WO2013085075A1

WO2013085075A1 - 非破壊検査方法、非破壊検査システム及び非破壊検査制御装置

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Publication number: WO2013085075A1
Application number: PCT/JP2012/082433
Authority: WO
Inventors: 隆憲矢羽々; 小林　努; 高尾　邦彦
Original assignee: 本田技研工業株式会社; 株式会社ケン・オートメーション
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2013-06-13

Abstract

　非破壊検査システム（100)は、ハンドリングロボッ卜（11)で検査すべき異種金属材料の重ね接合部を有するワーク（1)を所定の位置に設定する。レーザ光射出部（2)から予め設定された波形のレーザ光を所定の波形で重ね接合部の表面に照射し、赤外線カメラ（3)により撮影し、データ処理装置（4)が赤外線画像を取得する。取得された赤外線画像に基づいて、データ処理装置（4)が赤外線画像の画素ごとにフーリエ変換し、コンソール装置（5)にて位相画像を生成する。生成された位相画像に基づいて、コンソール装置（5)は、予め設定された所定の判定値より大きい位相遅れの領域が重ね接合部にあるか否かを判定する。

Description

非破壊検査方法、非破壊検査システム及び非破壊検査制御装置

　本発明は、非破壊検査方法、非破壊検査システム及び非破壊検査制御装置の技術に関し、特に、異種金属等を重ね合わせ接合したものの接合部分（重ね接合部）の非破壊検査方法、非破壊検査システム及び非破壊検査制御装置の技術に関する。

　従来から、異種金属を、例えば、抵抗スポット溶接や摩擦撹拌接合等によって重ね合わせ接合する技術が知られている。
　そして、特許文献１には、そのような異種金属の接合方法及び接合構造が記載されている。
　また、特許文献２には、材料接合部の非破壊試験方法として、材料接合部の溶融部と溶融部を囲む非溶融部に対して、時間的に、例えば、矩形波のパルス状又は正弦波状に所定の周期で加熱して、材料接合部を透過した熱画像（本願発明の「赤外線画像」に対応）を取得して、溶融部の有無を検出する技術が記載されている。

　さらに、特許文献３には、赤外線ロックイン・サーモグラフィにより、被検査体の内部に存在する異物の厚さを検出する非破壊検査技術及びその非破壊検査技術を用いた非破壊検査装置の技術が記載されている。そして、異なる周波数での矩形波状又は正弦波状の加熱に対して、所定の周期で取得した熱画像（本願発明の「赤外線画像」に対応）の画素を演算処理してそれぞれの周波数に対する位相画像を取得し、各位相画像に基づいて異物の厚さを検出できることが記載されている。

特開２００９−００７００号公報特表２０１０−５１３８８３号公報独国特許出願公開第１０２００８０３０６９１Ａ１号公報

　ところで、最近の車両においては、シャーシ部材等の軽量化のために、例えば、鋼板とアルミニウム合金とを異種金属接合することが求められている。
　しかしながら、異種金属の重ね接合部において確実に金属接合された強度の高い接合状態になっていることを非破壊検査で精度良く検査する技術が確立されていなかった。

　本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、異種金属の重ね接合部において確実に金属接合された強度の高い接合状態になっていることを非破壊で精度良く検査する非破壊検査方法、非破壊検査システム及び非破壊検査制御装置を提供することを目的とする。

　前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、異種金属材料を摩擦攪拌結合した重ね接合部に対して、その一方側の表面へ加熱照射源からの予め設定された所定の波形の加熱を行い、その所定の波形の加熱による一方側の表面からの放射エネルギに対し、赤外線カメラにより所定の周期で赤外線画像を取得し、取得された赤外線画像の単位画素ごとの輝度に基づいて赤外線の量と位相を演算処理して取得し、接合の良否を判定する赤外線ロックイン・サーモグラフィによる非破壊検査方法であって、取得された赤外線の量と位相を予め設定された所定の判定値と比較することによって、接合の良否を判定することを特徴とする。

　請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明の構成に加え、異種金属材料の間にシール部材が塗布された状態で摩擦撹拌接合がなされ、取得された赤外線の量と位相を、予め設定された所定の判定値と比較することによって、摩擦撹拌接合によって重ね接合部の周囲に押し出されるべきシール部材の有無を検出して接合の良否を判定することを特徴とする。

　請求項１又は請求項２に係る発明によれば、取得された赤外線の量と位相を、予め設定された所定の判定値と比較して接合の良否を判定するので、容易に高速に判定できる。摩擦撹拌接合によって異種金属材料の重ね接合が良好になされると、異種金属材料の境界部分の深さ位置に金属結合界面が形成され異種金属材料間が強固に接合される。金属結合界面の形成の中には、異種金属材料による金属間化合物が形成される場合も含む。
　異種金属材料の重ね接合が良好になされると、加熱照射源からの予め設定された所定の波形で一方側の表面から加熱されたことによる入熱は、異種金属材料間の境界部分より深いところまで加熱して、その後一方側の表面に戻って放射される。この内部伝熱後に一方側の表面に戻って放射される放射エネルギ（内部伝熱後の戻りエネルギ）成分を含む一方側の赤外線画像に基づいて取得された赤外線の量と位相は、異種金属材料を摩擦撹拌接合により重ね接合した重ね接合部の異種金属材料間の境界部分に金属結合界面が形成されておらず、シール部材が介在したり、小さな接合欠陥が多数形成されていたりする場合は、確実に金属結合又は接合境界面を形成した場合よりも、内部に熱が伝熱して表面に戻ってくるまでの位相遅れ時間が長くなる。その結果、取得された赤外線の量と位相に基づいて容易にその位相遅れから接合の良否の判定が可能となる。

　請求項３に係る発明は、請求項２に記載の発明の構成に加え、予め設定された所定の波形は、重ね接合部における少なくとも異種金属材料の種類及びその厚さに基づいて設定され、接合の良否を判定するために用いる赤外線画像の取得開始のタイミングは、重ね接合部における金属結合界面の形成の有無、及びシール部材の有無を検出可能なように、少なくとも異種金属材料の種類及びその厚さに応じた所定の波形の加熱に基づいて予め設定されたものであることを特徴とする。

　仮に一定の固定された波形による一方側の表面からの加熱をするとして説明すると、異種金属材料の重ね接合部の異種金属それぞれの種類により異なる熱伝導度と厚さとに応じて、重ね接合部の異種金属材料間の境界部分を通過して深く熱伝導した後に、加熱した側の表面に戻って放射されるまでの時間や放射エネルギ（内部伝熱後の戻りエネルギ）は異なったものとなる。従って、一定の固定された波形による加熱では、加熱した側の表面に戻って放射される放射エネルギ（内部伝熱後の戻りエネルギ）が減衰しすぎ、加熱に対する位相遅れを十分な精度で検出できないおそれがある。
　請求項３に係る発明によれば、異種金属材料の重ね接合部の異種金属それぞれの種類により異なる熱伝導度と厚さに応じて、重ね接合部の異種金属材料間の境界部分を通過して深く熱伝導した後に、加熱側の表面に戻って放射される放射エネルギ（内部伝熱後の戻りエネルギ）が接合の良否の判定に用いられるのに適切なものになるように所定の波形が設定できる。
　つまり、確実に金属結合界面の形成をしている場合は、シール部材が介在したり、小さな接合欠陥が多数形成されていたりする場合と比べると、熱伝導の速度が速くなり、位相解析による異種金属間の接合の良否判定が可能となる。

　しかも、接合の良否を判定するために用いる赤外線画像の取得開始のタイミングを、重ね接合部における金属結合界面の形成の有無、及びシール部材の有無を検出可能なように、少なくとも異種金属材料の種類及びその厚さに応じて所定の波形の加熱に基づいて予め設定されている。その結果、取得された赤外線画像の単位画素ごとの輝度に基づいて赤外線の量と位相を演算処理するに当たり、適切な接合の良否を判定するために用いる赤外線画像の取得開始のタイミングを得ることができ、取得された赤外線画像の単位画素ごとの輝度に基づいて赤外線の量と位相を演算処理の負荷を軽減でき、高速な異種金属間の接合の良否判定を可能とすることができる。

　請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非破壊検査方法を用いた非破壊検査システムであり、少なくとも異種金属材料を摩擦撹拌接合により接合された被検査体を搬送及び把持する被検査体取扱装置と、被検査体取扱装置を制御して被検査体の重ね接合部の表面を、加熱照射源及び赤外線カメラに対して所定の位置及び向きに設定する検査位置制御手段と、加熱照射源からの加熱光の照射制御をする加熱制御手段と、加熱制御手段からの予め設定された所定の波形の加熱に基づいて赤外線カメラにより取得された赤外線画像を取得する赤外線画像取得手段と、取得された赤外線画像の単位画素ごとの輝度に基づいて赤外線の量と位相を演算処理して取得し、さらに位相画像を生成する位相画像取得手段と、取得された位相画像に基づいて予め設定された所定の判定値より大きい位相遅れの領域が重ね接合部にあるか否かを判定する良否判定手段と、を備えることを特徴とする。

　請求項４に記載の発明によれば、被検査体取扱装置は、検査位置制御手段により被検査体の重ね接合部の表面の位置及び向きを加熱照射源からの加熱光の照射と赤外線カメラによる赤外線画像の取得に対して所定の同一条件となるように設定することができる。その結果、赤外線カメラは、精度の良い赤外線ロックイン・サーモグラフィによる非破壊検査に用いることができる赤外線画像を取得することができる。
　また、赤外線カメラにより取得された赤外線画像の単位画素ごとの輝度の時間推移を、位相画像取得手段が演算処理し、精度の良い位相画像を取得することができ、接合の良否判定が容易にできる。

　請求項５に係る発明は、異種金属材料を摩擦攪拌結合した重ね結合部に対する加熱照射により非破壊検査を行う非破壊検査制御装置であり、加熱照射源からの重ね接合部に向けての加熱光の照射制御をする加熱制御手段と、重ね接合部の一方側の表面への、加熱制御手段からの予め設定された所定の波形の加熱による一方側の表面からの放射エネルギに対し、所定の周期で赤外線画像を取得する赤外線画像取得手段と、取得された赤外線画像の単位画素ごとの輝度に基づいて赤外線の量と位相を演算処理して取得し、さらに位相画像を生成する位相画像取得手段と、取得された位相画像に基づいて予め設定された所定の判定値より大きい位相遅れの領域が重ね接合部にあるか否かを判定する良否判定手段と、を備えることを特徴とする。

　請求項５に記載の発明によれば、非破壊検査制御装置の赤外線画像取得手段が、被検査体の重ね接合部の表面からの放射エネルギに対して、所定の周期で赤外線画像を取得する。そして、位相画像取得手段が、取得された赤外線画像の単位画素ごとの輝度に基づいて赤外線の量と位相を演算処理し、精度の良い位相画像を取得することができ、良否判定手段により、接合の良否判定を容易に行うことができる。

　本発明によれば、異種金属の重ね接合部において確実に金属接合された強度の高い接合状態になっていることを非破壊で精度良く検査する非破壊検査方法、非破壊検査システム及び非破壊検査制御装置を提供することができる。

非破壊検査システムの全体概要を示すブロック構成図と、非破壊検査システムで取り扱う被検査体を検査する検査室等の内部の側面模式図である。図１で示した検査室の内部の平面配置図例である。被検査体の異種金属間の重ね接合部の断面の例示の説明図である。（ａ）は、アルミニウム合金と、塗装された両面メッキ鋼板とのフランジ部を、シール部材を介在させた後、摩擦撹拌接合した異種金属材料の重ね接合部の断面の例示の説明図である。（ｂ）は、アルミニウム合金と、塗装された２枚の両面メッキ鋼板とのフランジ部を、シール部材を介在させた後、摩擦撹拌接合した異種金属材料の重ね接合部の断面の例示の説明図である。摩擦撹拌接合により異種金属材料を重ね合わせ接合した重ね接合部の断面説明図である。図１における赤外線ロックイン・サーモグラフィを用いた非破壊検査データ処理装置の詳細ブロック構成図である。重ね接合部の表面にレーザ光を照射し、表面から放射される放射エネルギの時間変化を赤外線画像で取得する赤外線ロックイン・サーモグラフィの原理の説明図である。（ａ）は、レーザ光照射、レーザ光による表面部分の加熱による放射エネルギ（表面放射エネルギ）、レーザ光による加熱が内部まで伝わり、その後表面に戻ってきて放射される放射エネルギ（内部伝熱後の戻りエネルギ）の熱伝導度の差異による位相差の発生の説明図である。（ｂ）は、レーザ光照射のタイミングと赤外画像のサンプリングタイミングとを示すタイムチャートである。摩擦撹拌接合された重ね接合部の表面に対するレーザ光の照射と赤外線画像の取得の模式説明図である。（ａ）は、重ね接合部の長手方向に対して直角横方向から見た模式説明図である。（ｂ）は、重ね接合部の表面を上方から見た、非破壊検査のためにレーザ光の照射部分の移動の模式説明図である。位相画像による接合の良否判定の例示説明図である。（ａ）は、接合良好判定（ＯＫ品）の被検査体における位相画像の例示図であり、（ｂ）は、接合不良判定（ＮＧ品）の被検査体における位相画像の例示図である。位相画像による重ね接合部の別の良否判定の例示説明図である。（ａ）は、接合良好判定の場合の例示であり、上段欄は接合良好の場合の確認した接合境界の破断面の平面写真、中段欄は接合良好の場合の位相画像の例示図、下段欄は位相画像における重ね接合部の平面幅方向の、例えば、中央での位相差例示図である。（ｂ）は、接合不良判定の場合の例示であり、上段欄は接合不良の場合の確認した接合境界の破断面の平面写真、中段欄は接合不良の場合の位相画像の例示図、下段欄は位相画像における重ね接合部の平面幅方向の、例えば、ほぼ中央での位相差例示図である。

　以下に、本発明の実施形態に係る非破壊検査システム１００について図を参照しながら詳細に説明する。
　図１は、非破壊検査システムの全体概要を示すブロック構成図と、非破壊検査システムで取り扱う被検査体を検査する検査室等の内部の側面模式図であり、図２は、図１で示した検査室の内部の平面配置図例である。ちなみに、図１では、図２の平面配置図と対応させたものではなく、検査室２０内を図２で左方向に回り込みながら周方向に見えるものを平面視に展開して表示してある。

　図１に示すように非破壊検査システム１００は、被検査体であるワーク（被検査体）１を扱うハンドリングロボット（被検査体取扱装置）１１が設置され、壁２０ａ（図２参照）や天井で囲まれた検査室２０の上部にレーザ光射出部（加熱照射源）２、赤外線カメラ３が設置されている。レーザ光射出部２、赤外線カメラ３は、その位置を固定されている。ハンドリングロボット１１は、ワーク１の重ね合わせ接合部（重ね接合部）３５（図５参照）の検査部位の各検査部分の表面を、レーザ光射出部２の光射出口及び赤外線カメラ３のレンズから所定の予め設定された距離及び所定の向きで、例えば、平行ビームのレーザ光のスポットが当たり、赤外画像が取得できるように、位置を設定する。
　なお、１つのワーク１に対して、線状の検査部位が１つのみとは限られるものではなく、複数個所存在することが多い。また、線状の検査部位は必ずしも直線状であることに限定されるものではなく、曲線状である場合もある。
　以下では、説明の簡単化のため一つの検査部位についての非破壊検査の方法について説明する。

　ハンドリングロボット１１は、ワーク１を把持する明示しない把持部を有する多関節ロボットであり、その把持部の掴み、離しの制御をしたり、前記した検査部位の各検査部分の表面をレーザ光射出部２と赤外線カメラ３に対して所定の予め設定された距離及び所定の角度（所定の位置及び向き）に設定制御をしたりするコントローラ１１ａを有している。
　ハンドリングロボット１１は、前記した検査部位の各検査部分の表面を所定の予め設定された距離及び所定の角度に設定制御をするために、例えば、コントローラ１１ａに予め入力された一連の作業指令に基づき、ワーク１の所定の被把持部を把持しながら、ワーク１の位置や把持する角度を制御する。

　このように検査部位の各検査部分の表面をレーザ光射出部２と赤外線カメラ３に対して所定の予め設定された距離及び所定の角度に設定制御するのは、レーザ光による検査部位の各検査部分の表面からの入熱量を所定の一定値に保つことと、その入熱による検査部位の各検査部分の表面から放射される放射エネルギの時間推移から正確な接合の良否の判定を可能とするためである。
　検査室２０に隣接して、被検査体受け渡し室２１が設けられ、検査室２０と被検査体受け渡し室２１とは、シャッタ駆動部１７で、例えば、上下方向に駆動される可動式の遮光用のシャッタ２６で間仕切り可能になっている。ワーク１の検査中は、シャッタ２６は降ろされ、検査室２０内では、赤外線カメラ３に赤外線の外乱が入射されないようにされる。

　被検査体受け渡し室２１は、受け入れ口扉部２２Ａ（図２参照）、払い出し口扉部２２Ｂ（図２参照）を除いて、その天井及び周囲が外板２１ａで囲まれている。受け入れ口扉部２２Ａ、払い出し口扉部２２Ｂは、開閉自在な構成となっている。被検査体受け渡し室２１には、次の検査を受けるワーク１を置く被検査体受け取り台２３Ａと、検査の終了したワーク１を置く被検査体払い出し台２３Ｂが配置され、図示しない搬送装置で次に検査を受けるワーク１が被検査体受け取り台２３Ａに搬送されて載置され、又、検査されたワーク１が被検査体払い出し台２３Ｂから運び出される。

　図１に示すようにコントローラ１１ａは、非破壊検査システム１００を統括制御する検査システム制御装置１３と通信可能に接続されている。また、検査システム制御装置１３は、コンソール装置５とも通信可能に接続されるとともに、シャッタ駆動部１７の駆動をも制御し、シャッタ２６を上げ降ろし動作させる。
　検査システム制御装置１３は、コントローラ１１ａに予め入力された一連の作業指令に基づき、ワーク１の所定の被把持部をハンドリングロボット１１に把持するようにコントローラ１１ａを介してして指令する。そして、検査システム制御装置１３は、前記予め入力された一連の作業指令に基づき、予め設定された所定の順に、「検査部位の或る検査部分のレーザ光射出部２と赤外線カメラ３に対する位置及び角度（向き）を固定して検査」→「検査部位を次の検査部分まで所定量移動」→「検査部位の次の検査部分のレーザ光射出部２と赤外線カメラ３に対する位置及び角度を固定して検査」というように検査部位の一連の始点から終点までの各検査部分に対する検査作業を、コントローラ１１ａを介してハンドリングロボット１１に繰り返させる。
　被検査体受け取り台２３Ａ上のワーク１の所定の検査部位の検査が終了すると、検査システム制御装置１３は、シャッタ駆動部１７を制御してシャッタ２６を上げて、ハンドリングロボット１１に検査の終わったワーク１を被検査体払い出し台２３Ｂに載置させ、新たに検査するワーク１を被検査体受け取り台２３Ａから検査室２０内へ取り込ませ、シャッタ２６を下げる。
　ちなみに、検査システム制御装置１３は、例えば、画像処理機能を有した、制御用計算機であり、その記憶装置に非破壊検査システム１００を統括制御するプログラムを予め格納され、そのプログラムを実行することで検査システム制御装置１３の統括制御機能を実現する。
　ここで、検査システム制御装置１３、コントローラ１１ａは、特許請求の範囲に記載の「検査位置制御手段」を構成する。

　レーザ光射出部２は、自身から射出するレーザ光強度を、例えば、矩形波パルス状、階段状の矩形波形状、正弦波状、三角波状の所定の波形に制御するレーザ光調光部（加熱制御手段）６と接続され、レーザ光調光部６はデータ処理装置４に制御される。
　このレーザ光調光部６に制御されたレーザ光強度の所定の波形が、特許請求範囲に記載の「予め設定された所定の波形」に対応する。このレーザ光強度の所定の波形は、重ね接合部３５における少なくとも異種金属材料の種類及びその厚さに基づいて、重ね接合部３５の異種金属材料間の境界部分を通過して深く熱伝導した後に、加熱側の表面に戻って放射される放射エネルギ（内部伝熱後の戻りエネルギ）が接合の良否の判定に用いられるのに適切なものになるように、所定の波形を適宜設定する。これは、検査を開始する前に、例えば、品質保証担当の検査技術者が予め試行実験を行い、前記した所定の波形を容易に設定することができる。
　なお、所定の波形とは、波形の高さ（レーザ光強度）、波形の時間的長さ（時間幅）、前記した矩形波パルス状、階段状に増加してその後減少するステップ増減矩形波形状、正弦波状、三角波状、台形波状等の波形の形状を全て含んで意味している。このレーザ光強度の所定の波形は、検査技術者がコンソール装置５に後記する入力部５１（図５参照）を用いて入力することにより設定される。

　データ処理装置４は、コンソール装置５と通信可能に接続している。コンソール装置５は、マウスやキーボード等の入力装置を含む入力部５１、液晶表示装置等の表示部５２、カラー印刷ができるプリンタ装置で構成された出力部５３等を有している。
　データ処理装置４、コンソール装置５については、その機能を図５の説明の中で詳細に説明する。

　次に、図３、図４を参照しながらワーク１の検査部位である重ね接合部３５について説明する。図３は、被検査体の異種金属間の重ね接合部の断面の例示の説明図である。図３のうち、（ａ）は、アルミニウム合金と、塗装された両面メッキ鋼板とのフランジ部を、シール部材を介在させた後、摩擦撹拌接合した異種金属材料の重ね接合部の断面の例示の説明図である。（ｂ）は、アルミニウム合金と、塗装された２枚の両面メッキ鋼板とのフランジ部を、シール部材を介在させた後、摩擦撹拌接合した異種金属材料の重ね接合部の断面の例示の説明図である。

　図３の（ａ）に示すワーク１Ａの重ね接合部３５は、車両のシャーシ部材であるワーク１Ａにおいて、アルミニウム合金のダイキャスト部材であるアルミニウム合金部材３１と、鋼板３３とがシール部材３２を介在させて、フランジ部１ａにおいて摩擦撹拌接合されている例である。ここで、鋼板３３は、例えば、先ず、両面とも防錆のために亜鉛メッキをされ、さらに、その外側両面に電着塗装がされているが、図示上での明示を省略してある。ちなみに、フランジ部１ａのアルミニウム合金部材３１と、鋼板３３との間にシール部材３２が挟み込まれているのは、水等の浸入を防止する水密構造とするためと、電食防止のためである。

　図３の（ｂ）に示すワーク１Ｂの重ね接合部３５は、車両のシャーシ部材であるワーク１Ｂにおいて、アルミニウム合金のダイキャスト部材であるアルミニウム合金部材３１と、２枚重ねの鋼板３３Ａ，３３Ｂとがシール部材３２を介在させて、フランジ部１ａにおいて摩擦撹拌接合されている例である。鋼板３３Ａと鋼板３３Ｂの間にシール部材３２を介在させていないのは、同種金属だからである。

　図４は、摩擦撹拌接合により異種金属材料を重ね合わせ接合した重ね接合部の断面説明図である。ここで、図４は、図３の（ａ）に例示した重ね接合部３５を示しており、ツールのプローブ４２及びショルダ４１ａで撹拌され、組成流動した領域が撹拌領域４５で示され、その中でプローブ４２の部分で撹拌され、アルミニウム合金部材３１と鋼板３３の本体部分とが撹拌されて金属接合した部分が符号４５ａで示した接合界面４５ａである。
　摩擦撹拌接合法を重ね合わせ接合に用いる場合のツールは、例えば、図４に示すように円柱体形状の先端部４１の先端にプローブ４２を有し、先端部４１の下面外周側にショルダ４１ａを形成している。そして、ツールを回転させながら異種金属材料側に押圧し、フランジ部１ａ（図３参照）に沿って水平方向にツールを移動させることによって摩擦撹拌接合法による重ね接合部３５（図３参照）が線上に所望の長さだけ形成される。
　なお、ツールの円柱体形状の先端部４１のプローブ４２の形状は、重ね合わせ接合される異種金属材料の種類や厚さに応じて適宜選択されるものである。

　接合界面４５ａでは、金属結合界面が形成され、異種金属間は強度の強い接合となる。ちなみに、接合界面４５ａに、金属間化合物が形成されている場合でも、異種金属間は強度の強い接合となる。
　撹拌領域４５の接合界面４５ａの両側には、摩擦撹拌接合時に先端部４１のショルダ４１ａが当接して撹拌したショルダ部４５ｂが形成され、メッキ層４６、電着塗装された塗装材４７が残っている。従って、ショルダ部４５ｂでは、アルミニウム合金部材３１と鋼板３３とは接合されていない。
　なお、撹拌領域４５の下端側の接合界面４５ａ及びショルダ部４５ｂの内、少なくとも接合界面４５ａには、シール部材３２が存在せず、外側に押し出され、好ましくは両方の領域にはシール部材３２が存在せず、外側に押し出されることが好ましい。
　ちなみに、撹拌領域４５の表面側には、アルミニウム合金部材３１の重ね接合部３５ではない表面とでは色や光沢が異なる表面痕６５が形成される。

（データ処理装置４）
　次に、図５、図６を参照しながらデータ処理装置４、コンソール装置５について詳細に説明する。図５は、図１における赤外線ロックイン・サーモグラフィを用いた非破壊検査データ処理装置の詳細ブロック構成図である。図６は、重ね接合部の表面にレーザ光を照射し、表面から放射される放射エネルギの時間変化を赤外線画像で取得する赤外線ロックイン・サーモグラフィの原理の説明図である。図６のうち、（ａ）は、レーザ光照射、レーザ光による表面部分の加熱による放射エネルギ（表面放射エネルギ）、レーザ光による加熱が内部まで伝わり、その後表面に戻ってきて放射される放射エネルギ（内部伝熱後の戻りエネルギ）の熱伝導度の差異による位相差の発生の説明図である。（ｂ）は、レーザ光照射のタイミングと赤外画像のサンプリングタイミングとを示すタイムチャートである。図６では、レーザ光の波形は、例示的に矩形波で示してあり、適宜設定されるものである。

　データ処理装置４は、画像処理機能に特化した画像処理計算機であり、図５に示すように画像処理制御部（加熱制御手段）４ａ、画像取得部（赤外線画像取得手段）４ｂ、高速フーリエ変換部（位相画像取得手段）４ｃを含んでいる。そして、画像取得部４ｂは、例えば、赤外線画像を多数記憶可能な高速入出力に適したメモリを含んでいる。
　コンソール装置５は、例えば、パーソナルコンピュータ又はエンジニアリングコンピュータであり、機能部として制御部（良否判定手段）５ａ、位相画像演算部（位相画像取得手段）５ｂ、記憶部（位相画像取得手段）５ｃを有するとともに、キーボードやマウス等の入力部５１、カラー液晶表示装置等の表示部５２、カラープリンタ装置等の出力部５３を有している。

　データ処理装置４は、コンソール装置５の制御部５ａからの指令によって制御される。
　画像処理制御部４ａは、コンソール装置５の制御部５ａからの前記した予め設定された所定の波形に対応した加熱制御指令によって、レーザ光調光部６がレーザ光射出部２を制御して、レーザ光射出部２からレーザ光の強度が所定の波形のレーザ光を出力する。例えば、所定の波形として矩形波が設定された場合の例で説明すると、レーザ光調光部６は、画像処理制御部４ａがらの加熱制御指令に従って、レーザ光射出部２からレーザ光を所定の時間幅Ｔ１（図６参照）だけ出力させる。

　また、画像処理制御部４ａは、コンソール装置５の制御部５ａからの画像取得制御指令の入力設定によって、前記したレーザ光の加熱制御指令をトリガ信号として、期間Ｔ２の初期の所定の時間遅れΔＴ（図６では図示省略）後、所定の周期Ｔ３（図６参照）、例えば、３００Ｈｚのサイクルで、所定枚数Ｎ１の赤外線画像を取得するように画像取得制御指令を画像取得部４ｂに入力するとともに、画像取得部４ｂにおける所定の時間遅れΔＴ後の所定の周期Ｔ３によって取得された所定枚数Ｎ１の赤外線画像の取得を確認して、高速フーリエ変換部４ｃに高速フーリエ変換による画像処理演算指令を出力する。
　所定枚数Ｎ１は、期間Ｔ２内から所定の時間遅れΔＴを差し引いた時間内に周期Ｔ３で取得できる赤外線画像の枚数である。

　ちなみに、所定の周期Ｔ３は、赤外線カメラ３の撮影速度の仕様そのものに限定されるものではなく、赤外線カメラ３の撮影速度の仕様が高速の場合は、赤外線画像から各画素の赤外線量と位相を演算処理可能な範囲で、適宜選択できる。
　また、所定の時間遅れΔＴ及び所定枚数Ｎ１は、所定の波形のレーザ光により加熱されて、重ね接合部３５における少なくとも異種金属材料の種類及びその厚さに応じて、重ね接合部３５の異種金属材料間の境界部分を通過して深く熱伝導した後に、加熱側の表面に戻って放射される放射エネルギ（内部伝熱後の戻りエネルギ）に基づく赤外線画像が、接合の良否の判定に用いられるのに適切なものになるように、適宜設定される。
　この所定の時間遅れΔＴ及び所定枚数Ｎ１も、検査を開始する前に、例えば、品質保証担当の検査技術者が予め試行実験を行い容易に設定することができ、検査技術者がコンソール装置５に入力部５１（図５参照）を用いて入力することにより設定される。
　なお、画像処理制御部４ａは、画像取得部４ｂ及び高速フーリエ変換部４ｃにおいて、ワーク１の検査部位の検査部分ごとに識別子を付して、データ処理させる。

　画像取得部４ｂは、画像処理制御部４ａからの画像取得制御指令に従って、赤外線カメラ３からの赤外線画像を、レーザ光の加熱制御指令をトリガ信号として、所定の時間遅れΔＴの後、所定の周期Ｔ３で、所定枚数Ｎ１取得する。
　このとき、所定枚数Ｎ１分の取得された赤外線画像は、各画素（ピクセル）に対して輝度をデジタル化して、画像取得部４ｂのメモリに一時記憶される。ここで、「画素」が、特許請求の範囲に記載の「単位画素」に対応する。
　そして、画像取得部４ｂは、所定枚数Ｎ１の赤外線画像の取得が終了したことを画像処理制御部４ａに通知する。

　高速フーリエ変換部４ｃは、画像取得部４ｂに一時記憶されたＮ１回分の赤外線画像を読み出す。
　その後、高速フーリエ変換部４ｃは、所定枚数Ｎ１の赤外線画像の画素ごとに所定枚数Ｎ１間で、短時間フーリエ変換の高速フーリエ変換演算をし、各画素の輝度の短時間フーリエ変換した結果を、コンソール装置５の記憶部５ｃの短時間フーリエ変換結果記憶領域に記憶させる。そして、高速フーリエ変換部４ｃは、前記した短時間フーリエ変換の演算が終了したことを、画像処理制御部４ａを介して制御部５ａへ通知する。画像処理制御部４ａは、短時間フーリエ変換の演算が終了した通知を受け、画像取得部４ｂに対して一時記憶された所定枚数Ｎ１分の赤外線画像を消去させる。
　つまり、本実施形態の高速フーリエ変換部４ｃでは、通常の短時間フーリエ変換のような周波数分析をし、画素ごとの輝度（赤外線の量）の時間推移に対する位相（赤外線の位相）の解析を行う演算処理をする。
　この高速フーリエ変換部４ｃによる画素ごとの輝度の時間推移に対する位相の解析を行う演算処理が、特許請求の範囲に記載の「赤外線画像の単位画素ごとの輝度に基づいて赤外線の量と位相を演算処理して取得」に対応する。
　これで、被検査体の検査部位の一連の検査部分のうちの１つの検査部分の赤外線ロックイン・サーモグラフィの演算処理が終わる。

（コンソール装置５）
　コンソール装置５の制御部５ａは、入力部５１からの入力により前記したレーザ光射出部２から出力させる所定の波形の強度のレーザ光、例えば、図６に示した例では、矩形波状の強度のレーザ光の所定の時間幅Ｔ１の設定、所定の時間遅れΔＴの設定、所定の周期Ｔ３の設定、所定枚数Ｎ１（又は期間Ｔ２）の設定、短時間フーリエ変換の演算処理後に着目する特定の周波数ωの設定等を行い、前記設定されたパラメータの内の必要なものをデータ処理装置４の画像処理制御部４ａに入力する機能を有する。
　短時間フーリエ変換の演算処理後に着目する特定の周波数ωの値は、所定の波形のレーザ光により加熱されて、重ね接合部３５における少なくとも異種金属材料の種類及びその厚さに応じて、重ね接合部３５の異種金属材料間の境界部分を通過して深く熱伝導した後に、加熱側の表面に戻って放射される放射エネルギ（内部伝熱後の戻りエネルギ）に基づく赤外線画像が、接合の良否の判定に用いられるのに適切なものになるように、適宜設定されるものである。

　また、制御部５ａは、データ処理装置４の画像処理制御部４ａから短時間フーリエ変換の演算が終了した通知を受けたとき、検査システム制御装置１３にワーク１を当該検査部位の新たな検査部分がレーザ光で照射加熱されるように移動の指令を出力し、当該検査部位の始点から終点までの検査が全て終了したときは、当該検査部位の検査終了の信号を検査システム制御装置１３に入力する。すると、検査システム制御装置１３は、当該ワーク１に他の未検査の検査部位があるか検索して、あれば、次の検査部位の検査を、コントローラ１１ａ、データ処理装置４に指令する。

　さらに、制御部５ａは、データ処理装置４の画像処理制御部４ａから短時間フーリエ変換の演算が終了した通知を受けたとき、位相画像演算部５ｂに、例えば、前記した特定の周波数ωに対応する位相画像生成の指令を出力する。位相画像演算部５ｂは、制御部５ａから位相画像生成の指令を受けて、記憶部５ｃからその検査部位の各検査部分の短時間フーリエ変換の演算結果を読み出して、前記したレーザ光の加熱制御指令のトリガ信号を基準とした位相画像を生成し、前記したワーク１の検査部位の検査部分ごとに識別子を付して、記憶部５ｃの位相画像記憶領域に格納する。このとき、位相画像演算部５ｂは、得られた位相画像の各画素に対する前記演算された位相遅れのデジタル値に対して、所定のバンド幅で所定の色を指定して、位相遅れが小さいものから位相遅れが大きくなるに従って、白色、濃い赤色、橙色、黄色、黄緑色、緑色、濃い緑色、青色、群青色と表示するように、画像化処理をしてワーク１の検査部位の検査部分ごとに識別子を付して、記憶部５ｃの位相画像記憶領域に格納する。
　そして、制御部５ａは、記憶部５ｃの位相画像を読み出し、入力部５１から予め設定入力された判定基準の位相遅れ（所定の判定値）ＢＳＴＤ（図９参照）に基づいて、検査部位の各検査部分の異種金属材料の重ね接合の良否を判定し、出力部５３にカラー画像の位相画像とともに出力する。

　図６において、例えば、時間幅Ｔ１の矩形波Ｘ０でレーザ光射出部２から出力させる矩形波状の強度のレーザ光を示し、曲線Ｘ１がレーザ光による検査部位の各検査部分の表面部分からの放射エネルギの時間変化を示す。なお、図６の縦軸はレーザ光の強度を示し、横軸は時間ｔを示す。ワーク１の重ね接合部３５の接合界面４５ａ（図４参照）の下側までレーザ光で加熱された熱が伝わり、それが再び表面に戻って放射さる放射エネルギ（内部伝熱後の戻りエネルギ）は、周波数が低いものとなり曲線Ｘ２Ａ，Ｘ２Ｂのようになる。従って、ワーク１の重ね接合部３５の接合界面４５ａが正常に形成されているか否かを赤外線ロックイン・サーモグラフィで検出するためには、高速フーリエ変換部４ｃでの短時間フーリエ変換の結果に基づいて位相画像を生成する際に着目するする特定の周波数ωを、重ね合わせ接合される異種金属材料に応じた伝熱特性、表面側（レーザ光を照射する側）の金属材料の厚さを考慮して、伝熱特性が低いほど、又、表面側の金属材料の厚さが厚いほど周波数ωを小さくするとともに、所定の波形の時間幅Ｔ１を長く設定する。

　ワーク１の重ね接合部３５のアルミニウム合金部材３１（図４参照）と鋼板３３（図４参照）の接合界面４５ａに金属間化合物の形成を含む金属結合界面を形成している場合は、同じ深さの内部伝熱後に戻って放射される放射エネルギ（内部伝熱後の戻りエネルギ）の曲線Ｘ２Ａのように相対的に位相遅れの小さいものが得られる。これに対し、接合界面４５ａに金属間化合物の形成を含む金属結合界面の形成がなされておらず、シール部材３２（図４参照）が残っていたり、小さなボイド、つまり小さな接合欠陥が生じていたりして十分に摩擦撹拌接合していない場合は、鋼板３３（図４参照）にまでレーザ光による表面加熱が異種金属材料の境界を越えてさらに深く伝熱するのに時間が掛かり、その後表面に戻って放射される放射エネルギの位相遅れは、内部伝熱後に戻って放射される放射エネルギ（内部伝熱後の戻りエネルギ）の曲線Ｘ２Ｂのように相対的に大きくなる。

　図７は、摩擦撹拌接合された重ね接合部の表面に対するレーザ光の照射と赤外線画像の取得の模式説明図である。図７のうち、（ａ）は、重ね接合部の長手方向に対して直角横方向から見た模式説明図である。（ｂ）は、重ね接合部の表面を上方から見た、非破壊検査のためにレーザ光の照射部分の移動の模式説明図である。
　ここでは、非破壊検査のためにレーザ光（加熱光）６１の照射部分６１ａの移動が、重ね接合部３５の撹拌領域４５の表面痕６５に沿って、一部重なって連続的につながるようには表示されていないが、重ね接合部３５が十分に長い場合は、このような検査でも良いが、重ね接合部３５が短い場合は、レーザ光６１の照射部分６１ａは、一部重なって連続的につながるようにすることが接合強度を確保する点で望ましい。ちなみに、図７の（ｂ）における「始点側」は、摩擦撹拌接合の開始側を意味し、「終点側」は、摩擦撹拌接合の終端側を意味する。

　図７の（ａ）では、レーザ光射出部２からのレーザ光６１は、摩擦撹拌接合の表面痕６５（図７の（ｂ）参照）に対して必ずしも垂直に照射されていないように模式的に表示しているが、垂直に照射されるようにワーク１が設定される。
　このようにすることで、重ね接合部３５の非破壊検査の効率向上が図れるとともに、ワーク１のフランジ部１ａ（図３参照）のような狭い領域の検査部位の各検査部分にレーザ光６１を照射して、検査部位以外にレーザ光６１が照射されて赤外線カメラ３で検査部分の表面から放射される放射エネルギを正確に測定するのを阻害することを防止する点でも好都合である。
　ちなみに、図１、図２、図５、図７の（ａ）における赤外線カメラ３は、模式的に検査部位の表面を斜めから撮影しているように図示化してあるが、レーザ光射出部２に近い光軸で、可能な限り検査部位の表面に対して垂直方向に近い光軸で撮影することが赤外線画像で検査部位の表面から放射される放射エネルギをより正確に測定する上で好ましい配置である。
　また、レーザ光射出部２の光学系は、レーザ光６１の照射部分６１ａの上面から見た平面形状が表面痕６５の幅方向をカバーする、例えば、円形状とする。
　そして、赤外線カメラ３の画角６３（図７の（ａ）参照）は、照射部分６１ａよりも広い余裕を取った範囲を撮影画像の視野とするものに設定することが好ましい。

　図８は、位相画像による接合の良否判定の例示説明図である。図８のうち、（ａ）は、接合良好判定（ＯＫ品）の被検査体における位相画像の例示図である。（ｂ）は、接合不良判定（ＮＧ品）の被検査体における位相画像の例示図である。図８の原画（カラー原画）のように、ＯＫ品では、レーザ光６１の照射部分６１ａの上下幅方向の中央の部分で良好な金属接合を示す白色、黄色、赤色、橙色を示すものとなり、ＮＧ品では、レーザ光６１の照射部分６１ａの上下幅方向の中央の部分で緑色、青色を示した青みがかった領域が含まれ金属接合が不良であることを示すものとなる。

　図９は、位相画像による重ね接合部の別の良否判定の例示説明図である。図９のうち、（ａ）は、接合良好判定の場合の例示であり、上段欄は接合良好の場合の確認した接合境界の破断面の平面写真、中段欄は接合良好の場合の位相画像の例示図、下段欄は位相画像における重ね接合部の平面幅方向の、例えば、中央での位相差例示図である。（ｂ）は、接合不良判定の場合の例示であり、上段欄は接合不良の場合の確認した接合境界の破断面の平面写真、中段欄は接合不良の場合の位相画像の例示図、下段欄は位相画像における重ね接合部の平面幅方向の、例えば、ほぼ中央での位相差例示図である。

　図９（カラー原画）の（ａ）の上段欄の破断面は、金属接合の境界面を破断して表面状態を観察したものであり、ビード表面に光沢がある。これに対し、図９（カラー原画）の（ｂ）の上段欄の破断面は、金属接合の境界面を破断して表面状態を観察したものであり、ビード表面に光沢が無く黒ずんでいる。

　図９（カラー原画）の（ａ）の中段欄の画像処理された位相画像では、接合界面４５ａ（図４参照）の幅Ａに対して、良好な金属接合を示す白色、赤色、橙色、黄色を示すものとなる。図９の（ａ）の中段欄の幅Ａの上下方向の中央に対して画素（ピクセル）ごとの位相遅れを数値で表示したものが図９の（ａ）の下段欄に示したグラフである。図９の（ａ）の下段欄のグラフにおいて、縦軸の上側程位相遅れが小さいことを示し、縦軸の下側程位相遅れが大きいことを示している。このグラフの細線に示すように画素（ピクセル）ごとの位相遅れは、幅Ａの上下方向の、例えば、中央において判定基準の位相遅れ（所定の判定値）ＢＳＴＤに対して位相遅れが小さいことを示し、良好な金属接合を数値的に容易に判定できることが示されている。

　図９（カラー原画）の（ｂ）の中段欄の画像処理された位相画像では、接合界面４５ａ（図４参照）の幅Ａに対して、良好な金属接合を示さず緑色、青色の青みがかった部分が含まれるものとなる。図９の（ｂ）の中段欄の幅Ａの上下方向の、例えば、ほぼ中央に対して画素（ピクセル）ごとの位相遅れを数値で表示したものが図９の（ｂ）の下段欄に示したグラフである。このグラフの細線に示すように画素（ピクセル）ごとの位相遅れは、幅Ａの上下方向のほぼ中央において判定基準の位相遅れＢＳＴＤに対して位相遅れが大きいことを示し、良好な金属接合となっていない部分を数値的に容易に判定できることが示されている。

　なお、図９の（ａ），（ｂ）の下段欄には中段欄の幅Ａの上下方向の、例えば、中央の位置に対する画素の列に対して例示してあるが、これを中段欄の幅Ａの上下方向における他の画素の列に対しても行うことで、接合界面４５ａに対して容易に位相画像で異種金属材料の金属接合の良否を判定できる。

　ちなみに、判定基準の位相遅れＢＳＴＤは、摩擦撹拌接合による重ね接合をしたサンプルに対し、周期Ｔ３、周波数ωの設定及びそれに基づいて得られた位相画像における判定基準の位相遅れＢＳＴＤが、適切か否かを前以って破断面を検査して確認することによって、本実施形態の赤外線ロックイン・サーモグラフィによる非破壊検査で正確に検査できることが保証される。

　重ね接合部３５の良否判定方法を例示するものとして、図９に示したように、重ね接合部３５の位相画像における重ね接合部３５の幅Ａに対して幅方向の特定の位置において重ね接合部３５の長手方向で線状に、画素（ピクセル）ごとの位相遅れと判定基準の位相遅れＢＳＴＤとを比較して良否判定したが、それに限定されるものではない。
　重ね接合部３５の幅Ａで、長手方向の所定の長さ、例えば、長さＬＢの矩形に含まれる全画素（ピクセル）の平均位相遅れを位相画像に基づいて算出し、その平均位相遅れの値が判定基準の平均位相遅れの値よりも位相遅れが大きいとき良好な金属接合となっていないと判定するようにしても良い。
　なお、平均位相遅れの値を算出する矩形の重ね接合部３５の幅方向の長さは、重ね接合部３５の幅Ａに限定されるものではなく、それよりも小さい値として、重ね接合部３５の幅Ａ方向に複数の前記矩形を設定して、それぞれの矩形における平均位相遅れを算出して良好な金属接合か否かの判定に用いても良い。

　そのほかに、カラーマップとして、重ね接合部３５の幅Ａで重ね接合部３５の長手方向の所定の長さの領域を設定し、その領域に含まれる緑色、青色を含む青みがかった領域の画素数が、前記設定された領域に含まれる画素数のどれだけの割合を占めるかを判定し、その割合が判定基準の割合の値よりも大きいとき、接合不良と判定するようにしても良い。この場合、前記設定される領域の形状は矩形に限定されるものではなく、前以って予め設定された重ね接合部３５の長手方向の形状に沿った領域形状で良い。

　なお、本実施形態では、アルミニウム合金部材３１と鋼板３３とを異種金属材料として例示したがそれに限定されるものではない。

　また、本実施形態では、検査システム制御装置１３は、ハンドリングロボット１１が、コントローラ１１ａに予め入力された一連の作業指令に基づき、予め設定された所定の順に、検査部位の各検査部分のレーザ光射出部２と赤外線カメラ３に対する位置及び角度を固定して検査→検査部位を所定量移動→位置及び角度を固定して検査の作業を、繰り返させるものとしたがそれに限定されるものではない。図１、図２に示したように監視カメラ１５Ａ，１５Ｂを配置して、そのカメラ映像を検査システム制御装置１３に入力するように構成しても良い。その場合、検査システム制御装置１３は、ハンドリングロボット１１が把持したワーク１をその表面に表示又は刻印されている識別情報を監視カメラ１５Ａ，１５Ｂで読み取り、検査対象のワーク１を識別して、コンソール装置５に入力する。
　また、検査システム制御装置１３は、監視カメラ１５Ａ，１５Ｂからのカメラ画像により、ワーク１の検査部位の表面痕６５をアルミニウム合金部材３１の重ね接合部３５ではない表面と区別して検出して、検査部位の公差に応じて、レーザ光射出部２と赤外線カメラ３に対する位置を予め入力された一連の作業指令による位置から補正するようにしても良い。
　なお、ワーク１の距離や角度を検出するために、少なくとも監視カメラ１５Ａ，１５Ｂの２台を用意し、三角法でワーク１の距離や角度を検出することは容易に公知のカメラ画像認識プログラムで実行できる。

　以上の説明においては、本実施形態にとして、ハンドリングロボット１１、コントローラ１１ａ、検査システム制御装置１３、データ処理装置４、コンソール装置５、レーザ光射出部２及び赤外線カメラ３を含む非破壊検査システム１００として説明した。本実施形態は、この非破壊検査システム１００の各装置が有する機能（加熱制御手段、赤外線画像取得手段、位相画像取得手段、良否判定手段）を備える非破壊検査制御装置として実現してもよい。

《変形例》
　本実施形態では、高速フーリエ変換部４ｃは、画像取得部４ｂのメモリに一時記憶された周期Ｔ３のＮ１回分の赤外線画像を読み出して、各画素の輝度の短時間フーリエ変換した結果を、コンソール装置５の記憶部５ｃの短時間フーリエ変換結果記憶領域に記憶させるとしたがそれに限定されるものではない。
　検査部位の検査部分に対してレーザ光を前記した所定の波形で一回のみの照射ではなく、期間Ｔ２の周期でＮ２回行なうようにしても良い（図６における仮想線で示した時間幅Ｔ１の矩形波のレーザ光の照射を参照）。その場合、画像処理制御部４ａは、画像取得部４ｂのメモリに一時記憶されたＮ１×Ｎ２回分の赤外線画像を読み出して、先ず、赤外線画像の所定の予め設定された範囲に対して、Ｎ２回分のレーザ光の発光に対して、所定の時間遅れΔＴ後の同一のタイミングに取得された赤外線画像の各画素の輝度のデジタル値を平均化処理し、Ｎ１枚の所定の周期Ｔ３の赤外線画像を生成する。

　その後、高速フーリエ変換部４ｃは、所定枚数Ｎ１の積算平均された赤外線画像の画素ごとに所定枚数Ｎ１間で、短時間フーリエ変換の高速フーリエ変換演算をし、各画素の輝度の短時間フーリエ変換した結果を、コンソール装置５の記憶部５ｃの短時間フーリエ変換結果記憶領域に記憶させる。そして、高速フーリエ変換部４ｃは、前記した短時間フーリエ変換の演算が終了したことを、画像処理制御部４ａを介して制御部５ａへ通知する。
　このように、期間Ｔ２の周期でＮ２回レーザ光を照射して赤外線画像を取得し、Ｎ１×Ｎ２枚の赤外線画像から同一タイミングのＮ１回分の積算平均の赤外線画像を生成してから位相画像を生成することによって、ノイズを低減することができ、精度の良い位相画像を得ることができる。

　また、高速フーリエ変換部４ｃによる短時間フーリエ変換の高速フーリエ変換演算を、前記した特定の周波数ωに対して行なうようにしても良い。つまり、本実施形態の高速フーリエ変換部４ｃでは、通常の短時間フーリエ変換のような周波数分析をするのではなく、特定の周波数ωに対して、画素ごとの輝度（赤外線の量）の時間推移に対する位相（赤外線の位相）の解析を行う演算処理をするものである。このようにすることでフーリエ変換の時間を短縮することができる。

　１，１Ａ，１Ｂ　ワーク（被検査体）
　２　　　レーザ光射出部（加熱照射源）
　３　　　赤外線カメラ
　４　　　データ処理装置
　４ａ　　画像処理制御部（加熱制御手段）
　４ｂ　　画像取得部（赤外線画像取得手段）
　４ｃ　　高速フーリエ変換部（位相画像取得手段）
　５　　　コンソール装置
　５ａ　　制御部（良否判定手段）
　５ｂ　　位相画像演算部（位相画像取得手段）
　５ｃ　　記憶部（位相画像取得手段）
　６　　　レーザ光調光部（加熱制御手段）
　１１　　ハンドリングロボット（被検査体取扱装置）
　１１ａ　コントローラ（検査位置制御手段）
　１３　　検査システム制御装置（検査位置制御手段）
　１５Ａ，１５Ｂ　監視カメラ（検査位置制御手段）
　１７　　シャッタ駆動部
　２０　　検査室
　２１　　被検査体受け渡し室
　２１ａ　被検査体受け渡し室外板
　２３Ａ　被検査体受け取り台
　２３Ｂ　被検査体払い出し台
　２６　　シャッタ
　３１　　アルミニウム合金部材（異種金属材料）
　３２　　シール部材
　３３　　鋼板（異種金属材料）
　３５　　重ね接合部
　４５　　撹拌領域
　４５ａ　接合界面
　５１　　入力部
　５２　　表示部
　５３　　プリンタ
　６１　　レーザ光（加熱光）
　６１ａ　照射部分
　６３　　画角
　６５　　表面痕
　１００　非破壊検査システム
　ＢＳＴＤ　判定基準の位相遅れ（所定の判定値）
　Ｔ２　　期間（所定の第１の周期）
　Ｔ３　　周期（所定の第２の周期）

Claims

　異種金属材料を摩擦攪拌結合した重ね接合部に対して、その一方側の表面へ加熱照射源からの予め設定された所定の波形の加熱を行い、
　前記所定の波形の加熱による前記一方側の表面からの放射エネルギに対し、赤外線カメラにより所定の周期で赤外線画像を取得し、
　取得された前記赤外線画像の単位画素ごとの輝度に基づいて赤外線の量と位相を演算処理して取得し、
　接合の良否を判定する赤外線ロックイン・サーモグラフィによる非破壊検査方法であって、
　前記取得された赤外線の量と位相を予め設定された所定の判定値と比較することによって、前記接合の良否を判定することを特徴とする非破壊検査方法。
　前記異種金属材料の間にシール部材が塗布された状態で前記摩擦撹拌接合がなされ、
　前記取得された赤外線の量と位相を、予め設定された前記所定の判定値と比較することによって、前記摩擦撹拌接合によって前記重ね接合部の周囲に押し出されるべき前記シール部材の有無を検出して前記接合の良否を判定することを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査方法。
　前記予め設定された所定の波形は、前記重ね接合部における少なくとも前記異種金属材料の種類及びその厚さに基づいて設定され、
　前記接合の良否を判定するために用いる前記赤外線画像の取得開始のタイミングは、前記重ね接合部における金属結合界面の形成の有無、及び前記シール部材の有無を検出可能なように、少なくとも前記異種金属材料の種類及びその厚さに応じた前記所定の波形の加熱に基づいて予め設定されたものであることを特徴とする請求項２に記載の非破壊検査方法。
　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非破壊検査方法を用いた非破壊検査システムであり、
　少なくとも前記異種金属材料を摩擦撹拌接合により接合された被検査体を搬送及び把持する被検査体取扱装置と、
　前記被検査体取扱装置を制御して前記被検査体の前記重ね接合部の表面を、前記加熱照射源及び前記赤外線カメラに対して所定の位置及び向きに設定する検査位置制御手段と、
　前記加熱照射源からの加熱光の照射制御をする加熱制御手段と、
　前記加熱制御手段からの前記予め設定された所定の波形の加熱に基づいて前記赤外線カメラにより取得された前記赤外線画像を取得する赤外線画像取得手段と、
　取得された前記赤外線画像の単位画素ごとの輝度に基づいて赤外線の量と位相を演算処理して取得し、さらに位相画像を生成する位相画像取得手段と、
　取得された前記位相画像に基づいて予め設定された前記所定の判定値より大きい位相遅れの領域が前記重ね接合部にあるか否かを判定する良否判定手段と、
　を備えることを特徴とする非破壊検査システム。
　異種金属材料を摩擦攪拌結合した重ね結合部に対する加熱照射により非破壊検査を行う非破壊検査制御装置であり、
　加熱照射源からの前記重ね接合部に向けての加熱光の照射制御をする加熱制御手段と、
　前記重ね接合部の一方側の表面への、前記加熱制御手段からの予め設定された所定の波形の加熱による前記一方側の表面からの放射エネルギに対し、所定の周期で赤外線画像を取得する赤外線画像取得手段と、
　取得された前記赤外線画像の単位画素ごとの輝度に基づいて赤外線の量と位相を演算処理して取得し、さらに位相画像を生成する位相画像取得手段と、
　取得された前記位相画像に基づいて予め設定された所定の判定値より大きい位相遅れの領域が前記重ね接合部にあるか否かを判定する良否判定手段と、
　を備えることを特徴とする非破壊検査制御装置。