JPS6358154A - 非接触型超音波発生装置 - Google Patents

非接触型超音波発生装置

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JPS6358154A
JPS6358154A JP61202050A JP20205086A JPS6358154A JP S6358154 A JPS6358154 A JP S6358154A JP 61202050 A JP61202050 A JP 61202050A JP 20205086 A JP20205086 A JP 20205086A JP S6358154 A JPS6358154 A JP S6358154A
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JP
Japan
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inspected
ultrasonic waves
laser light
energy beam
laser beam
Prior art date
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Pending
Application number
JP61202050A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoru Inoue
悟 井上
Akiro Sanemori
実森 彰郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP61202050A priority Critical patent/JPS6358154A/ja
Publication of JPS6358154A publication Critical patent/JPS6358154A/ja
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

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、被検査材に非接触的に超音波を発生させる装
置に関し、超音波を用いて例えば被検査材の内部欠陥を
非破壊的に検査する場合に利用される。
〔従来技術〕
光を吸収する物体の表面にレーザ光等のエネルギービー
ムを瞬間的に照射させることにより、集束した超音波を
物体に非接触で発生させ、これを非破壊検査に用いるこ
とは特開昭53−134488号にて公知である。
第5図はこの特開昭53−134488号に開示されて
いる超音波発生装置の構成を示す模式図であり、図中1
は、例えば内部欠陥を検査すべき、つまり超音波発生対
象の被検査材である。被検査材1の上方には被検査材1
から適長離隔して、レーザ光を発生ずるレーザ光源2が
設置Jられており、レーザ光源2がレーザ光を同心円帯
状のスリットを形成した領域マスク13に照射し、領域
マスク13の同心円パターンはレンズ14によって被検
査材1の表面へ投写される。
その結果、レーザ光を照射された被検査材1表面の同心
円帯状のフレネル領域I5に局部的な熱応力が引き起こ
され、その応力にて被検査材1の物質構造に機械的な応
力が生して音源が発生し、弾性波つまり超音波16が発
生ずる。これらの各フレネル領域15から発生した超音
波16は合成されて球面状波面17を形成し、合成され
た球面波はその球面状波面17の曲率中心18に向かっ
て進み、発生された超音波16は曲率中心J8に集束す
るようになる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した特開昭53−134488号の装置では、非接
触で被検査材1内に集束された超音波を発生させること
は可能であるが、大出力のエネルギービーム発生手段(
レーザ光源)が必要であり、装置全体が大嵩であるとい
う問題点があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、複数
の小出力のエネルギービーム発生手段を用いて装置全体
を小型なものに構成して、超音波の集束化が行え、また
複数のエネルギービーム発生手段の照射タイミングを制
御して集束された超音波の走査が可能である非接触型超
音波発生装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る非接触型超音波発生装置は、幾何学的(格
子状、同心円状、−直線状等)に配置された複数のエネ
ルギービーム発生手段を具備したもの、またこれに加え
て、これらのエネルギービーム発生手段の照射タイミン
グを制御する制御回路を具備したものである。
〔作用〕
本発明に係る非接触型超音波発生装置では、複数の小出
力のエネルギービーム発生手段から同時にエネルギービ
ームを照射すると、単一の大出力のエネルギービーム発
生手段と同等のエネルギーが照射され、被検査材に集束
された超音波が発生ずる。また前記複数の小出力のエネ
ルギービーム発η−手段の照射タイミングを制御すると
、超音波の集束位置が移動する。
〔実施例〕
以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的に
説明する。第1図は本発明に係る非接触型超音波発生装
置の実施例の構成を示す模式的斜視図であり、図中1は
超音波発生対象の被検査材である。被検査材1の」一方
には被検査材1から適長N1隔して半導体レーデからな
る9個のレーザ光源2a、2b、2c、2d、2e、2
f、2g、2h、2iを設置するレーザ光源設置部2が
設けられている。9個のレーザ光源2n、2b、2c、
2d、2e、2f、2g、2h、2+は3×3の格子状
に配置され、何れのレーザ光源もその出射するし一ザ光
の光軸が被検査材1表面に対して垂直になるように位置
決めされている。
また4はスイッチング回路であり、レーザ光源2a、 
2b、 2c、 2d、 2e、 2f、 2g、 2
h、 2iを制御するためのパルス信号を発し、このパ
ルス信号は、遅延回路3Rを介して被検査材1の長手方
向に列をなす3個のレーザ光源2a、2b、2cに、遅
延回路3bを介して同しく長手方向に列をなすレーザ光
源2d、2e、2fに、遅延回路3cを介して同じく長
手方向に列をなすレー・ザ光源2g+2h+2+に送ら
れるようになっている。
次に動作について説明する。3個の遅延回路3a。
3b、 3cを同じ遅延時間にして、または各遅延回路
3a、 3b、 3cの遅延時間を異ならせて、スイッ
チング回路4からパルス信号を遅延回路3a、 3b、
 3cに送る。すると遅延回路3aからの出力はレーザ
光源2a、2b、2cに伝えられ、レーザ光源2a、2
b、2cはその出力信号に同期してレーザ光を被検査材
1の表面に照射し、照射ビームスボッ)5a、5b、5
cを形成する。また同様にレーザ光源2+]、2e、2
fは遅延回路3bからの出力信号に同期して照射ビーム
スボッ)5d。
5e+ 5fを形成し、レーザ光源2g、2h、2iは
遅延回路3Gからの出力信号に同期して照射ビームスポ
ット5g+511+5iを形成する。
すると9(IMの照射ビームスポット5a、5b、5c
、5d。
5e、5r、5g、5b、5iでは光の吸収により瞬間
的に熱膨張する。この結果、照射ビームスポット5a、
5b、5c。
511 + 50 + 5 r + 5 g + 5 
h + 51 に牛した局部的な熱応力にて超音波が発
生ずる。すると従来技術において説明したのと同様の理
由で、超音波は被検査材1内のある一;;’i (同時
に9個のレーザ光源からレーザ光を出射した場合は、レ
ーザ光源5eの下方の被検査祠I内の点)に集束するこ
とになる。
ここで遅延回路3a、 3b、 3cの遅延時間の大小
を調節することにより、被検査材1において超音波の集
束する位置を調整できる。例えば、遅延回路3a、3h
、3cの順に遅延時間を大きくすると、超音波の集束位
置を照射ビームスポット5g、5h、5i側にずらゼる
ごとができる。また、遅延回路3a、 3cの遅延時間
を0にして遅延回路3bのみにある遅延時間を設定する
と、集束位置は被検査材Iの幅方向中央の浅い部位とな
る。
従って上述したように超音波の集束位置を変化できるの
で、この変化を連続させることにより、集束された超音
波を任意の方向に走査することができる。そして例えば
、新たに検出された被検査材の内部欠陥に沿い集束され
た超音波を走査することができる。
なお、本実施例ではレーザ光源の配列を格子状としたが
、これに限らず一直線状または同心円状であってもよい
第2図は本発明の他の実施例の構成を表す模式図であり
、この実施例では、被検査材l上方のレーザ光源設置部
2には、−直線状に11個のレーザ光源2a、2b、2
c、2a、 2e、 2f + 2g、2h、2i 、
2J 、2kが設置されている。また第1図で示す実施
例とは異なり遅延回路は存在せず、スイッチング回路4
からのパルス信号により11個のレーザ光源が同時に駆
動される。そして超音波は中央のレーザ光源2rの下方
の被検査材1内の一点に集束する。集束された超音波を
走査する必要がなく、ただ集束超音波を得るだ4Jであ
れば、この第2図で示すような装置でよい。
なお、Lノ−ザ光源の配列は一直線状に限らず、格子状
または同心円状であってもよい。
次に、前述の実施例と同様に低出力のレーザ光源を用い
るが、前述の実施例とは異なり、各レーザ光源からのレ
ーザ光を被検査材の表面の一点に!(((射するように
構成しである実施例について説明する。第3図はこのよ
うな実施例のレーザ光源の設置状態を表す模式図であっ
て、この実施例ではレーザ光源設置部2がドーム形状を
なしていて、このドーム形状の中心位置は、被検査材1
の超音波を発生ずべき表面部位である。なおレーザ光源
設置部2の平面図を表す第4図に示すごとく、本実施例
におけるレーザ光源2a、 2h・・・はレーザ光源設
置部2の平面視で同心円の周上に配置されている。この
ようにレーザ光源を設置すると、各レーデ光源からのレ
ーザ光が被検査材1表面の一点に集光するので、レーザ
光源の出力が小さくても被検査材1表面の一点に大きな
エネルギのレーザ光を照射できる。またこのドームの曲
率、または被検査材1までの距離を変化させることによ
り、各レーザ光源からのレーザ光の被検査材1表面にお
ける集束の程度を自在に変えることができる。
なお、レーザ光源の配列は同心円状に限らず、格子状ま
たは一直線状であってもよい。
また、レーザ光源設置部の形状はドーム形状に限らず、
開口部を被検査材1側に向けた半円筒状であってもよい
。この場合、レーザ光は一点に集束せず一直線状に集束
する。
また、設置面が曲面形状をなすレーザ光源設置部にレー
ザ光源を設置する場合について説明したが、これに限ら
ず、表面が平面形状をなずレーザ光源設置部に、レーザ
光が被検査材の表面の一点に集光すべくその設置角度を
調整してレーザ光源を設けてもよい。
〔効果〕
以上詳述したごとく、本発明では大出力のレーザ光源を
用いる代わりに、小出力のレーザ光源複数個を幾何学的
に配置して、被検査材に超音波を発生させるので、装置
全体が小規模、また安価であって集束された超音波を発
生できる。また、複数個のレーザ光源の照射パターンを
制御することにより、集束された超音波の走査が可能で
あり、例えば内部欠陥検出において検出した欠陥に沿い
集束された超音波を走査できる。
また、各レーザ光源からのレーザ光を一点に集光させる
ので、低出力のレーザ光源であっても所定の超音波を発
生できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る非接触型超音波発生装置の模式図
、第2.3図は本発明の他の実施例を表す模式図、第4
図はレーザ光源の配列パターンを示す模式図、第5図は
従来の非接触型超音波発生装置の模式図である。 1・・・被検査材 2a、2b、2c、 −レーザ光源
 3a、3b。 3c・・・at=回路 4・・・スイッチング回路なお
、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 イを理人大岩増雄 4、 スイ、チレフ゛回匙許 第 1 口 第 21il] 第3 図 第4 図 揶 5 図 手続補正書(自発) 昭和 6雀 10月 6日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、被検査材にエネルギービームを照射して該被検査材
    に超音波を発生させる非接触型超音波発生装置において
    、 前記被検査材から適長離隔し、発生する超音波が被検査
    材内に集束点を有すべく幾何学的に配置された複数のエ
    ネルギービーム発生手段を具備することを特徴とする非
    接触型超音波発生装置。 2、被検査材にエネルギービームを照射して該被検査材
    に超音波を発生させる非接触型超音波発生装置において
    、 前記被検査材から適長離隔し、発生する超音波が被検査
    材内に集束点を有すべく幾何学的に配置された複数のエ
    ネルギービーム発生手段と、該複数のエネルギービーム
    発生手段の照射タイミングを制御する制御回路とを具備
    することを特徴とする非接触型超音波発生装置。 3、被検査材にエネルギービームを照射して該被検査材
    に超音波を発生させる非接触型超音波発生装置において
    、 前記被検査材から適長離隔し、エネルギービームを被検
    査材の表面の一点に照射すべく幾何学的に配置された複
    数のエネルギービーム発生手段を具備することを特徴と
    する非接触型超音波発生装置。
JP61202050A 1986-08-27 1986-08-27 非接触型超音波発生装置 Pending JPS6358154A (ja)

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JP61202050A JPS6358154A (ja) 1986-08-27 1986-08-27 非接触型超音波発生装置

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JPS6358154A true JPS6358154A (ja) 1988-03-12

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ID=16451105

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JP61202050A Pending JPS6358154A (ja) 1986-08-27 1986-08-27 非接触型超音波発生装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015132475A (ja) * 2014-01-09 2015-07-23 学校法人東北学院 電子走査式光源走査装置及び方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53134488A (en) * 1977-02-24 1978-11-24 Krautkraemer Gmbh Nonncontact generating method and apparatus for supersonic wave on surfaces of photooabsorbing materials

Patent Citations (1)

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