CN109416346B - 缺陷检查装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种声波传播影像化装置(10)，具备：声波赋予部(12)，其在作为测定对象的物体(11)的表面的规定位置处赋予时间波形由连续性的周期函数表示的声波；物理量测定部(15)，其对由于所述声波从所述规定位置起在所述表面传播而发生的周期性地变化的物理量进行测定，并且对该周期性的变化中的至少三个不同的相位处的物理量进行测定；周期函数获取部(23)，其基于所述至少三个不同的相位处的物理量，来求出表示该物理量的周期性的变化的周期函数。

Description

缺陷检查装置和方法

技术领域

本发明涉及一种将在作为测定对象的物体的表面传播的声波影像化的装置和方法。

背景技术

作为以非接触的方式分析混凝土、钢铁构造物等物体的表面或内部的状态(缺陷等)的方法之一，存在利用声波的方法。当对物体的表面的一个点赋予声波时，该声波在物体的表面、内部传播。此时，声波在物体的表面、内部传播的样态反映物体表面、内部的状态(例如有无缺陷)。因而，通过对声波在物体表面传播的速度或方向、其连续性等进行测定，能够分析物体表面、内部的状态(例如专利文献1)。

在专利文献1所记载的声波传播影像化装置中，如图1所示，事先在物体表面的规定的一处(测定点)安装压电传感器，对物体表面依次照射脉冲激光，来对该物体表面的规定范围进行扫描。而且，利用所述压电传感器来检测在该规定范围内的各照射点发生的热励发振动的强度，并将该热励发振动的强度数据化。由于物体内的两点之间的振动(声波)的传播特性中具有可逆性(对称性)，因此将从各照射点到测定点的振动数据作为从测定点到各照射点的振动数据来处理，由此获得表示该规定范围内的振动的情形的运动图像(影像)。使用者能够基于像这样获得的振动传播的影像来分析该物体的表面、内部的状态。

专利文献1：日本特开2006-300634号公报

非专利文献1：山口一郎，“位相シフトデジタルホログラフィによる形状と変形の測定(基于移相数字全息摄影的形状及变形的测定)”，实验力学， Vol.1(2001)，No.4，p.191-196

非专利文献2：吉泽徹、铃木贤策，“格子パターン投影による三次元形状の自動測定(基于光栅图案投影的三维形状的自动测定)”，精密工学会刊， Vol.53(1987)，No.3，p.422-426

非专利文献3：李志远、王庆华、有川秀一、米山聪，“面内変位分布計測におけるデジタル画像相関法とサンプリングモアレ法の比較研究(面内位移分布测量中的数字图像相关法与采样云纹法的比较研究)”，实验力学， Vol.15(2015)，No.4，p.303-308

发明内容

发明要解决的问题

在现有技术中，作为向物体赋予的声波，使用了脉冲波。在该情况下，为了捕获作为测定对象的整个视野的振动的情形，需要在包括反射波在内的脉冲波横穿整个视野的时间内进行采样。另外，为了将声波显示为具有连续性的传播影像，需要针对声波的频率、传播速度进行足够数量的采样，从而存在测定的数据量变大这样的问题。

本发明要解决的问题在于，提供一种能够从少量的采样获得具有连续性的声波的传播影像的声波传播影像化装置和方法。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题而完成的本发明所涉及的声波传播影像化装置具备： a)声波赋予部，其在作为测定对象的物体的表面的规定位置处赋予时间波形由连续性的周期函数表示的声波；b)物理量测定部，其对由于所述声波从所述规定位置起在所述表面传播而在该表面上的各位置周期性地变化的物理量进行测定，并且对该周期性的变化中的至少三个不同的相位处的物理量进行测定；以及c)周期函数获取部，其基于所述至少三个不同的相位处的物理量，来求出表示该物理量的周期性的变化的周期函数。

所述物理量例如是声压、位移、速度或加速度，或者是它们的空间微分、时间微分、空间差分或时间差分。所述物理量的测定能够通过使用麦克风或压电元件等的机械方式的测定、向物体表面的规定范围照射光来测定由于声波而被调制后的反射光的光学方式的测定等来进行。

在本发明所涉及的声波传播影像化装置中，在作为测定对象的物体的表面的规定位置(例如端部)处赋予时间波形由连续性的周期函数表示的声波。这能够通过例如在表面的一处安装压电元件并在该表面的一处赋予时间波形由连续性的周期函数表示的声波来实施。另外，作为时间波形由连续性的周期函数表示的声波，例如能够使用呈正弦波状变化的声波，除此以外，还可以使用包含一次至多次的高次谐波分量的声波。

当所述声波传播到物体的整个测定视野时，在该视野内的物体表面的各位置，物理量以与声波相同的周期变动。物理量测定部从物理量的变动周期 (即，声波的周期)中求出三个以上不同的相位时间点，在这些相位时间点测定物体表面的各位置处的物理量。当对例如在相位为0、2π/3、4π/3的相位时间点测定物理量的情况进行说明时，由于在物体表面的各位置处物理量周期性地变动，因此不需要在一个周期中对这些各位置处的物理量进行三次测定，只要对反复发生的物理量的变化在不同的相位处进行三次(例如在3个周期中)测定即可。因而，即使在频率、传播速度大的情况下，也能够可靠地测定物理量。而且，基于通过测定获得的三个不同的相位处的物理量的值，来求出表示物体表面的各位置处的物理量的变化的周期函数。

当通过像这样获得周期函数时，能够以期望的相位间隔求出物理量的值。通过将使用周期函数以期望的相位间隔求出的物理量的值变换为亮度 (浓淡)或颜色来生成图像，通过将生成的图像按相位时间顺序进行排列并连续地进行显示，能够生成具有足够的连续性的声波的传播影像。此外，此处提及的相位时间是指基于相位规定了时间轴。

本发明所涉及的声波传播影像化装置能够采用以下结构，还具备：d)物理量运算部，其使用所述周期函数，来以预先决定的相位间隔求出物理量的值；以及e)影像化部，其使用由所述物理量运算部求出的物理量的值，来将所述表面上的声波的传播影像化。在该方式的声波传播影像化装置中，能够使物理量的运算和影像化自动地进行，从而能够更加简便地获得声波的传播影像。

在本发明所涉及的声波传播影像化装置中，在从声波赋予部向物体赋予的声波具有单个频率成分的情况下，所述物理量测定部测定物理量的相位至少为三个即可，但有时根据物体的表面的状态不同而产生高次谐波。另外，在物体的内部空洞等缺陷部中，有时具有固有的共振频率，通过赋予共振频率附近的频带内的声波，能够有效地探测缺陷部。但是，通常在测定前的阶段无法获知该共振频率，因此为了有效地探测缺陷部，需要赋予多个频率的声波来搜索共振频率。此时，通过使从声波赋予部向物体赋予的声波中包含高次谐波分量，能够将多个频率的声波同时向物体赋予。在这些情况下，在所述物理量的周期性的变动中包含高次谐波分量，因此所述物理量测定部优选是对互不相同的2n+1个(n为2以上的整数)以上的相位处的物理量进行测定。由此，能够捕获n次的高次谐波分量的周期性的物理量的变化。

在本发明所涉及的声波传播影像化装置中，能够通过光学方式的测定来求出所要测定的所述物理量。即，所述物理量测定部能够设为具备光照射部和光测定部的结构，其中，该光照射部用于向所述表面的测定对象区域照射光，该光测定部对在所述测定对象区域发生了反射的光的强度分布进行测定。

在上述方式中，特别优选的是，设为具备微分干涉斑纹成像光学系统的结构。此时，所要测定的所述物理量成为物体表面的位移的空间差分。在微分干涉斑纹成像(也被称为剪切成像)的光学系统中，将来自物体表面的光进行二分割，在对该分割后的光束之间赋予微小的角度差之后，通过使该光束成像，能够得到斑纹像(在物体表面图像中叠加有斑纹的像)的微分干涉像。而且，通过一边使两个光束的光路长度差变化一边对微分干涉像中的各像素处的光强度的变化进行测定，能够求出来自投影到各像素中的物体表面上的两个点的光的相位差(移相法。非专利文献1)。

另外，为了解决上述问题而完成的本发明所涉及的声波传播影像化方法包括以下步骤：a)在作为测定对象的物体的表面的规定位置处赋予时间波形由连续性的周期函数表示的声波；b)对由于所述声波从所述规定位置起在所述表面传播而发生的周期性地变化的物理量，在该周期性的变化中的至少三个不同的相位处进行测定；c)基于所述至少三个不同的相位处的物理量，来求出表示该物理量的周期性的变化的周期函数；d)使用所述周期函数，来以预先决定的相位间隔求出物理量的值；以及e)使用由所述物理量运算部求出的物理量的值，来将所述表面上的声波的传播影像化。

发明的效果

通过使用本发明所涉及的声波传播影像化装置或方法，能够从少量的采样中获得具有对于分析而言足够的连续性的声波的传播影像。

附图说明

图1是说明以往的声波传播影像化装置的图。

图2是本发明所涉及的声波传播影像化装置的一个实施例的主要部分结构图。

图3是示出本发明所涉及的声波传播影像化方法的一个实施例中的过程的流程图。

图4是用于说明在本实施例中使用的声波传播影像化技术的原理的曲线图。

图5是说明在本实施例中获取的周期函数的图。

图6是在本实施例中基于物理量的测定值生成的图像的一例。

图7是在本实施例中构成声波传播影像的图像的一例。

图8是说明在本实施例中测定物理量的定时的图。

具体实施方式

参照图2～图8来说明本发明所涉及的声波传播影像化装置和方法的实施例。

图2是本实施方式的声波传播影像化装置10的概要结构图。该声波传播影像化装置10是通过将测定对象物体11的表面上的声波的传播影像化来检查表面的缺陷等的装置，具备压电元件12、脉冲激光光源13、照明光透镜14、斑纹/剪切干涉仪15以及控制/处理部20。

控制/处理部20具备存储部21，除此以外，还具备测定控制部22、周期函数获取部23、物理量运算部24以及影像化部25来作为功能块。控制/处理部 20的实体是一般的计算机，通过由该计算机的CPU执行规定的程序来使上述各功能块具現化。控制/处理部20连接有输入部30和显示部40。在存储部21 中保存有一个至多个周期函数以及预先设定的相位间隔信息。在后面叙述这些内容。

当使用者通过规定的操作来指示对象物体11的测定开始时，测定控制部 22从存储部21读出所述周期函数。在存储部21中保存有多个周期函数的情况下，由使用者来选择用于测定的周期函数。

当决定周期函数时，测定控制部22生成振幅根据该周期函数变化的交流电信号，将该交流电信号通过放大器(未图示)进行放大后发送到压电元件12。压电元件12将接收到的交流电信号变换为机械振动，将该机械振动赋予到测定对象物体11的安装位置(例如表面端部)。由此，在该测定对象物体11的压电元件12的安装位置产生声波，由于所产生的声波而发生物理量的周期性的变动(例如强度变化由正弦波表示的声压变动)。测定控制部22和压电元件12 相当于本发明中的声波赋予部。

利用压电元件12对测定对象物体11生成的声波传播到该表面的整体，试样表面的各点处的物理量达到以与所述周期函数相同的周期发生变动的稳定状态。

当试样表面的各位置处的物理量的变动达到稳定状态时，测定控制部22 在所述交流电信号变为规定相位的定时向脉冲激光光源13发送脉冲状的电信号(脉冲信号)。在后面叙述该规定相位。

脉冲激光光源13是在从测定控制部22接收到脉冲信号时输出脉冲激光的光源。从脉冲激光光源13发出的光被作为凹透镜的照明光透镜14放大后，向测定对象物体11的表面的整个测定范围照射。照射到测定对象物体11的表面的光在各点处由于声波而被调制后发生反射，被斑纹/剪切干涉仪15测定。

斑纹/剪切干涉仪15相当于本发明中的物理量测定部，具有分束器151、第一反射镜1521、第二反射镜1522、移相器153以及图像传感器155。在图像传感器155的入射部设置有聚光透镜154。分束器151是被配置于在测定对象物体11的表面的测定区域发生了反射的照明光入射的位置的半透半反镜。第一反射镜1521被配置于在分束器151发生反射的照明光的光路上，第二反射镜1522被配置于透过分束器151的照明光的光路上。移相器153被配置在分束器151与第一反射镜1521之间，用于使通过该移相器153的光的相位变化(偏移)。图像传感器155被配置于在分束器151发生反射之后在第一反射镜1521 发生反射后透过分束器151的照明光、以及透过分束器151之后在第二反射镜 1522发生反射后在分束器151发生反射的照明光的光路上。

第一反射镜1521被配置成其反射面相对于分束器151的反射面为45°的角度。与此相对地，第二反射镜1522被配置成其反射面相对于分束器151的反射面为比45°稍微倾斜的角度。根据这些第一反射镜1521和第二反射镜 1522的配置，在图像传感器155中，在测定对象物体11的表面上的某个点A 及第一反射镜1521发生反射的照射光(图2中的实线)、以及在处于该表面上的相对于点A稍微偏离的位置的点B及第二反射镜1522发生反射的照射光(图2 中的虚线)入射到图像传感器155的相同的位置并发生干涉。在图像传感器 155中，呈二维状地设置有很多个检测元件，利用各不相同的检测元件来检测从测定对象物体11的表面上的很多个点(上述的点A)通过第一反射镜1521 和移相器153向图像传感器155入射的光。关于上述的点B也同样地，利用各不相同的检测元件来检测从很多个点通过第二反射镜1522向图像传感器155 入射的光。

下面，使用图3的流程图和图4的曲线图来说明本发明所涉及的声波传播影像化方法的一个实施例中的处理的过程。在本实施例中，进行压电元件12 的振动的相位(相位时间)不同的m_max≥3次的表面位移的测定。在此，“压电元件12的振动的相位”为从测定控制部22向压电元件12发送的交流电信号的相位，相当于在测定对象物体11处激励的声波的在压电元件12的安装位置处的相位(相位时间)。下面，使用数值k(1～m_max之间的任意自然数)来将各次的表面位移的测定表示为“第k次测定”。另外，在下面的说明中，首先设为最简单的例子，针对m_max＝3的情况说明所有步骤，之后，对m_max为更大的数的情况进行说明。

首先，将k的初始值设定为1(步骤S1)，通过从测定控制部22向压电元件 12发送交流电信号，来开始从压电元件12在测定对象物体11处赋予振动(步骤 S2)。由此，在测定对象物体11处激励声波。当在激励出声波之后经过短暂的时间时，测定对象物体11的表面的各点处的物理量变为如例如用下面的式子表示的那样由周期函数表示的稳定状态。

[数1]

在此，x表示各点的坐标，t表示定时，A(x)表示坐标x处的振幅，B(x) 表示坐标x处的物理量的变动的中心值(DC成分)，T表示周期，Φ(x)表示x处的初始相位(t＝0时的相位)。

接着，在压电元件12的振动的相位使用规定的初始值φ₀(例如φ₀＝0)来由 [φ₀+2π(k-1)/m_max]表示的每个定时，测定控制部22向脉冲激光光源13发送脉冲信号。在该阶段k＝1，因此发送脉冲信号时的压电元件12的振动的相位为φ₀。脉冲激光光源13每当接收到脉冲信号时，就反复输出作为脉冲激光的照明光。该照明光被照明光透镜14进行扩径后向测定对象物体11的表面的整个测定区域照射(步骤S3)。即，在与声波的周期同步的定时利用闪光器对测定对象物体11进行照明。

照明光在测定对象物体11的表面由于声波而被调制之后发生反射，入射到斑纹/剪切干涉仪15的分束器151。该照明光的一部分在分束器151发生反射，在通过移相器153之后在第一反射镜1521发生反射，并再次通过移相器153之后有一部分通过分束器151后入射到图像传感器155。另外，入射到分束器151的照明光的其余部分透过分束器151后在第二反射镜1522发生反射，一部分在分束器151发生反射后入射到图像传感器155。如上述的那样，在图像传感器155中，由各不相同的检测元件检测在测定对象物体11的表面上的很多个点处发生反射的照射光。

在反复输出作为脉冲激光的照明光的期间，移相器153使通过该移相器 153的照射光(即，在点A发生了反射的照射光)的相位(空间相位)变化(偏移)。由此，在点A发生了反射的照射光与在点B发生了反射的照射光的相位差变化，在该变化的期间，图像传感器155的各检测元件对这两束照射光发生干涉所得到的干涉光的强度进行检测(步骤S4)。在图4的(a)中，用曲线图表示在压电元件12的振动的相位(相位时间)为φ₀时获得的移相器153使相位偏移的偏移量以及由图像传感器155的检测元件检测的干涉光的强度的一例。而且，能够基于干涉光的强度最大时的移相器153中的相位偏移量来求出点A 与点B之间的(空间)相位差。或者，还能够通过求出不同的三个(空间)相位处的干涉光的强度，来求出点A与点B之间的(空间)相位差。此外，在图4中，用连续的曲线表示检测强度相对于相位偏移量而言呈正弦波状地变化的关系，但实际观测的是离散的数据，基于观测到的数据通过最小二乘法等来再现上述的连续的正弦波形。为此，需要检测至少三个不同的相位偏移量时的强度。

接下来，在步骤S5中，确认k的值是否达到m_max。由于在该阶段k＝1还没有达到m_max(在本例中为3)，因此步骤S5中的判定为“否”。在“否”时前进到步骤S6，使k的值增加1来将k的值设为“2”(在后面叙述步骤S5中的判定为“是”的情况)。

接着，返回步骤S3，在压电元件12的振动的相位为[φ₀+2π(k-1)/m_max]中 k＝2、即[φ₀+2π/3]≡φ₁的每个定时，测定控制部22向脉冲激光光源13发送脉冲信号，脉冲激光光源13在接收到该脉冲信号的定时向测定对象物体11的表面反复照射作为脉冲激光的照明光。然后，一边利用移相器153使在点A发生了反射的照射光的相位变化(偏移)为至少3个值，一边由图像传感器155的各检测元件检测在点A发生反射后通过了移相器153等的照射光及在点B发生了反射的照射光的干涉光的强度(步骤S4)。

在图4的(b)中用曲线图表示在压电元件12的振动的相位为φ₁时获得的移相器153使相位偏移的偏移量以及由图像传感器155的检测元件检测的干涉光的强度。如果将该图4的(b)与前面的图4的(a)进行对比，则在两者之间干涉光的强度的峰值位置偏移δφ₁-δφ₀。该偏移表示从点A起的光路与从点B起的光路的相位差由于检测时的压电元件12的振动的相位的不同而发生了变化。该光路的相位差的变化表示点A与点B的面外方向上的相对的位移发生了变化。

在像这样执行k＝2时的步骤S4的操作之后，在步骤S5中，由于还没有达到m_max(＝3)，因此判定为“否”，在步骤S6中使k的值增加1来将k的值设为“3”。之后，返回到步骤S3，在交流电信号的相位为[φ₀+2π(k-1)/m_max]中k＝3、即 [φ₀+4π/3]≡φ₂的每个定时，脉冲激光光源13向测定对象物体11的表面反复照射作为脉冲激光的照明光，并由图像传感器155的各检测元件检测干涉光的强度(步骤S4)。像这样，如图4的(c)所示，能够获得交流电信号的相位为φ₂时的移相器153使相位偏移的偏移量与干涉光的强度之间的关系。

之后，在步骤S5中，k的值为3而达到了m_max，因此判定为“是”，转移到步骤S7。在步骤S7中，停止从测定控制部22向压电元件12发送交流电信号，由此压电元件12停止振动。

接下来，在步骤S8中，求出测定区域的各点处的物理量的振动状态(振幅和相位)。

首先，针对图像传感器155的各检测元件，在各振动的相位φ₀、φ₁以及φ₂处分别求出使移相器153的相位的偏移量变化的期间内检测元件的输出变为最大的最大输出相位偏移量δφ₀、δφ₁、δφ₂(参照图4的(a)～(c)的曲线图)。并且，求出振动的相位不同的最大输出相位偏移量之差(δφ₁-δφ₀)、(δφ₂-δφ₁)以及 (δφ₀-δφ₂)。关于这三个最大输出相位偏移量之差，将点A与点B的面外方向上的相对的位移以振子12的振动的相位不同的(即时间不同的)两个数据为一组示出三组。(步骤S8)。

当在步骤S8中获得(时间)相位不同的三个时间点的试样表面的各点处的点A与点B的面外方向上的相对的位移时，周期函数获取部23求出表示试样各点处的物理量的变动的周期函数(步骤S9)。当获得试样表面的各点处的点 A与点B的面外方向上的相对的位移(图5中的黑点的值)时，通过使用由压电元件激励的物理量的变动周期T，能够如图5所示那样用数式表示各点处的物理量的周期变动。

当由周期函数获取部23获得表示试样表面的各点处的物理量的函数时，物理量运算部24读出存储部21中保存的相位间隔信息，基于所述周期函数以该相位间隔计算声波的强度值。在本实施例中，基于相位间隔信息(求出相位均相差π/30的物理量的强度这样的信息)，来从一个周期中计算出不同的60 个相位处的物理量的强度值(步骤S10)。

接下来，影像化部将在步骤S10中求出的试样表面的各点处的60个物理量的强度值按相位顺序进行排列来生成影像(步骤S11)。具体地说，将通过将各相位时间的试样表面的各点处的物理量的值变换为亮度(浓淡)或颜色而生成的共计60个图像按相位时间顺序进行排列。然后，通过以20fps显示所排列出的图像，来获得用3秒显示一个周期的声波的传播状态的影像。在此，帧频设为人类能够将其自然地识别为运动图像的影像的帧频(20fps)以上。由此，获得能够获取为自然的运动图像(影像)的声波传播影像。

参照图6和图7来说明通过本实施例的声波传播影像化装置和方法生成的声波传播影像。图6是基于在12个不同的相位时间对材料表面的测定区域 (图像传感器的视野)中的物理量进行测定所得到的结果生成的图像。另一方面，图7是通过根据图6所示的12个不同的相位时间的测定结果基于表示测定区域的各位置处的物理量的变动的周期函数来计算等间隔的60个相位时间的物理量的值所得到的图像的一部分。在图7中用实线包围的三个图像为图6 的(6)、(7)、(8)，用虚线包围的图像是在它们之间每四个进行插值所得到的图像。当使用本实施例的声波传播影像化装置时，能够在像这样基于实测获得的图像的相位时间之间对任意数量的图像进行插值，通过将这些图像按相位时间顺序进行排列并反复进行显示，能够生成具有连续性的声波传播影像。

通过在像这样获得的声波传播影像中视觉识别声波的传播不连续的区域，能够容易地发现测定对象物体的表面的缺陷等。或者，也可以构成为，使用对运动图像进行分析来提取该运动图像的不连续点的算法，来对测定对象物体的表面的缺陷等进行分析。

如以上说明的那样，在本实施例的声波传播影像化装置和方法中，在作为测定对象的物体的表面的规定位置(例如端部)处赋予时间波形由连续性的周期函数表示的声波。由于该声波在测定对象物体的表面传播而发生物理量的周期性的变动。而且，通过光学方法来成批地测定相位时间不同的至少三个时间点的试样表面的各点处的物理量。在本实施例中，在试样表面的各位置处物理量周期性地变动，因此不需要在一个周期中对各位置处的物理量进行三次测定，能够在多个周期之间在不同的相位处测定三次(例如在四个周期中测定三次)(图8)。因此，即使在频率、传播速度大的情况下，也能够可靠地测定物理量。另外，能够在短时间内成批地测定试样表面的各点处的物理量。

而且，基于通过测定获得的三个不同的相位时间的物理量的值，来求出表示物体表面的各位置处的物理量的变动的周期函数。接着，按期望的相位间隔求出试样表面的各点处的物理量的值，基于同一相位处的各点的值生成一个图像。此时，通过设定足够小的相位间隔，能够获得表示细微变化的物理量的多个图像。通过以人类能够识别为运动图像的帧频以上(例如20fps)的帧频显示这样获得的多个图像，能够获得流畅的声波传播影像。

本发明不限定于上述实施例。

在上述实施例中，在不同的三个相位处测定了物理量的值，但根据物体的表面的状态不同，即使利用压电元件赋予由一个正弦波表示的声波，也有时在传播的过程中产生高次谐波。另外，也可以利用压电元件赋予包含高次谐波分量的声波，在该情况下，试样表面的物理量的变动中也包含高次谐波分量。在上述的例子中，设为m_max＝3，但是通过选择比由[2n+1](n为2以上的自然数)表示的数大的数作为m_max，能够检测至对被检查物体S激励的物理量的变动的n次分量(第n高次谐波分量)。即，由于获得(2n+1)组以上的点A与点 B的面外方向上的相对的位移，因此能够获得基本波的振幅、基本波的相位、第2高次谐波的振幅、第2高次谐波的相位、…第n高次谐波的振幅、第n高次谐波的相位以及物理量的变动的DC成分这样的(2n+1)个参数的值。像这样赋予包含高次谐波分量的声波的结构能够较佳地使用于探测物体内部的空洞等缺陷部的情况。也就是说，通过赋予多个频率的声波，能够探测在该频率附近具有共振频率的空洞。

在上述实施例中，设为使用脉冲激光对试样表面进行照明的结构、使用所谓的闪光器的结构，但也可以设为通过将连续照明与遮光器进行组合来在规定的定时对试样表面进行照明的结构。另外，物理量的变动周期相比于光学位移测量器的传感器的采样率而言足够长，在通常的测定中能够按每个相位测定物理量的情况下，能够使用连续照明。

在上述实施例中，利用具备微分干涉斑纹成像光学系统的测定部测定试样表面的各点处的物理量的值，但也可以通过其它方法测定物理量。例如，作为与上述实施例同样地以光学方式测定物理量的方法，能够使用全息摄影干涉测量法、光栅投影法(非专利文献2)、采样云纹法(非专利文献3)、数字图像相关(DIC：Digital Image Correlation)法、利用激光多普勒振动仪的测定法等。另外，虽然限定于透明试样，但是还能够通过全息摄影干涉测量法来测定试样的折射率。并且，作为光学方式的测定法以外的方法，能够使用利用麦克风或压电元件来测量声压的方法等。在该情况下，在试样表面的各点配置多个检测元件(麦克风或压电元件)，或在空间中一边扫描一边测定。

附图标记说明

10：声波传播影像化装置；11：测定对象物体；12：压电元件；13：脉冲激光光源；14：照明光透镜；15：斑纹/剪切干涉仪；151：分束器；1521：第一反射镜；1522：第二反射镜；153：移相器；154：聚光透镜；155：图像传感器；20：控制/处理部；21：存储部；22：测定控制部；23：周期函数获取部；24：物理量运算部；25：影像化部；30：输入部；40：显示部。

Claims (8)

1.一种缺陷检查装置，其特征在于，具备：

a)声波激励部，其在作为测定对象的物体的表面的规定位置处激励时间波形由连续性的周期函数表示的声波；

b)位移量测定部，其对由于所述声波从所述规定位置起在所述表面传播而发生的周期性地变化的所述表面的位移量进行测定，并且对由所述声波激励部激励的声波的周期函数中的至少三个不同的相位处的所述位移量进行测定；以及

c)周期函数获取部，其基于所述至少三个不同的相位处的位移量，来求出表示该位移量的周期性的变化的周期函数。

2.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，还具备：

d)位移量运算部，其使用表示所述位移量的周期性的变化的周期函数，来以预先决定的相位间隔求出所述表面的各点处的位移量的值；以及

e)影像化部，其使用由所述位移量运算部求出的位移量的值，来将所述表面上的声波的传播影像化。

3.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，

由所述位移量测定部进行测定的相位为2n+1个以上的不同的相位，获取周期性地变化的位移量的第n次高次谐波分量，其中，n为2以上的整数。

4.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，

所述位移量测定部具备照明单元，该照明单元在与所述声波的周期同步的定时对作为所述测定对象的物体的表面进行照明。

5.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，

所述位移量测定部具备干涉光学系统，该干涉光学系统对来自作为所述测定对象的物体的表面的光进行二分割并赋予相位差之后使其产生干涉。

6.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，

由所述位移量测定部进行测定的所述至少三个不同的相位以跨在由所述声波激励部激励的声波的周期函数中的多个周期的方式设定。

7.一种缺陷检查方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)在作为测定对象的物体的表面的规定位置处激励时间波形由连续性的周期函数表示的声波；

b)对由于所述声波从所述规定位置起在所述表面传播而发生的周期性地变化的所述表面的位移量，在所述声波的周期函数中的至少三个不同的相位处进行测定；

c)基于所述至少三个不同的相位处的位移量，来求出表示该位移量的周期性的变化的周期函数；

d)使用表示所述位移量的周期性的变化的周期函数，来以预先决定的相位间隔求出所述表面的各点处的位移量的值；

e)使用以所述预先决定的相位间隔求出的所述表面的各点处的位移量的值，来将该表面上的声波的传播影像化。

8.根据权利要求7所述的缺陷检查方法，其特征在于，

所述三个不同的相位以跨在所述声波的周期函数中的多个周期的方式设定。

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