JP7371700B2 - 欠陥検査装置および欠陥検査方法 - Google Patents
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Description
(欠陥検査装置の全体構成)
図1~図7を参照して、本発明の第1実施形態による欠陥検査装置100について説明する。
制御部4は、図3に示すように、検査対象Pに弾性波を励起するために振動子1が発生させる励振振動の周波数を変化させることによって、複数の周波数について、検査対象Pに励起される弾性波の状態に関する情報である振動状態情報を取得する。ここで、振動状態情報とは、検査対象Pに励起される弾性波の振動の状態を表す情報である。すなわち、振動状態情報とは、励起された弾性波の振動によって、検査対象Pに生じる変位の大きさに対応する情報である。励起された弾性波の周波数の値によって、検査対象Pに生じる変位の大きさが変化する。そのため、制御部4は、欠陥の検査に推奨される周波数である推奨周波数F(図4参照)を抽出するために、複数の周波数の各々において、検査対象Pに生じる変位の大きさに対応する情報を取得する。
制御部4は、設定(選択)された測定周波数Faの弾性波が励起されている検査対象Pの測定領域Paに対して、レーザ光を照射させることによって、測定領域Paの変位を測定する。制御部4は、位相シフタ35によってレーザ光の位相を変化させながら、イメージセンサ34によって撮像された干渉されたレーザ光の強度パターンに基づいて測定領域Paの変位を測定する。
Φj=-arctan{(I3-I1)/(I2-I0)}・・・(1)
また、制御部4は、光位相Φjに対して、最小二乗法により正弦波近似を行い、式(2)における近似係数A、φ、Cを求める。
Φj=Acos(φ+jπ/4)+C=Bexp(jπ/4)+C・・・(2)
ただし、Bは、複素振幅であり、式(3)のように、表される。
B=Aexp(iφ):複素振幅・・・(3)
また、制御部4は、式(2)から定数項Cを除いた近似式より、弾性波の振動の各位相時刻ξ(0≦ξ<2π)における光位相変化を表示する動画像(30~60フレーム)として欠陥検査用画像Dを生成する。なお、上記過程において、ノイズ除去のため複素振幅Bについて適宜空間フィルタが適用される。また、位相シフト量やレーザ光を照射するタイミングのステップはこれに限らない。この場合、計算式は上記式(1)~式(3)と異なる式になる。
次に、図8を参照して、第1実施形態による欠陥検査装置100を用いた欠陥検査方法について説明する。
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第1実施形態の欠陥検査方法では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図9を参照して、本発明の参考例による欠陥検査装置200の構成について説明する。この参考例では、振動子1に入力される電流と電圧との位相差δinに基づいて、推奨周波数Fを抽出するように構成されていた第1実施形態と異なり、振動子1のインピーダンスを測定することによって、推奨周波数Fを抽出するように構成されている。なお、上記第1実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
参考例では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図10および11を参照して、本発明の第2実施形態による欠陥検査装置300の構成について説明する。この第2実施形態では、検査対象Pに弾性波を励起するために振動子1が発生させる励振振動の周波数を所定の帯域において順次変化させることによって推奨周波数Fを抽出するように構成されていた第1実施形態と異なり、予め取得された測定を行う欠陥の種類に対応するように、検査対象Pに弾性波を励起するために振動子1が発生させる励振振動の周波数を変化させる帯域を変更するように構成されている。なお、上記第1実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
検査対象に弾性波を励起する励振部と、
前記検査対象の測定領域にレーザ光を照射する照射部と、
前記測定領域において反射された前記レーザ光をレーザ干渉法により干渉させるとともに、干渉された前記レーザ光を測定する測定部と、
前記検査対象に前記弾性波を励起するために前記励振部が発生させる励振振動の周波数を変化させることによって、複数の周波数について、前記検査対象に励起される前記弾性波の状態に関する情報である振動状態情報を取得するとともに、取得された複数の周波数についての前記振動状態情報に基づいて、複数の周波数のうちから前記検査対象の欠陥の検査に推奨される推奨周波数を抽出する制御部と、を備える、欠陥検査装置。
前記制御部は、抽出された前記推奨周波数を識別可能なように表示するように構成されている、項目1に記載の欠陥検査装置。
前記制御部は、抽出された前記推奨周波数のうちから測定に用いる測定周波数を選択可能なように表示するように構成されている、項目2に記載の欠陥検査装置。
前記制御部は、複数の周波数について、前記励振部に入力される電圧と前記励振部に入力される電流との位相差に基づいて前記振動状態情報を取得するように構成されている、項目1~3のいずれか1項に記載の欠陥検査装置。
前記制御部は、前記励振部に入力される電圧がパルス信号に変換された電圧パルス信号と、前記励振部に入力される電流がパルス信号に変換された電流パルス信号との、位相差に基づいて前記振動状態情報を取得するとともに、複数の周波数のうちから前記電圧パルス信号と前記電流パルス信号との位相差が極値になる周波数を、前記推奨周波数として抽出するように構成されている、項目4に記載の欠陥検査装置。
前記制御部は、複数の周波数について、前記励振部に入力される電圧と前記励振部に入力される電流とに基づいて測定された前記励振部のインピーダンスを前記振動状態情報として取得するように構成されている、項目1~3のいずれか1項に記載の欠陥検査装置。
前記制御部は、前記検査対象に前記弾性波を励起するために前記励振部が発生させる励振振動の周波数を所定の帯域において順次変化させることによって、前記推奨周波数を抽出するとともに、前記検査対象の欠陥の種類に対応するように、前記弾性波の周波数を変化させる帯域を変更するように構成されている、項目1~6のいずれか1項に記載の欠陥検査装置。
検査対象に弾性波を励起するステップと、
前記検査対象の測定領域にレーザ光を照射するステップと、
前記測定領域において反射された前記レーザ光をレーザ干渉法により干渉させるとともに、干渉された前記レーザ光を測定するステップと、
前記検査対象に前記弾性波を励起するために発生させる励振振動の周波数を変化させることによって、複数の周波数について、前記検査対象に励起される前記弾性波の状態に関する情報である振動状態情報を取得するとともに、取得された複数の周波数についての前記振動状態情報に基づいて、複数の周波数のうちから前記検査対象の欠陥の検査に推奨される推奨周波数を抽出するステップと、を備える、欠陥検査方法。
抽出された前記推奨周波数を識別可能なように表示するステップをさらに備える、項目8に記載の欠陥検査方法。
干渉された前記レーザ光を測定するステップよりも後に、
抽出された前記推奨周波数を識別可能なように再度表示するステップをさらに備える、項目9に記載の欠陥検査方法。
2 照射部
3 スペックル・シェアリング干渉計(測定部)
4、204、304 制御部
100、200、300 欠陥検査装置
Claims (8)
- 入力される交流信号を機械的振動に変換して検査対象に弾性波を励起する励振部と、
前記検査対象の測定領域にレーザ光を照射する照射部と、
前記測定領域において反射された前記レーザ光をレーザ干渉法により干渉させるとともに、干渉された前記レーザ光を測定する測定部と、
前記検査対象に前記弾性波を励起するために前記励振部が発生させる励振振動の周波数を変化させることによって、複数の周波数について、前記検査対象に励起される前記弾性波の状態に関する情報である振動状態情報を取得するとともに、取得された複数の周波数についての前記振動状態情報に基づいて、複数の周波数のうちから前記検査対象の欠陥の検査に推奨される推奨周波数を抽出する制御部と、を備え、
前記制御部は、複数の周波数について、前記励振部に入力される前記交流信号の電圧と前記励振部に入力される前記交流信号の電流との位相差に基づいて前記振動状態情報を取得するように構成されている、欠陥検査装置。 - 前記制御部は、抽出された前記推奨周波数を識別可能なように表示するように構成されている、請求項1に記載の欠陥検査装置。
- 前記制御部は、抽出された前記推奨周波数のうちから測定に用いる測定周波数を選択可能なように表示するように構成されている、請求項2に記載の欠陥検査装置。
- 前記制御部は、前記励振部に入力される電圧がパルス信号に変換された電圧パルス信号と、前記励振部に入力される電流がパルス信号に変換された電流パルス信号との、位相差に基づいて前記振動状態情報を取得するとともに、複数の周波数のうちから前記電圧パルス信号と前記電流パルス信号との位相差が極値になる周波数を、前記推奨周波数として抽出するように構成されている、請求項1に記載の欠陥検査装置。
- 前記制御部は、
検出しようとする欠陥の種類を取得し、
前記検査対象に前記弾性波を励起するために前記励振部が発生させる励振振動の周波数を所定の帯域において順次変化させることによって、前記推奨周波数を抽出するとともに、前記検査対象の欠陥の種類に対応するように、前記弾性波の周波数を変化させる帯域を変更するように構成されている、請求項1に記載の欠陥検査装置。 - 入力される交流信号を機械的振動に変換して弾性波を励起する励振部により検査対象に前記弾性波を励起するステップと、
前記検査対象の測定領域にレーザ光を照射するステップと、
前記測定領域において反射された前記レーザ光をレーザ干渉法により干渉させるとともに、干渉された前記レーザ光を測定するステップと、
干渉された前記レーザ光を測定するステップよりも前に、前記検査対象に前記弾性波を励起するために発生させる励振振動の周波数を変化させることによって、複数の周波数について、前記検査対象に励起される前記弾性波の状態に関する情報である振動状態情報を取得するとともに、取得された複数の周波数についての前記振動状態情報に基づいて、複数の周波数のうちから前記検査対象の欠陥の検査に推奨される推奨周波数を抽出するステップと、を備え、
前記推奨周波数を抽出するステップは、複数の周波数について、前記励振部に入力される前記交流信号の電圧と前記励振部に入力される前記交流信号の電流との位相差に基づいて前記振動状態情報を取得するとともに、取得された複数の周波数についての前記振動状態情報に基づいて、前記推奨周波数を抽出する、欠陥検査方法。 - 抽出された前記推奨周波数を識別可能なように表示するステップをさらに備える、請求項6に記載の欠陥検査方法。
- 干渉された前記レーザ光を測定するステップよりも後に、
抽出された前記推奨周波数を識別可能なように再度表示するステップをさらに備える、請求項7に記載の欠陥検査方法。
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