JP7444257B2 - 欠陥検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、欠陥検査装置に関する。

従来、欠陥検査装置が知られている。このような欠陥検査装置は、たとえば、特許第６４５１６９５号公報に開示されている。

上記特許第６４５１６９５号公報には、被検査物体に弾性波を励起する励振部と、被検査物体の表面の測定領域にストロボ照明の照射を行う照明部と、変位測定部とを備える欠陥検査装置が開示されている。変位測定部は、弾性波の位相とストロボ照明のタイミングとを制御することにより、弾性波の互いに異なる少なくとも３つの位相において測定領域各点の前後方向の変位を一括測定するように構成されている。この特許第６４５１６９５号公報の欠陥検査装置は、変位測定部によって測定領域各点の振動状態（振幅および位相）を撮像する。上記特許第６４５１６９５号公報の欠陥検査装置は、撮像した測定領域各点の振動状態に基づいて、振動の変位の相違を画像の明暗の相違で表した画像を作成する。上記特許第６４５１６９５号公報の欠陥検査装置は、作成した画像に対して、目視または画像処理を行うことにより、振動状態の不連続部を欠陥として検出する。

特許第６４５１６９５号公報

しかしながら、上記特許第６４５１６９５号公報に記載されている欠陥検査装置は、励振部と撮像部との相対位置が固定されていないと考えられる。そのため、検査毎に励振部と撮像部との相対位置が変化する可能性がある。励振部と撮像部との相対位置が変化すると、再測定などにより、同一の検査領域（撮像範囲）を検査する場合に、測定領域各点の振動状態が変化する可能性がある。測定領域各点の振動状態が変化すると、検査の再現性が乏しくなる。そこで、検査の再現性を向上させることが可能な欠陥検査装置が望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、検査の再現性を向上させることが可能な欠陥検査装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における欠陥検査装置は、検査対象に弾性波を励起する励振部と、検査対象にレーザ光を照射するレーザ照明と、励振部により励振された検査対象の互いに異なる位置から反射するレーザ光を干渉させる干渉部と、干渉されたレーザ光を撮像する撮像部と、撮像部を検査対象から所定の距離だけ離間した位置に配置可能に保持する保持部材と、保持部材または撮像部と、励振部と、を接続する接続部材と、撮像部により撮像した干渉されたレーザ光に基づいて、検査対象の弾性波の伝播に関する画像を生成する制御部と、前記励振部からの振動を吸収するとともに、励振部を検査対象に密着させるように付勢する振動吸収部材と、を備える。

本発明の一の局面では、上記のように、保持部材または撮像部と、励振部と、を接続する接続部材を備える。上記接続部材を備えることにより、保持部材を介して、または、直接、励振部と撮像部とが接続されるので、励振部と撮像部との相対位置が変化することを抑制することができる。その結果、検査の再現性を向上させることが可能な欠陥検査装置を提供することができる。

一実施形態における欠陥検査装置の全体構成を示した模式図である。 一実施形態における欠陥検査装置の斜視図である。 スペックル‐シェアリング干渉計の構成を説明するためのブロック図である。 弾性波の伝搬に関する画像の一例を示した図である。 一実施形態における励振部の模式的な断面図である。 一実施形態における接続部材に設けられた励振部および吸着部の模式的な断面図である。 第１変形例による欠陥検査装置の模式図である。 第２変形例による欠陥検査装置において、励振部が吸着部の内側に設けられる構成の模式図である。 第２変形例による欠陥検査装置において、励振部が吸着部の外側に設けられる構成の模式図である。 第３変形例による欠陥検査装置の模式図である。 第４変形例による欠陥検査装置の模式図である。 第５変形例による欠陥検査装置の模式図である。 第６変形例による欠陥検査装置の模式図である。 第７変形例による欠陥検査装置の模式図である。 第８変形例による欠陥検査装置の模式図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１～図６を参照して、本発明の一実施形態による欠陥検査装置１００の構成について説明する。

（欠陥検査装置の構成）
図１に示すように、欠陥検査装置１００は、励振部１と、レーザ照明２と、スペックル‐シェアリング干渉計３と、保持部材４と、接続部材５と、制御部６と、信号発生器７と、表示部８と、操作入力部９と、真空ポンプ１０とを備えている。

励振部１は、信号発生器７から電気信号を受信して、検査対象９０に弾性波を励起する。励振部１が信号発生器７から受信する電気信号は、たとえば、交流のパルス信号を含む。励振部１は、検査対象９０に接触するように配置され、信号発生器７からの交流電気信号を機械的振動に変換し、検査対象９０に弾性波を励起する。励振部１の詳細な構成については、後述する。

レーザ照明２は、信号発生器７から電気信号を受信して、検査対象９０にレーザ光を照射する。レーザ照明２は、図示しないレーザ光源と照明光レンズとを含んでいる。照明光レンズは、レーザ光源から照射されたレーザ光を検査対象９０の表面の検査領域９０ａ（図２参照）全体に拡げて照射する。

励振部１およびレーザ照明２は、信号発生器７にケーブル２０を介して接続されている。

スペックル‐シェアリング干渉計３は、励振部１により励振された検査対象９０の互いに異なる位置から反射するレーザ光を干渉させるように構成されている。スペックル‐シェアリング干渉計３の詳細な構成については、後述する。

保持部材４は、スペックル‐シェアリング干渉計３を検査対象９０から所定の距離だけ離間した位置に配置可能に保持するように構成されている。また、保持部材４は、レーザ照明２を検査対象９０から所定の距離だけ離間した位置に配置可能に構成されている。

また、保持部材４は、スペックル‐シェアリング干渉計３を保持する干渉計保持部４０と、干渉計保持部４０の設けられた複数の脚部４１とを有している。励振部１は、接続部材５を介して、複数の脚部４１のいずれかに設けられている。なお、干渉計保持部４０は、請求の範囲の「撮像部保持部」の一例である。

また、複数の脚部４１には、検査対象９０に吸着することにより保持部材４を支持する吸着部１２が設けられている。

接続部材５は、励振部１と保持部材４とを接続するために設けられる。具体的には、接続部材５の一方側の端面に励振部１が接続される。また、接続部材５の他方側の端面には、保持部材４が接続される。本実施形態では、接続部材５は、平板形状を有している。また、接続部材５は、保持部材４またはスペックル‐シェアリング干渉計３と、励振部１とを接続するように構成されている。図１に示す例では、接続部材５は、保持部材４と励振部１とを接続している。接続部材５の詳細な構成については、後述する。

制御部６は、スペックル‐シェアリング干渉計３を制御することにより、弾性波の伝播に関する画像６１（図４参照）を生成するように構成されている。また、制御部６は、信号発生器７を制御することにより、励振部１に対して交流電気信号を送信するように構成されている。また、制御部６は、レーザ照明２に対して、電気信号を送信するように構成されている。また、制御部６は、電磁弁１１を制御することにより、真空ポンプ１０を用いて吸着部１２の凹部１２ａ（図６参照）の内部を減圧するように構成されている。制御部６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのプロセッサと、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、揮発性および／または不揮発性メモリと、を含むコンピュータにより構成されている。

信号発生器７は、制御部６の制御の下、励振部１に対して送信する交流電気信号を生成するように構成されている。また、信号発生器７は、制御部６の制御の下、レーザ照明２に対して送信する電気信号を生成するように構成されている。

表示部８は、制御部６で作成された検査対象９０における弾性波の伝播に関する画像６１を表示するように構成されている。表示部８は、たとえば、液晶モニタを含む。

操作入力部９は、検査者の操作入力を受け付け可能に構成されている。操作入力部９は、たとえば、タッチパネルを含む。

真空ポンプ１０は、制御部６の制御の下、吸着部１２の凹部１２ａ（図６参照）内の気体を吸引するように構成されている。真空ポンプ１０によって吸着部１２の凹部１２ａ内の気体が吸引されることにより、吸着部１２は、検査対象９０に対して吸着するように構成されている。

本実施形態では、制御部６、信号発生器７、および、表示部８は、可搬型の制御装置１１０内に設けられている。制御装置１１０は、たとえば、図示しない背負子が設けられている。これにより、検査者は、制御装置１１０を背負った状態で、検査対象９０の検査を実施することができる。また、真空ポンプ１０は、制御装置１１０とともに持ち運びが可能なように、制御装置１１０に設けられている。

検査対象９０は、たとえば、構造物である。具体的には、検査対象９０は、航空機の機体である。より具体的には、具体的には、航空機の機体に用いられる、鋼板９１に表面に塗膜９２が塗装された塗装鋼板である。欠陥検査装置１００は、検査対象９０の欠陥を検査する。図１では、欠陥として、亀裂９３および剥離９４が発生した検査対象９０を検査する例を示している。

図２に示すように、本実施形態による欠陥検査装置１００は、レーザ照明２およびスペックル‐シェアリング干渉計３と、検査対象９０（検査領域９０ａ）とが対向する向きに配置された状態において、検査対象９０を検査するように構成されている。具体的には、欠陥検査装置１００は、検査対象９０の検査領域９０ａに対して、レーザ光を照射するように構成されている。

本実施形態では、保持部材４は、複数の脚部４１として、第１脚部４１ａと、第２脚部４１ｂと、第３脚部４１ｃとを含む。励振部１は、複数の脚部４１のうちのいずれかの脚部４１に設けられている。図２に示す例では、励振部１は、第１脚部４１ａに設けられている。励振部１は、接続部材５を介して、第１脚部４１ａとの相対位置が実質的に固定された状態において、第１脚部４１ａに設けられている。

また、励振部１は、第１脚部４１ａを検査対象９０に接触させた際に、スペックル‐シェアリング干渉計３に対する相対位置があらかじめ設定された位置で、検査対象９０に接触するように、第１脚部４１ａに設けられている。なお、予め設定された位置とは、スペックル‐シェアリング干渉計３に対する励振部１の相対位置が、検査毎に略等しくなる位置のことである。

また、保持部材４には、把持部４ａが設けられている。検査者は、把持部４ａを把持した状態で、欠陥検査装置１００を検査対象９０に当接させ、操作入力部９を操作することによって、欠陥検査装置１００を検査対象９０に吸着させる。なお、吸着部１２を介して、欠陥検査装置１００を検査対象９０に当接させた状態で固定できるので、検査者は、把持せずに検査を実施することが可能である。

（スペックル・シェアリング干渉計）
次に、図３を参照して、本実施形態におけるスペックル‐シェアリング干渉計３の構成について説明する。

図３に示すように、スペックル‐シェアリング干渉計３は、干渉部３０と、イメージセンサ３１とを含む。干渉部３０は、ビームスプリッタ３２、位相シフタ３３、第１反射鏡３４、第２反射鏡３５、集光レンズ３６を含む。なお、イメージセンサ３１は、請求の範囲の「撮像部」の一例である。

ビームスプリッタ３２はハーフミラーであり、検査対象９０の表面で反射されたレーザ光が入射される位置に配置される。

第１反射鏡３４は、ビームスプリッタ３２で反射されるレーザ光の光路上において、ビームスプリッタ３２の反射面に対して、４５度の角度となるように配置されている。

第２反射鏡３５は、ビームスプリッタ３２を透過するレーザ光の光路上において、ビームスプリッタ３２の反射面に対して、４５度の角度からわずかに傾斜した角度になるように配置されている。

位相シフタ３３は、ビームスプリッタ３２と第１反射鏡３４との間に配置され、制御部６の制御により、透過するレーザ光の位相を変化（シフト）させるものである。位相シフタ３３は、たとえば、光学部材を含む。位相シフタ３３を構成する光学部材は、たとえば、透過するレーザ光の屈折率がそれぞれ異なる２つのレンズが一体化された複合レンズ対を含む。

イメージセンサ３１は検出素子を多数有し、ビームスプリッタ３２で反射された後に第１反射鏡３４で反射されてビームスプリッタ３２を透過するレーザ光６０ａ、およびビームスプリッタ３２を透過した後に第２反射鏡３５で反射されてビームスプリッタ３２で反射されるレーザ光６０ｂの光路上に配置される。

集光レンズ３６は、ビームスプリッタ３２とイメージセンサ３１の間に配置され、ビームスプリッタ３２を透過したレーザ光６０ａとビームスプリッタ３２で反射されたレーザ光６０ｂとを集光させる。

検査対象９０の表面上のＡ点９５および第１反射鏡３４で反射されるレーザ光６０ａと、検査対象９０の表面上のＢ点９６および第２反射鏡３５で反射されるレーザ光６０ｂとは、互いに干渉し、イメージセンサ３１の同一箇所に入射する。

制御部６は、スペックル‐シェアリング干渉計３内に配置された位相シフタ３３を図示しないアクチュエータで稼働させ、透過するレーザ光の位相を変化させる。これにより、Ａ点９５で反射されたレーザ光とＢ点９６で反射されたレーザ光との位相差が変化する。これら２つのレーザ光が干渉した干渉光の強度をイメージセンサ３１の各検出素子は検出する。

（弾性波の伝播に関する画像）
制御部６は、信号発生器７を介して、励振部１の振動とレーザ照明２のレーザ光の照射のタイミングとを制御し、位相シフト量を変化させながら、画像を撮影させる。位相シフト量はλ／４ずつ変化される。制御部６は、各位相シフト量（０、λ／４、λ／２、３λ／４）において、レーザ照射のタイミングｊ（ｊ＝０～７）分の３２枚の画像を撮影させる。また、制御部６は、画像の撮影前と、各位相（０、λ／４、λ／２、３λ／４）の画像を撮像する間と、画像の撮影後とにおいて、消灯時の画像を合計５枚撮影させる。すなわち、制御部６は、合計３７枚の画像を撮影させる。なお、λは、レーザ光の波長である。

制御部６は、各検出素子からの検出信号を下記の手順で処理し、弾性波の伝播に関する画像６１を取得する。

レーザ照射のタイミングｊ（ｊ＝０～７）が同じで位相シフト量がλ／４ずつ異なる画像（４枚ずつ）の輝度値Ｉ_ｊ０～Ｉ_ｊ３から、式（１）により、光位相（位相シフト量ゼロの時の、２光路間の位相差）Φjを求める。
Φ_j＝－ａｒｃｔａｎ｛（Ｉ_ｊ３－Ｉ_ｊ１）／（Ｉ_ｊ２－Ｉ_ｊ０）｝・・・（１）
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、θ、Ｃを求める。
Φ_ｊ＝Ａｃｏｓ（θ＋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（ｉθ）：複素振幅・・・（３）
ここで、複素振幅Ｂは、弾性波の伝播に関する画像６１を出力するための基となる画像情報（複素振幅の二次元空間情報）である。式（２）から定数項Ｃを除いた近似式より、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）を構成し、弾性波の伝播に関する画像６１として出力する。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てもよい。また、位相シフト量やレーザ照射タイミングのステップ（上記例ではそれぞれλ／４およびＴ／８、ただしＴは振動の周期）はこれに限らない。この場合、計算式は上記式（１）～式（３）とは異なる式になる。

検査対象９０に欠陥が生じている場合、図４に示すように、弾性波の伝播に関する画像６１において、振動状態が不連続な部分８０および振動状態が不連続な部分８１が生じる。検査者は、弾性波の伝播に関する画像６１に生じた振動状態が不連続な部分８０および不連続な部分８１を確認することにより、検査対象９０に欠陥が生じているか否かを把握することができる。なお、図４では、欠陥として、亀裂９３が生じている場合に、振動状態が不連続な部分８０が生じる例を示している。また、図４では、欠陥として、剥離９４が生じている場合に、振動状態が不連続な部分８１が生じる例を示している。

（励振部）
次に、図５を参照して、本実施形態における励振部１の構成について説明する。

図５に示すように、励振部１は、筐体１ａと、振動子１ｂと、振動吸収部材１ｃとによって構成されている。

筐体１ａは、接続部材５を介して第１脚部４１ａに接続されている。具体的には、筐体１ａは、励振部接続部材５ａを介して接続部材５に接続されている。また、励振部接続部材５ａは、ジョイント部５ｂを有している。筐体１ａは、ジョイント部５ｂを中心として回動可能に励振部接続部材５ａに設けられている。したがって、第１脚部４１ａが検査対象９０に対して垂直でない場合でも、ジョイント部５ｂによって励振部１が回動することにより、励振部１を検査対象９０に対して垂直に当接させることができる。

筐体１ａの内部には、振動子１ｂおよび振動吸収部材１ｃが設けられている。振動子１ｂは、ケーブル２０を介して電流が供給されるように構成されている。振動子１ｂは、供給された電流の電圧を変換することにより、振動子１ｂの振動面１ｅをＸ方向に振動させる。振動面１ｅを検査対象９０に当接させることにより、振動子１ｂは、検査対象９０に弾性波を励起するように構成されている。振動子１ｂは、たとえば、圧電素子を含む。

振動吸収部材１ｃは、励振部１とスペックル‐シェアリング干渉計３（イメージセンサ３１）との間に設けられている。すなわち、振動吸収部材１ｃは、励振部１とイメージセンサ３１との連結構造の途中に設けられている。具体的には、振動吸収部材１ｃは、筐体１ａと振動子１ｂとの間に設けられている。振動吸収部材１ｃは、励振部１からの振動を吸収するために設けられている。振動吸収部材１ｃは、たとえば、弾性部材を含む。弾性部材は、たとえば、ばねである。振動吸収部材１ｃは、振動子１ｂの振動が、筐体１ａに伝搬することを抑制することが可能なように、振動子１ｂの振動の振幅、周波数などに基づいて、適切なばね定数を有するばねによって構成される。

また、振動吸収部材１ｃは、振動子１ｂを矢印７０の方向に付勢する付勢力を、振動子１ｂに印加するように構成されている。すなわち、図５に示す例では、振動吸収部材１ｃは、自然長から縮められた状態において、筐体１ａと振動子１ｂとの間に配置される。

図６に示すように、励振部１は、吸着部１２とともに、第１脚部４１ａに設けられている。具体的には、励振部１は、接続部材５を介して、複数の吸着部１２とともに、第１脚部４１ａに設けられている。本実施形態では、励振部１は、２つの吸着部１２の間に配置される。また、励振部１および複数の吸着部１２は、Ｙ方向に沿って並ぶように配置される。これにより、吸着部１２が検査領域９０ａ（図２参照）に配置されることを抑制することができる。

吸着部１２は、凹部１２ａと、検査対象９０に対して密着する密着部１２ｂと、を有している。凹部１２ａは、開口側の端面が検査対象９０と当接可能なように吸着部１２に設けられている。密着部１２ｂは、弾性部材によって構成されている。密着部１２ｂは、たとえば、ゴムなどを含む。密着部１２ｂは、凹部１２ａの開口側の端面の全周を取り囲むように設けられている。したがって、吸着部１２を検査対象９０に当接させた際に、凹部１２ａと、密着部１２ｂと、検査対象９０とによって、閉じた空間が形成される。また、吸着部１２は、チューブ２１を介して真空ポンプ１０と接続されている。吸着部１２は、チューブ２１を介して真空ポンプ１０によって上記閉じた空間内の気体が吸引されることにより、上記閉じた空間内が減圧され、検査対象９０に吸着するように構成されている。

また、接続部材５は、吸着部接続部材５ｃを含む。吸着部１２は、吸着部接続部材５ｃを介して接続部材５に接続されている。また、吸着部接続部材５ｃは、ジョイント部５ｄを有している。吸着部１２は、ジョイント部５ｄを中心として回動可能に吸着部接続部材５ｃに設けられている。したがって、第１脚部４１ａが検査対象９０に対して垂直でない場合でも、ジョイント部５ｄによって吸着部１２が回動することにより、吸着部１２を検査対象９０に対して垂直に当接させることができる。そのため、吸着部１２によって保持部材４を安定的に支持することができる。

また、本実施形態では、複数の脚部４１は、中空の円筒形状を有している。また、接続部材５は、中空に形成されている。ケーブル２０は、第１脚部４１ａの内部に収容されている。また、チューブ２１は、第１脚部４１ａの内部に収容されている。

［本実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように構成することにより、保持部材４を介して励振部１と撮像部（イメージセンサ３１）とが接続されるので、励振部１と撮像部（イメージセンサ３１）との相対位置が変化することを抑制することができる。その結果、検査の再現性を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、励振部１と撮像部（イメージセンサ３１）との間に設けられ、励振部１からの振動を吸収する振動吸収部材１ｃをさらに備える。これにより、励振部１からの振動が撮像部（イメージセンサ３１）に伝搬することを抑制することができる。その結果、励振部１からの振動によって撮像部（イメージセンサ３１）が振動することを抑制することが可能となるので、撮像部（イメージセンサ３１）が振動することによって弾性波の伝播に関する画像６１にノイズが生じることを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、保持部材４は、撮像部（イメージセンサ３１）を保持する撮像部保持部（干渉計保持部４０）と、撮像部保持部（干渉計保持部４０）に設けられた複数の脚部４１とを有しており、励振部１は、接続部材５を介して、複数の脚部４１のうちのいずれかの脚部４１（第１脚部４１ａ）に設けられている。これにより、励振部１と撮像部（イメージセンサ３１）とが、接続部材５および第１脚部４１ａを介して接続されるため、撮像部（イメージセンサ３１）に対する励振部１の相対位置が変化することを容易に抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、励振部１は、第１脚部４１ａを検査対象９０に接触させた際に、撮像部（イメージセンサ３１）に対する相対位置があらかじめ設定された位置で、検査対象９０に接触するように、第１脚部４１ａに設けられている。これにより、検査毎に励振部１と撮像部（イメージセンサ３１）との相対位置が変化することを容易に抑制することができる。その結果、検査の再現性が低下することを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、励振部１は、筐体１ａと、振動子１ｂと、振動吸収部材１ｃと、を含み、筐体１ａは、接続部材５を介して第１脚部４１ａに接続されており、振動子１ｂおよび振動吸収部材１ｃは、筐体１ａの内部に設けられており、振動吸収部材１ｃは、筐体１ａと振動子１ｂとの間に設けられている。これにより、振動吸収部材１ｃによって、振動子１ｂからの振動が、筐体１ａに伝搬することを抑制することができる。その結果、振動子１ｂからの振動が筐体１ａ、接続部材５および第１脚部４１ａを介して、撮像部（イメージセンサ３１）に伝搬することを抑制することができる。また、振動吸収部材１ｃによって振動子１ｂを付勢することが可能となるので、振動子１ｂを検査対象９０に対して密着させることができる。その結果、検査対象９０が平面でない場合でも、検査対象９０に対して弾性波を励起させることが可能となるので、検査精度を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、複数の脚部４１には、検査対象９０に吸着することにより保持部材４を支持する吸着部１２が設けられており、励振部１は、吸着部１２とともに第１脚部４１ａに設けられている。これにより、吸着部１２によって保持部材４および励振部１が支持されるため、検査者が保持部材４を支持することなく検査することができる。その結果、保持部材４を検査者が支持しながら検査する構成を比較して、検査者の負担を軽減することができる。また、検査者が保持部材４を支持することなく検査することが可能となるので、検査者が保持部材４に対して振動を与えることを防止することができる。その結果、弾性波の伝播に関する画像６１にノイズが生じることを抑制することができる。また、後述する第５変形例のように、Ｚ２方向の検査対象９０の検査を行う場合には、複数の脚部４１に、検査対象９０に当接する当接部材１３が設けられており、励振部１は、当接部材１３とともに第１脚部４１ａに設けてもよい。このように構成しても、上記励振部１を吸着部１２とともに設ける構成と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、上記のように、励振部１は、複数の吸着部１２とともに、第１脚部４１ａに設けられている。これにより、複数の吸着部１２によって、励振部１を検査対象９０に対して密着させることができる。したがって、検査者が励振部１を検査対象９０に当接させて検査する構成と異なり、所定の吸着力によって、励振部１を検査対象９０に密着させることができる。その結果、検査毎に励振部１の密着度合いが変化することを抑制することが可能となるので、検査の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、励振部１は、ケーブル２０を介して電流が供給されることにより検査対象９０に対して弾性波を励起するように構成されており、ケーブル２０は、第１脚部４１ａの内部に収容されている。これにより、たとえば、ケーブル２０が第１脚部４１ａの内部に収容されていない構成と比較して、ケーブル２０の引き回しが煩雑になることを抑制することができる。その結果、検査の作業性を向上させることができる。

［変形例］
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。

（第１変形例）
たとえば、上記実施形態では、励振部１が吸着部１２とともに接続部材５に設けられる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図７に示すように、励振部１は、当接部材１３とともに第１脚部４１ａに設けられていてもよい。当接部材１３は、たとえば、樹脂または弾性部材によって構成されている。また、励振部１が設けられていない第２脚部４１ｂおよび第３脚部４１ｃには、吸着部１２が設けられている。

欠陥検査装置１００を用いて航空機の機体の側面を検査する場合には、第２脚部４１ｂおよび第３脚部４１ｃが上側（Ｚ１側）となり、第１脚部４１ａが下側（Ｚ２側）となるように、欠陥検査装置１００を配置する。このように欠陥検査装置１００を配置すれば、保持部材４に対して矢印７１に示すようなモーメントが生じる。そのため、励振部１に対して、矢印７２に示すように、検査対象９０に付勢する力がかかる。したがって、励振部１とともに吸着部１２を設けない構成であっても、検査対象９０に対して励振部１を密着させることができる。

第１変形例では、上記のように構成することにより、励振部１を吸着部１２とともに設ける構成と比較して、部品点数が増加することを抑制することができる。また、励振部１を吸着部１２とともに設ける構成と比較して、励振部１に対して印加される力が大きくなることを抑制することができる。したがって、励振部１に対して印加される力によって、励振部１が検査対象９０に必要以上に押し付けられ、励振部１から伝搬される弾性波の振幅が小さくなることを抑制することができる。その結果、弾性波の振幅が小さくなることに起因して検査の精度が低下することを抑制することができる。

（第２変形例）
また、上記実施形態では、励振部１を吸着部１２とともに設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、励振部１は、吸着部１２の内部または外部に一体的に設けられていてもよい。具体的には、図８に示すように、励振部１を、吸着部１２の凹部１２ａに設けることにより、励振部１を吸着部１２の内部に一体的に構成する。なお、図８に示す例では、励振部１が吸着部１２の内部に一体的に構成されているが、図９に示すように、励振部１は、吸着部１２の外部に一体的に構成されていてもよい。具体的には、励振部１の内側の検査対象９０に当接する面に凹み部１ｆを設け、その凹み部１ｆ内を真空ポンプ１０によって減圧することにより、吸着部１２としてもよい。

第２変形例では、上記のように構成することにより、第１脚部４１ａに対して吸着部１２とともに励振部１を設ける構成と比較して、第１脚部４１ａに取り付ける部品点数が増加することを抑制することができる。また、励振部１と吸着部１２とを一体化することが可能となり、保持部材４の取り回しが煩雑化することを抑制することができる。

（第３変形例）
また、上記実施形態では、励振部１が、接続部材５を介して、第１脚部４１ａに対する相対位置が実質的に固定された状態で設けられる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、接続部材５は、検査対象９０に対する励振部１の接触する位置を調整可能に構成されていてもよい。

具体的には、図１０に示すように、第３変形例では、接続部材５は、第１節部５０と、第２節部５１と、第３節部５２とを含む。第１節部５０および第２節部５１は、伸縮可能に構成されている。

第１節部５０は、ジョイント部５３を介して第３節部５２と接続している。第１節部５０は、ジョイント部５３を中心に回動可能に構成されている。また、第１節部５０は、ジョイント部５４を介して第１脚部４１ａと接続している。第１節部５０は、ジョイント部５４を中心に回動可能に構成されている。

第２節部５１は、ジョイント部５５を介して第３節部５２と接続している。第２節部５１は、ジョイント部５５を中心に回動可能に構成されている。また、第２節部５１は、ジョイント部５６を介して第１脚部４１ａに接続されている。第２節部５１は、ジョイント部５６を中心に回動可能に構成されている。

第３節部５２は、ジョイント部５３を介して第１節部５０と接続している。また、第３節部５２は、ジョイント部５５を介して第２節部５１と接続している。また、第３節部５２のジョイント部５３とは反対側の端部には、励振部１が設けられている。

第１節部５０と第２節部５１とは、互いに平行になるように配置されている。第３節部５２をＸ方向に移動させた場合、第１節部５０と第２節部５１とは、それぞれ、ジョイント部５４およびジョイント部５６を中心に回動する。これにより、第３節部５２の検査対象９０に対する角度を維持したまま、第３節部５２をＸ方向に移動させることができる。したがって、接続部材５は、励振部１の検査対象９０に対する角度を維持したまま、Ｘ方向における励振部１の位置を調整することができる。接続部材５は、いわゆるリンク機構として構成されている。

また、接続部材５は、励振部１を検査対象９０に対して付勢する付勢部材５ｅを含む。付勢部材５ｅは、第２節部５１と第１脚部４１ａとの間に設けられており、第２節部５１を矢印７３の方向に付勢している。付勢部材５ｅによる付勢力は、第２節部５１および第３節部５２を介して、矢印７４の方向の付勢力として、励振部１に印加される。なお、図１０に示す例では、第１脚部４１ａには、吸着部１２が設けられているが、吸着部１２の代わりに、当接部材１３（図７参照）が設けられてもよい。

第３変形例では、上記のように接続部材５によって励振部１が検査対象９０に接触する位置を調整可能に構成することにより、たとえば、検査対象９０の表面に凹凸がある場合、または、検査対象９０の表面が湾曲している場合であっても、検査対象９０に対して励振部１を密着させることができる。その結果、励振部１によって、所定の弾性波を検査対象９０に励起することが可能になるので、検査精度が低下することを抑制することができる。

また、上記のように、接続部材５が、励振部１を検査対象９０に対して付勢する付勢部材５ｅを含むことにより、たとえば、検査対象９０の表面が傾斜している場合であっても、付勢部材５ｅの付勢力によって、励振部１を検査対象９０に対して容易に密着させることができる。その結果、励振部１によって、所定の弾性波を検査対象９０に励起することが可能になるので、検査精度が低下することを容易に抑制することができる。

（第４変形例）
また、上記実施形態では、励振部１が、接続部材５を介して、第１脚部４１ａに対する相対位置が実質的に固定された状態で設けられる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、接続部材５は、第１脚部４１ａを中心とする周方向に回転可能に構成されていてもよい。

図１１に示すように、第４変形例では、接続部材５は、第４節部５７と、円筒部５８とを含む。

第４節部５７は、Ｙ方向に延びる第１節部材５７ａおよび第２節部材５７ｂと、Ｘ方向に延びる第３節部材５７ｃを含む。第４節部５７は、第１節部材５７ａ、第２節部材５７ｂおよび第３節部材５７ｃを一体的に形成することにより形成される。また、第１節部材５７ａおよび第２節部材５７ｂには、それぞれ、連結部５９ａおよび連結部５９ｂが設けられている。連結部５９ａおよび連結部５９ｂは、それぞれ、第１節部材５７ａおよび第２節部材５７ｂをＹ方向に伸縮可能に構成されている。また、第１節部材５７ａと、第２節部材５７ｂとは、それぞれ、円筒部５８に接続されている。円筒部５８は、第１脚部４１ａの中心線７５周りの回転方向に回転可能に構成されている。したがって、接続部材５は、励振部１を、第１脚部４１ａを中心に回動可能に構成されている。また、円筒部５８は、第１脚部４１ａに沿った方向に移動可能に構成されている。検査者は、第１脚部４１ａに対して励振部１が所定の位置となるように、円筒部５８の位置および回転角度を調整し、位置決め部材４２によって円筒部５８の位置を固定した状態で、検査対象９０の検査を実施する。なお、図１１に示す例では、第１脚部４１ａには、吸着部１２が設けられているが、吸着部１２の代わりに、当接部材１３（図７参照）が設けられてもよい。

第４変形例では、上記のように構成することにより、たとえば、励振部１と検査領域９０ａとの間に第１脚部４１ａが配置される場合でも、励振部１を回転させることにより、励振部１の位置を調整することができる。その結果、励振部１と検査領域９０ａとの間に第１脚部４１ａが配置されることを抑制することが可能となるので、検査領域９０ａに対して所定の弾性波を励起することができる。

（第５変形例）
また、上記実施形態では、吸着部１２が複数の脚部４１のそれぞれに設けられる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、複数の脚部４１に当接部材１３を設けてもよい。

図１２に示すように、第５変形例では、複数の脚部４１は、励振部１が設けられる励振脚部４１ｄと、保持部材４を支持する支持脚部４１ｅとを含む。なお、第５変形例は、Ｚ２方向（鉛直方向の下側）にある検査対象９０に対して、欠陥検査装置１００を配置して検査する場合を想定している。

第５変形例では、上記のように構成することにより、励振脚部４１ｄによって弾性波を励起するとともに、支持脚部４１ｅによって保持部材４を支持することができる。その結果、吸着部１２によって保持部材４を支持する構成を比較して、部品点数が増加することを抑制することができる。また、吸着部１２を設ける構成と比較して、支持脚部４１ｅのメンテナンスの頻度が増加することを抑制することが可能であるため、検査者の負担を軽減することができる。また、当接部材１３によって保持部材４および励振部１が支持されるため、検査者が保持部材４を支持することなく検査することができる。その結果、保持部材４を検査者が支持しながら検査する構成を比較して、検査者の負担を軽減することができる。また、検査者が保持部材４を支持することなく検査することが可能となるので、検査者が保持部材４に対して振動を与えることを防止することができる。その結果、弾性波の伝播に関する画像６１にノイズが生じることを抑制することができる。

また、上記実施形態では、複数の脚部４１のうち、いずれか１脚部（第１脚部４１ａ）に励振部１を設ける例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、図１３に示す第６変形例のように、励振部１は、接続部材５を介して、複数の脚部４１のうちの少なくとも２つの脚部４１に設けられていてもよい。図１３に示す例は、第１脚部４１ａおよび第２脚部４１ｂに励振部１が配置されている。

ここで、１箇所から弾性波を伝播させる構成では、欠陥が生じている箇所の先は、振動の伝播が弱まり、振動状態が不連続な部分８０および８１の検出が困難になる。そこで、第６変形例では、上記のように構成することにより、複数箇所（２箇所）から弾性波を伝播させることができる。その結果、弾性波を異なる複数箇所から伝播させることが可能となるので、１箇所から弾性波を伝播させる構成とは異なり、振動の伝播が弱まることによって欠陥の検出が困難になる部分が増加することを抑制することができる。

また、上記実施例では、複数の脚部４１の間の空間を遮蔽するシートなどを設けない構成の例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、図１４に示す第７変形例のように、複数の脚部４１の各々には、複数の脚部４１に囲まれた空間４３を覆う遮光部材１４が設けられている。なお、図１４に示す例では、便宜上、遮光部材１４にハッチングを付して図示している。また、図１４に示す例では、３つの脚部４１の各々に遮光部材１４を設けているが、たとえば、検査領域９０ａ（図２参照）の４角（四隅）の外側に４つの脚部４１を備え、撮像時には４つの脚部４１を覆うように遮光部材１４を設ける構成としてもよい。

第７変形例では、上記のように構成にすることにより、屋外などで検査する際に、太陽光などの外光の影響を除くことができる。また、レーザ光が検査領域９０ａ（図２参照）から外部に漏れることを防止することが可能となるので、検査者がレーザ光を覗き込むことを防止することができる。その結果、検査者の安全を確保することができる。

（第８変形例）
また、上記実施形態では、保持部材４が複数の脚部４１を含む構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、箱型形状を有する保持部材４に対して、励振部１、レーザ照明２、および、スペックル‐シェアリング干渉計３を設けてもよい。図１５に示すように、箱型形状を有する保持部材４を用いる場合、励振部１は、接続部材５を介して保持部材４の側面に設ければよい。

（その他の変形例）
また、上記実施形態では、干渉部３０およびイメージセンサ３１を含むスペックル‐シェアリング干渉計３を用いる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、干渉部３０およびイメージセンサ３１は、別々に設けられていてもよい。また、スペックル‐シェアリング干渉計３以外の干渉計によって、干渉部３０を構成してもよい。

また、上記実施形態では、欠陥検査装置１００が振動吸収部材１ｃを含む構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、欠陥検査装置１００は、振動吸収部材１ｃを備えていなくてもよい。欠陥検査装置１００が振動吸収部材１ｃを備えていない構成の場合、励振部１の筐体１ａと、振動子１ｂとを樹脂材などによって固定すればよい。

また、上記実施形態では、検査対象９０の表面に接触させて使用する励振部１を用いたが、本発明はこれに限られない。たとえば、検査対象９０の表面に接触させない位置に置かれた強力なスピーカ等を励振部１として用いてもよい。

また、本発明では、検査対象９０からの反射光がイメージセンサ３１へ入射するまでの光路上に、光学部品の保護や装置のＳＮ比の向上等を目的として、ウィンドウや、種々の光学フィルタを配置してもよい。

また、上記実施形態では、集光レンズ３６は、ビームスプリッタ３２とイメージセンサ３１の間に配置されているが、本発明は、この配置に限定されるものではない。本発明では、集光レンズ３６は、複数のレンズまたは複数のレンズ群によって構成されるものでもよい。

また、上記実施形態では、信号発生器７と、励振部１およびレーザ照明２とが、ケーブル２０（有線）を介して接続する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、信号発生器７と励振部１、および、レーザ照明２とは、無線で接続されていてもよい。

また、上記実施形態では、保持部材４が３本の脚部４１を含む構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、保持部材４は、４本の脚部４１を含んでいても構成であってもよい。保持部材４が含む脚部４１は、何本であってもよい。

また、上記実施形態では、接続部材５が平板形状を有する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。接続部材５はどのような形状を有していてもよい。たとえば、紐状の接続部材５によって、励振部１を第１脚部４１ａに接続する構成であってもよい。

また、上記実施形態では、欠陥検査装置１００が、航空機の機体を検査する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、欠陥検査装置１００は、橋げたなどを検査してもよい。橋げたなどを検査する場合、吸着部１２が橋げたなどに吸着しない可能性があるため、脚部４１には、当接部材１３を設ける構成が好ましい。

［態様］
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。

（項目１）
検査対象に弾性波を励起する励振部と、
前記検査対象にレーザ光を照射するレーザ照明と、
前記励振部により励振された前記検査対象の互いに異なる位置から反射するレーザ光を干渉させる干渉部と、
干渉されたレーザ光を撮像する撮像部と、
前記撮像部を前記検査対象から所定の距離だけ離間した位置に配置可能に保持する保持部材と、
前記保持部材または前記撮像部と、前記励振部と、を接続する接続部材と、
前記撮像部により撮像した干渉されたレーザ光に基づいて、前記検査対象の弾性波の伝播に関する画像を生成する制御部と、を備える、欠陥検査装置。

（項目２）
前記励振部と前記撮像部との間に設けられ、前記励振部からの振動を吸収する振動吸収部材をさらに備える、項目１に記載の欠陥検査装置。

（項目３）
前記保持部材は、前記撮像部を保持する撮像部保持部と、前記撮像部保持部に設けられた複数の脚部とを有しており、
前記励振部は、前記接続部材を介して、前記複数の脚部のうちのいずれかの脚部に設けられている、項目１または２に記載の欠陥検査装置。

（項目４）
前記保持部材は、前記撮像部を保持する撮像部保持部と、前記撮像部保持部に設けられた複数の脚部とを有しており、
前記励振部は、前記接続部材を介して、前記複数の脚部のうちの少なくとも２つの脚部に設けられている、項目１または２に記載の欠陥検査装置。

（項目５）
前記励振部は、前記脚部を前記検査対象に接触させた際に、前記撮像部に対する相対位置があらかじめ設定された位置で、前記検査対象に接触するように、前記脚部に設けられている、項目３または４に記載の欠陥検査装置。

（項目６）
前記励振部は、筐体と、振動子と、前記振動吸収部材と、を含み、
前記筐体は、前記接続部材を介して前記脚部に接続されており、
前記振動子および前記振動吸収部材は、前記筐体の内部に設けられており、
前記振動吸収部材は、前記筐体と前記振動子との間に設けられている、項目３または４に記載の欠陥検査装置。

（項目７）
前記複数の脚部には、前記検査対象に吸着することにより前記保持部材を支持する吸着部、または、前記検査対象に当接する当接部材が設けられており、
前記励振部は、前記吸着部、または、前記当接部材とともに前記脚部に設けられている、項目３または４に記載の欠陥検査装置。

（項目８）
前記励振部は、複数の前記吸着部とともに、前記脚部に設けられている、項目７に記載の欠陥検査装置。

（項目９）
前記励振部は、前記当接部材とともに、前記脚部に設けられており、
前記励振部が設けられていない前記脚部には、前記吸着部が設けられている、項目７に記載の欠陥検査装置。

（項目１０）
前記励振部は、前記吸着部の内部または外部に一体的に設けられている、項目７に記載の欠陥検査装置。

（項目１１）
前記接続部材は、前記検査対象に対する前記励振部の接触する位置を調整可能に構成されている、項目３または４に記載の欠陥検査装置。

（項目１２）
前記接続部材は、前記励振部を前記検査対象に対して付勢する付勢部材を含む、項目１１に記載の欠陥検査装置。

（項目１３）
前記接続部材は、前記脚部を中心とする周方向に回転可能に構成されている、項目１１に記載の欠陥検査装置。

（項目１４）
前記励振部は、ケーブルを介して電流が供給されることにより前記検査対象に対して前記弾性波を励起するように構成されており、
前記ケーブルは、前記脚部の内部に収容されている、項目３または４に記載の欠陥検査装置。

（項目１５）
前記複数の脚部は、前記励振部が設けられる励振脚部と、前記保持部材を支持する支持脚部とを含む、項目３または４に記載の欠陥検査装置。

（項目１６）
前記複数の脚部の各々には、前記複数の脚部に囲まれた空間を覆う遮光部材が設けられている、項目３または４に記載の欠陥検査装置。

１ 励振部
１ａ 筐体
１ｂ 振動子
１ｃ 振動吸収部材
２ レーザ照明
４ 保持部材
５ 接続部材
５ｅ 付勢部材
６ 制御部
１２ 吸着部
１３ 当接部材
１４ 遮光部材
２０ ケーブル
３０ 干渉部
３１ イメージセンサ（撮像部）
４０ 干渉計保持部（撮像部保持部）
４１ 脚部（複数の脚部）
４１ａ 第１脚部（複数の脚部）
４１ｂ 第２脚部（複数の脚部）
４１ｃ 第３脚部（複数の脚部）
４１ｄ 励振部脚部
４１ｅ 支持脚部
４３ 複数の脚部で囲まれた空間
６１ 弾性波の伝播に関する画像
９０ 検査対象
１００ 欠陥検査装置

Claims (15)

1. 検査対象に弾性波を励起する励振部と、
   前記検査対象にレーザ光を照射するレーザ照明と、
   前記励振部により励振された前記検査対象の互いに異なる位置から反射するレーザ光を干渉させる干渉部と、
   干渉されたレーザ光を撮像する撮像部と、
   前記撮像部を前記検査対象から所定の距離だけ離間した位置に配置可能に保持する保持部材と、
   前記保持部材または前記撮像部と、前記励振部と、を接続する接続部材と、
   前記撮像部により撮像した干渉されたレーザ光に基づいて、前記検査対象の弾性波の伝播に関する画像を生成する制御部と、
   前記励振部からの振動を吸収するとともに、前記励振部を前記検査対象に密着させるように付勢する振動吸収部材と、を備える、欠陥検査装置。
2. 前記保持部材は、前記撮像部を保持する撮像部保持部と、前記撮像部保持部に設けられた複数の脚部とを有しており、
   前記励振部は、前記接続部材を介して、前記複数の脚部のうちのいずれかの脚部に設けられている、請求項１に記載の欠陥検査装置。
3. 前記保持部材は、前記撮像部を保持する撮像部保持部と、前記撮像部保持部に設けられた複数の脚部とを有しており、
   前記励振部は、前記接続部材を介して、前記複数の脚部のうちの少なくとも２つの脚部に設けられている、請求項１に記載の欠陥検査装置。
4. 前記励振部は、前記脚部を前記検査対象に接触させた際に、前記撮像部に対する相対位置があらかじめ設定された位置で、前記検査対象に接触するように、前記脚部に設けられている、請求項２または３に記載の欠陥検査装置。
5. 前記励振部は、筐体と、振動子と、前記振動吸収部材と、を含み、
   前記筐体は、前記接続部材を介して前記脚部に接続されており、
   前記振動子および前記振動吸収部材は、前記筐体の内部に設けられており、
   前記振動吸収部材は、前記筐体と前記振動子との間に設けられている、請求項２または３に記載の欠陥検査装置。
6. 前記複数の脚部には、前記検査対象に吸着することにより前記保持部材を支持する吸着部、または、前記検査対象に当接する当接部材が設けられており、
   前記励振部は、前記吸着部、または、前記当接部材とともに前記脚部に設けられている、請求項２または３に記載の欠陥検査装置。
7. 前記励振部は、複数の前記吸着部とともに、前記脚部に設けられている、請求項６に記載の欠陥検査装置。
8. 前記励振部は、前記当接部材とともに、前記脚部に設けられており、
   前記励振部が設けられていない前記脚部には、前記吸着部が設けられている、請求項６に記載の欠陥検査装置。
9. 前記励振部は、前記吸着部の内部または外部に一体的に設けられている、請求項６に記載の欠陥検査装置。
10. 前記接続部材は、前記検査対象に対する前記励振部の接触する位置を調整可能に構成されている、請求項２または３に記載の欠陥検査装置。
11. 前記接続部材は、前記励振部を前記検査対象に対して付勢する付勢部材を含む、請求項１０に記載の欠陥検査装置。
12. 前記接続部材は、前記脚部を中心とする周方向に回転可能に構成されている、請求項１０に記載の欠陥検査装置。
13. 前記励振部は、ケーブルを介して電流が供給されることにより前記検査対象に対して前記弾性波を励起するように構成されており、
    前記ケーブルは、前記脚部の内部に収容されている、請求項２または３に記載の欠陥検査装置。
14. 前記複数の脚部は、前記励振部が設けられる励振脚部と、前記保持部材を支持する支持脚部とを含む、請求項２または３に記載の欠陥検査装置。
15. 前記複数の脚部の各々には、前記複数の脚部に囲まれた空間を覆う遮光部材が設けられている、請求項２または３に記載の欠陥検査装置。

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