JP5508852B2 - 被検体の欠陥検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、被検体の欠陥を検出する検査方法および検査装置に関し、特に欠陥が感度よく検出され、短時間で検査および後処理をすることができる被検体の欠陥の検査方法および検査装置に関する。

欠陥を検出するための検査が必要な被検体として、例えば多孔質体などが挙げられる。多孔質体は、フィルターや触媒担体などに多く用いられており、例えば内燃機関等の熱機関またはボイラー等の燃焼装置の排気ガス浄化装置、液体燃料または気体燃料の改質装置、上下水の浄化処理装置等に用いられている。また、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスのような含塵流体中に含まれる粒子状物質を捕集除去するためにハニカム形状の多孔質体がディーゼルパーティキュレートフィルターや高温ガス集塵装置として用いられている。

このような目的で使用される多孔質体は、多孔質体の細孔中を被処理流体が通過する際に、不要な粒子状物質を捕集除去したり、多孔質体の表面および細孔中に触媒を担持させ、触媒と被処理流体とを接触させたりする働き等をする。このような働きを効率よく行わせるために、薄い膜状や壁状の多孔質体をチューブ形状、モノリス形状、ハニカム形状などの形状として被処理流体との接触面積を増やすことが一般的に行われている。従って、多孔質体の膜や壁を貫通するような大きな穴、即ち欠陥があると多孔質体の濾過性能や触媒担体としての性能を発揮できない。また、多孔質体でない場合、欠陥となる穴があると本来の性能が発揮できない場合が多々ある。このような多孔質体や非多孔質体の欠陥を検査する最も簡易な方法は目視によるものである。

しかし、多孔質体や非多孔質体である被検体の形状、検出すべき欠陥の位置、大きさによっては検査が困難な場合がある。例えばハニカム構造体は、隔壁により仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔を有している。更に流通孔の端部は互い違いに封じられ、多孔質の隔壁により粒子状物質が捕集除去されるように構成されている場合がある。従ってこのような構造の隔壁の欠陥は外部から観察することはできない。

このような被検体の欠陥の検査方法として、欠陥を検出する検査方法であって、微粒子を発生させた後、発生させた前記微粒子を前記被検体内へ導入し、次いで、前記被検体の近傍を通過するように指向性の強い光を発生させて、前記光が、前記被検体から排出される前記微粒子を照射して微粒子を可視化することを特徴とする欠陥を検出する検査方法が知られている（特許文献１）。

図６はこの方法に用いる装置の模式的正面図である。微粒子および空気は、それぞれ微粒子源１５および空気源１７から供給され、微粒子を含有する空気１９が形成される。微粒子を含有する空気１９は、微粒子供給手段１から被検体１１の一方の端面に所定の圧力で供給される。その後、微粒子を含有する空気１９は、被検体１１内を通過して被検体を通過後の微粒子を含有する空気２１となり、被検体１１の他方の端面から排出される。レーザー光２３が被検体１１の他方の端面の近傍を通過するようにレーザー照射手段３が配設されており、被検体を通過後の微粒子を含有した空気２１はレーザー光２３に晒される。

微粒子を含有する空気１９中の所定の粒径以上の微粒子は被検体１１を通過できずに被検体１１中にトラップされる。しかしながら、被検体１１に割れ、開孔等の欠陥がある場合、所定の粒径以上の微粒子も該欠陥部から通過する。所定の粒径以上の微粒子は、レーザー光２３を多く散乱させるため、所定の粒径以上の微粒子を通過させる欠陥部の上部に輝点が形成され、この輝点を光検出手段７で検出することにより、欠陥部を検出することができる。

この方法および装置を用いることにより、外部から欠陥の確認できない形状の被検体であっても、欠陥を感度よく検出することができる。
特開２００２−３５７５６２号公報

しかしながら、この方法では、指向性の強い光（レーザー光）が微粒子に当った際に散乱し、被検体の端面の、レーザー光と対向するエッジ部分を光らせ、これがノイズとして悪影響を及ぼすという問題がある。図７はこの様子を示す図である。図７は、被検体としてのハニカム構造体の一つの流通孔２７とその流通孔２７を形成する隔壁２５の様子を示す拡大断面図である。レーザー光２３は、微粒子２９に当ると散乱し、光検出手段７方向に散乱した光は光検出手段７に輝点３３として検出される。これにより、微粒子２９の存在が確認され、結果として欠陥の存在が検出される。このとき、微粒子２９により散乱した光の一部は流通孔２７を挟んでレーザー照射手段と対向する、隔壁２５の端部もまた光らせ、輝点３３として光検出手段７に検出されてしまう。図８は図７の模式的平面図である。端面において正方形形状の流通孔２７の対角方向からレーザー光が照射されると、レーザー照射手段と対向する、隔壁２５の端部がＬ字状に光って、輝点３３を形成し、欠陥に由来する輝点と混乱を生じる。

本発明の目的は、上記事情に鑑み、ノイズの影響が少なく、欠陥が感度よく検出される欠陥の検査方法および検査装置を提供することにある。

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、以下に示す方法および装置によって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明によれば、以下に示す方法および装置が提供される。

［１］（１）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、第一のレーザー光を被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、（２）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、第二のレーザー光を被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に、第一のレーザー光と対向させて平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、および、（３）前記（１）および（２）の過程の撮影結果から被検体の欠陥部位を特定する過程、を含む被検体の欠陥検査方法。

［２］ 前記（３）の過程が（１）および（２）の過程の撮影結果の映像輝度和から被検体の欠陥部位を特定する過程である上記［１］に記載の欠陥検査方法。

［３］ 前記第一のレーザー光と前記第二のレーザー光とが同一平面上で対向している上記［１］または［２］に記載の欠陥検査方法。

［４］ （４）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、（Ａ）第三のレーザー光を、（ａ）被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に、かつ（ｂ）前記第一のレーザー光および前記第二のレーザー光と同一平面上でありかつ前記第一のレーザー光および前記第二のレーザー光と垂直に交差させて照射し、かつ、（Ｂ）前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、（５）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、（Ｃ）第四のレーザー光を、（ｃ）被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に、かつ（ｄ）前記第一のレーザー光、前記第二のレーザー光および前記第三のレーザー光と同一平面上でありかつ前記第一のレーザー光および前記第二のレーザー光と垂直に交差させかつ前記第三のレーザー光と対向させて照射し、かつ、（Ｄ）前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、をさらに含み、（３）’前記被検体の欠陥部位を特定する過程が、前記（１）および（２）の過程の撮影結果に加えて、前記（４）および（５）の撮影結果から被検体の欠陥部位を特定する過程である上記［３］に記載の欠陥検出方法。

［５］（１）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、第一のレーザー光を被検体の他方の端面から５〜５０ｍｍの距離を置くようにして、前記他方の端面に平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、（２）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、第二のレーザー光を被検体の他方の端面から５〜５０ｍｍの距離を置くようにして、前記他方の端面に平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、および、（３）前記（１）および（２）の過程の撮影結果から被検体の欠陥部位を特定する過程、を含み、前記第一のレーザー光と前記第二のレーザー光とが、互いに異なりかつ互いに平行な平面上に存在する被検体の欠陥検査方法。

［６］ 微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、第一および第二のレーザー光を、被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行であって、同一平面上で対向させて同時に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、および、前記撮影結果から被検体の欠陥部位を特定する過程、を含む被検体の欠陥検査方法。

［７］ （１）レーザー光を被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、（２）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、レーザー光を被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、および、（３）前記（１）および（２）の過程の撮影結果から被検体の欠陥部位を特定する過程、を含む被検体の欠陥検査方法。

［８］ 前記レーザー光および前記第一〜第四のレーザー光のうち少なくともいずれか一つを前記他方の端面に平行な面状に照射する上記［１］〜［７］のいずれかに記載の欠陥検査方法。

［９］微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出する微粒子供給手段、レーザー光を被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に照射する、第一および第二レーザー照射手段を対向するように配設してなるか、又は第一のレーザー光と第二のレーザー光が被検体の他方の端面から５〜５０ｍｍの距離を置くようにし、第一のレーザー光と第二のレーザー光とが、互いに異なりかつ互いに平行な平面上に存在するように配設してなる第一および第二レーザー照射手段、前記他方の端面に垂直な位置に配設され、前記端面を撮影する撮影手段、ならびに、前記撮影手段により撮影された複数の撮影像から、被検体の欠陥部位を特定する欠陥部位特定手段を備えた被検体の欠陥検査装置。

［１０］ 前記第一および第二レーザー照射手段のうち少なくともいずれか一つがレーザー光を前記他方の端面に平行な面状に拡散させる手段を備えている上記［９］に記載の被検体の欠陥検査装置。

本発明の方法および装置を用いることにより、微粒子およびレーザー光を用いる被検体の欠陥検査方法において、被検体が光ることによるノイズの影響を軽減することができる。

本発明の第一の実施形態に係る装置の模式的正面図である。 本発明の第一の実施形態の原理を示す模式的斜視図である。 本発明の第一の実施形態の変形例を示す模式的平面図である。 本発明の第二の実施形態に係る装置の模式的正面図である。 本発明の第二の実施形態の原理を示す模式的正面図である。 本発明の第三の実施形態および従来技術に係る装置の模式的正面図である。 従来技術を示す模式的拡大側面図である。 図７の平面図である。

符号の説明

１：微粒子供給手段、３：（第一）レーザー照射手段、４：第三レーザー照射手段、５：第二レーザー照射手段、６：第四レーザー照射手段、７：撮影（光検出）手段、９：欠陥部位特定手段（コンピュータ）、１１：被検体（ハニカム構造体）、１３：一般光源、１５：微粒子源、１７：空気源、１９：微粒子を含有した空気、２１：被検体を通過後の微粒子を含有した空気、２３：レーザー光、２５：隔壁、２７：流通孔、２９：微粒子、３１：レーザー光に対向する隔壁、３３、３５：輝点、３７：欠陥部。

以下、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明するが本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。

［基本原理］
以下、図１に示されるハニカム構造体の欠陥の検出を例に本発明の原理を詳細に説明するが本発明はハニカム構造体にのみ適用できるのではなく、各種の形状や材質の被検体に適用することができる。

図１に示される被検体１１が流通孔の端部は互い違いに封じられ、多孔質の隔壁により粒子状物質が捕集除去されるように構成されているハニカム構造体である場合において、被検体１１としてのハニカム構造体の一方の端面から微粒子を含有した空気１９が導入される。導入された微粒子を含有した空気１９は被検体１１の多孔質の隔壁を通って、他方の端面より排出される。他方の端面に平行にかつ、被検体１１としてのハニカム構造体とは重ならないようにレーザー光を照射しておくと、被検体を通過後の微粒子を含有した空気２１中の微粒子は光を乱反射させ可視化される。ここで、より大きな欠陥がある場合、より大きな微粒子がより多くその流通孔から排出されるが、より大きな微粒子は光をより多く乱反射させる。従って、より大きな欠陥のある箇所は、光をより多く乱反射し、これにより欠陥のある流通孔を検出することができる。本発明においては、第一のレーザー光を照射した際の散乱光および第二のレーザー光を照射した際の散乱光をもとに被検体の欠陥部位を特定するから、レーザー光の２次的反射により被検体が光ることによるノイズを低減できる。

［第一の実施形態］
以下、図１に従って本発明の検査装置について説明する。図１は本発明の検査装置の好適な一実施形態を示したものである。図１において、本発明の検査装置は、微粒子供給手段１、第一レーザー照射手段３、第二レーザー照射手段５、撮影手段７としてのＣＣＤカメラを備える。

微粒子源１５内には超音波加湿器が配設されており、ミストが発生するように構成されている。本発明において微粒子源には特に制限はなく、噴霧器、超音波加湿器などにより水の微粒子を発生させる装置、線香などの香類を燃焼させる装置の他、グリコール類および／または水を噴霧することによりこれらの微粒子を発生させる装置、市販の標準微粒子発生装置、炭酸カルシウム等の微粒子粉末を振動装置やブロアなどで発塵させる装置などがあり、これらを用いることができる。

微粒子源１５により発生した微粒子と空気源１７から供給された空気とが混合され、微粒子を含有した空気１９が形成され、微粒子供給手段１へと導入される。微粒子供給手段１の上部には、微粒子供給手段１から被検体１１へ微粒子を導入する微粒子導入口（図示せず）が設けられており、微粒子を含有した空気１９を被検体１１へと導入する手段として、加圧機構（図示せず）が設けられている。微粒子供給手段１内部は加圧機構により加圧され、微粒子供給手段１内の微粒子を含有した空気１９は微粒子導入口を通って、検査対象である被検体１１内へ導入される。微粒子供給手段１内の圧力を一定に保つ観点から、加圧機構はレギュレータが備えられたコンプレッサーなどが好適に用いられる。好ましい加圧力は、被検体が多孔質体の場合は１〜３０Ｐａであり、被検体が非多孔質の場合は１００〜２００００Ｐａであるため、加圧機構は、このような範囲の加圧力を付与できることが好ましい。

微粒子供給手段１には、圧力計および微粒子濃度計が備えられており、微粒子供給手段１内の圧力および微粒子濃度の管理が可能となる。更に、排出された微粒子を微粒子供給手段１内へ戻すための、微粒子循環口および微粒子循環管を設けても良い。図１における本発明の装置は、１つの被検体１１の検査ができるように構成されており、１つの微粒子導入口にはシリンダー（図示せず）の上下により微粒子導入口の開閉が可能なように、各々シリンダーと連結された微粒子導入口蓋（図示せず）が備えられている。このシリンダーの上下により微粒子導入口の開閉が可能となり、使用しない微粒子導入口を閉じておくことが可能となる。

微粒子導入口の上には、微粒子導入口につながる開口部を有する設置台（図示せず）が、被検体１１を着脱可能に設置できるように設けられている。被検体１１はシール（図示せず）により外周をシールされた状態で設置台に設置される。シールは、検査対象である被検体１１の形状に合わせて種々の形状を取ることができる。設置台がこのように構成されているので微粒子導入口を通った微粒子は総て被検体１１内へ導入される。

被検体１１の上方には第一レーザー照射手段３および第二レーザー照射手段５が備えられている。第一および第二レーザー照射手段３、５も上下動が可能なように備えられることが好ましく、検査時には光が排出面の直上から５ｍｍまで、更に好ましくは排出面の直上から３ｍｍまでの範囲内を通過するように備えられることが好ましい。第一および第二レーザー照射手段３、５は、第一のレーザー光と前記第二のレーザー光とが同一平面上で対向するように配設するのが好ましい。また、この際、被検体１１が、断面形状正方形の流通孔（セル）を有するハニカム構造体である場合には、ハニカム構造体のセルの対角の延長方向にレーザー照射手段３、５を配設するのが好ましい。被検体１１の、被検体を通過後の微粒子を含有した空気２１排出側端面と平行に面状に光が通過するように、光を拡散させるために、第一および第二レーザー照射手段３、５の前にレーザー光を面状に拡散させる手段としてのレンズが備えられている。

図１において、光発生装置として、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光発生装置が備えられているが、本発明の光発生手段には特に限定はなく、本方法の微粒子発生手段により発生させられる微粒子により乱反射される波長の指向性の強い光であればよいが、レーザー光が好ましく、例えば固体レーザー、気体レーザー、半導体レーザー、色素レーザー、エキシマレーザー、自由電子レーザーなどの光発生手段を備えていることが好ましい。このような光発生手段から発生する光は、例えば６５０ｎｍ程度の赤色レーザー光、５３２ｎｍ程度の緑色レーザー光、４００ｎｍ程度の紫色レーザー光などがある。

被検体１１の更に上方には、乱反射したレーザー光を撮影し記録できるように撮影手段７としてのＣＣＤカメラが垂直下向きに設置されている。撮影手段７としては、ＣＣＤカメラの他に、写真機、光学ビデオカメラなどを用いることもできる。更に、ＣＣＤカメラのレンズの垂直下方にカメラレンズに微粒子が付着するのを防ぐように正圧をかけることができるエアーパージ機構を配設しても良い。

撮影手段７の近傍には、一般光源１３が配設されている。被検体を通過後の微粒子を含有した空気２１中の微粒子濃度によっては、撮影手段７から被検体１１が視認できなくなる場合もある。したがって、被検体１１に微粒子を含有した空気を供給する前に、あらかじめ、一般光源１３を用いて、撮影手段７により被検体１１を撮影しておき、微粒子を含有した空気を供給しつつ撮影した画像と重ね合わせて被検体１１における欠陥部の位置を特定するのに用いても良い。

図１において、欠陥部位特定手段９として、コンピュータが配設されている。欠陥部位特定手段９は、撮影手段７により撮影された撮影結果から、より具体的には、第一のレーザー光の散乱光と第二のレーザー光の散乱光とから被検体１１の欠陥部位を特定する機能を有する。欠陥部位特定手段９としては、広く使用されているコンピュータを採用することができる。

次に本発明における検出方法の全体の構成について説明する。先ず微粒子を発生させる。微粒子を発生させる方法には、特に制限はなく、例えば線香などの香類を燃焼させる方法、グリコール類および／または水を噴霧することによりこれらの微粒子を発生させる方法、固体二酸化炭素、液体窒素、噴霧器、超音波加湿器などにより水の微粒子を発生させる方法、市販の標準粒子発生装置を用いる方法、炭酸カルシウム等の微粒子粉末を振動装置やブロアなどで発塵させる方法などがあり、これらを用いることができる。微粒子発生手段により発生させる微粒子の粒子径は、検査対象となる被検体の形状や被検体が多孔質体の場合の細孔径などにより適宜に選ぶことができる。例えば欠陥の種類と排出される微粒子の粒度分布の関係を調べることにより検査対象に合った適切な粒子径を選ぶことができるが、被検体が多孔質体の場合、粒子径が大きすぎると多孔質体の細孔内に捕集される量が多くなりすぎ、後処理により除去する必要が生じる。粒子径が小さすぎると、欠陥の有無により排出される微粒子量に差が現れにくい。好ましい粒子径は０．３〜２００μｍ、更に好ましくは０．５〜５０μｍ、更により好ましくは１〜１０μｍである。但し、発生させる微粒子に上記範囲外の粒子径を有する微粒子が含まれていても、上記範囲の微粒子が本発明の目的を達成できる程度の量で含まれていれば好ましい範囲に入る。また、発生させる好ましい微粒子は経時変化により粒子径が変化しない微粒子である。

次に発生した微粒子を検査対象である被検体内へ導入する。導入する方法に特に制限はないが、例えば発生した微粒子を粒子室に溜めて、一定濃度としてから一定圧力を加えることにより被検体内へ導入する方法、または被検体上部へダクトを設け、ファン等で排気することにより、粒子室より微粒子を被検体内へ導入する方法などが好ましい。被検体内へ導入する微粒子の濃度に特に制限はなく、指向性の強い光、例えばレーザー光等により検出できる程度の濃度であって、欠陥部分とそれ以外の部分とのコントラストが明確になるような濃度を適宜選択できる。加圧力に特に制限はなく被検体の種類や形状等に応じて適宜選択することができるが、欠陥の数が多いほど、または欠陥の大きさが大きい程被検体内の圧力損失は小さいため、小さい加圧力で欠陥の検出が可能となるが、欠陥の数が少ないほど、または欠陥の大きさが小さいほど被検体内の圧力損失が大きく、大きな加圧力を必要とする。また、加圧力が高いほど被検体から排出される微粒子が層流で流れる距離が長くなり、被検体から離れて光を通過させても検出できるようになるが、被検体が多孔質体の場合には、加圧力が大きすぎると多量の微粒子が多孔質体を通って流出するため、微粒子がより多く必要となることや、回収が困難になる等コスト上好ましくない。

検査対象となる被検体は、欠陥が発生する可能性のあるものであれば、形状、材質、多孔質体の場合の細孔径、用途等に特に制限はなく、あらゆる形状、材質、多孔質体の場合の細孔径、用途等の被検体に本発明の方法を適用可能であるが、例えば被検体が多孔質体の場合においては、被処理流体が面状部分、特に好ましくは平面状部分から排出される被検体であることが好ましい。また、被検体が多孔質体、非多孔質体のいずれの場合であっても、本発明において微粒子が面状部分、特に好ましくは平面状部分から排出される被検体が好ましい。本発明は被検体が多孔質体であっても適用できるため、被検体が多孔質体であることも好ましい。また外部から直接欠陥を検出しにくい被検体、例えばハニカム構造体であることも好ましく、特に、ディーゼルパーティキュレートフィルターや高温ガス集塵装置等に用いられるものであることが更に好ましい。また、非多孔質体であるが焼成することにより多孔質体となるもの、例えば成形後、焼成前の状態のハニカム構造体などを被検体とすることも焼成前の段階で欠陥を発見できるため好ましい。このような場合には、一定形状に成形して、形状を保つために乾燥した後に被検体とすることが好ましい。

次に、上述のように、指向性の強い光が検査対象である被検体の近傍を通過するように光を発生させ、光が被検体から排出される微粒子に乱反射した像を撮影することにより、欠陥を検出することができる。可視化された像を記録するためには写真機、光学ビデオカメラ、ＣＣＤカメラなどが好適に用いられる。

撮影手段７により撮影された映像は欠陥部位特定手段９により処理され、被検体１１の欠陥部位が特定される。欠陥部位を特定する方法はいずれの方法でも良いが、次の方法を例示することができる。

図１に示すとおり、本実施の形態においては、第一および第二レーザー照射手段３、５は互いに対向して配設されている。図２はこの様子を示す要部斜視図である。レーザー光２３は、微粒子に当ると散乱し、撮影手段７方向に散乱した光は撮影手段７に輝点として検出される。これにより、微粒子の存在が確認され、結果として欠陥の存在が検出される。このとき、微粒子により散乱した光の一部は被検体１１のレーザー照射手段に対向する端部もまた光らせ（２次的反射光）、輝点として撮影手段７に検出されてしまい、微粒子による輝点と２次的反射光による被検体１１上の輝点との区別が困難である。しかしながら、本実施の形態においては、第一および第二レーザー照射手段３、５が互いに対向して配設されているので、第一レーザー照射手段３のレーザー照射により発生した被検体１１の端面のエッジの輝点は第二レーザー照射手段５のレーザー照射では発生せず、逆に第二レーザー照射手段５のレーザー照射により発生した被検体１１のエッジの輝点は第一レーザー照射手段３のレーザー照射では発生しない一方、微粒子による輝点は第一および第二レーザー照射手段３、５のいずれのレーザー照射によっても発生する。したがって、第一のレーザー光による散乱光の映像と第二のレーザー光による散乱光の映像とを重ね合わせて輝度和を求めると、被検体１１の端面のエッジ部分の輝点は一方の散乱光の映像には発生しているが他方の散乱光の映像には発生していないので、輝度和を求める以前の輝度と変化がない一方、微粒子による輝点は、ほぼ倍の輝度となる。したがって、ＳＮ比を向上させることができる。

欠陥部位特定手段９には、撮影手段７により撮影された、第一のレーザー光による散乱光の映像と第二のレーザー光による散乱光の映像とを両者の平面座標を合わせて、合成する処理を行わせることができる。次いで、欠陥部位特定手段９に、合成された映像の輝度を数値化させる。最後に輝度が所定の数値（スレッシュ値）以上の座標を特定させる。こうして特定された座標が被検体１１の欠陥部位である。この際のスレッシュ値としては、被検体１１の端面のエッジ部分の輝点の輝度と合成後の微粒子による輝点の輝度との間で適宜選択することができる。

本実施の形態においては、第一および第二レーザー照射手段を備えた実施形態について説明したが、レーザー照射手段は３個以上配設しても良い。特に、（Ａ）第三のレーザー光を、（ａ）被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に、かつ（ｂ）前記第一のレーザー光および前記第二のレーザー光と同一平面上でありかつ前記第一のレーザー光および前記第二のレーザー光と垂直に交差させて照射するように第三レーザー照射手段を配設置し、（Ｃ）第四のレーザー光を、（ｃ）被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に、かつ（ｄ）前記第一のレーザー光、前記第二のレーザー光および前記第三のレーザー光と同一平面上でありかつ前記第一のレーザー光および前記第二のレーザー光と垂直に交差させかつ前記第三のレーザー光と対向させて照射するように第四レーザー照射手段を配設しても良い。この際には、第一〜第四レーザー照射手段による散乱光の撮影結果から被検体の欠陥部位を特定する。

図３はこの様子を示す模式的平面図である。第一レーザー照射手段３、第二レーザー照射手段５、第三レーザー照射手段４および第四レーザー照射手段６は同一平面上に配設されている。第一〜第四レーザー照射手段が照射するレーザー光２３は、全て、被検体１１の端面の近傍に端面に平行にかつ同一平面上に、平面状に照射されている。このように構成すれば、微粒子による輝点の輝度のみを効果的に強調することができ、より検出感度が良好となる。

また、本実施の形態においては、第一〜第二（第四）のレーザー照射・撮影を別々に行う実施形態について説明したが、第一〜第二（第四）のレーザー照射を同時に行っても良い。このように構成することにより、一回の撮影で、微粒子による輝点のみを強調することができ、複数回の撮影により輝度和を求める実施形態に比べて時間的変化（煙のゆれが大きい場合など）の影響を受けにくくなる。さらに、欠陥部位特定手段９において、別々に撮影された映像を合成する必要が無くなるので欠陥部位特定手段９における処理を簡素化することができる。

また、上記実施形態において、第一〜第二（第四）のレーザー照射・撮影を複数回行っても良い。この際、第一のレーザー照射・撮影を複数回連続して行った後に第二のレーザー照射・撮影に進んでも良いし、第一〜第二（第四）のレーザー照射・撮影を１サイクル終えた後に２サイクル目のレーザー照射・撮影を行っても良い。これらにより得られた映像を足し合わせることにより、より微粒子に由来する輝点以外の部分の輝度が均一化（平均化）され、欠陥部を決定する際のＳＮ比が更に向上する。

［第二の実施形態］
図４は本発明の第二の実施形態を示す模式的正面図である。図４においては、第一レーザー照射手段３と第二レーザー照射手段５とを、第一のレーザー光と第二のレーザー光とが、互いに異なりかつ互いに平行な平面上に存在するように配設した以外、第一の実施形態と同じである。したがって、以下においては、第一の実施形態との相違部分について説明する。

図５は本発明の第二の実施形態の原理を示す模式的正面図である。被検体１１の欠陥部３７を通過した微粒子は被検体１１から離れるに従って、被検体１１の周りの空気流の影響で欠陥部３７の真上から離れる場合がある（輝点３３、３５参照）。この影響を避けるために、レーザー光を被検体１１の端面の直上付近を通過させるのが好ましいが、この場合には、上述の通り、微粒子により散乱したレーザー光が、被検体１１の端面のエッジ部分に当り、レーザー光を２次的に反射することにより光り、ノイズとなる問題があった。

そこで、被検体１１の端面の近傍に通過させるレーザー光を、被検体１１の端面から十分な距離を置くようにすれば、微粒子により散乱したレーザー光が被検体１１の端面のエッジ部分を光らせる作用を軽減することができる。このときの被検体１１の端面と、被検体１１に直近のレーザー光との距離は５〜５０ｍｍ程度にすれば、微粒子により散乱したレーザー光が被検体１１の端面のエッジを光らせる作用を十分に抑制することができる。しかしながら、被検体１１の欠陥部３７を通過した微粒子が被検体１１から離れるに従って、被検体１１の周りの空気流の影響で欠陥部３７の真上から離れてしまい、被検体１１の欠陥部３７を特定できなくなるという問題に対処するために、本実施の形態においては、第一レーザー照射手段３と第二レーザー照射手段５とを、第一のレーザー光と第二のレーザー光とが、互いに異なりかつ互いに平行な平面上に存在するように第一レーザ照射手段３と第二レーザー照射手段５とを配設している。

図５において、被検体１１と第二レーザー照射手段５により照射されるレーザー光２３との垂直距離ｂおよび第二レーザー照射手段５により照射されるレーザー光２３と第一レーザー照射手段３により照射されるレーザー光２３との垂直距離ａをあらかじめ計測しておく。そうすると、被検体１１の端面に垂直な撮影手段７（図４参照）から撮影した輝点３３−３５間の距離ｃを測定することにより、欠陥部３７の位置ｘを特定できるようになる。具体的には、図５において、ａ：ｂ＝ｃ：ｘの関係が成立するので、ｘ＝ｂｃ／ａである。

この際、第一レーザー照射手段３により照射されたレーザー光２３による輝点３３であるのか、第二レーザー照射手段５により照射されたレーザー光２３による輝点３５であるのかは、第一レーザー照射手段３と第二レーザー照射手段５とを異なるタイミングでレーザー照射させることにより区別することができる。または、第一レーザー照射手段３と第二レーザー照射手段とを周波数の異なる（色の異なる）レーザーとすることによって区別しても良い。

撮影手段７により撮影された、第一レーザー照射手段３により照射されたレーザー光２３による輝点３３と第二レーザー照射手段５により照射されたレーザー光２３による輝点３５とから被検体１１上の欠陥部位を特定する上記の処理は、周知の方法により欠陥部位特定手段９により行わせることができる。

上記実施形態において、第一および第二のレーザー照射・撮影を複数回行っても良い。この際、第一のレーザー照射・撮影を複数回連続して行った後に第二のレーザー照射・撮影に進んでも良いし、第一および第二のレーザー照射・撮影を１サイクル終えた後に２サイクル目のレーザー照射・撮影を行っても良い。これらにより得られた映像を足し合わせることにより、より微粒子に由来する輝点以外の部分の輝度が均一化（平均化）され、欠陥部を決定する際のＳＮ比が更に向上する。

［第三の実施形態］
図６は、本発明の第三の実施形態を示す模式的正面図である。図６においては、レーザー照射手段が１つのみであることを除いて、第一の実施形態と同じである。したがって、以下においては、第一の実施形態との相違部分について説明する。

本実施の形態においては、微粒子を含有する気体を供給することなしに、レーザー光を被検体の端面の近傍に、端面に平行に照射し、かつ、端面に垂直な位置から端面を撮影し、また、微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、レーザー光を被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する。そして、得られた撮影結果から被検体の欠陥部位を特定する。

レーザー光は極めて指向性が強いものではあるが、レーザー光を面状とするために使用するレンズによっては、また、レーザー光を面状とするために走査する際に、レーザー光の一部が拡散する場合もある。この場合には、拡散したレーザー光が被検体の端面のエッジ部分を光らせる場合がある。本実施の形態はこの影響を減少させるためのものである。

微粒子を含有する気体を被検体に供給することなしに、レーザー光を被検体の端面の近傍に、端面に平行に照射し、かつ、端面に垂直な位置から端面を撮影すると、微粒子による散乱の影響なしに被検体の端面を撮影することができる。この際に端面のエッジ部分が光っていれば、これは、拡散したレーザー光によるものである。

次に、微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、レーザー光を被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する。

これらの２つの撮影画像の輝度データの差分を取れば、被検体１１上の欠陥の部位を特定することができる。画像データの上記の処理は周知の方法により欠陥部位特定手段９により行わせることができる。

本発明はハニカム構造体を製造時等に欠陥を検出する際に利用することができる。

Claims (10)

1. （１）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、第一のレーザー光を被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、
   （２）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、第二のレーザー光を被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に、第一のレーザー光と対向させて平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、
   および、（３）前記（１）および（２）の過程の撮影結果から被検体の欠陥部位を特定する過程、を含む被検体の欠陥検査方法。
2. 前記（３）の過程が（１）および（２）の過程の撮影結果の映像輝度和から被検体の欠陥部位を特定する過程である請求項１に記載の欠陥検査方法。
3. 前記第一のレーザー光と前記第二のレーザー光とが同一平面上で対向している請求項１または２に記載の欠陥検査方法。
4. （４）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、（Ａ）第三のレーザー光を、（ａ）被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に、かつ（ｂ）前記第一のレーザー光および前記第二のレーザー光と同一平面上でありかつ前記第一のレーザー光および前記第二のレーザー光と垂直に交差させて照射し、かつ、（Ｂ）前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、
   （５）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、（Ｃ）第四のレーザー光を、（ｃ）被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に、かつ（ｄ）前記第一のレーザー光、前記第二のレーザー光および前記第三のレーザー光と同一平面上でありかつ前記第一のレーザー光および前記第二のレーザー光と垂直に交差させかつ前記第三のレーザー光と対向させて照射し、かつ、（Ｄ）前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、をさらに含み、
   （３）’前記被検体の欠陥部位を特定する過程が、前記（１）および（２）の過程の撮影結果に加えて、前記（４）および（５）の撮影結果から被検体の欠陥部位を特定する過程である請求項３に記載の欠陥検出方法。
5. （１）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、第一のレーザー光を被検体の他方の端面から５〜５０ｍｍの距離を置くようにして、前記他方の端面に平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、
   （２）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、第二のレーザー光を被検体の他方の端面から５〜５０ｍｍの距離を置くようにして、前記他方の端面に平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、
   および、（３）前記（１）および（２）の過程の撮影結果から被検体の欠陥部位を特定する過程、を含み、
   前記第一のレーザー光と前記第二のレーザー光とが、互いに異なりかつ互いに平行な平面上に存在する被検体の欠陥検査方法。
6. 微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、第一および第二のレーザー光を、被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行であって、同一平面上で対向させて同時に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、
   および、前記撮影結果から被検体の欠陥部位を特定する過程、を含む被検体の欠陥検査方法。
7. （１）レーザー光を被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、
   （２）微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出し、レーザー光を被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に照射し、かつ、前記他方の端面に垂直な位置から前記他方の端面を撮影する過程、
   および、（３）前記（１）および（２）の過程の撮影結果から被検体の欠陥部位を特定する過程、を含む被検体の欠陥検査方法。
8. 前記レーザー光および前記第一〜第四のレーザー光のうち少なくともいずれか一つを前記他方の端面に平行な面状に照射する請求項１〜７のいずれか一項に記載の欠陥検査方法。
9. 微粒子を含有する気体を被検体の一方の端面に加圧下送出する微粒子供給手段、
   レーザー光を被検体の他方の端面の近傍に、前記他方の端面に平行に照射する、第一および第二レーザー照射手段を対向するように配設してなるか、又は第一のレーザー光と第二のレーザー光が被検体の他方の端面から５〜５０ｍｍの距離を置くようにし、第一のレーザー光と第二のレーザー光とが、互いに異なりかつ互いに平行な平面上に存在するように配設してなる第一および第二レーザー照射手段、
   前記他方の端面に垂直な位置に配設され、前記端面を撮影する撮影手段、
   ならびに、前記撮影手段により撮影された複数の撮影像から、被検体の欠陥部位を特定する欠陥部位特定手段を備えた被検体の欠陥検査装置。
10. 前記第一および第二レーザー照射手段のうち少なくともいずれか一つがレーザー光を前記他方の端面に平行な面状に拡散させる手段を備えている請求項９に記載の被検体の欠陥検査装置。

Images