KR102022365B1

KR102022365B1 - 초음파 화상 표시 방법 및 초음파 화상 표시 시스템

Info

Publication number: KR102022365B1
Application number: KR1020170116909A
Authority: KR
Inventors: 아키히로 나라
Original assignee: 야마하 파인 테크 가부시키가이샤
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2019-09-18
Also published as: CN107884474A; CN107884474B; JP2018054553A; KR20180036535A; JP6596795B2

Abstract

본원 발명의 초음파 화상 표시 방법은, 평가 대상물에 대하여 부하를 인가하고, 부하가 인가되어 있는 평가 대상물에 대하여 초음파를 조사하고, 평가 대상물의 조사면에 있어서의, 초음파의 투과율 또는 반사율을 검출하고, 조사면에 있어서의 당해 투과율 또는 반사율의 분포를 나타내는 초음파 화상을 생성하고, 생성된 초음파 화상과 부하의 양을 나타내는 부하량을 관련지어 표시한다.

Description

초음파 화상 표시 방법 및 초음파 화상 표시 시스템{ULTRASONIC IMAGE DISPLAY METHOD AND ULTRASONIC IMAGE DISPLAY SYSTEM}

본 발명은 평가 대상물에 대한 초음파를 사용한 평가 결과의 화상을 표시하는 초음파 화상 표시 방법 및 초음파 화상 표시 시스템에 관한 것이다.

종래부터, 리튬 이온 전지 등의 라미네이트형 전지의 내부에 존재하는 기포가, 이온의 흐름을 차단함으로써 전류를 부분적으로 흐르지 않게 하고, 전지 내에 전류 밀도의 면 내 변동을 발생시켜, 전지의 열화를 촉진함이 알려져 있다.

이로 인해, 라미네이트형 전지의 내부에 있어서의 기포의 유무의 검사를, 공중으로부터 조사된 초음파에 의한 투과 혹은 반사된 초음파에 기초하여 행하는 비접촉식 초음파 투과 검사기가 있다(예를 들어, 비특허문헌 1 참조).

즉, 평가 대상물인 라미네이트형 전지에 대하여, 공중에서 초음파를 조사하고, 평가 대상물을 투과한, 혹은 평가 대상물로부터 반사된 초음파에 기초하여 초음파 화상을 생성하고, 이 초음파 화상에 있어서의 휘도값에 의해 기포의 유무를 확인한다.

야마하 파인테크 가부시키가이샤, 제품 정보, [online], [2016년 9월 9일 검색], 인터넷<URL:http://www.yamahafinetech.co.jp/products/leaktester/ultrasonography/>

일반적으로, 라미네이트형 전지의 축전량을 저하시켜 가면, 어느 축전량 이하로 된 경우, 라미네이트형 전지에 충전된 전해질에 기포가 발생함이 알려져 있다.

그러나, 상술한 비특허문헌 1에 개시되는 종래의 초음파 투과 검사기는, 라미네이트형 전지의 내부에 있어서의 기포의 유무를 확인하는 장치이다.

이로 인해, 종래의 초음파 투과 검사기는, 축전량을 저하시키는 열화 시험에 있어서, 라미네이트형 전지가 열화되었다고 판정되었을 때에, 라미네이트형 전지의 초음파 화상을 취득하여, 열화의 원인이 라미네이트형 전지의 전해질 내의 기포의 발생임을 확인하기 위하여 사용된다.

그러나, 종래의 초음파 투과 검사기는, 상술한 바와 같이 평가 대상물의 초음파 화상에 의해, 이 평가 대상물의 내부 상태의 확인을 행하는 것이며, 어느 축전량에 있어서 라미네이트형 전지의 내부에 기포가 발생했는지, 즉 기포가 발생하는 과정을 관찰하여, 열화의 발생 타이밍을 검출하는 사양은 아니다.

종래의 초음파 투과 검사기는, 평가 대상물에 대하여 부하(일례로서의 축전량의 저하)를 부여하고, 부하에 따른 평가 대상물의 상태 변화를 초음파를 사용하여 평가할 때, 평가 대상물의 상태 변화의 과정의 관찰을 실시할 수 없다.

본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 부하를 인가한 상태에 있어서, 어느 타이밍에 평가 대상물에 상태 변화가 발생했는가 하는 과정의 관찰을 초음파 화상에 기초하여 행하는 초음파 화상 표시 방법 및 초음파 화상 표시 시스템을 제공한다.

본 발명에 의한 초음파 화상 표시 방법은, 평가 대상물에 대하여 부하를 인가하고, 상기 부하가 인가된 상기 평가 대상물에 대하여 초음파를 조사하고, 상기 평가 대상물의 조사면에 있어서의 당해 초음파의 투과율 또는 반사율을 검출하고, 상기 조사면에 있어서의 당해 투과율 또는 반사율의 분포를 나타내는 초음파 화상을 생성하고, 생성된 상기 초음파 화상을 상기 부하의 양을 나타내는 부하량과 관련지어 표시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 초음파 화상 표시 방법에 있어서는, 상기 평가 대상물에 대하여 인가하는 부하의 양을 변화시킬 때마다, 상기 초음파 화상을 생성하도록 해도 된다.

본 발명의 초음파 화상 표시 방법에 있어서는, 상기 조사면 내에 있어서 상기 평가 대상물을 복수의 조사 도트마다 주사하고, 상기 조사 도트에 있어서의 상기 투과율 또는 반사율을 소정의 역치와 비교하고, 상기 초음파 화상에 있어서 상기 조사 도트에 대응하는 점을, 상기 비교의 결과에 따른 표시색으로 표시하도록 해도 된다.

본 발명의 초음파 화상 표시 방법에 있어서는, 상기 초음파 화상과 함께, 제1 축에 상기 부하량이 할당되고, 제2 축에 당해 부하가 인가되었을 때의 초음파 화상의 식별 번호가 할당된 그래프를 표시하도록 해도 된다.

본 발명의 초음파 화상 표시 방법에 있어서는, 상기 그래프의 상기 제2 축에 있어서, 상기 초음파 화상의 식별 번호가, 상기 부하량의 크기에 따라 증가되도록 설정해도 된다.

본 발명의 초음파 화상 표시 방법에 있어서는, 상기 그래프에 있어서의 상기 부하량과 상기 초음파 화상의 식별 번호를 포함하는 곡선 상의 점을 선택함으로써, 당해 점에 대응하는 상기 초음파 화상이 표시되도록 해도 된다.

본 발명의 초음파 화상 표시 방법에 있어서는, 상기 부하량은, 당해 부하에 의한 상기 평가 대상물의 변화량이어도 된다.

본 발명의 초음파 화상 표시 시스템은, 평가 대상물에 대하여 부하를 인가하는 부하 인가부와, 상기 부하가 인가된 상기 평가 대상물의 초음파의 투과율 또는 반사율을, 공중으로부터 조사된 초음파에 의해 검출하는 음파 검출부와, 상기 부하를 인가한 시점에 있어서의, 당해 초음파의 투과율 또는 반사율의 분포를 나타내는 초음파 화상을 생성하는 초음파 화상 생성부와, 상기 부하의 양을 나타내는 부하량과 당해 부하를 인가한 시점에 있어서의 상기 초음파 화상을 관련지어 표시하는 화상 표시부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 부하를 인가한 상태에 있어서, 어느 타이밍에 평가 대상물에 상태 변화가 발생했는가 하는 과정의 관찰을 초음파 화상에 기초하여 행하는 초음파 화상 표시 방법 및 초음파 화상 표시 시스템을 제공하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 초음파 화상 표시 시스템을 도시하는 블록도.
도 2a 및 도 2b는 제1 실시 형태에 있어서, 리튬 이온 전지의 전해질 내의 기포의 크기에 있어서의 버스트파의 거동을 설명하는 도면.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 초음파 화상의 투과율의 분포를 도시하는 도면.
도 4는 도 1에 도시된 기억부에 기억되어 있는 초음파 화상 테이블을 도시하는 도면.
도 5는 도 1에 도시된 기억부에 기억되어 있는 투과율 테이블을 도시하는 도면.
도 6은 도 1에 도시된 표시부에 표시되는 표시 화상의 일례를 도시하는 도면.
도 7은 제1 실시 형태에 있어서의 초음파 화상 표시 시스템에 의한 초음파 화상의 생성 처리를 나타내는 흐름도.
도 8은 도 1에 도시된 표시부에 표시되는 표시 화상의 다른 예를 나타내는 도면.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 초음파 화상 표시 시스템에 있어서, 접착제의 접착력의 강도를 확인하는 처리를 설명하는 도면.
도 10은 제2 실시 형태에 있어서, 표시부에 표시되는 표시 화상의 일례를 도시하는 도면.
도 11은 상기 제1 및 제2 실시 형태와는 상이한 다른 평가 대상물을 평가하는 경우에 있어서, 표시부에 표시되는 표시 화상의 일례를 도시하는 도면.
도 12는 본 발명의 초음파 화상 표시 시스템의 다른 구성예를 도시하는 블록도.

<제1 실시 형태>

이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 초음파 화상 표시 시스템에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 초음파 화상 표시 시스템의 구성예를 도시하는 블록도이다. 도 1에 있어서, 초음파 화상 표시 시스템(1)은 발진부(11), 음파 발생 구동부(12), 음파 발생부(13), 음파 수신부(14), 음파 검출부(15), 강도 분포 해석부(16), 초음파 화상 생성부(17), 부하 인가부(18), 제어부(19), 기억부(20), 표시 제어부(21), 표시부(22)를 구비하고 있다.

발진부(11)는 미리 설정된 주파수의 음파 신호를 발진하여, 이 음파 신호를 음파 발생 구동부(12)에 대하여 출력한다.

음파 발생 구동부(12)는 음파 신호로부터 소정의 펄스수를 포함하는 버스트 신호를 생성하여, 이 버스트 신호를 음파 발생부(13)에 대하여 출력한다.

음파 발생부(13)는 버스트 신호로부터 초음파의 버스트파를 생성하고, 소정의 범위에 수렴시켜 평가 대상물(100)에 대하여 조사한다.

음파 수신부(14)는 음파 발생부(13)로부터 방사되는 버스트파의 진행 경로의 축 상에 있어서, 음파 발생부(13)와 대향하여 설치되어 있다. 평가 대상물(100)의 평가를 행하는 경우에는, 대향하는 음파 발생부(13)와 음파 수신부(14) 사이에, 평가 대상물(100)을 배치한다.

또한, 음파 수신부(14)는 음파 발생부(13)로부터 조사되어, 평가 대상물(100)을 투과한 버스트파를 수신하고, 버스트파의 강도를 나타내는 수신 신호를, 음파 검출부(15)에 대하여 출력한다.

여기서, 본 실시 형태에 있어서는, 평가 대상물(100)을 리튬 이온 전지로서 설명한다. 이때, 음파 발생부(13)로부터 조사된 버스트파는, 조사 방향에 있어서의 평가 대상물(100)의 음향 임피던스의 차에 따라 투과되는 버스트파의 강도가 상이하다. 리튬 이온 전지의 경우, 전지 내의 전해질에 기포가 발생했을 때, 전해질과 기포의 음향 임피던스의 차가 크기(강도가 높기) 때문에, 버스트파가 전해질과 기포의 계면에 있어서 반사된다.

즉, 기포의 단면적이 커지면, 리튬 이온 전지의 전해질과 기포의 계면이 넓어지기 때문에, 버스트파의 조사 면적에 비하여, 전해질과 기포의 음향 임피던스의 차분이 큰 계면이 넓어진다. 이 결과, 전해질과 기포의 계면에서 반사함으로써 차폐되는 버스트파의 비율이 상승되고, 투과되는 버스트파의 비율은 저하된다.

본 실시 형태에 있어서는, 음향 임피던스가 크게 상이한 층끼리(예를 들어, 전해질과 기포의 각각의 층)의 겹침이, 측정점에 있어서의 버스트파의 조사 면적에 대하여 어느 정도의 비율로 존재하는지에 따라, 리튬 이온 전지의 초음파의 투과율이 변화한다. 즉 전해질과 기포의 겹침 면적이 클 때에는 버스트파의 투과율은 낮고, 전해질과 기포의 겹침 면적이 작을 때에는 버스트파의 투과율은 높다.

도 2a 및 도 2b는, 제1 실시 형태에 있어서, 리튬 이온 전지의 전해질 내의 기포의 크기에 있어서의 버스트파의 거동을 설명하는 도면이다. 음파 발생부(13)로부터 조사되는 버스트파는, 집속된 고정 촛점으로 되어 있고, 소정의 조사 면적(진행 방향에 있어서의 버스트파의 단면)에서 평가 대상물(100)에 대하여 조사된다. 도 2a는, 버스트파의 전반 방향에 대하여 평행한 면에 있어서의, 평가 대상물(100)의 단면도이며, 기포(200)에 대하여 조사되고 있는 버스트파의 조사 면적(버스트파의 전반 방향에 대하여 수직인 버스트파의 면의 단면적)보다, 버스트파의 전반 방향에 대하여 수직 방향에 있어서의 기포(200)의 단면적이 큰 경우를 나타내고 있다. 이 도 2a의 경우, 버스트파의 측정점에 있어서는, 버스트파의 조사면이, 버스트파의 전반 방향에 대하여 수직 방향에 있어서의 기포(200)의 단면에 평면에서 보아 포함되는 상태로 된다. 이때, 거의 버스트파 모두가 전해질(150)과 기포(200)의 계면에 의해 반사되어, 버스트파가 거의 평가 대상물(100)을 투과하지 않기 때문에 음파 수신부(14)까지 전반되지 않아, 투과율로서는 「0」에 가까운 값이 된다.

한편, 도 2b는, 도 2a와 마찬가지로, 버스트파의 전반 방향에 대하여 평행한 면에 있어서의, 평가 대상물(100)의 단면도이며, 버스트파의 조사 면적보다, 버스트파의 전반 방향에 대하여 수직 방향에 있어서의 기포(300)의 단면적이 작은 경우를 나타내고 있다. 이 도 2b의 경우, 기포(300)의 단면보다도 버스트파의 조사면이 더 크기 때문에, 기포(300)에 차단되지 않는 부분의 버스트파가, 평가 대상물(100)을 투과하여, 음파 수신부(14)에 수신된다. 도 2b의 경우, 버스트파의 조사 면적에 있어서의 기포(300)의 단면적의 비율에 따라, 평가 대상물(100)을 투과하는 버스트파의 투과율이 변화한다.

도 1로 되돌아가, 음파 검출부(15)는 음파 수신부(14)로부터 공급되는 수신 신호에 기초하여, 투과율을 구한다. 이 투과율은, 예를 들어 미리 평가 대상물(100)을 통하지 않고, 직접 음파 발생부(13)로부터 조사한 음파 수신부(14)로부터의 버스트파의 강도를 나타내는 전압값을 기준값으로서 측정해 두고, 이 기준값에 의해, 수신 신호에 있어서의 버스트파의 강도를 나타내는 전압값을 제산한 비율로서 구해진다. 따라서, 투과율이 「0」에 가까울수록, 버스트파가 조사된 측정점(조사 면적에 대응하는 영역)에 있어서의, 버스트파의 조사 방향에서의 평가 대상물(100) 내에 있어서의 반사의 정도가 크다.

강도 분포 해석부(16)는 내부의 기억부에 기억되어 있는 투과율의 역치와, 음파 검출부(15)가 구한 투과율을 비교하여, 투과율이 역치를 초과하고 있는지 여부의 판정을 행한다. 여기서, 강도 분포 해석부(16)는 투과율이 역치 미만인 경우, 측정점에 있어서 전해질과 기포의 겹침 면적이 큰, 즉 기포가 발생하고 있다고 판정한다. 한편, 강도 분포 해석부(16)는 투과율이 역치 이상인 경우, 측정점에 있어서 전해질과 기포의 겹침 면적이 작은, 즉 기포가 발생하지 않는다고 판정한다(후술하는 음향 임피던스 플래그의 설정).

초음파 화상 생성부(17)는 기포가 발생한 측정점에 대응하는 조사 도트(초음파 화상에 있어서의 화소에 대응)와, 기포가 발생하지 않는 조사 도트가 서로 상이한 표시색이 되도록 표시 형태를 바꾸어, 투과율의 분포를 나타내는 화상(초음파 화상)을 생성한다.

도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 초음파 화상의 투과율의 분포를 도시하는 도면이다.

도 3에 있어서, 초음파 화상(500)은, 화소로서의 조사 도트(550)가 소정의 간격으로 매트릭스형으로 배열되어 있다.

이 조사 도트(550) 각각은, 버스트파가 조사되는 측정점 각각에 대응하고 있다. 즉, 버스트파의 조사 방향에 대하여 수직인 면에 있어서 버스트파에 의한 평가 대상물(100)의 투과율의 측정이 행하여질 때마다, 도시하지 않은 이동 기구에 의해, 평가 대상물(100) 혹은 음파 발생부(13)를 x축 방향 및 y축 방향의 각각의 방향으로 이동시킴으로써, 측정점이 평가 대상물(100) 상에 있어서 소정의 간격을 갖도록 스캔(주사)시킨다.

예를 들어, 도 3에 있어서는, 예를 들어 평가 대상물(100)의 2차원 검사면(버스트파의 조사면)에 있어서, 2차원 검사면의 y축 방향의 단부(상단 또는 하단)로부터, x축 방향(행방향)으로 소정의 간격마다 버스트파의 조사를 행하는 측정점을 이동시킨다. 이 소정의 간격은, 초음파 화상의 해상도를 결정하는 것이며, 예를 들어 미리 설정된 1개의 조사 도트의 폭에 대응한다.

그리고, 측정점이 2차원 검사면의 y축 방향의 다른 쪽의 단부에 도달하면, y축 방향(열방향)으로 소정의 간격으로 측정점을 이동시켜, 측정점을 다음 행에 배치한다. 그 이동시킨 다른 쪽의 단부의 위치로부터, 측정점을 x축 방향으로 소정의 간격으로 이동시킨다. 이 x축 및 y축으로 이루어지는 2차원 평면에 있어서의 버스트파에 의한 측정점 각각이, 평가 대상물(100)에 있어서의 음향 임피던스의 분포를 나타내는 초음파 화상(500)에 있어서의 조사 도트 각각이 된다.

또한, 이 조사 도트 각각은, 측정점에 있어서의 투과율이, 기포가 존재한다고 판정되는 값인지, 혹은 기포가 존재하지 않는다고 판정되는 값인지를 나타내기 위하여, 각각 표시색의 형태를 바꾸어 표시된다.

부하 인가부(18)는 평가 대상물(100)에 대하여, 물리적인 부하를 부여한다. 부하를 부여함으로써, 평가 대상물(100)에 기포가 발생하기 쉬운 상태를 만들어 내어, 기포의 발생 경과를 관찰하는 것이 목적이다. 본 실시 형태에 있어서는, 평가 대상물(100)이 리튬 이온 전지이며, 축전량을 서서히 저하시킨 경우, 어느 소정의 축전량 이하가 되면 기포가 발생한다. 이로 인해, 리튬 이온 전지로부터 일정량의 전류를 흘리는 것이 부하가 되고, 이에 의해 리튬 이온 전지의 축전량을 소정 시간마다 저하시킨다.

축전량이 저하됨으로써, 리튬 이온 전지의 출력 전압이 저하되어 간다. 따라서, 출력 전압의 변화(즉 부하에 의해 발생하는 리튬 이온 전지의 변화량)에 대응시켜 평가 대상물의 초음파 화상을 생성함으로써, 어느 출력 전압에서 기포가 발생했는지를 확인할 수 있다. 즉, 기포가 발생하는 시점의 리튬 이온 전지의 축전량을 용이하게 확인할 수 있다.

제어부(19)는 초음파 화상 표시 시스템(1) 내의 각 부의 제어를 행한다. 제어부(19)는 음파 발생 구동부(12)가 음파 발생부(13)에 대하여 버스트파를 발생시킨 타이밍에 있어서, 음파 수신부(14)가 수신한 버스트파의 투과율을 음파 검출부(15)로부터 판독한다. 그리고, 제어부(19)는 판독한 버스트파의 투과율을, 초음파 화상의 화상 번호에 대응시켜, 기억부(20)의 초음파 화상 테이블에 대하여 기입하여 기억시킨다.

또한, 제어부(19)는 음파 발생 구동부(12)가 음파 발생부(13)에 대하여 버스트파를 발생시킨 타이밍에 있어서, 부하 인가부(18)가 출력하는 리튬 이온 전지의 출력 전압의 전압값을 판독한다. 그리고, 제어부(19)는 판독한 리튬 이온 전지의 출력 전압의 전압값을, 초음파 화상의 화상 번호에 대응시켜, 기억부(20)의 초음파 화상 테이블에 대하여 기입하여 기억시킨다.

도 4는, 도 1에 도시된 기억부(20)에 기억되어 있는 초음파 화상 테이블을 도시하는 도면이다. 도 4에 있어서, 초음파 화상 테이블은, 초음파 화상 번호, 출력 전압, 투과율 인덱스 및 초음파 화상 인덱스 각각의 항목의 데이터가, 초음파 화상 번호마다의 레코드에, 초음파 화상 번호에 관련지어져 기입되어 있다. 초음파 화상 번호(초음파 화상의 식별 번호)는, 초음파 화상 각각을 식별하는 정보이며, 본 실시 형태에 있어서 생성된 순서를 나타내고 있다. 출력 전압은, 초음파 화상을 생성했을 때에 측정된 리튬 이온 전지의 출력 전압의 전압값이다. 즉, 초음파 화상의 식별 번호는, 리튬 이온 전지의 부하량의 크기에 따라 증가되도록 설정된다. 투과율 인덱스는, 대응하는 초음파 화상 번호의 초음파 화상을 구성하는 조사 도트마다의 투과율을 나타낸 투과율 테이블이 기입되어 있는 기억부(20)에 있어서의 어드레스를 나타내고 있다. 초음파 화상 인덱스는, 대응하는 초음파 화상 번호의 초음파 화상이 기입되어 있는 기억부(20)에 있어서의 어드레스를 나타내고 있다.

도 5는, 도 1에 도시된 기억부(20)에 기억되어 있는 투과율 테이블을 도시하는 도면이다. 도 5에 있어서, 투과율 테이블은, 측정점 번호, 투과율 및 음향 임피던스 플래그 각각의 항목의 데이터가, 측정점 번호마다의 레코드에, 측정점 번호에 관련지어져 기입되어 있다. 측정점 번호는, 초음파 화상에 있어서의 조사 도트 각각을 식별하는 식별 정보이다. 측정점 번호는, 예를 들어 평가 대상물(100)에 있어서의 2차원 검사면에 대하여, 버스트파를 조사한 순서로 부여한 번호이다. 투과율은, 측정점 번호의 측정점에 있어서 음파 검출부(15)가 구한 투과의 비율을 나타내는 수치이다. 음향 임피던스 플래그는, 강도 분포 해석부(16)에 의한, 투과율이 소정의 역치를 초과하고 있는지 여부의 판정 결과를 나타내는 플래그이다. 본 실시 형태에 있어서는, 예를 들어 투과율이 역치 이상인 경우, 기포의 발생이 없는 상태라고 판정되어 있기 때문에, 음향 임피던스 플래그를 「1」로 한다. 한편, 투과율이 역치 미만인 경우, 기포가 발생한 상태라고 판정되어 있기 때문에, 음향 임피던스 플래그를 「0」으로 하여, 투과율 테이블에 기입하여 기억시킨다.

도 1로 되돌아가, 초음파 화상 생성부(17)는 초음파 화상을 생성할 때, 기억부(20)의 투과율 테이블로부터, 측정점 번호의 순서로, 순차 조사 도트마다의 음향 임피던스 플래그를 판독한다. 그리고, 초음파 화상 생성부(17)는 초음파 화상에 있어서, 예를 들어 조사 도트의 음향 임피던스 플래그가 「1」인 경우, 조사 도트의 표시색을 청색으로 한다. 한편, 초음파 화상 생성부(17)는 음향 임피던스 플래그가 「0」인 경우, 음향 임피던스 플래그가 「1」인 경우와 상이한 색으로서, 조사 도트의 표시색을 적색으로 한다. 기포의 발생의 유무를 확인하기 쉽도록, 음향 임피던스 플래그가 「1」인 경우와, 음향 임피던스 플래그가 「0」인 경우 각각에 있어서의 조사 도트의 표시색은, 각각이 보색의 관계에 있는 색으로서 설정함으로써, 초음파 화상에 있어서 기포가 발생했다고 판정된 조사 도트를 두드러지게 하여, 확인을 용이하게 할 수 있다.

도 6은, 도 1에 도시된 표시부에 표시되는 표시 화상의 일례를 도시하는 도면이다.

도 6에 있어서, 표시 화면(22S)의 영역(221)에는, 평가 대상물에 인가한 부하의 양을 나타내는 부하량과 초음파 화상 번호의 대응을 나타내는 부하량 제시 그래프가 표시된다. 본 실시예에서는, 리튬 이온 전지의 출력 전압의 변화량에 따라 인가한 부하의 양을 모니터하기 때문에, 부하량은 출력 전압이다. 이 부하량 제시 그래프는, 제1 축(종축)이 리튬 이온 전지의 출력 전압의 변화를 나타내고 있으며, 제2 축(횡축)이 초음파 화상을 식별하는 초음파 화상 번호(초음파 화상의 식별 번호)를 나타내고 있다. 종축의 출력 전압은, 리튬 이온 전지에 대하여 인가한 부하의 정도를 나타내는 변화량이다. 초음파 화상의 식별 번호는, 리튬 이온 전지의 부하량의 크기에 따라 증가되도록 설정되어 있다.

즉, 종축에는, 리튬 이온 전지로부터 규정의 소비 전류를 소정 시간만큼 흘린 시점(초음파 화상을 생성하는 시점)에 있어서 측정되는, 리튬 이온 전지의 출력 전압이 나타나 있다. 이로 인해, 영역(221)의 부하량 제시 그래프는, 소비 전류라는 부하를 인가함으로써 발생하는, 리튬 이온 전지의 축전량의 저하의 과정을, 리튬 이온 전지의 출력 전압에 의해 나타내고 있다. 또한, 종축과 횡축은 반대여도 되며, 종축에 초음파 화상 번호를 나타내고, 횡축에 리튬 이온 전지의 출력 전압을 나타내도 된다.

표시 영역(222)에는, 이용자에 의해 선택된 초음파 화상이 표시된다. 이 초음파 화상의 선택은, 영역(221)의 부하량 제시 그래프에 있어서의 선택 바(221B)가 마우스 등의 포인팅 디바이스에 의해 드래그되어, 이동됨으로써 행하여진다. 그리고 선택 바(221B)가 나타내는 그래프의 곡선 상의 위치에 대응한 좌표에 있어서의 초음파 화상 번호에 대응하는 초음파 화상이 표시 영역(222)에 표시된다. 즉, 제어부(19)는 선택 바(221B)가 나타내는 곡선 상의 좌표점으로부터 초음파 화상 번호를 추출하고, 추출된 초음파 화상 번호를 표시 제어부(21)에 대하여 출력한다. 그리고, 표시 제어부(21)는 공급되는 초음파 화상 번호에 대응한 초음파 화상을, 기억부(20)로부터 판독하여, 표시 영역(222)에 대하여 표시한다.

이때, 표시 제어부(21)는 기억부(20)의 초음파 화상 테이블로부터, 판독한 초음파 화상의 초음파 화상 번호를, 표시 영역(222) 근방의 표시 영역(213)에 대하여 표시한다. 또한, 표시 제어부(21)는 초음파 화상 번호에 대응한 출력 전압을 초음파 화상 테이블로부터 판독하여, 표시 영역(222) 근방의 표시 영역(214)에 대하여 표시한다.

상술한 본 실시 형태에 따르면, 표시부(22)의 표시 화면(22S)에 있어서, 초음파 화상 번호에 대응하여, 리튬 이온 전지의 출력 전압과, 리튬 이온 전지 내부의 기포의 발생의 유무를 나타내는 초음파 화상이 관련지어져 동시에 표시되기 때문에, 리튬 이온 전지 내부에 기포가 발생한 시점에 있어서의, 당해 리튬 이온 전지의 출력 전압을, 비주얼적으로 용이하게 관찰하여 확인할 수 있다.

즉, 본 실시 형태에 따르면, 이용자가 영역(221)의 부하량 제시 그래프의 선택 바(221B)를 서서히 이동시켜, 초음파 화상 번호를 인크리먼트해 감으로써, 리튬 이온 전지 내의 기포의 발생 상황을, 리튬 이온 전지의 출력 전압의 전압값과 대응지어 순차 확인(변화의 과정을 관찰)할 수 있다. 이로 인해, 리튬 이온 전지 내부에 기포가 발생한 시점에 있어서의, 리튬 이온 전지의 출력 전압을 용이하게 얻을 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 표시부(22)의 표시 화면(22S)에 있어서, 부하량 제시 그래프에 있어서의 영역(221)에 표시되어 있는 선택 바(221B)에 의해, 어느 초음파 화상 번호의 초음파 화상이 선택되어 표시되어 있는지와, 그 초음파 화상이 생성되었을 때의 출력 전압을, 이용자가 용이하게 확인할 수 있다.

이어서, 본 실시 형태에 있어서의 초음파 화상의 생성의 처리의 흐름을 흐름도를 사용하여 설명한다. 도 7은 제1 실시 형태에 있어서의 초음파 화상 표시 시스템(1)에 의한 초음파 화상의 생성 처리를 나타내는 흐름도이다.

스텝 S1: 이용자는, 평가 대상물(100)로서 리튬 이온 전지를, 음파 발생부(13)와 음파 수신부(14) 사이에 설치하고, 초음파 화상 표시 시스템(1)을 구동하여, 초음파 화상의 생성을 개시시킨다.

스텝 S2: 제어부(19)는 부하 인가부(18)가 인가하는 부하인 소비 전류의 전류값을 초기화하고, 이용자가 도시하지 않은 입력 수단으로부터, 부하로서 설정하는 소비 전류의 전류값을 입력한다. 또한, 이용자가 상기 입력 수단으로부터, 부하 인가부(18)가 리튬 이온 전지로부터 소비 전류를 흘려 보내는 시간을 입력한다. 이 소비 전류의 전류값과 흘리는 시간에 의해, 리튬 이온 전지의 소비 전력량이 구해지고, 리튬 이온 전지의 축전량에 대응하여 변화하는 출력 전압과 대응시킬 수 있다. 또한, 이때, 제어부(19)는 초음파 화상 번호의 초기화, 예를 들어 초음파 화상 번호를 「0」으로 하는 처리를 행한다.

스텝 S3: 제어부(19)는 부하 인가부(18)에 대하여, 리튬 이온 전지에 대한 부하의 인가의 개시를 지시하는 인가 개시 신호를 출력한다.

이에 의해, 부하 인가부(18)는 리튬 이온 전지로부터, 설정된 전류값을 흘림으로써, 전력을 소비시키는 처리를 개시한다.

스텝 S4: 부하 인가부(18)는 전력을 소비시키는 처리를 개시하고 나서의 경과 시간을 카운트(계시)하기 시작한다.

스텝 S5: 부하 인가부(18)는 경과 시간이 설정되어 있는 소정의 시간을 초과하였는지 여부의 판정을 행한다. 이때, 부하 인가부(18)는 경과 시간이 설정되어 있는 시간 이상인 경우, 처리를 스텝 S6으로 진행시킨다.

한편, 부하 인가부(18)는 경과 시간이 설정되어 있는 시간 미만인 경우, 스텝 S5의 처리를 반복한다.

스텝 S6: 그리고, 부하 인가부(18)는 리튬 이온 전지에 대하여 전력을 소비시키고 있는 상태에 있어서, 리튬 이온 전지의 출력 전압을 측정한다.

스텝 S7: 부하 인가부(18)는 출력 전압을 측정한 후, 리튬 전지에 대한 부하의 인가, 즉 리튬 이온 전지에 전력을 소비시키는 처리를 정지한다.

스텝 S8: 음파 발생 구동부(12)는 제어부(19)의 제어에 의해, 리튬 이온 전지에 있어서의 2차원 검사면의 측정점에 대한 버스트 신호를 음파 발생부(13)에 공급한다.

이에 의해, 음파 발생부(13)는 버스트 신호에 대응한 버스트파를, 측정점에 대하여 조사한다. 그리고, 음파 검출부(15)는 음파 수신부(14)가 검출하는, 리튬 이온 전지를 투과한 버스트파의 수신 신호를 수신하고, 이 수신 신호로부터 투과율을 구한다. 제어부(19)는 2차원 검사면에 있어서의 측정점 각각의 투과율 산출 처리를, 도 3에서 설명한 바와 같이 행한다.

그리고, 제어부(19)는 초음파 화상 번호를 인크리먼트하고, 이 초음파 화상 번호에 대응시켜, 부하 인가부(18)에 대하여 취득한 출력 전압을, 기억부(20)의 초음파 화상 테이블에 기입하는 지시를 출력한다. 부하 인가부(18)는 제어부(19)의 지시에 의해, 초음파 화상 테이블의 지시된 초음파 화상 번호의 레코드에 대하여, 출력 전압을 기입하여 기억시킨다. 또한, 제어부(19)는 상기 초음파 화상 번호에 대응시켜, 음파 검출부(15)에 대하여 구한 2차원 검사면의 측정점 각각에 있어서의 투과율을, 기억부(20)의 초음파 화상 테이블에 있어서의 투과율 인덱스가 나타내는 어드레스의 투과율 테이블에 대하여, 측정점 번호에 대응시켜 기입하는 지시를 출력한다. 음파 검출부(15)는 제어부(19)의 지시에 의해, 상기 투과율 인덱스가 나타내는 어드레스의 투과율 테이블에 대하여, 측정점 번호에 대응한 레코드에, 순차적으로, 이 측정점 번호에 대응하는 투과율을 기입하여 기억시킨다.

스텝 S9: 강도 분포 해석부(16)는 기억부(20)에 있어서, 처리 중의 초음파 화상 번호에 대응한 투과율 테이블에 있어서의 측정점 번호의 투과율을, 측정점 번호의 순서로 순차 판독한다. 그리고, 강도 분포 해석부(16)는 판독한 투과율과, 자체 내부의 기억부에 기억되어 있는 투과율의 역치의 비교를 순차 행한다. 그리고, 강도 분포 해석부(16)는 기억부(20)의 투과율 테이블에 있어서, 측정점 번호 각각의 음향 임피던스 플래그에 대하여, 각각의 투과율이 역치 이상인 경우에 플래그의 값으로서 「1」을 기입하고, 한편 투과율이 역치 미만인 경우에 플래그의 값으로서 「0」을 기입한다.

강도 분포 해석부(16)는 역치와 2차원 검사면에 있어서의 모든 측정점에 대응한 조사 도트의 투과율의 비교가 종료된 후, 초음파 화상 생성부(17)에 대하여, 비교가 종료되었음을 나타내는 제어 신호를 출력한다.

그리고, 초음파 화상 생성부(17)는 강도 분포 해석부(16)로부터 비교가 종료됨을 나타내는 신호가 공급된 경우, 초음파 화상의 생성을 행한다.

초음파 화상 생성부(17)는 기억부(20)의 초음파 화상 테이블에 있어서의 투과율 인덱스에 대응하여, 투과율 테이블을 참조하여 조사 도트마다의 음향 임피던스 플래그의 값을 측정점 번호순으로 판독한다. 그리고, 초음파 화상 생성부(17)는 초음파 화상의 각 조사 도트의 표시색을, 음향 임피던스 플래그의 값에 따른 색으로 하여, 초음파 화상의 생성을 행한다. 초음파 화상 생성부(17)는 제작된 초음파 화상을 기억부(20)에 기입하여 기억시키고, 초음파 화상을 기입한 어드레스를, 초음파 화상 테이블에 있어서의 초음파 화상 인덱스에 기입하여 기억시킨다.

스텝 S10: 제어부(19)는 기억부(20)의 초음파 화상 테이블을 참조하여, 현재 처리 중인 초음파 화상 번호의 출력 전압이, 미리 설정된 전압 역치(하한값) 이상인지 여부의 판정을 행한다. 이때, 제어부(19)는 출력 전압이 미리 설정된 전압 역치 이상인 경우, 처리를 스텝 S3으로 진행시키고, 한편 출력 전압이 전압 역치 미만인 경우, 초음파 화상을 생성하는 처리를 종료한다.

또한, 도 8은, 도 1에 도시된 표시부(22)에 표시되는 표시 화상의 다른 예를 나타내는 도면이다.

도 8에 있어서의 도 6의 표시 화상과 상이한 점은, 표시 영역(231A)의 부하량 제시 그래프에 있어서의 초음파 화상 번호의 선택을 행하는 방법이다. 도 6에 있어서는, 선택 바(221B)를 마우스에 의해 드래그하여, 선택 바(221B)를 x축 방향으로 이동시킴으로써, 좌표값으로서 초음파 화상 번호를 선택하고 있었다. 도 8에 있어서는, 표시 화면(22S)에 있어서의 표시 영역(231A) 근방에 배치된 스위치 버튼(215)에 의해 초음파 화상 번호의 선택을 행한다.

이때, 스위치 버튼(215)을 클릭할 때마다 초음파 화상 번호를 바꿀 수 있다. 예를 들어, 스위치 버튼(215)에 있어서의 우측의 삼각 마크를 클릭함으로써, 초음파 화상 번호가 인크리먼트되고, 한편, 좌측의 삼각 마크를 클릭함으로써 초음파 화상 번호가 디크리먼트되어, 바꾼 후의 초음파 화상 번호에 대응한 초음파 화상이 표시 화면(22S)에 표시된다. 현재, 어느 초음파 화상 번호가 선택되어 있는지에 대해서는, 포인트(221C)가 선택된 초음파 화상 번호에 대응하는 좌표점에 표시됨으로써 이용자에게 확인시킨다.

이에 의해, 도 8에 있어서의 초음파 화상 번호의 선택 방법에 의하면, 이용자가 스위치 버튼(215)을 마우스에 의해 클릭함으로써, 초음파 화상 번호를 하나씩 증가 혹은 감소시킬 수 있으므로, 표시되는 초음파 화상에 의해 초음파의 투과량으로 변화가 발생한(즉 기포가 발생한) 타이밍을 용이하게 확인할 수 있다.

<제2 실시 형태>

이하, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 초음파 화상 표시 시스템에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 제1 실시 형태에 있어서는, 평가 대상물(100)로서, 리튬 이온 전지에 있어서의 기포의 발생하는 출력 전압을 확인하는 처리를 예로서 설명했다. 제2 실시 형태의 초음파 화상 표시 장치는, 도 1에 도시하는 제1 실시 형태의 초음파 화상 장치와 마찬가지의 구성이다.

제2 실시 형태에 있어서는, 2매의 판재를 접착제로 접착했을 때에 있어서의, 이 접착제의 접착력의 강도를 확인하는 처리를 예로서 설명한다.

본 실시 형태에 있어서도, 2매의 판재를 접착하여 형성된 합판에 있어서 접착된 계면에 대하여 평행한 2차원 검사면(버스트파의 조사면)에 있어서의 모든 측정점에 기초하는 초음파 화상의 생성이, 제1 실시 형태와 마찬가지로 행하여진다.

도 9a 내지 도 9d는, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 초음파 화상 표시 시스템에 있어서, 접착제의 접착력의 강도를 확인하는 처리를 설명하는 도면이다. 도 9a 내지 도 9d에 있어서는, 판재(600)와 판재(700)를 접착한 접착제(800)의 접착력의 확인을 행하는 평가 대상물(100)의 구성이 도시되어 있다. 도 9a는 판재(600)에 대하여, 접착제(800)를 사용하여 판재(700)를 접착한 합성 판재를 상면으로부터 본 도면을 도시하고 있다. 사각 형상의 판재(700) 각각의 코너부에는, 나사부(700A)가 고정되어 있고, 나사 구멍(700B)에 나사(700C)가 삽입되어 있다. 이 나사(700C)의 선단은 대략 평면이며, 판재(600)의 표면에 접촉하고 있다. 도 9b는 나사(700C)가 삽입되어 있는 영역의 선 A-A에 있어서의 단면도를 도시하고 있다. 도 9b에 도시한 바와 같이, 나사(700C)를 회전시켜 조여 가면, 나사(700C)의 선단(700CB)이, 판재(700)의 하면으로부터 돌출되어, 판재(600)의 표면을 누른다. 이에 의해, 판재(600)로부터 판재(700)를 박리하는 힘이, 나사(700C)에 의해 가해진다. 이 힘이, 평가 대상물(100)에 인가되는 부하가 된다.

도 9c 및 도 9d 각각은, 도 9a에 있어서의 선 B-B에 있어서의 단면도를 도시하고 있다. 도 9b에서 설명한 바와 같이, 나사(700C)를 조임으로써, 나사(700C)의 선단(700CB)이 판재(700)의 나사 구멍을 통과하여 판재(600)를 누름으로써, 판재(600)에 대하여 판재(700)를 화살표 P의 방향으로 이동시키는 힘이 작용한다.

접착제(800)의 접착력이 화살표 P의 방향으로 이동시키는 힘에 비교하여 강하면, 도 9c에 도시한 바와 같이 판재(600)에 대하여 판재(700)가 접착된 상태가 유지된다. 한편, 접착제(800)의 접착력이 화살표 P의 방향으로 이동시키는 힘에 비교하여 약하면, 예를 들어 도 9d에 도시한 바와 같이 판재(600)로부터 판재(700)가 박리되어 공극(900)이 발생한다. 이 공극(900)이 발생한 장소에 있어서, 제1 실시 형태의 기포가 발생한 경우와 마찬가지로, 판재(600)와 판재(700) 사이에, 공극에 의한 공기의 층이 발생하기 때문에, 판재(600)와 공극(900)의 계면에 있어서 음향 임피던스에 차가 생겨, 판재(600)에 대하여 수직 방향의 버스트파의 투과율이 떨어진다.

도 10은 제2 실시 형태에 있어서, 표시부(22)에 표시되는 표시 화상의 일례를 도시하는 도면이다.

도 10에 있어서, 표시부(22)의 표시 화면(22S)의 영역(231)에는, 제1 실시 형태에 있어서의 도 6과 마찬가지로, 부하량과 초음파 화상 번호의 대응을 나타내는 부하량 제시 그래프가 표시된다. 이 부하량 제시 그래프는, 제1 축(종축)이 나사(700C)의 회전수(나사(700C)를 체결하기 위하여 회전시킨 수)를 나타내고 있으며, 제2 축(횡축)이 초음파 화상을 식별하는 초음파 화상 번호를 나타내고 있다. 종축의 나사의 회전수는, 나사를 조이기 위하여 돌리는 횟수이며, 접착제(800)에 의해 접착된 판재(600)와 판재(700)에 있어서, 판재(600)로부터 판재(700)를 분리하는 방향으로 힘을 가할 때에 발생하는, 판재(700)의 판재(600)로부터의 이동량을 나타낸다.

즉, 나사(700C)의 회전수가 증가됨에 따라, 판재(700)의 나사 구멍을 통과하는 나사(700C)의 길이가 길어져, 판재(600)의 계면에 있어서의 판재(700) 표면에 대하여, 나사(700C)가 가하는 힘이 증가됨과 함께, 판재(600)와 판재(700)의 거리가 길어진다.

따라서, 도 10에 있어서의 영역(231)의 부하량 제시 그래프는, 종축에 나사(700C)에 의해 판재(700)에 대하여 부하를 인가했을 때의 나사의 회전수(이동량)가 부하의 양을 나타내는 부하량으로서 나타나 있으며, 횡축에 각각의 부하를 인가했을 때에 취득한 초음파 화상을 식별하는 초음파 화상 번호가 나타나 있다. 즉, 초음파 화상 번호(식별 번호)는, 판재(700)의 부하량의 크기에 따라 증가되도록 설정되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 판재(600)와 판재(700)를 분리하는 부하를 증가시켰을 때에 초음파 화상을 생성하고 있다.

표시 영역(232)에는, 이용자에 의해 선택 바(221B)가 선택됨으로써, 선택된 초음파 화상이 표시된다. 이 초음파 화상의 선택은, 영역(231)의 부하량 제시 그래프에 있어서의 선택 바(221B)를 마우스 등의 포인팅 디바이스에 의해 드래그하여, 그래프의 곡선 상을 이동시켜, 선택 바(221B)가 위치하는 좌표에 있어서의 초음파 화상 번호에 대응하는 초음파 화상이 표시된다. 즉, 제어부(19)는 선택 바(221B)가 나타내는 곡선 상의 좌표점으로부터 초음파 화상 번호를 추출하고, 추출된 초음파 화상 번호를 표시 제어부(21)에 대하여 출력한다. 그리고, 표시 제어부(21)는 공급되는 초음파 화상 번호에 대응한 초음파 화상을, 기억부(20)로부터 판독하여, 표시 영역(232)에 대하여 표시한다.

이때, 표시 제어부(21)는 기억부(20)의 초음파 화상 테이블로부터, 판독한 초음파 화상의 초음파 화상 번호를, 표시 영역(232) 근방의 표시 영역(213)에 대하여 표시한다. 본 실시 형태의 초음파 화상 테이블에는, 도 4에 있어서의 출력 전압 대신에, 나사(700C)의 회전수(판재(600) 및 판재(700)를 분리하는 방향으로 인가하는 부하를 나타내는 부하량)가 도시되어 있다. 또한, 표시 제어부(21)는 초음파 화상 번호에 대응한 나사(700C)의 회전수를 초음파 화상 테이블로부터 판독하여, 표시 영역(232) 근방의 표시 영역(214)에 대하여 표시한다.

상술한 실시 형태에 따르면, 표시부(22)의 표시 화면(22S)에 있어서, 초음파 화상 번호에 대응하여, 나사(700C)의 회전수와, 판재(600)와 판재(700)의 박리의 상태를 나타내는 초음파 화상이 관련지어져 동일한 화면 상에 표시된다. 이로 인해, 접착제(800)에 의해 접착한 판재(600)와 판재(700)의 계면에 있어서 공극이 발생한 시점을 초음파 화상에서 확인하고, 이 초음파 화상과 함께 표시되는 나사(700C)의 회전수를, 표시 화면(22S)에 있어서 비주얼적으로 용이하게 확인할 수 있다.

즉, 본 실시 형태에 따르면, 이용자가 영역(231)의 부하량 제시 그래프의 선택 바(221B)를 서서히 이동시켜, 초음파 화상 번호를 인크리먼트해 감으로써, 판재(600)와 판재(700)의 계면에 있어서의 공극의 발생의 상황을, 나사(700C)의 회전수와 대응지어 순차 확인할 수 있다. 이로 인해, 판재(600)와 판재(700) 사이에 공극이 발생한 시점에 있어서의, 인가한 부하의 강도를 나타내는 나사(700C)의 회전수를 용이하게 얻을 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 표시부(22)의 표시 화면(22S)에 있어서, 부하량 제시 그래프에 있어서의 영역(231)에 표시되어 있는 선택 바(221B)에 의해, 어느 초음파 화상 번호의 초음파 화상이 선택되어 표시되어 있는지, 그 초음파 화상이 생성되었을 때의 나사(700C)의 회전수를 이용자가 용이하게 확인할 수 있다.

<다른 평가 대상에 대하여>

다른 평가 대상으로서는, 예를 들어 상술한 판재(600)와 판재(700)를 접착하는 접착제(800)의 상태가 주위의 온도 환경에 의해 고화 또는 액화되는 상태의 검출이 있다. 이 경우, 평가하는 대상은 접착제(800)의 상태이며, 인가되는 물리적인 부하는 평가 대상물에 부여하는 열이다.

도 9c에 도시한 바와 같이, 판재(600)와 판재(700)를 접착제(800)에 의해 접착하여, 합성판을 제작한다. 그리고, 이 합성판에 열을 가하여 온도를 상승시키면서, 이미 설명한 바와 같이 소정의 온도마다 초음파 화상의 제작을 행한다.

도 11은 상기 제1 및 제2 실시 형태와는 상이한 다른 평가 대상물을 평가하는 경우에 있어서, 표시부(22)에 표시되는 표시 화상의 일례를 도시하는 도면이다.

표시부(22)의 표시 화면(22S)의 영역(231B)에는, 제1 실시 형태에 있어서의 도 6과 마찬가지로, 부하량과 초음파 화상 신호의 대응을 나타내는 부하량 제시 그래프가 표시된다. 이 부하량 제시 그래프는, 제1 축(종축)이 합판의 온도를 나타내고 있으며, 제2 축(횡축)이 초음파 화상을 식별하는 초음파 화상 번호를 나타내고 있다. 종축의 온도는, 인가되는 부하인 열에 따라 상승되는 점에서, 판재(600)와 판재(700)의 계면에 위치하는 접착제(800)의 고화를 촉진하는 부하의 양을 나타내는 부하량이라고 할 수 있다. 영역(242)에는, 선택 바(221B)에 의해 선택된 초음파 화상 번호에 대응하는 초음파 화상이 표시된다. 즉, 초음파 화상 번호(식별 번호)는, 판재(600 및 700)의 부하량의 크기에 따라 증가되도록 설정되어 있다. 표시 영역(213)에는 영역(242)에 표시하고 있는 초음파 화상의 초음파 화상 번호가 표시되어 있다. 또한, 표시 영역(214)에는, 선택된 초음파 화상을 생성했을 때의 합판의 온도가 나타나 있다.

온도가 증가됨에 따라, 판재(600)와 판재(700)의 계면의 접착제(800)의 상태가 변화되어, 접착제(800)의 고화가 진행됨에 따라, 접착제(800)의 물성이 액상으로부터 고상으로 이행된다. 즉, 접착제(800)의 밀도가 변화하기 때문에, 접착제(800)의 고화가 진행됨에 따라, 판재(700)와 접착제(800)의 계면에 있어서의 버스트파의 투과율이 저하되어 간다.

따라서, 도 11에 있어서의 영역(231B)의 부하량 제시 그래프는, 종축에는 온도가, 합판에 대하여 인가되는 부하의 양을 나타내는 부하량으로서 나타내고 있으며, 횡축에는 각각의 부하를 인가했을 때에 생성된 초음파 화상을 식별하는 초음파 화상 번호가 나타나 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 판재(600)와 판재(700)를 접착제(800)로 접착한 합판의 부하를 증가시켰을 때에, 초음파 화상을 생성하고 있다.

또한, 다른 평가 대상으로서는, 예를 들어 반도체 소자를 밀봉하는 반도체 패키지를 구성하는 밀봉제의 온도에 따른 변화 상태의 검출이 있다. 이 경우, 평가하는 대상은 반도체 패키지의 용해의 상태이며, 부하를 인가함으로써 평가 대상물의 온도를 변화시킨다. 반도체 패키지의 온도 변화에 따라, 버스트파를 부여하여 초음파 화상을 생성한다. 반도체 패키지에 밀봉되어 있는 반도체 소자에 대하여 전류를 흘림으로써(부하를 인가함으로써), 시간 경과에 수반하여 반도체 소자의 온도는 상승한다. 이 반도체 소자의 온도가, 밀봉제가 용해되는 온도에 도달하면, 반도체 소자와 접하고 있는 영역부터 밀봉제의 용해가 시작된다. 밀봉제의 용해가 진행됨에 따라, 밀봉제의 물성이 고상으로부터 액상으로 이행된다.

즉, 부하를 인가함으로써 반도체 패키지의 밀봉제의 밀도가 변화하기 때문에, 밀봉제의 용해가 진행됨에 따라, 밀봉제가 용해되지 않은 부분과 용해된 부분의 계면에 있어서의 음향 임피던스의 차가 증가되어 가고, 버스트파의 투과율이 낮아진다.

이 경우도, 이미 설명한 도 11에 있어서의 표시 화면(22S)에 의해, 이용자는 밀봉제가 용해되는 온도를 초음파 화상에 의해 확인할 수 있다.

상술한 다른 평가 대상에 대해서도, 표시부(22)의 표시 화면(22S)에 있어서, 평가 대상물이 액상으로부터 고상으로, 혹은 고상으로부터 액상으로 변화하는 시점(음향 임피던스가 변화한 시점)을 초음파 화상에서 확인하고, 이 초음파 화상과 함께 표시되는 온도(부하의 양을 나타내는 부하량)를, 표시 화면(22S)에 있어서 비주얼적으로 용이하게 확인할 수 있다.

즉, 이용자가 영역(231B)의 부하량 제시 그래프의 선택 바(221B)를 이동시킴으로써, 평가 대상물의 물성 변화(액상으로부터 고상으로, 혹은 고상으로부터 액상으로의 변화)의 상황을, 평가 대상물의 온도와 대응지어 순차 확인할 수 있다.

이어서, 도 12는 본 발명의 초음파 화상 표시 시스템의 다른 구성예를 도시하는 블록도이다. 상술한 제1 실시 형태, 제2 실시 형태 및 다른 평가 대상의 각각에 있어서의 초음파 화상 표시 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이 버스트파의 평가 대상물에 있어서의 투과율을 사용하여, 평가 대상물의 음향 임피던스의 변화를 검출하고 있다.

한편, 도 12에 도시하는 초음파 화상 표시 시스템(1A)은, 평가 대상물의 투과율이 아니라, 평가 대상물의 반사율에 의해 평가 대상물의 상태 변화를 검출한다.

도 12의 구성에 있어서, 도 1과 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하, 도 1의 초음파 화상 표시 시스템과 상이한 구성 및 동작에 대하여 설명한다.

음파 발생부(13)는 버스트 신호로부터 초음파의 버스트파를 생성하고, 소정의 범위에 수렴시켜, 버스트파의 조사 방향과 평가 대상물(100)의 표면이 소정의 각도 θ를 이루도록, 생성된 버스트파를 평가 대상물(100)에 대하여 조사한다.

음파 수신부(14)는 음파 발생부(13)로부터 방사되는 버스트파의 평가 대상물의 표면으로부터의 반사를 수신할 수 있는 위치에 설치되어 있다. 또한, 음파 수신부(14)는 음파 발생 구동부(12)로부터 조사되고, 평가 대상물(100)로부터 반사된 버스트파를 수신하고, 반사된 버스트파의 강도를 나타내는 수신 신호를, 음파 검출부(15A)에 대하여 출력한다.

음파 검출부(15A)는, 음파 수신부(14)로부터 공급되는 수신 신호에 기초하여, 반사율을 구한다. 이 반사율은, 예를 들어 음파 발생부(13)로부터 조사한 음파 수신부(14)로부터의 버스트파가 평가 대상물(100)로부터 전반사했을 때의 반사된 버스트파의 강도를 나타내는 전압값을 기준값으로서 측정해 두고, 이 기준값에 의해, 수신 신호에 있어서의 버스트파의 강도를 나타내는 전압값을 제산한 비율로서 구해진다. 따라서, 반사율이 「1」에 가까울수록, 버스트파가 조사된 측정점(조사 면적에 대응하는 영역)에 있어서의, 버스트파의 조사 방향에서의 평가 대상물(100) 내에 있어서의 반사의 정도가 크다.

이미 설명한 바와 같이, 리튬 이온 전지에 있어서의 전해질과 기포의 계면에서는 음향 임피던스의 차가 커지고, 이 계면에 의해 버스트파는 반사된다. 조사면에 있어서, 이 전해질과 기포의 계면의 비율이 높아질수록, 버스트파의 반사율은 높아진다. 즉, 반사율이 음향 임피던스가 상이한 층의 존재 비율에 의해 변화한다는 특성은, 투과율의 특성과 마찬가지이다. 그러나, 투과율이 기포의 증가에 따라 감소되는 데 비해, 반사율은, 기포의 증가에 따라 증가되는 점이 상이하다.

또한, 그 밖의 동작에 대해서는, 투과율을 반사율로 치환함으로써, 도 1에 있어서의 초음파 화상 표시 시스템의 동작과 마찬가지이다.

또한, 상기에 있어서는, 투과율과 반사율을 사용한 기포 발생 상태의 변화의 검출을 설명했다. 그러나, 이외에도 버스트파를 구성하는 펄스의 위상 및 게인, 버스트파의 회절 등을 사용하여, 평가 대상물에 있어서의 기포의 발생 상태의 변화를 검출하는 구성으로 해도 된다. 또한, 상기에 있어서는, 부하량 제시 그래프에 있어서, 부하를 인가하는 것에 의한 평가 대상물의 변화량을 부하량으로서 나타냈다. 그러나, 부하의 양 그 자체를 부하량으로 해도 된다.

또한, 본 발명에 있어서의 도 1 및 도 12의 초음파 화상 표시 시스템의 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하고, 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 읽어들이게 하여, 실행함으로써 초음파 화상을 표시시키는 처리를 행해도 된다. 또한, 여기서 말하는 「컴퓨터 시스템」이란, OS나 주변 기기 등의 하드웨어를 포함하는 것으로 한다.

또한, 「컴퓨터 시스템」은, 홈페이지 제공 환경(혹은 표시 환경)을 구비한 WWW(World Wide Web) 시스템도 포함하는 것으로 한다. 또한, 「컴퓨터 판독 가능한 기록 매체」란, 플렉시블 디스크, 광자기 디스크, ROM, CD-ROM 등의 가반형 매체, 컴퓨터 시스템에 내장되는 하드 디스크 등의 기억 장치를 의미한다. 또한 「컴퓨터 판독 가능한 기록 매체」란, 인터넷 등의 네트워크나 전화 회선 등의 통신 회선을 통하여 프로그램이 송신된 경우의 서버나 클라이언트가 되는 컴퓨터 시스템 내부의 휘발성 메모리(RAM)와 같이, 일정 시간 프로그램을 유지하고 있는 것도 포함하는 것으로 한다.

또한, 상기 프로그램은, 이 프로그램을 기억 장치 등에 저장한 컴퓨터 시스템으로부터, 전송 매체를 통하여, 혹은 전송 매체 중의 전송파에 의해 다른 컴퓨터 시스템에 전송되어도 된다. 여기서, 프로그램을 전송하는 「전송 매체」는, 인터넷 등의 네트워크(통신망)나 전화 회선 등의 통신 회선(통신선)과 같이 정보를 전송하는 기능을 갖는 매체를 의미한다. 또한, 상기 프로그램은, 전술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 된다. 또한, 전술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합으로 실현할 수 있는 것, 소위 차분 파일(차분 프로그램)이어도 된다.

여기까지, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 상기 실시 형태는 어디까지나 일례이며, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 기술적 사상의 범위 내에 있어서 다양한 상이한 형태로 실시되어도 됨은 물론이다.

또한, 본 발명의 범위는, 도시되어 기재된 예시적인 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 목적으로 하는 것과 균등의 효과를 초래하는 모든 실시 형태도 포함한다. 또한, 본 발명의 범위는, 각 청구항에 의해 구획되는 발명의 특징의 조합에 한정되는 것은 아니며, 모든 개시된 각각의 특징 중 특정한 특징의 모든 원하는 조합을 포함한다.

1, 1A: 초음파 화상 표시 시스템
11: 발진부
12: 음파 발생 구동부
13: 음파 발생부
14: 음파 수신부
15, 15A: 음파 검출부
16: 강도 분포 해석부
17: 초음파 화상 생성부
18: 부하 인가부
19: 제어부
20: 기억부
21: 표시 제어부
22: 표시부
100: 평가 대상물

Claims

평가 대상물인 전지에 대하여 축전량을 변화시키는 부하를 인가하고,
상기 부하가 인가된 상기 평가 대상물에 대하여 초음파를 조사하고,
상기 평가 대상물의 조사면에 있어서의 당해 초음파의 투과율 또는 반사율을 검출하고,
상기 조사면에 있어서의 당해 투과율 또는 반사율의 분포를 나타내는 초음파 화상을 생성하고,
생성된 상기 초음파 화상을, 상기 부하의 양을 나타내는 부하량과 관련지어 표시하는 것을 특징으로 하는 초음파 화상 표시 방법.
제1항에 있어서, 상기 부하는 상기 평가 대상물에 대하여 일정한 전력을 소비시키는 것인 초음파 화상 표시 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 평가 대상물에 대하여 인가하는 부하의 양을 변화시킬 때마다, 상기 초음파 화상을 생성하는 것을 특징으로 하는 초음파 화상 표시 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조사면 내에 있어서 상기 평가 대상물을 복수의 조사 도트마다 주사하고,
상기 조사 도트에 있어서의 상기 투과율 또는 반사율을 소정의 역치와 비교하고,
상기 초음파 화상에 있어서 상기 조사 도트에 대응하는 점을, 상기 비교의 결과에 따른 표시색으로 표시하는 것을 특징으로 하는 초음파 화상 표시 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 초음파 화상과 함께,
제1 축에 상기 부하량이 할당되고, 제2 축에 당해 부하가 인가되었을 때의 초음파 화상의 식별 번호가 할당된 그래프를 표시하는 것을 특징으로 하는 초음파 화상 표시 방법.
제5항에 있어서, 상기 그래프의 상기 제2 축에 있어서, 상기 초음파 화상의 식별 번호가, 상기 부하량의 크기에 따라 증가되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 화상 표시 방법.
제6항에 있어서, 상기 그래프에 있어서의 상기 부하량과 상기 초음파 화상의 식별 번호를 포함하는 곡선 상의 점을 선택함으로써, 당해 점에 대응하는 상기 초음파 화상이 표시되는 것을 특징으로 하는 초음파 화상 표시 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부하량은, 당해 부하에 의한 상기 평가 대상물의 변화량인 것을 특징으로 하는 초음파 화상 표시 방법.
평가 대상물인 전지에 대하여 축전량을 변화시키는 부하를 인가하는 부하 인가부와,
상기 부하가 인가된 상기 평가 대상물의 초음파의 투과율 또는 반사율을, 공중으로부터 조사된 초음파에 의해 검출하는 음파 검출부와,
상기 부하를 인가한 시점에 있어서의, 당해 초음파의 투과율 또는 반사율의 분포를 나타내는 초음파 화상을 생성하는 초음파 화상 생성부와,
상기 부하의 양을 나타내는 부하량과, 당해 부하를 인가한 시점에 있어서의 상기 초음파 화상을 관련지어 표시하는 화상 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 화상 표시 시스템.