JPS62240856A - 超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は超音波深傷装置に係わり、特にＣスコープ表示
とＡスコープ表示とを連続して行いその双方により被検
体内の欠陥を調べることの出来る超音波探傷装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、半導体、金属板、セラミック構造物などの物品の
内部の欠陥を調べるのに超音波探傷装置を用いることが
行われており、この超音波探（ｎ装置には、被検体の内
部をＡスコープ表示するものと、Ｂスフ−１表示するも
のと、Ｃスコープ表示するものとが知られている。Ａス
コープ表示とは、探触子から被検体に向けて超音波を発
射しそれからの例えば反射波を、オシロスコープ装置の
横軸に時局をとり縦軸に波形の成幅をとって表示したし
のであり、被検体の表面から反射された表面エコーと、
欠陥から反射された欠陥エコーと、被検体の底面から反
射された底面エコーとを観察し、例えば表面エコーと欠
陥エコーとの間の時間ｔを読むことにより欠陥の深さ位
置を知ることが出来、欠陥エコーの最大又は最小振幅を
読むことにより欠陥の大きさを知ることができる。

Ｂスフ−１表示とは、被検体に対して探触子を一方向に
スキャンし、モニターテレビの表示画面上の横軸に移動
距離をとり縦軸に被検体の断面深さく距１１１１ｉ）を
とって表面エコー、欠陥エコー、底面エコーをそれらの
強さに従って階調表示しだらのである。これにより被検
体の欠陥情報を含んだ縦断面を描かせることが出来、欠
陥の有無及び位置を而の広がりをもって知ることが出来
る。

Ｃスコープ表示とは、探触子を被検体に対して縦横にス
キャンし、ゲート回路のゲート幅で設定された断面深さ
の特定範囲からの欠陥エコーをモニターテレビの表示画
面上の横軸に探触子の移動の横方向（Ｙ方向）距離をと
り縦軸に縦方向（Ｙ方向）距離をとって、その強さに従
って階調表示したものである。これにより被検体の欠陥
情報を含んだ横断面を描かせることが出来、被検体の全
体につき欠陥の有無を知ることができる。

又Ａスコープ表示とＣスコープ表示の双方を行うことの
出来る超音波探傷装置も知られてＪ３す、この装置では
まず被検体を何箇所かＡスコープ表示させて、欠陥の有
無、深さ位置、大きさを調べ、ついでこれらの情報から
、ゲート幅、パルスレシーバのアンプゲイン、（探触子
が焦点型の場合には）焦点位置（探触子と被検体との距
離）などの、鮮明なＣスコープ像を得るための条件を求
め、その条件に従って超音波探傷装置を設定してＣスコ
ープ表示を行い、被検体の全体につき詳細な欠陥情報を
得るものである。

（Ｒｎが解決しようとする問題点） しかしながら上記いずれの表示を行う超音波探（ｎ装置
においても、被検体の全体につき正確な欠陥情報を得る
ためには、作業に手間がかかり、検査員の習熟度が要求
され、かつ相当の時間がかかるなどの問題点があった。

即ちＡスコープ表示による場合は、−回に探触子直下の
情報しか得られず、被検体の全体を網羅するには相当回
数のＡスコープ表示を行う必要があり、かつ前の情報は
画面から消えてしまうので、「線」または「而」の広が
りをもった情報を得るためには、専ら検査員の頭脳の中
で整理、別語されなければならず、このためには検査員
の相当の習熟度が必要である。

Ｂスコープによる場合も、何回かの表示作業が必要であ
り、かつＦ而」の広がりをもった情報とするためにはや
はり検査員の頭脳作業が必要である。

Ｃスコープ表示による場合は、被検体の全体につき欠陥
の有無は分かるが、欠陥の深さ位置は正確には知ること
が出来ない。深さ位置を正確に知るためにはゲート幅を
出来るだけ狭めればよいが、そうするとその幅に対応す
る深さ位置以外の所にある欠陥からの欠陥エコーはとら
えることが出来ず、全深さ位置における欠陥情報を得る
ためには、何個かの深さ位置につきＣスコープ表示を行
う必要がある。一方ゲート幅が広い場合には、同じ深さ
方向の異なる位置に上下に重なって２個以上の欠陥が存
在する場合には、その個数を識別することが出来ないと
いう問題がある。

ざらにＡスコープ表示で条件を求めた後Ｃスコープ表示
をする場合は、最初のＡスコープ表示は欠陥が有るかど
うか分らない状態で行うのであるから、やはり相当箇所
の検査が必要であり、相当の手間及び時間がかかる。

従って本発明の目的は、上記従来の技術の欠点を解消し
、被検体内部の欠陥の有無、位置、大きさなどの欠陥情
報を簡単かつ短時間で得ることの出来る超音波探傷装置
を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、本発明の全体構成
を示す第１図を参照して説明すれば、被検体りに向けて
超音波を発射する探触子４と、探触子４と被検体りとを
直交する二方向に相対的に移動させるスキＶニングＩＡ
Ｍ６と、探触子にパルスを送信し、かつ被検体からの超
音波を受信しそれを示す電気信号を出力するパルサーレ
シーバ２０と、パルサーレシーバ２０からの電気信号を
Ｃスコープ表示を行うための画像データ信号に変換する
信号処理装！！２２と、パルサーレシーバ２ｏからの電
気信号をＡスコープ表示するオシロスコープ装置２４と
、信号処理装置２２の画像データ信号をＣスコープ表示
するモニターテレビ３４とを備えた超音波探傷装置２に
おいて、モニターテレビ３４に接続され、モニターテレ
ビの表示画面上の座標系の座標値と対応したアドレスを
有する画像メモリ手段３２Ｃと、オペレータにより操作
され、画像メモリ手段３２Ｇの所望のアドレスをアクセ
スしてそれに対応したモニターテレビ３４の表示画面上
の座標位置に位置表示手段を映し出ず操作手段３８と、
スキャニング装置６、信号処Ｌ！ｌ！Ｖ装置２２、画像
メモリ手段３２Ｇ、及び操作手段３８に接続された制御
手段３３であって、スキャニング装置６により探触子４
ど被検体りが相対的に動かされる時に、その移１１のデ
ータ取込み数が画像メモリ手段３２Ｃの対応するアドレ
スの数に一致するように定められたピッチ間隔毎に、信
号処理Ｅ置２２から出力された画像データ信号の画像デ
ータを画像メモリ手段３２Ｇの対応するアドレスに取込
ませて、その画像データをモニターテレビ３４の表示画
面上にＣスコープ表示させると共に、操作手段３８によ
りその表示画面上に位置表示手段を映し出した時に、操
作手段３８によりアクセスされた画像メモリ手段３２Ｃ
のアドレスと前記ピッチ間隔とから、表示画面上の位置
表示手段に対応する位置に被検体りに対して探触子４を
位置決めするのに必要なスキャニングＶｔ置６の駆動ｍ
を演算し、その値に従ってスキャニング装置６を駆動し
てその対応する位置に探触子４を位置決めし、その位置
におけるオシロスコープ装置２４によるＡスコープ表示
を可能にする＆ｌｊ　６９手段３３と、を備えているこ
とを特徴とする超音波探傷装置を提供する。

（実施例） 第２図において、本発明の好適実施例である超音波探１
ｎ装置が全体的に符号２で示されており、この装置２は
、水を入れられた容ＩＣの底に置かれた被検体りに向け
て、例えば周波数２−数１０ＭＩＩＺの超音波を発射す
る、例えば焦点型の探触子４を有し、探触子４はスキャ
ニング装置６により被検体りに対して直交する二方向、
即ちＸ方向及びＹ方向に移動し）ｎるようになっている
。探触子４はＡ１１音波が平行に発射されるフラット型
であってもよい。容器Ｃは支持板８上に置かれ、支持板
８には、Ｙ方向を向いた一対の平行な固定案内１０ａ、
１０ｂが設けられ、この固定案内上にはこれに直角をな
しＸ方向を向いた可動案内１２が固定案内に対してＹ方
向に移動し得るように設けられ、可動案内上には探触子
４を支持しかつ可動案内に対してＸ方向に動き得る支持
体１４が配置されている。

スキャニング装置６は、図示実施例では、前記固定案内
１０ａ、１０ｂ、可動案内１２及び支持体１４に加えて
、可動案内１２に装架された第一のモータ１６ａと、一
方の固定案内１０ｂに装架された第二のモータ１６ｂと
、これら第一及び第二のモータにそれぞれ接続されこれ
らモータの回転量に比例した周波数のパルス信号を出力
する第一及び第二のエンコーダ１８ａ、１８ｂとからな
っている。第一のモーター１６ａを駆動すると図示しな
い例えばラック・ビニオン機構により支持体１４を可動
案内１２に沿ってＸ方向に動かし、従って探触子４を被
検体りに対してＸ方向にスキャンし、第二のモータ１６
ｂを駆動するとやはり図示しないラック・ビニオン機構
により可動案内１２を固定案内１０ａ、１０ｂに沿って
Ｙ方向に動かし、従って探触子４を被検体りに対してＹ
方向にスキャンする。なおスキャニング装置６は、支持
機８をＸ−Ｙステージとして構成して、Ｘ。

Ｙ方向に動かすようにしてｂよい。

探触子４には、それにパルスを与えてその振動子を振動
させ超音波を発射させ、かつ被検体りからの反射波を探
触子４を介して受信しそれを示す電気信号を出力するパ
ルサーレシーバ２０が接続されており、パルサーレシー
バ２０には、それからの電気信号をＣスコープ表示を行
うための画像データ信号に変換する信号処理装置２２と
、同電気信号をＡスコープ表示するオシロスコープ装置
２４とが接続されている。信号処理装［２２は、パルサ
ーレシーバ２ｏからの電気信号にゲートをかけ、そのゲ
ート幅内の波形の最大値又は最小値（負の最大値）に比
例した直流のアナログ電圧を出力するゲート回路２６と
、これに接続されそのアナログ電圧をデジタル化して画
像データ信号として出力するＡ／Ｄ変換器２８とからな
っている。

ゲート回路２６においては次のようにゲートがかけられ
ている。第３ａ図に示すように、表面から深さｈの所に
欠陥Ｆがある被検体をＡスコープ表示すると第３ｂ図に
示すようになり、その波形には、被検体りの表面から反
射される表面エコーＳと、欠陥Ｆから反射される欠陥エ
コー八と、被検体りの底面から反射される底面エコーＢ
とが現れる。表面エコーＳと欠陥エコーＡとの間の時間
間隔ｔは欠陥深さｈに比例した値となり、欠陥エコーへ
の最小値ａは欠陥Ｆの大きさｄに比例した値となり、こ
れらのｍｔ及びａを知ることにより、欠陥Ｆに関する情
報を得ることが出来る。このような波形にゲートをかけ
る場合、第３ｄ図のように欠陥エコーが現れると予想さ
れる位置に幅の狭いゲートＧ１をかけてもよいが、欠陥
Ｆがゲート内にない一合はそれをとらえることが出来な
くなるし、又欠陥Ｆの深さが分らない場合らある。従っ
て第３Ｃ図に示すように、図示実施例では、表面エコー
Ｓ及び底面エコーＢにかからない範囲で出来るだけゲー
ト幅を広げ、ゲート幅に余裕を持たせるようにゲートＧ
２を設定している。ただし、例えば半導体内の隣接層間
の接着状態を検査する場合のように、欠陥が生じる部位
の深さが予想出来る場合には、第３ｄ図に示すようにゲ
ートＧ１の幅を狭めることが好ましい。この場合探触子
４から発射される超音波の焦点が接着層の部位に位置決
めされるように探触子４と被検体りの表面との間の水距
離を調節することにより、鮮明な波形の欠陥エコーが得
られ、鮮明な欠陥像を映し出したＣスコープ像を得るこ
とができる。

Ａ／Ｄ変換器２８は又、後述するタイミングでトリガ信
号を出力するデータ取込みタイミング装置、例えば分周
器３０１．：接続され、そのトリが信号を受けた時にの
み上述したＡ／Ｄ変換を行い、画像データ信号を出力す
るようになっている。Ａ／Ｄ変換器２８から出力された
画像データ信号は画像処理装置３２に送られ、ここで処
理された後モニターテレビ３４に送られ、Ｃスコープ表
示される。

画像処理装置３２は、第一のＣＰＵ３２ａと、画像入出
力部３２ｂと、画像メモリ３２Ｇとからなっており、第
一のＣＰＵ３２ａは、Ａ／Ｄ変換器２８に接続されその
画像データ信号を入力すると共に、分周器３ｏに接続さ
れトリガ信号を出力するタイミングをａＩｌｌ　Ｉｌｌ
するようになっている。第一のＣＰＵ３２ａは又、第二
のＣＰｔＪを内蔵したモータコントローラ３６と、オペ
レータによって操作される操作手段となるキーボード３
８とに接続されている。なお、分周器３０はさらに第一
のエンコーダ１８ａに接続されており、モータコントロ
ーラ３６は第一及び第二のエンコーダ１８ａ１１８ｂに
接続されている。モータコントローラ３６は、その第２
のＣＰＵを第１のＣＰＵ３２ａと一体化し第１のＣＰＵ
３２ａに第２のＣＰＵの機能を持たせてやることもでき
る。画像入出力部３２ｂはモニターテレビ３４に接続さ
れ、第一のＣＰＵ３２ａで受取った画像データ信号はこ
こを介して画像メモリ３２ｃに一旦記憶され、ここから
又画像入出力部３２ｂを介してモニターテレビ３４に出
力される。

画像メモリ３２Ｇはモニターテレビ３４の表示画面−Ｌ
の座標系の座標値と対応したアドレスを有している。即
ち、例えばモニターテレビ３４の表示画面上の座標系が
第４図に示すように２５０ドツト×２４０ドツトのＸ−
Ｙ座標系であるとすると、その座標値（Ｘａ、Ｙａ）は
ＸａＩｆｉＯがら２／Ｉ９までの値を持ち、ＹａがＯか
ら２３９の値を持ら、同様に画像メモリ３２ｃのアドレ
スもアドレス（Ｘａ、Ｙａ）で現され、Ｘａが０から２
４９の値を持ら、ＹａがＯから２３９の値を持つ。そし
てアドレス（Ｘａ、Ｙａ）がアクセスされると、そこに
記憶されていた画像データは、Ｘａ及びＹａの値を同じ
くする表示画面上の座標値（Ｘａ、Ｙａ）のドツトに映
し出され、このようにして画像メモリ３２ｃの画像デー
タが取込まれたアドレスの全てがアクセスされるとそれ
ら画像データがモニターテレビ３４の表示画面上にＣス
コープ表示される。

キーボード３８は探触子４の被検体りに対するスキ鬼７
ン範囲を設定、指示すると共に、画像メモリ３２ｃの所
望のアドレス（Ｘａ、Ｙａ）をアクセスしそれに対応す
るモニターテレビ３４の表示画面上の座標位置に、位置
表示手段、例えばカーソルを映し出す。

第一のＣＰＵ３２ａには、画像メモリ３２ｃのアドレス
（Ｘａ、Ｙａ）のＸ座標値の数に対応した数の画像デー
タの取込み数、即ち２５０が予じめ設定されており、こ
の画像データ取込み数でキーボード３８で支持されたス
キャン範囲のＸ方向距離を除すことにより、スキャニン
グ装置６により被検体りに対して探触子４が動かされる
時の画像データが取込まれるピッチ間隔を演算する。第
一のＣＰＵ３２ａはこのピッチ間隔を基にして、キーボ
ード３８により指示されたスキャン範囲を探触子４がス
キへ７ンするに必要なスキャニング装置６の駆動量を演
算し、モータコントローラ３６内の第二のＣＰＵと協働
して、その値に従ってスキャニング装置６を駆動すると
共に、分周３３０から出力されるトリガ信号のタイミン
グをそのピッチ間隔に一致するよう制御する。又第−の
ＣＰＵ３２ａは、この時そのように制御された分周器３
０のトリが信号によりＡ／Ｄ変換器２８から出力された
画像データ信号の画像データを画像メモリ３２ｃの対応
するアドレス（Ｘａ、Ｙａ）に取込ませて、その画像デ
ータをモニターテレビ３４の表示画面上にＣスコープ表
示させる。さらに第一のＣＰＵ３２ａは、キーボード３
８の操作により画像メモリ３２ｃの所望のアドレス（Ｘ
ａ。

Ｙａ）をアクセスしモニターテレビ３４の表示画面上の
対応する位置にカーソルを映し出し、モータコントロー
ラ３６内の第２のＣＰＵはそのアクセスされた画像メモ
リ３２ｃのアドレス（Ｘａ。

Ｙａ）と上記ピッチ間隔とから、カーソルの位置に対応
する位置に探触子４を位置決めするのに必要なスキャニ
ング装置６の駆動量を演算し、その値に従ってスキャニ
ング装置６を駆動して前記対応する位置に探触子４を位
置決めし、その位置におけるオシロスコープ装置２４に
よるＡスコープ表示を可能にする。

次に第５図−第１０図に示すフローチャートを参照して
第一のＣＰＵ３２ａ及び第二のＣＰＵの機能及び動作の
詳細を説明する。まず第５図−第８図を参照してモニタ
ーテレビ３４にＣスコープ表示する場合につき説明し、
次に第９図及び第１０図を参照してカーソルに対応する
位置に探触子４を位置決めしオシロスコープ装置２４に
Δスコープ表示する場合につき説明する。

Ｃスコープ表示する場合の機能及び動作第５図を参照し
て、まずキーボード３８を操作することによりスキャン
範囲を設定、指示する。

これは第１１図に示すようなスキセン範囲のＸ方向距離
ＸｓとＹ方向距離ＹＳを示す値を入力することにより行
われる（ステップ１００）。第一のＣＰＵ３２ａには前
述したように、画像データ取込み数として、画像メモリ
３２ｃのアドレス（Ｘａ、Ｙａ）のＸ座標値の数に対応
した数２５０が予じめ設定されており、第一のＣＰＵ３
２ａはキーボード３８の指示を受けて、設定されたスキ
ャン範囲のＸ方向距離ＸＳをその画像データ取込みピッ
チ数２５０で除すことにより、データ取込みピッチ間隔
ΔＳを演算する（ステップ１０１）。次いで設定された
スキャン範囲のＹ方向距離ＹＳをピッチ間隔△Ｓで除す
ことによりＹ方向データ号ンブル数Ｙｐを演σしくステ
ップ１０２＞、設定されたスキャン範囲のＸ方向距離Ｘ
Ｓを第一のエンコーダ１８ａのパルス幅Ｐで除ずことに
より、ＸＳ移動させるに必要な第一のエンコーダ１８ａ
のパルス数ＸＣを演算する（ステップ１０３）。ＸＳと
ΔＳの関係及びＹＳとΔＳとＹｐとの関係は第１１図に
示されており、ＸＳとＰとＸＣとの関係は第１１ａ図に
示されている。

又ピッチ間隔ΔＳを第一のエンコーダ１８ａのピッチ幅
Ｐで除すことにより分周数（パルス数）ＸｄをｖＪ算し
くステップ１０４）、分周器３０にそれを１／Ｘｄ分周
に設定するよう指示する（ステップ１ｏ５）。ΔＳとＰ
とＸｄとの関係及びそれらと１／Ｘｄ分周された分周器
３０の出力との関係琴第１２ｂ図に示す。次に取込まれ
ているデータを泊去することにより画像メモリ３２ｃを
初期化しくステップ１０６）、Ｙｔ＝Ｏとすることによ
りＹ方向の移動ｆｆ１Ｙｔを初期化しくステップ１０７
）、Ｘａ＝Ｏ，Ｙａ＝Ｏとすることにより画像メモリの
アドレス（Ｘａ、Ｙａ）を初期化する（ステップ１０８
）。

次いでパルサーレシーバ２０を作動させ探触子４から超
音波を発射させる。そうすると第一のＣＰＩＪ３２ａは
Ａ／Ｄ変換器２８に出力することを指示しそれから探触
子４が初期位置にある時の画像データが出力される。第
６図に示すように第一のＣＰＬＪは次いでそのデータを
画像メモリ３２Ｇのアドレス（Ｘａ、Ｙａ）に取込ませ
（ステップ１０９）、それを画像メモリから直ちにモニ
ターテレビ３４に出力する（ステップ１１０）。

その模モータコントローラ３６の第二のＣＰＬＪは、第
一のモータ１６ａを駆動して探触子４を被検体りに対し
てＸ方向に移動させ（ステップ１１１）、第一のエンコ
ーダ１８ａからのパルス数の合計がステップ１０３で演
算したＸＣの値に達したかどうかを判断しくステップ１
１２＞、達した場合には第一のモータ１６ａを停止させ
る（ステップ１１３）、同時に第一のＣＰＬＩ３２ａで
は＞＜ａ＝ｘａ＋１とすることにより画像メモリ３２ｃ
のアドレスのＸ座標値を設定しくステップ１１４）、Ａ
／Ｄ変換器２８は分周器３０からトリガ信号が出力され
た時にのみ画像データを出力しくステップ１１５）、第
一のＣＰ　ｔＪ　３２　ａ　ハその画像データを画像メ
モリ３２Ｇのアドレス（Ｘａ、Ｙａ）に取込ませ（ステ
ップ１１６）、画像メモリ３２ｃから直ちにそのデータ
をモニターテレビ３４に出力しくステップ１１７）、次
いでアドレスのＸ座標値Ｘａが２４９に達したかどうか
を判断しくステップ１１８）、達しない場合にはステッ
プ１１４からステップ１１８までを繰り返し、達すると
ステップ１１１からステップ１１３までのＸ方向移動時
のデータの取込みを終了する。

次いで第二のＣＰＵにおいては、Ｙ方向の移動ｔＩＩＹ
　ｔ　／Ｊ’；設定距ｍｙｓｔ、、達したかどうかを判
断しくステップ１１９）、達しない場合は第二のモータ
１６ｂ駆動して探触子４をＹ方向に動かしくステップ１
２０）　、第二のエンコーダ１８ｂのパルス数の合計が
ステップ１０４で求めた、−ピッチ間隔ΔＳを与えるパ
ルス数Ｘｄに達したかどうかを判断しくステップ１２１
）、達した場合には第二のモータ１６ｂを停止させる（
ステップ１２２）。

次に第７図を参照して、Ｙ　ｔ　−Ｙ　ｔ＋ΔＳとする
ことによりＹ方向の移動量を演算しくステップ１２３）
　、Ｙａ＝Ｙａ＋１とすることにより画像メモリ３２ｃ
のアドレスのＹ座標値を設定しくステップ１２４）　、
Ａ／Ｄ変換各２８にトリが信りを作用させることにより
それからステップ１２２で第二のモータ１６ｂを停止し
た時の画像データ信号を出力させ、そのデータを画像メ
モリ３２ｃのアドレス（Ｘａ、Ｙａ）に取込ませ（ステ
ップ１２５）、次いで直ちにその画像データをモニター
テレビ３４に出力する（ステップ１２６）。次いで第二
のＣＰＬＩでは第一のモータ１６ａを負の方向に駆動し
て探触子４を−Ｘ方向に移動させ（ステップ１２７）　
、第一のエンコーダ１８ａのパルス数がステップ１０３
で求めた値Ｘｃに達したかどうかを判断しくステップ１
２８＞　、達した場合には第一のモータ１６ａを停止さ
せる（ステップ１２９）。同時に第一のＣＰＵ３２ａで
は、Ｘａ＝Ｘａ−１とすることにより画像メモリ３２Ｇ
のアドレスのＸ座標値を設定しくステップ１３０）、Ａ
／Ｄ変換器２８は分周器３０からトリガ信号が出力され
た時にのみ画像データ信号を出力しくステップ１３１）
、第一のＣＰＵ３２ａはその画像データを画像メモリ３
２Ｇのアドレス（Ｘａ、Ｙａ）に取込ませ（ステップ１
３２）、次いで直ちにそれをモニターテレビ３４に出力
しくステップ１３３）、次いでアドレスのＸ座標値Ｘａ
がゼロになったかどうかを判断しくステップ１３４）、
達しない場合にはステップ１３〇−１３４を繰り返し、
達するとデータの取込みを終了する。

次いで第８図に示すように、第二のＣＰＵにおいて、第
６図に示したステップ１１９−１２２と同様の事を行っ
て探触子４を−ピッチ間隔ΔＳだけ移動させ（ステップ
１３５−１３８＞、ざらにＹｔ−Ｙｔ＋ΔＳとすること
によりＹ方向の移動量を演算しくステップ１３９）、又 ’ｙ’　ａ　＝　Ｙ　ａ　−１−１とすることにより画
像メモリ３２ＣのアドレスのＹ座標（直を設定する（ス
テップ１４ｏ）。次いで第６図に示すステップ１０９に
戻り、以上述べたステップの手順が繰り返される。

一方ステップ１１９又は１３５でＹ方向への移動ｆｆ１
Ｙｔが設定距離ＹＳに達したと判断されると、やはり第
二のＣＰＵにおいて、画像メモリ３２Ｃのアドレスの設
定されたＸ座標値Ｘａがゼロかどうかを判断しくステッ
プ１４１）、ゼロでないと判断されるとＸｅ＝Ｘａ−Ｘ
ｄを演算することにより、探触子４を初ｉ１１位置に復
帰させるに必要なＹ方向の移動間を与える第一のエンコ
ーダ１８ａのパルスｋＸｅを設定しくステップ１４２）
、第一のモータ１６ａを負の方向に駆動して探触子４を
−Ｘ方向に移動させ（ステップ１４３）、第一のエンコ
ーダ１８ａのパルスの合計数がステップ１４２で３１２
ｇした設定値Ｘｅに達したかどうかを判断しくステップ
１４４）、達した場合には今度はＹｅ＝Ｙａ　−Ｘｄを
演算することにより探触子４を初期位置に復帰させるの
に必要なＹ方向の移動ｈ１を与える第二のエンコーダ１
８ｂのパルス数Ｙｅを設定しくステップ１４５）、第二
のモータ１６ｂを負の方向に駆動して探触子４を−Ｙ方
向に移動させ（ステップ１４６）　、第二のエンコーダ
１８ｂのパルス数がステップ１４５で求められた設定値
Ｙｅに達したかどうかを判断しくステップ１４７）、達
した場合には第二のモーター６ｂを停止する。ステップ
１４１でアドレスのＸ座標値Ｘａがゼロであると判断さ
れた場合には直接ステップ１４５に移行し、ステップ１
４５−１４７の手順を同様に行う。

以上の手順により、モニターテレビ３４の表示画面上に
は、例えば第１３図に示すような被検体りについての欠
陥Ｆ　　１Ｆ、２、Ｆ３を映し出したＣスコープ像が得
られる。なおこのＣスコープ像はＡ／Ｄ変換器２８で変
換されたデジタル信号のデータ値に応じてそれを二値化
した白黒表示で行うことも出来るし、多値化して白黒澹
淡表示又はカラー表示することも出来る。

Ａスコープ表示する場合の機　　び動作第９図を参照し
てまずキーボード３Ｂを操作してＡスコープ表示のプロ
グラムをスタートさぜると（ステップ２００）　、第一
のＣＰＵ３２ａにおイテハ、Ｘａａ−０，Ｙａａ−０と
することによりモニターテレビ３４の表示画面上に表示
されるカーソルの座標値Ｘａａ、　Ｙａａの初１１１Ｎ
設定を行い（ステップ２０１　）　、次いでＸａ−、ｘ
ａａ。

Ｙａ＝Ｙａａとすることにより画像メモリ３２ｃのアド
レスの設定を行い（ステップ２０２）、それによりモニ
ターテレビ３４の表示画面上のアドレス（Ｘａ、Ｙａ＞
に対応した位置にカーソルＫを映しだす（ステップ２０
３）。この状態が第１４ａ図にしめされている。即ちス
テップ２０１においてカーソル座標値の初期設定がなさ
れているので値、カーソルには原点に表示される。次い
でＣスコープ表示された被検体りの欠陥Ｆ１に関するＡ
スコープ情報を得たい場合には、モニターテレビ３４の
表示画面を見ながら、キーボード３８にお【ノるＹ方向
移動用のキー、−Ｙ方向移動用のキー、Ｘ方向移動用の
キー、−Ｘ方向移動用のキーの必要なものをカーソルＫ
を欠陥Ｆ１の位置に移動するのに必要な吊だけ操作して
カーソルの座標値（Ｘａａ、Ｙａａ）を変更し、（ステ
ップ２０４，２０５，２０６．２０７＞、第一のＣＰＵ
３２ａではそれに対応する画像メモリ３２ｃのアドレス
（Ｘａａ、Ｙａａ）をアクセスし、カーソルＫを表示画
面上のそのアドレス（Ｘａａ、Ｙａａ）に対応した位置
に移動させる（ステップ２０８）。即ちカーソルには第
１４ｂ図に示されるように欠陥Ｆ１上に位置決めされる
。

これが確認されると、キーボード３８の設定終了キーを
押すくステップ２０９）。そうすると第１０図に示すよ
うに、第二のＣＰＵにおいては、Ｘｍ＝　（Ｘａａ−Ｘ
ａ）　・Ｘｄ。

Ｙｍ−（Ｙａａ−Ｙａ）−Ｘｄを演算することにより、
探触子４を今ある初期位置からカーソルにの位置に対応
する位置に移動させるのに必要な第一及び第二のモータ
１６ａ、１６ｂの駆ｖＪケを停える第一及び第二のエン
コーダ１８ａ、１８ｂのパルス数Ｘｍ、Ｙｍが求められ
（ステップ２１０）、第一の七−夕１６ａを駆動して探
触子４をＸ方向に移動さＶ（ステップ２１１）、第一の
エンコーダ１８ａのパルス数の合計がステップ２１０で
求めたｌａ　Ｘ　ｍに達したかどうかを判断しくステッ
プ２１２）、！した場合は第一のモータ１６ａを停止し
くステップ２１３）、又第二のモータ１６ｂを駆動して
探触子４をＹ方向に移動させ（ステップ２１４）、第二
のエンコーダ１８ｂのパルス数の合計がステップ２１０
で演粋した値Ｙｍに達したかどうかを判断しくステップ
２１５）、！した場合は第二のモーター１６ｂを停止す
る（ステップ２１６）。これにより探触子４は表示画面
上のカーソルにの位置に対応する、被検体りの欠陥Ｆ１
の真上に位置決めされ、ここで探触子４から超音波を発
射することにより、オシロスコープ装置２４に第３ｂ図
に示すような欠陥Ｆ１のＡスコープ表示をえることがで
きる。従つてこのＡスコープ表示より欠陥Ｆ１の深さ、
大きさなどのそれに関する情報を得ることが出来る。

次にさらに続けてＣスコープ表示で映し出された欠陥Ｅ
２のＡスコープ表示を得たい場合には、再瓜キーボード
３８のプログラムスタートのキーを押すとくステップ２
１７）、再びステップ２０２に戻ってｘａ−ｘａａ、Ｙ
ａ−Ｙａａとすることにより画像メモリ３２Ｇのアドレ
スの再設定を行い（ステップ２０２）　、これによりモ
ニターテレビ３４の表示画面上のアドレス（Ｘａ。

Ｙａ）に対応した位置にカーソルＫを表示する（ステッ
プ２ｏ３）。この状態が第１４０図に示されている。即
ちこの操作によっては表示画面上のカーソルの位置は変
らないが、原点の位置がアドレス（Ｘａａ、Ｙａａ）に
対応した位置に移動する。次に前述した場合と同様、キ
ーボード３８のキーを操作してカーソルが欠陥Ｆ２の位
置に移動するようその座標値（Ｘａａ、Ｙａａ）を変更
しくステップ２０４−２０７）　、画像メモリ３２Ｇの
カーソルを表示するアドレスをアドレス（Ｘａａ、Ｙａ
ａ）に設定する（ステップ２０８）。この状態が第１４
ｄ図に示されている。

次いでカーソルの設定終了のキーを押すと、後は前述し
たステップ２１０−２１６の手順が繰り返され、接触子
４を初期位置に戻すことなく、前回位置決めされた位置
から直接、被検体りの欠陥Ｆ２への位置決めされる。従
ってやはりここで探触子４から超音波を発射することに
より、オシロスコープ装置２４に欠陥Ｆ２に関するＡス
コープ表示を得ることができる。Ｃスコープ表示に現れ
た欠陥Ｆ３についても同様にＡスコープ表示のデータを
えることができる。このようにして１回のＣスコープ表
示の像から連続して必要な回数だけ簡単かつ短時間にＡ
スコープ表示のデータを得ることができる。

従って以上の実ＩＩ！例によれば、まず１回のＣスコー
プ表示により被検体りの全体についての大まかな欠陥の
状態を把握し、次いでＣスコープの欠陥像の位置にカー
ソルを移動させることにより、探触子４を自動的に被検
体りのその欠陥の真上の位置に正確に位置決めすること
が出来、従ってその位置でΔフコ−１表示をすることに
より、その欠陥の深さ位置、大ぎさなどの詳細なデータ
を得ることが出来、しかもこのことは筒中かつ短時間に
行うことが出来る。

なお以上の実施例においては探触子のスキャン範囲をキ
ーボード３８の操作で設定する場合について説明したが
、被検体が特定されていてその被検体の専用機として設
計する場合には、予じめスキセン範囲を知ることが出来
かつそれは一定なので、そのスキャン範囲のＸ方向距離
を画像メモリ３２ｃのアドレスのＸ座標値数、即ち２５
０で除重ことによりデータ取込みピッチ間隔ΔＳを予じ
め演算し、その値を第一のＣＰＵ３２ａに一定値として
設定しておくこともできる。この場合もちろん作業の開
始毎にキーボード３８を操作してスキャン範囲を設定す
る学問は不要となり、直接第５図に示すフローチャート
のステップ１０６からの手順を行うことになる。なおこ
の場合でも重要なのは、データ取込みピッチ間隔ΔＳが
、探触子の一回のＸ方向移動毎のデータ取込み数を画像
メモリ３２ｃのアドレスのＸ座標値数２５０に一致させ
、その数でスキャン範囲のＸ方向距離を除すことにより
得られる値に等しくなるように定められていることであ
る。

又探触子部分の構成は、１つの探触子４が超音波の送信
部と受信部の両方を兼ねる一探触子法による例を示した
が、一対の探触子を被検体りを挟んで配置し、一方で超
音波を送信し他方で被検体を透過して来た超音波を受信
する二探触子法によって構成することも出来、これによ
っても同様の効果を得ることが出来る。

又分周器３０はＡ／Ｄ変換器２８にトリガ信号を出力し
Ａ／Ｄ変換を行わせるように接続したが、そのトリガ信
号を第一のＣＰＵ３２ａに出力するように接続し、Ａ／
Ｄ変換器２８は常時画像データを出力するようにし、第
一のＣＰＵ３２ａの方で、トリガ信号を受けた時にのみ
常時送られて来た画像データを画像メモリ３２ｃのアド
レスに取込ませるようにしてやってもよい。又特別に分
周器３ｏを設けなくても、第一のＣＰＵ３２ａ自身で第
一のエンコーダ１８ａのパルス数を監視し、演算して得
られたピッチ間隔毎にトリガ信号をＡ／Ｄ変換器２８に
出力するようにしてやってもよいし、トリガ信号を発生
せずに単にそのピッチ間隔毎に、Ａ／Ｄ変換器２８から
常時送られて来る画像データ信号のデータをアドレスに
取込む動作をするように制御してやってもよい。

又データ取込み用のピッチ間隔ΔＳは、スキャン範囲の
一回のＸ方向移動に対する予じめ設定されたデータ取込
み数で除すことにより、距離的な値として求めたが、ス
キャン範囲のＸ方向距離と第一のモータ１６ａの回転速
度とから一回のＸ方向移動に要す−る時間をＰｉ４ｉｔ
、、、この時間をデータ取込み数で除すことにより、そ
のピッチ間隔ΔＳを時間的な値として求めることも出来
る。

ざらにＣスコープに映し出された欠陥像の位置を指示す
る位置表示手段としてカーソルを用いたが、他の位置表
示手段、例えばタッチパネルを用いることが出来、この
場合透明なタッチパネルをモニターテレビ３４の表示画
面上に貼り付け、欠陥像をタッチパネルの上からタッチ
することにより、タッチパネルはタッチされた位置のＸ
座標値及びＹ座ｅ！値にそれぞれ比例した電圧を発生し
、その電圧をデジタル値化した信号を出力するので、こ
のデジタル信号を、タッチした位置に対応した画像メモ
リ３２ｃのアドレスをアクセスするのに用いることが出
来る。

さらに図示実７ｊ［では、ゲート回路２６におけるゲー
ト幅を被検体りの厚さ方向に出来るだけ広げて設定した
場合について説明したが、既に述べたように、例えば半
導体内の隣接層間の接着状態を検査する場合には、検査
したい部位（接着層）の深さが特定出来るので、ゲート
幅をそれに合わせて狭めることが出来、同時に探触子４
をＸ１Ｙ方向と直角なＺ方向にも被検体に対して移動さ
せてその焦点を調整することにより、鮮明なＣスコープ
像を得ることが出来る。しかしながらたとえこのような
鮮明な像であってもＣスコープ表示のみからでは、接着
界面の微妙な剥離状態までも正確に知ることは不可能で
ある。そこでこの場合でし本発明の超音波探（ｎ装置に
よってざらにＡスコープ表示をし、その波形をヂエツク
することにより、剥離があると欠陥エコーの波形の位相
が反転づるので、それから剥離の有無を確実に知ること
ができる。

さらに以上の実施例では、Ｃスコープ表示をしついでΔ
スフ−１表示をするという探傷パターンを示したが、そ
れのみに限られず他の探傷パターンで行ってもよい。例
えば、Ｃスコープ表示をし、Ａスフ−１表示をした後、
Ａスコープのデータから欠陥の深さ位置が分かつている
ので、今度はその深さ位置に探触子４の焦点距離を合わ
せるぺり４゜その水距離を調整し、その状態で再度Ｃス
コープ表示をすることにより、その欠陥の鮮明なＣスコ
ープ像を得ることができ、その欠陥のさらに詳細な情報
を得ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の超音波探傷装置によれば
、探触子移妨時の画像データ取込み数が画像メモリの対
応するアドレスの数に一致するように定められたピッチ
間隔ｆｔｉに、その画像データを画像メモリの対応する
アドレスに取込ませてＣスコープ表示をすると共に、モ
ニターテレビの表示画面上に位置表示手段を映し出した
時にアクセスされた画像メモリのアドレスと上記ピッチ
間隔とから、探触子を位置表示手段に対応する位置に位
置決めするのに必要なスキャニング装置の駆動量を演算
し、探触子を位置決めしてＡスフ−１表示をするように
したので、簡単かつ短時間に被検体の欠陥の有無を知る
ことが出来、かつ欠陥の位置、大きさなどの欠陥情報を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示す概略図である。 第２図は、本発明の一好適実施例による超音波探傷装置
を示す概略図である。 第３ａ図Ｈ第３ｄ図は、第２図に示した超音波探傷装置
のゲート回路におけるゲート幅の設定の仕方を説明する
ための図であり、第３ａ図は探触子と被検体の断面を示
す、第３ｂ図は被検体からの反射波を被検体の断面と対
応して示し、第３ｃ図および第３ｄ図はゲート回路のゲ
ート幅を反射波と対応して示す図である。 第４図はモニターテレビの表示画面上のＸ−Ｙ座標系と
画像メモリのアドレスとの関係を示す図である。 第５図〜第８図は、Ｃスコープ表示が行われるまでの、
第１図に示す超音波探傷装置の第一及び第二のＣＰＵが
行う動作手順を示すフローチャートである。 第９図及び第１０図は、Ｃスコープ表示のｍＡスコープ
表示が行われる、第一及び第二のＣＰＵの動作手順を示
すフローチャートである。 第１１図は被検体に対する探触子のスキャンの仕方を示
す図である。 第１２ａ図及び第１２ｂ図は、それぞれ、第一のエンコ
ーダの出力パルス数と設定スキャン範囲のＸ方向距離と
の関係と、第一のエンコーダの出力パルス数とデータ取
込みピッチ間隔と分周器出力との関係を示す図である。 第１３図は、モニターテレビの表示画面に映し出された
欠陥情報を含むＣスコープ表示像を示す図である。 第１４ａ図〜第１４ｄ図は、モニターテレビの表示画面
上でのカーソル移動と画像メモリのアドレスとの関係を
示す図である。 図中、符号２・・・超音波探傷装置　４・・・探触子６
：・・スキャニング装置 １６ａ、１６ｂ・・・第一及び第二のモータ１８ａ、１
８ｂ・・・第一及び第二のエンコーダ２ｏ・・・パルサ
ーレシーバ　２２・・・信号処理装置２４・・・オシロ
スコープ装置　２６・・・ゲート回路２８・・・Ａ／Ｄ
変換器 ３０・・・分局器（データ取込みタイミング装Ｖ！１）
３２　ａ　・・・第１のｃｐｕ　＜制御手段３３）３２
ｃ・・・画像メモリ　３３・・・制御手段３４・・・モ
ニターテレビ ３６・・・コントローラ又は第２のＣＰＬＪ（１，１１
６１１手段〕・・・被検体　ΔＳ・・・ピッチ間隔Ｘｓ
、Ｙｓ・・・スキＡ７ン範囲のＸ及びＹ方向距離Ｘｍ、
Ｙｍ、Ｘｅ、　Ｙｅ−・・パルスｒ＆（駆動量）Ｘｄ・
・・分周Ｒ（パルス数）　ＸＣ・・・パルス数Ｙｐ・・
・データサンプル数

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体に向けて超音波を発射する探触子と、探触
   子と被検体とを直行する二方向に相対的に移動させるス
   キャニング装置と、探触子にパルスを送信し、かつ被検
   体からの超音波を受信しそれを示す電気信号を出力する
   パルサーレシーバと、パルサーレシーバからの電気信号
   をＣスコープ表示を行うための画像データ信号に変換す
   る信号処理装置と、パルサーレシーバからの電気信号を
   Ａスコープ表示するオシロスコープ装置と、信号処理装
   置の画像データ信号をＣスコープ表示するモニターテレ
   ビとを備えた超音波探傷装置において、モニターテレビ
   に接続され、モニターテレビの表示画面上の座標系の座
   標値と対応したアドレスを有する画像メモリ手段と、 オペレータにより操作され、画像メモリ手段の所望のア
   ドレスをアクセスしてそれに対応したモニターテレビの
   表示画面上の座標位置に位置表示手段を映し出す操作手
   段と、 スキャニング装置、信号処理装置、画像メモリ手段、及
   び操作手段に接続された制御手段であって、スキャニン
   グ装置により探触子と被検体が相対的に動かされる時に
   、その移動のデータ取込み数が画像メモリ手段の対応す
   るアドレスの数に一致するように定められたピッチ間隔
   毎に、信号処理装置から出力された画像データ信号の画
   像データを画像メモリ手段の対応するアドレスに取込ま
   せて、その画像データをモニターテレビの表示画面上に
   Ｃスコープ表示させると共に、操作手段によりその表示
   画面上に位置表示手段を映し出した時に、操作手段によ
   りアクセスされた画像メモリ手段のアドレスと前記ピッ
   チ間隔とから、表示画面上の位置表示手段に対応する位
   置に被検体に対して探触子を位置決めするのに必要なス
   キャニング装置の駆動間を演算し、その値に従ってスキ
   ャニング装置を駆動してその対応する位置に探触子を位
   置決めし、その位置におけるオシロスコープ装置による
   Ａスコープ表示を可能にする制御手段と、 を備えていることを特徴とする超音波探傷装置。
2. （２）操作手段はさらに被検体にたいする探触子のスキ
   ャン範囲を設定、指示するようになっており、制御手段
   はさらに、画像メモリ手段の対応するアドレスの数に一
   致した画像データ取込み数が予じめ設定されており、こ
   の画像データ取込み数と前記設定スキャン範囲とから前
   記ピッチ間隔を演算するようになっている特許請求の範
   囲第１項記載の超音波深傷装置。
3. （３）制御手段は、さらに、スキャニング装置による探
   触子と被検体の相対移動が終了した時に、最後に画像デ
   ータが取込まれた画像メモリ手段のアドレスと前記ピッ
   チ間隔とから、探触子を初期位置に復帰させるに必要な
   スキャニング装置の駆動量を演算し、その値に従ってス
   キャニング装置を駆動して探触子を自動的に初期位置に
   復帰させるようになっている特許請求の範囲第１項記載
   の超音波深傷装置。
4. （４）スキャニング装置、制御手段及び信号処理装置に
   接続され、前記ピッチ間隔毎に信号処理装置に画像デー
   タ信号を出力することを指示するデータ取込みタイミン
   グ装置を備えている特許請求の範囲第１項から第３項の
   いずれかに記載の超音波深傷装置。
5. （５）スキャニング装置は、前記直交する二方向の一方
   の移動を行う第一のモータ及び他方の移動を行う第二の
   モータと、第一及び第二のモータにそれぞれ接続され、
   これらモータの回転量に比例した数のパルス信号を出力
   する第一及び第二のエンコーダとを有し、データ取込み
   タイミング装置は、第一のエンコーダと信号処理装置と
   の間に接続され、それから出力されるパルス信号を分周
   し分周されたタイミングでトリガー信号を信号処理装置
   に出力する分周器からなり、制御手段は、第一のエンコ
   ーダから出力されるパルス信号のパルス幅で前記ピッチ
   間隔を除すことにより分周数を演算し、その分周数を分
   周器に指示して分周を行わせるようになっている特許請
   求の範囲第４項記載の超音波探傷装置。
6. （６）制御手段は、前記設定されたスキャン範囲のＸ方
   向距離をエンコーダパルス信号のパルス幅で除すことに
   より、Ｘ方向にその設定距離だけ移動させるに必要な第
   一のエンコーダのパルス数を演算し、そのパルス数がカ
   ウントされるまで第一のモータを駆動すると共に、設定
   されたスキャン範囲のＹ方向距離を前記ピッチ間隔で除
   すことにより、そのＹ方向の設定距離を網羅するに必要
   なＹ方向のデータサンプル数を演算し、そのサンプル数
   がカウントされるまで前記Ｘ方向の移動を交互に反対方
   向に繰り返して行なうよう第一のモータを駆動し、さら
   に、Ｘ方向又は−Ｘ方向の移動が終了する度に、前記分
   周数に一致した数のエンコーダパルス数がカウントされ
   るまで第二のモータを駆動してＹ方向の移動を行い、次
   の−Ｘ方向又はＸ方向の移動を開始させるようになって
   いる特許請求の範囲第５項記載の超音波探傷装置。
7. （７）制御装置は、位置表示手段により設定された画像
   メモリ手段のアドレスのＸ座標値及びＹ座標値に前記分
   周数を乗することにより、位置表示手段の位置に対応す
   る位置に探触子を位置決めするのに必要な第一及び第二
   のエンコーダのパルス数を演算し、これによりＡスコー
   プ表示のための前記スキャニング装置の駆動量を演算す
   るようになっている特許請求の範囲第５項記載の超音波
   探傷装置。
8. （８）制御手段は、最後に画像データが取込まれた画像
   メモリ手段のアドレスのＸ座標値及びＹ座標値に分周数
   を乗することにより、探触子を初期位置に復帰させるに
   必要な第一及び第二のエンコーダのパルス数を演算し、
   これにより探触子を自動的に初期位置に復帰させるため
   の前記スキャニング装置の駆動量を演算するようになっ
   ている特許請求の範囲第５項記載の超音波探傷装置。