JP5264896B2 - 試料の回転運動の非破壊検出方法及びその装置、並びに試験ユニット - Google Patents

Description

本発明は、試料表面の回転運動の非破壊検出装置、当該装置からなる試験ユニット、及び試料表面の回転運動の非破壊検出方法に関する。

特に、超音波又は渦電流などを用いた非破壊材料試験の分野においては、例えば、試料の体積又は試料表面など、さらに例えば、不完全部、クラック、空洞、腐食表面などに関係し得る試料の構造特性を検出可能なことを用いた様々な方法及び装置が、従来から知られている。一般に、このような試験の目的で使用される装置は、試料との相互作用後に検出される試験信号を発生する探針部品が、適切な送信及び受信ユニットで形成されていることに基づいている。そして、調べられる空間領域での試料の構造は、検出されたエコー信号から推定される。仮に、試験方法中に、誰かが試料表面で探針部品を動かし、そして、その移動の間に、探針位置に従って試料の構造特性を検出できれば、試料に関する興味深い構造特性の空間画像を作成することができる。

今日使用される方法及び装置は、調査対象試料の構造特性を解析する場合、ある程度の高精度を実現する。しかしながら、表面における探針の移動の間に得られる解像度は、例えば、超音波パルスエコー法のように、多くの場合に使用される構造敏感の研究方法の解像能に対して遅れたままである。これは、今日まで、試料表面における探針の移動検出に、機械的変位変換器のみが、実際に使用されているという事実に起因している。使用される原理により、これらは、比較的高い測定誤差による影響を受ける。さらに、試料表面における探針の回転運動を出することを可能にするシステムは、長い間知られていない。

本発明は、試料表面において非破壊で動作可能であり、従来の方法や装置と比較して精度が向上した、例えば探針などの機器の移動を検出する方法及び装置を提供することを目的とする。さらに、本発明では、試料表面における機器の回転運動の検出も可能となる。

この目的は、請求項１４の特徴を持つ方法によるのと同様、請求項１の特徴を有する装置によって達成される。

さらに、試験ユニットは、本発明に係る装置に基づいて請求項１２で特定され、さらに、固有の発明価値を有する本発明に係る装置の特徴的構成は、請求項２８で特定される。

本発明に係る方法は、非破壊的に動作し、例えば、試料表面における探針などの機器の回転運動を検出するために提供される。好適な実施の形態では、この方法が、概して試料表面の機器の移動を検出すること、すなわち、機器の回転自由度及び並進自由度の両方に関して検出することに特に適している。最も単純な構成において、この方法は以下のステップからなる。

試料に少なくともある程度透過し、且つ前記試料と相互作用する励起信号Siの時系列を送信する送信ステップと、前記送信機により送信された前記励起信号Siと前記試料との相互作用から生じるエコー信号を、複数の受信機を有するアレイで受信する受信ステップと、前記励起信号Siの時系列と相関する複数の測定値の組Ｍ（Si）から、前記表面上の前記アレイの回転移動を測定する測定ステップとを備え、前記受信機により吸収された前記励起信号Siの前記エコー信号が、一組の測定値M（Si）を形成する。

本発明に関連して、励起信号Siの時系列は、一般的に、例えば規則的な時間間隔で繰り返すパルス信号の時系列として理解される。特に、これは、短超音波パルスの規則的な時系列が可能である。しかしながら、他方では、この方法は、連続的な励起信号にまで拡張することも可能である。基本的に、本発明の状況では、試料からのエコー信号が、規定の時間間隔で受信機により相互に吸収されるという事実による。連続的な励起信号の場合、エコー信号は、例えば、一秒当たり２５の測定値の組M（Si）に相当する４０ミリ秒の固定時間間隔で吸収される。さらに、励起信号の時系列を受信されたエコー信号の時系列と同期することが可能である。仮に、励起信号が一連のパルスからなる場合、エコー信号も一連のパルスからなる。これらは、例えば、連続的に動作する受信機により検出され、その後、飛行時間（TOF）測定（パルスエコー法）により評価される。

本発明に係る方法において使用される励起信号は、前記試料の境界表面又は前記試料の体積における材料的不均一性の幾何学構造などの前記試料の構造特性と相互作用する。この例は、腐食表面及び、空洞やクラックなどの試料における混入又は不完全部分である。

本発明に係る方法の第1の好ましい実施形態においては、吸収されたパルスエコーから、試料の局所構造の特性が導き出される。受信アレイが適切な方法で制御されて使用される場合は、例えば、受信アレイの局所位置X0上に中心を有するCスキャン形式による局所超音波反射の空間的表示など、試料の構造的特性の空間画像が即座に作成される。最も単純な場合では、この種の画像は、粗面のような空間構造上の試験光線の反射から得られるものであり、コヒーレント光線とともに光学で知られる「スペックルパターン」に似た反射パターンである。

受信アレイが、試料表面で、新しい位置X1に動かされる場合は、その後、構造特性の新しい画像が位置X1の中心に作成される。この画像は、その一部が最初の位置X0で作成された画像と空間的に重っているのが望ましい。そして、試料の表面の受信アレイの移動は、位置X0及び位置X1における画像を比較して推定される。これを行うには、付録１に概略される算術アルゴリズムが必要とされる。またその際に、試料の構造特性に関する空間分布の全体画像（移動の検出にも使用される）は、必要性は薄いのだが、一連の画像と同じように移動データから作成することができる。

本発明に係る方法のさらに好ましい実施形態では、試料の複数の画像が、受信アレイの試験位置Xにおいて作成され、これらの画像の少なくとも一つが、受信アレイの移動の測定のために上述したアレゴリズムの基準として用いられる。従って、受信アレイの移動を解析するために、試料の後壁エコーは、例えば超音波パルスエコー法などで使用される。一般的に、ここでは、音波の垂直挿入で作業が行われる。その一方で、試料の構造特性に関する空間分布の画像を作成するために、例えば角度を設けて音波を挿入することで得られていた、試料の塊からのエコー信号などが使用される。また、これらのエコー信号は、同じ励起パルスに遡る必要はなく、むしろ、パルス系列に従うパルスによっても作成される。特に、挿入角度又は焦点深度のような挿入された超音波パケットの超音波特性は、ここでパルスからパルスへと変えられる。

本発明に係る方法は、アレイを形成する受信機が一つの面に配置される場合、実行が容易である。この場合、アレイは、少なくとも３つの受信機(212／214）が少なくとも２直線の配置からなり、前記受信機が3次元的に様々な方向に伸びるのが好ましい。また、改良された実施例においては、アレイを形成する受信機は、2次元アレイのグリッド点に配置され、少なくとも３つの受信機がグリッドの２つの主方向にそれぞれ配置される。

しかしながら、アレイの受信機の少なくとも１つが、特に、アレイの全ての受信機が、受信機としての特性に加えて、さらに励起信号Siの時系列を送信するための送信機としても動作するように構成される場合は、著しい利点が得られる。従来技術として知られている超音波送信機及び超音波受信機の両方の機能を有する超音波トランスデューサーのアレイの例として説明されている。

前述の超音波受信機に加えて、例えば、渦電流センサ、電気センサ、磁場センサや、Ｘ線照射と同様に、赤外線、可視光線又は紫外線の波長領域のような電磁波放射線に対するセンサなど他の多くの受信機も、使用することができる。従って、適切な信号源が送信機として使用される。

本発明に係る方法の好ましい実施形態では、前述のように、試料表面における機器の回転運動が検出されるだけでなく、むしろ、別のステップでは、試料表面における機器の並進運動が、複数の測定値の組Ｍ(Si)から測定される。本発明に係る方法の好ましい実施形態は、以下で説明する典型的な実施例により示されており、試料表面における機器の回転運動の測定が、予め実行されるべき試料表面における機器の並進運動の測定に基づいている。

さらに、本発明に係る方法では、構造特性に対して用いられる測定法が、例えば超音波短パルスの反射のように精度が高く、試料の構造特性の空間分布の画像が、この処理において検出される測定値の組Ｍ（Si）同様に、試料表面における測定機器の検出された移動データから次のステップで作成される。このようにして作成された試料の構造特性の画像は、表示部に表示される。

付録１に含まれる本発明に係る補足的形態では、他の事柄の中で、試料の構造特性に関するデータ同様、本発明に係る方法により得られる移動データを、（例えば、ＣＡＤベース）試料の３次元モデルに入力可能であるということが扱われている。このようにして、試料の構造特性の3次元表示が、実行される測定の検出に非常に適した形で作成される。

本発明に係る装置は、試料表面への回転運動の非破壊検出を行う装置であり、特に、機器自身の回転運動の非破壊検出を行う装置である。

この装置は、試料に少なくともある程度透過し、且つ前記試料の構造特性と相互作用する励起信号Pの時系列を送信するために設けられた第１送信機を備える。この場合、特に、ここで連続励起信号をも意味する場合、本発明に係る方法に関してすでに行われた考察が、ここでクレームされた励起信号の時系列の送信に適用される。

また、この装置は、前記第２送信機よる前記励起信号Siの時系列と相関する複数の測定値の組Ｍ（Si）（ここで、少なくとも二つの測定値の組が存在する。）から、前記試料表面上の前記アレイの移動を測定するために設けられた計算ユニットと、前記第１受信器で検出された前記エコー信号と同様に、前記計算ユニットで検出した前記試料表面上の前記アレイの移動から、前記試料の構造特性の空間分布像を生成するために設けられた可視化部とを備える。

本発明に係る装置の好ましい実施形態では、さらに、試料表面における装置の回転運動に加え、試料表面における装置の並進運動を複数の測定値の組Ｍ（Si）から測定するために、さらに計算ユニットが設けられる。

本発明に係る装置の好ましい実施形態では、さらに、従属請求項に対する言及がなされるが、その詳細は、基本的に、本発明に係る方法に関連して既に説明されている。

さらに、本発明に係る装置の好ましい実施形態では、非破壊材料試験による試料の構造特性の空間分解測定用に提供される試験ユニットを構成するために用いられる場合に、顕著な利点となる。この場合、試験ユニットは、検出された測定値の組Ｍ（Si）と同様に、装置によって検出された機器（例えば探針）の移動データから、試料の構造特性の空間分布画像を作成するために設けられる。特に、この場合では、用いられる移動データが、例えば探針などの機器の試料表面における回転運動及び並進運動の両方に関連する場合に利点となる。

本発明に係る装置の好ましい実施形態では、本発明に係る試験ユニットが、例えば、液晶ディスプレイ画面又はコンピュータによるプリントアウトなど表示部で、試料の構造特性の空間分布が作成された画像を表示するために設けられる。

共通な創意による装置及び試験ユニットと同様に、前述した方法と関連する別の装置は、さらに、試料の構造特性の空間分布画像を非破壊的に作成するために提供される。この装置は、試料（112）に少なくともある程度透過し、且つ前記試料の構造特性と相互作用する励起信号Pの時系列を送信するために設けられた第１送信機を備える。この説明は、試料の体積に関連付けられ、且つ例えば、試料の境界表面、不良、空洞、含有物、又はクラックのような試料の構造特性において完全又は部分的に反射される一連の短超音波パルスを送信する超音波送信機の例としてなされている。また、ここでは、極端な場合に、第1送信機により送信される励起信号Ｐの時系列が、連続励起信号にもなり得る事実により説明されている。

さらに、本発明に係る装置は、前記励起信号Pと前記試料との相互作用した後、前記第１送信機により送信された前記励起信号Pをエコー信号として吸収するために設けられた第１受信機を備える。さらに、反射された超音波パルスを吸収して、反射された超音波パルスの測定強度同様、飛行時間（TOF）測定から、例えば反射構造の位置、大きさ及び構造を推定するために提供される超音波受信機として構成される第1受信機に関して、超音波技術の例として説明している。

さらに、本発明に係る装置は、前記試料と相互作用を行う励起信号Siの時系列を送信するために設けられた第２送信機を備え、励起信号が試料の体積に少なくとも部分的に侵入することが、絶対に必要ということではない。また、どちらかといえば、ある構造を有する試料の表面と励起信号との相互作用は、十分となり得る。複数の第2受信機から構成されるアレイは、第2送信機とともに動作し、それら複数の第2受信機は、第2送信機により送信された励起信号Siと試料との相互作用から生じるエコー信号を受信するために設けられる。そのプロセスでは、受信機により吸収され、共通の励起信号Siに属するエコー信号が、それぞれの場合における測定値の組Ｍ（Si）を形成する。

さらに、計算ユニットは、第２送信機と第２受信機のアレイとに配置され、第２送信機の時系列な励起信号に関連づけられた複数の測定値の組Ｍ（Si）、特に、少なくとも２つの測定値の組から、試料表面における機器の移動を測定するために設けられる。ここで、試料表面における機器の移動は、特に、並進自由度及び／又は回転自由度によって表される。

最後に、試料の構造特性に関する非破壊空間分布画像作成装置は、画像化ユニットを備え、この画像化ユニットが、第1受信機により受信したエコー信号から行うのと同様に、計算ユニットにより検出された試料表面における機器の移動から、試料の構造特性の空間分布画像を作成するために設けられる。

第2送信機、アレイ（第2受信機を備える）、及び計算ユニットは、この場合、例えば関数ユニットを形成するために、「光学マウス」などの原理に基づいて組み合わせることができる。このように開発された「光学マウス」において、本発明に係る方法を実行することで、従来技術から知られる並進運動の検出に加え、特に「光学マウス」の回転運動を検出することも可能である。従って、この種の実施形態では、本発明に係る方法により好適に開発された光学マウスを用いている間、第1変換器及び第1受信機からなる探針の移動が試料表面に検出される。

本発明に係る試験ユニットと同様に、本発明に係る装置及び本発明に係る方法の長所と特徴とは、以下の実施例から生じる。これらは、超音波試験の分野に関連する例として挙げられたものである。しかしながら、これに関しては既に指摘されており、さらに、渦電流測定、圧電センサによる測定、磁場検知器、又は広域の波長領域における電磁放射（例えば、可視光線、紫外線、又は赤外スペクトル範囲、Ｘ線照射及びマイクロ波放射）の汎用検出器を使った測定など他の非破壊的試験方法を用いることができる。

実施例により理解されるべきアルゴリズムは、付録１から得ることができる。本発明に係る方法は、このアルゴリズムに基づいて実行されることで、本発明に係る装置の計算ユニットが実行される。この場合、数学アルゴリズムは、原点中心とする回転の場合についての実施例として示される。しかしながら、この特別な場合は、試料表面の如何なる所望の点を中心とする回転の場合の単純な座標変換として一般化されることであり、当業者にとって明らかである。

携帯型超音波検出機は、試験用途にしばしば用いられる。試験の対象物は、例えば、鋼管などの溶接鋼製部品とすることができる。この携帯型超音波検知機は、油、水、あるいは潤滑油を介して部品に接触させ、テスターは、被試験領域で様々なジグザグ運動をするように検出器を誘導するか、又はこれらの領域に検出器を維持することができる。被試験領域は、例えば、溶接線又は腐食後壁とすることができる。この種の検出器により、部分的な欠陥及び弱い溶接線を発見することができる。検出器の移動がランダムで予測不能のため、探針位置と同様に、部品寸法及び設計特性に関連して発見される欠陥を画像表示することは、特にしばしば困難となりえる。複雑な形態の部品（例えば、パイプやＴ継ぎ手）に対し、探針位置に応じて発見される欠陥の座標を試験及び検出することは、特に困難となり得る。

本発明の一又は複数の実施例による探針システムのブロック図を示す。 本発明の一又は複数の実施例による探針のセンサ−アレイ配置のダイアグラムを示す。 本発明の一又は複数の実施例による別の探針のセンサ−アレイ配置のダイアグラムを示す。 本発明の一又は複数の実施例によるさらに別の探針のセンサ−アレイ配置のダイアグラムを示す。 試験試料の特徴（この例では腐食）を測定するために使用される本発明の一又は複数の実施例による探針のダイアグラムを示す。 本発明の一又は複数の実施例による探針の操作方法のフローダイアグラムを示す。 本発明の一又は複数の実施例による探針とともに使用される情報処理システムのブロック図を示す。

より単純明確に描写するために、図示される構成要素は、必ずしも拡大縮小するわけではない。より明確な描写のために、例えば、ある構成要素は、他の構成要素と比較して拡大して示されたりする。共通又は類似の構成要素は、複数の図面で適切であれば、同一の参照番号で付している。

以下の詳細な説明では、請求項の対象が深く理解されるように、多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、当業者は、特許請求の範囲の対象をこれらの具体的な詳細なしに実行可能であることが分かる。他の点では、周知の方法、手順、構成部品、及び／又は回路に関して詳細に記載されていない。

以下の詳細な説明のでは、例えば、コンピュータのメモリにおいてデータビット又は２進法のデジタル信号により実行されるアルゴリズム、プログラム、及び／又は操作記号表示が使用される。これらのアルゴリズムの記載及び／又は説明は、プログラム、アルゴリズム、及び／又は操作記号表示で動作するコンピュータシステム及び／又は他の情報処理システムの特徴が記載されたデータ処理に使用される方法を含む。

一般的に、プログラム及び／又は処理は、一連の動作及び／又は操作により、自己矛盾なく求める結果が得られるものとして考えられている。これには、物理量の取り扱いが含まれている。これらの物理量は、大抵の場合、電気信号及び／又は磁気信号が、幾つか他の方法で、保存され、送信され、結合され、比較され、及び／又は取り扱われるが、かならずしもそうである必要はない。一般に、これらの信号は、ビット、値、要素、記号、文字、用語、数字、及び／又は同種のものとして表現される。しかしながら、これらとこれらに類似する用語とは、対応する物理量に関連付けなければならないことが指摘され、さらに、これらは、これらの物理量の単なる（一般に便宜上の）記載であることが指摘される。

処理、計算、検出、及び／又はそれらに類似するような用語が、以下の説明で用いられる際に、何も特定されない限り、説明は、コンピュータ、コンピュータシステム、及び／又は類似の電気計算装置の動作及び／又は処理に対して行われる。レジストリ、及び／又はメモリ内のデータは、物理量と電気量の両方、又は何れか一方で表示されている。当該コンピュータ、コンピュータシステム、及び／又は類似の電気計算装置で、該データは、処理されるか、あるいは、別のデータに変換され、情報記憶装置、情報伝達、及び／又は情報表示装置のメモリ、レジストリ、及び／又は類似の構成部品において、物理量で表示される。

請求される実施例は、ここで記載された動作を実行する装置を備えることができる。これらの装置は、保存されたプログラムが、それぞれのアプリケーション又は汎用コンピュータを選択的に起動及び／又は再設定するように特別設計された装置とすることができる。この種のプログラムは、ディスケット、光学データ記録媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気光学データ記録媒体、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能プログラム読み取り専用メモリ）、ＥＥＰＲOＭ（電気的消去可能読み取り専用メモリ）、フラッシュメモリ、磁気カード、光学カード、及び／又は、他の記憶媒体等の記憶媒体に保存が可能である。ここで、他の記憶媒体は、電子命令の保存に適するもの、及び／又はコンピュータ装置のシステムバス及び／又は他の情報処理システムに接続可能なものである。

ここで記載された処理及び／又は表示部は、特定のコンピュータ機器及び／又は他の装置と直接関連するのではない。本発明に係るプログラムは、様々な汎用システムと共に使用されるが、所望の方法を実行する専用装置の設計に対しても実用的に使用できる。このような多くのシステムに関する所望の構造は、以下の記載から説明される。実施例では、特定のプログラム言語に関して説明していない。本発明に係るプログラムは、様々なプログラム言語によって実行される。

「結合された」及び／又は「接続された」という表現は、関連する表現と同様に、以下の記載及び／又は請求項において使用される。一又は複数の実施例において、「結合された」という表現は、油、水、又は潤滑油が、超音波探針と試験試料との間に存在することを特定するために使用される。ある実施例において、「接続された」という表現は、二又はそれ以上の要素が、互いに、直接、物理的又は電気的に接触を有していることを特定するために用いられる。「結合された」は、二又はそれ以上の要素が、直接、物理的及び／又は電気的に接触を有していないが、互いに協同するか、又は相互作用を行うことを意味し得る。「及び／又は」という表現は、「及び」、「又は」、「排他的論理和」、「幾つかであり全てではない」、「どちらでもない」、及び／又は「いずれも」の意味とすることができる。しかしながら、特許請求の範囲では、この点に限定されない。

図１は、本発明の一又は複数の実施例に係る探針システムを示すブロック図である。探針システム100は、試験試料112の表面上、例えば、第1軸（ｘ軸）116及び／又は第2軸（ｙ軸)118上を移動可能な探針110を備えることができる。さらに、探針110は、矢印で示すように、ｘ軸116及びｙ軸118に垂直な軸119の周りを角度αで回転する。
探針110は、送信機、及び／又は、一又は複数の検出機部品で構成されたアレイを備える。探針110は、例えば、動作電力及び／又は制御信号が供給されるように、及び／又は、例えば、センサアレイを用いて探針110により検出されたデータを受信するように、情報処理システム114に結合される。探針110のアレイの例は、図２、図３、及び／又は図４に示され、それらに対応する記載で説明されている。情報処理システム114に対する例は、図７に示され、対応する記載で説明されている。一又は複数の実施例では、探針が移動しない場合、コード化された軸ごとに３つ以上の測定値が検出される。コード化された軸上の移動方向は、３つ以上のこのような測定値を基に計算される。探針が移動する場合、これらの測定値は変化し得る。例えば、腐食した試験試料の材料ノイズ又は残存壁厚は、探針の全ての位置において異なり得る。しかしながら、特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

一又は複数の実施例において、探針システム100は、例えば、試験試料112の不良及び欠陥を見つけ出すためなど試験試料112を試験するために用いられる。このような例において、試験試料112は、例えば、パイプ、Ｔ継ぎ手、又は、航空機エンジン、機体若しくは翼などの航空機部品のような製造部品などからなり得る。探針システム100は、様々な位相幾何学及び／又は幾何学により試験試料112を試験するために適切な方法で設計される。ある実施例では、探針システム100が医学用途に用いられる場合、試験試料112が、例えば哺乳類の臓器、血管、及び/又は他の組織からなり得る。探針110及び／又は探針システム100は、サイズ、形状、及び／又は製造部品、医学用途及び／若しくは外科用途などの試験を含む他の特徴、に関して、探針システム100のそれぞれの用途について詳細に説明される。ここでは、探針システム100の使用例を考慮しているに過ぎない。特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

一又は複数の実施例では、情報処理システム114が、探針システム100で試験する試料112に関するデータファイルを有するメモリを備えるが、必須ではない。試験試料112が、例えば、製造部品である場合、情報処理システム114のメモリは、設計又は製造目的に使用される試験試料112が電気的に表示されたCAD（コンピュータを使った設計）ファイル等を有することができる。CADファイルは、ファイル種類の一例に過ぎず、必須ではない。CADファイルの代わりとしは、他のグラフィックは画像を使用することもできる。特許請求の範囲の対象は、この点に限定されない。一又は複数の実施例では、この種のCADファイルが、試験試料112の2次元表示を備えることができる。また、一又は複数の実施例では、この種のCADファイルが、試験試料112の3次元表示を備えることができる。しかしながら、特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

一又は複数の実施例では、情報処理システム114が、探針100で試験試料112の試験中に、当該情報処理システム114に接続された表示部にCADファイルを表示することができる。それと同時に、情報処理システム114は、探針110により検出される試験試料112の画像データを表示部に表示することができる。従って、情報処理システム114は、例えば、探針110により検出された試験試料112のデータを、CADファイルに含まれる試験試料112のデータに関係づけることができる。探針システム100の探針110を、例えば、試験試料112に沿って移動する操作者は、試験対象領域及び／又は試験対象の特性の参照としてナビゲート中に、この種の関係を使用することができる。操作者が、試験試料112のある特定の位置で不良及び／又は欠陥を発見した場合は、CADファイルに保存された試験試料112の構成データを基にこの位置を検出することができる。この試験データは、後の使用及び／又は研究のために、試験試料112のデータに割り当てられる。一又は複数の実施例では、操作者が、試験試料112に関する不良、欠陥、及び／又は他の顕著な特性が発見された位置のCADファイルに、ラベル付けして保存することができる。ここでは、探針システム100の使用例を考慮しているに過ぎない。特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

図２は、本発明の一又は複数の実施例に係る探針のセンサアレイ配置を示す図である。図２に示されるように、探針110におけるセンサ素子212及び／又は214のアレイ200は、試験試料112の特性を検出するために設けられる。一実施例において、センサ素子は、超音波検出器、GMI検出器（巨大磁気インピーダンス）、圧電センサ、ホールセンサ、渦電流センサ、又は他の適切なセンサ素子等を備えることができる。一又は複数の実施例において、探針110は、エネルギー、信号、パルス、及び／又はインパルスを送信する送信機を備えることができ、当該インパルスは、アレイ200の一又は複数のセンサ212及び／又は214によって検出される。これらの送信は、様々な時間に発生し、様々な持続時間、形体、及び／又はパルス幅を有している。一又は複数の実施例において、これらの送信は、例えば、パルス形式や、ディラックデルタ関数に従う形式及び／又はパルスとすることもできる。特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。送信信号は、高周波信号とすることもできる。一又は複数の実施例において、例えば、鋼製部品等の取り扱い時、又は試験試料112の材料への浸透時に、探針110の動作周波数範囲は、約１メガヘルツと２５メガヘルツの間にすることができる。一又は複数の実施例において、探針110の精度は、例えば、モダリティ及び／又は探針110の周波数に依存しており、１ミリメートル未満及び／又は100マイクロメートル未満にできる。医学用途において、探針110は、血管壁が研究されるように、カテーテル先端等を備えることができる。血管壁の内壁面から検出された血管壁パターンの偏差は、記録されて、先に記録された血管の画像ファイルと任意で関連付けられる。この画像ファイルは、例えば、磁気共鳴画像化、コンピュータ断層撮影、又は類似の方法などで検出された３次元画像ファイルとすることができる。検出された偏差を画像データと結合することにより、特性又は異常の存在する点の位置が、より正確に分かる。しかしながら、特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

一実施例において、アレイ200は、センサ素子212及び／又は214の第１配置210を有することができ、第１配置210は、例えば、探針110の移動を検出するため、及び／又は、軸116上の試験試料112の画像又は他のデータを取り込むために、第１センサ行212が軸116方向に位置付けられ、そして、例えば、探針110の移動を検出するため、及び、又は、軸118方向の試験試料112の画像又は他のデータを取り込むために、第２センサ行214が軸118方向に位置付けられる。図２に示されるアレイ200の配置210は、一般に、Ｔ型又は類似の形状を有することができる。一又は複数の別の実施例において、アレイ200の配置210の変形は、Ｘ形状又は類似の形状を有し、例えば、幾つかのセンサ212が、センサ行214の片側に配置され、そして幾つかのセンサ212は、センサ行214の別の側に配置される。ここでは、アレイ200の配置210の実施例を考慮しているに過ぎない。特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

図３は、本発明の一又は複数の実施例に係る探針のセンサアレイ配置の別の例を示す図である。図３に示されるように、センサ212及び／又は214を有するアレイ200の配置310は、L形状又は類似の形状を有することができる。このような配置及び／又はその変形例の場合は、第１センサ行212内の一又は複数のセンサが、第２センサ行214に属するセンサを備えることもでき、少なくともセンサの１つが、軸116の第１方向及び／又は軸118の第２方向に対して、探針110の移動、試験試料１１２の画像及び／又は他のデータが検出されるような方法で動作する。しかしながら、特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

図４は、本発明の一又は複数の実施例に係るさらに別の探針のセンサアレイ配置を示す図である。図４に示されるように、アレイ200の配置410は、センサ212及び／又は214の４ｘ４グリッドからなり得る。図４の配置410は、単一の４ｘ４グリッドのセンサからなるが、他の配置も使用することができ、例えば、１ｘ２グリッド、１ｘ１６グリッド、１ｘ１２８グリッド、８ｘ８グリッド、及び／又は他に所望の如何なる配置にもセンサを位置付けることができる。図２，図３、及び／又は図４に示されるアレイ200の配置210、310、及び／又は410は、単に、アレイ200の配置例に過ぎない。特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

図５は、試験試料の特性を測定する本発明の一又は複数の実施例に係る探針を示す図である。図５に示されるように、探針110は、例えば、試験試料112に沿って、軸116上で移動される。単純化するために、図５は、本発明に係る方法に従って使用する又は本発明に係る装置を構成するアレイの主軸（ここでは、Ｘ軸116）のみを示す。類似画像は、当業者にとって自明であり、ここには図示されない第１主方向とは独立する第２主方向（ここでは、例えば、ｙ軸118）になる。さらに、探針110は、試験試料112の表面上で、前述した２つの軸116及び118に垂直な軸119の周りに、角度aで回転可能である。

探針110は、少なくとも部分的に試験試料112に侵入する信号512を発信することができる。一又は複数の実施例において、例えば、エコー信号として、軸ごとに、３つ以上の値が検出されてコード化されるように、信号512は、探針110が静止した状態で、試験試料112の特性510から少なくとも部分的に反射される。一又は複数の実施例において、信号512は、特性510から少なくとも部分的に反射され、少なくとも部分的に特性510に侵入するが、探針110は、例えば、特性510から反射された信号512の一部に基づいて、特性510を検出することができる。一又は複数の実施例において、試験試料112を通る信号512の所望の侵入深さを得るために、信号512の信号強度（intensity）及び／又は信号強度（strength）が調整され、及び／又は、信号512の周波数が設定されることで、特性510が確実に検出可能である。一又は複数の実施例において、例えば、特性510とは、製造欠陥、製造不良、空洞、応力、クラック、破損、層、含有物、及び／又は、金属又は類似の試験試料112の場合における腐食からなり得る。しかしながら、特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。探針110が軸116方向に移動する場合、探針110は、１点以上のデータ点514を検出でき、特定の実施例において、特性510に対応し、且つ規則的な時間間隔で検出される３点以上のデータ点を、探針110は検出することができる。探針110が試験試料112に沿って軸116方向に移動することで、位置データ、速度データ、画像データ、及び／又は他のデータが検出可能となるデータを、探針110は検出することができる。このデータは、任意で、情報処理システム114に伝達され、例えば、保存、操作、処理、伝達、及び／又は表示が行われる。試験試料112で遊離した材料に関係したデータは、探針110を用いて検出されて情報処理システム114の表示部に表示される画像に変換される。このような画像に基づいて、操作者は、試験試料112の目視検査を行う、及び／又は、目視で試験試料110を試験試料112の軸116方向にナビゲートすることができる。ここで、画像は、例えば、試験の文書化などに用いられる。しかしながら、特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

一又は複数の実施例において、探針システム100、例えば、試験試料112の腐食の発見に用いられる。アレイ200は、８ｘ８アレイのセンサを備えることができる。例えば4個の素子を備える仮想探針は、例えば４ｘ８素子であるアレイ200の第一領域に沿って走査される。この種の走査は、電気的に軸118のｙ方向で行われ、それから、軸116のｘ方向の素子の周りを変位し、その後、ｙ方向に継続される。多次元走査（Cスキャン）像が作成され得る。例えば、特性510が試験試料110の腐食である場合、この種のCスキャンは、特性510から反射される信号512のエコーから作成可能である。例えば、探針110が静止状態で作成される複数のCスキャン像、及び／又は試験試料112に沿って探針110が移動した状態で作られた複数のCスキャン像を互いに比較することにより、この種の変位の座標が検出される。

また、探針200は、試料試験112の表面で並進及び回転の両方に移動できる。

一又は複数の実施例において、この方法は、光学マウスの場合に用いられる動作認識方法に似ており、アレイの第一領域は、位置データ用に用いることができる。探針の別の素子は、腐食の測定に使用することができる。一又は複数の実施例において、アレイの同じ領域は、位置データ及び測定データ（例えば腐食）用に用いることができる。探針の第2素子で検出された腐食データと同様に、探針110の走査動作手段により検出された位置データに基づき、腐食の大規模なCスキャン像が検出される。しかしながら、特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。一又は複数の実施例において、第1探針は、アレイ200の第1領域を備えることができ、第2探針は、アレイ200の第２領域を備えることができる。また、第1探針は、第1アレイを備えることができ、第2探針は、第２アレイを備えることができる。しかしながら、特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

一又は複数の別の実施例において、全て又はほとんどのアレイ素子が、同時に、信号512のエコーを受信することができ、アレイ200の個々のセンサ212及び／又は214により受信される。Cスキャン像は、例えば、探針が静止した状態で、及び／又は、試験試料112に沿って軸116方向に探針が移動される状態で、特性410の腐食から反射されて戻ってくるようなエコー信号により作成される。軸116方向に移動した探針110により作成されるCスキャン像は、位置座標を作成するために、その後の走査結果と比較される。ここでは、光学マウスの場合と類似の方法が用いられている。このような配置において、同じアレイは、位置データの検出及び／又は腐食に関する特性510のデータの検出のために、双対の探針として用いられる。しかしながら、特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

一又は複数の実施例において、例えば、探針システム100の操作時に、探針110で検出された走査データは、情報処理システム114の表示部に任意に表示される。探針110で走査された領域画像は、表示部（ブロック622）に表示されるので、操作者は、この領域画像を見ることができ、それにより、試験試料112に沿って探針110をナビゲートする時に、この領域画像を用いることができる。試験試料112のファイルは、探針110で検出された走査データと、任意に比較することができる（ブロック624）。例えば、試験試料112の特性と、探針110の位置、及び試験試料112の位置の一又は複数の座標との相関関係などが、CADファイルから検出されるように、例えば、CADファイルで示される試験試料の電子版は、探針110で検出された試験試料112の画像全体に位置することができる。試験試料112がある特徴、例えば、特性510を有するか否か検出される（ブロック626）。特性510とは、製造欠陥、製造不良、空洞、応力、クラック、破損、層、含有物、及び／又は、金属又は類似の試験試料112の場合における腐食からなり得る。特性は、例えば、探針システムの操作者が探針110で検出された試験試料112の画像の少なくとも一部分に基づいて目視検査を行うことで、検出され得る。あるいは、特性は、情報処理システム114により実行可能なソフトウェアプログラムに基づいて部分的に検出される。

図７は、本発明の一又は複数の実施例に係る探針とともに使用される情報処理システムを示す図である。図１及び／又は図７に示される情報処理システム114は、例えば、図６の方法600を実施するために、コンピュータプログラム及び／又はグラフィカル・ユーザ・インタフェースが実行可能なハードウェア構成部品が備えられているので、コンピュータプログラム及び／又はグラフィカル・ユーザ・インタフェースへのアクセスを提供するために使用され得る。この種のコンピュータプログラム及び／又はこの種の機械可読命令は、CD（コンパクト・ディスク）、DVD（デジタル多用途ディスク）、フラッシュメモリ、及びハードドライブ等のコンピュータ可読媒体又は機械可読媒体に保存される。図７に示されるように、情報処理システム114は、処理部710によって制御される。処理部710は、プログラムの実行、データの処理、及び情報処理システム114のタスクを制御するために使用されるマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラーの等の中央演算部を備える。処理部710との送受信は、情報処理システム114の構成部品間のデータ送信に使用されるバス718を用いて行われる。バス718は、記憶部構成部品と情報処理システム114の他の周辺部構成部品との間でデータを送信するデータチャネルを備えることができる。さらに、例えば、データバス、アドレスバス及び／又は制御バスなどのバス718は、処理部710との送受信に用いられる一群の信号を備える。バス718は、ISA（業界標準アーキテクチャ）、EISA（32ビットの拡張スロットバスの共通規格）、MAC（マイクロ・チャネル・アーキテクチャ）、PCI（周辺装置相互接続）、IEEE 488 GPIB（汎用インターフェースバス）IEEE 696/S-100等のIEEE基準（電気電子技術者協会）等の標準規格に従うバス・アーキテクチャを有する。しかしながら、特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

情報処理システムの他の構成部品は、例えば、主記憶部712及び／又は補助記憶部714を備えることができる。さらに、情報処理システム114は、補助処理部716を備えることができ、それは、例えば、デジタル信号処理部等の別の処理部であってもよい。主記憶部712は、処理部710により実行されるプログラム用の命令及びデータを格納するために用いられる。主記憶部712は、DRAM（ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ）及び／又はSRAM（スタティック・ランダム・アクセス・メモリ）等の半導体ベースのメモリであってよい。半導体ベースの他の種類のメモリは、例えば、SDRAM（シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ）、RDRAM（ラムバス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ）、及びFRAM（強誘電体・ランダム・アクセス・メモリ）等がある。補助記憶部714は、実行前に、主記憶部712に読み込まれた命令及び／又はデータを格納するために用いられる。補助記憶部714は、例えば、ROM（読み出し専用メモリ）、PROM（プログラム可能読み出し専用メモリ）、EPROM（消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ）、EEPROM（電気的に消去可能読み出し専用メモリ）、フラッシュメモリ、及び／又はブロック指向メモリ（EEPROMに類似）等の半導体ベースの記憶部とすることができる。補助部714は、付加的に、例えば、磁気テープ、ドラム記憶、ディスケット、ハードドライブ、光学的データキャリア、レーザディスク、CD−ROM（コンパクト・ディスク・読み取り専用メモリ）、CD―R（ライトワンス・コンパクト・ディスク）、CD−RW（書換可能コンパクト・ディスク）、DVD−ROM（デジタル多用途ディスク読み取り専用メモリ）、DVD−R（ライトワンスDVD）、DVD−RW（書換可能デジタル多用途ディスク）等の半導体ベースのメモリを備えることができるが、それらに限定されることはない。また、他の種類のメモリを用いることもできる。情報処理システム114は、入力及び出力を管理するための補助処理部である補助処理部716と、浮動小数点操作を実行するための補助部と、信号処理アルゴリズムの高速実行に適したアーキテクチャを有するデジタル信号処理部及び／又は特別なマイクロプロセッサと、ダウンストリームに接続及び／又は処理部710に従属する処理部と、２つ以上のマルチプロセッサシステムの付加的なマイクロプロセッサ及び／又はコントローラ、コプロセッサ、及び／又は付加的なプロセッサとを任意に備える。この種の補助処理部は、分散プロセッサ、及び／又は、例えば、マルチコア及び／又はマルチスレッドプロセッサなどのプロセッサとして同じ部分組立品内組み込まれたプロセッサとすることができる。しかしながら、特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

情報処理システム114は、表示部722に接続するための表示部システム720と、例えば、入出力機器726、入出力機器728、ｎ番目の入出力機器730等の入出力部に接続するための入出力制御部とをさらに備えることができる。表示システム720は、例えば、グラフィックメモリ、バッファメモリ、及び／又は、グラフィック・エンジンを有するグラフィックカード等の表示部722を制御する構成部品を備えることができる。グラフィックメモリは、例えば、VRAM（ビデオ・ランダム・アクセス・メモリ）、SGRAM（シンクロナス・グラフィック・ランダム・アクセス・メモリ）、WRAM（ウィンド・ランダム・アクセス・メモリ）等とすることができる。表示部722は、モニタ又はテレビ等の陰極線管ディスプレイ、及び／又は、陰極線表示管プロジェクタ、LCDプロジェクタ（液晶ディスプレイ）、LCDディスプレイ、LEDディスプレイ（発光ダイオード）、ガスディスプレイ、プラズマディスプレイ、電子発光ディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ、陰極発光及び／又は電界放出ディスプレイ、PALCディスプレイ（プラズマ・アドレス液晶）、HGEDディスプレイ（高利得発光ディスプレイ）等の代替可能な種類の表示技術を備えることができる。入出力制御部724は、一又は複数の制御部及び／又は入出力機器726，入出力機器718，入出力機器730用インターフェース機能を提供するアダプタを備えることができる。入出力制御部724は、直列接続、並列接続、USB接続（ユニバーサル・シリアル・バス）、直列IEEE 1394バス接続、赤外接続、ネットワークアダプタ、プリンタ・アダプタ、高周波通信アダプタ、UART接続（ユニバーサル・非シンクロナス送受信装置）、及び／又は、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ジョイスティック、トラックスティック、赤外線変換器、プリンタ、プリンタ、モデム、ワイヤレスモデム、バーコード読取機、CCD読取機（電荷結合素子）、スキャナー、CD（コンパクト・ディスク）、CD−ROM（コンパクト・ディスク・読み取り専用メモリ）、DVD（デジタル多用途ディスク）、ビデオ記録装置、TVカード、タッチパネル、タッチペン、電気音響変換器、マイクロホン、スピーカー、音声増幅器等の入出力機器へのインターフェースを提供する類似の構成部品を備えることができる。入出力制御部724、入出力機器726、入出力機器728、及び／又は入出力機器730は、情報処理システム、外部装置、ネットワーク、及び／又は情報源の間で通信するために、アナログ信号及び／又はデジタル信号の送受信が可能である。入出力制御部724、入出力機器726、入出力機器728、及び／又は入出力機器730は、例えば、ブロードバンド用IEEE 802.3、ベースバンドネットワーク用IEEE 802.3、ギガビットイーサネット用IEEE802.3ｚ、トークン・パッシング・バス・ネットワーク用IEEE802.4、トークン・リング・ネットワーク用IEEE802.5、都市規模ネットワーク（MAN）用IEEE802.6等のイーサネットIEEE802基準、ファイバーチャンネル、DSL(デジタル加入者回線)、ADSL（非対称型デジタル加入者回線）、フレーム・リレイ、ATM（非同期転送モード）、IDSDN（総合デジタル通信網）、PCS（パーソナル通信サービス方式）、TCP／IP（通信制御プロトコル／インターネットプロトコル）、SLIP／PPP（シリアル回線インターネットプロトコル／ポイント・ツー・ポイント・プロトコル）等の業界標準アーキテクチャを実行するために用いられる。図７の情報処理システム114は、情報処理システム及び／又はコンピュータ・プラットフォームに対する一例にすぎない。特許請求の範囲の対象は、この点に制限されない。

上記の説明は、表面のナビゲーション用センサアレイ、及び／又は、その多くの有利な点を記述している。ここに記載の形態は、説明に役立つ実施例にすぎないため、基本的な長所を失うことなしに、構成部品の形態、構成、及び／又は、配置の様々な変更は、特許請求の範囲の目的から逸脱することなしに取り組まれる。以下の特許請求の範囲の保護的な範囲において、この種の変更は含まれるべきである。

Claims (32)

1. 試料（112）を破壊せずに試料（112）の表面上で回転するアレイ（200）の回転を検出する装置であって：
   ａ．試料（112）に少なくともある程度透過し、且つ前記試料（112）と相互作用する励起信号Siを、時間間隔をおいて順次送信するよう構成された送信機（212／214）と、
   ｂ．前記励起信号Siと前記試料（112）との相互作用によって生じるエコー信号を検出するよう構成された受信機（212／214）を複数有するアレイ（200）と、 ここで当該受信機（212／214）は、少なくとも２つの時点におけるエコー信号の測定値のセットM（Si）を生成する、
   ｃ．前記少なくとも２つの時点における測定値のセットＭ（Si）に基づいて、前記アレイ（200）の前記表面上での回転を検出するよう構成された計算ユニットと、
   を備えることを特徴とする装置。
2. 前記励起信号は、前記試料（112）の構造特性と相互作用する、 ここで、任意に、前記試料（112）の構造特性は、前記試料（112）の境界表面の幾何学構造又は前記試料（112）の材料の不均一性である
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記アレイ（200）を構成する前記受信機（212／214）は、一平面上に配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 前記送信機（212／214）及び前記受信機（212／214）は、プローブ内で機械的に組み合わさっている
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。
5. 少なくとも１つの受信機(212／214)は、前記励起信号Siの送信機としても動作可能に構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。
6. 前記アレイ（200）は、少なくとも３つの受信機(212／214）を有し、これらの受信機(212／214）は、少なくとも２直線上に配設され、前記受信機が２次元的に少なくとも２方向に伸びる
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。
7. 前記アレイ（200）を構成する前記受信機（212／214）は、２次元アレイの格子点上に配設され、少なくとも３つの受信機(212／214）が、前記格子の２つの主方向のいずれにも配設されている
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。
8. 前記受信機（212／214）が、超音波受信機、渦電流センサ、圧電センサ、磁場センサ、又は電磁放射用センサである
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。
9. 前記アレイ（200）の複数の前記受信機（212／214）が、送信機としても構成されている
   ことを特徴とする請求項５記載の装置。
10. 前記励起信号Siは、前記アレイ（200）の複数の受信機（212/214）によって生成される
    ことを特徴とする請求項９記載の装置。
11. 前記計算ユニットは、さらに、前記少なくとも２つの時点における測定値のセットＭ（Si）から前記アレイの直線移動を検出するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１記載の装置。
12. 試料（112）の空間的構造特性を解析する試験ユニットであって、
    請求項１記載の装置を備え、
    前記試験ユニットは、前記装置に記録された移動データおよび前記測定値のセットＭ（Si）から、前記試料（112）の構造特性の空間分布像を生成するように構成されている
    ことを特徴とする試験ユニット。
13. 前記移動データは、前記アレイ（200）の回転及び直線移動の両方に関連する
    ことを特徴とする請求項１２記載の試験ユニット。
14. 前記試験ユニットは、前記試料（112）の構造特性の空間分布画像を表示装置（720）に表示するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１２記載の試験ユニット。
15. 試料（112）を破壊せずに試料（112）の表面上で回転するアレイ（200）の回転を検出する方法であって、
    ａ．試料（112）に少なくともある程度透過し、且つ前記試料（112）と相互作用する励起信号Siを、時間間隔をおいて順次送信する送信ステップと、
    ｂ．前記励起信号Siと前記試料（112）との相互作用によって生じるエコー信号を、複数の受信機（212／214）を有するアレイ（200）で検出する受信ステップと、 ここで当該受信機（212／214）は、少なくとも２つの時点におけるエコー信号の測定値のセットM（Si）を生成する、
    ｃ．前記少なくとも２つの時点における測定値のセットＭ（Si）に基づいて、前記アレイ（200）の前記表面上での回転を検出する測定ステップと、
    を備えることを特徴とする方法。
16. 前記励起信号は、前記試料（112）の構造特性と相互作用する、 ここで、任意に、前記試料（112）の構造特性は、前記試料（112）の境界表面の幾何学構造又は前記試料（112）の材料の不均一性である
    ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
17. 前記アレイ（200）を構成する前記受信機（212／214）は、一平面上に配置されている
    ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
18. 少なくとも１つの受信機(212／214)は、前記励起信号Siの送信機としても動作可能に構成されている
    ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
19. 前記アレイ（200）は、少なくとも３つの受信機(212／214）を有し、これらの受信機(212／214）は、少なくとも２直線上に配設され、前記受信機が２次元的に少なくとも２方向に伸びる
    ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
20. 前記アレイ（200）を構成する前記受信機（212／214）は、２次元アレイの格子点に配設され、少なくとも３つの受信機(212／214）が、前記格子の２つの主方向のいずれにも配設されている
    ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
21. 前記受信機（212／214）が、超音波受信機、渦電流センサ、圧電センサ、磁場センサ、又は電磁放射用センサである
    ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
22. 前記アレイ（200）の複数の前記受信機（212／214）が、送信機としても構成されている
    ことを特徴とする請求項１８記載の方法。
23. 前記励起信号Siは、前記アレイ（200）の複数の受信機（212/214）によって生成される
    ことを特徴とする請求項２２記載の方法。
24. 前記少なくとも２つの時点における測定値のセットＭ（Si）から前記アレイの直線移動を検出する直線移動測定ステップをさらに備える
    ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
25. 前記装置により記録された移動データおよび前記測定値のセットＭ（Si）から、前記試料（112）の構造特性の空間分布像を生成する画像生成ステップをさらに備える
    ことを特徴とする請求項１６記載の方法。
26. 前記移動データは、前記アレイ（200）の回転及び直線移動の両方に関連する
    ことを特徴とする請求項２５記載の方法。
27. 前記試料（112）の構造特性の空間分布画像を表示装置（720）に表示する表示ステップをさらに備える
    ことを特徴とする請求項２５記載の方法。
28. 試料（112）を破壊せずに試料（112）の構造特性の空間分布画像を作成する装置であって、
    ａ．前記試料（112）に少なくともある程度透過し、且つ前記試料（112）の構造特性と相互作用する励起信号Pを送信するよう構成された第１送信機（212／214）と、
    ｂ．前記励起信号Pと前記試料（112）との相互作用によって生じるエコー信号を検出するよう構成された第１受信機（212／214）と、ここで当該第１受信機（212／214）によって検出された前記エコー信号は、測定値のセットM（P）を生成する、
    ｃ．前記試料（112）と相互作用を行う励起信号Siを送信するよう構成された第２送信機（212／214）と、
    ｄ．前記励起信号Siと前記試料（112）との相互作用によって生じるエコー信号を検出するよう構成された第２受信機（212／214）と、ここで当該第２受信機（212／214）によって検出された前記エコー信号は、測定値のセットM（Si）を生成する、
    ｅ．前記測定値のセットM（P）およびM（Si）から、前記試料（112）表面に対する前記アレイ（200）の移動を算定するよう構成された計算ユニットと、
    ｆ．前記第１受信器（212／214）で検出された前記エコー信号、および、前記計算ユニットで算定した前記アレイ（200）の移動から、前記試料（112）の構造特性の空間分布像を生成するよう構成された可視化部と、
    を備えることを特徴とする装置。
29. 前記第１送信機（212／214）及び前記第２送信機（212／214）が同一である
    ことを特徴とする請求項２８記載の装置。
30. 前記第１送信機（212／214）及び前記第２送信機（212／214）の１つが同一である
    ことを特徴とする請求項２８記載の装置。
31. 前記第１送信機（212／214）及び前記第１受信機（212／214）が同一である
    ことを特徴とする請求項２８記載の装置。
32. 前記第２送信機（212／214）及び前記第２受信機（212／214）の１つが同一である
    ことを特徴とする請求項２８記載の装置。
    

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