JP6965596B2 - 光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、接合界面にて互いに接合された第１部材と第２部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された第１部材と第２部材、である計測対象物において、接合界面における接合部の面積である接合部面積を、光学的に非破壊にて求める、光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法に関する。

例えば特許文献１には、接合界面にて互いに接合された第１部材と第２部材における第１部材の表面に設定した計測点に、強度が正弦波状に変化する加熱用レーザを照射して、計測点から放射されて正弦波状に変化する赤外線の強度を計測している。そして正弦波状に変化する加熱用レーザの強度と、正弦波状に変化する赤外線の強度と、から求めた位相差に基づいて、接合界面における接合部の面積を求めている。なお、特許文献１に記載の光学非破壊検査装置では、加熱用レーザの強度をレーザ強度検出手段（例えばフォトセンサ）にて検出し、赤外線の強度を赤外線強度検出手段（例えば赤外線センサ）にて検出している。そして、レーザ強度検出手段から出力されるレーザ強度検出信号と、赤外線強度検出手段から出力される赤外線強度検出信号と、を用いて位相差を計測している。

特開２０１７−７２４７５号公報

より正確な位相差を計測するためには、レーザ強度検出信号及び赤外線強度検出信号が、より大きな振幅の正弦波、かつ波形の歪がより少ない正弦波、であることが好ましい。そのためには、第１部材及び第２部材の材料、形状、構造等に応じて、加熱用レーザの出力強度を、適切な許容範囲内に設定する必要がある。加熱用レーザの出力強度を、この許容範囲から外れた出力強度とした場合、赤外線強度検出信号の波形が、正弦波に対して歪んでしまう。歪んだ波形で位相差を計測した場合、計測した位相差の値が安定せずバラつきが発生し、正確な位相差の計測が非常に困難となる。また、振幅が非常に小さい場合は、ノイズの影響が大きくなり、正確な位相差の計測が困難となる。

特に、赤外線強度検出手段の出力特性については、計測点の温度に対する非線形特性を有しているので、より大きな振幅で赤外線強度検出信号を得ようとした場合、正弦波に対して歪んだ波形になりやすい。信号の歪を抑制する一般的な方法として、例えばバンドパスフィルタを用いる方法が考えられるが、正弦波状に出力強度を変化させる加熱用レーザの周波数は可変であるので、特定の周波数で効果を発揮するバンドパスフィルタは適していない。さらに、計測する事象が位相差であり、フィルタを用いた場合では位相遅れが発生するので好ましくない。しかも、フィルタを用いた場合では、周波数に応じて位相遅れ量が変化してしまうので好ましくない。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、位相差の計測に影響を与えることなく、歪がより抑制された正弦波の波形（赤外線強度検出手段からの検出信号の波形）を得ることが可能であり、より安定した位相差を得ることができる光学非破壊検査装置、及び光学非破壊検査方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、接合界面にて互いに接合された第１部材と第２部材、あるいは、互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第１部材と前記第２部材、である計測対象物における前記第１部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される情報、あるいは、前記加熱用レーザに関する情報及び前記計測点から取得される情報、に基づいて、前記接合界面における接合部の面積である接合部面積を求める、光学非破壊検査装置であって、前記計測点における強度が正弦波状に変化するように前記加熱用レーザを出射するレーザ出力装置と、前記計測点において正弦波状に変化する前記加熱用レーザの強度を検出してレーザ強度検出信号を出力するレーザ強度検出手段と、前記計測点から放射されて正弦波状に変化する赤外線の強度を検出して赤外線強度検出信号を出力する赤外線強度検出手段と、前記レーザ強度検出手段からの前記レーザ強度検出信号と前記赤外線強度検出手段からの前記赤外線強度検出信号とを取り込んで、正弦波状に変化する前記レーザ強度検出信号と、正弦波状に変化する前記赤外線強度検出信号と、の位相差を検出して検出した前記位相差に関する情報を判定装置に出力する位相差検出装置と、前記位相差検出装置から入力された前記位相差に関する情報に基づいて、前記接合界面における接合部の面積である前記接合部面積を求める前記判定装置と、を有している。そして、前記赤外線強度検出手段から出力される前記赤外線強度検出信号の特性は、前記計測点の温度に対して非線形特性であり、前記赤外線強度検出手段と前記位相差検出装置との間、あるいは、前記位相差検出装置の内部、には前記赤外線強度検出信号の特性を線形特性に補正する線形補正手段が設けられている、光学非破壊検査装置である。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る光学非破壊検査装置であって、前記線形補正手段は、対数変換器である、光学非破壊検査装置である。

次に、本発明の第３の発明は、接合界面にて互いに接合された第１部材と第２部材、あるいは、互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第１部材と前記第２部材、である計測対象物における前記第１部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される情報、あるいは、前記加熱用レーザに関する情報及び前記計測点から取得される情報、に基づいて、前記接合界面における接合部の面積である接合部面積を求める、光学非破壊検査方法である。そして、レーザ出力装置と、レーザ強度検出手段と、赤外線強度検出手段と、位相差検出装置と、判定装置と、を用いて、前記レーザ出力装置から、前記計測点における強度が正弦波状に変化するように前記加熱用レーザを出射する、レーザ出射ステップと、前記計測点において正弦波状に変化する前記加熱用レーザの強度を、前記レーザ強度検出手段にて検出してレーザ強度検出信号を出力する、レーザ強度検出ステップと、前記計測点から放射されて正弦波状に変化する赤外線の強度を、前記赤外線強度検出手段にて検出して赤外線強度検出信号を出力する、赤外線強度検出ステップと、前記レーザ強度検出信号と、前記赤外線強度検出信号と、を前記位相差検出装置に入力して前記位相差検出装置にて前記レーザ強度検出信号と前記赤外線強度検出信号との位相差を求め、求めた前記位相差に関する情報を前記判定装置に出力する位相差計測ステップと、前記判定装置にて、入力された前記位相差に関する情報に基づいて、前記接合界面における接合部の面積である前記接合部面積を求める接合部面積演算ステップと、を有し、前記赤外線強度検出手段から出力される前記赤外線強度検出信号の特性は、前記計測点の温度に対して非線形特性であり、前記赤外線強度検出ステップにて得られた非線形特性である前記赤外線強度検出信号を、線形特性に補正した後、前記位相差計測ステップにて用いる、光学非破壊検査方法である。

第１の発明によれば、線形補正手段にて、非線形特性である赤外線強度検出信号を、線形特性に変換するので、位相差の計測に影響を与えることなく、歪がより抑制された正弦波の波形（赤外線強度検出手段からの検出信号の波形）を得ることができるので、より安定した位相差を得ることができる。これにより、加熱用レーザの振幅を、より大きな振幅とすることが可能となり、より正確な位相差を計測して、より正確な接合部面積を求めることができる。

第２の発明によれば、線形補正手段として（一般的な）対数変換器を用いることで、線形補正手段を容易に実現及び利用することができる。

第３の発明によれば、第１の発明と同様に、位相差の計測に影響を与えることなく、歪がより抑制された正弦波の波形（赤外線強度検出手段からの検出信号の波形）を得ることが可能であり、より安定した位相差を得ることができる。そして、加熱用レーザの振幅を、より大きな振幅として、より正確な位相差を計測することが可能であり、より正確な接合部面積を求めることができる光学非破壊検査方法を、適切に実現することができる。

光学非破壊検査装置の全体構成の第１の実施の形態を説明する図である。 光学非破壊検査装置の全体構成の第２の実施の形態を説明する図である。 赤外線強度検出手段の出力特性の例を説明する図である。 レーザ強度検出信号の例と、線形補正手段で補正する前の赤外線強度検出信号の例と、線形補正手段で補正する前の赤外線強度検出信号を位相差検出装置の内部で加工した例を説明する図である。 図３に示す赤外線強度検出手段の出力特性（非線形特性）を、線形補正手段を用いて線形特性に補正する概念を説明する図である。 レーザ強度検出信号の例と、線形補正手段で補正した後の赤外線強度検出信号の例と、線形補正手段で補正した後の赤外線強度検出信号を位相差検出装置の内部で加工した例を説明する図である。 判定装置及び位相差検出装置の処理手順の例を説明するフローチャートである。 製品品番毎（計測対象物毎）に各情報が記憶された判定情報の例を説明する図である。 位相差・接合部面積特性の例を説明する図である。 判定結果の例を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて順に説明する。以下に説明する第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１（図１参照）、第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ａ（図２参照）は、いずれも、ハンダ５３にて互いに接合された第１部材５１と第２部材５２である計測対象物５０における第１部材５１の表面に設定した計測点ＳＰに、正弦波状に強度が変化する加熱用レーザを照射している。そして、計測点ＳＰから取得される情報（図２の例の場合）、あるいは、加熱用レーザに関する情報と計測点ＳＰから取得される計測対象物５０の被加熱状態（温度応答）に関する情報（計測点から取得される情報）（図１の例の場合）、に基づいて、第１部材及び第２部材の接合界面における接合部の面積である接合部面積を求める。この場合の「接合界面における接合部」とは、第１部材５１とハンダ５３とが接合されている面状の領域、及び第２部材５２とハンダ５３とが接合されている面状の領域を指す。そして計測点から取得される温度応答は、面積が小さい方の、接合界面における接合部の影響を大きく受ける。

なお、加熱用レーザに関する情報とは、計測点ＳＰに照射される加熱用レーザの強度であり、例えば図１においてレーザ強度検出手段４１にて取得した、時間の経過に対して正弦波状に変化する加熱用レーザの強度（または当該強度に関する情報）である。また計測点ＳＰから取得される情報とは、図１の例の場合、赤外線強度検出手段３１にて取得した、計測点ＳＰから放射されて時間の経過に対して正弦波状に変化する赤外線の強度（または当該強度に関する情報、温度応答）である。また図２の例の場合、計測点ＳＰから取得される情報とは、赤外線強度検出手段３１にて取得した、計測点ＳＰから放射されて時間の経過に対して正弦波状に変化する赤外線の強度（または当該強度に関する情報、温度応答）と、レーザ強度検出手段４１にて取得した、計測点ＳＰにて反射されて時間の経過に対して正弦波状に変化する加熱用レーザの強度（または当該強度に関する情報）である。そして図６に示すように、正弦波状に変化する加熱用レーザの強度（レーザ強度検出信号）と、計測点ＳＰから放射されて正弦波状に変化する赤外線の強度（赤外線強度検出信号（補正後））と、から位相差（δ）を求め、当該位相差に基づいて、接合部面積を求める。

●［第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１の全体構成（図１）］
まず図１を用いて、第１の実施の形態における光学非破壊検査装置１の全体構成について説明する。第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１は、レーザ光源（この場合、半導体レーザ光源２１）から出射されるレーザ光そのものの強度を正弦波状に変化させ、当該レーザ光の強度を直接的に検出するタイプの光学非破壊検査装置の例を示している。光学非破壊検査装置１は、レーザ出力装置２７、集光手段１０（図１、図２の例では、反射型対物レンズ）、レーザ強度検出手段４１、赤外線強度検出手段３１、位相差検出装置６０、判定装置７０、センサアンプ３１Ａ、４１Ａ、線形補正手段３１Ｓ等を有している。また、以下の説明では、第１部材５１が電子部品（例えばチップ型の素子）であり、第２部材５２がプリント基板であり、第１部材５１と第２部材５２とが、ハンダ５３（接合部材に相当）によって接合されている例で説明する。従って、第１部材５１の接合界面は、第１部材５１とハンダ５３との接合部の面であり、第２部材の接合界面は、第２部材５２とハンダ５３との接合部の面である。

レーザ出力装置２７は、例えば半導体レーザ光源２１と、コリメートレンズ２２と、変調信号出力手段２５と、を有している。変調信号出力手段２５は、例えばオシレータであり、判定装置７０からの制御信号に基づいて、電圧が所定周波数かつ所定振幅で正弦波状に変化する変調信号を発生させる。半導体レーザ光源２１は、強度を調整するための強度調整用入力を備えており、この強度調整用入力には、変調信号出力手段２５から変調信号が入力される。そして半導体レーザ光源２１は、変調信号出力手段２５からの変調信号に基づいて、強度が正弦波状に変化する加熱用レーザＬａを出射する。半導体レーザ光源２１から出射された加熱用レーザＬａは、コリメートレンズ２２にて平行光に変換されて加熱レーザ選択反射手段２３に達する。なお出射された加熱用レーザが平行光である場合は、コリメートレンズ２２を省略することができる。従って、計測点ＳＰに集光される加熱用レーザＬａの強度は正弦波状に変化し、その周波数は変調信号の周波数に同期する。なお、加熱用レーザの出力は、計測対象物５０を破壊することなく加熱できる出力に調整されている。

集光手段１０は、自身の光軸に沿って一方の側から（図１の例では上方から）入射された平行光を、焦点位置として第１部材５１の表面に設定した計測点ＳＰに向けて集光して他方の側から（図１の例では下方から）出射する。また集光手段１０は、（焦点位置である）計測点ＳＰから放射及び反射されて他方の側から入射された光を、自身の光軸に沿った平行光である第１測定光Ｌ１１に変換して一方の側から出射する。なお集光手段１０は、光を透過させて屈折する集光レンズで構成することも可能であるが、異なる複数の波長の光を扱うので、色収差が発生する集光レンズではあまり好ましくない。そこで、（非球面）反射ミラー１０Ａ、１０Ｂにて集光手段を構成することで、色収差の発生を排除し、広い波長帯に対応させている。なお集光手段１０は、対物レンズが好ましい。

レーザ出力装置２７から出射される加熱用レーザＬａの光軸と、集光手段１０の光軸と、が交差する位置には、加熱レーザ選択反射手段２３が配置されている。例えば加熱レーザ選択反射手段２３は、加熱用レーザＬａの波長の光を反射し、加熱用レーザの波長以外の波長の光を透過するダイクロイックミラーである。なお図１の例では、加熱レーザ選択反射手段２３は、加熱用レーザＬａの波長の光を、数［％］程度（例えば２％程度）透過する。そして加熱用レーザＬａが透過した先には、レーザ強度検出手段４１が配置されている。

レーザ強度検出手段４１は、例えば加熱用レーザの波長の光のエネルギー（強度）を検出可能なフォトセンサである。加熱レーザ選択反射手段２３を透過した加熱用レーザＬ４（正弦波状に強度が変化する加熱用レーザ）は、集光レンズ４２にて集光されてレーザ強度検出手段４１に入力される。そしてレーザ強度検出手段４１から出力されるレーザ強度検出信号は、例えばセンサアンプ４１Ａにて増幅されて位相差検出装置６０に入力される。

集光手段１０にて平行光に変換された第１測定光Ｌ１１（計測点ＳＰにて反射した照射光と計測点ＳＰから放射された赤外線を含む測定光）には、計測点ＳＰから放射された所定波長の赤外線が含まれている。第１測定光Ｌ１１の先には、赤外線強度検出手段３１が配置されている。

赤外線強度検出手段３１は、例えば所定波長の赤外線のエネルギー（強度）を検出可能な赤外線センサである。第１測定光Ｌ１１に含まれている所定波長の赤外線（正弦波状に強度が変化する赤外線）は、集光レンズ３２にて集光されて赤外線強度検出手段３１に入力される。そして赤外線強度検出手段３１から出力される赤外線強度検出信号は、例えばセンサアンプ３１Ａにて増幅された後、線形補正手段３１Ｓにて補正されて位相差検出装置６０に入力される。

センサアンプ３１Ａは、例えば電圧増幅回路であり、入力された赤外線強度検出信号の振幅（電圧レベル）を増幅して出力する。なお、センサアンプ３１Ａは省略されていてもよい。センサアンプ４１Ａは、例えば電圧増幅回路であり、入力されたレーザ強度検出信号の振幅（電圧レベル）を増幅して出力する。なお、センサアンプ４１Ａは省略されていてもよい。

線形補正手段３１Ｓは、例えば対数変換器であり、非線形特性である赤外線強度検出手段３１の特性（図５における［赤外線強度検出手段の出力特性］参照）を、線形特性へと補正する。例えば線形補正手段３１Ｓは、図５における［線形補正手段の補正特性］に示すように、入力された信号（入力電圧）に応じた所定の対数形状のゲインを有している。線形補正手段３１Ｓは、入力された非線形特性の赤外線強度検出信号を、線形特性に変換して位相差検出装置６０に向けて出力する。なお、図１及び図２の例では、線形補正手段３１Ｓが、赤外線強度検出手段３１（及びセンサアンプ３１Ａ）と位相差検出装置６０との間に設けられている例を示しているが、位相差検出装置６０の内部に線形補正手段３１Ｓを設けるようにしてもよい。なお、線形補正手段３１Ｓは、いわゆるフィルタとは異なり、入力信号に対する出力信号の位相遅れは生じない。

位相差検出装置６０は、例えばロックインアンプであり、レーザ強度検出手段４１から出力された正弦波状の検出信号（レーザ強度検出信号）と、赤外線強度検出手段３１から出力された正弦波状の検出信号（赤外線強度検出信号）を線形補正手段３１Ｓにて線形特性に補正した赤外線強度検出信号（補正後）と、が入力される。そして位相差検出装置６０は、正弦波状のレーザ強度検出信号と正弦波状の赤外線強度検出信号（補正後）との位相差を測定し、測定した位相差に関する情報を判定装置７０に出力する。なお、レーザ強度検出手段４１から出力されたレーザ強度検出信号は、計測点ＳＰに照射される加熱用レーザＬａである照射光の強度であって正弦波状に変化する照射光の強度に応じた信号である。また、赤外線強度検出信号（補正後）は、計測点ＳＰから放射された赤外線の強度であって正弦波状に変化する赤外線の強度に応じた信号を、線形補正手段にて補正した後の信号である。そして上記の位相差には、接合界面における接合部の面積に関する情報が含まれている。また位相差検出装置６０は、例えば出力経路６０Ａからレーザ強度検出信号や赤外線強度検出信号（補正後）等のアナログ信号を出力し、出力経路６０Ｄから位相差の値（時間や角度等、位相差に関する情報）や、赤外線強度検出信号（補正後）のピーク電圧等を含む情報であるデジタル信号を出力する。

判定装置７０は、例えばパーソナルコンピュータであり、レーザ出力装置２７に制御信号を出力し、位相差検出装置６０から位相差に関する情報等を取り込む。そして判定装置７０は、後述するように、取り込んだ位相差に関する情報に基づいた位相差と、記憶している（計測対象物に対する）位相差・接合部面積特性と、に基づいて、接合界面における接合部の面積である接合部面積を求める。なお、位相差・接合部面積特性の詳細、及び接合部面積を求める手順については後述する。

なお、例えば工場等の施設に光学非破壊検査装置１を設ける場合、施設内の通信回線８０（例えば施設内ＬＡＮ）に、判定装置７０を接続して、（計測対象物に対する）判定情報（図８に示す判定情報Ｈ１を参照）を、通信回線８０に接続された配信装置８１（配信サーバ）から配信すると便利である。光学非破壊検査装置１の判定装置７０は、通信回線８０を介して、（位相差・接合部面積特性を含む）判定情報を受信して記憶する。特に、施設内に複数の光学非破壊検査装置１を設けた場合、１台ずつ判定情報を記憶させる場合と比較して、手間無く容易に複数の光学非破壊検査装置１に、判定情報を受信させて記憶させることができるので、便利である。

●［第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ａの全体構成（図２）］
次に図２を用いて、第２の実施の形態における光学非破壊検査装置１Ａの全体構成について説明する。第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ａは、レーザ光源２１Ａから出射されるレーザ光そのものの強度を変化させるのではなく、出射されたレーザ光を種々の角度で屈折させてピンホールＰＨを通過するレーザ光を増減させ、計測点ＳＰにて反射したレーザ光の強度を検出するタイプの光学非破壊検査装置の例を示している。第２の実施の形態の光学非破壊検査装置１Ａは、第１の実施の形態の光学非破壊検査装置１に対して、レーザ出力装置２７がレーザ出力装置２７Ａに変更されて加熱用レーザＬａが線状である点と、加熱レーザ選択反射手段２３が省略されている点と、反射光選択反射手段４３が追加されている点が異なる。以下、これらの相違点について主に説明する。相違点以外の構成については、第１の実施の形態にて説明したとおりであるので、説明を省略する。なお図２の例では、説明上、計測対象物５０（ハンダ５３にて接合された第１部材５１と第２部材５２）への入射光である加熱用レーザＬａの入射角度と、加熱用レーザＬａの反射光の反射角度（光軸Ｘの角度）と、に合わせて計測対象物５０の傾斜角度を設定している例を示している。

レーザ出力装置２７Ａは、例えば線状の加熱用レーザＬａを出射するレーザ光源２１Ａと、音響光学変調器２４と、変調信号出力手段２５と、を有しており、計測点ＳＰに照射された加熱用レーザＬａの強度が正弦波状に変化するように、判定装置７０からの制御信号に基づいて、加熱用レーザＬａを出射する。変調信号出力手段２５は、例えばオシレータであり、判定装置７０からの制御信号に基づいて、電圧が所定周波数かつ所定振幅で正弦波状に変化する変調信号を発生させる。レーザ光源２１Ａから出射された線状の加熱用レーザＬａは、音響光学変調器２４に入力され、後述するように音響光学変調器２４によって回折（屈折）される。音響光学変調器２４は、光変調器（ＥＯＭ）デバイスや、弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスを含む。例えば光変調器デバイスは、圧電結晶中に光を透過させるとき、変調信号出力手段２５からの変調信号に基づいて電界や超音波を印加して圧電効果を生じさせ、圧電結晶中の屈折率を変化させる。そして屈折された加熱用レーザは、回折光として取り出される。そして音響光学変調器２４から出射された加熱用レーザＬａは、上記のとおり微細な屈折角度で周期的に屈折されており、レーザ遮光部材に設けられたピンホールＰＨを通過した後、対物レンズＬＴにて計測点ＳＰに集光されている。つまり、加熱用レーザＬａが種々の屈折角度で周期的に屈折しながらピンホールＰＨを通過する際、ピンホールＰＨを通過する加熱用レーザＬａの量が周期的に変化する。結果として計測点ＳＰに照射された加熱用レーザＬａの強度は正弦波状に変化し、その周波数は変調信号の周波数に同期する。なお、加熱用レーザの出力は、計測対象物を破壊することなく加熱できる出力に調整されている。

第１測定光Ｌ１１（計測点ＳＰにて反射した照射光と計測点ＳＰから放射された赤外線を含む測定光）の光路中のいずれかの位置には、反射光選択反射手段４３が配置されている。例えば反射光選択反射手段４３は、加熱用レーザＬａが計測点ＳＰにて反射した反射光の波長（すなわち加熱用レーザの波長）の光を反射し、反射光の波長以外の光を透過するダイクロイックミラーである。そして反射光選択反射手段４３が反射した反射光Ｌ５の先には、集光レンズ４２及びレーザ強度検出手段４１が配置されている。なお、集光レンズ４２及びレーザ強度検出手段４１については、第１の実施の形態にて説明したとおりであるので、説明を省略する。

●［赤外線強度検出手段３１の出力特性（図３）と、レーザ強度検出信号と赤外線強度検出信号（補正前）等の波形の例（図４）］
図３を用いて、赤外線強度検出手段３１の出力特性の例について説明する。例えば図３に示すように、赤外線強度検出手段３１は、検出した赤外線の強度に応じた出力電圧を出力する。従って、検出した赤外線の強度が正弦波状に周期的に変化した場合、出力電圧も正弦波状に周期的に変化する。しかし、図３からわかるように、赤外線強度検出手段３１の出力特性は、線形特性ではなく計測点の温度に対する非線形特性を有しているので、前記温度の変化が波形歪の無い正弦波状であっても、出力される赤外線強度検出信号（補正前）は、歪んだ波形となる。図３の例に示す出力特性の場合、赤外線強度検出信号（補正前）は、図４の［信号Ｓ２（赤外線強度検出信号（補正前））］に示すように、特に、出力電圧の低い側で波形歪が大きくなる。

図４に示す例は、レーザ強度検出手段４１から出力された信号Ｓ１（レーザ強度検出信号）の波形と、赤外線強度検出手段３１から出力された信号Ｓ２（赤外線強度検出信号（補正前））の波形と、赤外線強度検出信号（補正前）を位相差検出装置６０に入力した場合における位相差検出装置６０内で加工した信号Ｓ３の波形、を同一時間軸上に並べた例を示している。赤外線強度検出信号（補正前）に種々のノイズが重畳されてしまうのは仕方がないが、赤外線強度検出信号（補正前）における電圧の低い側で波形歪が大きい（期待する正弦波からのズレが大きい）ことは、好ましくない。

例えば、位相差検出装置６０が、図４に示す信号Ｓ１（レーザ強度検出信号）の軸線Ｚ１の位置と、信号Ｓ２（赤外線強度検出信号（補正前））の軸線Ｚ２の位置と、を正しく求めている場合では、信号Ｓ１（レーザ強度検出信号）のゼロクロス位置と、信号Ｓ２（赤外線強度検出信号（補正前））のゼロクロス位置と、からより正確な位相差δ１を求めることができる。しかし、位相差検出装置６０が、図４に示す信号Ｓ１（レーザ強度検出信号）のピーク位置と、信号Ｓ２（赤外線強度検出信号（補正前））のピーク位置と、から位相差δ２を求める場合、図４に示すように信号Ｓ２（赤外線強度検出信号（補正前））における電圧が低い側のピーク位置近傍の波形が平坦状となって、電圧が低い側におけるより正確なピーク位置を求めることができない場合がある。この場合、計測した位相差δ２が安定せず、バラつきが発生しやすいので好ましくない。

また仮に、位相差検出装置の内部で、入力された赤外線強度検出信号（補正前）を加工して（軸線Ｚ２にて折り返して）ピーク電圧を求めようとした場合、赤外線強度検出信号（補正前）の波形歪が大きいと、図４の信号Ｓ３に示すように、ピーク偏差ΔＰが大きくなり、より正確なピーク電圧を求めることが困難となる。

●［線形補正手段による効果（図５）と、レーザ強度検出信号と赤外線強度検出信号（補正後）等の波形の例（図６）］
そこで、本実施の形態では、図１及び図２に示すように、赤外線強度検出手段３１と位相差検出装置６０との間（あるいは、位相差検出装置６０の内部）に線形補正手段３１Ｓを設けている。線形補正手段３１Ｓは、図５の［線形補正手段の補正特性］に示すように、例えば、入力された信号に、所定の対数グラフ状のゲインを乗じて出力する対数変換器であり、赤外線強度検出手段の出力特性に応じた対数特性に設定されている。また線形補正手段３１Ｓは、いわゆるフィルタとは異なり、入力信号に対する出力信号の位相遅れが発生しない特性を有している。従って、図５の例に示すように、非線形特性を有する［赤外線強度検出手段の出力特性］に、［線形補正手段の補正特性］を乗じると、線形特性を有する［補正後の赤外線強度検出信号の特性］を得ることができる。

図６に示す例において、信号Ｓ１は、レーザ強度検出手段４１から出力されたレーザ強度検出信号の波形を示している。また図６の例において、信号Ｓ２ａは、赤外線強度検出手段３１から出力された赤外線強度検出信号（補正前）に線形補正手段３１Ｓによる補正を行った後の信号Ｓ２ａ（赤外線強度検出信号（補正後））の波形を示している。また図６の例において、信号Ｓ３ａは、赤外線強度検出信号（補正後）を位相差検出装置６０に入力した場合における位相差検出装置６０内で加工した波形を示している。そして図６の例は、信号Ｓ１と、信号Ｓ２ａと、信号Ｓ３ａを、同一時間軸上に並べた例を示している。信号Ｓ２ａ（赤外線強度検出信号（補正後））に種々のノイズが重畳されてしまうのは仕方がないが、信号Ｓ２ａ（赤外線強度検出信号（補正後））の波形の歪が、図４に示す信号Ｓ２（赤外線強度検出信号（補正前））よりも大きく改善されている。

また、図６に示す例では、信号Ｓ２ａ（赤外線強度検出信号（補正後））の波形歪が抑制されているので、図４に示す例と比較して、信号Ｓ１（レーザ強度検出信号）における電圧が低い側のピーク位置と、信号Ｓ２ａ（赤外線強度検出信号（補正後））における電圧が低い側のピーク位置と、から位相差δ２ａを求める場合、安定してバラつきが抑制された位相差δ２ａを求めることができる。なお、信号Ｓ１（レーザ強度検出信号）のゼロクロス位置と、信号Ｓ２（赤外線強度検出信号（補正前））のゼロクロス位置と、から位相差δ１を求める場合、図６の例の場合と図４の例の場合では、位相差δ１のバラつきは、ほぼ同等であり、非常に小さい。

以上に説明したように、本実施の形態では、線形補正手段３１Ｓを設ける（図１、図２参照）ことで、赤外線強度検出信号の波形歪を抑制して、より安定した位相差δ２ａ（図６参照）を得ることができる。従って、判定装置にて、当該位相差δ２ａ（図６参照）に基づいて接合部面積を求める際、より正確な接合部面積を求めることができる。

●［判定装置７０及び位相差検出装置６０の処理手順（図７、図６）］
次に図７に示すフローチャートを用いて、判定装置７０及び位相差検出装置６０の処理手順の例について説明する。判定装置７０及び位相差検出装置６０の処理手順を含め、以降の説明は、上記の第１の実施の形態及び第２の実施の形態にて、共通である。例えば作業者が判定装置７０を起動すると、位相差検出装置６０が連動して起動され、判定装置７０はステップＳ１５へと処理を進め、位相差検出装置６０はステップＳ１４０へと処理を進める。

まず、判定装置７０におけるステップＳ１５〜ステップＳ３５の処理手順について説明する。ステップＳ１５にて判定装置７０は、受信データ（通信回線８０を介して受信するデータ）があるか否かを判定し、受信データがある場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２０に進み、受信データが無い場合（Ｎｏ）はステップＳ３０に進む。

ステップＳ２０に進んだ場合、判定装置７０は、通信回線８０を介してデータを受信し、ステップＳ２５に進む。そしてステップＳ２５にて判定装置７０は、受信が終了したか否かを判定し、受信が終了した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３０に進み、受信が終了していない場合（Ｎｏ）はステップＳ２０に戻る。

判定装置７０が受信するデータは、図１及び図２に示す配信装置８１から配信される位相差・接合部面積特性を含む判定情報であり、図９に位相差・接合部面積特性の例を示す。例えば図８の例に示すように、判定情報Ｈ１には、製品品番（計測対象物に相当）、加熱用レーザ出力、加熱用レーザ周波数、位相差・接合部面積特性（図９の例に示すグラフやマップ、あるいは回帰式ｆ（δ）（図９の例のグラフから求めた回帰式））、最小許容面積、最大許容面積、等が含まれている。例えば配信装置８１は、所定のタイミング（施設内で検査する計測対象物の製品品番が変わる毎、位相差・接合部面積特性の内容が変更される毎、等）で判定情報の配信を行い、判定装置７０は、通信回線８０を介して配信装置８１から判定情報を受信し、受信した判定情報を記憶する。

計測対象物は、第１部材の材質、第１部材のサイズ、第２部材の材質、第２部材のサイズ、第１部材と第２部材との間の接合部材の有無、等に応じて複数あるので、「製品品番」で計測対象物が区別されている。そして当該「製品品番」に応じて、加熱用レーザ出力、加熱用レーザ周波数、位相差・接合部面積特性（グラフやマップ、あるいは回帰式ｆ（δ））、最小許容面積、最大許容面積、等が対応付けられているが、これらの詳細については後述する。

なお、最小許容面積は、本フローチャートにて最終的に算出された接合部面積において、正常と判定するべき面積の最小値を示している。また最大許容面積は、本フローチャートにて最終的に算出された接合部面積において、正常と判定するべき面積の最大値を示している。すなわち、判定装置７０は、算出された接合部面積が、最小許容面積以上かつ最大許容面積以下である場合、第１部材と第２部材の接合状態は正常であると判定し、算出された接合部面積が、最小許容面積よりも小さい場合、または最大許容面積よりも大きい場合、第１部材と第２部材の接合状態は異常であると判定する。なお接合部面積の最大値の判定を行わず、算出した接合部面積が、最小許容面積以上である場合に正常と判定するようにしてもよい。

ステップＳ３０に進んだ場合、判定装置７０は、作業者からの計測指示の有無を判定し、計測指示がある場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３５に進み、計測指示が無い場合（Ｎｏ）はステップＳ３０に戻る。なお、計測指示には「製品品番」の入力が含まれており、作業者は、キーボードやバーコードリーダ（計測対象物に製品品番に対応するバーコードが付与されている場合）等から製品品番を入力する。

ステップＳ３５に進んだ場合、判定装置７０は、レーザ出力装置２７（またはレーザ出力装置２７Ａ）に向けて制御信号を出力する（判定情報における「製品品番」に対応付けられた加熱用レーザ出力と加熱用レーザ周波数となるように制御信号を出力する）。レーザ出力装置２７（またはレーザ出力装置２７Ａ）は、入力された制御信号に基づいて、計測点ＳＰに照射された加熱用レーザの強度が（所定周波数の）正弦波状に変化するように加熱用レーザを出射する。そして判定装置７０は、ステップＳ３５の処理を終えると、ステップＳ６０にて、位相差検出装置６０からの位相差に関する情報の入力を待つ。このステップＳ３５の処理は、計測点ＳＰにおける強度が正弦波状に変化するように加熱用レーザを出射するレーザ出射ステップに相当する。

次に、位相差検出装置６０におけるステップＳ１４０〜ステップＳ１５５の処理手順について説明する。ステップＳ１４０にて、位相差検出装置６０は、レーザ強度検出手段４１からのレーザ強度検出信号の入力の有無（照射光（図１参照）または反射光（図２参照）である加熱用レーザの有無）を判定し、レーザ強度検出信号の入力が有る場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１４５に進み、レーザ強度検出信号の入力が無い場合（Ｎｏ）はステップＳ１４０に戻る。

ステップＳ１４５に進んだ場合、位相差検出装置６０は、赤外線強度検出手段３１からの赤外線強度検出信号（補正後）に基づいた温度応答の有無を判定し、温度応答が有る場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１５０に進み、温度応答が無い場合（Ｎｏ）はステップＳ１４５に戻る。なお、所定波長の赤外線の入力の有無で判定してもよい。

ステップＳ１５０に進んだ場合、位相差検出装置６０は、レーザ強度検出手段４１からのレーザ強度検出信号（図６の例に示す信号Ｓ１）に基づいて、強度が（所定周波数の）正弦波状に変化する照射光（図１の構成の場合）または反射光（図２の構成の場合）を計測する。また位相差検出装置６０は、赤外線強度検出手段３１からの赤外線強度検出信号（補正前）を線形補正手段３１Ｓで補正した赤外線強度検出信号（補正後）（図６の例に示す信号Ｓ２ａ）に基づいて、強度が正弦波状に変化する赤外線を計測する。そして位相差検出装置６０は、図６の例に示すように、計測した信号Ｓ１（レーザ強度検出信号）と、計測した信号Ｓ２ａ（赤外線強度検出信号（補正後））と、の位相差δ２ａ（または位相差δ１）を計測してステップＳ１５５に進む。

このステップＳ１５０の処理は、計測点ＳＰにおいて正弦波状に変化する加熱用レーザの強度を、レーザ強度検出手段にて検出してレーザ強度検出信号を出力する、レーザ強度検出ステップを含む。またステップＳ１５０の処理は、計測点ＳＰから放射されて正弦波状に変化する赤外線の強度を、赤外線強度検出手段にて検出して赤外線強度検出信号を出力する、赤外線強度検出ステップを含む。

ステップＳ１５５にて位相差検出装置６０は、計測した位相差δ２ａ（または位相差δ１）に関する情報（位相差の時間または角度等を含む情報）を判定装置７０に向けて出力し、ステップＳ１４０に戻る。またステップＳ１５０及びステップＳ１５５の処理は、レーザ強度検出信号と、赤外線強度検出信号と、を位相差検出装置に入力して位相差検出装置にてレーザ強度検出信号と赤外線強度検出信号との位相差との位相差を求め、求めた位相差に関する情報を判定装置に出力する、位相差計測ステップを含む。なお、赤外線強度検出手段から出力される赤外線強度検出信号（補正前）の特性は、赤外線の強度に対して非線形（計測点の温度に対して非線形）であるので、赤外線強度検出信号（補正前）を線形補正手段にて線形特性に補正した後、上記の位相差計測ステップにて用いる。

次に、判定装置７０におけるステップＳ６０〜ステップＳ８０の処理手順について説明する。ステップＳ６０にて判定装置７０は、位相差検出装置６０からの位相差に関する情報の入力の有無を判定し、位相差に関する情報の入力が有る場合（Ｙｅｓ）はステップＳ６５に進み、位相差に関する情報の入力が無い場合（Ｎｏ）はステップＳ６０に戻る。

ステップＳ６５に進んだ場合、判定装置７０は、位相差に関する情報を取り込み、レーザ出力装置２７（またはレーザ出力装置２７Ａ）に制御信号を出力し、レーザ出力装置２７（またはレーザ出力装置２７Ａ）からの加熱用レーザの出射を停止させてステップＳ７０に進む。

ステップＳ７０にて判定装置７０は、取り込んだ位相差に関する情報に基づいた位相差と、自身あるいは外部の記憶装置に記憶している（計測対象物に対する）判定情報における「製品品番」に対応した位相差・接合部面積特性（位相差と接合部面積との相関関係を示す特性）と、に基づいて、接合部面積を求め、ステップＳ８０に進む。なお、位相差・接合部面積特性の詳細、及び接合部面積の求め方の詳細については後述する。なおステップＳ７０の処理は、位相差に関する情報と、（計測対象物に対する）位相差・接合部面積特性と、に基づいて接合部面積を求める、接合部面積演算ステップに相当する。このように、判定装置７０は、位相差と、位相差・接合部面積特性（後述するように、グラフやマップ、あるいは回帰式の少なくとも１つ）と、に基づいて、位相差を接合部面積に変換する変換手段（変換部）を有している。

ステップＳ８０にて判定装置７０は、ステップＳ７０にて求めた接合部面積に応じて、第１部材と第２部材との接合状態が正常または異常であることを示す判定結果を出力（図１０参照）して処理を終了する。例えば判定装置７０は、求めた接合部面積が、判定情報における「製品品番」に対応した最小許容面積から最大許容面積までの所定範囲内である場合に正常と判定する。あるいは判定装置７０は、求めた接合部面積が、最小許容面積以上である場合に正常と判定する。なおステップＳ８０の処理は、求めた接合部面積が、予め設定された所定範囲内であるか否か、あるいは予め設定された所定面積以上であるか否か、を示す判定結果を出力する、判定結果出力ステップに相当する。このように、判定装置７０は、求めた接合部面積が、予め設定された所定範囲内であるか否か、あるいは予め設定された所定面積以上であるか否か、を示す判定結果を出力する、出力手段（出力部）を有している。なお、判定結果の出力の詳細については後述する。

●［位相差・接合部面積特性の作成方法と、接合部面積の求め方（図９）］
次に、位相差・接合部面積特性の作成方法の例について説明する。例えば、特定の製品品番（例えば製品品番：Ａ）である計測対象物に対して、第１部材と第２部材との接合部面積の大きさのみが異なる複数のサンプルを用意する。そして、各サンプルを、図１または図２に示す光学非破壊検査装置にかけて、位相差（δ）を計測する。なお、位相差の計測前、または位相差の計測後、各サンプルの接合部面積を測定する。そして、計測した位相差と、測定した接合部面積と、に基づいて、当該製品品番の計測対象物に対する位相差・接合部面積特性（図９参照）を作成する。このようにして、第１部材と第２部材との接合部面積の大きさのみが異なる複数のサンプルを用いて、図９の例に示すように、（製品品番：Ａに対する）位相差・接合部面積特性を得ることができる。なお、複数のサンプルを用意して位相差・接合部面積特性を得る代わりに、複数のシミュレーションに基づいて、図９の例に示す位相差・接合部面積特性と同等の特性を得るようにしてもよい。なお、接合面積が大きい場合は、熱が逃げやすいため、加熱時や減熱時のピークに達するまでの時間が早く、位相差が小さくなる傾向にある。接合面積が小さい場合は、熱が逃げにくいため、加熱時や減熱時のピークに達するまでの時間が遅く、位相差が大きくなる傾向にある。

また、この（製品品番：Ａに対する）位相差・接合部面積特性から、位相差（δ）に対する接合部面積（Ｓ）を導出する回帰式ｆ（δ）を求めることもできる。なお、位相差・接合部面積特性は、図９に示すようなグラフ形式であってもよいし、種々の値の位相差に対する接合部面積を示すルックアップテーブルやマップの形式等であってもよい。そして判定装置（または記憶装置）には、上記の位相差・接合部面積特性を示すグラフ、マップ、回帰式、の少なくとも１つを含む判定情報が記憶されている。これにより、判定装置は、計測対象物に応じた位相差・接合部面積特性を用いて、位相差から接合部面積を求めることができる。この方法であれば、第１部材と第２部材とが溶接等で直接接合されている計測対象物の場合、第１部材と第２部材とがハンダ等の接合部材を挟んで接合されている計測対象物の場合、第１部材や第２部材が単一の物質でない場合、など、種々の計測対象物（種々の製品品番）に対して、より正確に、かつ容易に、接合部面積を求めることができる。なお、求めた接合部面積の良否判定については、例えば図１０に示すように、最小許容面積と最大許容面積を設定して、求めた接合部面積が最小許容面積以上かつ最大許容面積以下である場合に正常と判定するようにしてもよいし、求めた接合部面積が最小許容面積以上である場合に正常と判定するようにしてもよい。あるいは、接合部面積に換算することなく、図９に示すように、最小許容面積Ａ４に対応する位相差δ（Ａ４）以下、かつ最大許容面積Ａ５に対応する位相差δ（Ａ５）以上の位相差である場合に正常、あるいは最小許容面積Ａ４に対応する位相差δ（Ａ４）以下の位相差である場合に正常、と判定するようにしてもよい。

●［判定結果の出力（図１０）］
また図１０に、判定装置７０の表示手段（モニタ等）に、求めた接合部面積Ｓを含む判定結果情報７０Ｇを表示した例を示す。この場合、判定装置７０または記憶装置に記憶されている判定情報には、製品品番に対応させて、加熱用レーザ出力、加熱用レーザ周波数、位相差・接合部面積特性（グラフ、マップ、回帰式の少なくとも１つ）、最小許容面積、最大許容面積、が含まれている。図１０中における最小許容面積は、判定装置７０または記憶装置が記憶している判定情報と、ステップＳ３０にて入力された製品品番にて特定された最小許容面積である。また図１０中における最大許容面積は、判定装置７０または記憶装置が記憶している判定情報と、ステップＳ３０にて入力された製品品番にて特定された最大許容面積である。判定装置７０は、算出した接合部面積Ｓが、最小許容面積以上かつ最大許容面積以下以下である場合、接合状態は「正常」であると判定し、最小許容面積よりも小さいまたは最大許容面積よりも大きい場合、接合状態は「異常」であると判定する。図１０の例は、「正常」と判定した場合の例を示している。作業者は、判定結果情報７０Ｇを見ることで、計測対象物の接合状態が、正常であるか異常であるかを、容易に知ることができる。

なお、主にデジタル値を扱うソフトウェアを用いた上記の例の他にも、種々の方法で判定結果を出力することができる。例えば、アナログ値を扱うハードウェアの電圧比較器を用いて、最小許容面積に相当する電圧と、求めた接合部面積に相当する電圧と、を入力し、「最小許容面積に相当する電圧」≦「求めた接合部面積に相当する電圧」である場合に、電圧比較器からＯＮ信号を出力させて正常ランプの点灯や、正常チャイム等の音声の出力をさせるようにしてもよい。このように、判定結果を出力する出力手段（出力部）は、ソフトウェア、ハードウェア、デジタル、アナログ等にかかわらず、種々の構成とすることができる。

以上、本発明の光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法は、接合界面にて互いに接合された第１部材と第２部材、あるいは互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された第１部材と第２部材、である計測対象物において、非破壊にて接合部面積を求めることができる。

上記のとおり、本発明の光学非破壊検査装置及び光学非破壊検査方法は、赤外線と反射光（または照射光）との位相差を用いる。従って、計測点ＳＰから放射される赤外線による絶対温度（絶対強度）を求める必要がなく、正弦波状に変化する赤外線の強度（赤外線の強度の変化による正弦波状の波形（振幅の精度は不要））を検出できればよい。同様に、計測点ＳＰにて反射される反射光（またはレーザ出力装置からの照射光）の絶対強度を求める必要がなく、正弦波状に変化する反射光（または照射光）の強度（反射光または照射光の強度の変化による正弦波状の波形（振幅の精度は不要））を検出できればよい。従って、計測点ＳＰの表面の状態の影響を受けることなく、高い精度で接合部面積を求めることができる。従って、外乱の影響による誤差の発生を低減できるので、高い精度で接合界部面積を求めることができる。また、複数のサンプルあるいは複数のシミュレーションにて求めた計測対象物に対する判定情報を用いることで、第１部材と第２部材とが溶接等で直接接合されている計測対象物の場合、第１部材と第２部材とがハンダ等の接合部材を挟んで接合されている計測対象物の場合、第１部材や第２部材が単一の物質でない場合、など、種々の計測対象物に対して、より正確に、かつ容易に、接合部面積を求めることができる。また、赤外線強度検出信号を線形特性となるように補正して波形歪が抑制された正弦波を得ることで、より安定した位相差を得ることが可能であり、より正確な接合部面積を求めることができる。

本発明の光学非破壊検査装置の構成、外観等、及び光学非破壊検査方法の処理手順等は、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。

本実施の形態の説明では、第１部材が電子部品、第２部材がプリント基板、ハンダ（接合部材）で接合、の例を説明したが、第１部材が半導体で用いるボンディングワイヤ、第２部材が半導体のチップフレーム、超音波圧着でボンディングワイヤをチップフレームに接合、等、種々の計測対象物に適用することができる。つまり、第１部材の材質、第２部材の材質、接合部材の有無及び接合方法、等に限定されず、種々の計測対象物の接合部面積を求める際に利用することができる。

加熱用レーザには、赤外線レーザや紫外線レーザや可視光レーザ等、種々のレーザを用いることができる。

本実施の形態の説明では、位相差検出装置６０と判定装置７０とを別々の装置で構成した例を説明したが、位相差検出装置と判定装置とを一体化した装置としてもよい。

本実施の形態の説明では、線形補正手段の例として、対数変換器を用いた例を説明したが、高速デジタル信号処理を行うＤＳＰ（Digital Signal Processor）を線形補正手段として利用してもよい。

１、１Ａ 光学非破壊検査装置
１０ 集光手段（対物レンズ）
２１ 半導体レーザ光源
２１Ａ レーザ光源
２２ コリメートレンズ
２３ 加熱レーザ選択反射手段
２４ 音響光学変調器
２５ 変調信号出力手段
２７、２７Ａ レーザ出力装置
３１ 赤外線強度検出手段
３１Ｓ 線形補正手段
３２、４２ 集光レンズ
４１ レーザ強度検出手段
４３ 反射光選択反射手段
５０ 計測対象物
５１ 第１部材
５２ 第２部材
５３ ハンダ（接合部材）
６０ 位相差検出装置
７０ 判定装置
８０ 通信回線
８１ 配信装置
Ｈ１ 判定情報
Ｌａ 加熱用レーザ
Ｓ 接合部面積
ＳＰ 計測点
δ 位相差

Claims (3)

1. 接合界面にて互いに接合された第１部材と第２部材、あるいは、互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第１部材と前記第２部材、である計測対象物における前記第１部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される情報、あるいは、前記加熱用レーザに関する情報及び前記計測点から取得される情報、に基づいて、前記接合界面における接合部の面積である接合部面積を求める、光学非破壊検査装置であって、
   前記計測点における強度が正弦波状に変化するように前記加熱用レーザを出射するレーザ出力装置と、
   前記計測点から反射されて正弦波状に変化する前記加熱用レーザの強度、あるいは、前記計測点において正弦波状に変化する前記加熱用レーザの強度、を検出してレーザ強度検出信号を出力するレーザ強度検出手段と、
   前記計測点から放射されて正弦波状に変化する赤外線の強度を検出して赤外線強度検出信号を出力する赤外線強度検出手段と、
   前記レーザ強度検出手段からの前記レーザ強度検出信号と前記赤外線強度検出手段からの前記赤外線強度検出信号とを取り込んで、正弦波状に変化する前記レーザ強度検出信号と、正弦波状に変化する前記赤外線強度検出信号と、の位相差を検出して検出した前記位相差に関する情報を判定装置に出力する位相差検出装置と、
   前記位相差検出装置から入力された前記位相差に関する情報に基づいて、前記接合界面における接合部の面積である前記接合部面積を求める前記判定装置と、
   を有し、
   前記赤外線強度検出手段から出力される前記赤外線強度検出信号の特性は、前記計測点の温度に対して非線形特性であり、
   前記赤外線強度検出手段と前記位相差検出装置との間、あるいは、前記位相差検出装置の内部、には前記赤外線強度検出信号の特性を線形特性に補正する線形補正手段が設けられている、
   光学非破壊検査装置。
2. 請求項１に記載の光学非破壊検査装置であって、
   前記線形補正手段は、対数変換器である、
   光学非破壊検査装置。
3. 接合界面にて互いに接合された第１部材と第２部材、あるいは、互いの接合界面にて接合部材を挟んで互いに接合された前記第１部材と前記第２部材、である計測対象物における前記第１部材の表面に設定した計測点に加熱用レーザを照射して、前記計測点から取得される情報、あるいは、前記加熱用レーザに関する情報及び前記計測点から取得される情報、に基づいて、前記接合界面における接合部の面積である接合部面積を求める、光学非破壊検査方法であって、
   レーザ出力装置と、レーザ強度検出手段と、赤外線強度検出手段と、位相差検出装置と、判定装置と、を用いて、
   前記レーザ出力装置から、前記計測点における強度が正弦波状に変化するように前記加熱用レーザを出射する、レーザ出射ステップと、
   前記計測点から反射されて正弦波状に変化する前記加熱用レーザの強度、あるいは、前記計測点において正弦波状に変化する前記加熱用レーザの強度を、前記レーザ強度検出手段にて検出してレーザ強度検出信号を出力する、レーザ強度検出ステップと、
   前記計測点から放射されて正弦波状に変化する赤外線の強度を、前記赤外線強度検出手段にて検出して赤外線強度検出信号を出力する、赤外線強度検出ステップと、
   前記レーザ強度検出信号と、前記赤外線強度検出信号と、を前記位相差検出装置に入力して前記位相差検出装置にて前記レーザ強度検出信号と前記赤外線強度検出信号との位相差を求め、求めた前記位相差に関する情報を前記判定装置に出力する位相差計測ステップと、
   前記判定装置にて、入力された前記位相差に関する情報に基づいて、前記接合界面における接合部の面積である前記接合部面積を求める接合部面積演算ステップと、
   を有し、
   前記赤外線強度検出手段から出力される前記赤外線強度検出信号の特性は、前記計測点の温度に対して非線形特性であり、
   前記赤外線強度検出ステップにて得られた非線形特性である前記赤外線強度検出信号を、線形特性に補正した後、前記位相差計測ステップにて用いる、
   光学非破壊検査方法。
   
   

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