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
JP7746861B2 - 欠陥検出装置及び欠陥検出方法 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7746861B2 - 欠陥検出装置及び欠陥検出方法 - Google Patents

欠陥検出装置及び欠陥検出方法

Info

Publication number
JP7746861B2
JP7746861B2 JP2022009720A JP2022009720A JP7746861B2 JP 7746861 B2 JP7746861 B2 JP 7746861B2 JP 2022009720 A JP2022009720 A JP 2022009720A JP 2022009720 A JP2022009720 A JP 2022009720A JP 7746861 B2 JP7746861 B2 JP 7746861B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
inspected
unit
defect
size
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
JP2022009720A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023108546A5 (ja
JP2023108546A (ja
Inventor
貴秀 畠堀
健二 田窪
知貴 永島
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.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu 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
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2022009720A priority Critical patent/JP7746861B2/ja
Priority to CN202211481788.3A priority patent/CN116500034B/zh
Priority to US18/077,213 priority patent/US12099000B2/en
Publication of JP2023108546A publication Critical patent/JP2023108546A/ja
Publication of JP2023108546A5 publication Critical patent/JP2023108546A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7746861B2 publication Critical patent/JP7746861B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2418—Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
    • G01N19/08—Detecting presence of flaws or irregularities
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N2021/0106—General arrangement of respective parts
    • G01N2021/0112—Apparatus in one mechanical, optical or electronic block
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
    • G01N2021/1706—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids in solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8887—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/003—Generation of the force
    • G01N2203/005—Electromagnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/003—Generation of the force
    • G01N2203/0055—Generation of the force using mechanical waves, e.g. acoustic
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
    • G01N2203/0062—Crack or flaws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/0641—Indicating or recording means; Sensing means using optical, X-ray, ultraviolet, infrared or similar detectors
    • G01N2203/0647—Image analysis

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は、欠陥検出装置及び欠陥検出方法に関する。
従来より、スペックル干渉法又はスペックル・シェアリング干渉法を用いた欠陥検出方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。スペックル干渉法は、レーザ光源からのレーザ光を照明光と参照光に分岐させ、照明光を検査領域に照射し、照明光が検査領域内における被検査物体の表面の各点で反射した光と参照光による干渉パターンを得るものである。スペックル・シェアリング干渉法は、レーザ光源からのレーザ光を（参照光を分岐させることなく）検査領域に照射し、該検査領域内の被検査物体の表面において近接する2点から反射してくる光による干渉パターンを得るものである。特許文献１に記載の装置及び方法では、被検査物体に振動子を当接して該振動子を振動させることにより被検査物体に弾性波を連続的に励起しつつ、該弾性波と同期して繰り返し点灯するストロボ照明を用いて、該弾性波のある位相における各点の面外方向（面に垂直な方向）の変位（スペックル干渉法）又は近接2点間の面外方向の相対的変位（スペックル・シェアリング干渉法）を測定する。この操作を、正弦波状の弾性波の互いに異なる少なくとも3つの位相において行うことにより、弾性波の全振動状態を再現することができ、検査領域内の欠陥を精度良く検出することができる。
特許文献１に記載の装置及び方法では、弾性波の振幅が大きいほど各点の変位や近接2点間の相対的変位が大きくなる。そのため、被検査物体と振動子を合わせた測定系の共振周波数に近い周波数の振動を付与することが望ましい。しかしながら、ユーザがそのような共振周波数を事前に知ることは困難である。そこで特許文献２に記載の装置及び方法では、振動子の振動周波数を変化させながら振動子のインピーダンスを測定するという予備測定を行い、予備測定で得られたデータに基づいて、弾性波の振幅がピークとなる共振周波数を推奨周波数としてユーザに提示することが行われている。共振周波数は被検査物体の大きさや材料に依存し、振動周波数を変化させる範囲は装置に依存するが、多くの場合には当該範囲内の複数の周波数で測定系が共振し得る。そうすると、弾性波の振幅も複数の周波数でピークとなり、推奨周波数が複数提示される。
特開2017-219318号公報 国際公開WO2021/145034号
被検査物体に励起された弾性波の波長が長過ぎる（周波数が低過ぎる）と、欠陥を検出することができない場合がある。例えば、欠陥がクラックである場合には、弾性波の波長がクラックの長さの7倍を超えると、経験上、欠陥を的確に検出することができないとされている。また、被検査物体の表面に施された塗装膜の一部が剥離した場合、塗装膜も被検査物体の一部とみなすと、剥離した部分は被検査物体の欠陥とみなすことができる。このような塗装膜の剥離による欠陥は、弾性波の波長の1/2倍の長さが、塗装膜が剥離した領域の差渡しよりも長いときには的確に検出することができない。一方、一般的な振動子の特性上、弾性波の波長が短い（周波数が高い）ほど、被検査物体に付与することのできる弾性波の振幅は小さい。そのため、欠陥を的確に検出することができる範囲内で波長が長い（周波数が低い）方が望ましい。
以上のように、欠陥を的確に検出するためには被検査物体に付与する弾性波の周波数を適切に設定しなければならない。しかしながら、特許文献２に記載の装置及び方法では、提示される複数の推奨周波数は被検査物体の振動の振幅がピークとなる周波数であるに過ぎず、それらのうちどの周波数が欠陥検出に適切であるのかをユーザが判断することは困難である。
本発明が解決しようとする課題は、欠陥検出に適切な周波数を設定することができる欠陥検出装置及び方法を提供することである。
上記課題を解決するために成された本発明に係る欠陥検出装置は、
ユーザが入力した、被検査物体に生じると想定される欠陥の種類及び大きさの情報を受け付ける入力受付部と、
前記被検査物体に弾性波を励起するものであって該弾性波の周波数が可変である励振部と、
前記弾性波によって生じる前記被検査物体の表面の振動状態を光学的手段により計測する計測部と、
前記計測部で取得された振動状態から、前記被検査物体に励起された弾性波の波長を求める波長決定部と、
前記励振部が励起する弾性波の周波数を変化させることによって前記波長決定部が複数の周波数の各々について取得した波長、並びに前記入力受付部で受け付けた欠陥の種類及び大きさに基づいて、前記複数の周波数から適切な周波数を選択する周波数選択部と
を備える。
本発明に係る欠陥検出方法は、
被検査物体に弾性波を励起し、該弾性波の周波数を変化させつつ該弾性波によって生じる該被検査物体の表面の振動状態を光学的手段により計測することにより複数の周波数における該被検査物体の振動状態を取得する周波数別振動状態取得ステップと、
前記複数の周波数の各々について、前記周波数別振動状態取得ステップで取得された振動状態から前記被検査物体に励起された弾性波の波長を取得する周波数別波長取得ステップと、
前記複数の周波数の各々について取得された波長、並びに被検査物体に生じていると想定される欠陥の種類及び大きさに基づいて、前記複数の周波数から適切な周波数を選択する周波数選択ステップと
を有する。
本発明に係る欠陥検出装置及び方法によれば、励振部が励起する弾性波の周波数を変化させつつ前記波長決定部が複数の周波数について取得した波長と、被検査物体に生じると想定される欠陥の種類及び大きさに基づいて周波数を選択することにより、想定される欠陥の種類及び大きさに応じた、欠陥検出に適切な周波数を設定することができる。
ここで欠陥の種類には被検査物体に生じたクラックや塗装膜の剥離等が挙げられる。ユーザが入力する欠陥の大きさは、おおよその数値でよく、1つの数値を入力するようにしてもよいし、数値範囲を入力するようにしてもよい。欠陥の大きさとして1つの数値が入力された場合には、当該数値を含む所定の大きさを有する数値範囲に基づいて周波数の選択を行うことが望ましい。欠陥検出に適切な周波数は、例えば、想定される欠陥の大きさの範囲の上限値及び下限値にそれぞれ、想定される欠陥の種類によって定まる係数を乗じることによって周波数範囲を定め、測定された振幅がピークとなる複数の周波数の中から当該周波数範囲に含まれるものを選択することにより定めることができる。
本発明に係る欠陥検出装置の第１実施形態を示す概略構成図。 第１実施形態の欠陥検出装置の動作及び欠陥検出方法を示すフローチャート。 第１実施形態の欠陥検出装置において表示部に表示される設定画面の例を示す図。 第１実施形態の欠陥検出装置において、被検査物体の表面の変位を求める方法を説明するための図。 第１実施形態の欠陥検出装置において得られた、被検査物体の表面における振動の状態を表した画像の例を示す図。 本発明に係る欠陥検出装置の第２実施形態を示す概略構成図。 第２実施形態の欠陥検出装置において表示部に表示される設定画面の例を示す図。 第２実施形態の欠陥検出装置の動作及び欠陥検出方法を示すフローチャート。
図１～図８を用いて、本発明に係る欠陥検出装置及び方法の実施形態を説明する。
(1) 第１実施形態の欠陥検出装置の構成
第１実施形態の欠陥検出装置１０は、信号発生器１１、振動子１２、パルスレーザ光源１３、照明光レンズ１４、スペックル・シェアリング干渉計１５、測定制御部１６、記憶部１７、入力部１８及び表示部１９を備える。
信号発生器１１はケーブルで振動子１２に接続されており、交流電気信号を発生させて該振動子１２に送信する。この交流電気信号の周波数は可変であり、後述のように測定制御部１６により設定される。振動子１２は、被検査物体Ｓに接触させて用いられ、信号発生器１１から交流電気信号を受信して前記周波数を有する機械的振動に変換し、該機械的振動を被検査物体Ｓに付与する。これにより、被検査物体Ｓに前記周波数、すなわち測定制御部１６により設定された周波数を有する弾性波を励起する。これら信号発生器１１及び振動子１２は、前述の励振部に該当する。
信号発生器１１はまた、振動子１２と接続するケーブルとは別のケーブルでパルスレーザ光源１３にも接続されており、前記交流電気信号が所定の位相となるタイミングで該パルスレーザ光源１３にパルス状の電気信号（パルス信号）を送信する。前記所定の位相、及びそれにより定まる前記タイミングは、測定制御部１６により後述のように設定される。パルスレーザ光源１３は、信号発生器１１からパルス信号を受けたときに、パルスレーザ光を出力する光源である。照明光レンズ１４はパルスレーザ光源１３と被検査物体Ｓの間に配置されており、凹レンズから成る。照明光レンズ１４は、パルスレーザ光源１３からのパルスレーザ光を被検査物体Ｓの表面の測定領域の全体に拡げる役割を有する。これらパルスレーザ光源１３及び照明光レンズ１４は、被検査物体Ｓの表面の測定領域をストロボ照明するものであり、前述の計測部に含まれる。
スペックル・シェアリング干渉計１５は前記計測部に相当するものであって、ビームスプリッタ１５１と、第１反射鏡１５２１と、第２反射鏡１５２２と、位相シフタ１５３と、集光レンズ１５４と、イメージセンサ１５５とを有する。ビームスプリッタ１５１は、被検査物体Ｓの表面の測定領域で反射した照明光が入射する位置に配置されたハーフミラーである。第１反射鏡１５２１はビームスプリッタ１５１で反射される照明光の光路上に配置されており、第２反射鏡１５２２はビームスプリッタ１５１を透過する照明光の光路上に配置されている。位相シフタ１５３は、ビームスプリッタ１５１と第１反射鏡１５２１の間に配置されており、該位相シフタ１５３を通過する光の位相を変化（シフト）させるものである。イメージセンサ１５５は、ビームスプリッタ１５１で反射された後に第１反射鏡１５２１で反射されてビームスプリッタ１５１を透過する照明光、及びビームスプリッタ１５１を透過した後に第２反射鏡１５２２で反射されてビームスプリッタ１５１で反射される照明光の光路上に配置されている。集光レンズ１５４は、ビームスプリッタ１５１とイメージセンサ１５５の間に配置されている。
第１反射鏡１５２１は、その反射面がビームスプリッタ１５１の反射面に対して45°の角度になるように配置されている。それに対して第２反射鏡１５２２は、その反射面がビームスプリッタ１５１の反射面に対して45°からわずかに傾斜した角度になるように配置されている。これら第１反射鏡１５２１及び第２反射鏡１５２２の配置により、イメージセンサ１５５では、被検査物体Ｓの表面上のある点Ａ及び第１反射鏡１５２１で反射される照射光（図１中の一点鎖線）と、該表面上の点Ａからわずかにずれた位置にある点Ｂ及び第２反射鏡１５２２で反射される照射光（同・破線）は、イメージセンサ１５５の同じ位置に入射して干渉する。イメージセンサ１５５は検出素子を多数有しており、被検査物体Ｓの表面上の多数の点（前記の点Ａ）から第１反射鏡１５２１及び位相シフタ１５３を通してイメージセンサ１５５に入射する光を、それぞれ異なる検出素子で検出する。前記の点Ｂについても同様に、多数の点から第２反射鏡１５２２を通してイメージセンサ１５５に入射する光を、それぞれ異なる検出素子で検出する。
入力部１８は、キーボード、マウス、タッチパネル、あるいはそれらの組み合わせ、等の入力デバイスであり、被検査物体Ｓに生じると想定される欠陥の種類及び大きさ等の情報をユーザが入力するのに用いるものである。表示部１９は、前記情報を入力する欄を含む設定画面や、測定結果を示す画面等を表示するディスプレイである。
測定制御部１６は、入力受付部１６１と、周波数制御部１６２と、変位算出部１６３と、波長決定部１６４と、周波数選択部１６５と、表示処理部１６６とを備える。測定制御部１６は、ＣＰＵ等のハードウエア及び各操作を実行するソフトウエアにより具現化されている。以下、測定制御部１６が有する各部（機能ブロック）について説明する。
入力受付部１６１は、ユーザが入力部１８を用いて入力した欠陥の種類及び大きさ等の情報を受け付け、周波数選択部１６５に送信するものである。
周波数制御部１６２は、信号発生器１１が振動子１２に送信する交流電気信号の周波数、すなわち振動子１２により被検査物体Ｓに励起される弾性波の周波数を制御するものである。欠陥検出に適切な周波数を設定する操作を行う際には、操作中に所定の範囲内で交流電気信号の周波数を（これにより、被検査物体Ｓに励起される弾性波の周波数を）複数の数値に亘って変化させてゆく制御を行う。後述のように周波数選択部１６５で周波数が選択された後、欠陥検出のための測定を行う際には、交流電気信号の周波数を選択された値に設定する。
変位算出部１６３は、スペックル・シェアリング干渉を用いて、イメージセンサ１５５の各検出素子から得られる検出信号に基づいて被検査物体Ｓの表面上の各点における面外方向の変位を求める操作を行うものである。欠陥検出に適切な周波数を設定する操作を行う際には、周波数制御部１６２によって被検査物体Ｓに励起される弾性波の周波数を変化させてゆく間に得られる被検査物体Ｓの表面上の各点における面外方向の変位を、得られた周波数（時間）毎に取得する。欠陥検出のための測定を行う際には、周波数選択部１６５で選択された周波数で得られる被検査物体Ｓの表面上の各点における面外方向の変位を取得する。
波長決定部１６４は、欠陥検出に適切な周波数を設定する操作を行う際に周波数毎に変位算出部１６３で取得された被検査物体Ｓの表面上の各点における面外方向の変位に基づいて、被検査物体Ｓに励起された弾性波の波長を求めるものである。波長を求める方法は後述する。
周波数選択部１６５は、欠陥検出に適切な周波数を設定する操作を行う際に複数の周波数について波長決定部１６４で周波数毎に求められた弾性波の波長と、入力受付部１６１で受け付けられた、被検査物体Ｓに生じると想定される欠陥の種類及び大きさに基づいて、前記複数の周波数から適切な周波数を選択するものである。例えば、入力受付部１６１で受け付けられた欠陥の種類がクラックである場合には、波長決定部１６４で決定された波長が、入力受付部１６１で受け付けられた欠陥の大きさの7倍以下となる周波数を前記複数の周波数から選択する。欠陥の種類が塗装膜の剥離によるものである場合には、波長が欠陥の大きさの1/2倍以下となる周波数を前記複数の周波数から選択する。クラック、塗装膜の剥離のいずれの場合にも、選択された周波数が複数ある場合にはさらに、それらの周波数のうち変位算出部１６３で得られた測定点毎の変位に基づいて得られる振幅が最も大きいものを適切な周波数として選択するとよい。
表示処理部１６６は、欠陥の種類や大きさ等の情報を入力する欄を含む設定画面や、測定結果を示す画面等を表示部１９に表示させる処理を行うものである。ここで表示部１９に表示させる測定結果として、被検査物体Ｓの表面上の各点における面外方向の変位の分布を２次元マップ上に色の濃淡等で示すものが挙げられる。測定結果は、欠陥検出に適切な周波数を設定する操作を行った際には、周波数選択部１６５で選択された1つの周波数における測定結果のみを表示してもよいし、複数の周波数でそれぞれ得られた測定結果を表示してもよい。前者の場合には、測定結果として表示された面外方向の変位の分布を用いてユーザの目で見て、例えば変位の分布に空間的な不連続が生じている箇所に欠陥を見出すことができる。後者の場合には、複数の測定結果のうち、欠陥検出に適切な周波数で得られたものを強調表示するとよい。
記憶部１７は、イメージセンサ１５５の各検出素子から得られる検出信号の強度値等の測定データを記憶するものである。測定データ（生データ）と共に、又はその代わりに、変位算出部１６３で算出された被検査物体Ｓの表面上の各点における面外方向の変位を示す値を記憶部１７が記憶するようにしてもよい。
(2) 第１実施形態の欠陥検出装置の動作及び欠陥検出方法
次に、図２のフローチャート及び図３～図５の各説明図を参照しつつ、本実施形態の欠陥検出装置１０の動作及び欠陥検出方法を説明する。
まず、ユーザは被検査物体Ｓを欠陥検出装置１０の所定の位置に設置したうえで、振動子１２を被検査物体Ｓに当接させる。そして、ユーザが入力部１８を用いて所定の操作を行うと一連の動作が開始される。
表示処理部１６６は、被検査物体に生じると想定される欠陥の種類及び大きさの情報を入力する画面である想定欠陥情報入力画面を表示する。ユーザは、入力部１８を用いてそれらの情報を入力する（ステップ１）。図３に、想定欠陥情報入力画面の例を示す。この例の想定欠陥情報入力画面３０は、想定される欠陥の種類を入力する欠陥種類入力エリア３１と、欠陥の大きさの想定範囲を入力する欠陥サイズ入力エリア３２とを有する。欠陥種類入力エリア３１では、プルダウンリストにより欠陥の種類の候補を複数表示し、それらの候補の中からユーザが入力部１８のマウス又はタッチパネルを操作して選択する。欠陥サイズ入力エリア３２では、想定される欠陥の差渡し長の最小値及び最大値をそれぞれ入力するボックスが表示され、ユーザが入力部１８のキーボード等を用いてそれらのボックスに最小値及び最大値の数値を入力する。最大値と最小値に同じ数値が入力された場合には、欠陥の差渡し長の数値範囲ではなく1つの数値が設定される。
欠陥の種類及び大きさの入力が完了した後、想定欠陥情報入力画面３０中のＯＫボタン３３をユーザが押下すると、周波数制御部１６２は以下のように、所定の周波数範囲（本実施形態では20kHz～400kHzとするが、この例には限定されない）内の複数個の周波数f1, f2, …fh（hは2以上の整数）につき順次、当該周波数を有する交流電気信号を振動子１２に送信するよう、信号発生器１１を制御する。ここで複数個の周波数f1, f2, …fhは、第１実施形態では（被検査物体Ｓの形状、大きさ、材質等に関わらず）予め定められた値を用いる。
まず、周波数制御部１６２はi=1に設定し（ステップ２）、周波数f i （このときはf1）の交流電気信号を振動子１２に送信するよう、信号発生器１１を制御する。振動子１２は信号発生器１１からの交流電気信号を受けて、周波数f i を有する振動を発生させる。振動子１２の振動は、それが当接された被検査物体Ｓに伝導し、周波数f i を有する弾性波が被検査物体Ｓに励起される（ステップ３）。
この状態で、以下の方法により、互いに異なるkmax個（kmaxは3以上）の位相において、被検査物体Ｓの表面の各点における面外方向の変位を測定する。このkmax個の位相を、任意の初期値φ0（例えばφ0=0）を用いてφk=[φ0+2π(k-1)/kmax]で表す（k=1～kmax）。まず、k=1に設定し（ステップ４）、弾性波の位相がφ1=φ0となるタイミング毎に、信号発生器１１はパルスレーザ光源１３にパルス信号を送信する。パルスレーザ光源１３はパルス信号を受ける毎にパルスレーザ光である照明光を繰り返し出力する（ストロボ照明）。この照明光は、照明光レンズ１４により拡径され、被検査物体Ｓの表面の測定領域の全体に照射される（ステップ５）。
照明光は被検査物体Ｓの表面で反射され、スペックル・シェアリング干渉計１５のビームスプリッタ１５１に入射する。その照明光の一部はビームスプリッタ１５１で反射され、位相シフタ１５３を通過した後に第１反射鏡１５２１で反射され、再度位相シフタ１５３を通過した後に一部がビームスプリッタ１５１を通過し、イメージセンサ１５５に入射する。また、ビームスプリッタ１５１に入射した照明光の残りは、ビームスプリッタ１５１を透過して第２反射鏡１５２２で反射され、一部がビームスプリッタ１５１で反射されてイメージセンサ１５５に入射する。イメージセンサ１５５では、被検査物体Ｓの表面上の多数の点で反射される照射光をそれぞれ異なる検出素子で検出する。
位相シフタ１５３は、パルスレーザ光である照明光が繰り返し出力されている間に、該位相シフタ１５３を通過する照射光（すなわち、点Ａで反射された照射光）の位相を変化（シフト）させてゆく。これにより、点Ａで反射された照射光と点Ｂで反射された照射光の位相差が変化してゆき、この変化の間に、イメージセンサ１５５の各検出素子はこれら2つの照射光が干渉した干渉光を検出してゆき、その強度を求める（ステップ６）。図４の上段に、振動子１２の振動の位相がφ1であるときに得られる、位相シフタ１５３による位相のシフト量と、イメージセンサ１５５の検出素子で検出される干渉光の強度の一例をグラフで示す。なお、図４において、検出強度が位相シフト量に対して正弦波状に変化する関係が連続的な曲線で示されているが、実際に観測されるのは離散的なデータであり、観測されたデータから最小二乗法等により連続的な正弦波形を再現する。そのためには、少なくとも3つの異なる位相シフト量での強度を検出する必要がある。
これらステップ５及び６の動作を、k=2～kmaxの場合にも同様に実行する（ステップ７でNoと判定した後、ステップ８でkの値を1だけ増加させ、ステップ５及び６を実行。）。例えば、kmax=3の場合において、k=2のときには弾性波の位相がφ2=φ0+2π/3となるタイミング毎に、k=3のときには弾性波の位相がφ3=φ0+4π/3となるタイミング毎に、信号発生器１１がパルスレーザ光源１３にパルス信号を送信することにより照明光を被検査物体Ｓの表面の測定領域の全体に繰り返し照射し、その間に位相シフタ１５３がそれを通過する照射光の位相をシフトさせてゆきつつ、イメージセンサ１５５の各検出素子が干渉光の強度を検出してゆく。図４に、kmax=3の場合において、振動子１２の振動の位相がφ2であるとき（図４中段）及びφ3であるとき（同下段）の、位相のシフト量と干渉光の強度の関係の例をグラフで示す。
以上のようにk=1～kmaxのそれぞれにおいてステップ５及び６の動作を実行（ステップ７でYESと判定）した後、イメージセンサの各検出素子につき、各振動の位相φ1～φkmaxにおいてそれぞれ、位相シフタ１５３による位相のシフト量を変化させた間に検出素子の出力が最大となる最大出力位相シフト量δφ1～δφkmaxを求め、さらにそれに基づいて、異なる位相同士で最大出力位相シフト量の差を求める。例えばkmax=3の場合には、3つの最大出力位相シフト量の差(δφ2-δφ1)、(δφ3-δφ2)、及び(δφ1-δφ3)が得られる。これら最大出力位相シフト量の差は、点Ａと点Ｂの面外方向の相対的な変位を、振動子１２の振動の位相が異なる（すなわち時間が異なる）3組以上のデータを示している。これら3組以上の相対的な変位に基づいて、測定領域の各点における振動の振幅、振動の位相、及び振動の中心値（DC成分）という、被検査物体Ｓの振動状態を示す3つのパラメータの値が得られる（ステップ９。前記周波数別振動状態取得ステップに相当。）。
これら3つのパラメータがあれば、各点の振動の状態を精度良く再現することができる。例えば図５に示す画像のように、被検査物体Ｓの表面の測定領域に形成された弾性波の画像を生成することができる。波長決定部１６４は、この弾性波の画像に基づいて画像解析を行うことによって周波数fi（この時点ではf1）の弾性波の波長を求める（ステップ１０。前記周波数別波長取得ステップに相当。）。
この時点ではiの値が最大値hに達していないため（ステップ１１でNO）、iの値を1だけ増加させ（ステップ１２）、ステップ３～１０の操作を行うことにより周波数fiの弾性波の波長及び振幅を求める、という操作をi=hとなるまで繰り返す。i=hのときにステップ３～１０の操作を行った後（ステップ１１でYES）、周波数選択部１６５は、波長決定部１６４で求められたf1～fhの各周波数における弾性波の波長と、入力受付部１６１で受け付けられた欠陥の種類及び大きさに基づいて、f1～fhから適切な周波数を選択する（ステップ１３。前記周波数選択ステップに相当。）。上記のように、想定される欠陥の種類がクラックである場合には、想定される欠陥の大きさの7倍以下となる波長を有する弾性波のうち振幅が最大となる周波数を選択する。また、想定される欠陥の種類が塗装膜の剥離によるものである場合には、想定される欠陥の大きさの1/2倍以下となる波長を有する弾性波のうち、ステップ９で得られた振幅が最大となる周波数を選択するとよい。
このように周波数が選択された後、表示処理部１６６は、選択された周波数、すなわち欠陥検出に適切な周波数で得られた、被検査物体Ｓの表面の測定領域に形成された弾性波の画像を、選択された周波数の数値と共に表示部１９に表示させる処理を行う（ステップ１４）。この弾性波の画像をユーザが目視して、弾性波の波形が周囲とは異なる箇所や、波形の空間変化が不連続になっている箇所があれば、それらの箇所に欠陥が存在する、と判断することができる。あるいは、表示させた画像に対して画像解析を行うことにより欠陥を検出し、欠陥が検出された箇所を示す記号等を画像に重畳表示するようにしてもよい。
以上の操作により、本実施形態の欠陥検出装置１０及び本実施形態の欠陥検出方法の動作が完了する。
なお、想定される欠陥の種類及び大きさが同じであって、同種の材料及び形状並びに同程度の大きさ（後述）を有する複数の被検査物体に対して測定を行う場合には、1個目の被検査物体の測定においてのみ上記ステップ１～１４の操作を行い、2個目以降の被検査物体では1個目の測定で選択された周波数で測定を行えばよい。
本実施形態の欠陥検出装置１０及び本実施形態の欠陥検出方法によれば、複数の周波数について波長決定部１６４が取得した波長と、被検査物体Ｓに生じると想定される欠陥の種類及び大きさに基づいて周波数を選択することにより、想定される欠陥の種類及び大きさに応じた、欠陥検出に適切な周波数を設定することができる。
(3) 第２実施形態の欠陥検出装置及び方法
図６に、本発明の他の実施形態である欠陥検出装置２０を示す。この欠陥検出装置２０は、第１実施形態の欠陥検出装置１０における測定制御部１６とは異なる機能ブロックを有する測定制御部２６を備える。測定制御部２６以外の構成は第１実施形態の欠陥検出装置１０の構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。
測定制御部２６は、被検査物体情報入力受付部２６１１と、想定欠陥情報入力受付部２６１２と、周波数候補決定部２６２１と、周波数制御部２６２２と、変位算出部２６３と、波長決定部２６４と、周波数選択部２６５と、表示処理部２６６とを備える。
被検査物体情報入力受付部２６１１は、ユーザが入力部１８を用いて入力する被検査物体の形状、材質、及び大きさに関するパラメータを受け付ける。被検査物体の形状としては、板状、塊（バルク）状、管状等が挙げられ、それらをリストとして表示部１９に表示したうえでユーザが入力部１８を用いて選択する。被検査物体の材質は、鉄やコンクリート等の各種材質をリストとして表示部１９に表示したうえでユーザが入力部１８を用いて選択する。被検査物体の大きさは、形状が板状の場合には少なくとも厚さの数値を入力し、形状が管の場合には、少なくとも外径及び内径（又は、外径と内径のいずれか及び肉厚）を入力する。
想定欠陥情報入力受付部２６１２は、第１実施形態の欠陥検出装置１０における入力受付部１６１と同様に、ユーザが入力部１８を用いて入力する、想定される欠陥の種類及び大きさを受け付ける。
周波数候補決定部２６２１は、被検査物体情報入力受付部２６１１が受け付けた被検査物体Ｓの形状、材質及び大きさ、並びに想定欠陥情報入力受付部２６１２が受け付けた想定される欠陥の種類及び大きさに基づいて、欠陥検出に適すると推定される周波数の範囲を求め、当該範囲内で周波数の候補を複数個決定するものである。
具体的には、被検査物体Ｓの形状及び材質に基づいて被検査物体Ｓに生じる弾性波の音速を求めると共に、想定される欠陥の種類及び大きさに基づいて欠陥検出に適すると推定される波長範囲を求めたうえで、それら弾性波の音速及び波長範囲から欠陥検出に適すると推定される周波数の範囲を求めることができる。当該周波数の範囲の中で複数個の周波数の候補を決定する際には、振動子の共振周波数を候補として決定するとよい。これにより、測定系に共振が生じることで振幅が大きくなる周波数が最終的に選択され、欠陥の検出がより容易になる。
弾性波の音速は、例えば以下のように求めることができる。被検査物体Ｓの形状が板状である場合には、面外方向の振動の位相が表裏両方の表面で同じであるA0モードと呼ばれる振動モードにおいて、レイリー=ラム周波数方程式と呼ばれる方程式を解くことにより、弾性波の音速（位相速度）を求める。その際、形状を考慮しない場合において被検査物体Ｓの材質により定まる縦波の音速及び横波の音速（以下、単に「縦波音速」及び「横波音速」とする）、並びに板の厚さをパラメータとして用いる。被検査物体Ｓの形状が塊状である場合には、レイリー=ラム周波数方程式において板の厚さを無限大として、縦波音速及び横波音速を用いて位相速度を求める。被検査物体Ｓの形状が管状である場合には、管が径方向のうちの１方向に振動するFモードと呼ばれる振動モードにおいて、Gazisの周波数方程式と呼ばれる方程式を解くことにより、弾性波の位相速度を求める。その際、縦波音速、横波音速、及び管の外径及び内径をパラメータとして用いる。
周波数制御部２６２２、変位算出部２６３、波長決定部２６４、及び周波数選択部２６５は、第１実施形態の欠陥検出装置１０における周波数制御部１６２、変位算出部１６３、波長決定部１６４、及び周波数選択部１６５と同様のものである。
表示処理部２６６は、第１実施形態の欠陥検出装置１０における表示処理部１６６と同様に、設定画面や測定結果を示す画面等を表示部１９に表示させる処理を行うものである。但し、本実施形態の表示処理部２６６では、設定画面に欠陥の種類や大きさ等の情報を入力する欄を表示すると共に、被検査物体の形状、材質、及び大きさに関するパラメータを入力する欄を表示する。図７に、入力画面の例を示す。この例の入力画面４０は、欠陥種類入力エリア３１及び欠陥サイズ入力エリア３２の他に、被検査物体Ｓの形状を入力する被検査物体形状入力エリア４１、被検査物体Ｓの材質を入力する被検査物体材質入力エリア４２、及び被検査物体Ｓの大きさを入力する被検査物体サイズ入力エリア４３とを有する。
第２実施形態の欠陥検出装置２０の動作を図８のフローチャートに示す。図８では、第１実施形態の欠陥検出装置１０の動作を示す図２のフローチャートと同じ操作を実行するステップに同じステップ番号を付与している。
ユーザが被検査物体Ｓを欠陥検出装置２０の所定の位置に設置したうえで、振動子１２を被検査物体Ｓに当接させ、入力部１８を用いて所定の開始操作を行うと表示処理部２６６は、図７に示した入力画面を表示する。ユーザは、入力部１８を用いて、被検査物体の形状、材質、及び大きさ、並びに想定される欠陥の種類及び大きさの情報を入力する（ステップ２１）。
周波数候補決定部２６２１は、被検査物体情報入力受付部２６１１が受け付けた被検査物体Ｓの形状、材質及び大きさ、並びに想定欠陥情報入力受付部２６１２が受け付けた想定される欠陥の種類及び大きさに基づいて、前述の手法により、欠陥検出に適すると推定される周波数の範囲を求め、当該範囲内で複数の周波数の候補fi=f1, f2, …fhを求める（ステップ２２）。
ステップ２２の実行後、第１実施形態の欠陥検出装置１０と同様にステップ２～１４の動作を実行することにより、適切な周波数で被検査物体Ｓの表面の測定領域に形成された弾性波の画像を取得する。ここで、ステップ２～１２においてi=1～hの範囲内で繰り返し実行する操作では、ステップ２２で求めた複数の周波数の候補fi=f1, f2, …fhを用いて弾性波の波長及び振幅を求める。これにより、被検査物体の形状、材質及び大きさに応じて定まる、適切な周波数であると想定される候補の中から、より適切な周波数を選択することができる。
(4) 変形例
本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では被検査物体Ｓの表面の各点における振動の状態を精度良く再現するために、互いに異なる3個以上（kmax個）の位相において各点の面外方向の変位を測定したが、精度がそれほど高くなくとも弾性波の波長及び振幅を求めることは可能であるため、1個又は2個のみの位相で各点の面外方向の変位を測定してもよい。その場合、上記実施形態と同様に、周波数を選択するために実行した測定により得られた弾性波の画像をそのまま欠陥の検出のための画像として用いてもよいが、欠陥の検出を精度良く行うために、ステップ１３の処理の後に、選択された周波数を有する弾性波における面外方向の変位を互いに異なる3個以上の位相において測定する操作を行ったうえで欠陥検出用の弾性波の画像を取得するようにしてもよい。
上記各実施形態では選択された周波数における弾性波の画像のみを表示したが、弾性波の波長及び／又は振幅が所定の条件を満たした複数の周波数における弾性波の画像を表示したうえで、それら複数の画像のうちの1つをユーザが選択することにより周波数を決定するようにしてもよい。例えば、弾性波の波長が想定される欠陥の大きさの7倍以下（クラックの場合）又は1/2倍以下（塗装膜の剥離の場合）との要件を満たす弾性波の画像を、振幅の大きさに依らずに全て表示することが考えられる。あるいは、測定を実行した全ての周波数における弾性波の画像を表示したうえでユーザが選択するようにしてもよい。
上記各実施形態では計測部としてスペックル・シェアリング干渉計を用いたが、それ以外の光学測定装置を計測部として用いてもよい。例えば、上述したスペックル干渉法を用いたスペックル干渉計を本発明における計測部として使用することができる。あるいは、スキャニング型レーザードップラー振動計を計測部として用いてもよい。
［態様］
上述した例示的な実施形態が以下の態様の具体例であることは、当業者には明らかである。
（第１項）
第１項に係る欠陥検出装置は、
ユーザが入力した、被検査物体に生じると想定される欠陥の種類及び大きさの情報を受け付ける入力受付部と、
前記被検査物体に弾性波を励起するものであって該弾性波の周波数が可変である励振部と、
前記弾性波によって生じる前記被検査物体の表面の振動状態を光学的手段により計測する計測部と、
前記計測部で取得された振動状態から、前記被検査物体に励起された弾性波の波長を求める波長決定部と、
前記励振部が励起する弾性波の周波数を変化させることによって前記波長決定部が複数の周波数の各々について取得した波長、並びに前記入力受付部で受け付けた欠陥の種類及び大きさに基づいて、前記複数の周波数から適切な周波数を選択する周波数選択部と
を備える。
（第５項）
第５項に係るに係る欠陥検出方法は、
被検査物体に弾性波を励起し、該弾性波の周波数を変化させつつ該弾性波によって生じる該被検査物体の表面の振動状態を光学的手段により計測することにより複数の周波数における該被検査物体の振動状態を取得する周波数別振動状態取得ステップと、
前記複数の周波数の各々について、前記周波数別振動状態取得ステップで取得された振動状態から前記被検査物体に励起された弾性波の波長を取得する周波数別波長取得ステップと、
前記複数の周波数の各々について取得された波長、並びに被検査物体に生じていると想定される欠陥の種類及び大きさに基づいて、前記複数の周波数から適切な周波数を選択する周波数選択ステップと
を有する。
第１項に係る欠陥検出装置及び第５項に係る欠陥検出方法によれば、励振部が励起する弾性波の周波数を変化させつつ前記波長決定部が複数の周波数について取得した波長と、被検査物体に生じると想定される欠陥の種類及び大きさに基づいて周波数を選択することにより、想定される欠陥の種類及び大きさに応じた、欠陥検出に適切な周波数を設定することができる
ここで欠陥の種類には被検査物体に生じたクラックや塗装の剥離等が挙げられる。ユーザが入力する欠陥の大きさは、おおよその数値でよく、1つの数値を入力するようにしてもよいし、数値範囲を入力するようにしてもよい。欠陥の大きさとして1つの数値が入力された場合には、当該数値を含む所定の大きさを有する数値範囲に基づいて周波数の選択を行うことが望ましい。欠陥検出に適切な周波数は、例えば、想定される欠陥の大きさの範囲の上限値及び下限値にそれぞれ、想定される欠陥の種類によって定まる係数を乗じることによって周波数範囲を定め、測定された振幅がピークとなる複数の周波数の中から当該周波数範囲に含まれるものを選択することにより定めることができる。
（第２項）
第２項に係る欠陥検出装置は、第１項に係る欠陥検出装置において、
さらに、
ユーザが入力した、被検査物体の形状、材質、及び大きさの情報を受け付ける被検査物体情報入力受付部と、
前記被検査物体情報入力受付部が受け付けた被検査物体の形状、材質、及び大きさ、並びに前記入力受付部が受け付けた想定される欠陥の種類及び大きさに基づいて、複数の周波数の候補を決定する周波数候補決定部と
を備え、
前記周波数選択部が、前記波長決定部が前記複数の周波数の候補の各々について取得した波長、並びに前記入力受付部で受け付けた欠陥の種類及び大きさに基づいて、前記複数の周波数から適切な周波数を選択するものである。
（第３項）
第３項に係る欠陥検出装置は、第２項に係る欠陥検出装置において、
前記周波数候補決定部が、前記被検査物体の形状、材質、及び大きさに基づいて該被検査物体における音速を求めたうえで、該音速と該被検査物体の大きさに基づいて弾性波が励起されると想定される複数の周波数を、前記複数の周波数の候補と決定するものである。
（第４項）
第４項に係る欠陥検出装置は、第２項又は第３項に係る欠陥検出装置において、
前記励振部が前記被検査物体に振動を付与する振動子を有し、
前記周波数候補決定部が、前記振動子の共振周波数を前記複数の周波数の候補のうちの1つ又は複数の周波数の候補とするものである。
第２項に係る欠陥検出装置によれば、周波数選択部が選択する対象とする複数の周波数の候補を、周波数候補決定部が被検査物体の形状、材質、及び大きさ、並びに想定される欠陥の種類及び大きさに基づいて決定するため、より適切な周波数を用いて欠陥を検出することができる。その際、第３項に係る欠陥検出装置では、被検査物体の形状、材質、及び大きさに基づいて該被検査物体における音速を求めたうえで、該音速と該被検査物体の大きさに基づいて弾性波が励起されると想定される複数の周波数を候補とすることにより、弾性波が形成されることで振幅が大きくなるため欠陥の検出がより容易になると想定される周波数の候補から最適な周波数を選択することができる。また、第４項に係る欠陥検出装置では、励振部が有する振動子の共振周波数を前記複数の周波数の候補のうちの1つ又は複数（ここでいう「複数」は、前記複数の周波数の候補の全数であってもよいし、一部であってもよい）として決定することにより、測定系に共振が生じることで振幅が大きくなる周波数が選択され、欠陥の検出が容易になる。
１０、２０…欠陥検出装置
１１…信号発生器
１２…振動子
１３…パルスレーザ光源
１４…照明光レンズ
１５…スペックル・シェアリング干渉計（計測部）
１５１…ビームスプリッタ
１５２１…第１反射鏡
１５２２…第２反射鏡
１５３…位相シフタ
１５４…集光レンズ
１５５…イメージセンサ
１６、２６…測定制御部
１６１…入力受付部
１６２、２６２２…周波数制御部
１６３、２６３…変位算出部
１６４、２６４…波長決定部
１６５、２６５…周波数選択部
１６６、２６６…表示処理部
１７…記憶部
１８…入力部
１９…表示部
２６１１…被検査物体情報入力受付部
２６１２…想定欠陥情報入力受付部
２６２１…周波数候補決定部
３０…想定欠陥情報入力画面
３１…欠陥種類入力エリア
３２…欠陥サイズ入力エリア
３３…ＯＫボタン
４０…入力画面
４１…被検査物体形状入力エリア
４２…被検査物体材質入力エリア
４３…被検査物体サイズ入力エリア

Claims (5)

  1. ユーザが入力した、被検査物体に生じると想定される欠陥の種類及び大きさの情報を受け付ける入力受付部と、
    前記被検査物体に弾性波を励起するものであって該弾性波の周波数が可変である励振部と、
    前記弾性波によって生じる前記被検査物体の表面の振動状態を光学的手段により計測する計測部と、
    前記計測部で取得された振動状態から、前記被検査物体に励起された弾性波の波長を求める波長決定部と、
    前記励振部が励起する弾性波の周波数を変化させることによって前記波長決定部が複数の周波数の各々について取得した波長、並びに前記入力受付部で受け付けた欠陥の種類及び大きさに基づいて、前記複数の周波数から適切な周波数を選択する周波数選択部と
    を備える欠陥検出装置。
  2. さらに、
    ユーザが入力した、被検査物体の形状、材質、及び大きさの情報を受け付ける被検査物体情報入力受付部と、
    前記被検査物体情報入力受付部が受け付けた被検査物体の形状、材質、及び大きさ、並びに前記入力受付部が受け付けた想定される欠陥の種類及び大きさに基づいて、複数の周波数の候補を決定する周波数候補決定部と
    を備え、
    前記周波数選択部が、前記波長決定部が前記複数の周波数の候補の各々について取得した波長及び前記入力受付部で受け付けた欠陥の種類及び大きさに基づいて、前記複数の周波数から適切な周波数を選択するものである、
    請求項１に記載の欠陥検出装置。
  3. 前記周波数候補決定部が、前記被検査物体の形状、材質、及び大きさに基づいて該被検査物体における音速を求めたうえで、該音速と該被検査物体の大きさに基づいて弾性波が励起されると想定される複数の周波数を、前記複数の周波数の候補と決定するものである、請求項２に記載の欠陥検出装置。
  4. 前記励振部が前記被検査物体に振動を付与する振動子を有し、
    前記周波数候補決定部が、前記振動子の共振周波数を前記複数の周波数の候補のうちの1つ又は複数の周波数の候補とするものである、請求項２又は３に記載の欠陥検出装置。
  5. 被検査物体に弾性波を励起し、該弾性波の周波数を変化させつつ該弾性波によって生じる該被検査物体の表面の振動状態を光学的手段により計測することにより複数の周波数における該被検査物体の振動状態を取得する周波数別振動状態取得ステップと、
    前記複数の周波数の各々について、前記周波数別振動状態取得ステップで取得された振動状態から前記被検査物体に励起された弾性波の波長を取得する周波数別波長取得ステップと、
    前記複数の周波数の各々について取得された波長、並びに被検査物体に生じていると想定される欠陥の種類及び大きさに基づいて、前記複数の周波数から適切な周波数を選択する周波数選択ステップと
    を有する欠陥検出方法。
JP2022009720A 2022-01-25 2022-01-25 欠陥検出装置及び欠陥検出方法 Active JP7746861B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022009720A JP7746861B2 (ja) 2022-01-25 2022-01-25 欠陥検出装置及び欠陥検出方法
CN202211481788.3A CN116500034B (zh) 2022-01-25 2022-11-24 缺陷检测装置及缺陷检测方法
US18/077,213 US12099000B2 (en) 2022-01-25 2022-12-07 Defect detection device and defect detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022009720A JP7746861B2 (ja) 2022-01-25 2022-01-25 欠陥検出装置及び欠陥検出方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2023108546A JP2023108546A (ja) 2023-08-04
JP2023108546A5 JP2023108546A5 (ja) 2024-11-13
JP7746861B2 true JP7746861B2 (ja) 2025-10-01

Family

ID=87313683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022009720A Active JP7746861B2 (ja) 2022-01-25 2022-01-25 欠陥検出装置及び欠陥検出方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US12099000B2 (ja)
JP (1) JP7746861B2 (ja)
CN (1) CN116500034B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240192125A1 (en) * 2022-12-12 2024-06-13 Xarion Laser Acoustics Gmbh Method and Apparatus for Testing Material Joints or Material Compounds

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004069301A (ja) 2002-08-01 2004-03-04 Kazuya Mori 音響式検査方法および音響式検査装置
JP2012068209A (ja) 2010-09-27 2012-04-05 Choonpa Zairyo Shindan Kenkyusho:Kk 超音波材料診断方法及び装置
JP2016024186A (ja) 2014-07-17 2016-02-08 ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅＢｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ ハイパーサウンドを使用した非破壊検査
WO2021145034A1 (ja) 2020-01-17 2021-07-22 株式会社島津製作所 欠陥検査装置および欠陥検査方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102292627B (zh) * 2009-06-08 2014-04-30 奥林巴斯医疗株式会社 生物体观测装置
JP6451695B2 (ja) 2016-06-02 2019-01-16 株式会社島津製作所 欠陥検査方法及び欠陥検査装置
EP3474009B1 (en) * 2016-06-21 2023-01-18 Shimadzu Corporation Sound-wave-propagation visualization device and method
JP6791029B2 (ja) * 2017-06-12 2020-11-25 株式会社島津製作所 欠陥検出方法及び欠陥検出装置
EP3819633A4 (en) * 2018-07-04 2021-08-11 Shimadzu Corporation Defect detection device
WO2020110197A1 (ja) * 2018-11-27 2020-06-04 株式会社島津製作所 欠陥検査装置および欠陥検査方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004069301A (ja) 2002-08-01 2004-03-04 Kazuya Mori 音響式検査方法および音響式検査装置
JP2012068209A (ja) 2010-09-27 2012-04-05 Choonpa Zairyo Shindan Kenkyusho:Kk 超音波材料診断方法及び装置
JP2016024186A (ja) 2014-07-17 2016-02-08 ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅＢｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ ハイパーサウンドを使用した非破壊検査
WO2021145034A1 (ja) 2020-01-17 2021-07-22 株式会社島津製作所 欠陥検査装置および欠陥検査方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240192125A1 (en) * 2022-12-12 2024-06-13 Xarion Laser Acoustics Gmbh Method and Apparatus for Testing Material Joints or Material Compounds

Also Published As

Publication number Publication date
CN116500034A (zh) 2023-07-28
JP2023108546A (ja) 2023-08-04
CN116500034B (zh) 2026-03-20
US12099000B2 (en) 2024-09-24
US20230236111A1 (en) 2023-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109030624B (zh) 缺陷检测方法以及缺陷检测装置
CN109416346B (zh) 缺陷检查装置和方法
JP6451695B2 (ja) 欠陥検査方法及び欠陥検査装置
CN112313510B (zh) 缺陷检测装置
JP2018169204A (ja) 振動測定装置
CN112154320B (zh) 缺陷检测方法以及装置
WO2021145034A1 (ja) 欠陥検査装置および欠陥検査方法
JP7746861B2 (ja) 欠陥検出装置及び欠陥検出方法
JP7760946B2 (ja) 欠陥検出装置及び欠陥検出方法
CN116026833B (zh) 缺陷检测装置及缺陷检测方法
JP7315535B2 (ja) 振動計測装置
JP7282882B2 (ja) 管状体の接合部の検査方法及び装置
JP2022029740A (ja) 接合体の検査方法、及び接合体の検査装置、並びに接合体

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241101

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20241101

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250521

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250527

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: 20250819

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250901

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7746861

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150