JP2022160201A - 検出システムおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のテラヘルツ波検出装置とテラヘルツ光源のセットからなる検出システムにおいて、不要なテラヘルツ光源からのテラヘルツ波による出力をキャンセルして正確に検出する【解決手段】複数のテラヘルツ光源と、テラヘルツ波を検出する複数のテラヘルツ波検出装置と、を含む検出システムであって前記複数のテラヘルツ光源の一つは、第１のオン／オフパターンでテラヘルツ波を出力する第１のテラヘルツ光源であり、前記複数のテラヘルツ光源の一つは、前記第１のオン／オフパターンとは異なる第２のオン／オフパターンでテラヘルツ波を出力する第２のテラヘルツ光源である、ことを特徴とする検出システム。【選択図】図１

Description

本発明は、テラヘルツ波を物体に照射して情報を取得する検出システムに関する。

テラヘルツ波を利用した検査技術が知られている。テラヘルツ波は、３０ＧＨｚ以上３０ＴＨｚ以下の周波数を有する電磁波として定義されうる。特許文献１には、テラヘルツ波を人や動物などの検査対象に照射し、布、皮などを透過して反射したテラヘルツ波を受光して画像を取得し、例えば、銃器、刃物、爆発物などの危険物を検出する検出システムが開示されている。

特開２０２０－１５３９７３号公報

特許文献１によれば、検査対象物を複数の方向から検査するため、テラヘルツ波を検知する検出装置（以下、テラヘルツ波検出装置）とテラヘルツ波を発光する光源（テラヘルツ光源）のセットを複数配置した検出システムを構成している。複数のセットにおいて、第１のセットは第１テラヘルツ光源と第１テラヘルツ波検出装置から構成され、第２のセットは第２テラヘルツ光源と第２テラヘルツ波検出装置から構成される。このような構成では、第２テラヘルツ波検出装置によって第２テラヘルツ光源から発光されたテラヘルツ波のみを検出する場合、第１テラヘルツ光源から発光された不要なテラヘルツ波も検出され、第２テラヘルツ波検出装置による検出を阻害することがある。

そこで本開示は、テラヘルツ波検出装置とテラヘルツ光源の複数のセットからなる検出システムにおいて、不要なテラヘルツ光源からのテラヘルツ波による出力をキャンセルして正確に検出するテラヘルツ検査システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の第１の態様は、
複数のテラヘルツ光源と、
テラヘルツ波を検出する複数のテラヘルツ波検出装置と、
を含む検出システムであって
前記複数のテラヘルツ光源の一つは、第１のオン／オフパターンでテラヘルツ波を出力する第１のテラヘルツ光源であり、
前記複数のテラヘルツ光源の一つは、前記第１のオン／オフパターンとは異なる第２のオン／オフパターンでテラヘルツ波を出力する第２のテラヘルツ光源である、
ことを特徴とする検出システムである。

本開示の第２の態様は、
複数のテラヘルツ光源と、
テラヘルツ波を検出する複数のテラヘルツ波検出装置と、
を備える画像形成装置であって
前記複数のテラヘルツ光源の一つは、第１のオン／オフパターンでテラヘルツ波を出力する第１のテラヘルツ光源であり、
前記複数のテラヘルツ光源の他の一つは、前記第１のオン／オフパターンとは異なる第
２のオン／オフパターンでテラヘルツ波を出力する第２のテラヘルツ光源であり、
前記複数のテラヘルツ波検出装置のそれぞれは、テラヘルツ波検出部、信号増幅部、および信号蓄積部を少なくとも有する画素が行列状に複数配置されており、
前記複数のテラヘルツ波検出装置の一つは、前記第１のオン／オフパターンに同期してテラヘルツ波を検出する第１のテラヘルツ波検出装置であり、
前記複数のテラヘルツ波検出装置の他の一つは、前記第２のオン／オフパターンに同期してテラヘルツ波を検出する第２のテラヘルツ波検出装置である、
ことを特徴とする画像形成装置である。

本開示によれば、テラヘルツ波検出装置と同期して発光するテラヘルツ光源からの反射光のみを検出することができ、同期していないテラヘルツ光源からの光による不要な出力をキャンセルして、複数のセットを使用しても正確に検出するテラヘルツ検査システムを提供することができる。

実施形態に係るテラヘルツ波検出システムの一例を説明する図である。 比較例におけるテラヘルツ光源の発光タイミングを説明する図である。 本実施形態に係るテラヘルツ波検出センサのブロック図である。 本実施形態に係る画素領域の各画素を構成する画素回路の一例である。 本実施形態に係る信号蓄積部の動作を説明する図である。 本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置の駆動方法を説明する図である。 本実施形態に係る第Ｎ行の画素回路の動作を説明する図である。 本実施形態による効果を説明する図である。 本実施形態における第１の駆動方法を説明する図である。 本実施形態における第２の駆動方法を説明する図である。 本実施形態における第３の駆動方法を説明する図である。 本実施形態における第４の駆動方法を説明する図である。 本実施形態における第５の駆動方法を説明する図である。

以下、図面を参照して本発明に係るテラヘルツ波検出システムの具体的な実施形態の一例を説明する。ここで、テラヘルツ波は３０ＧＨｚ以上３０ＴＨｚ以下の周波数を有する電磁波として定義されうる。

テラヘルツ波検出システムは、複数のテラヘルツ光源と複数のテラヘルツ波検出装置を備える。テラヘルツ波検出装置は、少なくとも、テラヘルツ波検出センサ、レンズ、筐体を含んで構成される。テラヘルツ波検出センサは、テラヘルツ波を電気信号に変換する画素を複数有する半導体デバイスである。テラヘルツ光源は、テラヘルツ波を発光するデバイスを備える。テラヘルツ光源は、例えば、微分負性抵抗素子と共振回路からなるアンテナを備え、微分負性抵抗素子としては、共鳴トンネルダイオード、エサキダイオード、ガンダイオード等が用いられる。

本実施形態に係るテラヘルツ波検出システムは、テラヘルツ波検出装置から得られた検出データを２次元状に配置して画像を形成できるため画像形成装置にも使用できる。画像形成装置に用いる検出センサは、画素を行列状（２次元状）に配列した構成でもよいし、画素をライン状（１次元状）に配置してスキャンさせることで２次元のデータを取得する構成にしてもよい。本実施形態に係るテラヘルツ波検出システムは、上記以外にも、テラヘルツ光源を送信部、テラヘルツ波検出装置を受信部とした通信システムにも使用できる。

なお、本実施形態で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用できる。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

〔テラヘルツ波検出システム〕
図１は、本実施形態に係るテラヘルツ波検出システム（以下、検出システムとも称する）の一例を説明する図である。検査対象物１００を複数の方向から検査するため、検査対象物１００の周りにテラヘルツ波検出装置とテラヘルツ光源のセットを複数配置している。図１は、３セットが配置された例を示す。第１のセットは、第１テラヘルツ光源１１１と第１テラヘルツ波検出装置１１２から構成される。第２のセットは、第２テラヘルツ光源１２１と第２テラヘルツ波検出装置１２２から構成される。第３のセットは、第３テラヘルツ光源１３１と第３テラヘルツ波検出装置１３２から構成される。

検査対象物１００は特に限定されないが、人や動物などを例示できる。テラヘルツ波検出システムは、テラヘルツ波を検査対象物１００に照射し、布、皮などを透過して反射したテラヘルツ波を受光して画像を取得する。これにより、検査対象物１００内部の、例えば、銃器、刃物、爆発物などの危険物を検出できる。

テラヘルツ光源から発光されたテラヘルツ波の反射波は、同じセットのテラヘルツ波検出装置によって検出される。すなわち、第１テラヘルツ光源１１１から発光されたテラヘルツ波（実線矢印１１３）は検査対象物１００に照射され、その反射したテラヘルツ波（実線矢印１１４）が第１テラヘルツ波検出装置１１２によって検出される。第２テラヘルツ光源１２１から発光されたテラヘルツ波（実線矢印１２３）は検査対象物１００に照射され、その反射したテラヘルツ波（実線矢印１２４）が第２テラヘルツ波検出装置１２２によって検出される。第３テラヘルツ光源１３１から発光されたテラヘルツ波（実線矢印１３３）は検査対象物１００に照射され、その反射したテラヘルツ波（実線矢印１３４）が第３テラヘルツ波検出装置１３２によって検出される。

図１において、少なくとも１つのテラヘルツ光源から発光されたテラヘルツ波またはその検査対象物１００での反射波が、テラヘルツ光源とは異なるセットのテラヘルツ波検出装置に入射するように、テラヘルツ光源とテラヘルツ波検出装置が配置される。例えば、第１テラヘルツ光源１１１から発光されたテラヘルツ波（破線矢印１１５）が第２テラヘルツ波検出装置１２２に照射され、第２テラヘルツ光源１１１から発光されテラヘルツ波（破線矢印１２５）が第３テラヘルツ波検出装置１３２に照射される。これらのテラヘルツ波（１１５，１２５）は、本来は検出を所望しないテラヘルツ波であり、テラヘルツ波検出器における正確な検出を阻害する。

図２Ａは比較例におけるテラヘルツ光源の発光タイミングを説明する図であり、図２Ｂは本実施形態の発光タイミングを示している。

図２Ａによれば、第１テラヘルツ光源１１１が第１の周期Ｔ１で発光をオン／オフしている期間Ｔａでは、第２テラヘルツ光源１２１、第３テラヘルツ光源１３１はオフした状態である。第２テラヘルツ光源１２１が第１の周期Ｔ１で発光をオン／オフしている期間Ｔｂでは、第１テラヘルツ光源１１１、第３テラヘルツ光源１３１はオフした状態である。第３テラヘルツ光源１３１が第１の周期Ｔ１で発光をオン／オフしている期間Ｔｃでは、第１テラヘルツ光源１１１、第２テラヘルツ光源１２１はオフした状態である。テラヘルツ波検出装置は、第１の周期Ｔ１で発光をオン／オフしているテラヘルツ光源に同期して検出動作を行っている。

このように発光することで、期間Ｔａで第１テラヘルツ波検出装置１１２が検出動作を行う場合、第２テラヘルツ光源１２１、第３テラヘルツ光源１３１のテラヘルツ波は発光をオフしているので第１テラヘルツ波検出装置１１２によって検出されない。期間Ｔｂで第２テラヘルツ波検出装置１２２が検出動作を行う場合、第１テラヘルツ光源１１１、第３テラヘルツ光源１３１のテラヘルツ波は発光をオフしているので第２テラヘルツ波検出装置１２２によって検出されない。期間Ｔｃで第３テラヘルツ波検出装置１３２が検出動作を行う場合、第１テラヘルツ光源１１１、第２テラヘルツ光源１２１のテラヘルツ波は発光をオフしているので第３テラヘルツ波検出装置１３２によって検出されない。

したがって、図２Ａに示す比較例の動作によって、図１を用いて説明した検出を所望しないテラヘルツ波（破線矢印１１５、破線矢印１２５）がテラヘルツ波検出装置によって検出されることを回避できる。ただし、各テラヘルツ光源は発光がオフしている期間があり、その期間はテラヘルツ波検出装置による検出ができない。

次に、図２Ｂを参照して本実施形態における動作について説明する。本実施形態において、各テラヘルツ光源は異なるオン／オフパターンでテラヘルツ波を出力し、各テラヘルツ波検出装置は同一セットのテラヘルツ光源のオン／オフパターンに同期してテラヘルツ波を検出する。別の表現をすると、各テラヘルツ光源は異なる周波数または周期で点滅発光し、各テラヘルツ波検出装置は同一セットのテラヘルツ光源の点滅発光と同期してテラヘルツ波を検出する。オン／オフパターンとは、光源がオン状態とオフ状態になるタイミングのパターンともいえる。光源がオン状態とは光源が発光する状態であり、光源がオフ状態とは光源が非発光である状態である。

具体的には、第１テラヘルツ光源１１１が第１の周期Ｔ１の第１のオン／オフパターンで発光し、第１テラヘルツ波検出装置１１２は、第１テラヘルツ光源１１１の第１の周期Ｔ１でのオン／オフパターンに同期して、テラヘルツ波を検出する。同様に、第２テラヘルツ光源１２１は第２の周期Ｔ２の第２のオン／オフパターンで発光し、第２テラヘルツ波検出装置１２２は、第２テラヘルツ光源１２１の第２の周期Ｔ２でのオン／オフパターンに同期して、テラヘルツ波を検出する。また、第３テラヘルツ光源１３１は第３の周期Ｔ３の第３のオン／オフパターンで発光し、第３テラヘルツ波検出装置１３２は、第３テラヘルツ光源１３１の第３の周期Ｔ３でのオン／オフパターンに同期して、テラヘルツ波を検出する。検出動作については、後述する〔回路構成、及びその動作〕にて説明する。本実施形態では、第１の周期Ｔ１、第２の周期Ｔ２、第３の周期Ｔ３はいずれも他と異なる値であり、どの一つも他の一つの整数倍ではない。

このように、本実施形態では、同一セット内でのテラヘルツ光源の発光とテラヘルツ波検出器と検出を同じオン／オフパターンで実行し、異なるセット間では異なるオン／オフパターンで実行する。これにより、あるセットのテラヘルツ光源からのテラヘルツ波は他のセットのテラヘルツ波検出器により検出されず、したがって、検出を所望しないテラヘルツ波（図１の破線矢印１１５、破線矢印１２５）を検出しないようにできる。この理由は〔本実施形態の作用の説明〕の欄にて後述する。

本実施形態では、異なるセットのテラヘルツ光源からのテラヘルツ波を検出しないようできるので、全てのセットが発光および検出を同時に行うことができる。したがって、図２Ａの比較例と異なり、第１テラヘルツ光源１１１、第２テラヘルツ光源１２１、第３テラヘルツ光源１３１の発光がオフしている期間がなく、常にテラヘルツ波検出装置によって検出することができる。そのため検出される信号出力のＳ／Ｎが改善し、検出精度が向上する。

〔テラヘルツ波検出装置の全体的構成〕
図３は、本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置を構成するテラヘルツ波検出センサ２００のブロック図である。

テラヘルツ波検出センサ２００は、画素領域２０１と、画素制御回路２０２と、読み出し回路２０３と、Ａ／Ｄ変換回路２０４と、信号処理回路２０５と、タイミングジェネレータ（Ｔ／Ｇ）２０６と、を備えている。画素制御回路２０２と、読み出し回路２０３と、Ａ／Ｄ変換回路２０４と、信号処理回路２０５と、タイミングジェネレータ（Ｔ／Ｇ）２０６は、画素領域２０１以外の領域である周辺回路領域に備えられている。

画素領域２０１には、１以上の多数の画素が行列状（２次元状）に配列されている。画素制御回路２０２からは、画素領域２０１に配置される各画素を駆動するための制御信号が出力される。読み出し回路２０３には、列アンプ、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路等が設けられ、画素制御回路２０２によって選択された行の画素から信号読み出し線を介して読み出された画素信号に対してノイズのキャンセル補正や信号増幅等を行う。Ａ／Ｄ変換回路２０４は、アナログ信号である読み出し回路２０３からの画素信号をデジタル信号に変換する。信号処理回路２０５は、Ａ／Ｄ変換回路２０４からのデジタル信号を演算して、オフセット調整、ゲイン調整、ガンマ補正、もしくはノイズ低減処理を行う。タイミングジェネレータ（Ｔ／Ｇ）２０６は、外部の制御コントローラ（不図示）から同期信号やクロック信号などの制御信号を受け、画素制御回路２０２、読み出し回路２０３、Ａ／Ｄ変換回路２０４、信号処理回路２０５を駆動する制御信号を出力する。

〔回路構成、及びその動作〕
図４は、画素領域２０１の各画素を構成する画素回路３０１の一例である。画素回路３０１はテラヘルツ波検出部３０２、信号増幅部３０３、信号蓄積部３０４、選択部３０５から構成される。

テラヘルツ波検出部３０２は、テラヘルツ波を検出して電圧信号を生成する。例えば、ダイオードＳＢＤとアンテナＡＮＴで構成される。ダイオードＳＢＤとしてはショットキーバリアダイオードが使用できる。アンテナＡＮＴはループアンテナ、ダイポールアンテナ、メアンダラインアンテナなどの線状アンテナ、平面状のパッチアンテナなどが使用できる。テラヘルツ波を受信したアンテナＡＮＴにはテラヘルツ波の強度に応じて電流が流れ、ダイオードＳＢＤの端子間電圧が変化することによって、テラヘルツ波検出部３０２はテラヘルツ波の強度に応じた電圧信号を生成することができる。

テラヘルツ波はテラヘルツ光源１１０から発光される。テラヘルツ光源１１０の発光のオン／オフは制御信号Ｓｙｎｃによって制御される。制御信号Ｓｙｎｃは外部の制御コントローラ（不図示）で生成され、テラヘルツ光源１１０に入力される。または、テラヘルツ波検出センサ２００のタイミングジェネレータ（Ｔ／Ｇ）２０６で制御信号Ｓｙｎｃが生成されてもよい。

信号増幅部３０３ではテラヘルツ波検出部３０２で検出した電圧信号を増幅して、信号蓄積部３０４に入力する。テラヘルツ波検出部３０２で検出した電圧信号をそのまま信号蓄積部３０４に入力してもよいが、信号を増幅した方が信号蓄積部３０４以降の回路におけるノイズの影響が抑制され、Ｓ／Ｎを向上させることができる。信号増幅部３０３は、ゲート接地増幅回路、ソース接地増幅回路が好適に用いられる。

図４の例では、テラヘルツ波検出部３０２の出力が、ＮＭＯＳトランジスタＭ１のソース端子に接続され、ＮＭＯＳトランジスタＭ１のドレイン端子には電流源Ｉ１が接続される。また、ＮＭＯＳトランジスタＭ１のゲート端子とドレイン端子の間にはスイッチＳＷｒａ１が接続される。スイッチＳＷｒａ１をオンさせてゲート端子とドレイン端子をショ
ートすることで、ＮＭＯＳトランジスタＭ１に流れる電流に応じて決まる電圧にゲート端子をリセットする。このリセットされる電圧はＮＭＯＳトランジスタＭ１のしきい値電圧や駆動能力に依存しており、画素毎のＮＭＯＳトランジスタＭ１のバラつきをキャンセルするように作用する。ＮＭＯＳトランジスタＭ１のゲート端子には、バイアス容量Ｃｂが接続され、スイッチＳＷｒａ１がオフの時はリセットされた電圧を保持するように作用する。このようなＮＭＯＳトランジスタＭ１の回路接続は、ＮＭＯＳトランジスタＭ１のソース端子が入力端子でドレイン端子が出力端子であるゲート接地増幅回路を構成している。

また、ＮＭＯＳトランジスタＭ１のソースはテラヘルツ波検出部３０２におけるダイオードＳＢＤのアノードと接続され、電流源Ｉ１の電流はダイオードＳＢＤの駆動電流として用いられる。このような構成によれば、ゲート接地増幅回路のＮＭＯＳトランジスタＭ１のバイアス電流とダイオードＳＢＤの駆動電流を兼用しており、画素回路３０１の消費電流を低減することができる。

ＮＭＯＳトランジスタＭ１のドレイン端子は容量Ｃｓを介してＮＭＯＳトランジスタＭ２のゲート端子に接続される。ＮＭＯＳトランジスタＭ２のソース端子は接地電位に接続され、ＮＭＯＳトランジスタＭ２のドレイン端子は電流源Ｉ２に接続される。ＮＭＯＳトランジスタＭ２のゲート端子とドレイン端子の間にはスイッチＳＷｒａ２が接続される。スイッチＳＷｒａ２をオンさせてゲート端子とドレイン端子をショートすることで、ＮＭＯＳトランジスタＭ２に流れる電流に応じて決まる電圧にゲート端子をリセットする。このリセットされる電圧はＮＭＯＳトランジスタＭ２のしきい値電圧や駆動能力に依存しており、画素毎のＮＭＯＳトランジスタＭ２のバラつきをキャンセルするように作用する。なお、図４の例では、制御信号ＲＳＴＡＭＰがスイッチＳＷｒａ１とスイッチＳＷｒａ２の両方を制御するが、スイッチＳＷｒａ１とスイッチＳＷｒａ２は別々の制御信号によって制御されてもよい。

ＮＭＯＳトランジスタＭ２の回路接続によって、ＮＭＯＳトランジスタＭ２のゲート端子が入力端子でドレイン端子が出力端子であるソース接地増幅回路が構成される。これにより、ＮＭＯＳトランジスタＭ１によるゲート接地増幅回路からの出力が、ＮＭＯＳトランジスタＭ２によるソース接地増幅回路によって反転増幅される。

信号増幅部３０３は、テラヘルツ波検出部３０２からの電圧信号を増幅できればよく、本実施形態に記載されたゲート接地増幅回路あるいはソース接地増幅回路以外の増幅回路も適用できる。

信号増幅部３０３の出力は、信号蓄積部３０４に入力される。信号増幅部３０３の出力部に、高周波カットフィルター（不図示）を配置し、信号増幅部３０３からの信号のノイズを除去してもよい。高周波カットフィルターとしては、例えば容量が使用でき、信号増幅部３０３の出力部と固定電位の間に接続される。複数の容量を選択スイッチで切り替えてフィルターのカットオフ周波数を変更できるようにしても良い。

信号蓄積部３０４は、あるタイミングにおける信号増幅部３０３からの出力電圧信号と、そのタイミングとは異なるタイミングにおける信号増幅部３０３からの出力電圧信号の差分電圧信号を生成する。そして、その差分電圧信号から決まる電圧を蓄積する動作を行い、その動作を繰り返すことによって積分動作を行う。

図４の例において、信号増幅部３０３の出力が、信号蓄積部３０４におけるクランプ容量Ｃｃの一端に接続される。クランプ容量Ｃｃの他端はスイッチＳＷｓの一端とスイッチＳＷｉの一端に共通して接続される。スイッチＳＷｓの他端は固定電位（図４では接地電
位）に接続される。スイッチＳＷｉの他端は蓄積容量Ｃｏの一端に接続される。蓄積容量Ｃｏの他端は固定電位（図４では接地電位）に接続される。スイッチＳＷｒｓｔの一端が蓄積容量Ｃｏの一端に接続される。スイッチＳＷｒｓｔの他端は固定電位（図４では接地電位）に接続される。蓄積容量Ｃｏの一端が信号蓄積部３０４の出力であり、選択部３０５に入力される。

スイッチＳＷｉは制御信号ＳＰＣＬＫによってオン／オフ制御される。スイッチＳＷｓは制御信号ＳＰＣＬＫの反転信号によって制御される。すなわち、スイッチＳＷｉがオンしている時は、スイッチＳＷｓはオフしており、逆にスイッチＳＷｓがオンしている時は、スイッチＳＷｉはオフしている。スイッチＳＷｉとスイッチＳＷｓのオンとオフが切り替わるときに、スイッチＳＷｉとスイッチＳＷｓが両方オンする期間ができないように、両方がオフになる期間ができるように駆動することが好ましい。また、スイッチＳＷｒｓｔは制御信号ＲＳＴＣＯによってオン／オフ制御され、蓄積容量Ｃｏの一端の電圧をリセットするよう作用する。

選択部３０５は、選択信号ＳＥＬが入力されると信号蓄積部３０４における蓄積容量Ｃｏの電圧を画素信号として信号読み出し線３０６に出力するよう作用する。信号読み出し線３０６には画素領域２０１に配置される同一列の画素回路３０１の出力が共通に接続される。選択部３０５よって順次行毎に画素回路３０１を選択して画素信号が出力される。

信号読み出し線３０６は読み出し回路２０３に接続される。読み出し回路２０３は、列毎に増幅回路Ａｍｐ、入力容量Ｃｉ、フィードバック容量Ｃｆｂ、スイッチＳＷｒｏを備える。信号読み出し線３０６は入力容量Ｃｉを介して増幅回路Ａｍｐの第１入力端子に入力される。増幅回路Ａｍｐの第１入力端子と出力端子の間にはフィードバック容量Ｃｆｂが接続される。また、スイッチＳＷｒｏはオンすることによってフィードバック容量Ｃｆｂの２つの端子を接続してリセットする。スイッチＳＷｒｏは制御信号ＲＳＴＲＯによって制御される。増幅回路Ａｍｐの第２入力端子には固定電位が入力される。このような読み出し回路２０３の構成によって、画素信号からノイズをキャンセルし、画素信号を増幅できる。

読み出し回路２０３の出力はＡ／Ｄ変換回路２０４に入力され、アナログ信号である読み出し回路２０３からの画素信号がデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換回路２０４は列毎に備えてよいし、すべての列に対して１つのＡ／Ｄ変換回路２０４を配置して、列毎に時分割でＡ／Ｄ変換しても良い。

〔検出動作の説明〕
図５を参照して、テラヘルツ波検出装置の検出動作について詳細に説明する。図５は、信号蓄積部３０４の動作を説明するタイミングチャートの一例である。

図５において、制御信号Ｓｙｎｃはテラヘルツ光源の発光をオン／オフする制御信号であり、一定周期でＨレベル／Ｌレベルが繰り返される。本実施形態ではＨレベルのときにテラヘルツ光源が発光することとする。

制御信号ＳＰＣＬＫはスイッチＳＷｉを制御する信号であり、制御信号Ｓｙｎｃと同期して一定周期でＨレベル／Ｌレベルが繰り返される。本実施形態ではＨレベルのときにスイッチＳＷｉがオンすることとする。よって、制御信号ＳＰＣＬＫがＬレベルのときにスイッチＳＷｓがオンすることとなる。制御信号ＳｙｎｃがＨレベルのとき制御信号ＳＰＣＬＫもＨレベルであり、制御信号ＳｙｎｃがＬレベルのとき制御信号ＳＰＣＬＫもＬレベルとなるように同期している。

出力波形ＡＯＵＴは信号増幅部３０３の出力電圧信号である。出力波形ＡＯＵＴの立ち上がり、立下りはテラヘルツ光源の発光をオン／オフに連動する。制御信号ＳｙｎｃがＨレベルのときテラヘルツ光源が発光するので、テラヘルツ波検出部３０２でテラヘルツ波を検出して電圧信号を発生し、その電圧信号を信号増幅部３０３によって増幅して出力する。したがって、制御信号ＳｙｎｃがＨレベルになると、出力波形ＡＯＵＴが立ち上がり、テラヘルツ波の強度に応じたレベルまで電圧が増加する。制御信号ＳｙｎｃがＬレベルのときテラヘルツ光源の発光がオフするので、テラヘルツ波検出部３０２ではテラヘルツ波が検出されず、出力波形ＡＯＵＴは立下り、テラヘルツ波の発光がオフの出力レベルまで電圧が低下する。

本明細書では、制御信号ＳＰＣＬＫのＬレベルの期間を第１期間Ｔｐ１と称し、Ｈレベルの期間を第２期間Ｔｐ２と称する。また、第１期間Ｔｐ１から第２期間Ｔｐ２に切り替わるタイミングを第１タイミングＴｍ１と称し、第２期間Ｔｐ２から第１期間Ｔｐ１に切り替わるタイミングを第２タイミングＴｍ２と称する。

図４と図５を用いて信号蓄積部３０４の動作を説明する。

まず、第１期間Ｔｐ１で行われる第１動作について説明する。第１期間Ｔｐ１において、制御信号ＳｙｎｃがＬレベルであるためテラヘルツ光源の発光がオフしており、出力波形ＡＯＵＴも低下している。このテラヘルツ光源の発光がオフ時の出力波形ＡＯＵＴがクランプ容量Ｃｃの一端に印加され、スイッチＳＷｓがオンしているので、クランプ容量Ｃｃの他端には、固定電位（接地電位）が印加されている。

第１タイミングＴｍ１において、制御信号ＳＰＣＬＫがＬレベルからＨレベルに切り替わると、スイッチＳＷｓがオフし、スイッチＳＷｉがオンするので、クランプ容量Ｃｃの他端は蓄積容量Ｃｏの一端に接続される。このときのクランプ容量Ｃｃの端子間電圧は第１タイミングＴｍ１での出力波形ＡＯＵＴの電圧信号（第１電圧信号）と固定電位（接地電位）の電位差が保持される。

次に、第２期間Ｔｐ２で行われる第２動作について説明する。第２期間Ｔｐ２において、制御信号ＳｙｎｃがＨレベルであるためテラヘルツ光源が発光し、出力波形ＡＯＵＴが増加する。この出力波形ＡＯＵＴがクランプ容量Ｃｃの一端に印加され、クランプ容量Ｃｃの他端には蓄積容量Ｃｏの一端に接続されているので、出力波形ＡＯＵＴの電圧増加によって蓄積容量Ｃｏの電圧も増加する。出力波形ＡＯＵＴの電圧増加分をΔＶとすると、蓄積容量Ｃｏの電圧増加分ΔＶ’（以降、蓄積電圧ΔＶ’と称する）は、クランプ容量Ｃｃと蓄積容量Ｃｏの容量分割比を乗じて、ΔＶ’＝ΔＶ×Ｃｃ／（Ｃｏ＋Ｃｃ）で表され、ΔＶに相関のある電圧値になる。ここで、Ｃｃはクランプ容量Ｃｃの容量値、Ｃｏは蓄積容量Ｃｏの容量値である。

第２タイミングＴｍ２において、制御信号ＳＰＣＬＫがＨレベルからＬレベルに切り替わり、クランプ容量Ｃｃと蓄積容量Ｃｏを接続するスイッチＳＷｉがオフすると、電圧増加分ΔＶが確定する。この第２タイミングＴｍ２の出力波形ＡＯＵＴの電圧信号を第２電圧信号とすると、電圧増加分ΔＶは、第１電圧信号と第２電圧信号の差分電圧信号となる。

このように第１動作と第２動作からなる一連の動作は１回分の蓄積動作であり、第１電圧信号と第２電圧信号の差分電圧信号ΔＶを生成し、その差分電圧信号ΔＶを容量分割した蓄積電圧ΔＶ’を蓄積容量Ｃｏに蓄積する動作である。

この蓄積動作は複数回繰り返される。蓄積動作がＮ回繰り返される場合、蓄積容量Ｃｏ
の電圧は、Ｎ×ΔＶ’分増加する。Ｎは蓄積回数であり、この動作は蓄積電圧ΔＶ’をＮ回蓄積する積分動作である。また、この蓄積容量Ｃｏの電圧は画素信号として読み出される。

本実施形態において、図５では第１期間Ｔｐ１と第２期間Ｔｐ２は同一の長さ（デューティ比が５０％）で記載しているが、異なる長さであってもよい。好適なデューティ比の範囲としては、３０％～７０％である。また、制御信号ＳＰＣＬＫの立ち上がり／立下りタイミングは制御信号Ｓｙｎｃの立ち上がり／立下りタイミングと同一タイミングで記載しているが、駆動回路の構成や寄生インピーダンスによる遅延を考慮して、タイミングを異ならせても良い。

第１タイミングＴｍ１における出力波形ＡＯＵＴの電圧（第１電圧信号）が最小電圧であり、第２タイミングＴｍ２おける出力波形ＡＯＵＴの電圧（第２電圧信号）が最大電圧であるとき、差分電圧信号ΔＶが最大となる。したがって、第１タイミングＴｍ１は出力波形ＡＯＵＴが最小電圧をとるタイミング、第２タイミングＴｍ２は出力波形ＡＯＵＴが最大電圧をとるタイミングとすることが、Ｓ／Ｎの観点から最適条件である。ただし、テラヘルツ波検出装置によってテラヘルツ光源から発光されたテラヘルツ波を検出して差分電圧信号ΔＶを得るには、第１タイミングＴｍ１および第２タイミングＴｍ２は上記のようにしなくてもよい。第１タイミングＴｍ１はテラヘルツ光源が発光をオフしている期間であればよく、第２タイミングＴｍ２はテラヘルツ光源が発光している期間であればよい。よって、信号蓄積部３０４はテラヘルツ光源が発光をオフしているタイミングで変換された出力電圧信号と、テラヘルツ光源が発光しているタイミングで変換された出力電圧信号の差分電圧信号ΔＶにより決まる蓄積電圧ΔＶ’を積分するように作用する。

本実施形態において、容量やスイッチからなる信号蓄積部３０４によって差分電圧信号ΔＶを生成しているが、それ以外の方法で差分電圧信号ΔＶを生成してもよい。例えば、第１電圧信号と第２電圧信号をそれぞれＡ／Ｄ変換してメモリに格納し、デジタル信号処理によって差分信号を算出することが挙げられる。そして、その差分信号をメモリに格納して、順次加算することで積分することができる。

以上のように、本実施形態におけるテラヘルツ波検出装置の検出動作は、第１タイミングＴｍ１と第２タイミングＴｍ２の差分電圧信号ΔＶから決まる蓄積電圧ΔＶ’を繰り返し蓄積するという積分動作によって画素信号を得る動作である。

〔テラヘルツ波検出装置の駆動方法〕
図６は本実施形態におけるテラヘルツ波検出装置（テラヘルツ波検出センサ）の駆動方法を説明するタイミングチャートである。行列状（２次元状）に配列された複数の画素は、行毎に画素の出力信号を順次読み出すため、図４に示した制御信号ＳＥＬ、ＲＳＴＣＯ、ＳＰＣＬＫは、各行の画素回路３０１に共通して供給される。図６においてＳＥＬ（Ｎ）、ＲＳＴＣＯ（Ｎ）、ＳＰＣＬＫ（Ｎ）は第Ｎ行の画素回路に供給される。ＳＥＬ（Ｎ＋１）、ＲＳＴＣＯ（Ｎ＋１）、ＳＰＣＬＫ（Ｎ＋１）は第Ｎ＋１行の画素回路に供給される。ＳＥＬ（Ｎ＋２）、ＲＳＴＣＯ（Ｎ＋２）、ＳＰＣＬＫ（Ｎ＋２）は第Ｎ＋２行の画素回路に供給される。

図７は、第Ｎ行の画素回路の動作を説明するタイミングチャートである。図６における破線で囲んだ領域を拡大し、制御信号Ｓｙｎｃ、ＳＥＬ（Ｎ）、ＲＳＴＣＯ（Ｎ）、ＳＰＣＬＫ（Ｎ）の波形を示している。まず、図７を用いて、第Ｎ行の画素回路の動作を説明する。

制御信号Ｓｙｎｃはテラヘルツ光源１１０の発光のオン／オフを制御する信号であり、
ＨレベルとＬレベルが一定の周期で繰り返される。

時刻ｔ０は、図５を用いて説明した蓄積動作が行われている任意の時刻である。時刻ｔ１まで蓄積動作が行われ、制御信号Ｓｙｎｃに同期して制御信号ＳＰＣＬＫ（Ｎ）はＨレベルとＬレベルが繰り返される。

ＳＰＣＬＫ（Ｎ）がＨレベルのときは、図５を用いて説明した第１動作が行われる。ＳＰＣＬＫ（Ｎ）がＬレベルからＨレベルに切り替わるタイミングは、第１タイミングＴｍ１に相当し、このとき信号増幅部３０３の出力電圧（前述の第１電圧信号に対応）がクランプ容量Ｃｃに保持される。

ＳＰＣＬＫ（Ｎ）がＬレベルのときは、図５を用いて説明した第２動作が行われる。ＳＰＣＬＫ（Ｎ）がＨレベルからＬレベルに切り替わるタイミングは、第２タイミングＴｍ２に相当する。第１タイミングＴｍ１と第２タイミングＴｍ２の各々の信号増幅部３０３の出力電圧の差分電圧信号ΔＶを容量分割した蓄積電圧ΔＶ’が蓄積容量Ｃｏに蓄積される。

次に時刻ｔ２において、制御信号ＳＥＬ（Ｎ）がＨレベルにとなりスイッチＳＷｓｅｌがオンして、蓄積容量Ｃｏの電圧が画素信号として信号読み出し線３０６に出力される。時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間に読み出し回路２０３によって画素回路３０１の画素信号が読み出される。

時刻ｔ３において、制御信号ＲＳＴＣＯがＨレベルとなり、スイッチＳＷｒｓｔがオンして、蓄積容量Ｃｏの電圧が一定電圧（図４では接地電位）にリセットされる。

時刻ｔ４において、制御信号ＲＳＴＣＯがＬレベルとなり、スイッチＳＷｒｓｔがオフして、蓄積容量Ｃｏにはリセットされた電圧が保持される。

時刻ｔ４から時刻ｔ５の期間では、読み出し回路２０３の蓄積容量Ｃｏに保持された電圧をリセット信号として読み出される。読み出し回路２０３は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間に読み出した画素信号と時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間に読み出したリセット信号の差分信号を生成してノイズをキャンセルする。読み出し回路２０３は、増幅回路Ａｍｐによって差分信号を増幅して後段のＡ／Ｄ変換回路２０４に出力する。

時刻ｔ５において制御信号ＳＥＬがＬとなり、スイッチＳＷｓｅｌがオフする。この一連の動作において、時刻ｔ２から時刻ｔ５の制御信号ＳＥＬがＨレベル期間に行われる動作は、画素の読み出し動作とする。この読み出し動作の期間では、制御信号ＳｙｎｃはＨレベルとＬレベルが一定の周期で繰り返されるが、ＳＰＣＬＫ（Ｎ）はＬレベルに固定されるため、蓄積容量Ｃｏは一定の電圧を保持している。

時刻ｔ５の後は、再び時刻ｔ０から時刻ｔ１の期間と同様に蓄積動作が行われ、上述した動作が繰り返される。

図６を用いて、画素領域全体の動作について説明する。第Ｎ行の制御信号ＳＥＬ（Ｎ）がＨレベルとなって、次の行の第Ｎ＋１行の制御信号ＳＥＬ（Ｎ＋１）がＨレベルとなるまでの期間を１ライン走査期間（１Ｈ）とする。第Ｎ行の読み出し動作の後、次の１ライン走査期間では第Ｎ＋１行の読み出し動作が行われる。続いて、第Ｎ＋１行の読み出し動作の後、次の１ライン走査期間では第Ｎ＋２行の読み出し動作が行われる。このように行毎に画素信号を順次読み出すように駆動される。各行において読み出し動作が行われない期間では蓄積動作が行われる。行毎に順次読み出し動作が行われ、再び同一の行の読み出
し動作が行われるまでの期間を１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）とする。

制御信号ＲＳＴＲＯは、列毎に配置された読み出し回路２０３をリセットする信号である。１ライン走査期間に１回Ｈレベルの期間があり、Ｈレベルの期間において各列の読み出し回路２０３がリセットされる。各行の画素の読み出し動作において蓄積容量Ｃｏに蓄積されたリセット信号を読み出した後に、Ｈレベルの期間が設けられる。このタイミングで読み出し回路２０３をリセットすることで信号読み出し線３０６はリセット信号に固定されるので、前行の画素信号の影響を受けることなく、読み出し動作を行うことができる。

制御信号ＲＳＴＡＭＰは、画素回路３０１の信号増幅部３０３をリセットする信号である。本実施形態では、画素領域２０１の全ての画素回路３０１に共通で入力され、１ライン走査期間毎に１回Ｈレベルの期間がある。Ｈレベルの期間において信号増幅部３０３がリセットされる。制御信号ＲＳＴＡＭＰのＨレベルが入力されるタイミングは、テラヘルツ波を正常に検出して電圧信号に変換するため、制御信号ＳＰＣＬＫ（Ｎ）、ＳＰＣＬＫ（Ｎ＋１）、ＳＰＣＬＫ（Ｎ+２）がＬレベルであることが好ましい。制御信号ＲＳＴＡ
ＭＰは１フレーム期間に１回だけＨレベルが入力される動作でもよい。また、蓄積動作では制御信号ＳＰＣＬＫ（Ｎ）、ＳＰＣＬＫ（Ｎ＋１）、ＳＰＣＬＫ（Ｎ+２）はＨレベル
とＬレベルを繰り返しているが、そのＬレベルの期間毎に入力されてもよい。また、制御信号ＳＥＬ、ＲＳＴＣＯ、ＳＰＣＬＫと同様に、第Ｎ行のＲＳＴＡＭＰ（Ｎ）、第Ｎ＋１行のＲＳＴＡＭＰ（Ｎ＋１）、第Ｎ＋２行のＲＳＴＡＭＰ（Ｎ＋２）といった形態で行毎に共通して画素回路に供給してもよい。この場合、行毎の読み出し動作の後、蓄積動作前にその行の制御信号ＲＳＴＡＭＰのＨレベルが入力される。

〔本実施形態の作用の説明〕
図８は、本実施形態の作用を説明するタイミングチャートである。図１によれば、第１テラヘルツ光源１１１から発光されたテラヘルツ波（実線矢印１１３）は、検査対象物１００で反射し、反射したテラヘルツ波（実線矢印１１４）が第１テラヘルツ波検出装置１１２に照射される。同時に、第１テラヘルツ光源１１１から発光したテラヘルツ波（破線矢印１１５）が第２テラヘルツ波検出装置１２２に照射される。図８を用いて、第２テラヘルツ波検出装置１２２において第１テラヘルツ光源１１１から発光したテラヘルツ波による出力をゼロにキャンセルできるという本実施形態の作用を説明する。図８における波形の一部は、簡略化して直線的に記載している。

図５と同様に、制御信号Ｓｙｎｃは、第１テラヘルツ光源１１１の発光のオン／オフを制御する制御信号であり、ＨレベルとＬレベルが第１の周期Ｔ１で繰り返される。Ｈレベルのときに発光し、Ｌレベルのときに発光がオフする。

制御信号ＳＰＣＬＫ１は、第１テラヘルツ波検出装置１１２の画素回路におけるスイッチＳＷｉのオン／オフを制御する制御信号であり、制御信号Ｓｙｎｃと同じ第１の周期Ｔ１でＨレベルとＬレベルが繰り返される。

出力波形ＡＯＵＴ１は、第１テラヘルツ波検出装置１１２の画素回路の信号増幅部３０３の出力波形である。図５に示した出力波形ＡＯＵＴと同様に、出力波形ＡＯＵＴ１の立ち上がりと立下りは、第１テラヘルツ光源１１１の発光のオン／オフに連動している。制御信号ＳｙｎｃがＨレベルのときは、第１テラヘルツ光源１１１が発光するので、出力波形ＡＯＵＴ１が立ち上がり、テラヘルツ波の強度に応じたレベルまで電圧が増加する。制御信号ＳｙｎｃがＬレベルのときは、第１テラヘルツ光源１１１の発光がオフするので、出力波形ＡＯＵＴ１が立ち下がり、テラヘルツ波がオフの出力レベルまで電圧が低下する。

蓄積電圧ΔＶ１’は、第１テラヘルツ波検出装置１１２の信号蓄積部３０４における蓄積容量Ｃｏについて１回の蓄積動作によって変化する電圧を示している。出力波形ＰＯＵＴ１は、第１テラヘルツ波検出装置１１２の積分動作によって蓄積される信号蓄積部３０４における蓄積容量Ｃｏの電圧を示している。

制御信号Ｓｙｎｃと制御信号ＳＰＣＬＫ１は同じ第１の周期Ｔ１で同期しているため、制御信号ＳＰＣＬＫ１の立ち上がり時（図５の第１タイミングＴｍ１）における出力波形ＡＯＵＴ１の電圧（前述の第１電圧信号に対応）はどの周期でも同一値となる。同様に、制御信号ＳＰＣＬＫ１の立ち下がり時（図５の第２タイミングＴｍ２）における出力波形ＡＯＵＴ１の電圧（前述の第２電圧信号に対応）はどの周期でも同一値となる。したがって、すべての蓄積動作において２つの電圧の差分電圧信号は同一値ΔＶ１１となるので、蓄積電圧ΔＶ１’は一定電圧ΔＶ１１’となる。

図８において出力波形ＡＯＵＴ１に記載された矢印の始点の電圧は前述の第１電圧信号を示しており、矢印の終点の電圧は前述の第２電圧信号を示している。矢印の長さが２つの電圧の差分電圧信号の大きさを示しており、すべての蓄積動作において同一の長さである。

よって、出力波形ＰＯＵＴ１は、積分動作によって蓄積動作が繰り返される毎に一定の電圧が増加している。

制御信号ＳＰＣＬＫ２は、第２テラヘルツ波検出装置１２２の画素回路におけるスイッチＳＷｉのオン／オフを制御する制御信号であり、制御信号Ｓｙｎｃと異なる第２の周期Ｔ２でＨレベルとＬレベルが繰り返される。図８に示した本実施形態では、第１の周期Ｔ１よりも第２の周期Ｔ２の方が小さい場合について説明するが、逆に第１の周期よりＴ１も第２の周期Ｔ２の方が大きい場合でも同様の効果が得られる。

図８を用いた説明は実施形態の一例であり、制御信号ＳＰＣＬＫ１の１２周期分と制御信号ＳＰＣＬＫ２の１３周期分が同一の期間となっている。本開示において、第１の周期Ｔ１と第２の周期Ｔ２の最小公倍数の長さの周期を、キャンセル周期と定義とする。本実施形態において、制御信号ＳＰＣＬＫ１の周期は制御信号ＳＰＣＬＫ２の周期と異なっていればよい。より好適には、制御信号ＳＰＣＬＫ１の周期が制御信号ＳＰＣＬＫ２の周期の整数倍以外であり、制御信号ＳＰＣＬＫ２の周期が制御信号ＳＰＣＬＫ１の周期の整数倍以外であればよい。

出力波形ＡＯＵＴ２は、第２テラヘルツ波検出装置１２２の画素回路の信号増幅部３０３の出力波形である。第２テラヘルツ波検出装置１２２にも第１テラヘルツ光源１１１から発光したテラヘルツ波が照射されるため、出力波形ＡＯＵＴ２は出力波形ＡＯＵＴ１と同様であり、第１テラヘルツ光源１１１の発光のオン／オフに連動している。制御信号ＳｙｎｃがＨレベルのときは、第１テラヘルツ光源１１１が発光するので、出力波形ＡＯＵＴ２が立ち上がり、テラヘルツ波の強度に応じたレベルまで電圧が増加する。制御信号ＳｙｎｃがＬレベルのときは、第１テラヘルツ光源１１１の発光がオフするので、出力波形ＡＯＵＴ２が立ち下がり、テラヘルツ波がオフの出力レベルまで電圧が低下する。

蓄積電圧ΔＶ２’は、第２テラヘルツ波検出装置１２２の信号蓄積部３０４における蓄積容量Ｃｏについて１回の蓄積動作によって変化する電圧を示している。出力波形ＰＯＵＴ２は、第２テラヘルツ波検出装置１２２の積分動作によって蓄積される信号蓄積部３０４における蓄積容量Ｃｏの電圧を示している。

制御信号Ｓｙｎｃと制御信号ＳＰＣＬＫ２は異なる周期であるため、蓄積動作ごとに出力波形ＡＯＵＴ２の差分電圧信号は変化する。すなわち、制御信号ＳＰＣＬＫ２の立ち上がり時（図５の第１タイミングＴｍ１）における出力波形ＡＯＵＴ２の電圧（前述の第１電圧信号に対応）は周期ごとに異なる値となる。同様に、制御信号ＳＰＣＬＫ２の立ち下がり時（図５の第２タイミングＴｍ２）における出力波形ＡＯＵＴ２の電圧（前述の第２電圧信号に対応）も周期ごとに異なる値となる。２つの電圧の差分電圧信号は変化するので、蓄積電圧ΔＶ２’は、蓄積動作毎に電圧が変化する。

出力波形ＡＯＵＴ１の矢印と同様に、図８において出力波形ＡＯＵＴ２に記載された矢印の始点の電圧は前述の第１電圧信号を示しており、矢印の終点の電圧は前述の第２電圧信号を示している。矢印の長さが２つの電圧の差分電圧信号の大きさを示しており、蓄積動作毎に長さが変化している。また矢印の方向が差分電圧の正負を示している。

時刻ｔ０は、制御信号ＳＰＣＬＫ１の立下りと制御信号ＳＰＣＬＫ２の立下りが同一タイミングであり、キャンセル周期の開始時刻とする。

時刻ｔ０から数えて制御信号ＳＰＣＬＫ２の１つ目の立ち上がりタイミングが時刻ｔ１であり、１つ目の立ち下がりタイミングが時刻ｔ２である。時刻ｔ０から数えて制御信号ＳＰＣＬＫ２の２つ目の立ち上がりタイミングが時刻ｔ３であり、２つ目の立ち下がりタイミングが時刻ｔ３である。

図５の第１タイミングＴｍ１に対応する時刻ｔ３における出力波形ＡＯＵＴ２の電圧は時刻ｔ１より増加し、図５の第２タイミングＴｍ２に対応する時刻ｔ４における出力波形ＡＯＵＴ２の電圧は時刻ｔ２よりも減少している。よって、時刻ｔ１と時刻ｔ２における出力波形ＡＯＵＴ２の差分電圧信号ΔＶ２１より時刻ｔ３と時刻ｔ４における出力波形ＡＯＵＴ２の差分信号ΔＶ２２の方が小さくなる。したがって、蓄積電圧ΔＶ２’は減少する。

図８において、差分電圧信号ΔＶ２１に対応する蓄積電圧がΔＶ２１’、差分電圧信号ΔＶ２２に対応する蓄積電圧がΔＶ２２’であり、蓄積電圧ΔＶ２１’より蓄積電圧ΔＶ２２’が小さい。

そして、制御信号ＳＰＣＬＫ２が立ち上がりと立下りを繰り返すにつれて、第１タイミングＴｍ１における出力波形ＡＯＵＴ２の電圧は増加し、第２タイミングＴｍ２おける出力波形ＡＯＵＴ２の電圧は減少するので差分電圧信号は減少する。差分電圧信号の減少は、図中においてΔＶ２２を示す矢印の長さがΔＶ２１を示す矢印の長さよりも短くなっていることにより示されている。このように差分電圧信号の減少に伴って、蓄積動作毎に蓄積電圧ΔＶ２’は減少する。

また、時刻ｔ５（図５の第１タイミングＴｍ１）における出力波形ＡＯＵＴ２の電圧よりも時刻ｔ６（図５の第２タイミングＴｍ２）における出力波形ＡＯＵＴ２の電圧が小さくなり、差分電圧信号ΔＶ２３は負となるので、蓄積電圧ΔＶ２’は負となる。このとき、前の蓄積動作とは矢印の方向が反対になり、差分電圧が正から負になることを示している。

図８において、差分電圧信号ΔＶ２３に対応する蓄積電圧がΔＶ２３’であり、蓄積電圧ΔＶ２３’は負である。

それから、制御信号ＳＰＣＬＫ２は立ち上がりと立下りを繰り返して、第１タイミングＴｍ１に対応する時刻ｔ７における出力波形ＡＯＵＴ２の電圧は前の蓄積動作よりも減少
する。一方、第２タイミングＴｍ２に対応する時刻ｔ８における出力波形ＡＯＵＴ２の電圧は前の蓄積動作よりも増加する。よって、差分電圧信号は増加傾向に転じ、蓄積電圧ΔＶ２’は増加する。図中では、差分電圧が増加したことは、負の差分電圧を示す矢印の長さが短くなったことにより示されている。

そして、制御信号ＳＰＣＬＫ２の立ち上がりと立下りを繰り返すにつれて、第１タイミングＴｍ１における出力波形ＡＯＵＴ２の電圧は減少し、第２タイミングＴｍ２おける出力波形ＡＯＵＴ２の電圧は増加して、差分電圧信号は増加する。負を示す矢印の長さが短くなっている。したがって、蓄積動作毎に蓄積電圧ΔＶ２’は増加する。

第１タイミングＴｍ１に対応する時刻ｔ９における出力波形ＡＯＵＴ２の電圧よりも第２タイミングＴｍ２である時刻ｔ１０における出力波形ＡＯＵＴ２の電圧が大きくなって差分電圧信号ΔＶ２４は正となるので、蓄積電圧ΔＶ２’は再び正となる。このとき、前の蓄積動作とは矢印の方向が反対になり、差分電圧が負から正になることを示している。

図８において、差分電圧信号ΔＶ２４に対応する蓄積電圧がΔＶ２４’であり、蓄積電圧ΔＶ２４’は正である。

このような動作によって、蓄積電圧ΔＶ２’は正の電圧となる期間と負の電圧となる期間を有し、出力波形ＰＯＵＴ２が示すように、積分動作によって蓄積電圧ΔＶ２’をキャンセル周期で積分するとゼロになる。（時刻ｔ０においてゼロであり、時刻ｔ１０でも再びゼロとなっている。）よって、第２テラヘルツ波検出装置１２２が検出する第１テラヘルツ光源１１１からのテラヘルツ波による出力をゼロにキャンセルできる。

テラヘルツ波検出装置から不要なテラヘルツ波による出力をキャンセルして検出データを取得するには、キャンセル周期は、図６で示した１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）もしくは１ライン走査期間（１Ｈ）に少なくとも１回あることが好ましい。あるいは、１フレーム期間がキャンセル周期の整数倍の期間になっていること、もしくは１ライン走査期間がキャンセル周期の整数倍の期間になっていることが好ましい。

以上の説明の通り、第１の周期Ｔ１のオン／オフパターンで発光している第１テラヘルツ光源１１１のテラヘルツ波は、第１の周期Ｔ１で蓄積動作を行う第１テラヘルツ波検出装置１１２では出力が得られる。一方で、第２の周期Ｔ２で蓄積動作を行っている第２テラヘルツ波検出装置１２２では、第１テラヘルツ光源１１１のテラヘルツ波は出力が得られない。

また、第２テラヘルツ波検出装置１２２と同期して第２テラヘルツ光源１２１も発光しており、第２の周期Ｔ２で発光のオン／オフが繰り返される。第２テラヘルツ光源１２１の光が第１テラヘルツ波検出装置１１２に同時に入射しても、発光と蓄積動作が同期していないので、第１テラヘルツ波検出装置１１２では第２テラヘルツ光源１２１の光による出力はゼロにキャンセルされる。

さらに、テラヘルツ光源とテラヘルツ波検出装置のセットの数がいくつであっても、同一セット内の発光のオン／オフの周期と蓄積動作の周期が同期しており、セット間での周期が異なっていれば上記の効果が得られる。テラヘルツ光源が発光するオン／オフパターンと同期して蓄積動作を行うテラヘルツ波検出装置でないとテラヘルツ光は検出されない。したがって、不要なテラヘルツ光源の発光するオン／オフパターンと同期しないようにテラヘルツ波検出装置の蓄積動作を行うことで、不要とするテラヘルツ光の影響を排除できる。よって、検出を要するテラヘルツ波と不要なテラヘルツ波が混在していてもテラヘルツ波検出装置は不要なテラヘルツ波の出力を除去できる。

なお、上記の説明では、制御信号ＳＰＣＬＫ１，ＳＰＣＫＬ２がともにデューティ比５０％である例を用いて説明しているが、デューティ比は５０％以外であってもよく、また、２つの制御信号のデューティ比が異なっていても同様の効果が得られる。このことは、テラヘルツ光源のオン／オフと蓄積動作が非同期であれば、１つのキャンセル周期において、第１電圧信号の合計と第２電圧信号の合計が略等しくなることから理解可能である。さらには、一定の周期のオン／オフパターンの場合に限られず、ランダムなオン／オフパターンでも同様の効果が得られる。このように、テラヘルツ光源の発光のオン／オフとテラヘルツ波検出装置の蓄積動作が同期すれば出力が得られ、非同期であれば出力をキャンセルすることができる。

〔セットを変更する動作モード〕
図１に示した本実施形態では、第１テラヘルツ光源１１１と第１テラヘルツ波検出装置１１２が第１のセットになっており、第２テラヘルツ光源１２１と第２テラヘルツ波検出装置１２２が第２のセットになっている。しかしながら、セットを構成するテラヘルツ光源およびテラヘルツ波検出器の組み合わせは容易に変えることができる。例えば、第１テラヘルツ光源１１１と第２テラヘルツ光源１２１が、第１周期Ｔ１のオン／オフパターンで発光する発光動作と、第２周期Ｔ２のオン／オフパターンで発光する発光動作を切り替え可能に構成されてよい。また、第１テラヘルツ波検出装置１１２および第２テラヘルツ波検出装置１２２が、第１周期Ｔ１のオン／オフパターンと同期した検出動作と、第２周期Ｔ２のオン／オフパターンと同期した検出動作とを切り替え可能に構成されてよい。また、１つのテラヘルツ光源またはテラヘルツ波検出器が異なる２つ以上のセットに含まれてもよい。

例えば、第１テラヘルツ光源１１１と第２テラヘルツ波検出装置１２２をセットとし、第２テラヘルツ光源１２１と第１テラヘルツ波検出装置１１２がセットとした動作モードへ容易に変更できる。他にも、第１テラヘルツ光源１１１と第１テラヘルツ波検出装置１１２がセットで、同時に第１テラヘルツ光源１１１と第２テラヘルツ波検出装置１２２がセットになる動作モードへも変更できる。また、第１テラヘルツ光源１１１と第１テラヘルツ波検出装置１１２がセットで、第２テラヘルツ光源１２１と第１テラヘルツ波検出装置１１２がセットになる動作モードへも変更できる。

このように、複数のテラヘルツ光源と複数のテラヘルツ波検出装置からセットを作る場合、組み合わせるテラヘルツ光源とテラヘルツ波検出装置は任意に選択することが可能である。また、そのセットを変更は、テラヘルツ光源が発光するオン／オフパターンの変更と、そのオン／オフパターンに対するテラヘルツ波検出装置の蓄積動作の同期／非同期の切り替えによって容易に可能である。上述したようにテラヘルツ光源が発光するオン／オフパターンは制御信号Ｓｙｎｃによって変更可能であり、テラヘルツ光源の蓄積動作（検出動作）は制御信号ＳＰＣＬＫによって変更可能である。

また、テラヘルツ光源とテラヘルツ波検出装置は必ずしも１対１のセットにする必要はなく、１つのテラヘルツ光源に対して複数のテラヘルツ波検出装置をセットにしても良く、複数のテラヘルツ光源に対して１つのテラヘルツ波検出装置をセットにしても良い。

〔駆動方法のバリエーション〕
次に、図９～図１５を用いて、本実施形態に係るテラヘルツ波検出装置の駆動方法のバリエーションについて説明する。

以下の説明において、１ライン走査期間（１Ｈ）としては、１０μｓ～３００μｓが好適な範囲である。１ライン走査期間（１Ｈ）が短いと、フレームレートを上げることがで
きるので検出時間の短縮や検出データを画像として表示する際の動画性能の向上に寄与する。一方、１ライン走査期間（１Ｈ）を長く確保すると、蓄積回数増加することができるのでＳ／Ｎを向上できる。より好適な範囲としては、３０μｓ～１２０μｓである。

また、第１テラヘルツ波検出装置１１２の蓄積動作の周期（第１の周期Ｔ１）や第２テラヘルツ波検出装置１２２の蓄積動作の周期（第２の周期Ｔ２）は、０．１μｓ～４μｓが好適な範囲である。周期が短いと、蓄積回数を増加させてノイズを低減できるのでＳ／Ｎを向上できる。一方、周期を長く確保すると、回路動作の時間を確保できるので動作不良を抑制できる。より好適な範囲としては、１．５μｓ～２．５μｓである。

また、第１の周期Ｔ１と第２の周期Ｔ２は、前述したように一方の周期が他方の整数倍以外であればよいが、第１の周期Ｔ１と第２の周期Ｔ２の差が１％～１０％の場合、蓄積回数による出力差を低減できるので好適である。

〔第１の駆動方法〕
図９を用いて本実施形態における第１の駆動方法を説明する。図９は、図８で説明した制御信号ＳＰＣＬＫ１、制御信号ＳＰＣＬＫ２における１フレーム期間の波形を示している。

第１テラヘルツ波検出装置１１２も第２テラヘルツ波検出装置１２２も共に、１ライン走査期間（１Ｈ）及び１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）の長さが同一であり、１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）を１ライン走査期間（１Ｈ）のＡ個分で構成されている。第１テラヘルツ波検出装置１１２は、読み出し動作を含まない１ライン走査期間において、制御信号ＳＰＣＬＫ１はＨレベルとＬレベルが第１の周期Ｔ１で繰り返される。第２テラヘルツ波検出装置１２２は、読み出し動作を含まない１ライン走査期間において、制御信号ＳＰＣＬＫ１はＨレベルとＬレベルが第２の周期Ｔ２で繰り返される。

第１の周期Ｔ１のＭ倍（Ｍは整数）が１ライン走査期間（１Ｈ）であり、第２の周期Ｔ２のＮ倍（Ｎは整数）が１ライン走査期間（１Ｈ）であり、１ライン走査期間（１Ｈ）がキャンセル周期となっている。不要とするテラヘルツ光の影響を排除するには、キャンセル周期は少なくとも１フレーム期間に１回があればよい。

１フレーム期間、あるいは１ライン走査期間（１Ｈ）が同一タイミングで開始するように同期させることが好ましい。これにより、画素回路における増幅回路のリセットや読み出し動作を同一タイミングで実施できるので不要なテラヘルツ波を安定にキャンセルでき、検出データの変動を抑制できる。同期させるには、図３を用いて説明したタイミングジェネレータ（Ｔ／Ｇ）２０６へ入力する同期信号によってタイミングを制御すればよい。

〔第２の駆動方法〕
図１０を用いて本実施形態における第２の駆動方法を説明する。図１０は、第１の駆動方法の変形例であり、図９と異なる点は、１ライン走査期間（１Ｈ）毎にブランキング期間Ｔｈｂｌを有することである。

第１テラヘルツ波検出装置１１２も第２テラヘルツ波検出装置１２２も共に、１ライン走査期間（１Ｈ）の長さが同一である。１ライン走査期間（１Ｈ）は、第１の周期Ｔ１のＭ倍（Ｍは整数）とブランキング期間Ｔｈｂｌの和と等しく、また、第２の周期Ｔ２のＮ倍（Ｎは整数）とブランキング期間Ｔｈｂｌの和とも等しい。ブランキング期間Ｔｈｂｌでは、ＳＰＣＬＫ１、ＳＰＣＬＫ２はＨレベルでもＬレベルでもいずれでも良いが、テラヘルツ光源の発光をオフにしておけば、テラヘルツ光源の消費電力や劣化を抑制できる。

本実施形態のように、テラヘルツ光源のオン／オフパターンやテラヘルツ波検出装置の制御信号ＳＰＣＬＫのオン／オフパターンは、一定の周期のオン／オフパターンに限られず、ブランキング期間Ｔｈｂｌのような一定期間状態が変わらない期間があってもよい。

ブランキング期間Ｔｈｂｌは、前述したテラヘルツ光源とテラヘルツ波検出装置のセットを変更する動作モードの切り替えなどの制御動作期間に用いることができる。また、ブランキング期間Ｔｈｂｌの長さを調整して１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）を適宜調整することができる。また、ブランキング期間Ｔｈｂｌ中に画素データの演算処理等をすることができる。

〔第３の駆動方法〕
図１１を用いて本実施形態における第３の駆動方法を説明する。図１１は、第１の駆動方法の変形例であり、図９と異なる点は、第２テラヘルツ波検出装置１２２の１フレーム期間を１ライン走査期間（１Ｈ）のＢ（≠Ａ）個分で構成されていることである。

第１テラヘルツ波検出装置１１２も第２テラヘルツ波検出装置１２２も共に、１ライン走査期間（１Ｈ）の長さが同一である。ここで、第１の周期Ｔ１が第２の周期Ｔ２より大きい場合、周期の数が蓄積回数に相当するため１ライン走査期間（１Ｈ）における蓄積回数は第１テラヘルツ波検出装置１２２の方が少なくなる。よって、第１テラヘルツ波検出装置１２２の１ライン走査期間の個数を多くする（Ｂ＜Ａとする）ことで、第１テラヘルツ波検出装置１１２と第２テラヘルツ波検出装置１２２の蓄積回数の差を小さくして出力差を縮小できる。

１ライン走査期間（１Ｈ）が同一タイミングで開始するように同期させることで、画素回路における増幅回路のリセットや読み出し動作を同一タイミングで実施できるので不要なテラヘルツ波を安定にキャンセルでき、検出データの変動を抑制できる。

〔第４の駆動方法〕
図１２を用いて本実施形態における第４の駆動方法を説明する。図１２は、第３の駆動方法の変形例であり、図１１と異なる点は、１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）毎にブランキング期間Ｔｖｂｌ１、Ｔｖｂｌ２を有することである。

第１テラヘルツ波検出装置１１２は、１フレーム期間にブランキング期間Ｔｖｂｌ１を有しており、１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）は１ライン走査期間（１Ｈ）のＡ個分とブランキング期間Ｔｖｂｌ１の和となる。

第２テラヘルツ波検出装置１２２は、１フレーム期間にブランキング期間Ｔｖｂｌ２を有しており、１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）は１ライン走査期間（１Ｈ）のＢ個分とブランキング期間Ｔｖｂｌ２の和となる。

１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）毎にブランキング期間Ｔｖｂｌ１、Ｔｖｂｌ２を設けることで、１ライン走査期間（１Ｈ）の個数が異なる場合でも、第１テラヘルツ波検出装置１１２と第２テラヘルツ波検出装置１２２の１フレーム期間を同一にできる。例えば、１ライン走査期間（１Ｈ）の個数がＢ＜Ａである場合、ブランキング期間をＴｖｂｌ１＜Ｔｖｂｌ２とすることで１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）の長さを同一にできる。この場合、ブランキング期間Ｔｖｂｌ１はゼロでもよい。

このような駆動によれば、１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）の長さが同一で、かつ１フレーム期間における蓄積回数の差を小さくして出力差を縮小できる。

ブランキング期間Ｔｖｂｌ１、Ｔｖｂｌ２では、ＳＰＣＬＫ１、ＳＰＣＬＫ２はＨレベルでもＬレベルでもいずれでも良いが、テラヘルツ光源の発光をオフにしておけば、テラヘルツ光源の消費電力や劣化を抑制できる。

本実施形態のように、テラヘルツ光源のオン／オフパターンやテラヘルツ波検出装置の制御信号ＳＰＣＬＫのオン／オフパターンは、一定の周期のオン／オフパターンに限られない。これらのオン／オフパターンには、ブランキング期間Ｔｖｂｌ１、Ｔｖｂｌ２のような一定期間状態が変わらない期間があってもよい。

ブランキング期間Ｔｖｂｌ１、Ｔｖｂｌ２は、前述したテラヘルツ光源とテラヘルツ波検出装置のセットを変更する動作モードの切り替えなどの制御動作期間に用いることができる。また、ブランキング期間Ｔｖｂｌ１、Ｔｖｂｌ２中に画素データの演算処理等をすることができる。

また、ブランキング期間は１ライン走査期間（１Ｈ）の整数倍であるとシステム構築が容易になる。

１フレーム期間、あるいは１ライン走査期間（１Ｈ）が同一タイミングで開始するように同期させることが好ましい。これにより、画素回路における増幅回路のリセットや読み出し動作を同一タイミングで実施できるので不要なテラヘルツ波を安定にキャンセルでき、検出データの変動を抑制できる。

〔第５の駆動方法〕
図１３を用いて本実施形態における第５の駆動方法を説明する。図１３は、第１の駆動方法の変形例であり、図９と異なる点は、第１テラヘルツ波検出装置１１２と第２テラヘルツ波検出装置１２２は、１ライン走査期間（１Ｈ）の長さも１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）の長さも異なっている。

第１テラヘルツ波検出装置１１２は、１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）を１ライン走査期間（１Ｈ）のＡ個分で構成され、読み出し動作を含まない１ライン走査期間において、制御信号ＳＰＣＬＫ１はＨレベルとＬレベルが第１の周期Ｔ１で繰り返される。１ライン走査期間（１Ｈ）における第１の周期Ｔ１のオン／オフパターン数はＭ個（Ｍは整数）であり、１ライン走査期間（１Ｈ）における蓄積回数はＭ回である。

第２テラヘルツ波検出装置１２２は、１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）を１ライン走査期間（１Ｈ）のＢ個分で構成され、読み出し動作を含まない１ライン走査期間において、制御信号ＳＰＣＬＫ１はＨレベルとＬレベルが第２の周期Ｔ２で繰り返される。１ライン走査期間（１Ｈ）における第２の周期Ｔ２のオン／オフパターン数はＮ個（Ｎは整数）であり、１ライン走査期間（１Ｈ）における蓄積回数はＮ回である。

第１テラヘルツ波検出装置１１２における１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）の蓄積回数は、読み出し動作のある１ライン走査期間（１Ｈ）を引いて、（Ａ－１）×Ｍで示される。第２テラヘルツ波検出装置１２２における１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）の蓄積回数は、読み出し動作のある１ライン走査期間（１Ｈ）を引いて、（Ｂ－１）×Ｎで示される。

以下の式１を満たすように駆動すると、１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）の蓄積回数が等しくなるので、第１テラヘルツ波検出装置１１２と第２テラヘルツ波検出装置１２２の出力が同等にできる。例えば、Ａ＝Ｂ、Ｍ＝Ｎであれば、容易に１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）の蓄積回数が等しくなる。
式１：（Ａ－１）×Ｍ＝（Ｂ－１）×Ｎ

また、少なくとも以下の式２または式３を満たせば、そうでない場合と比較して１フレーム期間における蓄積回数の差を小さくして出力差を縮小できる。
式２：Ａ＜Ｂ，Ｍ＞Ｎ
式３：Ａ＞Ｂ，Ｍ＜Ｎ

第２の駆動方法や第４の駆動方法として説明したように、１ライン走査期間（１Ｈ）毎や１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）毎にブランキング期間を有してもよい。ブランキング期間の長さを調整することによって、１ライン走査期間（１Ｈ）の蓄積回数が異なる場合（Ｍ≠Ｎの場合）や１ライン走査期間（１Ｈ）の個数が異なる場合（Ａ≠Ｂの場合）でも、第１テラヘルツ波検出装置１１２と第２テラヘルツ波検出装置１２２の１ライン走査期間（１Ｈ）の長さ、あるいは１フレーム期間（１Ｆｒａｍｅ）の長さを同一にできる。この場合、１フレーム期間、あるいは１ライン走査期間（１Ｈ）が同一タイミングで開始するように同期させることができる。よって、画素回路における増幅回路のリセットや読み出し動作を同一タイミングで実施できるので不要なテラヘルツ波を安定にキャンセルでき、検出データの変動を抑制できる。

１１１ 第１テラヘルツ光源
１１２ 第１テラヘルツ波検出装置
１２１ 第２テラヘルツ光源
１２２ 第２テラヘルツ波検出装置
１３１ 第３テラヘルツ光源
１３２ 第３テラヘルツ波検出装置

Claims (20)

1. 複数のテラヘルツ光源と、
   テラヘルツ波を検出する複数のテラヘルツ波検出装置と、
   を含む検出システムであって
   前記複数のテラヘルツ光源の一つは、第１のオン／オフパターンでテラヘルツ波を出力する第１テラヘルツ光源であり、
   前記複数のテラヘルツ光源の他の一つは、前記第１のオン／オフパターンとは異なる第２のオン／オフパターンでテラヘルツ波を出力する第２テラヘルツ光源である、
   ことを特徴とする検出システム。
2. 前記複数のテラヘルツ波検出装置の一つは、前記第１のオン／オフパターンに同期してテラヘルツ波を検出する第１テラヘルツ波検出装置であり、
   前記複数のテラヘルツ波検出装置の他の一つは、前記第２のオン／オフパターンに同期してテラヘルツ波を検出する第２テラヘルツ波検出装置である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
3. 前記複数のテラヘルツ波検出装置の一つは、前記第１のオン／オフパターンに同期してテラヘルツ波を検出する動作と、前記第２のオン／オフパターンに同期してテラヘルツ波を検出する動作とを切り替え可能である、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の検出システム。
4. 前記第１のオン／オフパターンは第１の周期のオン／オフパターンを含み、
   前記第２のオン／オフパターンは第２の周期のオン／オフパターンを含み、
   前記第１の周期は前記第２の周期の整数倍以外であり、前記第２の周期は前記第１の周期の整数倍以外である、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の検出システム。
5. 前記複数のテラヘルツ波検出装置は、
   第１期間に生成された第１電圧信号を保持する第１動作と、
   第２期間に生成された第２電圧信号を生成し、かつ前記第１電圧信号と前記第２電圧信号の差分電圧信号から決まる蓄積電圧を蓄積する第２動作と、を行う、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の検出システム。
6. 前記複数のテラヘルツ波検出装置の一つについて、前記第１期間は前記第１テラヘルツ光源の発光がオフの期間であり、前記第２期間は前記第１テラヘルツ光源が発光している期間であり、
   前記複数のテラヘルツ波検出装置の他の一つについて、前記第１期間は前記第２テラヘルツ光源の発光がオフの期間であり、前記第２期間は前記第２テラヘルツ光源が発光している期間である、
   ことを特徴とする請求項５に記載の検出システム。
7. 前記複数のテラヘルツ波検出装置は、前記第１動作と前記第２動作が繰り返すことによって、前記蓄積電圧を繰り返し蓄積して積分動作を行う、
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の検出システム。
8. 前記複数のテラヘルツ波検出装置は、
   テラヘルツ波検出部と信号増幅部と信号蓄積部を備え、
   前記テラヘルツ波検出部が生成した信号を前記信号増幅部が増幅して前記第１電圧信号と前記第２電圧信号を生成し、
   前記信号蓄積部が前記蓄積電圧を蓄積する、
   ことを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の検出システム。
9. 前記信号蓄積部は、クランプ容量と蓄積容量を備え、
   前記クランプ容量の一端に前記第１電圧信号もしくは前記第２電圧信号が印加され、
   前記第１動作では、前記クランプ容量の他端を一定電圧に固定し、
   前記第２動作では、前記クランプ容量の他端を前記蓄積容量に接続する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の検出システム。
10. 前記テラヘルツ波検出部はアンテナとダイオードを含む、
    ことを特徴とする請求項８または９に記載の検出システム。
11. 前記複数のテラヘルツ波検出装置は、前記第１動作を行う間に前記信号増幅部をリセットする、
    ことを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の検出システム。
12. 前記複数のテラヘルツ波検出装置において、前記テラヘルツ波検出部、前記信号増幅部、および前記信号蓄積部を少なくとも有する画素が行列状に複数配置されており、行毎に画素の出力信号を読み出す、
    ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の検出システム。
13. 前記第１テラヘルツ光源の前記第１のオン／オフパターンに同期してテラヘルツ波を検出する第１テラヘルツ波検出装置の１ライン走査期間の長さと、前記第２テラヘルツ光源の前記第２のオン／オフパターンに同期してテラヘルツ波を検出する第２テラヘルツ波検出装置の１ライン走査期間の長さが、同一である、
    請求項１２に記載の検出システム。
14. 前記第１テラヘルツ波検出装置と前記第２テラヘルツ波検出装置の１フレーム期間における１ライン走査期間の個数が同一である、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の検出システム。
15. 前記第１テラヘルツ波検出装置と前記第２テラヘルツ波検出装置の１フレーム期間における１ライン走査期間の個数が異なり、１ライン走査期間における蓄積回数が少ない方が１フレーム期間における１ライン走査期間の個数が多い、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の検出システム。
16. 前記第１テラヘルツ波検出装置と前記第２テラヘルツ波検出装置において１ライン走査期間が同期して開始される、
    ことを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載の検出システム。
17. 前記第１テラヘルツ波検出装置と前記第２テラヘルツ波検出装置において１フレーム期間が同期して開始される、
    ことを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項に記載の検出システム。
18. ブランキング期間を１ライン走査期間あるいは１フレーム期間に有する、
    ことを特徴とする請求項１３から１７のいずれか１項に記載の検出システム。
19. 前記第１テラヘルツ光源の前記第１のオン／オフパターンに同期してテラヘルツ波を検出する第１テラヘルツ波検出装置の１ライン走査期間の長さと、前記第２テラヘルツ光源の前記第２のオン／オフパターンに同期してテラヘルツ波を検出する第２テラヘルツ波検
    出装置の１ライン走査期間の長さが、異なり、
    以下の式１、式２、式３の少なくともいずれかを満たす、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の検出システム。
    式１：（Ａ－１）×Ｍ＝（Ｂ－１）×Ｎ
    式２：Ａ＜Ｂ，Ｍ＞Ｎ
    式３：Ａ＞Ｂ，Ｍ＜Ｎ
    Ａ：前記第１テラヘルツ波検出装置の１フレーム期間における１ライン走査期間の数、
    Ｂ：前記第２テラヘルツ波検出装置の１フレーム期間における１ライン走査期間の数、
    Ｍ：前記第１テラヘルツ波検出装置の１ライン走査期間における第１の周期のオン／オフパターンの数、
    Ｎ：前記第２テラヘルツ波検出装置の１ライン走査期間における第２の周期のオン／オフパターンの数。
20. 複数のテラヘルツ光源と、
    テラヘルツ波を検出する複数のテラヘルツ波検出装置と、
    を備える画像形成装置であって
    前記複数のテラヘルツ光源の一つは、第１のオン／オフパターンでテラヘルツ波を出力する第１テラヘルツ光源であり、
    前記複数のテラヘルツ光源の他の一つは、前記第１のオン／オフパターンとは異なる第２のオン／オフパターンでテラヘルツ波を出力する第２テラヘルツ光源であり、
    前記複数のテラヘルツ波検出装置のそれぞれは、テラヘルツ波検出部、信号増幅部、および信号蓄積部を少なくとも有する画素が行列状に複数配置されており、
    前記複数のテラヘルツ波検出装置の一つは、前記第１のオン／オフパターンに同期してテラヘルツ波を検出する第１テラヘルツ波検出装置であり、
    前記複数のテラヘルツ波検出装置の他の一つは、前記第２のオン／オフパターンに同期してテラヘルツ波を検出する第２テラヘルツ波検出装置である、
    ことを特徴とする画像形成装置。

Images