JP7482067B2 - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、検査装置及び検査方法に関する。

例えば超音波などを用いた検査装置がある。検出感度の向上が望まれる。

特開２０１２－６３２７６号公報

本発明の実施形態は、検出感度を向上できる検査装置及び検査方法を提供する。

本発明の実施形態によれば、検査装置は、第１超音波を送信可能な送信部と、前記第１超音波が入射し、前記入射した前記第１超音波に応じた信号を出力可能な受信部と、受信側導波路と、を含む。前記受信側導波路は、前記送信部及び前記受信部の間の検査位置と、前記受信部と、の間に設けられる。前記第１超音波が受信側導波路を通過する。検査対象は、前記送信部から前記受信部への第１方向と交差する第２方向に沿って、前記検査位置を通過する。前記受信側導波路は、第１構造及び第２構造の少なくともいずれかを有する。前記第１構造において、前記受信側導波路は、管状部材と内側部材と含み、前記内側部材は、前記管状部材の内側に設けられる。前記内側部材の少なくとも一部は、網目構造、多孔質構造及び表面凹凸構造の少なくともいずれかを有する。前記第２構造において、前記受信側導波路は、管状部材を含む。前記管状部材の少なくとも一部は、網目構造、多孔質構造及び表面凹凸構造の少なくともいずれかを有する。

図１は、第１実施形態に係る検査装置を例示する模式的側面図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１実施形態に係る検査装置の一部を例示する模式図である。 図３（ａ）～図３（ｄ）は、検査装置に関する実験結果を例示する模式図である。 図４は、検査装置の特性を例示するグラフ図である。 図５（ａ）～図５（ｄ）は、検査装置の特性を例示する模式図である。 図６（ａ）～図６（ｄ）は、検査装置の特性を例示する模式図である。 図７（ａ）～図７（ｃ）は、検査装置の特性を例示する模式図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１実施形態に係る検査装置の一部を例示する模式図である。 図９は、第１実施形態に係る検査装置を例示する模式的側面図である。 図１０は、第１実施形態に係る検査装置を例示する模式的側面図である。 図１１は、第２実施形態に係る検査方法を例示するフォローチャート図である。 図１２（ａ）～図１２（ｃ）は、実施形態に係る検査装置の一部を例示する模式図である。 図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、実施形態に係る検査装置の一部を例示する模式図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る検査装置を例示する模式的側面図である。
図１に示すように、実施形態に係る検査装置１１０は、送信部１０及び受信部２０を含む。

送信部１０は、第１超音波１０ｗを送信可能である。第１超音波１０ｗは、例えば、第１周期Ｔｐの複数のバースト波を含む。第１周期Ｔｐは、例えば、複数のバースト波の１つの始まりと、複数のバースト波の次の１つの始まりと、の間の時間に対応する。第１超音波１０ｗの例については、後述する。

受信部２０には、第１超音波１０ｗが入射する。受信部２０に入射する第１超音波１０ｗは、送信部１０から出射した第１超音波１０ｗの直接波の他に、第１超音波１０ｗが種々の部材で反射した反射波を含んでも良い。受信部２０は、受信部２０に入射した第１超音波１０ｗに応じた信号Ｓｄを出力可能である。

検査対象８０は、送信部１０と受信部２０との間を通過する。検査対象８０は、送信部１０と受信部２０との間の検査位置Ｐｓを通過する。

検査対象８０は、例えば紙幣などである。検査対象８０は、有価証券などの書類でも良い。検査対象８０の材料は任意である。

送信部１０から受信部２０への方向を第１方向Ｄ１とする。検査対象８０は、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に沿って、検査位置Ｐｓを通過する。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１に対して傾斜しても良い。検査位置Ｐｓは、送信部１０と受信部２０との間の空間ＳＰの一部である。

例えば、支持部６０が設けられる。支持部６０は、検査対象８０を支持して、検査対象８０に検査位置Ｐｓを通過させることが可能である。

この例では、支持部６０は、第１搬送部６１（例えばローラ）及び第２搬送部６２（例えばローラ）により搬送される。支持部６０の搬送に伴って、検査対象８０が第２方向Ｄ２に沿って搬送される。第２方向Ｄ２は、例えば、搬送方向である。

例えば、支持部６０は、第１超音波１０ｗが支持部６０に照射されない位置で、検査対象８０を支持する。例えば、支持部６０は、検査位置Ｐｓには設けられない。例えば、支持部６０は、検査対象８０の端部などを支持しても良い。第１超音波１０ｗが支持部６０に照射されないにことで、検査対象８０を適切に検査できる。

例えば、送信部１０は、変形可能な送信側膜部１１を含む。送信側膜部１１は、第１超音波１０ｗを出射する。送信部１０に送信回路１０Ｄが接続される。送信回路１０Ｄからの駆動信号Ｓｖにより、送信側膜部１１が変形して、第１超音波１０ｗが出射する。送信側膜部１１の変形は、例えば、圧電素子などにより生じる。

例えば、受信部２０は、変形可能な受信側膜部２１を含む。受信側膜部２１は、受信した第１超音波１０ｗにより変形する。受信側膜部２１の変形に伴って信号Ｓｄが得られる。例えば、受信側膜部２１の変形が、圧電素子などにより電気信号に変換される。

例えば、制御部７０が設けられても良い。制御部７０は、例えば、送信回路１０Ｄに制御信号Ｓｃを供給する。送信回路１０Ｄは、制御信号Ｓｃに応じて、送信側膜部１１を変形させる。これにより、送信部１０から第１超音波１０ｗが出射する。送信部１０から出射した第１超音波１０ｗは、例えば、検査対象８０を通過して、受信部２０に入射する。受信部２０に入射する第１超音波１０ｗは、検査対象８０の状態に応じて、変化する。変化する第１超音波１０ｗが受信部２０で受信される。受信部２０から出力される信号Ｓｄは、検査対象８０の状態を反映している。例えば、信号Ｓｄが、制御部７０に供給される。制御部７０は、信号Ｓｄを処理して、検査信号Ｓ１を出力可能である。検査信号Ｓ１は、検査対象８０の検査結果に関する情報を含む。

検査装置１１０は、送信回路１０Ｄ及び受信回路２０Ｄを含んでも良い。検査装置１１０は、制御部７０を含んでも良い。制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの電気回路（例えばコンピュータなど）を含んでも良い。

送信部１０から出射する第１超音波１０ｗは、送信回路１０Ｄからの駆動信号Ｓｖにより制御される。例えば、第１超音波１０ｗの第１周期Ｔｐが、駆動信号Ｓｖにより制御できる。例えば、複数のバースト波の１つの時間幅が、駆動信号Ｓｖにより制御できる。送信回路１０Ｄからの駆動信号Ｓｖは、制御部７０からの制御信号Ｓｃで制御されても良い。この場合、例えば、第１超音波１０ｗの第１周期Ｔｐが、制御部７０により制御されても良い。例えば、複数のバースト波の１つの時間幅が、制御部７０により制御されても良い。

実施形態において、第１超音波１０ｗは、適切に制御される。これにより、検出感度を向上できる。

この例では、検査装置１１０は、受信側導波路２５を含む。検査装置１１０は、送信側導波路１５をさらに含んでも良い。

送信側導波路１５は、送信部１０と検査位置Ｐｓとの間に設けられる。送信側導波路１５を第１超音波１０ｗが通過する。例えば、送信側導波路１５は、第１超音波１０ｗを導く。

受信側導波路２５は、検査位置Ｐｓと受信部２０との間に設けられる。受信側導波路２５を第１超音波１０ｗが通過する。例えば、受信側導波路２５は、第１超音波１０ｗを導く。受信側導波路２５を通過した第１超音波１０ｗが受信部２０に入射する。

例えば、送信側導波路１５は、検査位置Ｐｓから離れる。受信側導波路２５は、検査位置Ｐｓから離れる。検査対象８０は、送信側導波路１５と受信側導波路２５との間で移動できる。

これらの導波路が設けられることで、第１超音波１０ｗの広がりを抑制できる。検出感度をより向上できる。

実施形態において、受信側導波路２５は、第１構造及び第２構造の少なくともいずれかを有する。以下、第１構造の例について説明する。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１実施形態に係る検査装置の一部を例示する模式図である。
これらの図は、受信側導波路２５を例示している。図２（ａ）は、斜視図である。図２（ｂ）は、断面図である。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、第１構造において、受信側導波路２５は、管状部材２５ａと内側部材２５ｂと含む。管状部材２５ａは、例えば、第１方向Ｄ１に沿って延びる。

内側部材２５ｂは、管状部材２５ａの内側に設けられる。複数の内側部材２５ｂが管状部材２５ａの中に設けられても良い。１つの例において、複数の内側部材２５ｂは、管状部材２５ａの周方向に沿って並んで良い。複数の内側部材２５ｂが、第１方向Ｄ１に沿って並んでも良い。管状部材２５ａは、内側部材２５ｂの周りに設けられる。

内側部材２５ｂの少なくとも一部は、網目構造、多孔質構造及び表面凹凸構造の少なくともいずれかを有する。

網目構造を有する内側部材２５ｂは、例えば、複数の穴を含む。複数の穴の少なくとも１つは、内側部材２５ｂの厚さ方向に沿って、内側部材２５ｂを貫く。網目状の内側部材２５ｂは、例えば、メッシュ状でも良い。複数の穴の断面形状は、多角形状または円状で良い。多角形は、例えば、三角形、四角形、または、六角形などを含む。

多孔質構造を有する内側部材２５ｂは、例えば、複数の孔を含む。複数の孔の位置が、内側部材２５ｂの厚さに沿って互いに異なっても良い。複数の孔の少なくとも一部は、内側部材２５ｂの厚さ方向に沿って内側部材２５ｂを貫かなくて良い。複数の孔の形状は任意である。

表面凹凸構造を有する内側部材２５ｂにおいて、内側部材２５ｂの表面に凹凸が設けられる。凹凸の形状は任意である。

内側部材２５ｂは、金属及び樹脂の少なくともいずれかを含んで良い。管状部材２５ａは、金属及び樹脂の少なくともいずれかを含んで良い。これらの部材の材料は、任意である。内側部材２５ｂが設けられることで、受信側導波路２５を通過する第１超音波１０ｗが減衰する。受信側導波路２５において第１超音波１０ｗが減衰することで、後述するように、検査対象８０を高速で高い精度で検査し易くなる。

例えば、複数のバースト波を含む第１超音波１０ｗにより検査対象８０を高速で検査する場合、複数のバースト波の周期（第１周期Ｔｐ）が短くなる。この場合、反射波の影響により、検査が困難になり易い。

例えば、検査対象８０を通過した第１超音波１０ｗが受信側導波路２５を通過して受信部２０に入射する。受信部２０で反射した第１超音波１０ｗが検査対象８０で反射する。検査対象８０で反射した第１超音波１０ｗが受信側導波路２５を通過して再び受信部２０に入射する。第１周期Ｔｐが短いと、再び受信部２０に入射する反射波が、複数の直接波の次の１つと重なる状態が生じる。反射波と直接波とが重なることで、適正な検査が困難になる。

実施形態においては、受信側導波路２５が上記のような内側部材２５ｂを含むことで、検査が容易になることが分かった。上記のような内側部材２５ｂにより、受信側導波路２５における透過率が低くできることが原因であると考えられる。

以下、発明者が行った実験の結果の例について説明する。
実験においては、上記の第１構造が採用される。実験において、受信側導波路２５は、管状部材２５ａ及び内側部材２５ｂを含む。実験において、内側部材２５ｂは、メッシュ状である。

実験において、管状部材２５ａはアルミニウム管である。管状部材２５ａは、円管状である。管状部材２５ａの内径は、４ｍｍである。管状部材２５ａの長さ（第１方向Ｄ１に沿う長さ）は５０ｍｍである。内側部材２５ｂは、メッシュ状樹脂である。メッシュ状樹脂の厚さは、１２０μｍである。メッシュ状樹脂のメッシュピッチは、１４０μｍである。

実験において、内側部材２５ｂの第１方向Ｄ１に沿う長さＬＬ（図２（ａ）参照）が変更される。または、管状部材２５ａが設けられ、内側部材２５ｂが設けられない。この場合は、長さＬＬが０の場合に対応する。

実験において、複数のバースト波の第１周期Ｔｐは、２５０μｓである。送信部１０及び受信部２０における共振周波数は、９０ｋＨｚである。検査対象８０は、紙である。送信側導波路１５と受信側導波路２５との間の距離は、６ｍｍである。

図３（ａ）～図３（ｄ）は、検査装置に関する実験結果を例示する模式図である。
これらの図の横軸は時間ｔｍである。これらの図の縦軸は、受信部２０で検出される信号の強度Ｉｎｔである。

図３（ａ）は、メッシュ状の内側部材２５ｂが設けられない場合（ＬＬ＝０）に対応する。図３（ｂ）は、メッシュ状の内側部材２５ｂの長さＬＬが１０ｍｍの場合に対応する。図３（ｃ）は、メッシュ状の内側部材２５ｂの長さＬＬが３０ｍｍの場合に対応する。図３（ｄ）は、メッシュ状の内側部材２５ｂの長さＬＬが５０ｍｍの場合に対応する。

これらの図において、信号の強度Ｉｎｔが大きく一定で変化している期間は、検査対象８０（紙）が検査位置Ｐｓに到達する前の期間に対応する。検査対象８０が検査位置Ｐｓを通過し始めると、信号の強度Ｉｎｔが低下する。この後、検査対象８０が検査位置Ｐｓを通過し続けている間、信号の強度Ｉｎｔが実質的に微小になる。信号の強度Ｉｎｔが低下する期間は、検査対象８０の先端部分が検査位置Ｐｓを通過している期間に対応する。以下、信号の強度Ｉｎｔが低下する期間に着目する。

図３（ａ）に示すように、メッシュ状の内側部材２５ｂが設けられない場合、信号の強度Ｉｎｔが低下する期間が長い。減衰期間が長い。この状態は、反射波が、直接波と重なる状態に対応する。

これに対して、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、メッシュ状の内側部材２５ｂの長さＬＬが３０ｍｍまたは５０ｍｍの場合は、信号の強度Ｉｎｔが低下する期間が短い。減衰期間が短い。この状態においては、反射波が大きく減衰されて、直接波と実質的に重ならない状態に対応する。これらの場合に、検査対象８０を適切に検査できる。直接波は、例えば、検査対象８０の透過率を反映した信号強度を有する。直接波は、反射波に比べて、検査対象８０の状態をより高い精度で反映する。例えば、直接波が実質的に反射波と重ならない状態になることで、検査対象８０を適切に検査することができる。例えば、検査対象８０の端部の測定において、反射が大きく減衰される。これにより、検査対象８０をより適切に検査することができる。

図３（ｂ）に示すように、内側部材２５ｂの長さＬＬが１０ｍｍの場合は、信号の強度Ｉｎｔが低下する期間は、図３（ａ）の場合に比べて短くなるものの、短くなる程度が小さい。

受信側導波路２５における第１超音波１０ｗの透過率（受信側透過率Ｑ２）は、内側部材２５ｂの長さＬＬに応じて変化する。長さＬＬが０のとき、受信側透過率Ｑ２は６３％である。長さＬＬが１０ｍｍのとき、受信側透過率Ｑ２は６０％である。長さＬＬが３０ｍｍのとき、受信側透過率Ｑ２は５２％である。長さＬＬが５０ｍｍのとき、受信側透過率Ｑ２は４６％である。受信側透過率Ｑ２は、例えば、超音波強度維持率に対応する。

このように、受信側導波路２５の透過率（受信側透過率Ｑ２）が低いことで、反射波の影響を抑制でき、検査対象８０を適切に検査できる。

導波路の透過率が低いと、受信部２０で受信される超音波の強度が低くなる。このため、一般には、受信側導波路２５の透過率は高いことが好ましいと考えられている。しかしながら、検査対象８０を高速で検査する場合、反射波が次のバースト波と重なる状態が生じる。このような状態においては、導波路の透過率を高くするという一般的な技術思想では適切な検査が困難になる。

実施形態においては、一般的な技術思想とは逆の技術思想が採用される。受信側導波路２５の透過率（受信側透過率Ｑ２）を低くすることにより、反射波の影響を抑制でき、検査対象８０を適切に検査できる。高い検査速度においても、高い感度で検査対象８０を検査できる。実施形態によれば、検出感度を向上できる検査装置を提供できる。

図４は、検査装置の特性を例示するグラフ図である。
図４の横軸は、受信側導波路２５における第１超音波１０ｗの透過率（受信側透過率Ｑ２）である。縦軸は、受信部２０で受信される信号の強度比ＩＲ１である。強度比ＩＲ１は、直接波の強度の反射波の強度に対する比である。

図に示すように、受信側透過率Ｑ２が低いと、強度比ＩＲ１が高くなり、直接波の強度が高くなる。

例えば、検査対象８０である紙に樹脂テープのような異物が貼られている場合がある。この場合、直接波の信号強度が低下する。紙の透過率は、約５％であり、テープが貼られた場所の透過率は、テープが貼られていない場所の透過率の約１／２となる。このような透過率の差を検知できれば、検査対象８０である紙の異常を検知することができる。

一方、検査対象８０である紙の端部において、強度が強い反射波成分が残留成分として存在する。この反射波成分は、上記の直接波に対するノイズとなる。例えば、直接波及び反射波が重畳した状態において、２０％以上の透過率の変化が存在する場合に、直接波の透過率差を適切に判定できる。例えば、３０％の透過率の変化が存在する場合に、さらに安定した判定が可能になる。

実験により、反射波（ノイズ）の強度が直接波の強度以下のときに、反射波及び直接波が重畳した状態で、約２０％の信号変化が観測されることがわかった。このときに、検査対象８０である紙の端部に貼られたテープ（異物）が検出できる。

反射波の強度が直接波の強度の１／２以下のときに、反射波及び直接波が重畳した状態で、約３５％の信号変化が観測される。このとき、異物位置で、十分な透過率差が得られる。

図４に示すように、受信側透過率Ｑ２が０．５５以下において、強度比ＩＲ１は１以上になる。受信側透過率Ｑ２は０．５以下のときに、強度比ＩＲ１は２以上になる。

実施形態において、受信側透過率Ｑ２は、０．５５よりも低いことが好ましい。受信側透過率Ｑ２は、０．５０よりも低いことが好ましい。受信側透過率Ｑ２が低いことで、反射波の影響が効果的に抑制できる。

受信側透過率Ｑ２は、例えば、０．１以上であることが好ましい。受信側透過率Ｑ２が過度に低いと、受信部２０による受信においてのノイズの影響が大きくなる。受信側透過率Ｑ２が０．１以上であることで、ノイズの影響を抑制できる。より高い感度の検出が可能になる。

図５（ａ）～図５（ｄ）、及び、図６（ａ）～図６（ｄ）は、検査装置の特性を例示する模式図である。
図５（ａ）～図５（ｄ）は、受信側透過率Ｑ２が高い場合に対応する。図６（ａ）～図６（ｄ）は、受信側透過率Ｑ２が低い場合に対応する。

図５（ａ）は、初期状態に対応する。初期状態において、検査対象８０は検査位置Ｐｓにない。送信部１０から出射された超音波信号１０ｓは受信部２０で受信される。超音波信号１０ｓの一部は、受信部２０で反射して反射波１０ｒとなる。

図５（ｂ）に示すように、検査対象８０が検査位置Ｐｓにある。図５（ｂ）においては、反射波１０ｒは、検査位置Ｐｓに到達していない。

図５（ｃ）に示すように、図５（ｂ）の状態の後、反射波１０ｒは、検査位置Ｐｓに到達する。反射波１０ｒは、検査対象８０で反射して受信部２０に向かって進行する。一方、送信部１０から、次のバースト波の超音波信号１０ｓが出射する。

図５（ｄ）に示すように、図５（ｃ）の状態の後、反射波１０ｒ、及び、検査対象８０を通過した次のバースト波の超音波信号１０ｓが受信部２０に到達する。このとき、反射波１０ｒと、次のバースト波の超音波信号１０ｓと、が時間的に重なる。受信側透過率Ｑ２が高いと、反射波１０ｒの強度は高い。このため、反射波１０ｒの影響が大きくなり、適切な検査が困難になる。

図６（ａ）は、初期状態に対応する。この場合も、超音波信号１０ｓの一部は、受信部２０で反射して反射波１０ｒとなる。

図６（ｂ）に示すように、検査対象８０が検査位置Ｐｓにある。図６（ｂ）においては、反射波１０ｒは、検査位置Ｐｓに到達していない。

図６（ｃ）に示すように、図６（ｂ）の状態の後、反射波１０ｒは、検査位置Ｐｓに到達する。反射波１０ｒは、検査対象８０で反射して受信部２０に向かって進行する。受信側透過率Ｑ２が低いため、反射波１０ｒは減衰する。反射波１０ｒは、受信部２０と検査位置Ｐｓとの間を往復するため、反射波１０ｒにおける減衰の程度が大きい。一方、送信部１０から、次のバースト波の超音波信号１０ｓが出射する。

図６（ｄ）に示すように、図６（ｃ）の状態の後、反射波１０ｒ、及び、検査対象８０を通過した次の直接波の超音波信号１０ｓが、受信部２０に到達する。このとき、反射波１０ｒと、次の直接波の超音波信号１０ｓと、が時間的に重なる。受信側透過率Ｑ２が低いため、反射波１０ｒの強度は低い。このため、反射波１０ｒの影響が抑制される。これにより、適切な検査を行うことができる。

以下、受信部２０に入射する反射波が、複数の直接波の次の１つと重なる場合の例について説明する。

図１に示すように、検査位置Ｐｓと送信部１０との間の、第１方向Ｄ１（送信部１０から受信部２０への方向）に沿う距離を、送信側距離Ｌ１とする。検査位置Ｐｓと受信部２０との間の、第１方向Ｄ１に沿う距離を、受信側距離Ｌ２とする。送信部１０と受信部２０との間の空間ＳＰにおける第１超音波１０ｗの伝搬速度を速度ｖｘとする。

図７（ａ）～図７（ｃ）は、検査装置の特性を例示する模式図である。
図７（ａ）は、送信部１０に入力される第１超音波１０ｗの信号に対応する。図７（ｂ）及び図７（ｃ）は、受信部２０で観測される受信信号に対応する。図７（ｂ）は、第１超音波１０ｗに含まれる複数のバースト波の１つに基づく受信信号に対応する。図７（ｃ）は、第１超音波１０ｗに含まれる複数の直接波の次の１つに基づく受信信号に対応する。これらの図の横軸は、時間ｔｍである。これらの図の縦軸は、信号の強度Ｉｎｔである。

図７（ａ）に示すように、第１超音波１０ｗは、複数のバースト波１０ｂを含む。複数のバースト波１０ｂの周期は、第１周期Ｔｐである。複数のバースト波１０ｂの１つの時間は、時間Ｔｗである。

図７（ｂ）に示すように、１つのバースト波１０ｂの電気信号で出射した超音波信号が、受信部２０で受信される。受信部２０で受信される信号は、直接波Ｄｗ１と、複数の反射波Ｒｗ１と、を含む。１つのバースト波１０ｂの時刻と、直接波Ｄｗ１と、の間の時間は、（Ｌ１＋Ｌ２）／ｖｘである。直接波Ｄｗ１と、最初の反射波Ｒｗ１と、の間の時間は、２×Ｌ２／ｖｘである。

図７（ｃ）に示すように、次のバースト波１０ｂで出射した超音波が、受信部２０で受信される。受信部２０で受信される信号は、直接波Ｄｗ２と、複数の反射波Ｒｗ２と、を含む。これらの信号は、検査対象８０が挿入された状態での信号である。これらの信号強度は、検査対象８０により減衰する。これらの信号強度は、図７（ｂ）の信号に比較して、低い。

最初の反射波Ｒｗ１が受信部２０に到達する前に、直接波Ｄｗ２が受信部２０に到達すると、反射波Ｒｗ１が直接波Ｄｗ２と重なる状態となる。

反射波Ｒｗ１が直接波Ｄｗ２と重なる場合、第１周期Ｔｐ（ｓ）、受信側距離Ｌ２（ｍ）、及び、速度ｖｘ（ｍ／ｓ）は、
Ｔｐ ＜ ２×Ｌ２／ｖｘ … （１）
の第１式を満たす。このような第１式が満たされるときに、受信側導波路２５の受信側透過率Ｑ２が高いと、反射波の影響により、検査対象８０を適切に検査することが困難になる。

一方、上記の第１式が満たされることで、高速の検査を行うことができる。第１式が満たされ場合に、受信側透過率Ｑ２を低くすることで、高速の検査においても反射波の影響が抑制でき、適切な検査が実施できる。

実施形態によれば、例えば、検査対象８０の移動方向における先端部分について、高い検出感度が得られる。

内側部材２５ｂが表面凹凸状である場合、表面凹凸の算術平均表面粗さＲａは、例えば、複数のバースト波の波長の０．０１倍以上で０．２倍以下であることが好ましい。算術平均表面粗さＲａが、複数のバースト波の波長の０．０５倍以下であることで、例えば、受信側透過率Ｑ２を効果的に低くできる。

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１実施形態に係る検査装置の一部を例示する模式図である。
これらの図は、受信側導波路２５を例示している。図８（ａ）は、斜視図である。図８（ｂ）は、断面図である。これらの図は、受信側導波路２５に関する第２構造を例示している。

図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第２構造において、受信側導波路２５は、管状部材２５ａを含む。管状部材２５ａの少なくとも一部は、網目構造、多孔質構造及び表面凹凸構造の少なくともいずれかを有する。この例では、管状部材２５ａの内側面２５ｆは、凹凸２５ｄｐを含む。凹凸２５ｄｐは、凹部２５ｄ及び凸部２５ｐの少なくともいずれかを含む。凹凸２５ｄｐは、例えば、切削またはサンドブラストなどの種々の方法により形成できる。凹凸２５ｄｐにより、第１超音波１０ｗが受信側導波路２５を通過する際に、第１超音波１０ｗは減衰する。

上記のように、実施形態において、受信側導波路２５は、第１構造及び第２構造の少なくともいずれかを有して良い。第１構造において、受信側導波路２５は、内側部材２５ｂを含む。第２構造において、受信側導波路２５は、管状部材２５ａを含み、管状部材２５ａの内側面２５ｆは凹凸２５ｄｐを含む。このような受信側導波路２５により、反射波の影響を抑制できる。検出感度を向上できる検査装置を提供できる。

実施形態において、凹凸２５ｄｐの算術平均表面粗さＲａは、例えば、複数のバースト波の波長の０．０１倍以上で０．２倍以下であることが好ましい。算術平均表面粗さＲａが、複数のバースト波の波長の０．０５倍以下であることで、例えば、受信側透過率Ｑ２を効果的に低くできる。

内側部材２５ｂのメッシュピッチは、複数のバースト波の波長の０．００５倍以上０．２倍以下であることが好ましい。メッシュピッチが複数のバースト波の波長の０．０１倍以上であることで、例えば、単位長さ当たりの超音波の減衰の程度を大きくできる。

既に説明したように、検査装置１１０は、送信側導波路１５を含んでも良い。送信側導波路１５は、送信部１０と検査位置Ｐｓとの間に設けられる。第１超音波１０ｗは、送信側導波路１５を通過する。１つの例において、受信側導波路２５の第１超音波１０ｗに対する受信側透過率Ｑ２は、送信側導波路１５の第１超音波１０ｗに対する送信側透過率Ｑ１よりも低い。送信側導波路１５の第１超音波１０ｗに対する送信側透過率Ｑ１が高いことで、直接波の減衰が抑制できる。より高い感度が得易くなる。

送信側導波路１５が設けられる場合において、送信側透過率Ｑ１は、送信側導波路１５に入射する前の第１超音波１０ｗの強度に対する、送信側導波路１５から出射する第１超音波１０ｗの強度の比に対応する。受信側導波路２５が設けられる場合において、受信側透過率Ｑ２は、受信側導波路２５に入射する前の第１超音波１０ｗの強度に対する、受信側導波路２５から出射する第１超音波１０ｗの強度の比に対応する。

検知対象の第１超音波１０ｗに対する透過率を検査対象透過率Ｑ３とする。この場合、受信部２０で検出される直接波の強度ＳＧ１は、
ＳＧ１＝Ｑ１×Ｑ３×Ｑ２ … （２）
の第２式で表される。

一方、受信部２０で検出される反射波の強度ＳＲ１は、
ＳＲ１＝Ｑ１×Ｑ２×（Ｑ２）^２ｎ … （３）
の第３式で表される。第３式において、「ｎ」は、１以上の整数であり、反射波の往復回数に対応する。

強度ＳＧ１が強度ＳＲ１よりも高いときに、高い感度が得られる。検査対象透過率Ｑ３は、例えば、０．１以下である。受信側透過率Ｑ２が低いときに、高いＳ／Ｎ比が得やすくなる。

図９は、第１実施形態に係る検査装置を例示する模式的側面図である。
図９に示すように、実施形態に係る検査装置１１１は、送信部１０及び受信部２０を含む。検査装置１１１において、受信側導波路２５が省略されて良い。検査装置１１１において、送信側導波路１５が省略されて良い。検査装置１１１において、受信側導波路２５とは別の方法により、受信側における透過率が低くされても良い。

この場合、検査位置Ｐｓと受信部２０との間における第１超音波１０ｗの受信側透過率Ｑ２は、０．５５未満である。検査装置１１１において、上記の第１式が満たされる。これにより、高速の検査が可能になる。

図１０は、第１実施形態に係る検査装置を例示する模式的側面図である。
図１０に示すように、実施形態に係る検査装置１１２は、送信部１０及び受信部２０に加えて、減衰部材２８を含む。減衰部材２８は、検査位置Ｐｓと受信部２０との間に設けられる。検査装置１１２において、受信側導波路２５として種々の構成が採用されて良い。受信側導波路２５の第１超音波１０ｗに対する受信側透過率Ｑ２は、例えば、０．５５未満である。検査装置１１２において、上記の第１式が満たされる。これにより、高速の検査が可能になる。

減衰部材２８として、例えば、表面凹凸を含む部材が用いられる。例えば、部材の表面に複数の凸部及び複数の凹部が設けられる。複数の凸部は複数の凹部に対して相対的に突出している。例えば、複数の凸部の面積が、複数の凹部の面積と実質的に同じに設定される。複数の凸部と、複数の凹部と、の高さの差が、例えば、超音波の波長の実質的に１／４に設定される。このような減衰部材２８により、超音波（反射波）を減衰できる。例えば、複数の凸部及び複数の凹部は、２つの方向に沿って交互に設けられる。

（第２実施形態）
第２実施形態は、検査方法に係る。
図１１は、第２実施形態に係る検査方法を例示するフォローチャート図である。
図１１に示すように、実施形態に係る検査方法においては、第１周期Ｔｐの複数のバースト波１０ｂを含む第１超音波１０ｗを送信部１０から検査対象８０に向けて送信する（ステップＳ１１０）。検査方法においては、検査対象８０を通過した第１超音波１０ｗを受信部２０で受信して検査対象８０を検査する（ステップＳ１２０）。

例えば、図１に示すように、第１周期Ｔｐ（ｓ）、受信側距離Ｌ２（ｍ）、及び、速度ｖｘ（ｍ／ｓ）が定義できる。検査方法において、
Ｔｐ ＜ ２×Ｌ２／ｖｘ
が満たされる。

受信側距離Ｌ２は、検査位置Ｐｓと受信部２０との間の、送信部１０から受信部２０への第１方向Ｄ１に沿う距離である。検査対象８０は、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に沿って検査位置Ｐｓを通過する。速度ｖｘは、送信部１０と受信部２０との間の空間ＳＰにおける第１超音波１０ｗの伝搬速度である。実施形態に係る検査方法において、検査位置Ｐｓと受信部２０との間における第１超音波１０ｗの受信側透過率Ｑ２は、０．５５未満である。実施形態に係る検査方法において、反射波の影響が抑制される。例えば、検査対象８０の移動方向における先端部分について、高い検出感度が得られる。

実施形態に係る検査方法において、受信側透過率Ｑ２は、検査位置Ｐｓと送信部１０との間における第１超音波１０ｗの送信側透過率Ｑ１よりも低いことが好ましい。これにより、例えば、直接波の減衰が抑制できる。これにより、高い感度が得易くなる。

図１２（ａ）～図１２（ｃ）は、実施形態に係る検査装置の一部を例示する模式図である。
これらの図は、管状部材２５ａ及び内側部材２５ｂの少なくともいずれかにおける網目構造を例示している。図１２（ａ）の例において、網目構造は、複数の孔を含む。図１２（ｂ）の例において、網目構造は、メッシュ構造を有する。図１２（ｃ）の例において、網目構造の孔の少なくとも一部は、部材の厚さ方向に部材を貫通する。

図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、実施形態に係る検査装置の一部を例示する模式図である。
これらの図は、管状部材２５ａ及び内側部材２５ｂの少なくともいずれかにおける多孔質構造を例示している。図１３（ａ）の例において、不定形の複数の孔が設けられる。複数の孔の１つは、複数の孔の別の１つと連続しても良い。図１３（ｂ）の例において、複数の孔の少なくとも１つは、複数の孔の別の１つと離れて良い。

管状部材２５ａ及び内側部材２５ｂの少なくともいずれかにおける表面凹凸構造は、例えば、図８（ｂ）に例示した構造を有して良い。表面凹凸構造において、例えば、１つの凸部２５ｐと、複数の凹部２５ｄと、が設けられて良い。例えば、１つの凹部２５ｄと、複数の凸部２５ｐと、が設けられて良い。例えば、１つの凸部２５ｐと、１つの凹部２５ｄと、が設けられて良い。表面凹凸構造において、凹凸２５ｄｐが、内面及び外面に設けられて良い。表面凹凸構造における凸部２５ｐ及び凹部２５ｄの形状は、任意である。

実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んで良い。
（構成１）
第１超音波を送信可能な送信部と、
前記第１超音波が入射し、前記入射した前記第１超音波に応じた信号を出力可能な受信部と、
前記送信部及び前記受信部の間の検査位置と、前記受信部と、の間に設けられ、前記第１超音波が通過する受信側導波路であって、検査対象は、前記送信部から前記受信部への第１方向と交差する第２方向に沿って、前記検査位置を通過する、前記受信側導波路と、
を備え、
前記受信側導波路は、第１構造及び第２構造の少なくともいずれかを有し、
前記第１構造において、前記受信側導波路は、管状部材と内側部材と含み、前記内側部材は、前記管状部材の内側に設けられ、前記内側部材の少なくとも一部は、網目構造、多孔質構造及び表面凹凸構造の少なくともいずれかを有し、
前記第２構造において、前記受信側導波路は、管状部材を含み、前記管状部材の少なくとも一部は、網目構造、多孔質構造及び表面凹凸構造の少なくともいずれかを有する、検査装置。

（構成２）
前記第１超音波は、複数のバースト波を含む、構成１記載の検査装置。

（構成３）
前記内側部材または前記管状部材は、前記表面凹凸構造を有し、前記表面凹凸構造の凹凸の算術平均表面粗さＲａは、前記複数のバースト波の波長の０．０１倍以上０．２倍以下である、構成２記載の検査装置。

（構成４）
前記内側部材は、メッシュ状であり、メッシュピッチは、前記複数のバースト波の波長の０．００５倍以上０．２倍以下である、構成２記載の検査装置。

（構成５）
前記受信側導波路を通過した前記第１超音波が前記受信部に入射し、
前記受信部で反射した前記第１超音波が前記検査対象で反射し、
前記検査対象で反射した前記第１超音波が前記受信側導波路を通過して前記受信部に入射する、構成１～４のいずれか１つに記載の検査装置。

（構成６）
前記送信部と前記検査位置との間に設けられ、前記第１超音波が通過する送信側導波路をさらに備えた構成１～５のいずれか１つに記載の検査装置。

（構成７）
前記受信側導波路の前記第１超音波に対する受信側透過率は、前記送信側導波路の前記第１超音波に対する送信側透過率よりも低い、構成６記載の検査装置。

（構成８）
前記受信側導波路の前記第１超音波に対する透過率は、０．５５未満である、構成１～７のいずれか１つに記載の検査装置。

（構成９）
第１周期Ｔｐの複数のバースト波を含む第１超音波を送信可能な送信部と、
前記第１超音波が入射し、前記入射した前記第１超音波に応じた信号を出力可能な受信部と、
を備え、
前記第１周期Ｔｐ（ｓ）、受信側距離Ｌ２（ｍ）、及び、速度ｖｘ（ｍ／ｓ）は、
Ｔｐ ＜ ２×Ｌ２／ｖｘ
を満たし、
前記受信側距離は、検査位置と前記受信部との間の、前記送信部から前記受信部への第１方向に沿う距離であり、
検査対象は、前記第１方向と交差する第２方向に沿って前記検査位置を通過し、
前記速度ｖｘは、前記送信部と前記受信部との間の空間における前記第１超音波の伝搬速度であり、
前記検査位置と前記受信部との間における前記第１超音波の受信側透過率は、０．５５未満である、検査装置。

（構成１０）
前記受信側透過率は、前記検査位置と前記送信部との間における前記第１超音波の送信側透過率よりも低い、構成９記載の検査装置。

（構成１１）
前記受信部は、受信した前記第１超音波により変形可能な受信側膜部を含み、
前記受信側距離は、前記検査位置と前記受信側膜部との間の前記第１方向に沿う距離である、構成９または１０に記載の検査装置。

（構成１２）
受信側導波路をさらに備え、
前記受信側導波路は、前記検査位置と前記受信部との間に設けられ、
前記第１超音波は受信側導波路を通過して前記受信部に入射する、構成９～１１のいずれか１つに記載の検査装置。

（構成１３）
前記受信側導波路の前記第１超音波に対する透過率は、０．５５未満である、構成１２記載の検査装置。

（構成１４）
前記受信側導波路を通過した前記第１超音波が前記受信部に入射し、
前記受信部で反射した前記第１超音波が前記検査対象で反射し、
前記検査対象で反射した前記第１超音波が前記受信側導波路を通過して前記受信部に入射する、構成１２または１３に記載の検査装置。

（構成１５）
前記送信部と前記検査位置との間に設けられ、前記第１超音波が通過する送信側導波路をさらに備えた構成１２～１４のいずれか１つに記載の検査装置。

（構成１６）
前記受信側導波路の前記第１超音波に対する受信側透過率は、前記送信側導波路の前記第１超音波に対する送信側透過率よりも低い、構成１５記載の検査装置。

（構成１７）
支持部をさらに備え、
前記支持部は、前記検査対象を支持して、前記検査対象に、前記検査位置を通過させることが可能である、構成１～１６のいずれか１つに記載の検査装置。

（構成１８）
前記支持部は、前記第１超音波が前記支持部に照射されない位置で、前記検査対象を支持する、構成１７記載の検査装置。

（構成１９）
第１周期Ｔｐの複数のバースト波を含む第１超音波を送信部から検査対象に向けて送信し、
前記検査対象を通過した前記第１超音波を受信部で受信して前記検査対象を検査し、
前記第１周期Ｔｐ（ｓ）、受信側距離Ｌ２（ｍ）、及び、速度ｖｘ（ｍ／ｓ）は、
Ｔｐ ＜ ２×Ｌ２／ｖｘ
を満たし、
前記受信側距離は、検査位置と前記受信部との間の、前記送信部から前記受信部への第１方向に沿う距離であり、
前記検査対象は、前記第１方向と交差する第２方向に沿って前記検査位置を通過し、
前記速度ｖｘは、前記送信部と前記受信部との間の空間における前記第１超音波の伝搬速度であり、
前記検査位置と前記受信部との間における前記第１超音波の受信側透過率は、０．５５未満である、検査方法。

（構成２０）
前記受信側透過率は、前記検査位置と前記送信部との間における前記第１超音波の送信側透過率よりも低い、構成１９記載の検査方法。

実施形態によれば、検出感度を向上できる検査装置及び検査方法が提供できる。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、検査装置に含まれる送信部、受信部、支持部、送信回路、受信回路及び制御部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。

また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した検査装置及び検査方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての検査装置及び検査方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…送信部、 １０Ｄ…送信回路、 １０ｂ…バースト波、 １０ｒ…反射波、 １０ｓ…超音波信号、 １０ｗ…第１超音波、 １１…送信側膜部、 １５…送信側導波路、 ２０…受信部、 ２０Ｄ…受信回路、 ２１…受信側膜部、 ２５…受信側導波路、 ２５ａ…管状部材、 ２５ｂ…内側部材、 ２５ｄ…凹部、 ２５ｄｐ…凹凸、 ２５ｆ…内側面、 ２５ｐ…凸部、 ２８…減衰部材、 ６０…支持部、 ６１、６２…第１、第２搬送部、 ７０…制御部、 ８０…検査対象、 １１０、１１１、１１２…検査装置、 Ｄ１、Ｄ２…第１、第２方向、 Ｄｗ１、Ｄｗ２…直接波、 Ｉｎｔ…強度、 Ｌ１…送信側距離、 Ｌ２…受信側距離、 ＬＬ…長さ、 Ｐｓ…検査位置、 Ｒｗ１、Ｒｗ２…反射波、 Ｓ１…検査信号、 ＳＰ…空間、 Ｓｃ…制御信号、 Ｓｄ…信号、 Ｓｖ…駆動信号、 Ｔｐ…第１周期、 Ｔｗ…時間、 ｔｍ…時間

Claims (7)

1. 第１超音波を送信可能な送信部と、
   前記第１超音波が入射し、前記入射した前記第１超音波に応じた信号を出力可能な受信部と、
   前記送信部及び前記受信部の間の検査位置と、前記受信部と、の間に設けられ、前記第１超音波が通過する受信側導波路であって、検査対象は、前記送信部から前記受信部への第１方向と交差する第２方向に沿って、前記検査位置を通過する、前記受信側導波路と、
   を備え、
   前記受信側導波路は、第１構造及び第２構造の少なくともいずれかを有し、
   前記第１構造において、前記受信側導波路は、管状部材と内側部材と含み、前記内側部材は、前記管状部材の内側に設けられ、前記内側部材の少なくとも一部は、網目構造、多孔質構造及び表面凹凸構造の少なくともいずれかを有し、
   前記第２構造において、前記受信側導波路は、管状部材を含み、前記管状部材の少なくとも一部は、網目構造、多孔質構造及び表面凹凸構造の少なくともいずれかを有し、
   前記受信側導波路の前記第１超音波に対する透過率は、０．５５未満である、検査装置。
2. 前記第１超音波は、複数のバースト波を含む、請求項１に記載の検査装置。
3. 前記内側部材または前記管状部材は、前記表面凹凸構造を有し、前記表面凹凸構造の凹凸の算術平均表面粗さＲａは、前記複数のバースト波の波長の０．０１倍以上０．２倍以下である、請求項２に記載の検査装置。
4. 前記内側部材は、メッシュ状であり、メッシュピッチは、前記複数のバースト波の波長の０．００５倍以上０．２倍以下である、請求項２に記載の検査装置。
5. 前記受信側導波路を通過した前記第１超音波が前記受信部に入射し、
   前記受信部で反射した前記第１超音波が前記検査対象で反射し、
   前記検査対象で反射した前記第１超音波が前記受信側導波路を通過して前記受信部に入射する、請求項１～４のいずれか１つに記載の検査装置。
6. 前記送信部と前記検査位置との間に設けられ、前記第１超音波が通過する送信側導波路をさらに備えた、請求項１～５のいずれか１つに記載の検査装置。
7. 前記受信側導波路の前記第１超音波に対する受信側透過率は、前記送信側導波路の前記第１超音波に対する送信側透過率よりも低い、請求項６に記載の検査装置。

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