JP7480915B2 - 欠陥検査装置および欠陥検査方法 - Google Patents

欠陥検査装置および欠陥検査方法 Download PDF

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Description

本発明は、欠陥検査装置および欠陥検査方法に関する。
従来、検査対象物の表面および内部に発生した亀裂や剥離などの欠陥を光学的に検査する欠陥検査装置および欠陥検査方法が知られている。このような欠陥検査方法は、たとえば、特開２０１７－２１９３１８号公報に開示されている。
上記特開２０１７－２１９３１８号公報には、検査対象物に弾性波を励起する励振部と、検査対象物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（スペックル・シェアリング干渉計）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位相において測定領域各点の検査対象物の表面に直交する方向の変位を一括測定するように構成されている。上記特開２０１７－２１９３１８号公報に記載の欠陥検査装置では、測定領域各点の振動状態（振幅および位相）に基づいて、振動の検査対象物の表面に直交する方向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。たとえば、検査対象物に欠陥が生じている場合、欠陥部分において（欠陥の端部を境に）振動状態が不連続となり、上記の画像の明暗が急変する。この画像に対して、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。
特開２０１７－２１９３１８号公報
ここで、上記特開２０１７－２１９３１８号公報には明記されていないが、振動の伝播は、検査対象物の表面に直交する方向（上下方向）と表面に沿った方向（面内方向）とが存在する。そして、検査対象物において比較的深い亀裂が発生している場合には、検査対象物の表面に直交する方向(上下方向)と検査対象物の表面に沿った方向(面内方向)との両方において、振動状態の不連続（変位）が大きく発生する。一方、検査対象物において比較的浅い亀裂が発生している場合には、検査対象物の表面に直交する方向(上下方向)における振動状態の不連続（変位）の発生が小さい。上記特開２０１７－２１９３１８号公報に記載されたような従来の欠陥検査装置では、取得した検査対象物の表面に直交する方向（上下方向）における検査対象物の振動状態の不連続（変位）に基づいて、欠陥の有無を判定するので、比較的深い亀裂の有無を判定することができる。その一方で、上記特開２０１７－２１９３１８号公報に記載されたような従来の欠陥検査装置では、検査対象物の表面に直交する方向(上下方向)における振動状態の不連続（変位）の発生が小さい比較的浅い亀裂の有無を容易に判定することは困難である。また、上記特開２０１７－２１９３１８号公報には明記されていないが、上記特開２０１７－２１９３１８号公報に記載されたような従来の欠陥検査装置によって、取得（観測）される振動状態の不連続（変位）の方向は、検査対象物に対して照明部と、変位測定部とがなす角を２等分する方向となる。
そのため、上記特開２０１７－２１９３１８号公報に記載されたような従来の欠陥検査装置では、比較的浅い亀裂の有無を判定する際には、変位測定部に対する検査対象物の角度を変更するなどして、振動状態の不連続（変位）を取得する方向（干渉画像を取得する方向）を変化させる必要がある。したがって、亀裂の深さに応じて、測定部に対する検査対象物の角度を変更する必要がある。そのため、測定部に対する検査対象物の角度を変更することなく、様々な深さの亀裂（比較的深い亀裂や比較的浅い亀裂など）の有無を容易に判定することが望まれている。
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、測定部に対する検査対象物の角度を変更することなく、様々な深さの亀裂の有無を容易に判定可能な欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することである。
この発明の第１の局面における欠陥検査装置は、検査対象物に弾性波振動を付与して励起する励振部と、励振部により弾性波振動が励起された状態の検査対象物にレーザ光を照射する照射部と、検査対象物により反射されたレーザ光の位相を変化させ、位相変化前後のレーザ光同士を干渉させるとともに、干渉光を測定する測定部と、を備え、測定部は、照射部から照射され、検査対象物から測定部に向かって反射する第１光路を経るレーザ光の干渉光に基づいて、第１光路に沿った方向から見た検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するとともに、照射部から照射され、検査対象物から第１光路とは異なる方向に向かって反射する第２光路を経るレーザ光の干渉光に基づいて、第２光路に沿った方向から見た検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するように構成されている。
この発明の第２の局面における欠陥検査方法は、検査対象物に弾性波振動を付与して励起し、弾性波振動が励起された状態の検査対象物にレーザ光を照射し、検査対象物により反射されたレーザ光の位相を変化させ、位相変化前後のレーザ光同士を干渉させるとともに、干渉光を測定する測定部に向かって反射する第１光路を経るレーザ光の干渉光に基づいて、第１光路に沿った方向から見た検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するとともに、検査対象物から第１光路とは異なる方向に向かって反射する第２光路を経るレーザ光の干渉光に基づいて、第２光路に沿った方向から見た検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得する。
本発明の第１の局面による欠陥検査装置および第２の局面における欠陥検査方法は、干渉光を測定する測定部に向かって反射する第１光路を経るレーザ光の干渉光に基づいて、第１光路に沿った方向から見た検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得する。そして、本発明の第１の局面による欠陥検査装置および第２の局面における欠陥検査方法は、検査対象物から第１光路とは異なる方向に向かって反射する第２光路を経るレーザ光の干渉光に基づいて、第２光路に沿った方向から見た検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得する。これにより、干渉光を測定する測定部に向かって反射される第１光路に沿った方向から見た検査対象物の振動状態を表す干渉画像と、第１光路とは異なる方向に向かって反射する第２光路に沿った方向から見た検査対象物の振動状態を表す干渉画像とを取得することができるので、異なる２方向から検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得することができる。したがって、測定部に対する検査対象物の角度を変更することなく、測定部に向かって反射される第１光路に沿った方向および第１光路とは異なる方向に向かって反射する第２光路に沿った方向の互いに異なる方向（異なる２方向）から見た検査対象物の振動状態の変位を取得することができる。これにより、複数の方向から見た検査対象物の振動状態の変位を取得することができるので、様々な深さの亀裂（比較的浅い亀裂や比較的深い亀裂など）の振動状態の変位を見ることができる。その結果、測定部に対する検査対象物の角度を変更することなく、様々な深さの亀裂の有無を容易に判定可能な欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することができる。
ここで、上記特開２０１７－２１９３１８号公報に記載されたような従来の欠陥検査装置では、円筒形や円柱形などの曲面を有する検査物体の曲面（周方向）に沿って広範囲に欠陥の検査を行う場合には、検査対象物を回すか、または、変位測定部の位置を変えるなどをしながら、円筒形や円柱形などの曲面を有する検査物体の曲面に沿った方向（周方向）において複数回測定を行う必要がある。このように、検査対象物が曲面を有する場合において、検査対象物および測定部の位置を変化させずに欠陥の有無を判定する測定領域を容易に広げることが困難であるという課題もあり、本発明では、この課題も解決することも可能である。すなわち、本発明の第１の局面による欠陥検査装置および第２の局面における欠陥検査方法では、第１光路に沿った方向から見た検査対象物の振動状態を表す干渉画像および第２光路に沿った方向から見た検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するので、異なる２方向から振動状態を表す干渉画像を取得することができる。これにより、検査対象物の曲面に対して複数の方向から検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得することができるので、曲面を有する検査対象物の振動状態を表す干渉画像を１方向のみから取得する場合と異なり、検査対象物および測定部の位置を変化させずに欠陥の有無を判定する測定領域を拡げることができる。その結果、検査対象物が曲面を有する場合において、検査対象物および測定部の位置を変化させずに欠陥の有無を判定する測定領域を容易に広げることが可能な欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することができる。
本発明の第１実施形態による欠陥検査装置の全体構成を示した模式図である。 第１実施形態における第１光路に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示した図である。 第１実施形態における第２光路に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示した図である。 第１実施形態によるイメージセンサの受光領域を示した図である。 第１実施形態による干渉画像の一例を示した図である。 振動状態の検査対象物における比較的深い亀裂に起因する振動を示した図である。 振動状態の検査対象物における比較的浅い亀裂に起因する振動を示した図である。 第１実施形態による合成画像の一例を示した図である。 本発明の第２実施形態による欠陥検査装置の全体構成を示した第１模式図であり、第１光路に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示した図である。 本発明の第２実施形態による欠陥検査装置の全体構成を示した第２模式図であり、第２光路に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示した図である。 第２実施形態によるイメージセンサの受光領域を示した図である。 第２実施形態による第１干渉画像の一例を示した図である。 第２実施形態による第２干渉画像の一例を示した図である。 第２実施形態による合成画像の一例を示した図である。 本発明の第３実施形態による欠陥検査装置の全体構成を示した模式図である。 本発明の第３実施形態の欠陥検査装置による検査対象物から反射する第１光路および第２光路を示した模式図である。 第３実施形態によるイメージセンサの受光領域を示した図である。 第３実施形態における第１光路に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示した図である。 第３実施形態における第２光路に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示した図である。 第３実施形態による干渉画像に対する画像補正処理および画像連結処理の一例を示した図である。 本発明の第４実施形態の欠陥検査装置による検査対象物反射する第１光路、第２光路、第３光路および第４光路を示した模式図である。 第４実施形態によるイメージセンサの受光領域を示した図である。 第４実施形態による干渉画像の一例を示した図である。 第４実施形態による干渉画像に対する画像補正処理および画像連結処理の一例を示した図である。 本発明の第５実施形態による欠陥検査装置の全体構成を示した第１模式図であり、第１光路に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示した図である。 本発明の第５実施形態による欠陥検査装置の全体構成を示した第２模式図であり、第２光路に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示した図である。 本発明の第５実施形態の欠陥検査装置による検査対象物から反射する第１光路および第２光路を示した模式図である。 第５実施形態によるイメージセンサの受光領域を示した図である。 第５実施形態による干渉画像の一例を示した第１図である。 第５実施形態による干渉画像の一例を示した第２図である。 第５実施形態による干渉画像に対する補正画像処理および画像連結処理の一例を示した図である。 第１変形例による欠陥検査装置の全体構成を模式的に示した図である。
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。
［第１実施形態］
図１～図８を参照して、第１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）
第１実施形態による欠陥検査装置１００は、図１に示すように、振動子１、レーザ照明２および測定部３を備えている。なお、振動子１は、請求の範囲の「励振部」の一例であり、レーザ照明２は、請求の範囲の「照明部」の一例である。
また、欠陥検査装置１００は、光学系４、制御部５、信号発生器６および表示部７を備えている。なお、制御部５は、請求の範囲の「画像処理部」の一例である。
欠陥検査装置１００は、後述する検査対象物８の振動状態を表す干渉画像７０を取得するように構成されており、検査対象物８の欠陥（欠陥９０）の有無を判定するように構成されている。取得された検査対象物８の振動状態を表す干渉画像７０は、表示部７に表示される。なお、表示部７は、たとえば、液晶ディスプレイ、または、有機ＥＬディスプレイなどにより構成されている。表示部７は、たとえば、ＨＤＭＩ（登録商標）等の映像インターフェースにより制御部５と接続される。
検査対象物８は、板状の部材である。検査対象物８は、たとえば、鋼板に塗膜が塗装された塗装鋼板である。検査対象物８には、欠陥９０（亀裂９１および亀裂９２）が発生している。なお、亀裂９１は、比較的深い亀裂であり、亀裂９２は、比較的浅い亀裂である。
欠陥検査装置１００の振動子１およびレーザ照明２は、信号発生器６にそれぞれケーブルを介して接続されている。
振動子１は、信号発生器６から交流電気信号を受信して、検査対象物８に弾性波を励起する。振動子１は、検査対象物８に接触するように配置され、信号発生器６からの交流電気信号を機械的振動に変換し、検査対象物８に弾性波振動を付与して励起する。
レーザ照明２は、信号発生器６から電気信号を受信して、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を含んでいる。レーザ照明２は、振動子１により弾性波振動が励起された状態の検査対象物８にレーザ光を照射するように構成されている。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物８の表面８０の測定領域全体に拡げて照射する。
また、振動子１、レーザ照明２、光学系４および検査対象物８は、箱状のケース４０内に収納されている。これにより、外光の影響を遮断することができる。また、検査対象物８から反射したレーザ光を測定部３に入射させるために、ケース４０の測定部３の対応する箇所には、図示しない開口が設けられている。なお、振動子１、レーザ照明２、光学系４および検査対象物８は、箱状のケース４０に収納されなくてもよい。すなわち、欠陥検査装置１００は、箱状のケース４０を備えなくてもよい。また、レーザ照明２は、検査対象物８の表面８０と、測定部３との間に配置されている。
測定部３はビームスプリッタ３１、位相シフタ３２、第１反射鏡３３、第２反射鏡３４、集光レンズ３５およびイメージセンサ３６を含む。測定部３は、スペックル・シェアリング干渉計を含む。測定部３は、検査対象物８により反射されたレーザ光の位相を変化させ、位相変化前後のレーザ光同士を干渉させるとともに、干渉光を測定するように構成されている。なお、イメージセンサ３６は、請求の範囲の「撮像部」の一例である。
ビームスプリッタ３１はハーフミラーであり、検査対象物８の表面８０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３３は、ビームスプリッタ３１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３１の反射面に対して、４５°の角度となるように配置されている。
第２反射鏡３４は、ビームスプリッタ３１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３１の反射面に対して、４５°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３２は、ビームスプリッタ３１と第１反射鏡３３との間に配置され、制御部５の制御により、透過するレーザ光の位相を変化（シフト）させるように構成されている。
イメージセンサ３６は、測定部３が干渉させたレーザ光の干渉光を受光する受光領域３０（図４参照）を有している。受光領域３０は、多数の画素（フォトダイオード）を有している。イメージセンサ３６は、たとえば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサまたはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサを含む。
イメージセンサ３６は、ビームスプリッタ３１で反射された後に第１反射鏡３３で反射されてビームスプリッタ３１を透過するレーザ光およびビームスプリッタ３１を透過した後に第２反射鏡３４で反射されてビームスプリッタ３１で反射されるレーザ光の光路上に配置される。
集光レンズ３５は、ビームスプリッタ３１とイメージセンサ３６の間に配置され、ビームスプリッタ３１を透過したレーザ光とビームスプリッタ３１で反射されたレーザ光とを集光させる。
光学系４は、複数（２つ）の反射鏡（反射鏡４１および反射鏡４２）を含む。
第１実施形態では、光学系４（反射鏡４１および反射鏡４２）は、検査対象物８から測定部３に向かって反射する第１光路２１以外の位置に設けられ、第２光路２２を経るレーザ光を測定部３に向かって導光するように構成されている。
光学系４は、測定部３と、検査対象物８との間に配置されている。光学系４は、第１光路２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路２２を経るレーザ光を、反射鏡４１にて反射した後、反射鏡４２によりさらに反射させ、第２光路２２を経るレーザ光を測定部３に入射させることにより、第１光路２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路２２を経るレーザ光を測定部３に向かって導光するように構成されている。なお、図１では、第１光路２１側の２系統の光軸が一点鎖線によって示されるととともに、第２光路２２側の２系統の光軸が破線によって示されている。そして、図２は、第１光路２１に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示している。また、図３は、第２光路２２に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示している。
また、第１実施形態では、検査対象物８の表面８０と、測定部３とが対向する方向に直交する方向において、レーザ照明２と、光学系４とが第１光路２１を挟むように配置されている。レーザ照明２および光学系４は、レーザ照明２から照射されたレーザ光が光学系４の反射鏡４１および４２の反射面に直接照射されないようにそれぞれ設けられている。
そして、検査対象物８の表面８０におけるＡ点８１から、表面８０と直交する方向に沿って測定部３に向う正面方向に向かって反射して、第１光路２１を経て第１反射鏡３３で反射されるレーザ光（図２の破線）と、検査対象物８の表面８０におけるＢ点８２から、表面８０と直交する方向に沿って測定部３に向う正面方向に向かって反射して、第１光路２１を経て第２反射鏡３４で反射されるレーザ光（図２の一点鎖線）とが、互いに干渉し、イメージセンサ３６の受光領域３０の同一箇所に入射する。
また、検査対象物８の表面８０におけるＡ点８１から、検査対象物８の表面８０に対して、斜め方向に向かって反射して、第２光路２２を経て第１反射鏡３３で反射されるレーザ光（図３の破線）と、検査対象物８の表面８０におけるＢ点８２から、検査対象物８の表面８０に対して、斜め方向に向かって反射して、第２光路２２を経て第２反射鏡３４で反射されるレーザ光（図３の一点鎖線）とが、互いに干渉し、イメージセンサ３６の受光領域３０の同一箇所に入射する。
なお、第１光路２１において、レーザ光が正面方向に向かって反射する検査対象物８の表面８０における一方側（光学系４側）の点と、第２光路２２において、レーザ光が斜め方向に向かって反射する検査対象物８の表面８０における一方側（光学系４側）の点とが同一点（Ａ点８１）である例を示したが、これらは同一点でなくてもよい。また、第１光路２１において、レーザ光が正面方向に向かって反射する検査対象物８の表面８０における他方側（振動子１側）の点と、第２光路２２において、レーザ光が斜め方向に向かって反射する検査対象物８の表面８０における他方側（振動子１側）の点とが同一点（Ｂ点８２）である例を示しているが、これらは同一点でなくてもよい。
制御部５は、測定部３内に配置された位相シフタ３２を図示しないアクチュエータにより稼働させ、透過するレーザ光の位相を変化させる。
これにより、検査対象物８の表面８０におけるＡ点８１で反射され、第１光路２１を経たレーザ光と、検査対象物８の表面８０におけるＢ点８２で反射され、第１光路２１を経たレーザ光との位相差が変化する。そして、Ａ点８１で反射され、第１光路２１を経たレーザ光と、Ｂ点８２で反射され、第１光路２１を経たレーザ光とが干渉した干渉光の強度をイメージセンサ３６の受光領域３０における各検出素子が検出する。
また、検査対象物８の表面８０におけるＡ点８１で反射され、第２光路２２を経たレーザ光と、検査対象物８の表面８０におけるＢ点８２で反射され、第２光路２２を経たレーザ光との位相差が変化する。そして、Ａ点８１で反射され、第２光路２２を経たレーザ光と、Ｂ点８２で反射され、第２光路２２を経たレーザ光とが干渉した干渉光の強度をイメージセンサ３６の受光領域３０における各検出素子が検出する。
このように、第１実施形態では、検査対象物８から測定部３に向かって反射する第１光路２１を経るレーザ光の干渉光と、検査対象物８から第１光路２１とは異なる方向に向かって反射し、光学系４によって測定部３に向かって導光される第２光路２２を経るレーザ光の干渉光とが、イメージセンサ３６により撮像されるように構成されている。すなわち、検査対象物８から測定部３に向かって反射する第１光路２１を経るレーザ光の干渉光と、検査対象物８から第１光路２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路２２を経るレーザ光の干渉光とが共通のイメージセンサ（イメージセンサ３６）により撮像されるように構成されている。
制御部５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含む。制御部５は、たとえば、パーソナルコンピュータである。また、制御部５は、不揮発性のメモリ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、または、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などを含む。
第１実施形態では、測定部３は、レーザ照明２から照射され、検査対象物８から測定部３に向かって反射する第１光路２１を経るレーザ光の干渉光に基づいて、第１光路２１に沿った方向から見た検査対象物８の振動状態を表す干渉画像（後述する第１干渉画像７１）を取得するように構成されている。なお、第１光路２１に沿った方向から見た検査対象物８の振動状態を表す干渉画像（後述する第１干渉画像７１）によって取得（観測）される振動状態の変位の方向は、検査対象物８に対してレーザ照明２と、第１光路２１（測定部３またはビームスプリッタ３１）とがなす角を２等分する方向となる。第１実施形態では、欠陥検査装置１００（測定部３）は、第１光路２１を経るレーザ光の干渉光に基づいて、検査対象物８の表面８０に略垂直な方向の検査対象物８の振動状態を表す干渉画像を取得している。
具体的には、測定部３は、光学系４を介さずに検査対象物８の表面８０と直交する方向に沿って測定部３に向う正面方向に向かって検査対象物８から反射する第１光路２１を経るレーザ光の干渉光に基づいて、正面方向（第１光路２１に沿った方向）から見た検査対象物８の振動状態を表す干渉画像（第１干渉画像７１）を取得するように構成されている。すなわち、測定部３は、光学系４を介さずに検査対象物８から直接測定部３に向かって反射する第１光路２１を経るレーザ光の干渉光に基づいて、第１干渉画像７１を取得するように構成されている。
また、第１実施形態では、測定部３は、レーザ照明２から照射され、検査対象物８から第１光路２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路２２を経るレーザ光の干渉光に基づいて、第２光路２２に沿った方向から見た検査対象物８の振動状態を表す干渉画像（後述する第２干渉画像７２）を取得するように構成されている。なお、第２光路２２に沿った方向から見た検査対象物８の振動状態を表す干渉画像（後述する第２干渉画像７２）によって取得（観測）される振動状態の変位の方向は、検査対象物８に対してレーザ照明２と、第２光路２２（反射鏡４１）とがなす角を２等分する方向となる。第１実施形態では、欠陥検査装置１００（測定部３）は、第２光路２２を経るレーザ光の干渉光に基づいて、検査対象物８の表面８０に垂直な方向から傾斜した方向（検査対象物８の表面８０に垂直な方向と表面８０に平行な方向の間の方向）の検査対象物８の振動状態を表す干渉画像を取得している。
具体的には、測定部３は、レーザ光が測定部３に向かう第１光路２１に向かって反射する検査対象物８の表面と共通の表面（表面８０）に対して、第１光路２１とは異なり、斜め方向に向かって反射する第２光路２２を経て、光学系４（反射鏡４１および４２）によって導光されることにより測定部３に向かって導光されるレーザ光の干渉光に基づいて、斜め方向から見た検査対象物８の振動状態を表す干渉画像（第２干渉画像７２）を取得するように構成されている。すなわち、測定部３は、光学系４によって測定部３に向かって導光される第２光路２２を経るレーザ光の干渉光に基づいて、第２干渉画像７２を取得するように構成されている。なお、検査対象物８の表面８０に対する第２光路２２の傾斜角度は、少なくとも６０°より小さい角度である。検査対象物８の表面８０に対する第２光路２２の傾斜角度は、たとえば、３０°から４５°程度の角度である。すなわち、測定部３は、検査対象物８の表面８０（検査対象物８の表面８０に沿った方向）に対して、少なくとも６０°より小さい角度、たとえば、３０°から４５°程度の傾斜角度の斜め方向から見た検査対象物８の振動状態を表す干渉画像（第２干渉画像７２）を取得するように構成されている。
（第１干渉画像および第２干渉画像の取得に関する構成）
測定部３は、検査対象物８の表面８０から反射する第１光路２１を経るレーザ光の干渉光を、イメージセンサ３６における受光領域３０の領域３０ａ（図４参照）において受光することにより、第１干渉画像７１を取得するように構成されている。また、測定部３は、検査対象物８の表面８０から反射する第２光路２２を経るレーザ光の各々の干渉光を、イメージセンサ３６における受光領域３０の領域３０ｂ（図４参照）において受光することにより、第２干渉画像７２を取得するように構成されている。
すなわち、第１実施形態では、測定部３は、検査対象物８の共通の表面（表面８０）から反射する第１光路２１を経るレーザ光および第２光路２２を経るレーザ光の各々の干渉光を、第１光路２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路２２を経るレーザ光の干渉光に対応して複数に分割された受光領域３０の複数の領域（領域３０ａおよび領域３０ｂ）のそれぞれにおいて受光することにより、第１干渉画像７１および第２干渉画像７２を同時に取得するように構成されている。
図５に示すように、イメージセンサ３６の受光領域３０において、受光される干渉光に基づいて取得される干渉画像７０は、受光領域３０の領域３０ａ（図４参照）において受光された第１光路２１を経たレーザ光の干渉光に基づいて取得される第１干渉画像７１と、受光領域３０の領域３０ｂ（図４参照）において受光された第２光路２２を経たレーザ光の干渉光に基づいて取得される第２干渉画像７２とを含む。
ここで、亀裂９１（図１参照）のように比較的深い亀裂の場合、図６に示すように、検査対象物８に弾性波振動が励起されることによって、検査対象物８の亀裂９１の箇所において、検査対象物８の正常な振動とは異なる上下方向（検査対象物８の表面８０に直交する方向）および面内方向（亀裂が開閉する開閉方向）の振動が発生する。これにより、検査対象物８の亀裂９１の箇所において、上下方向および面内方向における振動状態の不連続が発生する。一方、亀裂９２（図１参照）のように比較的浅い亀裂の場合、図７に示すように、検査対象物８に弾性波振動が励起されることによって、検査対象物８の亀裂９２の箇所において、検査対象物８の正常な振動とは異なる検査対象物８の表面８０に沿った面内方向（亀裂９２が開閉する開閉方向）の振動が発生する。これにより、検査対象物８の亀裂９２の箇所において、面内方向における振動状態の不連続が発生する。
第１干渉画像７１（図５参照）は、検査対象物８の表面８０と直交する方向（検査対象物８の表面８０と測定部３とが対向する方向）に沿って測定部３に向う正面方向に向かって、検査対象物８から反射する第１光路２１を経るレーザ光の干渉光に基づく、正面方向（第１光路２１に沿った方向）から見た検査対象物８の振動状態を表す干渉画像である。すなわち、第１干渉画像７１（図５参照）は、上下方向（検査対象物８の表面８０に直交する方向）の検査対象物８の振動状態を表す干渉画像である。これにより、第１干渉画像７１においては、比較的深い亀裂に起因する振動状態の変位９１ａ（振動状態の上下方向の変位）が容易に検出できる。すなわち、図５に示すように、第１干渉画像７１においては、亀裂９１（図１参照）のような比較的深い亀裂に起因する振動状態の変位９１ａ（振動状態の上下方向の変位）が容易に検出可能である。
また、第２干渉画像７２（図５参照）は、検査対象物８の表面８０に対して、斜め方向に向かって反射する第２光路２２を経るレーザ光の干渉光に基づいて、斜め方向から見た検査対象物８の振動状態を表す干渉画像である。そのため、亀裂９２（図１参照）のような比較的浅い亀裂に起因する振動状態の変位（振動状態の面内方向の変位）を振動状態の面内方向の変位を斜め方向の変位９２ｂ（図５参照）としてとらえることができる。これにより、第２干渉画像７２においては、第１干渉画像７１に比べて、比較的浅い亀裂に起因する振動状態の変位（振動状態の面内方向の変位）が容易に検出できる。すなわち、図５に示すように、第２干渉画像７２においては、亀裂９１（図１参照）のような比較的深い亀裂に起因する振動状態の変位９１ａ（振動状態の上下方向の変位）に加えて、亀裂９２（図１参照）のような比較的浅い亀裂に起因する振動状態の変位（振動状態の面内方向の変位）が変位９２ｂとして容易に検出可能である。
第１実施形態では、光学系４は、偶数枚（２つ）の反射鏡（反射鏡４１および反射鏡４２）を含んでおり、第１光路２１を経たレーザ光は、反射鏡４１および反射鏡４２を介した後、測定部３において測定される。これにより、第２干渉画像７２を第１干渉画像７１に対して左右反転させることなく取得することができるので、画像処理により第２干渉画像７２を左右反転させることなく、表示および画像の合成処理を行うことが可能である。
また、制御部５は、検査対象物８の表面８０と直交する方向に沿って測定部３に向う正面方向から見た振動状態を表す第１干渉画像７１（図５参照）と、検査対象物８の測定領域における検査対象物８の表面８０に対して斜め方向から見た振動状態を表す第２干渉画像７２（図５参照）とを合成処理した合成画像７３（図８参照）を取得するように構成されている。なお、第１干渉画像７１と第２干渉画像７２とでは、振動状態の変位を取得する方向が異なるので、画像の縦横比などが異なる。そのため、制御部５は、第１干渉画像７１と第２干渉画像７２の合成処理の際に、少なくとも第２干渉画像７２に対してひずみ補正（画像補正処理）を行う。
たとえば、制御部５は、第２干渉画像７２を第１干渉画像７１に合わせるようにひずみ補正を行う。制御部５は、第２干渉画像７２のひずみを補正(縦横比補正や台形補正)することで、第１干渉画像７１と第２干渉画像７２とを同様の測定領域（撮像エリア）に合わせる。そして、制御部５またはユーザは、第２干渉画像７２を補正した画像と、第１干渉画像７１との間で、欠陥箇所を比較する。また、第１干渉画像７１（正面方向からの撮像画像）も、真正面撮像（真正面から見た振動状態の画像）とならず、多少のひずみが生じる場合もある。この場合には、第１干渉画像７１（正面方向からの撮像画像）にも縦横比補正および台形補正のような画像補正（ひずみ補正）が加えられる。このような画像補正処理を行うことによって、欠陥検査装置１００では、正面方向から見た振動状態（検査対象物８の表面８０に略垂直な方向の振動状態）を撮像した画像と、斜め方向から見た振動状態を撮像した画像とを、同様の測定領域（撮像エリア）や位置関係において、画像比較、または、解析処理などによる画像合成などが可能となる。
また、他の手法として、第１干渉画像７１および第２干渉画像７２の撮像時における基準点(４角)データから、第２干渉画像７２（斜め方向撮像画像）に対してのみ画像補正が行われてもよい。これにより、補正後の第２干渉画像７２と、補正なしの第１干渉画像７１（正面方向撮像画像）とで、同様の測定領域（撮像エリア）や位置関係での欠陥箇所の比較が可能となる。なお、第１干渉画像７１および第２干渉画像７２を合わせこむようにしてひずみ補正を行うための方法であれば、補正の方法は、前述した方法に限られない。また、欠陥検査装置１００では、補正前画像（第１干渉画像７１と第２干渉画像７２）、補正後画像、および、合成画像７３の各々が、制御部５の内部または外部のメモリ（記憶装置）に保存（格納）される。なお、これらの画像の保存（格納）は、ユーザによる設定の変更によって、補正前画像、補正後画像、および、合成画像７３の各々について、保存（格納）を行うか否かが決定（変更）されてもよい。
制御部５は、信号発生器６を介して、振動子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、干渉画像７０（第１干渉画像７１および第２干渉画像７２）を測定部３により撮像（取得）する。制御部５は、位相シフト量をλ／４ずつ変化させ、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枚の干渉画像７０（第１干渉画像７１および第２干渉画像７２）と各位相シフト量（０、λ／４、λ／２、３λ／４）前後の５枚の消灯時の画像との合計３７枚の画像を測定部３により撮影（取得）する。なお、λは、レーザ光の波長である。
制御部５は、イメージセンサ３６の受光領域３０の各検出素子からの検出信号を下記の手順で処理することにより、干渉画像７０（第１干渉画像７１および第２干渉画像７２）と消灯時の画像から、振動の状態を表す動画像（振動状態の空間分布画像）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Ｉｊ０～Ｉｊ３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。
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、検査対象物８の測定領域における振動の状態を表す動画像（振動状態の空間分布画像）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）が構成され、検査対象物８の測定領域における振動の状態を表す動画像（振動状態の空間分布画像）として出力される。振動の状態を表す動画像（振動状態の空間分布画像）出力するための画像は、干渉画像７０（第１干渉画像７１および第２干渉画像７２）を用いてもよいし、合成画像７３を用いてもよい。また、制御部５は、第１干渉画像７１および第２干渉画像７２の各々を用いて、振動の状態を表す動画像（振動状態の空間分布画像）をそれぞれ出力し、第１干渉画像７１および第２干渉画像７２の各々を用いて出力した２種類の振動の状態を表す動画像（振動状態の空間分布画像）を合成処理してもよい。
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。
制御部５は、空間フィルタを適用し、上記の振動状態を表す動画像から、振動状態の不連続領域を検査対象物８の欠陥９０として検出する。この時、検査対象物８自体の形状が凹凸などを含む場合、平面部と凹凸部の境界でも、振動状態の不連続が発生する場合があり、それらを欠陥として検出しないように検査対象物８の形状情報を考えあわせて、欠陥９０を検出するようにしてもよい。また、制御部５は、振動状態を表す動画像を出力するための基となる干渉画像７０（第１干渉画像７１および第２干渉画像７２）などの干渉光の情報を用いて欠陥９０を検出してもよい。
制御部５は、振動状態を表す動画像を表示部７に表示する制御を行う。表示部７は、制御部５の制御に基づいて、検査対象物８の測定領域における振動状態を表す動画像を表示する。
また、制御部５は、検査対象物８の振動状態を表す干渉画像７０（第１干渉画像７１および第２干渉画像７２）または合成処理した合成画像７３を表示部７に表示する制御を行う。表示部７は、制御部５の制御に基づいて、検査対象物８の振動状態を表す干渉画像７０（第１干渉画像７１および第２干渉画像７２）または合成画像７３を表示する。
なお、検査対象物８の測定領域における振動状態を表す動画像、干渉画像７０（第１干渉画像７１および第２干渉画像７２）および合成画像７３は、いずれかを切り替えて表示部７に表示するようにしてもよいし、複数の画像および動画像を組み合わせて表示部７に表示してもよい。
（第１実施形態の効果）
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実施形態では、欠陥検査装置１００および欠陥検査方法は、干渉光を測定する測定部３に向かって反射する第１光路２１を経るレーザ光の干渉光に基づいて、第１光路２１に沿った方向から見た検査対象物８の振動状態を表す第１干渉画像７１を取得する。そして、検査対象物８から第１光路２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路２２を経るレーザ光の干渉光に基づいて、第２光路２２に沿った方向から見た検査対象物８の振動状態を表す第２干渉画像７２を取得する。これにより、干渉光を測定する測定部３に向かって反射される第１光路２１に沿った方向から見た検査対象物８の振動状態を表す第１干渉画像７１と、第１光路２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路２２に沿った方向から見た検査対象物８の振動状態を表す第２干渉画像７２とを取得することができるので、異なる２方向から検査対象物８の振動状態を表す干渉画像（第１干渉画像７１および第２干渉画像７２）を取得することができる。したがって、測定部３に対する検査対象物８の角度を変更することなく、測定部３に向かって反射される第１光路２１に沿った方向および第１光路２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路２２に沿った方向の互いに異なる方向（異なる２方向）から見た検査対象物８の振動状態の変位を取得することができる。これにより、複数の方向から見た検査対象物８の振動状態の変位を取得することができるので、様々な深さの亀裂（比較的浅い亀裂や比較的深い亀裂など）の振動状態の変位を見ることができる。その結果、測定部３に対する検査対象物８の角度を変更することなく、様々な深さの亀裂の有無を容易に判定することができる。
また、第１実施形態による欠陥検査装置１００では、以下のように構成したことによって、下記のような更なる効果が得られる。
また、第１実施形態の欠陥検査装置１００では、上記のように、光学系４は、第１光路２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路２２を経るレーザ光を測定部３に向かって導光するように構成されている。これにより、光学系４が、第１光路２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路２２を経るレーザ光を測定部３に向かって導光するので、第２光路２２を経るレーザ光に基づく検査対象物８の振動状態を表す干渉画像（第２干渉画像７２）を容易に取得することができる。また、光学系４が、第２光路２２を経るレーザ光を測定部３に向かって導光するので、第１光路２１を経るレーザ光および第２光路２２を経るレーザ光を共通の測定部（測定部３）に入射させることができる。その結果、第１光路２１を経るレーザ光および第２光路２２を経るレーザ光のそれぞれに対応して、測定部３を設ける場合に比べて、部品点数の増加および装置の大型化を抑制することができる。
また、第１実施形態の欠陥検査装置１００では、上記のように、検査対象物８から測定部３に向かって反射する第１光路２１を経るレーザ光の干渉光と、検査対象物８から第１光路２１とは異なる方向に向かって反射し、光学系４によって測定部３に向かって導光される第２光路２２を経るレーザ光の干渉光とが共通のイメージセンサ（イメージセンサ３６）により撮像されるように構成されている。これにより、第１光路２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路２２を経るレーザ光の干渉光のそれぞれに対応してイメージセンサ（撮像部）を設ける場合に比べて、部品点数の増加を抑制することができるとともに、装置構成を簡素化することができる。
また、第１実施形態の欠陥検査装置１００では、上記のように、測定部３は、光学系４を介さずに検査対象物８の表面８０と直交する方向に沿って測定部３に向う正面方向に向かって検査対象物８から反射する第１光路２１を経るレーザ光の干渉光に基づいて、正面方向（第１光路２１に沿った方向）から見た検査対象物８の振動状態を表す干渉画像（第１干渉画像７１）を取得するように構成されている。これにより、正面方向（第１光路２１に沿った方向）から見た検査対象物８の振動状態を表す干渉画像（第１干渉画像７１）から、検査対象物８の表面８０に直交する方向（上下方向）の変位（変位９１ａ）を取得することができるので、比較的深い亀裂（亀裂９１）の有無を判別することができる。また、測定部３は、レーザ光が測定部３に向かう第１光路２１に向かって反射する検査対象物８の表面と共通の表面（表面８０）に対して、斜め方向に向かって反射する第２光路２２を経るレーザ光の干渉光に基づいて、斜め方向から見た検査対象物８の振動状態を表す干渉画像（第２干渉画像７２）を取得するように構成されている。これにより、検査対象物８の表面と共通の表面（表面８０）に対して、斜め方向から見た検査対象物８の振動状態を表す干渉画像（第２干渉画像７２）から、検査対象物８の表面８０に沿った方向（面内方向）の変位を検査対象物８の表面８０に直交する方向（上下方向）寄りの斜め方向の変位（変位９２ａ）として取得することができるので、比較的浅い亀裂（亀裂９２）の有無を判別することができる。これらの結果、検査対象物８の位置を変えることなく、比較的深い亀裂（亀裂９１）の有無に加えて、比較的浅い亀裂（亀裂９２）の有無を容易に判定することができる。
また、第１実施形態の欠陥検査装置１００は、上記のように、第１光路２１を経るレーザ光および第２光路２２を経るレーザ光の各々の干渉光を、第１光路２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路２２を経るレーザ光の干渉光に対応して複数に分割された受光領域３０の複数の領域（領域３０ａおよび領域３０ｂ）のそれぞれにおいて受光することにより、第１干渉画像７１および第２干渉画像７２を同時に取得するように構成されている。これにより、第１光路２１を経るレーザ光の干渉光に基づく第１干渉画像７１と、第２光路２２を経るレーザ光の干渉光に基づく第２干渉画像７２とを同時に取得することができるので、検査対象物８の欠陥（欠陥９０）の有無を検査するための検査時間を短縮することができる。
また、第１実施形態の欠陥検査装置１００では、上記のように、制御部５は、検査対象物８の表面８０と直交する方向に沿って測定部３に向う正面方向から見た振動状態を表す第１干渉画像７１と、検査対象物８の測定領域における検査対象物８の表面８０に対して斜め方向から見た振動状態を表す第２干渉画像７２とを合成処理した合成画像７３を取得するように構成されている。これにより、複数の方向から見た振動状態の変位（変位９１ａおよび変位９２ａ）を合成画像７３により同時に表すことができるので、様々な深さの亀裂の有無をユーザが容易に視認して確認することができる。
また、第１実施形態の欠陥検査装置１００では、上記のように、制御部５が、少なくとも第２干渉画像７２のひずみを補正するように構成されている。これにより、制御部５によって、第２干渉画像７２のひずみ補正が行われるので、振動状態の変位の取得方向が互いに異なる第１干渉画像７１と第２干渉画像７２との間における欠陥（欠陥９０）の比較、および、第１干渉画像７１と第２干渉画像７２との合成処理（合成画像７３の取得）を容易に行うことができる。
［第２実施形態］
図９～図１４を参照して、第２実施形態による欠陥検査装置２００の構成について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。図９は、第１光路２２１に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示している。また、図１０は、第２光路２２２に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示している。
第２実施形態では、第１干渉画像７１および第２干渉画像７２を同時に取得するように構成されている第１実施形態とは異なり、受光するレーザ光の干渉光を切り替えることにより、第１干渉画像２７１および第２干渉画像２７２のそれぞれを取得するように構成されている。
欠陥検査装置２００では、光学系２０４は、反射鏡２４１および反射鏡２４２を含む。光学系２０４は、図９および図１０に示すように、検査対象物８の表面８０と、測定部３とが対向する方向において、測定部３と、検査対象物８との間に配置されている。そして、光学系２０４の一部（反射鏡２４２）は、第１光路２２１上に配置されている。
第２実施形態による欠陥検査装置２００では、ケース４０内における光学系２０４の位置が変更可能に構成されている。欠陥検査装置２００は、光学系２０４の位置を変更することにより、検査対象物８の表面８０から反射して、測定部３に入射するレーザ光を、第１光路２２１を経たレーザ光と、第２光路２２２を経たレーザ光とに切り替え可能に構成されている。
具体的には、欠陥検査装置２００は、測定部３と、検査対象物８とが対向する方向と交差する方向において、反射鏡２４１および２４２の位置を図示しないアクチュエータなどによって、移動（ずらすことが）可能に構成されている。これにより、欠陥検査装置２００（測定部３）は、反射鏡２４１および２４２の位置を移動させることによって、第１光路２２１を経たレーザ光が測定部３に入射する状態（図９参照）と、光学系２０４（反射鏡２４２）が第１光路２２１上に配置され、第１光路２２１を経たレーザ光を遮るとともに、光学系２０４が導光した第２光路２２２を経たレーザ光が測定部３に入射する状態（図１０参照）とを切り替えるように構成されている。なお、光学系２０４の位置の切り替えは、制御部５による制御によって行われてもよいし、ユーザの操作によって行われてもよい。また、欠陥検査装置２００は、反射鏡２４２の位置のみを移動させることにより、測定部３に入射するレーザ光を、第１光路２２１を経たレーザ光と、第２光路２２２を経たレーザ光とに切り替えるように構成してもよい。なお、反射鏡２４１および２４２の角度は、図示しないアクチュエータにより変更可能としてもよい。
また、測定部３は、検査対象物８から測定部３に向かって反射する第１光路２２１を経るレーザ光の干渉光と、検査対象物８から第１光路２２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路２２２を経るレーザ光の干渉光とを撮像する共通のイメージセンサ（イメージセンサ２３６）を含む。
第２実施形態では、検査対象物８から測定部３に向かって反射する第１光路２２１を経るレーザ光の干渉光と、検査対象物８から第１光路２２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路２２２を経るレーザ光の干渉光とが共通のイメージセンサ（イメージセンサ２３６）により撮像されるように構成されている。
第２実施形態では、測定部３は、図１１に示すイメージセンサ２３６の受光領域の共通の領域（受光領域２３０）において受光するレーザ光の干渉光を、検査対象物８の共通の表面（表面８０）から反射する第１光路２２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路２２２を経るレーザ光の干渉光のそれぞれに切り替えることにより、第１干渉画像２７１（図１２参照）および第２干渉画像２７２（図１３参照）のそれぞれを取得するように構成されている。第２干渉画像２７２（図１３参照）においては、亀裂９１（図９参照）のような比較的深い亀裂に起因する振動状態の変位９１ａ（振動状態の上下方向の変位）に加えて、亀裂９２（図９参照）のような比較的浅い亀裂に起因する振動状態の変位９２ａ（振動状態の面内方向の変位）が第１干渉画像２７１（図１２参照）に比べて容易に検出可能である。なお、第１干渉画像２７１（図１２参照）によって取得（観測）される振動状態の変位の方向は、上記第１実施形態と同様に、検査対象物８に対してレーザ照明２と、第１光路２２１（測定部３またはビームスプリッタ３１）とがなす角を２等分する方向となる。また、第２干渉画像２７２（図１３参照）によって取得（観測）される振動状態の変位の方向は、検査対象物８に対してレーザ照明２と、第２光路２２２（反射鏡２４１）とがなす角を２等分する方向となる。
また、制御部５は、検査対象物８の表面８０と直交する方向に沿って測定部３に向う正面方向から見た振動状態を表す第１干渉画像２７１（図１２参照）と、検査対象物８の測定領域における検査対象物８の表面８０に対して斜め方向から見た振動状態を表す第２干渉画像２７２（図１３参照）とを合成処理した合成画像２７３（図１４参照）を取得するように構成されている。なお、第１干渉画像２７１と第２干渉画像２７２とでは、前述したように、変位の取得方向が異なるので縦横比などが異なる。そのため、制御部５は、第１干渉画像２７１と第２干渉画像２７２の合成処理の前、または、第１干渉画像２７１と第２干渉画像２７２との比較の前に、少なくとも第２干渉画像２７２に対してひずみ補正（画像補正処理）を行う。なお、第１干渉画像２７１および第２干渉画像２７２に対するひずみ補正（画像補正処理）については、上記第１実施形態に記載したような処理と同様の処理が行われる。また、補正前画像（第１干渉画像２７１および第２干渉画像２７２）、補正後画像、および、合成画像７３の各々の保存（格納）についての処理も上記第１実施形態と同様の処理を行う。
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（第２実施形態の効果）
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。
第２実施形態では、欠陥検査装置２００および欠陥検査方法は、上記第１実施形態と同様に、測定部３に対する検査対象物８の角度を変更することなく、様々な深さの亀裂（比較的深い亀裂や比較的浅い亀裂など）の有無を容易に判定することができる。
また、第２実施形態による欠陥検査装置２００では、以下のように構成したことによって、下記のような更なる効果が得られる。
また、第２実施形態の欠陥検査装置２００では、上記のように、測定部３は、イメージセンサ２３６（撮像部）の受光領域の共通の領域（受光領域２３０）において受光するレーザ光の干渉光を、検査対象物８の共通の表面（表面８０）から反射する第１光路２２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路２２２を経るレーザ光の干渉光のそれぞれに切り替えることにより、第１干渉画像２７１および第２干渉画像２７２のそれぞれを取得するように構成されている。これにより、測定部３は、イメージセンサ２３６の受光領域の共通の領域（受光領域２３０）において受光するレーザ光の干渉光を切り替えることにより、第１干渉画像２７１および第２干渉画像２７２のそれぞれを取得するので、イメージセンサ２３６の受光領域２３０を複数の領域に分割せずに第１光路２２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路２２２を経るレーザ光の干渉光のそれぞれを取得することができる。その結果、イメージセンサ２３６の受光領域２３０を複数の領域に分割して第１光路２２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路２２２を経るレーザ光の干渉光のそれぞれを同時に受光する場合に比べて、第１光路２２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路２２２を経るレーザ光の干渉光のそれぞれをより広い領域（受光領域）で取得することができるので、第１干渉画像２７１および第２干渉画像２７２の各々をより広い測定領域において取得することができる。
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
［第３実施形態］
図１５～図２０を参照して、第３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。なお、図中において、上記第１および第２実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
検査対象物８が板状の部材である第１実施形態とは異なり、第３実施形態における検査対象物３０８は、図１５および図１６に示すように、曲面３８０を有する対象物である。検査対象物３０８は、たとえば、円筒形状または円柱形状を有する対象物できる。欠陥検査装置５００は、後述する検査対象物３０８の振動状態を表す干渉画像３７０（図２０参照）を取得するように構成されており、検査対象物３０８の欠陥３９０（図１６参照）の有無を判定するように構成されている。なお、図１５では、第１光路３２１側の２系統の光軸が一点鎖線により示されるととともに、第２光路３２２側の２系統の光軸が破線により示されている。
また、欠陥検査装置３００は、図１５に示すように、レーザ照明２が照射したレーザ光を反射する反射鏡３２０をさらに備える。また、レーザ照明２と、反射鏡３２０とが検査対象物３０８を挟むように配置されている。レーザ照明２が照射したレーザ光を反射鏡３２０が反射することにより、検査対象物３０８のレーザ照明２と対向する側（表側）だけでなく、検査対象物３０８のレーザ照明２と対向する側とは反対側（裏側）にも、レーザ照明２が照射したレーザ光を届かせることが可能である。
第３実施形態では、光学系３０４は、反射鏡３４１、反射鏡３４２およびレンズ３４３を含む。また、光学系３０４は、第１光路３２１以外の位置に設けられ、レーザ光が測定部３に向かう第１光路３２１に向かって反射する曲面３８０を有する検査対象物３０８の測定領域とは異なる測定領域から反射する第２光路３２２を経るレーザ光を測定部３に向かって導光するように構成されている。
具体的には、光学系３０４は、第１光路３２１に向かって反射する検査対象物３０８の測定領域とは異なる測定領域から反射する第２光路３２２を経るレーザ光を、反射鏡３４１にて反射した後、反射鏡３４２によりさらに反射させる。そして、光学系３０４は、反射鏡３４２によりさらに反射させた第２光路３２２を経るレーザ光をレンズ３４３にて屈折させ、測定部３に入射させることにより、第１光路３２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路３２２を経るレーザ光を測定部３に向かって導光するように構成されている。
また、測定部３は、検査対象物３０８の複数の測定領域において、振動状態を表す干渉画像３７０を取得するように構成されている。具体的には、測定部３は、第１光路３２１に向かってレーザ光を反射する測定部３に対向する正面側の領域と、第２光路３２２に向かってレーザ光を反射する側面側の領域とにおいて、振動状態を表す干渉画像３７０（図２０参照）を取得するように構成されている。
測定部３は、検査対象物３０８の互いに異なる測定領域から反射される第１光路３２１を経るレーザ光および第２光路３２２を経るレーザ光の各々の干渉光を、図１７に示すように、第１光路３２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路３２２を経るレーザ光の干渉光に対応して複数に分割されたイメージセンサ３３６の受光領域３３０の複数の領域（領域３３０ａおよび領域３３０ｂ）のそれぞれにおいて受光している。これにより、測定部３は、曲面３８０を有する検査対象物３０８の互いに異なる測定領域の振動状態を表す干渉画像３７１および３７２を同時に取得するように構成されている。すなわち、欠陥検査装置３００は、検査対象物３０８から複数の方向（２方向）に反射したレーザ光の干渉光のそれぞれに対応して、干渉画像３７１および３７２を同時に取得するように構成されている。
図１７に示すように、イメージセンサ３３６は、測定部３が干渉させたレーザ光の干渉光を受光する受光領域３３０（領域３３０ａおよび領域３３０ｂ）を有している。測定部３は、検査対象物３０８から測定部３に対向する方向に沿って反射する第１光路３２１を経るレーザ光（図１８参照）の干渉光を、イメージセンサ３３６における受光領域３３０の領域３３０ａ（図１７参照）において受光することにより、干渉画像３７１を取得するように構成されている。なお、図１８は、第１光路３２１に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示している。
また、測定部３は、検査対象物３０８から測定部３に対向する方向に直交する方向に沿って反射する第２光路３２２を経るレーザ光（図１９参照）の各々の干渉光を、イメージセンサ３３６における受光領域３３０の領域３３０ｂ（図１７参照）において受光することにより、干渉画像３７２を取得するように構成されている。なお、図１９は、第２光路３２２に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示している。
第３実施形態では、制御部５は、検査対象物３０８の曲面３８０の曲率に基づいて、取得した検査対象物３０８の振動状態を表す干渉画像３７０の少なくとも検査対象物３０８の曲面３８０に沿った方向における長さを補正するように構成されている。
また、第３実施形態では、制御部５は、検査対象物３０８の曲面３８０に沿った方向において、複数の測定領域における振動状態を表す干渉画像３７０を連続的に連結するように構成されている。
具体的には、制御部５は、予め取得した測定領域における検査対象物３０８の曲面３８０の曲率に基づいて、干渉画像３７１および３７２の検査対象物３０８の曲面３８０に沿った方向における長さを補正（画像補正）する。また同時に、制御部５は、干渉画像３７０のうち、干渉画像３７１および３７２以外の部分と、干渉画像３７１と干渉画像３７２との間で重複する部分とを削除する。そして、干渉画像３７１および３７２の残された部分が連結（画像連結）される。また、イメージセンサ３３６によって撮像される画像では、撮像距離が近いと対象が大きく撮像され、撮像距離が遠いと対象が小さく撮像される。そのため、制御部５は、曲面３８０に沿った方向における長さの補正に加えて、撮像距離（検査対象物３０８の曲面３８０に対する距離）に応じた補正を行ってもよい。これにより、検査対象物３０８のように曲面（曲面３８０）を有する対象であっても、撮像距離の違いに起因するひずみを補正することができるので、画像連結の処理を容易に行うことが可能である。また、撮像距離に応じた補正により、検査対象物３０８の曲面３８０における画像の視認性が高まるので、ユーザがより容易に欠陥（欠陥３９０）の有無を判定することが可能である。
制御部５は、図２０に示すように、干渉画像３７０（干渉画像３７１および３７２）に対して、画像補正および画像連結を行うことにより、連結画像３７３を生成する。
また、欠陥検査装置３００は、干渉画像３７０（干渉画像３７１および３７２）から、検査対象物３０８の欠陥３９０に起因する振動状態の変位３９０ａ（図２０参照）を取得するように構成されている。欠陥検査装置３００は、取得した振動状態の変位３９０ａに基づいて、上記第１実施形態と同様に検査対象物３０８の欠陥（欠陥３９０）の有無を判定することができる。
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
ここで、第３実施形態は、検査対象物が曲面を有する場合において、検査対象物および測定部の位置を変化させずに欠陥の有無を判定する測定領域を容易に広げることが困難であるという課題を解決するためになされた実施形態である。すなわち、第３実施形態では、欠陥検査装置３００および欠陥検査方法は、第１光路３２１に沿った方向から見た検査対象物３０８の振動状態を表す干渉画像３７１および第２光路３２２に沿った方向から見た検査対象物３０８の振動状態を表す干渉画像３７２を取得するので、異なる２方向から振動状態を表す干渉画像（干渉画像３７１および３７２）を取得することができる。これにより、検査対象物３０８の曲面３８０に対して複数の方向から検査対象物３０８の振動状態を表す干渉画像（干渉画像３７１および３７２）を取得することができるので、曲面３８０を有する検査対象物３０８の振動状態を表す干渉画像を１方向のみから取得する場合と異なり、検査対象物３０８および測定部３の位置を変化させずに欠陥（欠陥３９０）の有無を判定する測定領域を拡げることができる。その結果、検査対象物３０８が曲面３８０を有する場合において、検査対象物３０８および測定部３の位置を変化させずに欠陥（欠陥３９０）の有無を判定する測定領域を容易に広げることができる。
また、第３実施形態による欠陥検査装置３００では、以下のように構成したことによって、下記のような更なる効果が得られる。
また、第３実施形態の欠陥検査装置３００では、上記のように、測定部３は、第１光路３２１を経るレーザ光および第２光路３２２を経るレーザ光の各々の干渉光を領域３３０ａおよび領域３３０ｂのそれぞれにおいて受光することにより、曲面３８０を有する検査対象物３０８の互いに異なる測定領域の振動状態を表す干渉画像３７０（干渉画像３７１および３７２）を同時に取得するように構成されている。これにより、第１光路２２１を経るレーザ光の干渉光に基づく干渉画像３７１と、第２光路３２２を経るレーザ光の干渉光に基づく干渉画像３７２とを同時に取得することができるので、検査対象物３０８の欠陥（欠陥３９０）の有無を検査するための検査時間を短縮することができる。
また、第３実施形態の欠陥検査装置３００では、上記のように、制御部５は、検査対象物３０８の曲面３８０の曲率に基づいて、取得した検査対象物３０８の振動状態を表す干渉画像３７０（干渉画像３７１および３７２）の少なくとも検査対象物３０８の曲面３８０に沿った方向における長さを補正するように構成されている。これにより、検査対象物３０８の曲面３８０における画像の視認性が高まるので、ユーザがより容易に欠陥（欠陥３９０）の有無を判定することができる。
また、第３実施形態の欠陥検査装置３００では、上記のように、制御部５は、検査対象物３０８の曲面３８０に沿った方向において、複数の測定領域における振動状態を表す干渉画像３７０（干渉画像３７１および３７２）を連続的に連結するように構成されている。これにより、ユーザは、複数の測定領域における検査対象物３０８の振動状態を表す干渉画像３７１および３７２をまとめて視認することができる。
［第４実施形態］
図２１～図２４を参照して、第４実施形態による欠陥検査装置４００の構成について説明する。なお、図中において、上記第１～第３実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。
第４実施形態による欠陥検査装置４００は、検査対象物３０８から四方（４方向）に反射するレーザ光の干渉光に基づいて、振動状態を表す干渉画像４７０を取得するように構成されている。
欠陥検査装置４００の測定部３は、図２１に示す検査対象物３０８から反射して第１光路４２１を経るレーザ光、第２光路４２２を経るレーザ光、第３光路４２３を経るレーザ光および第４光路４２４を経るレーザ光の各々の干渉光に基づいて、干渉画像４７０を取得するように構成されている。第１光路４２１は、検査対象物３０８から直接測定部３に向かって反射する光路である。また、欠陥検査装置５００は、第２光路４２２を経るレーザ光、第３光路４２３を経るレーザ光および第４光路４２４を経るレーザ光のそれぞれに対応して、上記第３実施形態に示したような反射鏡やレンズなどの光学系を用いて、測定部３に導光するように構成されている。
欠陥検査装置４００のイメージセンサ４３６は、図２２に示すように、光を受光する受光領域４３０を有しており、受光領域４３０は、４つの領域（領域４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃおよび４３０ｄ）を含む。
イメージセンサ４３６は、第１光路４２１を経るレーザ光、第２光路４２２を経るレーザ光、第３光路４２３を経るレーザ光および第４光路４２４を経るレーザ光の各々の干渉光を、領域４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃおよび４３０ｄのそれぞれにおいて受光する。これにより、欠陥検査装置４００の測定部３は、検査対象物３０８の四方（４つの方向に沿った方向）から見た検査対象物３０８の振動状態を表す干渉画像４７０（図２３参照）を取得することが可能である。
イメージセンサ４３６の受光領域４３０において、受光した干渉光に基づく干渉画像４７０は、干渉画像４７１、４７２、４７３および４７４を含む。干渉画像４７１は、領域４３０ａにおいて受光した第１光路４２１を経るレーザ光の干渉光に基づく画像である。干渉画像４７２は、領域４３０ｂにおいて受光した第２光路４２２を経るレーザ光の干渉光に基づく画像である。干渉画像４７３は、領域４３０ｃにおいて受光した第３光路４２３を経るレーザ光の干渉光に基づく画像である。干渉画像４７４は、領域４３０ｄにおいて受光した第４光路４２４を経るレーザ光の干渉光に基づく画像である。
第４実施形態では、上記第４実施形態と同様に、制御部５が、図２４に示すように、干渉画像４７０（干渉画像４７１、４７２、４７３および４７４）に対して、画像補正および画像連結を行うことにより、見開き画像４７５を生成する。
具体的には、制御部５は、予め取得した測定領域における検査対象物３０８の曲面３８０の曲率に基づいて、干渉画像４７１、４７２、４７３および４７４の検査対象物３０８の曲面３８０に沿った方向における長さを補正（画像補正）する。また同時に、制御部５は、干渉画像４７０のうち、干渉画像４７１、４７２、４７３および４７４以外の部分と、干渉画像４７１、４７２、４７３および４７４の各々の間で重複する部分とを削除する。そして、干渉画像４７１、４７２、４７３および４７４の残された部分が連結（画像連結）される。
なお、第４実施形態のその他の構成および効果は、上記第３実施形態と同様である。
［第５実施形態］
図２５～図３１を参照して、第５実施形態による欠陥検査装置５００の構成について説明する。なお、図中において、上記第１～第４実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。そして、図２５は、第１光路５２１に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示している。また、図２６は、第２光路５２２に沿った方向に反射する光の撮像に関わる光の収束および発散状態の一例を示している。
第５実施形態では、曲面３８０を有する検査対象物３０８の互いに異なる測定領域の振動状態を表す干渉画像３７１および３７２を同時に取得するように構成されている第３実施形態とは異なり、受光するレーザ光の干渉光を切り替えることにより、異なる測定領域の曲面３８０を有する検査対象物３０８の振動状態を表す干渉画像５７１および５７２のそれぞれを取得するように構成されている。
欠陥検査装置５００では、光学系５０４は、反射鏡５４１、反射鏡５４２およびレンズ５４３を含む。光学系５０４は、第１光路５２１を経るレーザ光が測定部３に向かって反射する曲面３８０を有する検査対象物３０８の測定領域とは異なる測定領域から反射する第２光路５２２を経るレーザ光を測定部３に向かって導光するように構成されている。
反射鏡５４１は、検査対象物３０８と、測定部３とが対向する方向と直交する方向から見て、検査対象物３０８と重なるように配置されている。また、反射鏡５４２およびレンズ５４３は、図２５および図２６に示すように、検査対象物８の表面８０と、測定部３とが対向する方向において、測定部３と、検査対象物８との間に配置されている。そして、光学系５０４の一部（レンズ５４３）は、第１光路５２１上に配置されている。
第５実施形態による欠陥検査装置５００は、ケース４０内における光学系５０４の位置を変更可能に構成されている。欠陥検査装置５００は、光学系５０４の位置を変更することにより、検査対象物３０８の表面（曲面３８０）から反射して、測定部３に入射するレーザ光を、第１光路５２１を経たレーザ光と、第２光路５２２を経たレーザ光とに切り替え可能に構成されている。
具体的には、欠陥検査装置５００は、測定部３と、検査対象物８とが対向する方向と交差する方向において、反射鏡５４１、反射鏡５４２およびレンズ５４３の位置を図示しないアクチュエータなどによって、移動させる（ずらす）ことにより、第１光路５２１を経たレーザ光が測定部３に入射する状態（図２５参照）と、光学系５０４（レンズ５４３）が第１光路５２１上に配置され、第１光路５２１を経たレーザ光を遮るとともに、光学系５０４が導光した第２光路５２２を経たレーザ光が測定部３に入射する状態（図２６参照）とを切り替えるように構成されている。なお、光学系５０４の位置の切り替えは、制御部５による制御によって行われてもよいし、ユーザの操作によって行われてもよい。また、欠陥検査装置５００は、レンズ５４３の位置のみを移動させることにより、測定部３に入射するレーザ光を、第１光路２２１を経たレーザ光と、第２光路２２２を経たレーザ光とに切り替えるように構成してもよい。
また、測定部３は、図２５および図２６に示すように、検査対象物３０８から測定部３に向かって反射する第１光路５２１を経るレーザ光の干渉光と、検査対象物３０８から第１光路５２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路５２２を経るレーザ光の干渉光とを撮像する共通のイメージセンサ（イメージセンサ５３６）を含む。
第５実施形態では、図２５～図２７に示す検査対象物３０８から測定部３に向かって反射する第１光路５２１を経るレーザ光の干渉光と、検査対象物８から第１光路５２１とは異なる方向に向かって反射する第２光路５２２を経るレーザ光の干渉光とが共通のイメージセンサ（イメージセンサ５３６）により撮像されるように構成されている。
イメージセンサ５３６は、図２８に示すように、測定部３が干渉させたレーザ光の干渉光を受光する受光領域５３０を有している。
測定部３は、イメージセンサ３６の受光領域の共通の領域（受光領域５３０）において受光するレーザ光の干渉光を、曲面３８０を有する検査対象物３０８の互いに異なる測定領域から反射される、第１光路５２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路５２２を経るレーザ光の干渉光のそれぞれに切り替えることにより、異なる測定領域の曲面３８０を有する検査対象物３０８の振動状態を表す干渉画像５７１（図２９参照）および干渉画像５７２（図３０参照）をそれぞれ取得するように構成されている。
第５実施形態では、制御部５が、図３１に示すように、干渉画像５７１および５７２に対して、画像補正および画像連結を行うことにより、見開き画像５７３を生成する。
具体的には、制御部５は、予め取得した測定領域における検査対象物３０８の曲面３８０の曲率に基づいて、干渉画像５７１および５７２の検査対象物３０８の曲面３８０に沿った方向における長さを補正（画像補正）する。また同時に、制御部５は、干渉画像５７１と、５７２の間で重複する部分とを削除する。そして、干渉画像５７１および５７２の残された部分が連結（画像連結）される。
なお、第５実施形態のその他の構成は、上記第３および第４実施形態と同様である。
（第５実施形態の効果）
第５実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第５実施形態では、欠陥検査装置５００および欠陥検査方法は、検査対象物３０８が曲面３８０を有する場合において、検査対象物３０８および測定部３の位置を変化させずに欠陥（欠陥３９０）の有無を判定する測定領域を容易に広げることができる。
また、第５実施形態による欠陥検査装置５００では、以下のように構成したことによって、下記のような更なる効果が得られる。
また、第５実施形態の欠陥検査装置５００では、上記のように、測定部３は、イメージセンサ５３６（撮像部）の受光領域の共通の領域（受光領域５３０）において受光するレーザ光の干渉光を、第１光路５２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路５２２を経るレーザ光の干渉光のそれぞれに切り替えることにより、異なる測定領域の曲面３８０を有する検査対象物３０８の振動状態を表す干渉画像５７１および５７２をそれぞれ取得するように構成されている。これにより、測定部３は、イメージセンサ５３６の受光領域の共通の領域（受光領域５３０）において受光するレーザ光の干渉光を切り替えることにより、干渉画像５７１および干渉画像５７２のそれぞれを取得するので、イメージセンサ５３６の受光領域５３０を複数の領域に分割せずに第１光路５２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路５２２を経るレーザ光の干渉光のそれぞれを取得することができる。その結果、イメージセンサ５３６の受光領域５３０を複数の領域に分割して第１光路５２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路５２２を経るレーザ光の干渉光のそれぞれを同時に受光する場合と比べて、第１光路５２１を経るレーザ光の干渉光および第２光路５２２を経るレーザ光の干渉光のそれぞれをより広い領域で取得することができるので、干渉画像５７１および干渉画像５７２の各々をより広い測定領域において取得することができる。
なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第３実施形態と同様である。
［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。
たとえば、上記第１～第５実施形態では、レーザ照明２（照射部）が、検査対象物８の表面８０と、測定部３との間に配置されている例または検査対象物３０８の曲面３８０と、測定部３との間に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、測定部および照射部は、照射部と検査対象物の表面とが対向する方向において、略同じ位置に配置されてもよい。この場合、測定部と照射部とが検査対象物の表面に沿った方向において、隣り合うように配置される。すなわち、測定部と照射部とが検査対象物の表面に沿った方向において、ずらして配置される。
また、上記第１実施形態では、第１光路２１を経るレーザ光の干渉光を測定する測定部３に向かって、第２光路２２を経るレーザ光を導光する光学系４を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光学系を備えずに、第１光路を経るレーザ光および第２光路を経るレーザ光の各々に対応して、測定部が設けられてもよい。
また、上記実施形態では、イメージセンサ３６（撮像部）により、第１光路２１を経るレーザ光の干渉光と、第２光路２２を経るレーザ光の干渉光とを受光する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１光路を経るレーザ光および第２光路を経るレーザ光の各々の干渉光に対応して、撮像部が設けられてもよい。
また、上記第１～第５実施形態では、光学系を介さずに第１光路２１、２２１、３２１または５２１を経るレーザ光が測定部３に入射するように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１光路を経るレーザ光は、反射鏡やレンズなどの光学系を介して、測定部に入射するように構成してもよい。
また、上記第１実施形態では、第１干渉画像７１および第２干渉画像７２を合成処理した合成画像７３を取得する例、第２実施形態では、第１干渉画像２７１および第２干渉画像２７２を合成処理した合成画像２７３を取得する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、合成画像を取得せずに、第１干渉画像および第２干渉画像のみが取得されてもよい。
また、上記第３～第５実施形態では、制御部５（画像処理部）は、干渉画像（干渉画像３７１、３７２、４７１、４７２、４７３、４７４、５７１および５７２）に対して画像補正処理および画像連結処理を行う構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像処理部は、干渉画像に対して画像補正処理または画像連結処理のいずれか一方のみを行うように構成してもよいし、画像補正処理および画像連結処理のいずれも行わなくてもよい。
また、上記第３～第５実施形態では、レーザ照明２（照射部）から照射されたレーザ光が反射鏡３２０によって反射される構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図３２に示す第１変形例による欠陥検査装置６００のように、レーザ照明２を複数設け、曲面３８０を有する検査対象物３０８に対して、複数の方向からレーザ光が照射されるように構成してもよい。
また、上記第１および第２実施形態では、検査対象物８は、板状の部材である例を示し、上記第３～第５実施形態では、検査対象物３０８は、円筒形状または円柱形状を有する対象物である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、検査対象物は、曲面と平面とが組み合わさった形状の対象物でもよいし、椀形形状の対象物でもよい。
［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）
検査対象物に弾性波振動を付与して励起する励振部と、
前記励振部により弾性波振動が励起された状態の前記検査対象物にレーザ光を照射する照射部と、
前記検査対象物により反射された前記レーザ光の位相を変化させ、位相変化前後の前記レーザ光同士を干渉させるとともに、干渉光を測定する測定部と、を備え、
前記測定部は、前記照射部から照射され、前記検査対象物から前記測定部に向かって反射する第１光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記第１光路に沿った方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するとともに、前記照射部から照射され、前記検査対象物から前記第１光路とは異なる方向に向かって反射する第２光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記第２光路に沿った方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するように構成されている、欠陥検査装置。
（項目２）
前記第１光路とは異なる方向に向かって反射する前記第２光路を経る前記レーザ光を前記測定部に向かって導光する光学系をさらに備え、
前記測定部は、前記光学系を介さずに前記検査対象物から直接前記測定部に向かって反射する前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記第１光路に沿った方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するとともに、前記光学系によって前記測定部に向かって導光される前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記第２光路に沿った方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得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。
（項目３）
前記測定部は、前記検査対象物から前記測定部に向かって反射する前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光と、前記検査対象物から前記第１光路とは異なる方向に向かって反射し、前記光学系によって前記測定部に向かって導光される前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光とを撮像する共通の撮像部を含む、項目２に記載の欠陥検査装置。
（項目４）
前記測定部は、前記検査対象物の表面と直交する方向に沿って前記測定部に向う正面方向に向かって前記検査対象物から反射する前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記正面方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するとともに、前記検査対象物の表面に対して斜め方向に向かって反射する前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記斜め方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像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。
（項目５）
前記測定部は、前記光学系を介さずに前記検査対象物の表面と直交する方向に沿って前記測定部に向う正面方向に向かって前記検査対象物から反射する前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記正面方向から見た振動状態を表す第１干渉画像を取得するとともに、前記レーザ光が前記測定部に向かう前記第１光路に向かって反射する前記検査対象物の表面と共通の表面に対して、前記第１光路とは異なり、斜め方向に向かって反射する前記第２光路を経て、前記光学系によって導光されることにより前記測定部に向かって導光される前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記斜め方向から見た振動状態を表す第２干渉画像を取得するように構成されている、項目３に記載の欠陥検査装置。
（項目６）
前記撮像部は、前記測定部が干渉させた前記レーザ光の干渉光を受光する受光領域を有しており、
前記光学系は、前記第１光路以外の位置に設けられ、前記第２光路を経る前記レーザ光を前記測定部に向かって導光するように構成されており、
前記測定部は、前記検査対象物の共通の表面から反射する前記第１光路を経る前記レーザ光および前記第２光路を経る前記レーザ光の各々の干渉光を、前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光および前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光に対応して複数に分割された前記受光領域の複数の領域のそれぞれにおいて受光することにより、前記第１干渉画像および前記第２干渉画像を同時に取得するように構成されている、項目５に記載の欠陥検査装置。
（項目７）
前記撮像部は、前記測定部が干渉させた前記レーザ光の干渉光を受光する受光領域を有しており、
前記測定部は、前記撮像部の前記受光領域の共通の領域において受光する前記レーザ光の干渉光を、前記検査対象物の共通の表面から反射する前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光および前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光のそれぞれに切り替えることにより、前記第１干渉画像および前記第２干渉画像のそれぞれを取得するように構成されている、項目５に記載の欠陥検査装置。
（項目８）
前記検査対象物の表面と直交する方向に沿って前記測定部に向う前記正面方向から見た振動状態を表す前記第１干渉画像と、前記検査対象物の測定領域における前記検査対象物の表面に対して斜め方向から見た振動状態を表す前記第２干渉画像とを合成処理した合成画像を取得するように構成されている画像処理部をさらに備える、項目５～７のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
（項目９）
前記画像処理部は、前記検査対象物の表面と直交する方向に沿って前記測定部に向う前記正面方向から見た振動状態を表す前記第１干渉画像と、前記検査対象物の測定領域における前記検査対象物の表面に対して前記斜め方向から見た振動状態を表す前記第２干渉画像とのうち、少なくとも前記第２干渉画像のひずみを補正するように構成されている、項目８に記載の欠陥検査装置。
（項目１０）
前記検査対象物は、曲面を有する対象物であり、
前記撮像部は、前記測定部が干渉させた前記レーザ光の干渉光を受光する受光領域を有しており、
前記光学系は、前記第１光路以外の位置に設けられ、前記レーザ光が前記測定部に向かう前記第１光路に向かって反射する前記曲面を有する前記検査対象物の測定領域とは異なる測定領域から反射する前記第２光路を経る前記レーザ光を前記測定部に向かって導光するように構成されており、
前記測定部は、前記検査対象物の互いに異なる測定領域から反射される前記第１光路を経る前記レーザ光および前記第２光路を経る前記レーザ光の各々の干渉光を、前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光および前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光に対応して複数に分割された前記撮像部の前記受光領域の複数の領域のそれぞれにおいて受光することにより、前記曲面を有する前記検査対象物の互いに異なる測定領域の振動状態を表す干渉画像を同時に取得するように構成されている、項目３に記載の欠陥検査装置。
（項目１１）
前記検査対象物は、曲面を有する対象物であり、
前記撮像部は、前記測定部が干渉させた前記レーザ光の干渉光を受光する受光領域を有しており、
前記光学系は、前記第１光路を経る前記レーザ光が前記測定部に向かって反射する前記曲面を有する前記検査対象物の測定領域とは異なる測定領域から反射する前記第２光路を経る前記レーザ光を前記測定部に向かって導光するように構成されており、
前記測定部は、前記撮像部の前記受光領域の共通の領域において受光する前記レーザ光の干渉光を、前記曲面を有する前記検査対象物の互いに異なる測定領域から反射される、前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光および前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光のそれぞれに切り替えることにより、異なる測定領域の前記曲面を有する前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像をそれぞれ取得するように構成されている、項目３に記載の欠陥検査装置。
（項目１２）
前記検査対象物の前記曲面の曲率に基づいて、取得した前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像の少なくとも前記検査対象物の前記曲面に沿った方向における長さを補正するように構成されている画像処理部をさらに備える、項目１０または１１に記載の欠陥検査装置。
（項目１３）
前記測定部は、前記検査対象物の複数の測定領域において、振動状態を表す干渉画像を取得するように構成されており、
前記画像処理部は、前記検査対象物の前記曲面に沿った方向において、複数の測定領域における振動状態を表す干渉画像を連続的に連結するように構成されている、項目１２に記載の欠陥検査装置。
（項目１４）
検査対象物に弾性波振動を付与して励起し、
弾性波振動が励起された状態の前記検査対象物にレーザ光を照射し、
前記検査対象物により反射された前記レーザ光の位相を変化させ、位相変化前後の前記レーザ光同士を干渉させるとともに、干渉光を測定する測定部に向かって反射する第１光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記第１光路に沿った方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するとともに、前記検査対象物から前記第１光路とは異なる方向に向かって反射する第２光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記第２光路に沿った方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得する、欠陥検査方法。
１ 振動子（励振部）
２ レーザ照明（照射部）
３ 測定部
４、２０４、３０４、５０４ 光学系
５ 制御部（画像処理部）
８、３０８ 検査対象物
２１、２２１、３２１、４２１、５２１ 第１光路
２２、２２２、３２２、４２２、５２２ 第２光路
３０、２３０、３３０、４３０、５３０ 受光領域
３０ａ、３０ｂ、３３０ａ、３３０ｂ、４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ、４３０ｄ 領域
３６、２３６、３３６、４３６、５３６ イメージセンサ（撮像部）
７０、３７０、４７０ 干渉画像
７１、２７１ 第１干渉画像
７２、２７２ 第２干渉画像
７３、２７３ 合成画像
８０ （検査対象物の）表面
１００、２００、３００、４００、５００、６００ 欠陥検査装置
３８０ （検査対象物の）曲面
３７１、３７２、４７１、４７２、４７３、４７４、５７１、５７２ 干渉画像

Claims (14)

  1. 検査対象物に弾性波振動を付与して励起する励振部と、
    前記励振部により弾性波振動が励起された状態の前記検査対象物にレーザ光を照射する照射部と、
    前記検査対象物により反射された前記レーザ光の位相を変化させ、位相変化前後の前記レーザ光同士を干渉させるとともに、干渉光を測定する測定部と、を備え、
    前記測定部は、前記照射部から照射され、前記検査対象物から前記測定部に向かって反射する第１光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記第１光路に沿った方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するとともに、前記照射部から照射され、前記検査対象物から前記第１光路とは異なる方向に向かって反射する第２光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記第２光路に沿った方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するように構成されている、欠陥検査装置。
  2. 前記第１光路とは異なる方向に向かって反射する前記第２光路を経る前記レーザ光を前記測定部に向かって導光する光学系をさらに備え、
    前記測定部は、前記光学系を介さずに前記検査対象物から直接前記測定部に向かって反射する前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記第１光路に沿った方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するとともに、前記光学系によって前記測定部に向かって導光される前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記第２光路に沿った方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得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。
  3. 前記測定部は、前記検査対象物から前記測定部に向かって反射する前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光と、前記検査対象物から前記第１光路とは異なる方向に向かって反射し、前記光学系によって前記測定部に向かって導光される前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光とを撮像する共通の撮像部を含む、請求項２に記載の欠陥検査装置。
  4. 前記測定部は、前記検査対象物の表面と直交する方向に沿って前記測定部に向う正面方向に向かって前記検査対象物から反射する前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記正面方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するとともに、前記検査対象物の表面に対して斜め方向に向かって反射する前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記斜め方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得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。
  5. 前記測定部は、前記光学系を介さずに前記検査対象物の表面と直交する方向に沿って前記測定部に向う正面方向に向かって前記検査対象物から反射する前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記正面方向から見た振動状態を表す第１干渉画像を取得するとともに、前記レーザ光が前記測定部に向かう前記第１光路に向かって反射する前記検査対象物の表面と共通の表面に対して、前記第１光路とは異なり、斜め方向に向かって反射する前記第２光路を経て、前記光学系によって導光されることにより前記測定部に向かって導光される前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記斜め方向から見た振動状態を表す第２干渉画像を取得するように構成されている、請求項３に記載の欠陥検査装置。
  6. 前記撮像部は、前記測定部が干渉させた前記レーザ光の干渉光を受光する受光領域を有しており、
    前記光学系は、前記第１光路以外の位置に設けられ、前記第２光路を経る前記レーザ光を前記測定部に向かって導光するように構成されており、
    前記測定部は、前記検査対象物の共通の表面から反射する前記第１光路を経る前記レーザ光および前記第２光路を経る前記レーザ光の各々の干渉光を、前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光および前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光に対応して複数に分割された前記受光領域の複数の領域のそれぞれにおいて受光することにより、前記第１干渉画像および前記第２干渉画像を同時に取得するように構成されている、請求項５に記載の欠陥検査装置。
  7. 前記撮像部は、前記測定部が干渉させた前記レーザ光の干渉光を受光する受光領域を有しており、
    前記測定部は、前記撮像部の前記受光領域の共通の領域において受光する前記レーザ光の干渉光を、前記検査対象物の共通の表面から反射する前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光および前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光のそれぞれに切り替えることにより、前記第１干渉画像および前記第２干渉画像のそれぞれを取得するように構成されている、請求項５に記載の欠陥検査装置。
  8. 前記検査対象物の表面と直交する方向に沿って前記測定部に向う前記正面方向から見た振動状態を表す前記第１干渉画像と、前記検査対象物の測定領域における前記検査対象物の表面に対して斜め方向から見た振動状態を表す前記第２干渉画像とを合成処理した合成画像を取得するように構成されている画像処理部をさらに備える、請求項５に記載の欠陥検査装置。
  9. 前記画像処理部は、前記検査対象物の表面と直交する方向に沿って前記測定部に向う前記正面方向から見た振動状態を表す前記第１干渉画像と、前記検査対象物の測定領域における前記検査対象物の表面に対して前記斜め方向から見た振動状態を表す前記第２干渉画像とのうち、少なくとも前記第２干渉画像のひずみを補正するように構成されている、請求項８に記載の欠陥検査装置。
  10. 前記検査対象物は、曲面を有する対象物であり、
    前記撮像部は、前記測定部が干渉させた前記レーザ光の干渉光を受光する受光領域を有しており、
    前記光学系は、前記第１光路以外の位置に設けられ、前記レーザ光が前記測定部に向かう前記第１光路に向かって反射する前記曲面を有する前記検査対象物の測定領域とは異なる測定領域から反射する前記第２光路を経る前記レーザ光を前記測定部に向かって導光するように構成されており、
    前記測定部は、前記検査対象物の互いに異なる測定領域から反射される前記第１光路を経る前記レーザ光および前記第２光路を経る前記レーザ光の各々の干渉光を、前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光および前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光に対応して複数に分割された前記撮像部の前記受光領域の複数の領域のそれぞれにおいて受光することにより、前記曲面を有する前記検査対象物の互いに異なる測定領域の振動状態を表す干渉画像を同時に取得するように構成されている、請求項３に記載の欠陥検査装置。
  11. 前記検査対象物は、曲面を有する対象物であり、
    前記撮像部は、前記測定部が干渉させた前記レーザ光の干渉光を受光する受光領域を有しており、
    前記光学系は、前記第１光路を経る前記レーザ光が前記測定部に向かって反射する前記曲面を有する前記検査対象物の測定領域とは異なる測定領域から反射する前記第２光路を経る前記レーザ光を前記測定部に向かって導光するように構成されており、
    前記測定部は、前記撮像部の前記受光領域の共通の領域において受光する前記レーザ光の干渉光を、前記曲面を有する前記検査対象物の互いに異なる測定領域から反射される、前記第１光路を経る前記レーザ光の干渉光および前記第２光路を経る前記レーザ光の干渉光のそれぞれに切り替えることにより、異なる測定領域の前記曲面を有する前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像をそれぞれ取得するように構成されている、請求項３に記載の欠陥検査装置。
  12. 前記検査対象物の前記曲面の曲率に基づいて、取得した前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像の少なくとも前記検査対象物の前記曲面に沿った方向における長さを補正するように構成されている画像処理部をさらに備える、請求項１０に記載の欠陥検査装置。
  13. 前記測定部は、前記検査対象物の複数の測定領域において、振動状態を表す干渉画像を取得するように構成されており、
    前記画像処理部は、前記検査対象物の前記曲面に沿った方向において、複数の測定領域における振動状態を表す干渉画像を連続的に連結するように構成されている、請求項１２に記載の欠陥検査装置。
  14. 検査対象物に弾性波振動を付与して励起し、
    弾性波振動が励起された状態の前記検査対象物にレーザ光を照射し、
    前記検査対象物により反射された前記レーザ光の位相を変化させ、位相変化前後の前記レーザ光同士を干渉させるとともに、干渉光を測定する測定部に向かって反射する第１光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記第１光路に沿った方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得するとともに、前記検査対象物から前記第１光路とは異なる方向に向かって反射する第２光路を経る前記レーザ光の干渉光に基づいて、前記第２光路に沿った方向から見た前記検査対象物の振動状態を表す干渉画像を取得する、欠陥検査方法。
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