130間の信号が読み取られる。 Like the circulator 120, the isolator 121 switches the signal transmission path based on the control signal output from the waveform generator 110. Specifically, the isolator 121 outputs the control signal to the bias tee 130 when the control signal is at a level corresponding to the oscillation operation. Further, the isolator 121 absorbs (that is, does not output) the signal input from the bias tee 130 when the control signal is at a level corresponding to the reception operation. When the control signal is at a level corresponding to the reception operation, the signal between the isolator 121 and the bias tee 130 is read by the detector 160 having a high impedance.

図3において、第2変形例に係る測定装置10cは、本実施例に係るサーキュレータ(図1参照)に代えて、電子式スイッチ122を備えて構成されている。電子式スイッチ122は、波形発生器110からの制御信号によってオンオフが切替え可能に構成されている。言い換えれば、第2変形例に係る波形発生器110は、制御信号として電子式スイッチ122の駆動電圧を出力する。また、電子式スイッチ122は、制御信号に代わるDC電圧を供給する第2DC電圧供給部170に接続されている。 In FIG. 3, the measuring device 10c according to the second modification is configured to include an electronic switch 122 in place of the circulator (see FIG. 1) according to the present embodiment. The electronic switch 122 is configured to be switchable on and off by a control signal from the waveform generator 110. In other words, the waveform generator 110 according to the second modification outputs the drive voltage of the electronic switch 122 as a control signal. Further, the electronic switch 122 is connected to a second DC voltage supply unit 170 that supplies a DC voltage instead of the control signal.

電子式スイッチ122は、サーキュレータ120及びアイソレータ121と同様に、波形発生器110から出力される制御信号に基づいて、信号の伝送経路を切り替える。具体的には、電子式スイッチ122は、制御信号が発振動作に対応するレベルである場合にオンとされ、第2DC電圧供給部170とバイアスティ130とを接続する。また、電子式スイッチ122は、制御信号が受信動作に対応するレベルである場合にオフとされ、バイアスティ130と検波器160とを接続する。 Like the circulator 120 and the isolator 121, the electronic switch 122 switches the transmission path of the signal based on the control signal output from the waveform generator 110. Specifically, the electronic switch 122 is turned on when the control signal is at a level corresponding to the oscillation operation, and connects the second DC voltage supply unit 170 and the bias tee 130. Further, the electronic switch 122 is turned off when the control signal is at a level corresponding to the reception operation, and connects the bias tee 130 and the detector 160.

以上説明したように、変形例に係る測定装置10b及び10cによっても、本実施例に係る測定装置10と同様の動作を実現することができる。 As described above, the same operation as that of the measuring device 10 according to the present embodiment can be realized by the measuring devices 10b and 10c according to the modified example.

<動作説明>
次に、図4を参照しながら、本実施例に係る測定装置10の動作について具体的に説明する。ここに図4は、実施例に係るテラヘルツ波計測装置の動作時の各種信号を示すタイムチャートである。
<Operation explanation>
Next, the operation of the measuring device 10 according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIG. Here, FIG. 4 is a time chart showing various signals during operation of the terahertz wave measuring device according to the embodiment.

図4において、本実施例に係る測定装置10の照射動作時には、波形発生器110から振幅Vmodの制御信号が出力される。ここで、電圧Vmodは、照射動作に対応する電圧であるため、サーキュレータ120によりバイアスティ130へと導かれる。 In FIG. 4, a control signal having an amplitude Vmod is output from the waveform generator 110 during the irradiation operation of the measuring device 10 according to the present embodiment. Here, since the voltage Vmod is a voltage corresponding to the irradiation operation, it is guided to the bias tee 130 by the circulator 120.

そして、バイアスティ130では、テラヘルツ波を照射させるための電圧VdetがVmodに加算され、電圧Voscが共鳴トンネルダイオード150に出力される。電圧Voscが印加された共鳴トンネルダイオード150は、対象物200に向けてテラヘルツ波を照射する。 Then, in the bias tee 130, the voltage Vdet for irradiating the terahertz wave is added to the Vmod, and the voltage Vosc is output to the resonance tunnel diode 150. The resonant tunneling diode 150 to which the voltage Vosc is applied irradiates the object 200 with a terahertz wave.

一方、本実施例に係る測定装置10の受信動作時には、波形発生器110から振幅Vmodの制御信号が出力されない。言い換えれば、波形発生器110から振幅Vmodの制御信号が出力されない限りは、測定装置10は受信待機状態とされている。 On the other hand, during the reception operation of the measuring device 10 according to this embodiment, the waveform generator 110 does not output the control signal of the amplitude Vmod. In other words, the measuring device 10 is in the reception standby state unless the waveform generator 110 outputs a control signal having an amplitude Vmod.

受信動作時において共鳴トンネルダイオード150でテラヘルツ波が受信されると、共鳴トンネルダイオード150からバイアスティ130に受信信号Vsigが出力される。バイアスティ130は、VsigからDC成分を取り除き、AC成分のみをサーキュレータ120に出力する。サーキュレータ120は、波形信号から制御信号Vmodが出力されていないため、バイアスティ130から出力されたAC成分を検波器160に出力する。 When a terahertz wave is received by the resonance tunnel diode 150 during the reception operation, the reception signal Vsig is output from the resonance tunnel diode 150 to the bias tee 130. Biasty 130 removes the DC component from Vsig and outputs only the AC component to the circulator 120. Since the control signal Vmod is not output from the waveform signal, the circulator 120 outputs the AC component output from the bias tee 130 to the detector 160.

以上説明したように、本実施例に係る測定装置10によれば、テラヘルツ波の発生素子と受信素子とを別々に設けずとも、1つの素子によって発振及び受信が行える。これにより、比較的単純な測定系でテラヘルツ波の反射測定が可能となる。また、発振されたテラヘルツ波は対象物200で正反射して発信源に戻る成分が最も大きいため、テラヘルツ波の利用効率も向上する。 As described above, according to the measuring device 10 according to the present embodiment, oscillation and reception can be performed by one element without separately providing a terahertz wave generating element and a receiving element. This makes it possible to measure the reflection of terahertz waves with a relatively simple measurement system. Further, since the oscillated terahertz wave has the largest component that is specularly reflected by the object 200 and returned to the source, the utilization efficiency of the terahertz wave is also improved.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許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測定装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of the claims and within the scope not contrary to the gist or idea of the invention that can be read from the entire specification. It is also included in the technical scope of the present invention.

10 測定装置
110 波形発生器
120 サーキュレータ
121 アイソレータ
122 電子式スイッチ
130 バイアスティ
140 DC電圧供給部
150 共鳴トンネルダイオード
160 検波器
170 第2DC電圧供給部
200 対象物
10 Measuring device 110 Wave generator 120 Circulator 121 Isolator 122 Electronic switch 130 Bias Tee 140 DC voltage supply unit 150 Resonant tunnel diode 160 Detector 170 Second DC voltage supply unit 200 Object

Claims (5)

所定信号が入力された際に電磁波を発生し、前記所定信号が入力されない際に外部から入射する電磁波を受信可能な一の能動素子を含み、前記一の能動素子が発生させた第1の電磁波を対象物に照射する照射動作、及び前記第1の電磁波が前記対象物にて反射された第2の電磁波を受信する受信動作を行う送受信部と、
前記送受信部で受信された前記第2の電磁波の情報を検出する検出部と、
前記送受信部に前記照射動作及び前記受信動作のいずれかを行わせる制御部と、
前記制御部が前記照射動作を行わせている場合に、前記一の能動素子に前記所定信号を入力させるための第1信号を前記送受信部側に出力し、前記制御部が前記受信動作を行わせている場合に、前記送受信部から入力された前記第2の電磁波の受信信号を前記検出部側に出力する出力部と
を備えることを特徴とする測定装置。
A first electromagnetic wave generated by the one active element, including one active element capable of generating an electromagnetic wave when a predetermined signal is input and receiving an electromagnetic wave incident from the outside when the predetermined signal is not input. a transceiver irradiating operation for irradiating the object and that the receiving operation of the first electromagnetic wave is received by the second electromagnetic wave reflected by the object performs,
A detection unit that detects information on the second electromagnetic wave received by the transmission / reception unit, and a detection unit.
A control unit that causes the transmission / reception unit to perform either the irradiation operation or the reception operation.
When the control unit performs the irradiation operation, a first signal for causing the one active element to input the predetermined signal is output to the transmission / reception unit side, and the control unit performs the reception operation. A measuring device including an output unit that outputs a reception signal of the second electromagnetic wave input from the transmission / reception unit to the detection unit side.
前記出力部は、サーキュレータ、アイソレータ、又は電子式スイッチによって構成されることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。The measuring device according to claim 1, wherein the output unit is composed of a circulator, an isolator, or an electronic switch. 前記制御部は、前記送受信部の前記照射動作と前記受信動作とを切替える制御信号としてパルス信号を出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の測定装置。The measuring device according to claim 1 or 2, wherein the control unit outputs a pulse signal as a control signal for switching between the irradiation operation and the reception operation of the transmission / reception unit. 前記一の能動素子に前記所定信号として照射用電圧を印加する電圧印加部を更に備え、The one active element is further provided with a voltage application unit that applies an irradiation voltage as the predetermined signal.
前記出力部は、前記制御信号として前記送受信部の前記照射動作を選択する信号が出力されている場合に、前記電圧印加部に当該制御信号を出力するThe output unit outputs the control signal to the voltage application unit when a signal for selecting the irradiation operation of the transmission / reception unit is output as the control signal.
ことを特徴とする請求項3に記載の測定装置。The measuring device according to claim 3.
前記一の能動素子は、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1から4のいずれか一項に記載の測定装置。The measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the one active element is a resonance tunnel diode.
JP2020025116A 2015-03-18 2020-02-18 measuring device Active JP6979474B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020025116A JP6979474B2 (en) 2015-03-18 2020-02-18 measuring device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015054644A JP2016173352A (en) 2015-03-18 2015-03-18 Measurement device
JP2020025116A JP6979474B2 (en) 2015-03-18 2020-02-18 measuring device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015054644A Division JP2016173352A (en) 2015-03-18 2015-03-18 Measurement device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020095043A JP2020095043A (en) 2020-06-18
JP6979474B2 true JP6979474B2 (en) 2021-12-15

Family

ID=78870767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020025116A Active JP6979474B2 (en) 2015-03-18 2020-02-18 measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6979474B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117169250A (en) * 2022-05-25 2023-12-05 太景科技(南京)有限公司 Detection device and detection method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10111353A (en) * 1996-10-09 1998-04-28 Toyota Motor Corp Radar equipment
JP2002062364A (en) * 2000-08-23 2002-02-28 Omron Corp Object detecting apparatus, object detecting method, and object selecting and conveying system
JP3783843B2 (en) * 2001-03-14 2006-06-07 三菱電機株式会社 Radar equipment
JP3720803B2 (en) * 2002-11-19 2005-11-30 三菱電機株式会社 Automotive radar equipment
JP2006071528A (en) * 2004-09-03 2006-03-16 Fujitsu Ten Ltd Surroundings monitoring system
DE102010010285B4 (en) * 2010-03-04 2012-03-22 Technische Universität Carolo-Wilhelmina Zu Braunschweig Sample analysis using terahertz spectroscopy
US9608567B2 (en) * 2011-05-30 2017-03-28 Acconeer Ab Transceiver module
JP2013190350A (en) * 2012-03-14 2013-09-26 Canon Inc Apparatus using electromagnetic wave of terahertz wave band

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020095043A (en) 2020-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104236464B (en) Laser vibration displacement sensor and measuring method thereof
JP6196787B2 (en) Image forming apparatus and imaging system
JP5745707B2 (en) Semiconductor device inspection apparatus and semiconductor device inspection method
WO2021101611A3 (en) Vector-sensitive electrometer
JP2014175819A5 (en)
JP2016173352A (en) Measurement device
JP7034485B2 (en) Electromagnetic wave measuring device
CN108886230B (en) Laser device and photoacoustic measurement device
JP2014106127A (en) Terahertz wave measurement instrument and method
CN103884419A (en) Tuning fork type quartz crystal oscillator resonant frequency measurement method based on optical excitation and device
JP6979474B2 (en) measuring device
JP2014185945A (en) Ultrasonic inspection device and ultrasonic inspection method
US9000790B2 (en) Defect detection by thermal frequency imaging
US9534889B2 (en) Wavelength-selectable coating thickness measurement apparatus
CN105181697A (en) Detecting device and method for continuous wave terahertz real-time watermark imaging
JP2011521230A5 (en)
US11264772B2 (en) Photoacoustic measurement apparatus
JP6538198B2 (en) Measuring apparatus and method
JP6850113B2 (en) measuring device
JP2016142685A (en) Terahertz device
JP6755333B2 (en) Photoacoustic measuring device
JPH03176077A (en) High frequency treating apparatus
US20150366459A1 (en) Object information acquiring apparatus and laser apparatus used therein
JPH04121673A (en) Light sampler
WO2017118828A3 (en) Device for imaging the electromagnetic field of a sample

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210330

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210520

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211026

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211115

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6979474

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150