KR20240008914A - 광 음향 물성 계측 장치 및 계측 방법 - Google Patents

Abstract

광 음향 물성 계측 장치에 있어서, 측정 대상물의 배치 상태나, 광 음향 셀과 측정 대상물의 간극의 상태 등에 의한 공명 주파수의 변화에 대하여 비교적 손쉽게 대응할 수 있어, 검출 감도를 저하시키지 않고, 비교적 짧은 시간에 대상물의 물성을 계측하는 것을 가능하게 하기 위해, 광 음향 물성 계측 장치를, 대상물에 변조한 광을 조사하는 광 조사부와, 광 조사부로부터 변조한 광을 조사함으로써 대상물에서 발생하는 광 음향파를 증폭시키는 광 음향 셀과, 광 음향 셀의 내부에 음파를 발생시키는 음파 발생부와, 광 음향 셀에서 증폭시킨 광 음향파와 음파 발생부로부터 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파를 검출하는 마이크와, 마이크로 검출한 광 음향파에 기초하여 대상물의 물성을 해석하는 물성 해석부를 구비하여 구성하였다.

Description

광 음향 물성 계측 장치 및 계측 방법

본 발명은, 광 음향 물성 계측 장치 및 계측 방법에 관한 것이다.

근년, 제품 검사에 있어서 대상물을 파괴하지 않고 검사가 가능한 "비파괴 검사"의 요구가 높아지고 있다. 특히 유기물의 비파괴 검사는, 전기·전자 기기 등의 원료 수납 시나 제조 공정간, 출하 직전 등에서 복수회 실시된다. 유기물의 비파괴 검사는, 측정 대상물의 상태(고체, 액체, 기체, 분체)에 상관없이 측정이 가능한 광 음향 분광이 유효하다.

광 음향 분광을 사용한 물성 계측 장치의 원리는 다음과 같다. 측정 대상물에 광원으로부터 단속광을 조사하면, 측정 대상물이 광을 흡수하여 열이 발생하여 표면이 국소적으로 팽창과 수축을 반복하는 운동 에너지로 변환된다. 그 결과, 공간 중의 압력에 변동(=광 음향파)이 발생하고, 이것을 마이크로 검출한다. 이 검출 결과를 신호 처리(물성 해석)함으로써, 물질이나 협잡물의 평가가 가능해진다.

그러나, 광 음향 효과로 발생하는 광 음향파는 미약하기 때문에, 고감도의 비파괴 검사 장치의 실현에는, 발생한 음향파를 광 음향 셀에 가두어 공명 증폭할 필요가 있다.

광 음향 셀을 공명 구조로 하면, 미약한 음파를 증폭시킬 수 있는 한편, 광 음향 셀에서 광 음향파가 공명하는 공명 주파수와 측정 주파수를 일치시키지 않으면 측정 감도가 변화, 또는 저하된다. 또한, 광 음향 셀과 측정 대상물에 간극이 발생하면, 광 음향 셀의 실효적인 사이즈가 변화되어 버려, 광 음향파의 공명 주파수가 변화된다.

그 때문에, 측정 대상물의 배치 상태나, 광 음향 셀과 측정 대상물의 간극의 상태 등에 의한 공명 주파수의 변화를 보정하지 않고 측정을 행하면, 공명 증폭의 효과가 얻어지지 않아 검출 감도가 저하된다. 따라서, 본 측정 전에 광 음향 셀의 공명 주파수를 탐색하고, 탐색한 결과를 사용하여 본 측정을 행하는 계측 방법이 중요하다.

광 음향 셀의 공명 주파수의 설정에 관하여, 예를 들어 특허문헌 1의 기술이 보고되어 있다.

특허문헌 1에 기재되어 있는 성분 농도 측정 장치에서는, 파장이 다른 복수의 레이저 광원을 준비하고, 그것들의 광 강도의 변화량으로부터 음향 모드를 추정하여 광 음향 셀의 길이를 조정한 후에, 본 측정을 실시함으로써, 측정 대상의 성분에 대한 농도의 감도의 음향 모드의 의존성을 보상하고 있다.

일본 특허 공개 제2018-171178호 공보

특허문헌 1에 기재되어 있는 방식에서는, 음향 셀의 물리 길이를 변경하고 있기 때문에, 상술한 과제에 있어서 공명 주파수가 크게 변화되는 경우에 보상할 수 없을 가능성이 있다. 또한, 광 음향 셀의 길이를 조정하므로, 공명 주파수를 특정할 때까지 시간을 요하여, 다수의 개소를 순차적으로 측정하는 경우에, 스루풋이 나빠져 버릴 가능성이 있다.

본 발명은, 상기한 종래 기술의 과제를 해결하여, 측정 대상물의 배치 상태나, 광 음향 셀과 측정 대상물의 간극의 상태 등에 의한 공명 주파수의 변화에 대하여 비교적 손쉽게 대응할 수 있어, 검출 감도를 저하시키지 않고, 비교적 짧은 시간에 대상물의 물성을 계측하는 것을 가능하게 하는 광 음향 물성 계측 장치 및 계측 방법을 제공하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 대상물에 광을 조사함으로써 발생한 광 음향 신호를 검출하여 대상물의 물성을 측정하는 광 음향 물성 측정 장치를, 대상물에 변조한 광을 조사하는 광 조사부와, 광 조사부로부터 변조한 광을 조사함으로써 대상물에서 발생하는 광 음향파를 증폭시키는 광 음향 셀과, 광 음향 셀의 내부에 음파를 발생시키는 음파 발생부와, 광 음향 셀에서 증폭시킨 광 음향파와 음파 발생부로부터 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파를 검출하는 마이크와, 마이크로 검출한 광 음향파에 기초하여 대상물의 물성을 해석하는 물성 해석부를 구비하여 구성하였다.

또한, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 광 조사부로부터 발사한 소정의 주파수로 변조한 광을 대상물에 조사하고, 소정의 주파수로 변조한 광이 조사된 시료로부터 발생하여 광 음향 셀의 내부에서 공명한 광 음향 신호를 마이크로 검출하고, 마이크로 검출한 광 음향 신호를 사용하여 시료의 물성을 분석하는 광 음향 물성 측정 방법에 있어서, 광 조사부로부터 대상물에 조사하는 광의 소정의 주파수를, 스피커로부터 광 음향 셀의 내부에 음파를 발생시키고, 이 음파에 의해 광 음향 셀의 내부에서 발생한 소리를 마이크로 수신하고, 이 마이크로 수신한 소리의 피크 주파수를 피크 주파수 탐색부에서 탐색하고, 이 피크 주파수 탐색부에서 탐색한 피크 주파수에 기초하여 설정하도록 하였다.

또한, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 광 조사부로부터 발사한 소정의 주파수로 변조한 광을 대상물에 조사하고, 소정의 주파수로 변조한 광이 조사된 시료로부터 발생하여 광 음향 셀의 내부에서 공명한 광 음향 신호를 마이크로 검출하고, 이 마이크로 검출한 광 음향 신호를 사용하여 시료의 물성을 분석하는 광 음향 물성 측정 방법에 있어서, 광 조사부로부터 대상물에 조사하는 광의 소정의 주파수를, 광 조사부로부터 변조하는 주파수를 변화시킨 광을 순차적으로 시료에 조사하여 광 음향 셀의 내부에서 공명한 광 음향 신호를 마이크로 검출한 신호로부터 광 음향 신호의 주파수 특성을 구하여 기억하고, 스피커로부터 광 음향 셀의 내부에 음파를 발생시키고, 이 음파에 의해 광 음향 셀의 내부에서 발생한 광 음향 신호를 마이크로 수신하고, 피크 주파수 탐색부에서 마이크로 수신한 광 음향 신호로부터 앞서 구하여 기억해 둔 주파수 특성 성분을 차감한 신호로부터 피크 주파수를 탐색하고, 피크 주파수 탐색부에서 탐색한 피크 주파수에 기초하여 설정하도록 하였다.

본 발명에 따르면, 측정 대상물의 배치 상태나, 광 음향 셀과 측정 대상물의 간극의 상태 등에 의한 공명 주파수의 변화에 대하여 비교적 손쉽게 대응할 수 있으므로, 검출 감도를 저하시키지 않고, 비교적 짧은 시간에 측정 대상물의 물성을 계측할 수 있게 되었다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 광 음향 물성 측정 장치의 개략의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 관한 광 음향 물성 측정 방법의 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 관한 광 음향 물성 측정 방법의 원리를 설명하는 주파수와 음파 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 관한 스피커로부터 발생하는 음파의 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 관한 광 음향 물성 측정 장치의 개략의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 관한 광 음향 물성 측정 방법의 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 관한 스피커로부터 발생하는 음파의 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 관한 광 음향 물성 측정 장치의 개략의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 9는 주파수 탐색부에서 검출하는 광 음향 신호의 주파수 특성의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 10은 주파수 탐색부에서 검출하는 광 음향 신호의 주파수 특성의 다른 예를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 관한 광 음향 물성 측정 장치의 개략의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 관한 광 음향 물성 측정 장치의 개략의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 제6 실시예에 관한 광 음향 물성 측정 장치의 개략의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 14는 본 발명의 제7 실시예에 관한 광 음향 물성 측정 장치의 개략의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 15는 본 발명의 제7 실시예에 관한 광 음향 물성 측정 방법의 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 제8 실시예에 관한 광 음향 물성 측정 장치의 개략의 구성을 도시하는 블록도이다.

본 발명은, 측정 전에, 광 음향 셀에 배치한 스피커로부터 광대역의 음파를 발생시키고, 그 음파를 마이크로 검출·신호 처리함으로써 공명 주파수를 탐색하여, 주파수 교정의 고속화를 행함과 함께, 계측의 고감도화를 실현한 것이다.

또한, 본 발명은, 광 음향 셀에 스피커 등의 음원을 장착하여, 이 음원으로부터 발진된 음파의 주파수 특성을 검출함으로써 광 음향 셀과 측정 대상물의 공명 주파수를 구하도록 하였으므로, 공명 주파수를 구하는 시간을 종래 기술과 비교하여 짧게 할 수 있어, 광 음향을 사용한 물성 계측의 스루풋을 향상시킨 것이다.

또한, 광 음향 셀에 장착한 음원으로부터 발진된 광대역의 음파의 주파수 특성을 검출함으로써 공명 주파수를 구하도록 하였으므로, 공명 주파수의 변동이 큰 경우에 있어서도, 피크 주파수의 검출이 가능해져, 고감도의 비파괴 계측을 실현할 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은, 광 음향 물성 측정 장치를, 광원과, 구동 회로와, 광 음향 셀과, 마이크와, 고감도 증폭 회로와, 물성 해석부와, 샘플을 저장하는 측정 에어리어를 갖고, 또한 신호 발생 회로와, 스피커와, 피크 주파수 탐색부를 구비하여 구성하고, 본 측정 전에 신호 발생 회로 및 스피커로부터 광대역의 음파를 발생시켜, 마이크로 검출한 신호의 피크 주파수를 피크 주파수 탐색부에서 산출하고, 피크 주파수 탐색부에서 산출한 주파수를 사용하여 광원을 구동하여 샘플에 광을 조사하고, 마이크, 고감도 증폭 회로, 물성 해석부에서 본 측정을 실시하도록 한 것이다.

또한 본 발명은, 광원과, 구동 회로와, 광 음향 셀과, 마이크와, 고감도 증폭 회로와, 물성 해석부와, 신호 발생 회로와, 스피커와, 피크 주파수 탐색부를 갖는 광 음향 물성 측정 장치에 있어서, 본 측정 전에 신호 발생 회로 및 스피커로부터 광대역의 음파를 발생시켜, 마이크로 검출한 신호의 피크 주파수를 피크 주파수 탐색부에서 산출하고, 그 주파수를 사용하여 광원을 구동하여 샘플에 광을 조사하고, 마이크, 고감도 증폭 회로, 물성 해석부에서 본 측정을 실시하여 공명 주파수의 변동을 보정함으로써, 샘플의 배치의 방법이나 형상에 따라 광 음향 셀의 공명 주파수가 변동되어 측정 감도가 저하되어 버리는 것을 방지하여, 고감도의 광 음향 계측을 실현할 수 있도록 한 것이다.

이하에, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 본 실시 형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서 동일 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이도록 하고, 그 반복의 설명은 원칙적으로 생략한다.

단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시 형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 본 발명의 사상 내지 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서, 그 구체적 구성을 변경할 수 있는 것은 당업자라면 용이하게 이해된다.

실시예 1

본 발명의 제1 실시예를, 도 1 내지 도 4를 사용하여 설명한다.

도 1에, 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-1)의 구성을 도시한다. 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-1)는, 광원(1), 구동 회로(2), 광 초퍼(3), 광 음향 셀(4), 마이크(5), 증폭 회로(6), 물성 해석부(7), 스피커(10), 신호 발생 회로(11), 피크 주파수 탐색부(12)를 구비하고 있다. 도 1에 도시한 예에서는, 측정 에어리어(9)에 저장된 샘플(8)에 광 음향 셀(4)을 근접시켜, 샘플(8)의 물성을 계측하고 있는 상태를 나타내고 있다.

광원(1)으로서는, 레이저 또는 백색 광원을 사용한다. 또한, 스피커(10)로서는, MEMS 스피커 또는 일렉트릿 스피커 등을 사용한다.

도 1에 도시한 예와 같이, 광 음향 셀(4)과 샘플(8)이 밀착되지 않고 기울어져, 점선으로 나타내는 바와 같은 간극(13)이 형성되어 버리는 경우가 있다. 광 음향 셀(4)과 샘플(8)이 도 1에 도시한 바와 같은 상태에 있으면, 도 3에 도시한 바와 같이, 광 음향 셀(4)과 샘플(8) 사이의 공명 주파수 f2:32가, 광 음향 셀(4)과 샘플(8)이 밀착된 이상적인 상태에 있어서의 공명 주파수 f1:31에 대하여 어긋나 버린다.

따라서, 본 실시예에서는, 도 3에 도시한 바와 같은 공명 주파수의 어긋남을 고려하여, 도 4에 도시한 바와 같은 비교적 넓은 주파수 대역의 주파수 특성을 갖는 음파(41)를 사용하여 공명 주파수를 구하기 위한 교정용 측정을 행하고, 다음으로, 이 교정한 주파수에서 본 측정을 행하도록 하였다.

도 1에 도시한 구성의 광 음향 물성 계측 장치(100-1)를 사용하여, 샘플(8)의 물성을 계측하는 수순을, 도 2의 흐름도를 사용하여 설명한다.

먼저, 광 음향 셀(4)을 샘플(8)에 맞닿게 한 상태에서, 신호 발생 회로(11)로부터 광대역의 신호를 발생시켜 스피커(10)에 입력한다(S1). 이 광대역의 신호가 입력된 스피커(10)는, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같은 대역폭이 넓은 광대역의 음파를, 광 음향 셀(4)의 내부를 향하여 발생시킨다(S2). 이 스피커(10)로부터 광 음향 셀(4)을 향하여 발생시킨 광대역의 음파를 마이크(5)로 수신하고, 이 마이크(5)로 수신한 신호를 피크 주파수 탐색부(12)에서 처리하여 피크 주파수 f2를 탐색한다(S3). S1부터 S3까지가 교정용 측정이다.

다음으로, 본 측정으로서, 구동 회로(2)에서 광 초퍼(3)를 피크 주파수 f2에서 동작시키고(S4), 광원(1)을 발광시켜 광 초퍼(3)에서 변조시킨 광을 광 음향 셀(4)을 통해 샘플(8)에 조사한다(S5).

이 변조된 광이 조사된 샘플로부터 발생한 광 음향파를 마이크(5)로 검출하고, 증폭 회로(6)에서 증폭한다(S6).

이 증폭된 신호를 물성 해석부(7)에 입력한다. 물성 해석부(7)에서 푸리에 변환 등의 신호 처리를 사용하여 신호 강도가 최대가 되는 주파수를 탐색하고, 피크 주파수 f1을 산출한다. 이 구한 피크 주파수 f1에 있어서의 신호 정보를 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터와 비교하여 해석함으로써, 샘플(8)의 종류, 농도, 막 두께 등의 계측의 목적에 따른 물성을 분석하여(S7), 출력한다.

본 실시예에 의하면, 스피커(10)로부터 발생된 음파를 마이크(5)로 검출하여 피크 주파수 탐색부(12)에서 피크 주파수를 구하여, 광 초퍼(3)의 구동 주파수를 수정함으로써, 광 음향 셀(4)에 대한 샘플(8)의 위치 관계의 어긋남에 의해 발생하는 광 음향 셀(4)의 공명 주파수의 변동을 교정할 수 있으므로, 고감도의 광 음향 분광을 사용한 비파괴 계측을 행할 수 있다.

실시예 2

본 발명의 제2 실시예를, 도 5 내지 도 7을 사용하여 설명한다.

도 5는 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-2)의 구성을 도시한다. 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-2)의 구성은, 실시예 1에서 도 1에 설명한 광 음향 물성 계측 장치(100-1)의 구성에 대하여, 메모리(14)와 주파수 대역 전환부(15)를 추가한 점이 다르다.

본 실시예에서는, 도 7에 도시한 바와 같은, 실시예 1에 있어서의 도 4의 경우와 비교하면 대역폭이 비교적 작은 주파수 특성을 갖는 음파를 스피커(10)로부터 발생시키는 구성으로 하였다.

본 실시예에서는, 주파수 대역 전환부(15)에서 주파수 대역을 분할하여 신호 발생 회로(11)를 구동하고, 스피커(10)로부터 주파수 대역(71, 72, 73, 74…)의 소리를 순차적으로 전환하여 발생시키는 구성으로 하였다.

도 5에 도시한 구성의 광 음향 물성 계측 장치(100-2)를 사용하여, 샘플(8)의 물성을 계측하는 수순을, 도 6의 흐름도를 사용하여 설명한다.

먼저, 주파수 대역 전환부(15)에서 분할하는 주파수 대역을 결정한다(S101). 도 6의 예에서는, 분할수를 N으로 한 경우를 나타내고 있다. 다음으로 i를 1로 설정하여(S102), 주파수 대역 전환부(15)로부터의 지령에 의해 신호 발생 회로(11)로부터 제1 주파수 대역의 신호를 스피커(10)에 발신한다(S103). 신호 발생 회로(11)로부터의 신호를 받은 스피커(10)는, 제1 주파수 대역의 음파를 광 음향 셀(4)의 내부를 향하여 발생시킨다(S104).

다음으로, 스피커(10)에서 발생한 음파를 마이크(5)로 수신하고, 마이크(5)로부터의 수신 신호를 피크 주파수 탐색부(12-1)에서 받아 피크 주파수를 탐색하고(S105), 메모리(14)에 기억한다(S106).

다음으로 i에 1을 더하고(S107), i가 S101에서 설정한 분할수 N에 도달할 때까지 S103부터 S105의 처리를 반복하여 실행한다(S108).

i가 N으로 되면(S108에서 "아니오"), 피크 주파수 탐색부(12-1)에 있어서, 메모리(14)에 기억한 각 주파수 대역에 있어서의 피크 주파수의 신호로부터 신호 레벨이 가장 큰 주파수 피크를 탐색한다(S109). 다음으로, 탐색한 피크 주파수에 기초하여 구동 회로(2)에서 광 초퍼(3)를 제어하여, 광원(1)으로부터 발사된 광을 변조하고(S110), 이 변조한 광을 샘플(8)에 조사한다(S111).

이 변조된 광이 조사된 샘플로부터 발생한 광 음향파를 마이크(5)로 검출하고, 증폭 회로(6)에서 증폭한다(S112).

이 증폭된 신호를 물성 해석부(7)에 입력한다. 물성 해석부(7)에서 푸리에 변환 등의 신호 처리를 사용하여 신호 강도가 최대가 되는 주파수를 탐색하고, 피크 주파수 f1을 산출한다. 이 구한 피크 주파수 f1에 있어서의 신호 정보를 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터와 비교하여 해석함으로써, 샘플(8)의 종류, 농도, 막 두께 등의 계측의 목적에 따른 물성을 분석하여(S113), 출력한다.

본 실시예에 의하면, 실시예 1의 경우와 마찬가지의 효과가 얻어지는 것에 더하여, 스피커(10)로부터 발생시키는 음파의 주파수 대역을 분할함으로써, 각 주파수 대역마다 마이크(5)나 증폭 회로(6)에 입력되는 신호의 총량을 감소시켜, 마이크(5) 및 증폭 회로(6)의 다이내믹 레인지 부족에 의한 피크 탐색의 정밀도 열화를 억제할 수 있다.

실시예 3

다음으로, 제3 실시예에 대하여, 도 8 내지 도 10을 사용하여 설명한다.

도 8은 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-3)의 구성을 도시한다. 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-3)의 구성은, 실시예 1에서 도 1에 설명한 광 음향 물성 계측 장치(100-1)의 구성에 대하여, 역치 판정부(16)와 결과 표시부(17), 주파수 입력부(19)를 추가한 점이 다르다.

실시예 1 및 2에 있어서는, 피크 주파수 탐색부(12)에서 검출되는 피크 신호가 각 주파수 대역에 대하여 하나만 존재하는 경우에 대하여 설명하였지만, 도 9에 도시한 바와 같이, 미리 설정한 역치(93)보다 높은 레벨의 복수의 피크(91, 92)를 갖는 신호 파형(90)이 검출되는 경우나, 도 10에 도시한 바와 같이, 피크(111, 112)의 레벨이 미리 설정한 역치(113)보다도 낮은 신호 파형(110)이 검출되는 경우가 있다.

본 실시예에서는, 이와 같이 복수의 피크가 검출되는 경우에 대응하여, 피크 주파수 탐색부(12)에서 구한 피크 주파수를 역치 판정부(16)에서 미리 설정한 역치와 비교하여 판정하고, 그 결과를 결과 표시부(17)에 표시하여 이용자(18)에게 알린다. 이용자(18)는, 이 표시된 결과에 기초하여 광 초퍼(3)를 구동하는 주파수를 주파수 입력부(19)에 입력하거나, 또는, 광 음향 셀(4)과 샘플(8)의 위치 관계를 수정한다.

즉, 결과 표시부(17)에 표시된 피크 주파수와 역치의 관계가 도 9에 도시한 바와 같이, 피크(91, 92)의 레벨이 역치(93)보다도 높은 경우에는, 이 표시된 결과에 기초하여 광 초퍼(3)를 구동하는 주파수를 주파수 입력부(19)에 입력한다. 이 경우, 구동 회로(2)는, 주파수 입력부(19)로부터 입력된 주파수에 기초하여 광 초퍼(3)를 구동하여, 실시예 1 또는 2에서 설명한 바와 같은 수순으로 샘플(8)의 물성을 해석한다.

한편, 결과 표시부(17)에 표시된 피크 주파수와 역치의 관계가 도 10에 도시한 바와 같이, 피크(111, 112) 모두가 역치(113)보다도 낮은 경우에는, 이용자(18)는 계측을 일단 중단하고, 광 음향 셀(4)과 샘플(8)의 위치 관계를 수정한 후에 계측을 재개시킨다.

본 실시예에 의하면, 피크 주파수 탐색 결과를 이용자에게 통지함으로써, 검출 파형에 복수의 피크가 존재해도, 피크값이 역치보다도 높은 경우에는 광 초퍼(3)를 제어하는 주파수를 선택함으로써, 감도가 높은 계측을 안정적으로 행할 수 있다. 한편, 피크값이 역치보다도 낮은 경우에는 광 음향 셀(4)과 샘플(8)의 위치 관계를 수정함으로써, 감도가 높은 계측을 확실하게 행할 수 있다.

실시예 4

본 발명의 제4 실시예를, 도 11을 사용하여 설명한다.

도 11에 도시한 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-4)의 구성에 있어서, 실시예 1에서 설명한 도 1에 도시한 광 음향 물성 계측 장치(100-1)의 구성과의 차이는, 도 11에 도시한 본 실시예에 관한 구성에서는 광 초퍼(3)를 구비하고 있지 않은 점이다.

즉, 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-4)에서는, 마이크(5)로 검출한 음파 신호로부터 피크 주파수 탐색부(12)에서 구한 피크 주파수에 기초하여 구동 회로(2)에서 광원(1A)을 직접 제어하는 구성으로 되어 있다.

그 때문에, 본 실시예에서는, 광원(1A)으로서 변조 주파수를 제어 가능한 광원, 예를 들어 반도체 레이저 등을 사용한다.

본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-4)를 사용한 샘플(8)의 물성을 계측하는 수순은, 실시예 1에 있어서 도 2의 흐름도를 사용하여 설명한 것과 기본적으로는 동일하지만, S4와 S5가 통합되어, 피크 주파수 f1에서 광원(1A)을 발행시켜 샘플(8)에 조사하게 된다.

또한, 본 실시예를 실시예 1에서 설명한 광 음향 물성 계측 장치(100-1)의 구성과의 차이로 설명하였지만, 실시예 2에서 설명한 광 음향 물성 계측 장치(100-2), 또는 실시예 3에서 설명한 광 음향 물성 계측 장치(100-3)의 구성에 있어서의 광 초퍼(3)를 떼어내어 광원(1)을 광원(1A)으로 치환함으로써, 실시예 2 또는 실시예 3의 구성에도 적용할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 실시예 1 내지 실시예 3에서 설명한 효과에 더하여, 광 초퍼(3)를 사용하지 않으므로 그만큼 장치를 소형화할 수 있다.

실시예 5

본 발명의 제5 실시예를, 도 12를 사용하여 설명한다.

도 12에 도시한 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-5)의 구성에 있어서, 실시예 1에서 설명한 도 1에 도시한 광 음향 물성 계측 장치(100-1)의 구성과의 차이는, 도 12에 도시한 본 실시예에 관한 구성에서는 증폭 회로(6)와 피크 주파수 탐색부(12)에 연결되는 동기 검출부(20)를 구비한 점이다.

즉, 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-5)에서는, 마이크(5)로 검출한 음파 신호를 증폭 회로(6)에서 증폭한 후에, 동기 검출부(20)에 있어서, 피크 주파수 탐색부(12)에서 검출한 피크 신호의 주파수와 동기하는 신호를 검출하고, 이 동기하여 검출한 신호를 물성 해석부(7)에 보낸다.

본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-5)를 사용한 물성 계측의 수순은, 실시예 1에 있어서 도 2에 도시한 흐름도에 대하여, S6과 S7의 공정 사이에, 증폭 회로(6)에서 증폭시킨 신호로부터 피크 주파수 f2와 동기하는 신호를 검출하는 공정이 추가되게 된다.

또한, 본 실시예에서 설명한 구성은, 실시예 2에서 설명한 광 음향 물성 계측 장치(100-2), 또는 실시예 3에서 설명한 광 음향 물성 계측 장치(100-3), 또는 실시예 4에서 설명한 광 음향 물성 계측 장치(100-4)의 구성에 동기 검출부(20)를 추가함으로써, 실시예 2, 실시예 3, 또는 실시예 4의 구성에도 적용할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 실시예 1 내지 실시예 4에서 설명한 효과에 더하여, 검출의 고감도화를 실현할 수 있다.

실시예 6

본 발명의 제6 실시예를, 도 13을 사용하여 설명한다.

도 13에 도시한 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-6)의 구성에 있어서, 실시예 1에서 설명한 도 1에 도시한 광 음향 물성 계측 장치(100-1)의 구성과의 차이는, 도 13에 도시한 본 실시예에 관한 구성에서는 카메라(21)와 데이터베이스(22)를 구비한 점이다. 데이터베이스(22)에는, 샘플(8)이 놓이는 방식(광 음향 셀(4)과 샘플(8)의 위치 관계)과 샘플(8)의 재료에 따른 공명 주파수의 데이터가 기록되어 있다.

본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-6)에서는, 카메라(21)로 샘플(8)의 형상이나 배치를 측정하고, 이 측정한 결과를 데이터베이스(22)와 비교하여 신호 발생 회로(11)로부터 발생시키는 신호 주파수의 대역을 결정한다. 이에 의해, 실시예 1 내지 5에서 설명한 바와 같은 카메라(21)와 데이터베이스(22)를 사용하지 않을 때와 비교하여, 신호 발생 회로(11)로부터 발생시키는 신호 주파수의 대역을 좁게 할 수 있어, 마이크(5) 및 증폭 회로(6)의 다이내믹 레인지가 부족하여 피크 탐색의 정밀도가 열화되는 것을 억제할 수 있다.

본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-6)를 사용한 물성 계측의 수순은, 실시예 1에 있어서 도 2에 도시한 흐름도와 기본적으로 동일하지만, S1 전에, 카메라(21)로 샘플(8)의 형상이나 배치를 측정하고, 이 측정한 결과를 데이터베이스(22)와 비교하여 신호 발생 회로(11)로부터 발생시키는 신호 주파수의 대역을 결정하는 스텝이 추가되고, S1의 스텝에서는, 데이터베이스(22)를 참조하여 결정된 주파수 대역의 신호를 신호 발생 회로(11)로부터 스피커(10)에 입력시키는 점이 다르다.

본 실시예에 의하면, 실시예 1 내지 실시예 5에서 설명한 효과에 더하여, 마이크(5) 및 증폭 회로(6)의 다이내믹 레인지가 부족하여 피크 탐색의 정밀도가 열화되는 것을 억제하여, 검출의 고감도화를 실현할 수 있다.

실시예 7

본 발명의 제7 실시예를, 도 14 및 도 15를 사용하여 설명한다.

광 음향 셀(4)에서 음향파를 검출할 때, 주위의 진동이나 잡음의 영향을 받고, 그것들이 노이즈 성분으로서 광 음향 셀(4)의 출력 신호에 가산되어, 검출 정밀도를 저하시켜 버리는 원인으로 된다.

본 실시예에서는, 광 음향 셀(4)의 출력 신호에 가해지는 노이즈 성분을 미리 측정하여 기억해 두고, 샘플로부터의 광 음향파를 검출하여 얻어진 검출 신호로부터 미리 측정해 둔 노이즈 성분을 차감하도록 하였다. 이에 의해, 피크 주파수 탐색부(12)에서 탐색하는 주파수 영역의 범위가 확대됨으로써, 마이크(5)와 증폭 회로(6)의 다이내믹 레인지가 부족해 버리는 것을 방지하도록 하였다.

도 14에 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-7)의 구성을 도시한다. 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-7)는, 실시예 1에서 설명한 도 1에 도시한 광 음향 물성 계측 장치(100-1)의 구성에 대하여, 마이크(5)와 피크 주파수 탐색부(12) 사이에, 주파수 특성 측정부(23)와 메모리(14)를 배치한 점이 다르다.

광 음향 물성 계측 장치(100-7)의 구성에 있어서, 스피커(10)로부터 광대역음파가 발사되지 않은 상태에서, 광원(1)의 측으로부터 주파수 f0의 단속광을 샘플(8)에 조사함으로써 광 음향 셀(4)에서 발생한 음향파는, 스피커(10)로부터 광대역 음파를 발사한 상태에서 검출한 음향파에 대하여 노이즈 성분이 된다.

따라서, 본 실시예에 관한 광 음향 물성 계측 장치(100-7)에 있어서는, 먼저, 광원(1)으로부터 광을 발사시킨 상태에서 구동 회로(2)에서 구동 주파수를 변화시키면서 광 초퍼(3)를 구동하여 샘플(8)에 주파수 변조한 광을 조사하여 광 음향 셀(4)의 내부에 광 음향파를 발생시켜 마이크(5)로 검출하고, 주파수 특성 측정부(23)에서 마이크(5)로부터의 출력 신호의 주파수 특성을 측정하여 그것을 메모리(14)에 기억해 둔다. 다음으로, 스피커(10)로부터 광대역 음파를 발사한 상태에 있어서 광 음향 셀(4)에서 발생한 음향파를 검출한 마이크(5)로부터의 출력 신호 파형으로부터 메모리(14)에 기억해 둔 주파수 특성 신호 성분을 차감한 신호 파형을 작성하고, 그것을 피크 주파수 탐색부(12)에 입력하여 피크 주파수를 탐색하도록 하였다.

도 14에 도시한 구성의 광 음향 물성 계측 장치(100-7)를 사용하여, 샘플(8)의 물성을 계측하는 수순을, 도 15의 흐름도를 사용하여 설명한다.

먼저, 광 음향 셀(4)을 샘플(8)에 맞닿게 한 상태에서, 구동 회로(2)에서 구동 주파수를 변화시키면서 광 초퍼(3)를 동작시켜 광원(1)으로부터 발사되어 광 초퍼(3)를 투과한 광을, 광 음향 셀(4)을 통해 샘플(8)에 조사한다. 이 상태에서 광 음향 셀(4)에서 발생하는 음향파를 마이크(5)로 검출하고, 마이크(5)로부터의 출력 신호를 주파수 특성 측정부(23)에 입력하여, 마이크(5)로 검출한 음향파의 주파수 특성을 측정하고, 메모리(14)에 입력한다(S201).

다음으로, 광 음향 셀(4)을 샘플(8)에 맞닿게 한 상태에서, 신호 발생 회로(11)로부터 광대역의 신호를 발생시켜 스피커(10)에 입력한다(S202). 이 광대역의 신호가 입력된 스피커(10)는, 예를 들어 실시예 1에서 도 4를 사용하여 설명한 바와 같은 대역폭이 넓은 광대역의 음파를, 광 음향 셀(4)의 내부를 향하여 발생시킨다(S203). 이 스피커(10)로부터 광 음향 셀(4)을 향하여 발생시킨 광대역의 음파를 마이크(5)로 수신하고, 이 마이크(5)로 수신한 신호를 주파수 특성 측정부(23)에 입력한다(S204).

주파수 특성 측정부(23)에 있어서는, S204에서 측정한 스피커로부터 광대역의 음파를 발생시켰을 때 마이크(5)로 수신한 결과로부터 S201의 스텝에서 측정하여 메모리(14)에 기억한 스피커로부터의 음파를 발생시키지 않고 마이크(5)로 수신한 결과를 감산하는 처리를 행하여, S204에서 계측한 결과로부터 노이즈 성분을 제거한다(S205).

다음으로, 피크 주파수 탐색부(12)에 있어서, S205에서 노이즈 성분을 제거한 신호로부터, 실시예 1에서 도 3을 사용하여 설명한 바와 같은 피크 주파수 f2를 탐색하고, 이 탐색하여 구한 피크 주파수 f2에서 광 초퍼(3)를 동작시킴으로써 광원(1)으로부터 발사된 광을 주파수 f2로 변조시켜(S206), 광 음향 셀(4)을 통해 측정 에어리어(9)의 내부에 있는 샘플(8)에 조사한다(S207).

다음으로, 주파수 f2로 변조된 광이 조사된 샘플(8)로부터 발생한 광 음향파를 마이크(5)로 검출하고, 증폭 회로(6)에서 증폭한다(S208).

이 증폭된 신호를 물성 해석부(7)에 입력하고, 물성 해석부(7)에 있어서 푸리에 변환 등의 신호 처리를 사용하여 신호 강도가 최대가 되는 주파수를 탐색하여, 피크 주파수 f1을 산출한다. 이 구한 피크 주파수 f1에 있어서의 신호 정보를 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터와 비교하여 해석함으로써, 샘플(8)의 종류, 농도, 막 두께 등의 계측의 목적에 따른 물성을 분석하여(S209), 출력한다.

본 실시예에 의하면, 스피커(10)로부터 발생된 음파를 마이크(5)로 검출하여 피크 주파수 탐색부(12)에서 피크 주파수를 구하고, 광 초퍼(3)의 구동 주파수를 수정함으로써, 광 음향 셀(4)에 대한 샘플(8)의 위치 관계의 어긋남에 의해 발생하는 광 음향 셀(4)의 공명 주파수의 변동을 백그라운드 신호를 제거한 신호를 사용하여 교정할 수 있으므로, 샘플(8)의 물성 측정할 때 마이크(5)와 증폭 회로(6)의 다이내믹 레인지가 부족해 버리는 것을 억제할 수 있음과 함께, 고감도의 광 음향 분광을 사용한 비파괴 계측을 행할 수 있다.

실시예 8

본 발명의 제8 실시예를, 도 16을 사용하여 설명한다.

본 실시예에서는, 실시예 1에서 도 1을 사용하여 설명한 구성에 대하여, 광 초퍼(3)와 광 음향 셀(4) 사이에 가동 미러(25)를 마련한 점이, 실시예 1의 구성과 다르다. 본 실시예에서는, 이와 같은 구성으로 함으로써, 광 음향 셀(4)을 통해 샘플(8)에 광을 조사하는 위치를 광 음향 셀(4)과 샘플(8)의 위치를 상대적으로 이동시키지 않고, 변위시킬 수 있도록 하였다. 이에 의해, 광 음향 셀(4)의 위치를 샘플(8)을 저장한 측정 에어리어(9)에 대하여 고정한 상태에서, 샘플(8)의 복수의 개소에 순차적으로 광을 조사하여, 샘플(8)을 면에서 측정할 수 있도록 하였다.

본 실시예에 있어서의 샘플(8)의 물성을 분석하는 수순은, 실시예 1에 있어서 도 2를 사용하여 설명한 수순과 기본적으로 동일하다. 본 실시예에서는, 도 2에 있어서의 플로의 S6을 실행한 후에 가동 미러(25)를 구동하여, 1피치분 이동시켜 샘플(8)로의 광의 조사 위치를 1피치분 이동시켜 S1의 스텝부터 순차적으로 행하는 것을 반복하는 점이 다르다.

본 실시예로 의하면, 가동 미러(25)로 샘플(8)에 광을 조사하는 위치를 순차적으로 변화시키는 구성으로 함으로써, 광 음향 셀(4)과 샘플(8)의 위치를 상대적으로 이동시키기 위한 구동 기구를 사용하지 않고, 비교적 간소한 구성으로 샘플(8)을 면에서 측정할 수 있게 되었다.

이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능한 것은 물론이다. 예를 들어, 상기한 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대하여, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.

1, 1A: 광원
2: 구동 회로
3: 광 초퍼
4: 광 음향 셀
5: 마이크
6: 증폭 회로
7: 물성 해석부
8: 샘플
9: 측정 에어리어
10: 스피커
11: 신호 발생 회로
12, 12-1: 피크 주파수 탐색부
14, 24: 메모리
15: 주파수 대역 전환부
16: 역치 판정부
17: 결과 표시부
19: 주파수 입력부
20: 동기 검출부
21: 카메라
22: 데이터베이스
23: 주파수 특성 측정부
25: 가동 미러

Claims (15)

1. 대상물에 광을 조사함으로써 발생한 광 음향 신호를 검출하여 상기 대상물의 물성을 측정하는 광 음향 물성 계측 장치이며,
   상기 대상물에 변조한 광을 조사하는 광 조사부와,
   상기 광 조사부로부터 변조한 광을 조사함으로써 상기 대상물에서 발생하는 광 음향파를 증폭시키는 광 음향 셀과,
   상기 광 음향 셀의 내부에 음파를 발생시키는 음파 발생부와,
   상기 광 음향 셀에서 증폭시킨 광 음향파와 상기 음파 발생부로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파를 검출하는 마이크와,
   상기 마이크로 검출한 상기 광 음향파에 기초하여 상기 대상물의 물성을 해석하는 물성 해석부
   를 구비한 것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광 조사부는, 광원과, 광 초퍼와, 상기 마이크로 검출한 상기 음파 발생부로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파의 피크 주파수를 검출하는 피크 주파수 탐색부와, 상기 피크 주파수 탐색부에서 탐색한 상기 음파 발생부로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파의 피크 주파수에 기초하여 상기 광 초퍼를 구동하는 구동 회로부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 음파 발생부는, 상기 광 음향 셀의 내부에 음파를 발생시키는 스피커와, 상기 스피커로부터 발하는 음파의 주파수 대역을 제어하는 신호 발생 회로부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 음파 발생부는, 상기 광 음향 셀의 내부에 음파를 발생시키는 스피커와, 상기 스피커로부터 발하는 음파의 주파수 대역을 제어하는 신호 발생 회로부와, 상기 피크 주파수 탐색부에서 검출한 상기 스피커로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파의 피크 주파수에 기초하여 상기 신호 발생 회로부를 제어하여 상기 스피커로부터 발생하는 음파의 주파수 대역을 전환하는 주파수 대역 전환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 광 조사부는, 광원과, 광 초퍼와, 상기 마이크로 검출한 상기 음파 발생부로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파의 피크 주파수를 검출하는 피크 주파수 탐색부와, 상기 피크 주파수 탐색부에서 검출한 피크 주파수를 미리 설정한 역치와 비교하는 역치 판정부와, 상기 역치 판정부에서 판정한 결과를 표시하는 표시부와, 상기 광 초퍼를 구동하는 주파수를 입력하는 주파수 입력부와, 상기 주파수 입력부로부터 입력한 상기 광 초퍼를 구동하는 주파수에 기초하여 상기 광 초퍼를 구동하는 구동 회로부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 광 조사부는, 광원과, 상기 마이크로 검출한 상기 음파 발생부로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파의 피크 주파수를 검출하는 피크 주파수 탐색부와, 상기 피크 주파수 탐색부에서 탐색한 상기 음파 발생부로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파의 피크 주파수에 기초하여 상기 광원을 변조하여 구동하는 구동 회로부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 장치.
7. 제2항에 있어서,
   상기 마이크로 검출한 상기 광 음향파를 상기 피크 주파수 탐색부에서 검출한 상기 음파 발생부로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파의 피크 주파수와 동기하여 검출하고, 상기 동기하여 검출한 신호를 상기 물성 해석부에 보내는 동기 검출부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 장치.
8. 제3항에 있어서,
   상기 대상물과 상기 광 음향 셀의 위치 관계를 촬상하는 촬상부와, 상기 촬상부에서 촬상한 상기 대상물과 상기 광 음향 셀의 위치 관계와 상기 광 음향 셀의 공명 주파수의 관계를 기억한 데이터베이스를 더 구비하고, 상기 신호 발생 회로부는, 상기 데이터베이스에 기억된 상기 대상물과 상기 광 음향 셀의 위치 관계와 상기 광 음향 셀의 공명 주파수의 관계에 기초하여 상기 스피커로부터 발생하는 음파의 주파수 대역을 제어하는 것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 장치.
9. 제2항에 있어서,
   상기 광 조사부로부터 상기 변조시킨 광을 상기 대상물에 조사함으로써 상기 광 음향 셀에서 발생시킨 상기 광 음향파를 상기 마이크로 검출한 신호로부터 주파수 특성을 구하는 주파수 측정부와, 상기 주파수 측정부에서 구한 주파수 특성을 기억하는 기억부를 더 구비하고, 상기 피크 주파수 탐색부는, 상기 음파 발생부로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파를 상기 마이크로 검출한 신호와 상기 기억부에 기억한 주파수 특성을 사용하여 상기 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파의 피크 주파수를 구하고, 상기 구한 피크 주파수에 기초하여 상기 구동 회로부를 제어하는 것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 광 조사부와 상기 광 음향 셀 사이에 가동 미러를 구비하고, 상기 가동 미러로 상기 광 조사부로부터 발사된 상기 변조된 광의 광로를 전환하여, 상기 변조된 광을 상기 대상물에 조사하는 위치를 변화시키는 것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 장치.
11. 광 조사부로부터 발사된 소정의 주파수로 변조한 광을 대상물에 조사하고,
    상기 소정의 주파수로 변조한 광이 조사된 상기 대상물로부터 발생하여 광 음향 셀의 내부에서 공명한 광 음향 신호를 마이크로 검출하고,
    상기 마이크로 검출한 상기 광 음향 신호를 사용하여 상기 대상물의 물성을 분석하는
    광 음향 물성 계측 방법이며,
    상기 광 조사부로부터 상기 대상물에 조사하는 상기 광의 상기 소정의 주파수를,
    스피커로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 음파를 발생시키고,
    상기 발생시킨 음파에 의해 상기 광 음향 셀의 내부에서 발생한 소리를 상기 마이크로 수신하고,
    상기 마이크로 수신한 상기 소리의 피크 주파수를 피크 주파수 탐색부에서 탐색하고,
    상기 피크 주파수 탐색부에서 탐색한 상기 피크 주파수에 기초하여 설정하는
    것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 광 조사부로부터 상기 소정의 주파수로 변조된 광을 발사하는 것을, 상기 광 조사부의 광원으로부터 발사된 광을 상기 광 조사부의 광 초퍼에서 상기 소정의 주파수로 변조시키고, 상기 광 초퍼에서 상기 소정의 주파수로 변조된 광을 발사하는 것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 광원으로부터 발사된 광을 상기 광 초퍼에서 상기 소정의 주파수로 변조하는 것을, 상기 마이크로 검출한 상기 스피커로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파의 피크 주파수를 상기 피크 주파수 탐색부에서 검출하고, 상기 피크 주파수 탐색부에서 탐색한 상기 스피커로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 발생시킨 음파의 피크 주파수에 기초하여 구동 회로부에서 상기 광 초퍼를 구동함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 방법.
14. 제11항에 있어서,
    상기 스피커로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 발생시키는 음파의 주파수 대역을 주파수 대역 전환부에서 전환함으로써 상기 스피커로부터 상기 주파수 대역이 다른 음파를 상기 광 음향 셀의 내부에 순차적으로 발생시키고, 상기 순차적으로 발생시킨 상기 주파수 대역이 다른 음파를 상기 마이크로 검출하여 얻은 신호에 기초하여 상기 피크 주파수 탐색부에서 상기 피크 주파수를 검출하는 것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 방법.
15. 광 조사부로부터 발사한 소정의 주파수로 변조한 광을 대상물에 조사하고,
    상기 소정의 주파수로 변조한 광이 조사된 상기 대상물로부터 발생하여 광 음향 셀의 내부에서 공명한 광 음향 신호를 마이크로 검출하고,
    상기 마이크로 검출한 상기 광 음향 신호를 사용하여 상기 대상물의 물성을 분석하는
    광 음향 물성 계측 방법이며,
    상기 광 조사부로부터 상기 대상물에 조사하는 상기 광의 상기 소정의 주파수를,
    상기 광 조사부로부터 변조하는 주파수를 변화시킨 광을 순차적으로 상기 대상물에 조사하여 상기 광 음향 셀의 내부에서 공명한 광 음향 신호를 상기 마이크로 검출한 신호로부터 상기 광 음향 신호의 주파수 특성을 구하여 기억하고,
    스피커로부터 상기 광 음향 셀의 내부에 음파를 발생시키고,
    상기 음파에 의해 상기 광 음향 셀의 내부에서 발생한 광 음향 신호를 상기 마이크로 수신하고,
    피크 주파수 탐색부에서 상기 마이크로 수신한 상기 광 음향 신호로부터 상기 구하여 기억해 둔 상기 주파수 특성의 성분을 차감한 신호로부터 피크 주파수를 탐색하고,
    상기 피크 주파수 탐색부에서 탐색한 상기 피크 주파수에 기초하여 설정하는
    것을 특징으로 하는 광 음향 물성 계측 방법.

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