JP7444257B2 - 欠陥検査装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
Φj=-arctan{(Ij3-Ij1)/(Ij2-Ij0)}・・・(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。
Φj=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。
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。
本実施形態では、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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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2020
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