JP2012083130A - Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection device - Google Patents

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武志 添田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately perform non-destructive inspection of the inside of an inspected object.SOLUTION: An ultrasonic inspection device 10 is used to transmit ultrasonic burst signals from a transmission section 11 to an inspected object 1 and reflection signals from the inside of the inspected object 1 to which the ultrasonic burst signals has been transmitted are received by a cantilever 12. Then, an echo time that is a time difference between transmission of the ultrasonic burst signals and reception of the reflection signals and the position of the cantilever 12 receiving the reflection signals are brought into correspondence with each other to be stored in a storage section 15 of the ultrasonic inspection device 10.

Description

本発明は、超音波を用いる超音波検査方法及び超音波検査装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic inspection method and an ultrasonic inspection apparatus using ultrasonic waves.

材料の使用に伴う破断や破損といった機械的損傷は、例えば、材料内部の微小欠陥が集合して機械的強度が減少した結果生じる。そのため、材料内部の検査においては、空隙や亀裂を対象にした巨視的検査はもとより、微小欠陥を対象にした微視的検査も重要になってくる。   Mechanical damage such as breakage and breakage due to the use of a material is caused, for example, as a result of a reduction in mechanical strength due to a collection of minute defects inside the material. Therefore, in the inspection of the inside of the material, not only the macroscopic inspection for the voids and cracks but also the microscopic inspection for the micro defects becomes important.

このような材料内部の微視的検査には、例えば、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope;TEM)或いは走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope;SEM)を用いることができる。但し、TEMやSEMでは、検査対象の材料、或いは検査対象の材料を用いた構造物や製品を、非破壊でそのまま検査することができない場合がある。   For such microscopic inspection inside the material, for example, a transmission electron microscope (TEM) or a scanning electron microscope (SEM) can be used. However, in a TEM or SEM, there are cases in which a material to be inspected or a structure or product using the material to be inspected cannot be inspected as it is.

一方、検査対象の材料等を非破壊で検査する手法の1つとして、超音波を利用した超音波探傷法が知られている。超音波探傷法では、1つ又は配列された複数の振動子を備えたプローブが用いられる。そのようなプローブの振動子により、検査対象の材料内部への超音波信号の入射と、その材料内部からの反射信号の受信が行われ、入射信号と反射信号の関係に基づき、材料内部の空隙、亀裂、欠陥等が検査される。   On the other hand, an ultrasonic flaw detection method using ultrasonic waves is known as one of non-destructive inspection methods for materials to be inspected. In the ultrasonic flaw detection method, a probe having one or a plurality of arranged transducers is used. The transducer of such a probe receives an ultrasonic signal inside the material to be inspected and receives a reflected signal from the inside of the material. Based on the relationship between the incident signal and the reflected signal, a gap inside the material is obtained. Inspect for cracks, defects, etc.

尚、主に材料表面の形状や物性を測定する方法として、先端部に微小な探針が取り付けられたカンチレバーをプローブとする、走査型プローブ顕微鏡(Scanning Probe Microscope)を用いる方法が知られている。   In addition, as a method for measuring mainly the shape and physical properties of the material surface, a method using a scanning probe microscope (Scanning Probe Microscope) using a cantilever with a microprobe attached to the tip as a probe is known. .

特開平10−311822号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-311822 特開平6−323843号公報JP-A-6-323843 特開平9−159681号公報JP-A-9-159681 特表2009−511876号公報Special table 2009-511876

超音波探傷法は、材料材部を非破壊で検査することのできる手法の1つである。しかし、プローブに一定サイズの振動子を使用し、また、そのような振動子を複数配列して使用するために、振動子の種類と個数によって、検査領域のサイズと空間分解能とがほぼ決まってくる。そのため、材料内部の微視的検査を精度良く行うことができない場合があった。   The ultrasonic flaw detection method is one of the methods capable of inspecting a material part in a nondestructive manner. However, since a transducer of a certain size is used for the probe and a plurality of such transducers are used, the size and spatial resolution of the inspection area are almost determined by the type and number of transducers. come. For this reason, the microscopic inspection inside the material may not be performed with high accuracy.

本発明の一観点によれば、超音波信号を発信する発信機と、カンチレバーと、記憶部とを有する超音波検査装置を用いた超音波検査方法であって、前記発信機から被検査体に超音波バースト信号を発信する第1の工程と、前記超音波バースト信号が発信された前記被検査体内からの反射信号を前記カンチレバーによって受信する第2の工程と、前記超音波バースト信号の発信から前記反射信号の受信までの時間差と、前記カンチレバーの位置とを関連付けて前記記憶部に記憶する第3の工程とを含む超音波検査方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic inspection method using an ultrasonic inspection apparatus having a transmitter that transmits an ultrasonic signal, a cantilever, and a storage unit. From a first step of transmitting an ultrasonic burst signal, a second step of receiving a reflected signal from the inspected body from which the ultrasonic burst signal is transmitted by the cantilever, and transmission of the ultrasonic burst signal There is provided an ultrasonic inspection method including a third step of storing the time difference until reception of the reflected signal and the position of the cantilever in association with each other in the storage unit.

また、本発明の一観点によれば、被検査体に超音波バースト信号を発信する発信機と、前記超音波バースト信号が発信された前記被検査体内からの反射信号を受信するカンチレバーと、前記超音波バースト信号の発信から前記反射信号の受信までの時間差と、前記カンチレバーの位置とを関連付けて記憶する記憶部とを含む超音波検査装置が提供される。   Further, according to one aspect of the present invention, a transmitter that transmits an ultrasonic burst signal to an object to be inspected, a cantilever that receives a reflected signal from the object to be inspected from which the ultrasonic burst signal is transmitted, There is provided an ultrasonic inspection apparatus including a storage unit that stores a time difference from transmission of an ultrasonic burst signal to reception of the reflected signal and a position of the cantilever in association with each other.

開示の超音波検査方法及び超音波検査装置によれば、被検査体の内部を非破壊で精度良く検査することが可能になる。   According to the disclosed ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection apparatus, it becomes possible to inspect the inside of the inspection object with high accuracy in a non-destructive manner.

超音波検査装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an ultrasonic inspection apparatus. 超音波検査装置の処理フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the processing flow of an ultrasonic inspection apparatus. 第1の実施の形態に係る超音波検査装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る超音波検査装置の処理フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the processing flow of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態において被検査体内に2つの反射体が存在する場合の説明図である。It is explanatory drawing in case two reflectors exist in a to-be-inspected body in 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る超音波検査装置の記憶方法の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the memory | storage method of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る3次元メッシュの取得方法の説明図である。It is explanatory drawing of the acquisition method of the three-dimensional mesh which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る超音波検査装置の記憶方法の別例の説明図である。It is explanatory drawing of another example of the memory | storage method of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係る超音波検査装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る超音波検査装置の処理フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the processing flow of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態において被検査体内に2つの反射体が存在する場合の説明図である。It is explanatory drawing in case two reflectors exist in a to-be-inspected body in 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係る超音波検査装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係る超音波検査装置の処理フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the processing flow of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on 3rd Embodiment. コンピュータの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a computer.

図1は超音波検査装置の構成例を示す図である。
図1に示す超音波検査装置10は、発信部11、カンチレバー12、位置制御部13、信号処理部14及び記憶部15を有している。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an ultrasonic inspection apparatus.
An ultrasonic inspection apparatus 10 illustrated in FIG. 1 includes a transmission unit 11, a cantilever 12, a position control unit 13, a signal processing unit 14, and a storage unit 15.

発信部11は、被検査体1に対して超音波信号、ここでは超音波バースト信号を発信する。発信部11には、例えば、超音波振動子を用いることができる。発信部11は、例えば、カンチレバー12に設け、カンチレバー12を発信機として用いることができる。また、発信部11は、例えば、それ自体で発信機として用いることもできる。   The transmitter 11 transmits an ultrasonic signal, here an ultrasonic burst signal, to the device under test 1. For the transmitter 11, for example, an ultrasonic transducer can be used. For example, the transmitter 11 can be provided in the cantilever 12 and the cantilever 12 can be used as a transmitter. Moreover, the transmission part 11 can also be used as a transmitter by itself, for example.

カンチレバー12は、発信部11から発信された超音波バースト信号が被検査体1の内部に存在する反射体によって反射されて戻ってくる反射信号(エコー信号)を受信する受信機として用いられる。カンチレバー12には、先端部に例えばナノメートルオーダーの微小な探針が設けられたものを用いる。被検査体1からの反射信号は、被検査体1表面の振動信号としてカンチレバー12で受信される。   The cantilever 12 is used as a receiver that receives a reflected signal (echo signal) that is returned from the ultrasonic burst signal transmitted from the transmitter 11 being reflected by a reflector present inside the device under test 1. For the cantilever 12, a tip provided with a minute probe of nanometer order, for example, is used. The reflected signal from the inspection object 1 is received by the cantilever 12 as a vibration signal of the surface of the inspection object 1.

位置制御部13は、被検査体1に対するカンチレバー12(探針)の位置(x,y,z方向の位置)を制御する。カンチレバー12は、位置制御部13によって被検査体1の検査領域上を走査される。   The position control unit 13 controls the position of the cantilever 12 (probe) with respect to the device under test 1 (position in the x, y, and z directions). The cantilever 12 is scanned over the inspection region of the inspection object 1 by the position controller 13.

信号処理部14は、発信部11から発信された超音波バースト信号と、カンチレバー12によって受信された反射信号とを用い、超音波バースト信号の発信から反射信号の受信までの時間差(エコー時間)を求める。信号処理部14は、求めたエコー時間を、位置制御部13によって制御されたカンチレバー12の被検査体1上での位置と関連付けて、記憶部15に記憶する。また、信号処理部14は、例えば、求めたエコー時間を、被検査体1内部での超音波バースト信号の伝播速度を用いて距離(エコー距離)に変換したうえで、カンチレバー12の被検査体1上での位置と関連付けて、記憶部15に記憶する。   The signal processing unit 14 uses the ultrasonic burst signal transmitted from the transmission unit 11 and the reflected signal received by the cantilever 12, and calculates a time difference (echo time) from the transmission of the ultrasonic burst signal to the reception of the reflected signal. Ask. The signal processing unit 14 stores the obtained echo time in the storage unit 15 in association with the position of the cantilever 12 controlled by the position control unit 13 on the inspected object 1. For example, the signal processing unit 14 converts the obtained echo time into a distance (echo distance) using the propagation speed of the ultrasonic burst signal inside the inspected object 1, and then the inspected object of the cantilever 12. The data is stored in the storage unit 15 in association with the position on 1.

図2は超音波検査装置の処理フローの一例を示す図である。
超音波検査装置10は、位置制御部13により、被検査体1上の所定位置、例えば、予め設定された検査領域上の所定位置に、カンチレバー12を制御し(ステップS1)、その被検査体1に対し、発信部11から超音波バースト信号を発信する(ステップS2)。発信部11から発信された超音波バースト信号は、被検査体1内に伝播し、被検査体1内に存在する反射体、例えば、構造物や欠陥等で反射する。超音波検査装置10は、この反射信号を、被検査体1表面の振動信号としてカンチレバー12で受信する(ステップS3)。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a processing flow of the ultrasonic inspection apparatus.
The ultrasonic inspection apparatus 10 controls the cantilever 12 to a predetermined position on the inspection object 1, for example, a predetermined position on a predetermined inspection area, by the position control unit 13 (step S1). 1, an ultrasonic burst signal is transmitted from the transmitter 11 (step S2). The ultrasonic burst signal transmitted from the transmitter 11 propagates into the inspection object 1 and is reflected by a reflector existing in the inspection object 1, such as a structure or a defect. The ultrasonic inspection apparatus 10 receives this reflected signal as a vibration signal of the surface of the inspection object 1 by the cantilever 12 (step S3).

超音波検査装置10では、信号処理部14により、超音波バースト信号の発信と反射信号の受信との時間差であるエコー時間が求められる(ステップS4)。信号処理部14は、求めたエコー時間を、又は求めたエコー時間をエコー距離に変換したうえで、カンチレバー12の被検査体1上での位置と関連付けて、記憶部15に記憶する(ステップS5)。   In the ultrasonic inspection apparatus 10, the signal processing unit 14 obtains an echo time that is a time difference between the transmission of the ultrasonic burst signal and the reception of the reflected signal (step S4). The signal processing unit 14 converts the obtained echo time or the obtained echo time into an echo distance, and stores it in the storage unit 15 in association with the position of the cantilever 12 on the inspected object 1 (step S5). ).

超音波検査装置10は、被検査体1の検査領域全体について、位置制御部13により検査領域上でカンチレバー12を走査してその位置を変え、ステップS1〜S5の処理を実行する(ステップS6)。   The ultrasonic inspection apparatus 10 scans the cantilever 12 on the inspection region by the position control unit 13 to change the position of the entire inspection region of the inspection object 1 and executes the processes of steps S1 to S5 (step S6). .

超音波検査装置10の信号処理部14で求められるエコー時間は、発信部11から発信された超音波バースト信号が、被検査体1内を伝播し、反射体で反射され、カンチレバー12に受信されるまでの伝播時間である。エコー時間は、被検査体1内の反射体と、被検査体1上に設置されるカンチレバー12との距離に応じて変化する。超音波検査装置10は、カンチレバー12の位置と、カンチレバー12がその位置にあるときに計測されるエコー時間を、カンチレバー12の位置を変化させて検査領域全体で蓄積することで、検査領域内の反射体分布を求める。   The echo time required by the signal processing unit 14 of the ultrasonic inspection apparatus 10 is such that the ultrasonic burst signal transmitted from the transmission unit 11 propagates through the inspection object 1, is reflected by the reflector, and is received by the cantilever 12. It is the propagation time until The echo time changes in accordance with the distance between the reflector in the inspection object 1 and the cantilever 12 installed on the inspection object 1. The ultrasonic inspection apparatus 10 accumulates the position of the cantilever 12 and the echo time measured when the cantilever 12 is at the position by changing the position of the cantilever 12 in the entire inspection area. Find the reflector distribution.

このように超音波検査装置10は、被検査体1内からの反射信号を、カンチレバー12によって受信する。そのため、被検査体1の検査領域表面において、カンチレバー12の先端部に設けた探針のサイズ程の微小領域まで、エコー時間の計測を行うことができる。エコー時間は、被検査体1内の反射体とカンチレバー12との距離に応じて変化するので、このようにカンチレバー12を用いてエコー時間を計測することで、反射体が存在し得る位置を精度良く知ることができる。このようなカンチレバー12による反射信号の受信とエコー時間の計測を、検査領域表面全体に亘って行うことにより、検査領域内の反射体分布を、高い空間分解能で、精度良く、取得することが可能になる。   As described above, the ultrasonic inspection apparatus 10 receives the reflected signal from the inside of the inspection object 1 by the cantilever 12. Therefore, it is possible to measure the echo time up to a minute region about the size of the probe provided at the tip of the cantilever 12 on the surface of the inspection region of the inspection object 1. Since the echo time changes according to the distance between the reflector in the object to be inspected 1 and the cantilever 12, the position where the reflector can exist can be accurately determined by measuring the echo time using the cantilever 12 in this way. I can know better. By performing such reception of the reflected signal by the cantilever 12 and measurement of the echo time over the entire surface of the inspection region, it is possible to acquire the reflector distribution in the inspection region with high spatial resolution and high accuracy. become.

尚、被検査体1の検査領域は、被検査体1の全体でも、一部でもよい。検査領域表面の、カンチレバー12による受信が行われる各微小領域の一辺の長さは、検査領域の一辺の実寸を任意の数(256、512、1024等)で割った値とすることができる。   Note that the inspection area of the inspection object 1 may be the entire inspection object 1 or a part thereof. The length of one side of each micro area that is received by the cantilever 12 on the surface of the inspection area can be a value obtained by dividing the actual size of one side of the inspection area by an arbitrary number (256, 512, 1024, etc.).

以下、上記のような超音波検査装置、及び超音波検査装置を用いた超音波検査方法について、より詳細に説明する。
まず、第1の実施の形態について説明する。
Hereinafter, the ultrasonic inspection apparatus and the ultrasonic inspection method using the ultrasonic inspection apparatus will be described in more detail.
First, the first embodiment will be described.

図3は第1の実施の形態に係る超音波検査装置の構成例を示す図である。
図3に示す超音波検査装置100Aは、カンチレバー101、圧電素子102、位置制御部103、レーザー照射部104、光検出部105、差分検出部106を有している。更に、この超音波検査装置100Aは、カンチレバー101に設けられた発信部107、関数発生部108、増幅部109、信号処理部110、記憶部111、表示部112、制御部113、入力部114を有している。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the ultrasonic inspection apparatus according to the first embodiment.
An ultrasonic inspection apparatus 100A illustrated in FIG. 3 includes a cantilever 101, a piezoelectric element 102, a position control unit 103, a laser irradiation unit 104, a light detection unit 105, and a difference detection unit 106. Further, the ultrasonic inspection apparatus 100A includes a transmission unit 107, a function generation unit 108, an amplification unit 109, a signal processing unit 110, a storage unit 111, a display unit 112, a control unit 113, and an input unit 114 provided on the cantilever 101. Have.

カンチレバー101は、一端側(根元側)が固定され、他端側(自由端側)の先端部には、例えばナノメートルオーダーの微小な探針101aが設けられている。カンチレバー101は、被検査体1からの反射信号を受信する受信機として用いられる。圧電素子102は、カンチレバー101の根元側に設けられ、入力される信号に従ってカンチレバー101をx,y,z方向に移動させる。位置制御部103は、圧電素子102への入力信号を制御する。位置制御部103及び圧電素子102により、カンチレバー101(探針101a)のx,y,z方向の位置が制御される。   The cantilever 101 has one end (base side) fixed, and a tip 101a on the other end side (free end side), for example, is provided with a minute probe 101a of nanometer order. The cantilever 101 is used as a receiver that receives a reflected signal from the device under test 1. The piezoelectric element 102 is provided on the base side of the cantilever 101, and moves the cantilever 101 in the x, y, and z directions according to an input signal. The position control unit 103 controls an input signal to the piezoelectric element 102. The position control unit 103 and the piezoelectric element 102 control the position of the cantilever 101 (probe 101a) in the x, y, and z directions.

レーザー照射部104は、カンチレバー101の背面にレーザー光を照射する。光検出部105は、カンチレバー101の背面にレーザー照射部104から照射されて反射されたレーザー光を検出する。例えば、カンチレバー101が上下(z方向)に変位すれば、レーザー光は光検出部105上で上下に動くようになる。ここに例示する超音波検査装置100Aでは、カンチレバー101の変位(たわみ)が、このような、いわゆる光テコ方式で検出されるようになっている。差分検出部106は、カンチレバー101の変位に伴って変化する、光検出部105による検出信号を入力とし、検出信号の差分に応じた信号を生成する。   The laser irradiation unit 104 irradiates the back surface of the cantilever 101 with laser light. The light detection unit 105 detects the laser beam reflected and reflected from the laser irradiation unit 104 on the back surface of the cantilever 101. For example, when the cantilever 101 is displaced up and down (z direction), the laser light moves up and down on the light detection unit 105. In the ultrasonic inspection apparatus 100A exemplified here, the displacement (deflection) of the cantilever 101 is detected by such a so-called optical lever method. The difference detection unit 106 receives a detection signal from the light detection unit 105, which changes with the displacement of the cantilever 101, and generates a signal corresponding to the difference between the detection signals.

尚、差分検出部106で生成された信号の一部は、カンチレバー101の探針101aと被検査体1表面間の力が一定に保たれるように、位置制御部103にフィードバックされる。位置制御部103は、そのフィードバックされた信号を用い、カンチレバー101のz方向の位置を制御する。   A part of the signal generated by the difference detection unit 106 is fed back to the position control unit 103 so that the force between the probe 101a of the cantilever 101 and the surface of the inspection object 1 is kept constant. The position control unit 103 controls the position of the cantilever 101 in the z direction using the fed back signal.

発信部107は、超音波バースト信号を発信する。超音波検査装置100Aでは、発信部107が、カンチレバー101に設けられている。この発信部107には、例えば、超音波振動子を用いることができる。関数発生部108は、発信部107から発信する超音波バースト信号の波形を発生する。増幅部109は、関数発生部108で発生した波形を増幅する。尚、増幅部109での増幅率を可変とする構成としてもよい。関数発生部108で発生され、増幅部109で増幅された波形が発信部107に入力され、発信部107から、その波形に応じた超音波バースト信号が発信される。   Transmitter 107 transmits an ultrasonic burst signal. In the ultrasonic inspection apparatus 100 </ b> A, the transmitter 107 is provided on the cantilever 101. For the transmitter 107, for example, an ultrasonic transducer can be used. The function generator 108 generates a waveform of an ultrasonic burst signal transmitted from the transmitter 107. The amplification unit 109 amplifies the waveform generated by the function generation unit 108. The amplification factor in the amplification unit 109 may be variable. A waveform generated by the function generation unit 108 and amplified by the amplification unit 109 is input to the transmission unit 107, and an ultrasonic burst signal corresponding to the waveform is transmitted from the transmission unit 107.

発信部107から発信された超音波バースト信号は、カンチレバー101に伝達され、カンチレバー101は、その超音波バースト信号に応じて超音波振動する。カンチレバー101の超音波振動は、被検査体1に伝達され、被検査体1に超音波バースト信号が発信される。即ち、カンチレバー101は、被検査体1からの反射信号を受信する受信機として用いられると共に、発信部107が設けられて、被検査体1に対して超音波バースト信号を発信する発信機としても用いられる。   The ultrasonic burst signal transmitted from the transmitter 107 is transmitted to the cantilever 101, and the cantilever 101 vibrates ultrasonically according to the ultrasonic burst signal. The ultrasonic vibration of the cantilever 101 is transmitted to the inspection object 1 and an ultrasonic burst signal is transmitted to the inspection object 1. That is, the cantilever 101 is used as a receiver that receives a reflected signal from the object 1 to be inspected, and is also provided with a transmitter 107 so as to transmit an ultrasonic burst signal to the object 1 to be inspected. Used.

信号処理部110は、差分検出部106で生成された信号、即ちカンチレバー101で受信された被検査体1からの反射信号を検出する。また、信号処理部110には、カンチレバー101(発信部107)から被検査体1に発信する超音波バースト信号の情報が送信される。ここでは、関数発生部108で発生する波形(超音波バースト信号)が信号処理部110に送信されるようになっている。   The signal processing unit 110 detects the signal generated by the difference detection unit 106, that is, the reflection signal from the inspected object 1 received by the cantilever 101. In addition, information on the ultrasonic burst signal transmitted from the cantilever 101 (transmitting unit 107) to the device under test 1 is transmitted to the signal processing unit 110. Here, the waveform (ultrasonic burst signal) generated by the function generation unit 108 is transmitted to the signal processing unit 110.

信号処理部110は、カンチレバー101から発信される超音波バースト信号の情報、及びカンチレバー101によって受信された反射信号の情報を用いて、所定の演算を実行する。ここでは、信号処理部110は、カンチレバー101からの超音波バースト信号の発信と、カンチレバー101による反射信号の受信との時間差であるエコー時間を演算する。更に、信号処理部110は、超音波バースト信号の被検査体1内での伝播速度に基づき、求めたエコー時間から超音波バースト信号の伝播距離であるエコー距離を演算する。尚、超音波バースト信号の被検査体1内での伝播速度は、例えば、検査する被検査体1の種類に応じた値を、後述の入力部114から予め設定しておくことができる。伝播速度の設定値は、超音波検査装置100Aの記憶部111等に記憶しておき、信号処理部110は、超音波検査装置100Aに記憶されている伝播速度の設定値を用いて、エコー距離を演算する。   The signal processing unit 110 performs a predetermined calculation using the information on the ultrasonic burst signal transmitted from the cantilever 101 and the information on the reflected signal received by the cantilever 101. Here, the signal processing unit 110 calculates an echo time that is a time difference between the transmission of the ultrasonic burst signal from the cantilever 101 and the reception of the reflected signal by the cantilever 101. Further, the signal processing unit 110 calculates an echo distance, which is a propagation distance of the ultrasonic burst signal, from the obtained echo time based on the propagation speed of the ultrasonic burst signal in the inspection object 1. Note that the propagation speed of the ultrasonic burst signal in the inspection object 1 can be set in advance from the input unit 114 described later, for example, according to the type of the inspection object 1 to be inspected. The set value of the propagation speed is stored in the storage unit 111 or the like of the ultrasonic inspection apparatus 100A, and the signal processing unit 110 uses the set value of the propagation speed stored in the ultrasonic inspection apparatus 100A to return the echo distance. Is calculated.

更に、信号処理部110は、位置制御部103からカンチレバー101の被検査体1上での位置に関する情報を取得し、カンチレバー101の位置と、求めたエコー距離とを関連付けて記憶部111に記憶する。   Further, the signal processing unit 110 acquires information related to the position of the cantilever 101 on the inspected object 1 from the position control unit 103, and stores the position of the cantilever 101 and the obtained echo distance in the storage unit 111 in association with each other. .

表示部112は、記憶部111に記憶されている情報に基づき、被検査体1についての検査結果を表示する。
制御部113は、位置制御部103、関数発生部108、増幅部109、信号処理部110、表示部112の処理動作を制御する。
The display unit 112 displays the inspection result for the device under test 1 based on the information stored in the storage unit 111.
The control unit 113 controls processing operations of the position control unit 103, the function generation unit 108, the amplification unit 109, the signal processing unit 110, and the display unit 112.

入力部114からは、例えば、被検査体1の種類に応じ、位置制御部103及び関数発生部108の制御条件が入力される。また、上記の伝播速度の設定値が入力される。
例えば、入力部114からは、被検査体1の検査領域の範囲(カンチレバー101の被検査体1上の走査範囲)、検査領域の分割数(画素数)、カンチレバー101の走査速度(一画素におけるカンチレバー101の滞在時間)等の条件が設定される。位置制御部103は、その条件に基づき、被検査体1上でのカンチレバー101の位置を制御する。
From the input unit 114, for example, the control conditions of the position control unit 103 and the function generation unit 108 are input according to the type of the inspection object 1. Further, the set value of the propagation speed is input.
For example, from the input unit 114, the inspection area range of the inspection object 1 (scanning range of the cantilever 101 on the inspection object 1), the number of divisions of the inspection area (number of pixels), the scanning speed of the cantilever 101 (in one pixel) Conditions such as the stay time of the cantilever 101) are set. The position control unit 103 controls the position of the cantilever 101 on the inspection object 1 based on the condition.

また、入力部114からは、超音波バースト信号の周波数、発生時間、及び発生タイミング(発生周期)等の条件が設定される。関数発生部108は、その条件に基づき、所定の超音波バースト信号を一定の発生周期で発生させる。   In addition, conditions such as the frequency, generation time, and generation timing (generation period) of the ultrasonic burst signal are set from the input unit 114. Based on the condition, the function generator 108 generates a predetermined ultrasonic burst signal at a constant generation cycle.

尚、位置制御部103及び関数発生部108の制御条件は、カンチレバー101による反射信号の受信が、一の超音波バースト信号が発信されてから次の超音波バースト信号が発信されるまでの間に完了するように設定しておくことが好ましい。   The control conditions of the position control unit 103 and the function generation unit 108 are as follows: the reception of the reflected signal by the cantilever 101 is from when one ultrasonic burst signal is transmitted until the next ultrasonic burst signal is transmitted. It is preferable to set so as to be completed.

続いて、上記構成を有する超音波検査装置100Aの処理フローについて説明する。
図4は第1の実施の形態に係る超音波検査装置の処理フローの一例を示す図である。
まず、超音波検査装置100Aでは、被検査体1上にカンチレバー101が設置され、更に、入力部114から位置制御部103及び関数発生部108の制御条件が入力されて設定される。例えば、上記のように、検査領域の範囲とその分割数(256×256×256等)、カンチレバー101の走査速度等の条件が入力部114から入力され、位置制御部103の制御条件が設定される。また、超音波バースト信号の周波数、発生時間、発生周期等の条件が入力部114から入力され、関数発生部108の制御条件が設定される。
Next, a processing flow of the ultrasonic inspection apparatus 100A having the above configuration will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a processing flow of the ultrasonic inspection apparatus according to the first embodiment.
First, in the ultrasonic inspection apparatus 100A, the cantilever 101 is installed on the object 1 to be inspected, and the control conditions of the position control unit 103 and the function generation unit 108 are further input from the input unit 114 and set. For example, as described above, conditions such as the range of the inspection area and the number of divisions (256 × 256 × 256, etc.), the scanning speed of the cantilever 101, and the like are input from the input unit 114, and the control conditions of the position control unit 103 are set. The In addition, conditions such as the frequency, generation time, and generation cycle of the ultrasonic burst signal are input from the input unit 114, and the control conditions of the function generation unit 108 are set.

尚、超音波バースト信号の周波数帯域は、例えば数十kHz〜数十MHzのオーダーの範囲とすることができるが、カンチレバー101によって高感度で受信するためには、カンチレバー101の共振周波数又はその近傍の周波数を利用するのが望ましい。例えば、超音波バースト信号の周波数設定に先立ち、カンチレバー101を被検査体1上に設置し、低出力で超音波スイープ信号を被検査体1に入射してカンチレバー101の応答振幅を測定し、振幅が最大となる周波数、即ち最高感度周波数を、予め見つけておく。   The frequency band of the ultrasonic burst signal can be in the range of, for example, several tens of kHz to several tens of MHz. However, in order to receive with high sensitivity by the cantilever 101, the resonance frequency of the cantilever 101 or the vicinity thereof. It is desirable to use the frequency of For example, prior to setting the frequency of the ultrasonic burst signal, the cantilever 101 is placed on the inspection object 1, the ultrasonic sweep signal is incident on the inspection object 1 at a low output, and the response amplitude of the cantilever 101 is measured. The frequency at which is the maximum, that is, the highest sensitivity frequency is found in advance.

各制御条件の設定後、超音波検査装置100Aは、位置制御部103により、被検査体1上におけるカンチレバー101の位置を、検査領域表面(走査範囲)の所定位置(画素)に制御する(ステップS10)。   After setting each control condition, the ultrasonic inspection apparatus 100A controls the position of the cantilever 101 on the inspection object 1 to a predetermined position (pixel) on the surface of the inspection area (scanning range) by the position control unit 103 (step). S10).

次いで、超音波検査装置100Aは、関数発生部108により、超音波バースト信号を発生する(ステップS11)。関数発生部108で発生された超音波バースト信号は、2つに分岐され、その一方の信号は、信号処理部110に送信される(ステップS12)。また、分岐されたもう一方の信号は、増幅部109で増幅され、発信部107からカンチレバー101を介して被検査体1に発信(入射)される(ステップS13)。   Next, the ultrasonic inspection apparatus 100A generates an ultrasonic burst signal by the function generator 108 (step S11). The ultrasonic burst signal generated by the function generation unit 108 is branched into two, and one of the signals is transmitted to the signal processing unit 110 (step S12). The other branched signal is amplified by the amplifier 109 and transmitted (incident) to the device under test 1 from the transmitter 107 via the cantilever 101 (step S13).

超音波検査装置100Aは、カンチレバー101から被検査体1への超音波バースト信号の発信後、そのカンチレバー101による被検査体1内からの反射信号の受信を開始する(ステップS14)。反射信号の受信は、一定時間、レーザー照射部104、光検出部105及び差分検出部106を用いて、信号処理部110で検出される。尚、一定時間としては、例えば、超音波バースト信号の発生周期、カンチレバー101の一画素あたりの滞在時間等を設定することができる。   After transmitting an ultrasonic burst signal from the cantilever 101 to the object 1 to be inspected, the ultrasonic inspection apparatus 100A starts receiving a reflection signal from the inside of the object 1 to be inspected by the cantilever 101 (step S14). Reception of the reflected signal is detected by the signal processing unit 110 using the laser irradiation unit 104, the light detection unit 105, and the difference detection unit 106 for a certain period of time. As the fixed time, for example, the generation period of the ultrasonic burst signal, the stay time per pixel of the cantilever 101, and the like can be set.

超音波検査装置100Aは、一定時間にカンチレバー101で反射信号の受信が検出されなければ(ステップS15)、ステップS19の処理に進む。超音波検査装置100Aは、一定時間に反射信号の受信が検出されれば(ステップS15)、信号処理部110により、検出した反射信号と、ステップS12で送信された超音波バースト信号との時間差であるエコー時間を求める(ステップS16)。更に、超音波検査装置100Aは、信号処理部110により、そのエコー時間から、超音波バースト信号の被検査体1内での伝播距離であるエコー距離を求める(ステップS17)。   If the reception of the reflected signal is not detected by the cantilever 101 for a predetermined time (step S15), the ultrasonic inspection apparatus 100A proceeds to the process of step S19. If reception of a reflected signal is detected at a certain time (step S15), the ultrasonic inspection apparatus 100A detects the time difference between the reflected signal detected by the signal processing unit 110 and the ultrasonic burst signal transmitted at step S12. A certain echo time is obtained (step S16). Furthermore, the ultrasonic inspection apparatus 100A uses the signal processing unit 110 to obtain an echo distance, which is a propagation distance of the ultrasonic burst signal in the inspection object 1, from the echo time (step S17).

超音波検査装置100Aは、信号処理部110により、このようにして求めたエコー距離を、反射信号を受信したときのカンチレバー101の検査領域上での位置と関連付けて、記憶部111に記憶する(ステップS18)。   100 A of ultrasonic inspection apparatuses memorize | store the echo distance calculated | required in this way by the signal processing part 110 in the memory | storage part 111 in association with the position on the test | inspection area | region of the cantilever 101 when a reflected signal is received ( Step S18).

ここで、被検査体1内の異なる場所に、2つの反射体A,Bが存在している場合を想定する。
図5は第1の実施の形態において被検査体内に2つの反射体が存在する場合の説明図である。
Here, it is assumed that two reflectors A and B exist at different locations in the inspection object 1.
FIG. 5 is an explanatory diagram when two reflectors exist in the body to be inspected in the first embodiment.

超音波検査装置100Aでは、カンチレバー101から被検査体1に超音波バースト信号が発信され、そのカンチレバー101によって反射体A,Bそれぞれからの反射信号が受信される。例えば、図5(A),(B)に示したように、反射体A,Bのうち、反射体Aの方が、距離ΔLだけカンチレバー101に近い場所にあるものとする。尚、超音波バースト信号の被検査体1内での伝播速度は一定であるとする。   In the ultrasonic inspection apparatus 100 </ b> A, an ultrasonic burst signal is transmitted from the cantilever 101 to the inspected object 1, and the reflected signal from each of the reflectors A and B is received by the cantilever 101. For example, as shown in FIGS. 5A and 5B, it is assumed that the reflector A is located closer to the cantilever 101 by the distance ΔL among the reflectors A and B. It is assumed that the propagation speed of the ultrasonic burst signal in the inspection object 1 is constant.

図5(A)に示したように、カンチレバー101から超音波バースト信号が発信されると、その超音波バースト信号は、反射体A,Bでそれぞれ反射され、カンチレバー101で受信される。このとき、カンチレバー101による超音波バースト信号の発信から受信までのエコー時間(カンチレバー101と反射体A,Bそれぞれとの間の超音波バースト信号の往復時間)は、カンチレバー101と反射体A,Bとの距離に応じた時間となる。即ち、図5(B)に示したように、反射体Aの方がカンチレバー101に近い場所にあるため、カンチレバー101と反射体Aの間のエコー時間ΔtAの方が、カンチレバー101と反射体Bの間のエコー時間ΔtBよりも短くなる。 As shown in FIG. 5A, when an ultrasonic burst signal is transmitted from the cantilever 101, the ultrasonic burst signal is reflected by the reflectors A and B and received by the cantilever 101. At this time, the echo time from the transmission to reception of the ultrasonic burst signal by the cantilever 101 (the round-trip time of the ultrasonic burst signal between the cantilever 101 and each of the reflectors A and B) is the cantilever 101 and the reflectors A and B. It becomes time according to the distance. That is, as shown in FIG. 5B, since the reflector A is closer to the cantilever 101, the echo time Δt A between the cantilever 101 and the reflector A is greater than the cantilever 101 and the reflector. It becomes shorter than the echo time Δt B during B.

超音波検査装置100Aは、ステップS10〜S17のように、カンチレバー101による超音波バースト信号の発信と受信を行い、信号処理部110によりエコー時間を求め、更にエコー距離を求める。そして、ステップS18のように、求めたエコー距離を、カンチレバー101の検査領域上での位置と関連付けて記憶する。超音波検査装置100Aにおいては、このようにエコー距離とカンチレバー101の位置とを関連付けて記憶するため、その記憶部111に、3次元メッシュの各メッシュに対応した記憶領域を用意しておく(ボクセル)。尚、用意する3次元メッシュのメッシュ数は、超音波検査装置100Aにおいて設定され得る検査領域の分割数(画素数)を上回るように設定しておく。   As in steps S10 to S17, the ultrasonic inspection apparatus 100A transmits and receives an ultrasonic burst signal by the cantilever 101, obtains an echo time by the signal processing unit 110, and further obtains an echo distance. Then, as in step S18, the obtained echo distance is stored in association with the position of the cantilever 101 on the inspection area. In the ultrasonic inspection apparatus 100A, in order to store the echo distance and the position of the cantilever 101 in this manner, a storage area corresponding to each mesh of the three-dimensional mesh is prepared in the storage unit 111 (voxel ). Note that the number of meshes of the prepared three-dimensional mesh is set so as to exceed the number of inspection area divisions (number of pixels) that can be set in the ultrasonic inspection apparatus 100A.

図6は第1の実施の形態に係る超音波検査装置の記憶方法の一例の説明図である。
被検査体1内に2つの反射体A,Bが存在しているとすると、カンチレバー101から発信した超音波バースト信号に対し、反射体A,Bそれぞれからの反射信号がそのカンチレバー101で受信される。超音波検査装置100Aは、それぞれの反射信号についてエコー距離rA1,rB1を求める。そして、図6(A)に示したように、カンチレバー101の走査方向(x方向又はy方向。一例としてx方向)に沿った2次元メッシュM2上において、カンチレバー101の位置を中心O1とし、求めたエコー距離rA1,rB1を半径とする半円を設定する。その半円上に該当する箇所のメッシュ(当該メッシュに対応する記憶領域)に、点数を加算する。ここで点数が加算されたメッシュは、被検査体1内の、反射体A,Bが存在する可能性のある箇所に対応している。尚、図6(A)では、点数が加算されたメッシュを塗りつぶして図示している。
FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of a storage method of the ultrasonic inspection apparatus according to the first embodiment.
Assuming that there are two reflectors A and B in the inspected object 1, the reflected signal from each of the reflectors A and B is received by the cantilever 101 in response to the ultrasonic burst signal transmitted from the cantilever 101. The The ultrasonic inspection apparatus 100A obtains echo distances r A1 and r B1 for each reflected signal. Then, as shown in FIG. 6A, on the two-dimensional mesh M2 along the scanning direction of the cantilever 101 (x direction or y direction, x direction as an example), the position of the cantilever 101 is set as the center O 1 . A semicircle whose radius is the obtained echo distances r A1 and r B1 is set. The score is added to the mesh (the storage area corresponding to the mesh) at the location corresponding to the semicircle. Here, the mesh to which the points are added corresponds to a portion in the inspection object 1 where the reflectors A and B may exist. In FIG. 6A, the mesh with the added points is painted out.

ステップS18では、このようにしてエコー距離をカンチレバー101の位置と関連付けて記憶部111に記憶する。そして、超音波検査装置100Aは、位置制御部103によってカンチレバー101を走査し、検査領域上でカンチレバー101の位置(画素)を変えて、ステップS10〜S18の処理を繰り返す(ステップS19)。   In step S18, the echo distance is associated with the position of the cantilever 101 and stored in the storage unit 111 in this way. Then, the ultrasonic inspection apparatus 100A scans the cantilever 101 by the position control unit 103, changes the position (pixel) of the cantilever 101 on the inspection region, and repeats the processes of steps S10 to S18 (step S19).

例えば、カンチレバー101をx方向に走査してその位置を変え、その位置で超音波バースト信号を発信し、反射体A,Bそれぞれからの反射信号を受信して、それぞれの反射信号についてエコー距離rA2,rB2を求める。そして、図6(B)に示したように、x方向に沿った2次元メッシュM2上において、カンチレバー101の位置を中心O2とし、求めたエコー距離rA2,rB2を半径とする半円上に該当する箇所のメッシュ(記憶領域)に、点数を加算する。このとき、既に点数が加算されている箇所のメッシュには、更に点数が加算され、合計2点が記憶される。点数が加算されたメッシュは、被検査体1内の、反射体A,Bが存在する可能性のある箇所に対応している。尚、図6(B)では、点数が新たに加算されたメッシュを塗りつぶして図示し、点数が更に加算されたメッシュにはハッチングを施している。 For example, the cantilever 101 is scanned in the x direction to change its position, an ultrasonic burst signal is transmitted at that position, the reflected signals from the reflectors A and B are received, and the echo distance r for each reflected signal. seek A2, r B2. Then, as shown in FIG. 6B, on the two-dimensional mesh M2 along the x direction, a semicircle having the position of the cantilever 101 as the center O 2 and the obtained echo distances r A2 and r B2 as radii. The score is added to the mesh (storage area) at the location corresponding to the top. At this time, the score is further added to the mesh where the points have already been added, and a total of two points are stored. The mesh to which the points are added corresponds to a location in the inspection object 1 where the reflectors A and B may exist. In FIG. 6B, the mesh with the newly added score is shown by being painted, and the mesh with the further added score is hatched.

超音波検査装置100Aは、カンチレバー101を更にx方向に走査してその位置を変え、同様の処理を実行する。x方向の終端位置の処理まで終了した後は、直交する第2方向(y方向又はx方向。一例としてy方向)にカンチレバー101を走査してその位置での処理を行い、その後はx方向に走査してカンチレバー101の位置を変え、同様に処理を繰り返す。それにより、図7に示したように、検査領域のx方向に沿った2次元メッシュM2をy方向について蓄積していき、3次元メッシュM3を取得する。   The ultrasonic inspection apparatus 100 </ b> A further scans the cantilever 101 in the x direction to change its position, and performs the same processing. After finishing the processing of the end position in the x direction, the cantilever 101 is scanned in the second direction (y direction or x direction, for example, the y direction) orthogonal to perform processing at that position, and thereafter in the x direction. The scanning is performed to change the position of the cantilever 101, and the process is repeated in the same manner. Thereby, as shown in FIG. 7, the two-dimensional mesh M2 along the x direction of the inspection region is accumulated in the y direction, and the three-dimensional mesh M3 is acquired.

超音波検査装置100Aは、このようにして被検査体1の検査領域上の全範囲(全画素)について、ステップS10〜S18の処理を実行し、検査領域について、3次元メッシュの各メッシュ(記憶領域)に点数を加算した情報を取得する。この情報は、被検査体1内の反射体A,Bの箇所を、3次元メッシュにおいて点数化した、3次元空間情報を表している。3次元メッシュの、反射体A,Bが存在する箇所に対応するメッシュは、点数が高くなる。   The ultrasonic inspection apparatus 100A thus performs the processing of steps S10 to S18 for the entire range (all pixels) on the inspection region of the object 1 to be inspected, and each mesh (stored) of the three-dimensional mesh for the inspection region. Information obtained by adding points to (region) is acquired. This information represents three-dimensional space information obtained by scoring points of the reflectors A and B in the inspection object 1 in a three-dimensional mesh. The mesh corresponding to the location of the reflectors A and B in the three-dimensional mesh has a high score.

超音波検査装置100Aは、記憶部111に記憶されている、このような3次元メッシュを用い、被検査体1の検査領域の3次元空間情報を、表示部112によって表示する(ステップS20)。例えば、超音波検査装置100Aは、3次元メッシュを、各メッシュの点数の大きさに応じた濃淡情報、或いはカラー情報に変換し、表示部112によって表示する。これにより、被検査体1の検査領域の3次元空間情報が画像化される。   The ultrasonic inspection apparatus 100A uses such a three-dimensional mesh stored in the storage unit 111 to display the three-dimensional spatial information of the inspection region of the subject 1 on the display unit 112 (step S20). For example, the ultrasonic inspection apparatus 100 </ b> A converts a three-dimensional mesh into shading information or color information corresponding to the size of each mesh, and displays the information on the display unit 112. Thereby, the three-dimensional spatial information of the inspection region of the inspection object 1 is imaged.

尚、上記ステップS18では、エコー距離をカンチレバー101の位置と関連付けて記憶部111に記憶する際、カンチレバー101の位置を中心とし、エコー距離を半径とする半円上に該当する箇所のメッシュに点数を加算する処理を例にして説明した。このほか、超音波検査装置100Aでは、次の図8に示すような処理を行うことも可能である。   In step S18, when the echo distance is stored in the storage unit 111 in association with the position of the cantilever 101, a score is given to the mesh at a location on the semicircle centered on the position of the cantilever 101 and having the radius of the echo distance. The process of adding is described as an example. In addition, in the ultrasonic inspection apparatus 100A, it is possible to perform processing as shown in FIG.

図8は第1の実施の形態に係る超音波検査装置の記憶方法の別例の説明図である。尚、図8では、便宜上、3次元メッシュM3の個々のメッシュは図示を省略している。
エコー距離をカンチレバー101の位置と関連付けて記憶部111に記憶する際には、図8に示すように、カンチレバー101の位置を中心とし、エコー距離を半径とする半球上に該当する箇所のメッシュに点数を加算してもよい。
FIG. 8 is an explanatory diagram of another example of the storage method of the ultrasonic inspection apparatus according to the first embodiment. In FIG. 8, for convenience, individual meshes of the three-dimensional mesh M3 are not shown.
When the echo distance is associated with the position of the cantilever 101 and stored in the storage unit 111, as shown in FIG. 8, the mesh at a location corresponding to the hemisphere centered on the position of the cantilever 101 and having a radius of the echo distance is used. Points may be added.

例えば、まず、あるカンチレバー101の位置でのエコー距離rA1,rB1を求める。そして、図8(A)に示したように、3次元メッシュM3上において、カンチレバー101の位置を中心O1とし、エコー距離rA1,rB1を半径とする半球上に該当する箇所のメッシュ(記憶領域)に点数を加算する。次いで、位置制御部103によってカンチレバー101を第1方向(一例としてx方向)に走査してその位置を変え、その位置でのエコー距離rA2,rB2を求める。そして、図8(B)に示したように、3次元メッシュM3上において、カンチレバー101の位置を中心O2とし、エコー距離rA2,rB2を半径とする半球上に該当する箇所のメッシュに点数を加算する。 For example, first, echo distances r A1 and r B1 at the position of a certain cantilever 101 are obtained. Then, as shown in FIG. 8A, on the three-dimensional mesh M3, the mesh at the corresponding location on the hemisphere with the position of the cantilever 101 as the center O 1 and the echo distances r A1 and r B1 as the radius ( The score is added to the storage area. Next, the position control unit 103 scans the cantilever 101 in the first direction (for example, the x direction) to change the position, and obtain echo distances r A2 and r B2 at the position. Then, as shown in FIG. 8B, on the three-dimensional mesh M3, a mesh corresponding to a hemisphere having the position of the cantilever 101 as the center O 2 and the echo distances r A2 and r B2 as radii is formed. Add points.

x方向の終端位置の処理まで同様の処理を実行した後は、直交する第2方向(一例としてy方向)にカンチレバー101を走査してその位置での処理を行い、更にx方向に走査してカンチレバー101の位置を変え、同様に処理を繰り返していく。超音波検査装置100Aは、このようにして被検査体1の検査領域上の全範囲(全画素)について処理を実行し、3次元メッシュM3の該当メッシュに点数を加算した、検査領域の3次元空間情報を取得する。   After performing the same processing up to the processing of the end position in the x direction, the cantilever 101 is scanned in the second orthogonal direction (for example, the y direction), the processing at that position is performed, and the scanning is further performed in the x direction. The position of the cantilever 101 is changed and the process is repeated in the same manner. The ultrasonic inspection apparatus 100A thus performs processing on the entire range (all pixels) on the inspection region of the inspection object 1, and adds a score to the corresponding mesh of the three-dimensional mesh M3, thereby obtaining a three-dimensional inspection region. Get spatial information.

このような処理では、検査領域上の各位置(画素)について、反射体A,Bが存在する可能性のある箇所を3次元的に点数化することができる。この処理を検査領域上の全範囲で繰り返すことで、反射体A,Bが存在し得る箇所を特定するための点数情報を増やすことができるため、反射体A,Bの検出精度を向上させることが可能になる。   In such processing, for each position (pixel) on the inspection region, the locations where the reflectors A and B may exist can be scored three-dimensionally. By repeating this process over the entire range on the inspection area, it is possible to increase the point information for specifying the location where the reflectors A and B can exist, and thus improve the detection accuracy of the reflectors A and B. Is possible.

ここでは被検査体1内に反射体A,Bが存在する場合を例にして説明したが、反射体分布が未知の被検査体1に対し、超音波検査装置100Aを用い、上記のような処理を実行することにより、その被検査体1における検査領域の反射体分布を検出することができる。   Here, the case where the reflectors A and B exist in the inspection object 1 has been described as an example. However, the ultrasonic inspection apparatus 100A is used for the inspection object 1 whose reflector distribution is unknown, as described above. By executing the processing, it is possible to detect the reflector distribution of the inspection region in the inspection object 1.

以上、第1の実施の形態に係る超音波検査装置100A、及びそれを用いた超音波検査方法について説明した。
超音波検査装置100Aでは、カンチレバー101を用いて反射信号を受信するため、その先端部に設けた探針101aのサイズ程の微小領域まで、反射信号を受信してエコー距離を求めることができる。そのため、そのエコー距離から、反射体が存在し得る箇所が、精度良く求められるようになる。このような微小領域で得られる情報を、検査領域全体に亘って収集することにより、検査領域の反射体分布を、高い空間分解能で、精度良く、取得することが可能になる。超音波検査装置100Aを用いた超音波検査方法によれば、被検査体1の内部を非破壊で精度良く検査することが可能になる。
The ultrasonic inspection apparatus 100A according to the first embodiment and the ultrasonic inspection method using the same have been described above.
In the ultrasonic inspection apparatus 100A, since the reflected signal is received using the cantilever 101, it is possible to obtain the echo distance by receiving the reflected signal up to a minute region about the size of the probe 101a provided at the tip. Therefore, the location where the reflector can exist can be accurately obtained from the echo distance. By collecting information obtained in such a minute region over the entire inspection region, it is possible to acquire the reflector distribution in the inspection region with high spatial resolution and high accuracy. According to the ultrasonic inspection method using the ultrasonic inspection apparatus 100A, the inside of the inspection object 1 can be inspected with high accuracy in a non-destructive manner.

また、超音波検査装置100Aでは、検査領域の範囲とその分割数を変更することで、空間分解能を変更することができる。超音波検査装置100Aでは、カンチレバー101を用いるため、例えば、ナノメートルオーダーから数百ミクロンオーダーの空間分解能を実現することもできる。1つ又は複数の振動子を備えたフェーズドアレイのようなプローブを用いた超音波探傷法の場合、振動子の種類、個数、配列によって、検査領域のサイズと空間分解能とがほぼ決まり、適用範囲が限定され得る。これに対し、超音波検査装置100Aを用いた超音波検査方法によれば、空間分解能を変更することができ、汎用性を高めることができる。   In the ultrasonic inspection apparatus 100A, the spatial resolution can be changed by changing the range of the inspection region and the number of divisions. In the ultrasonic inspection apparatus 100A, since the cantilever 101 is used, for example, a spatial resolution on the order of nanometers to hundreds of microns can be realized. In the case of ultrasonic flaw detection using a probe such as a phased array with one or more transducers, the size and spatial resolution of the inspection area are largely determined by the type, number, and arrangement of transducers, and the applicable range Can be limited. On the other hand, according to the ultrasonic inspection method using the ultrasonic inspection apparatus 100A, the spatial resolution can be changed and versatility can be improved.

次に、第2の実施の形態について説明する。
図9は第2の実施の形態に係る超音波検査装置の構成例を示す図である。
図9に示す超音波検査装置100Bは、超音波バースト信号を発信する発信部107が、カンチレバー101とは別個に被検査体1上に設置され、発信機として用いられている。カンチレバー101は、受信機として用いられる。超音波検査装置100Bは、このような点で、上記の超音波検査装置100Aと相違する。
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of an ultrasonic inspection apparatus according to the second embodiment.
In the ultrasonic inspection apparatus 100 </ b> B shown in FIG. 9, a transmitter 107 that transmits an ultrasonic burst signal is installed on the inspected object 1 separately from the cantilever 101 and is used as a transmitter. The cantilever 101 is used as a receiver. The ultrasonic inspection apparatus 100B is different from the ultrasonic inspection apparatus 100A described above in this respect.

この第2の実施の形態に係る超音波検査装置100Bの発信部107(発信機)には、例えば、超音波振動子を用いることができる。超音波振動子は、グリセリンやシリコンゴム等を介して、被検査体1上に固定して設置することができる。   For example, an ultrasonic transducer can be used as the transmitter 107 (transmitter) of the ultrasonic inspection apparatus 100B according to the second embodiment. The ultrasonic transducer can be fixed and installed on the object 1 via glycerin, silicon rubber, or the like.

このような構成を有する超音波検査装置100Bの処理フローについて説明していく。
図10は第2の実施の形態に係る超音波検査装置の処理フローの一例を示す図である。
超音波検査装置100Bでは、まず、被検査体1上に発信部107及びカンチレバー101が設置され、更に、入力部114から位置制御部103及び関数発生部108の制御条件が入力されて設定される。例えば、上記のように、検査領域の範囲とその分割数(256×256×256等)、カンチレバー101の走査速度、超音波バースト信号の周波数、発生時間、発生周期等の条件が、入力部114から入力されて設定される。尚、超音波バースト信号の周波数設定に先立ち、例えば、カンチレバー101の最高感度周波数を予め見つけておく。
A processing flow of the ultrasonic inspection apparatus 100B having such a configuration will be described.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a processing flow of the ultrasonic inspection apparatus according to the second embodiment.
In the ultrasonic inspection apparatus 100B, first, the transmitter 107 and the cantilever 101 are installed on the object 1 to be inspected, and further, the control conditions of the position controller 103 and the function generator 108 are input from the input unit 114 and set. . For example, as described above, conditions such as the range of the inspection region and the number of divisions (256 × 256 × 256, etc.), the scanning speed of the cantilever 101, the frequency of the ultrasonic burst signal, the generation time, the generation cycle, etc. Is input and set. Prior to setting the frequency of the ultrasonic burst signal, for example, the highest sensitivity frequency of the cantilever 101 is found in advance.

各制御条件の設定後、超音波検査装置100Bは、位置制御部103により、被検査体1上におけるカンチレバー101の位置を、検査領域表面(走査範囲)の所定位置(画素)に制御する(ステップS30)。   After setting each control condition, the ultrasonic inspection apparatus 100B controls the position of the cantilever 101 on the inspection object 1 to a predetermined position (pixel) on the surface of the inspection area (scanning range) by the position control unit 103 (step). S30).

超音波検査装置100Bは、関数発生部108により、超音波バースト信号を発生する(ステップS31)。関数発生部108で発生された超音波バースト信号は、2つに分岐され、その一方の信号は、信号処理部110に送信される(ステップS32)。また、分岐されたもう一方の信号は、増幅部109で増幅され、発信部107から被検査体1に発信(入射)される(ステップS33)。   The ultrasonic inspection apparatus 100B generates an ultrasonic burst signal by the function generator 108 (step S31). The ultrasonic burst signal generated by the function generation unit 108 is branched into two, and one of the signals is transmitted to the signal processing unit 110 (step S32). The other branched signal is amplified by the amplifier 109 and transmitted (incident) from the transmitter 107 to the device under test 1 (step S33).

超音波検査装置100Bは、発信部107から被検査体1への超音波バースト信号の入射後、カンチレバー101による被検査体1内からの反射信号の受信を開始する(ステップS34)。反射信号の受信は、一定時間、レーザー照射部104、光検出部105及び差分検出部106を用いて、信号処理部110で検出される。尚、一定時間としては、例えば、超音波バースト信号の発生周期、カンチレバー101の一画素あたりの滞在時間等を設定することができる。   The ultrasonic inspection apparatus 100B starts receiving the reflected signal from the inspected object 1 by the cantilever 101 after the incidence of the ultrasonic burst signal from the transmitting unit 107 to the inspected object 1 (step S34). Reception of the reflected signal is detected by the signal processing unit 110 using the laser irradiation unit 104, the light detection unit 105, and the difference detection unit 106 for a certain period of time. As the fixed time, for example, the generation period of the ultrasonic burst signal, the stay time per pixel of the cantilever 101, and the like can be set.

超音波検査装置100Bは、一定時間に反射信号の受信が検出されなければ(ステップS35)、ステップS38の処理に進む。超音波検査装置100Bは、一定時間に反射信号の受信が検出されれば(ステップS35)、信号処理部110により、検出した反射信号と、ステップS32で送信された超音波バースト信号の時間差であるエコー時間を求める(ステップS36)。   If the reception of the reflected signal is not detected within a certain time (step S35), the ultrasonic inspection apparatus 100B proceeds to the process of step S38. If reception of the reflected signal is detected at a certain time (step S35), the ultrasonic inspection apparatus 100B is the time difference between the reflected signal detected by the signal processing unit 110 and the ultrasonic burst signal transmitted at step S32. The echo time is obtained (step S36).

超音波検査装置100Bは、信号処理部110により、求めたエコー時間を、反射信号を受信したときのカンチレバー101の検査領域上での位置と関連付けて、記憶部111に記憶する(ステップS37)。   The ultrasonic inspection apparatus 100B causes the signal processing unit 110 to store the obtained echo time in the storage unit 111 in association with the position of the cantilever 101 on the inspection region when the reflected signal is received (step S37).

超音波検査装置100Bは、位置制御部103によってカンチレバー101を走査し、検査領域上でカンチレバー101の位置(画素)を変えて、ステップS30〜S37の処理を繰り返す(ステップS38)。   The ultrasonic inspection apparatus 100B scans the cantilever 101 with the position control unit 103, changes the position (pixel) of the cantilever 101 on the inspection region, and repeats the processing of steps S30 to S37 (step S38).

ここで、被検査体1内の異なる場所に、2つの反射体C,Dが存在している場合を想定する。
図11は第2の実施の形態において被検査体内に2つの反射体が存在する場合の説明図である。
Here, it is assumed that two reflectors C and D exist at different locations in the inspection object 1.
FIG. 11 is an explanatory diagram when there are two reflectors in the body to be inspected in the second embodiment.

超音波検査装置100Bでは、図11(A)に示すように、発信部107から被検査体1に超音波バースト信号が発信され、カンチレバー101によって反射体C,Dそれぞれからの反射信号が受信される。超音波検査装置100Bの信号処理部110で求められるエコー時間は、発信部107から発信され、反射体C,Dそれぞれで反射されて、カンチレバー101で受信されるまでの、超音波バースト信号の伝播時間(飛行時間(Time Of Flight;TOF))である。TOFは、発信部107、反射体C,D、カンチレバー101の位置関係により変化する。   In the ultrasonic inspection apparatus 100B, as shown in FIG. 11A, an ultrasonic burst signal is transmitted from the transmitting unit 107 to the device under test 1, and the reflected signals from the reflectors C and D are received by the cantilever 101. The The echo time required by the signal processing unit 110 of the ultrasonic inspection apparatus 100B is transmitted from the transmitting unit 107, reflected by the reflectors C and D, and propagated by the ultrasonic burst signal until it is received by the cantilever 101. Time (Time Of Flight; TOF). The TOF varies depending on the positional relationship between the transmitter 107, the reflectors C and D, and the cantilever 101.

超音波検査装置100Bは、信号処理部110で求めたエコー時間(TOF)を、カンチレバー101の検査領域上での位置と関連付けて記憶する。超音波検査装置100Bにおいては、このようにエコー時間とカンチレバー101の位置とを関連付けて記憶するため、その記憶部111に、図11(B)に示すような3次元メッシュの各メッシュに対応した記憶領域を用意しておく。   The ultrasonic inspection apparatus 100B stores the echo time (TOF) obtained by the signal processing unit 110 in association with the position of the cantilever 101 on the inspection region. In the ultrasonic inspection apparatus 100B, since the echo time and the position of the cantilever 101 are stored in association with each other in this way, the storage unit 111 corresponds to each mesh of a three-dimensional mesh as shown in FIG. A storage area is prepared.

被検査体1内に2つの反射体C,Dが存在しているとすると、発信部107から発信した超音波バースト信号に対し、反射体C,Dそれぞれからの反射信号がカンチレバー101で受信される。今、発信部107の位置を固定し、カンチレバー101を第1方向(x方向又はy方向。一例としてx方向)に走査するものとする。   Assuming that there are two reflectors C and D in the inspected object 1, the cantilever 101 receives reflected signals from the reflectors C and D in response to the ultrasonic burst signal transmitted from the transmitter 107. The Now, it is assumed that the position of the transmitter 107 is fixed and the cantilever 101 is scanned in the first direction (x direction or y direction, x direction as an example).

例えば、あるカンチレバー101の位置P1で、ステップS31〜S36の処理を実行してエコー時間t1を求める。そして、ステップS37では、x方向に沿った2次元メッシュM2上において、位置P1とエコー時間t1に対応する箇所のメッシュ(記憶領域)に点数を加算する。次いで、カンチレバー101を位置P2に走査し、ステップS31〜S37の処理を行い、エコー時間t2を求め、x方向に沿った2次元メッシュM2上において、位置P2とエコー時間t2に対応する箇所のメッシュ(記憶領域)に点数を加算する。このような処理を、まずはカンチレバー101をx方向に走査し、設定したx方向の画素数分だけ繰り返す。 For example, at the position P 1 of a certain cantilever 101, the processing of steps S31 to S36 is executed to obtain the echo time t 1 . In step S37, points are added to the mesh (storage area) at the location corresponding to the position P 1 and the echo time t 1 on the two-dimensional mesh M2 along the x direction. Next, the cantilever 101 is scanned to the position P 2 , the processes of steps S31 to S37 are performed, the echo time t 2 is obtained, and the two-dimensional mesh M2 along the x direction corresponds to the position P 2 and the echo time t 2 . The score is added to the mesh (storage area) at the location to be performed. Such processing is first performed by scanning the cantilever 101 in the x direction and repeating the set number of pixels in the x direction.

発信部107の位置を固定し、このようにカンチレバー101をx方向に走査した場合、カンチレバー101と反射体Cとが近付くにつれてエコー時間は短くなり、カンチレバー101と反射体Cとが離れるにつれてエコー時間は長くなる。同様に、カンチレバー101と反射体Dとが近付くにつれてエコー時間は短くなり、カンチレバー101と反射体Dとが離れるにつれてエコー時間は長くなる。ステップS31〜S38の処理によって得られる、x方向に沿った2次元メッシュM2は、このような状況を反映した情報になっている。即ち、図11(B)の例では、カンチレバー101が位置P5,P12にあるときに、カンチレバー101と反射体C,Dとの距離が最も短くなることを示している。 When the position of the transmitter 107 is fixed and the cantilever 101 is scanned in the x direction in this way, the echo time becomes shorter as the cantilever 101 and the reflector C approach each other, and the echo time becomes shorter as the cantilever 101 and the reflector C move away from each other. Becomes longer. Similarly, the echo time becomes shorter as the cantilever 101 and the reflector D approach each other, and the echo time becomes longer as the cantilever 101 and the reflector D move away from each other. The two-dimensional mesh M2 along the x direction obtained by the processes of steps S31 to S38 is information reflecting such a situation. That is, in the example of FIG. 11B, when the cantilever 101 is at the positions P 5 and P 12 , the distance between the cantilever 101 and the reflectors C and D is the shortest.

超音波検査装置100Bは、このようにしてx方向に沿った2次元メッシュM2を取得した後、第2方向(y方向又はx方向。一例としてy方向)にカンチレバー101を走査し、ステップS31〜S38の処理をx方向について繰り返す。それにより、検査領域のx方向に沿った2次元メッシュM2をy方向について蓄積していき、検査領域全体についての3次元メッシュを取得する。被検査体1の場合、最終的には、反射体C,Dが存在する箇所に対応するメッシュを頂点とし、点数の加算されたメッシュが概ね逆円錐状に並んだような3次元メッシュが取得される。   After acquiring the two-dimensional mesh M2 along the x direction in this way, the ultrasonic inspection apparatus 100B scans the cantilever 101 in the second direction (y direction or x direction, y direction as an example), and steps S31 to S31. The process of S38 is repeated for the x direction. Thereby, the two-dimensional mesh M2 along the x direction of the inspection region is accumulated in the y direction, and a three-dimensional mesh for the entire inspection region is acquired. In the case of the inspected object 1, finally, a three-dimensional mesh is obtained in which the mesh corresponding to the location where the reflectors C and D are present is the apex, and the added meshes are arranged in a generally inverted conical shape. Is done.

超音波検査装置100Bは、このようにして取得された、記憶部111の3次元メッシュを用い、被検査体1の検査領域の反射体分布に関する情報を、表示部112によって表示する(ステップS39)。   The ultrasonic inspection apparatus 100B uses the display unit 112 to display information regarding the reflector distribution in the inspection region of the inspection object 1 using the three-dimensional mesh of the storage unit 111 acquired in this way (step S39). .

例えば、超音波検査装置100Bは、カンチレバー101の位置と求めたエコー時間に対応するメッシュに点数を加算する際に、エコー時間が短いものほど点数が高くなるように、点数を加算していく。或いは、カンチレバー101の位置と求めたエコー時間に対応するメッシュに均等に点数を加算し、3次元メッシュの取得後に、短いエコー時間に対応する箇所のメッシュほど点数が高くなるように点数をつけ直す。このように点数化した3次元メッシュを、各メッシュの点数の大きさに応じた濃淡情報、或いはカラー情報に変換し、表示部112によって表示する。これにより、被検査体1の検査領域を、3次元的に画像化することができる。   For example, when adding a score to the mesh corresponding to the position of the cantilever 101 and the obtained echo time, the ultrasonic inspection apparatus 100B adds the score so that the shorter the echo time, the higher the score. Alternatively, the score is evenly added to the mesh corresponding to the position of the cantilever 101 and the obtained echo time, and after acquiring the three-dimensional mesh, the score is reassigned so that the score of the mesh corresponding to the short echo time becomes higher. . The three-dimensional mesh that has been scored in this way is converted into shading information or color information corresponding to the size of the score of each mesh and displayed on the display unit 112. Thereby, the inspection area | region of to-be-inspected object 1 can be imaged three-dimensionally.

また、被検査体1内に存在する反射体のx,y方向の位置は、点数の加算されたメッシュが逆円錐状に並んだ3次元メッシュの頂点の位置(カンチレバー101の位置)から決定することができる。更に、その反射体のz方向の位置は、その頂点のメッシュに対応したエコー時間、カンチレバー101の位置及び発信部107の位置から決定することができる。ステップS39では、上記のようにして取得される3次元メッシュに基づき、被検査体1内の反射体分布を、3次元空間情報として画像化することも可能である。   Further, the position in the x and y directions of the reflector existing in the inspection object 1 is determined from the position of the apex of the three-dimensional mesh (the position of the cantilever 101) in which the meshes with the added points are arranged in an inverted cone shape. be able to. Furthermore, the position of the reflector in the z direction can be determined from the echo time corresponding to the mesh at the apex, the position of the cantilever 101, and the position of the transmitter 107. In step S39, based on the three-dimensional mesh acquired as described above, the reflector distribution in the device under test 1 can be imaged as three-dimensional spatial information.

この第2の実施の形態のように、被検査体1上の異なる場所で超音波バースト信号の発信と受信を行う場合でも、受信にカンチレバー101を用いることにより、被検査体1の内部を、高い空間分解能で、精度良く、非破壊で検査することができる。   Even when transmitting and receiving an ultrasonic burst signal at different locations on the inspected object 1 as in the second embodiment, by using the cantilever 101 for reception, the inside of the inspected object 1 can be High-resolution, high-precision, non-destructive inspection can be performed.

尚、ここでは、発信部107の位置を固定し、カンチレバー101を検査領域上で走査して、カンチレバー101の位置とエコー時間の関係を示す3次元メッシュを取得する場合を例にして説明した。   Here, the case where the position of the transmitting unit 107 is fixed and the cantilever 101 is scanned on the inspection region to obtain a three-dimensional mesh indicating the relationship between the position of the cantilever 101 and the echo time has been described as an example.

このほか、カンチレバー101の位置を固定し、発信部107を検査領域上で走査して、発信部107の位置とエコー時間の関係を示す3次元メッシュを取得し、その情報も加えて、被検査体1の検査領域を検査してもよい。このように発信部107を走査させる場合には、例えば、任意のサイズの、超音波振動子等の発信部107を用いることができる。また、受信機として用いるカンチレバー101とは別のカンチレバーを発信機として利用すると、高い空間分解能で精度の良い検査を行う観点から効果的である。   In addition, the position of the cantilever 101 is fixed, the transmitter 107 is scanned over the inspection area, a three-dimensional mesh indicating the relationship between the position of the transmitter 107 and the echo time is acquired, and the information is also added to be inspected. The inspection area of the body 1 may be inspected. When the transmitter 107 is scanned in this manner, for example, the transmitter 107 such as an ultrasonic transducer having an arbitrary size can be used. Further, if a cantilever different from the cantilever 101 used as a receiver is used as a transmitter, it is effective from the viewpoint of performing high-precision inspection with high spatial resolution.

次に、発信にカンチレバーを用いる例を、第3の実施の形態として説明する。
図12は第3の実施の形態に係る超音波検査装置の構成例を示す図である。
図12に示す超音波検査装置100Cは、受信用のカンチレバー101に加え、発信用のカンチレバー121(第2のカンチレバー)を有している。
Next, an example in which a cantilever is used for outgoing calls will be described as a third embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of an ultrasonic inspection apparatus according to the third embodiment.
An ultrasonic inspection apparatus 100C illustrated in FIG. 12 includes a cantilever 121 for transmission (second cantilever) in addition to the cantilever 101 for reception.

発信用のカンチレバー121には、受信用のカンチレバー101と同様に、圧電素子122及び位置制御部123が設けられている。圧電素子122は、入力される信号に従って、発信用のカンチレバー121をx,y,z方向に移動させる。位置制御部123は、圧電素子122への入力信号を制御する。位置制御部123及び圧電素子122により、発信用のカンチレバー121(探針)の、被検査体1の検査領域上でのx,y,z方向の位置が制御される。位置制御部123は、入力部114から入力される制御条件に従って、制御部113により制御される。また、ここでは、カンチレバー121走査時のz方向位置制御のため、発信用のカンチレバー121側にも受信用のカンチレバー101側と同様に、レーザー照射部124、光検出部125及び差分検出部126を設けている。   Like the receiving cantilever 101, the transmitting cantilever 121 is provided with a piezoelectric element 122 and a position control unit 123. The piezoelectric element 122 moves the transmitting cantilever 121 in the x, y, and z directions in accordance with the input signal. The position control unit 123 controls an input signal to the piezoelectric element 122. The position control unit 123 and the piezoelectric element 122 control the position of the transmitting cantilever 121 (probe) in the x, y, and z directions on the inspection region of the inspection object 1. The position control unit 123 is controlled by the control unit 113 according to the control conditions input from the input unit 114. In addition, here, in order to control the z-direction position during scanning of the cantilever 121, the laser irradiation unit 124, the light detection unit 125, and the difference detection unit 126 are provided on the transmission cantilever 121 side as well as the reception cantilever 101 side. Provided.

発信用のカンチレバー121には、超音波振動子等の発信部107が設けられ、発信部107から超音波バースト信号が発信されることで、カンチレバー121が超音波振動し、その探針から被検査体1に超音波バースト信号が発信(入射)される。即ち、カンチレバー121は、発信部107が設けられて、被検査体1に対して超音波バースト信号を発信する発信機として用いられる。位置制御部123により、この発信機として用いられるカンチレバー121のx,y,z方向の位置が制御される。   The transmitting cantilever 121 is provided with a transmitting unit 107 such as an ultrasonic transducer. When the ultrasonic burst signal is transmitted from the transmitting unit 107, the cantilever 121 is ultrasonically vibrated, and the probe is inspected from the probe. An ultrasonic burst signal is transmitted (incident) to the body 1. That is, the cantilever 121 is provided with the transmitter 107 and is used as a transmitter that transmits an ultrasonic burst signal to the device under test 1. The position control unit 123 controls the position of the cantilever 121 used as the transmitter in the x, y, and z directions.

超音波検査装置100Cは、このような点で、上記の超音波検査装置100Bと相違する。
図13は第3の実施の形態に係る超音波検査装置の処理フローの一例を示す図である。
The ultrasonic inspection apparatus 100C is different from the ultrasonic inspection apparatus 100B described above in this respect.
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a processing flow of the ultrasonic inspection apparatus according to the third embodiment.

超音波検査装置100Cでは、図10のステップS38の処理までは同様とすることができる。
即ち、超音波検査装置100Cでは、まず、被検査体1上に受信用のカンチレバー101及び発信用のカンチレバー121が設置され、更に、入力部114から位置制御部103,123及び関数発生部108の制御条件が入力され、設定される。
In the ultrasonic inspection apparatus 100C, the same process can be performed up to the process of step S38 in FIG.
That is, in the ultrasonic inspection apparatus 100C, first, the receiving cantilever 101 and the transmitting cantilever 121 are installed on the inspected object 1, and the position control units 103 and 123 and the function generating unit 108 are further connected from the input unit 114. Control conditions are input and set.

各制御条件の設定後、超音波検査装置100Cは、位置制御部103,123により、被検査体1上におけるカンチレバー101,121の位置を、検査領域表面(走査範囲)の所定位置(画素)に制御する(ステップS50)。   After setting each control condition, the ultrasonic inspection apparatus 100C causes the position control units 103 and 123 to set the positions of the cantilevers 101 and 121 on the inspection object 1 to predetermined positions (pixels) on the surface of the inspection area (scanning range). Control (step S50).

超音波検査装置100Cは、関数発生部108により、超音波バースト信号を発生する(ステップS51)。そして、超音波検査装置100Cは、一部を信号処理部110に送信し(ステップS52)、一部を増幅部109で増幅し、発信部107からカンチレバー121を介して被検査体1に発信(入射)させる(ステップS53)。   In the ultrasonic inspection apparatus 100C, the function generator 108 generates an ultrasonic burst signal (step S51). Then, the ultrasonic inspection apparatus 100C transmits a part to the signal processing unit 110 (step S52), a part thereof is amplified by the amplification unit 109, and is transmitted from the transmission unit 107 to the device under test 1 via the cantilever 121 ( (Step S53).

超音波検査装置100Cは、カンチレバー101により、被検査体1内からの反射信号の受信を開始する(ステップS54)。超音波検査装置100Cは、一定時間に反射信号の受信が検出されなければ(ステップS55)、ステップS58の処理に進む。超音波検査装置100Cは、一定時間に反射信号の受信が検出されれば(ステップS55)、信号処理部110により、検出した反射信号と送信された超音波バースト信号との時間差であるエコー時間を求める(ステップS56)。   The ultrasonic inspection apparatus 100C starts receiving a reflection signal from the inside of the inspection object 1 by using the cantilever 101 (step S54). If the reception of the reflected signal is not detected within a predetermined time (step S55), the ultrasonic inspection apparatus 100C proceeds to the process of step S58. If the reception of the reflected signal is detected at a certain time (step S55), the ultrasonic inspection apparatus 100C sets an echo time that is a time difference between the detected reflected signal and the transmitted ultrasonic burst signal by the signal processing unit 110. Obtained (step S56).

超音波検査装置100Cは、信号処理部110により、求めたエコー時間を、反射信号を受信したときのカンチレバー101の位置と関連付けて、記憶部111に記憶する(ステップS57)。超音波検査装置100Cは、カンチレバー121の位置は固定したまま、位置制御部103によってカンチレバー101を走査し、検査領域上でカンチレバー101の位置(画素)を変えて、ステップS50〜S57の処理を繰り返す(ステップS58)。ステップS57,S58の処理は、図11で述べたような例に従い、実行することができる。   The ultrasonic inspection apparatus 100C causes the signal processing unit 110 to store the obtained echo time in the storage unit 111 in association with the position of the cantilever 101 when the reflected signal is received (step S57). The ultrasonic inspection apparatus 100C scans the cantilever 101 with the position control unit 103 while the position of the cantilever 121 is fixed, changes the position (pixel) of the cantilever 101 on the inspection region, and repeats the processing of steps S50 to S57. (Step S58). The processing in steps S57 and S58 can be executed according to the example described in FIG.

超音波検査装置100Cは、カンチレバー101の走査が検査領域全体で終了したときには、この受信用のカンチレバー101を所定位置に固定し、発信用のカンチレバー121を検査領域上で走査させる処理を実行する。カンチレバー121を走査させる場合は(ステップS59)、ステップS50の処理に戻り、カンチレバー121の走査が検査領域全体で終了するまで、ステップS50以降の処理が繰り返し実行される。   When the scanning of the cantilever 101 is completed in the entire inspection area, the ultrasonic inspection apparatus 100C executes a process of fixing the receiving cantilever 101 at a predetermined position and scanning the transmission cantilever 121 on the inspection area. When the cantilever 121 is scanned (step S59), the process returns to step S50, and the processes after step S50 are repeatedly executed until the scanning of the cantilever 121 is completed in the entire inspection region.

但し、このようにカンチレバー101の位置は固定し、カンチレバー121を走査する場合、ステップS57においては、ステップS56で求めたエコー時間を、カンチレバー121の位置と関連付けて、記憶部111に記憶する。それにより、図11(B)に示したのと同様の2次元メッシュ、及び検査領域全体についての3次元メッシュを取得する。   However, when the position of the cantilever 101 is fixed and the cantilever 121 is scanned as described above, in step S57, the echo time obtained in step S56 is associated with the position of the cantilever 121 and stored in the storage unit 111. Thereby, a two-dimensional mesh similar to that shown in FIG. 11B and a three-dimensional mesh for the entire inspection region are acquired.

カンチレバー121の走査が検査領域全体で終了した後は(ステップS59)、超音波検査装置100Cは、信号処理部110により、記憶部111に記憶された情報について開口合成処理を行う(ステップS60)。即ち、カンチレバー101を走査して取得された3次元メッシュ、及びカンチレバー121を走査して取得された3次元メッシュの情報を用い、開口合成法で畳み込み演算を行う。開口合成処理後の情報は、記憶部111に記憶される。   After the scanning of the cantilever 121 is completed for the entire inspection region (step S59), the ultrasonic inspection apparatus 100C performs aperture synthesis processing on the information stored in the storage unit 111 by the signal processing unit 110 (step S60). That is, a convolution operation is performed by an aperture synthesis method using information on a three-dimensional mesh obtained by scanning the cantilever 101 and information on a three-dimensional mesh obtained by scanning the cantilever 121. Information after the aperture synthesis process is stored in the storage unit 111.

そして、超音波検査装置100Cは、被検査体1の検査領域の反射体分布に関する、開口合成処理後の情報を、表示部112によって表示する(ステップS61)。
このようにカンチレバー101,121をそれぞれ走査して取得される3次元メッシュの情報を用いると、反射体分布を求めるのに用いる情報量を増加させることができ、より空間分解能が高く、精度の良い3次元画像情報を取得し、表示することが可能になる。
Then, the ultrasonic inspection apparatus 100C displays information on the reflector distribution in the inspection area of the inspection object 1 after the aperture synthesis process by the display unit 112 (step S61).
If information on the three-dimensional mesh obtained by scanning the cantilevers 101 and 121 is used in this way, the amount of information used for obtaining the reflector distribution can be increased, and the spatial resolution is higher and the accuracy is higher. It is possible to acquire and display 3D image information.

畳み込み演算の一種である開口合成法は、元来、走査式映像法が困難な系に適用されることが多く、例えば、フェーズドアレイのような比較的大きな振動子を複数持つプローブの処理性能を向上させるのに用いられる。開口合成法は、走査式での計測時間のずれや、低い方位分解能を改善するのに有効である。この超音波検査装置100Cのように、発信も受信もカンチレバーを走査制御し、時間を区切ってエコー時間を測定して記憶部111に加算していくのであれば、走査式と開口合成法の相乗効果が発揮される。そのため、例えば、空間分解能がサブミクロン以下の精密な3次元画像情報が取得可能になる。   The aperture synthesis method, which is a kind of convolutional operation, is often applied to systems that are difficult to use with the scanning imaging method. For example, the processing performance of a probe having a plurality of relatively large transducers such as a phased array can be obtained. Used to improve. The aperture synthesis method is effective in improving the measurement time lag in scanning and low azimuth resolution. As in the ultrasonic inspection apparatus 100C, if the transmission and reception of the cantilever are controlled by scanning, and the echo time is measured by dividing the time and added to the storage unit 111, the synergy between the scanning method and the aperture synthesis method The effect is demonstrated. Therefore, for example, precise three-dimensional image information with a spatial resolution of submicron or less can be acquired.

この第3の実施の形態のように、発信と受信にカンチレバー121,101を用いることにより、被検査体1の内部を、高い空間分解能で、精度良く、非破壊で検査することができる。   As in the third embodiment, by using the cantilevers 121 and 101 for transmission and reception, the inside of the inspection object 1 can be inspected with high spatial resolution with high accuracy and nondestructiveness.

尚、この第3の実施の形態に係る超音波検査装置100Cの発信用のカンチレバー121には、単一のカンチレバーを用いることができるほか、複数のカンチレバーを有するカンチレバー型プローブカードを用いることもできる。その場合は、当該プローブカードの複数のカンチレバーを被検査体1上に設置し、各カンチレバーから順次超音波バースト信号を発信する。そして、各超音波バースト信号について、被検査体1上の所定位置に設置した受信用のカンチレバー101で受信した反射信号との時間差、即ちエコー時間を求める。これにより、発信用の単一のカンチレバーを走査したときと同様の処理を実現することができる。   Note that a single cantilever can be used as the transmission cantilever 121 of the ultrasonic inspection apparatus 100C according to the third embodiment, and a cantilever type probe card having a plurality of cantilevers can also be used. . In that case, a plurality of cantilevers of the probe card are installed on the inspected object 1, and an ultrasonic burst signal is sequentially transmitted from each cantilever. Then, for each ultrasonic burst signal, the time difference from the reflected signal received by the receiving cantilever 101 installed at a predetermined position on the inspection object 1, that is, the echo time is obtained. Thereby, the same processing as when a single cantilever for transmission is scanned can be realized.

また、これと同様に、超音波検査装置100Cの受信用のカンチレバー101には、単一のカンチレバーのほか、複数のカンチレバーを有するカンチレバー型プローブカードを用いることもできる。その場合は、当該プローブカードの複数のカンチレバーを被検査体1上に設置し、発信用のカンチレバーから発信された超音波バースト信号の、被検査体1内からの反射信号を、当該プローブカードの各カンチレバーで受信し、各反射信号についてエコー時間を求める。これにより、受信用の単一のカンチレバーを走査したときと同様の処理を実現することができる。   Similarly to the cantilever 101 for reception of the ultrasonic inspection apparatus 100C, a cantilever type probe card having a plurality of cantilevers can be used in addition to a single cantilever. In that case, a plurality of cantilevers of the probe card are installed on the inspected object 1, and the reflected signal of the ultrasonic burst signal transmitted from the transmitting cantilever from the inside of the inspected object 1 is transmitted to the probe card. The signal is received by each cantilever, and the echo time is obtained for each reflected signal. Thereby, the same processing as when scanning a single cantilever for reception can be realized.

また、発信と受信の双方に、このような複数のカンチレバーを有するカンチレバー型プローブカードを用いると、反射体分布を求めるのに用いる情報量をより一層増加することができ、検査精度の向上を図ることが可能になる。   In addition, when such a cantilever type probe card having a plurality of cantilevers is used for both transmission and reception, the amount of information used for obtaining the reflector distribution can be further increased, and the inspection accuracy can be improved. It becomes possible.

複数のカンチレバーを有するカンチレバー型プローブカードは、第2の実施の形態に係る超音波検査装置100Bのカンチレバー101にも同様に適用可能である。
尚、以上の説明では、カンチレバー101による反射信号の受信を、光テコ方式で検出する場合を例示したが、カンチレバー101自身の振動を直接電気信号に変換する、自己検知式で検出するようにしてもよい。
A cantilever probe card having a plurality of cantilevers can be similarly applied to the cantilever 101 of the ultrasonic inspection apparatus 100B according to the second embodiment.
In the above description, the case where the reception of the reflected signal by the cantilever 101 is detected by the optical lever method is exemplified. However, the vibration of the cantilever 101 itself is directly converted into an electric signal, and is detected by a self-detection method. Also good.

また、超音波検査装置100A,100B,100Cが有する処理機能は、コンピュータを用いて実現することができる。
図14はコンピュータの構成例を示す図である。
The processing functions of the ultrasonic inspection apparatuses 100A, 100B, and 100C can be realized using a computer.
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of a computer.

超音波検査装置100A,100B,100Cでは、コンピュータ200のCPU(Central Processing Unit)201により、全体が制御される。例えば、CPU201を用いて制御部113の処理が実現され、位置制御部103,123、関数発生部108、増幅部109、信号処理部110、表示部112の処理が制御される。CPU201にバス208を介して接続されたRAM(Random Access Memory)202には、CPU201に実行させるOS(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM202には、CPU201による処理に必要な各種データが格納される。   In the ultrasonic inspection apparatuses 100A, 100B, and 100C, the whole is controlled by a CPU (Central Processing Unit) 201 of the computer 200. For example, the processing of the control unit 113 is realized using the CPU 201, and the processing of the position control units 103 and 123, the function generation unit 108, the amplification unit 109, the signal processing unit 110, and the display unit 112 is controlled. A RAM (Random Access Memory) 202 connected to the CPU 201 via the bus 208 temporarily stores at least part of an OS (Operating System) program and application programs to be executed by the CPU 201. The RAM 202 stores various data necessary for processing by the CPU 201.

ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)203には、OSのプログラム、アプリケーションプログラム、及び各種データが格納される。例えば、HDD203は、記憶部111として用いられる。   A hard disk drive (HDD) 203 stores an OS program, application programs, and various data. For example, the HDD 203 is used as the storage unit 111.

グラフィック処理装置204には、モニタ301が接続され、グラフィック処理装置204は、CPU201からの命令に従って、画像をモニタ301の画面に表示させる。例えば、グラフィック処理装置204及びモニタ301を用いて表示部112の処理が実現される。   A monitor 301 is connected to the graphic processing device 204, and the graphic processing device 204 displays an image on the screen of the monitor 301 in accordance with a command from the CPU 201. For example, the processing of the display unit 112 is realized using the graphic processing device 204 and the monitor 301.

入力インタフェース205には、キーボード302やマウス303が接続され、入力インタフェース205は、キーボード302やマウス303から送られてくる信号をCPU201に送信する。例えば、入力インタフェース205とキーボード302やマウス303を用いて入力部114の処理が実現される。   A keyboard 302 and a mouse 303 are connected to the input interface 205, and the input interface 205 transmits a signal transmitted from the keyboard 302 and the mouse 303 to the CPU 201. For example, the processing of the input unit 114 is realized using the input interface 205, the keyboard 302, and the mouse 303.

光学ドライブ装置206は、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)等の光ディスク304に対し、データの読み取り、書き込みを行う。   The optical drive device 206 reads data from an optical disc 304 such as a DVD (Digital Versatile Disc), DVD-RAM, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), CD-R (Recordable) / RW (ReWritable), Write.

通信インタフェース207は、ネットワーク400に接続され、ネットワーク400を介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。
また、超音波検査装置100A,100B,100Cの制御部113が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。尚、処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体(磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等)に記録しておくことが可能である。
The communication interface 207 is connected to the network 400 and transmits / receives data to / from other computers or communication devices via the network 400.
In addition, a program describing processing contents of functions that the control unit 113 of the ultrasonic inspection apparatuses 100A, 100B, and 100C should have is provided. By executing the program on a computer, the above processing functions are realized on the computer. The program describing the processing content can be recorded on a computer-readable recording medium (magnetic storage device, optical disk, magneto-optical recording medium, semiconductor memory, etc.).

以上説明したように、上記の超音波検査装置、及びそれを用いた超音波検査方法によれば、被検査体内部の構造(反射体分布)を、高い空間分解能で、精度良く、非破壊で検査することが可能になる。尚、カンチレバーを用いているため、この超音波検査装置をSPMとして用い、被検査体内部の構造と共に、密度や粘弾性等の物性分布も併せて検査することも可能である。   As described above, according to the ultrasonic inspection apparatus and the ultrasonic inspection method using the ultrasonic inspection apparatus, the structure (reflector distribution) inside the inspected object can be obtained with high spatial resolution, high accuracy, and non-destructiveness. It becomes possible to inspect. In addition, since the cantilever is used, it is possible to use this ultrasonic inspection apparatus as an SPM and inspect the physical properties distribution such as density and viscoelasticity together with the structure inside the object to be inspected.

また、プローブにフェーズドアレイを用いた検査では、そのプローブ内に配列された振動子のサイズと個数によって空間分解能がほぼ決まってしまい、その適用範囲が限定される場合がある。これに対し、上記の超音波検査装置及び超音波検査方法では、カンチレバーの走査範囲と分割画素数を変更することで空間分解能を変更することができ、その汎用性を高めることができる。   Further, in an inspection using a phased array as a probe, the spatial resolution is almost determined by the size and the number of transducers arranged in the probe, and the applicable range may be limited. On the other hand, in the above-described ultrasonic inspection apparatus and ultrasonic inspection method, the spatial resolution can be changed by changing the scanning range of the cantilever and the number of divided pixels, and the versatility can be improved.

更に、上記の超音波検査装置は、その構成上、比較的容易に小型化が行え、持ち運びを可能にし、室内外を問わず、様々な被検査体に適用することが可能である。例えば、機体や配管等の湾曲した被検査体、動作中で搬出困難な被検査体にも、適用することができる。更に、複数の検査対象が空間的に分散している被検査体等にも、適用することができる。また、上記の超音波検査装置及び超音波検査方法のように、超音波信号の発信と受信が被検査体の一方の側で行えることも利点のひとつとなる。例えば、配管の内部欠陥を検査する場合、透過法的な検査手法では被検査体を挟み込む治具が必要になるが、反射法を用いる上記の超音波検査装置及び超音波検査方法では、そのような治具が不要であり、より簡便な構成で内部欠陥を検査することができる。   Furthermore, the above-described ultrasonic inspection apparatus can be reduced in size relatively easily due to its configuration, can be carried, and can be applied to various inspection objects both indoors and outdoors. For example, the present invention can be applied to curved inspection objects such as airframes and pipes and inspection objects that are difficult to carry out during operation. Furthermore, the present invention can be applied to inspected objects in which a plurality of inspection objects are spatially dispersed. In addition, as in the above-described ultrasonic inspection apparatus and ultrasonic inspection method, it is one of the advantages that transmission and reception of ultrasonic signals can be performed on one side of the object to be inspected. For example, when inspecting an internal defect of a pipe, a transmission method inspection method requires a jig for sandwiching an object to be inspected. In the ultrasonic inspection apparatus and the ultrasonic inspection method using the reflection method, Thus, an internal defect can be inspected with a simpler configuration.

以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 超音波信号を発信する発信機と、カンチレバーと、記憶部とを有する超音波検査装置を用いた超音波検査方法であって、
前記発信機から被検査体に超音波バースト信号を発信する第1の工程と、
前記超音波バースト信号が発信された前記被検査体内からの反射信号を前記カンチレバーによって受信する第2の工程と、
前記超音波バースト信号の発信から前記反射信号の受信までの時間差と、前記カンチレバーの位置とを関連付けて前記記憶部に記憶する第3の工程と、
を含むことを特徴とする超音波検査方法。
Regarding the embodiment described above, the following additional notes are further disclosed.
(Appendix 1) An ultrasonic inspection method using an ultrasonic inspection apparatus having a transmitter that transmits an ultrasonic signal, a cantilever, and a storage unit,
A first step of transmitting an ultrasonic burst signal from the transmitter to an object to be inspected;
A second step of receiving, by the cantilever, a reflected signal from the inspected body from which the ultrasonic burst signal has been transmitted;
A third step of associating the time difference from the transmission of the ultrasonic burst signal to the reception of the reflected signal and the position of the cantilever in the storage unit;
An ultrasonic inspection method comprising:

(付記2) 前記カンチレバーの位置を変え、前記第1の工程、前記第2の工程及び前記第3の工程を実行することを特徴とする付記1に記載の超音波検査方法。
(付記3) 前記発信機の位置と前記時間差とを関連付けて前記記憶部に記憶する第4の工程を更に含み、
前記発信機の位置を変え、前記第1の工程、前記第2の工程及び前記第4の工程を実行することを特徴とする付記2に記載の超音波検査方法。
(Additional remark 2) The ultrasonic inspection method of Additional remark 1 characterized by changing the position of the said cantilever and performing said 1st process, said 2nd process, and said 3rd process.
(Supplementary Note 3) Further includes a fourth step of associating and storing the position of the transmitter and the time difference in the storage unit,
The ultrasonic inspection method according to claim 2, wherein the position of the transmitter is changed, and the first step, the second step, and the fourth step are executed.

(付記4) 前記カンチレバーが前記発信機の機能を有することを特徴とする付記1又は2に記載の超音波検査方法。
(付記5) 前記発信機に第2のカンチレバーを用いることを特徴とする付記1乃至3のいずれかに記載の超音波検査方法。
(Additional remark 4) The said cantilever has a function of the said transmitter, The ultrasonic inspection method of Additional remark 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
(Supplementary note 5) The ultrasonic inspection method according to any one of supplementary notes 1 to 3, wherein a second cantilever is used for the transmitter.

(付記6) 前記記憶部は、3次元メッシュの各メッシュに対応した記憶領域を有し、
前記記憶部に記憶する際には、前記時間差と関連付けて記憶する位置と、前記時間差とに相当する箇所の前記メッシュに対応した前記記憶領域に、点数を記憶することを特徴とする付記1乃至5のいずれかに記載の超音波検査方法。
(Supplementary Note 6) The storage unit has a storage area corresponding to each mesh of a three-dimensional mesh,
When storing in the storage unit, the score is stored in the storage area corresponding to the mesh at a position corresponding to the time difference and the position corresponding to the time difference. The ultrasonic inspection method according to claim 5.

(付記7) 前記発信機と前記カンチレバーの位置及び前記各記憶領域の点数を用いて開口合成処理を実行する工程を更に含むことを特徴とする付記6に記載の超音波検査方法。   (Additional remark 7) The ultrasonic inspection method of Additional remark 6 further including the process of performing opening synthetic | combination processing using the position of the said transmitter and the said cantilever, and the score of each said memory area.

(付記8) 前記超音波検査装置は、表示部を有し、
前記表示部によって、前記各記憶領域の点数を当該点数に応じた情報に変換して表示する工程を更に含むことを特徴とする付記6に記載の超音波検査方法。
(Additional remark 8) The said ultrasonic inspection apparatus has a display part,
The ultrasonic inspection method according to appendix 6, further comprising a step of converting and displaying the score of each storage area into information corresponding to the score by the display unit.

(付記9) 被検査体に超音波バースト信号を発信する発信機と、
前記超音波バースト信号が発信された前記被検査体内からの反射信号を受信するカンチレバーと、
前記超音波バースト信号の発信から前記反射信号の受信までの時間差と、前記カンチレバーの位置とを関連付けて記憶する記憶部と、
を含むことを特徴とする超音波検査装置。
(Supplementary note 9) a transmitter for transmitting an ultrasonic burst signal to an object to be inspected;
A cantilever that receives a reflected signal from the inspected body from which the ultrasonic burst signal is transmitted;
A storage unit that associates and stores a time difference from transmission of the ultrasonic burst signal to reception of the reflected signal and a position of the cantilever,
An ultrasonic inspection apparatus comprising:

(付記10) 前記カンチレバーの位置を制御する第1の位置制御部を更に含むことを特徴とする付記9に記載の超音波検査装置。
(付記11) 前記発信機の位置を制御する第2の位置制御部を更に含むことを特徴とする付記10に記載の超音波検査装置。
(Supplementary note 10) The ultrasonic inspection apparatus according to supplementary note 9, further comprising a first position control unit that controls the position of the cantilever.
(Additional remark 11) The ultrasonic inspection apparatus of Additional remark 10 characterized by further including the 2nd position control part which controls the position of the said transmitter.

(付記12) 前記カンチレバーが前記発信機の機能を有することを特徴とする付記9又は10に記載の超音波検査装置。
(付記13) 前記発信機に第2のカンチレバーを用いることを特徴とする付記9乃至11のいずれかに記載の超音波検査装置。
(Supplementary note 12) The ultrasonic inspection apparatus according to supplementary note 9 or 10, wherein the cantilever has a function of the transmitter.
(Supplementary note 13) The ultrasonic inspection apparatus according to any one of supplementary notes 9 to 11, wherein a second cantilever is used for the transmitter.

(付記14) 前記記憶部は、3次元メッシュの各メッシュに対応した記憶領域を有し、
前記記憶部には、前記時間差と関連付けて記憶する位置と、前記時間差とに相当する箇所の前記メッシュに対応した前記記憶領域に、点数が記憶されることを特徴とする付記9乃至13のいずれかに記載の超音波検査装置。
(Supplementary Note 14) The storage unit has a storage area corresponding to each mesh of a three-dimensional mesh,
Any one of Supplementary notes 9 to 13, wherein the storage unit stores a score in the storage area corresponding to the mesh at a position corresponding to the time difference and the position stored in association with the time difference. The ultrasonic inspection apparatus according to Crab.

(付記15) 前記各記憶領域の点数を当該点数に応じた情報に変換して表示する表示部を更に含むことを特徴とする付記14に記載の超音波検査装置。   (Supplementary note 15) The ultrasonic examination apparatus according to supplementary note 14, further comprising a display unit that converts and displays the score of each storage area into information corresponding to the score.

1 被検査体
10,100A,100B,100C 超音波検査装置
11,107 発信部
12,101,121 カンチレバー
13,103,123 位置制御部
14,110 信号処理部
15,111 記憶部
101a 探針
102,122 圧電素子
104,124 レーザー照射部
105,125 光検出部
106,126 差分検出部
108 関数発生部
109 増幅部
112 表示部
113 制御部
114 入力部
M2 2次元メッシュ
M3 3次元メッシュ
200 コンピュータ
201 CPU
202 RAM
203 HDD
204 グラフィック処理装置
205 入力インタフェース
206 光学ドライブ装置
207 通信インタフェース
208 バス
301 モニタ
302 キーボード
303 マウス
304 光ディスク
400 ネットワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspected object 10,100A, 100B, 100C Ultrasonic inspection apparatus 11,107 Transmission part 12,101,121 Cantilever 13,103,123 Position control part 14,110 Signal processing part 15,111 Storage part 101a Probe 102, 122 Piezoelectric elements 104, 124 Laser irradiation unit 105, 125 Photodetection unit 106, 126 Difference detection unit 108 Function generation unit 109 Amplification unit 112 Display unit 113 Control unit 114 Input unit M2 2D mesh M3 3D mesh 200 Computer 201 CPU
202 RAM
203 HDD
204 Graphic Processing Device 205 Input Interface 206 Optical Drive Device 207 Communication Interface 208 Bus 301 Monitor 302 Keyboard 303 Mouse 303 Optical Disk 400 Network

Claims (7)

超音波信号を発信する発信機と、カンチレバーと、記憶部とを有する超音波検査装置を用いた超音波検査方法であって、
前記発信機から被検査体に超音波バースト信号を発信する第1の工程と、
前記超音波バースト信号が発信された前記被検査体内からの反射信号を前記カンチレバーによって受信する第2の工程と、
前記超音波バースト信号の発信から前記反射信号の受信までの時間差と、前記カンチレバーの位置とを関連付けて前記記憶部に記憶する第3の工程と、
を含むことを特徴とする超音波検査方法。
An ultrasonic inspection method using an ultrasonic inspection apparatus having a transmitter for transmitting an ultrasonic signal, a cantilever, and a storage unit,
A first step of transmitting an ultrasonic burst signal from the transmitter to an object to be inspected;
A second step of receiving, by the cantilever, a reflected signal from the inspected body from which the ultrasonic burst signal has been transmitted;
A third step of associating the time difference from the transmission of the ultrasonic burst signal to the reception of the reflected signal and the position of the cantilever in the storage unit;
An ultrasonic inspection method comprising:
前記カンチレバーの位置を変え、前記第1の工程、前記第2の工程及び前記第3の工程を実行することを特徴とする請求項1に記載の超音波検査方法。   The ultrasonic inspection method according to claim 1, wherein the position of the cantilever is changed, and the first step, the second step, and the third step are executed. 前記発信機の位置と前記時間差とを関連付けて前記記憶部に記憶する第4の工程を更に含み、
前記発信機の位置を変え、前記第1の工程、前記第2の工程及び前記第4の工程を実行することを特徴とする請求項2に記載の超音波検査方法。
A fourth step of associating and storing the transmitter position and the time difference in the storage unit;
The ultrasonic inspection method according to claim 2, wherein the position of the transmitter is changed, and the first step, the second step, and the fourth step are executed.
前記記憶部は、3次元メッシュの各メッシュに対応した記憶領域を有し、
前記記憶部に記憶する際には、前記時間差と関連付けて記憶する位置と、前記時間差とに相当する箇所の前記メッシュに対応した前記記憶領域に、点数を記憶することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の超音波検査方法。
The storage unit has a storage area corresponding to each mesh of a three-dimensional mesh,
2. When storing in the storage unit, the score is stored in the storage area corresponding to the mesh at a position corresponding to the time difference and the position corresponding to the time difference. The ultrasonic inspection method according to any one of items 1 to 3.
被検査体に超音波バースト信号を発信する発信機と、
前記超音波バースト信号が発信された前記被検査体内からの反射信号を受信するカンチレバーと、
前記超音波バースト信号の発信から前記反射信号の受信までの時間差と、前記カンチレバーの位置とを関連付けて記憶する記憶部と、
を含むことを特徴とする超音波検査装置。
A transmitter for transmitting an ultrasonic burst signal to the object to be inspected;
A cantilever that receives a reflected signal from the inspected body from which the ultrasonic burst signal is transmitted;
A storage unit that associates and stores a time difference from transmission of the ultrasonic burst signal to reception of the reflected signal and a position of the cantilever,
An ultrasonic inspection apparatus comprising:
前記カンチレバーが前記発信機の機能を有することを特徴とする請求項5に記載の超音波検査装置。   The ultrasonic inspection apparatus according to claim 5, wherein the cantilever has a function of the transmitter. 前記発信機に第2のカンチレバーを用いることを特徴とする請求項5又は6に記載の超音波検査装置。   The ultrasonic inspection apparatus according to claim 5, wherein a second cantilever is used for the transmitter.
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