特開 2024-132636 検査システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024132636

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】検査システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/71 20060101AFI20240920BHJP

   G01N 29/24 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

G01N21/71

G01N29/24

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023043485

(22)【出願日】2023-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】518013497

【氏名又は名称】大阪市高速電気軌道株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】591114803

【氏名又は名称】公益財団法人レーザー技術総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柳川 知道

(72)【発明者】

【氏名】森 貴大

(72)【発明者】

【氏名】井澤 靖和

(72)【発明者】

【氏名】染川 智弘

(72)【発明者】

【氏名】倉橋 慎理

【テーマコード（参考）】

2G043

2G047

【Ｆターム（参考）】

2G043AA01

2G043AA03

2G043CA02

2G043EA06

2G043EA10

2G043JA01

2G043KA02

2G043LA01

2G047AA10

2G047CA04

2G047GG10

(57)【要約】

【課題】小型化を図りつつ検査対象物の内部欠陥及び表面汚染物質それぞれの評価を行う。
【解決手段】検査システム１００は、パルスレーザ１と、振動検出用レーザ２と、光検出器１６と、第１評価部１８と、分光スペクトル計測部１９と、第２評価部２１と、第１光学系３と、第２光学系８と、を備える。第１評価部１８は、光検出器１６の出力信号に基づいて検査対象物４の内部欠陥に関する評価を行う。第２評価部２１は、分光スペクトル計測部１９により計測された分光スペクトルに基づいて検査対象物４の表面汚染物質に関する評価を行う。第２光学系８は、第１レーザ光Ｌ１が検査対象物４の表面４０に照射されたときに検査対象物４から発生したプラズマによって発生し空気中を伝搬する光Ｌ３を分光スペクトル計測部１９へ導くための反射ミラー群１４ｂ及びレンズ群（第３レンズ群１０ｃ）を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象物の表面を振動させるための第１レーザ光を出射するパルスレーザと、
前記検査対象物の前記表面の振動を検出するための第２レーザ光を出射する振動検出用レーザと、
前記第２レーザ光により形成されるプローブ光及び参照光を検出する光検出器と、
前記光検出器の出力信号に基づいて前記検査対象物の内部欠陥に関する評価を行う第１評価部と、
分光スペクトル計測部と、
前記分光スペクトル計測部により計測された分光スペクトルに基づいて前記検査対象物の表面汚染物質に関する評価を行う第２評価部と、
前記第１レーザ光と前記第２レーザ光との両方を前記検査対象物の前記表面へ導くためのミラー群を含む第１光学系と、
第２光学系と、を備え、
前記第１光学系は、
前記第１レーザ光を前記検査対象物へ導く第１光路と、
前記第２レーザ光を前記検査対象物へ導く第２光路と、
前記検査対象物の前記表面に照射された前記第２レーザ光の反射光である前記プローブ光を前記光検出器へ導く第３光路と、
前記振動検出用レーザから出射された前記第２レーザ光の一部である前記参照光を前記光検出器へ導く第４光路と、が形成されるように構成されており、
前記第２光学系は、前記第１レーザ光が前記検査対象物の前記表面に照射されたときに前記検査対象物から発生したプラズマによって発生し空気中を伝搬する光を前記分光スペクトル計測部へ導くための反射ミラー群及びレンズ群を含む、
検査システム。

【請求項2】

前記第１光学系は、前記ミラー群の位置と向きを制御する第１制御装置を更に含み、
前記第２光学系は、前記反射ミラー群の位置と向きを制御する第２制御装置を更に含み、
前記第２制御装置は、前記第１制御装置による前記ミラー群の制御情報に基づいて前記反射ミラー群の位置と向きを制御する、
請求項１に記載の検査システム。

【請求項3】

コントローラを更に備え、
前記第１光学系は、前記ミラー群の位置と向きを制御する第１制御装置を更に含み、
前記第２光学系は、前記反射ミラー群の位置と向きを制御する第２制御装置を更に含み、
前記コントローラは、前記第１制御装置により前記ミラー群を制御させるときに、前記第２制御装置により前記反射ミラー群を制御させる、
請求項１に記載の検査システム。

【請求項4】

前記第１光学系と前記第２光学系とを収容している１つの筐体を更に備える、
請求項１又は２に記載の検査システム。

【請求項5】

前記検査対象物がコンクリートであり、
前記第２評価部は、前記分光スペクトルにおけるＮａの発光強度に基づいて前記コンクリートに含まれる塩分量に関する評価を行う、
請求項１又は２に記載の検査システム。

【請求項6】

前記検査対象物がコンクリートであり、
前記第２評価部は、前記分光スペクトルにおけるＮａの発光強度とＣａの発光強度との比率に基づいて前記コンクリートに含まれる塩分量に関する評価を行う、
請求項１又は２に記載の検査システム。

【請求項7】

前記ミラー群は、前記検査対象物の前記表面との間において前記第１レーザ光の進行経路と前記第２レーザ光の進行経路とを一致させるように構成されている、
請求項１又は２に記載の検査システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、検査システムに関し、より詳細には、検査対象物に非接触で検査対象物の評価を行う検査システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、非破壊検査装置として、コンクリート構造物、金属構造物等の検査対象物の内部欠陥の有無や深さなどの検査が可能なレーザ超音波リモートセンシング装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に開示されている非破壊検査装置は、検査対象物に弾性波（超音波）を励起させるためのパルスレーザ光からなる励起光（衝撃ビーム）を出力する弾性波励起用レーザと、連続出力のレーザ光からなる信号光（プローブビーム）を出力する検出用レーザと、信号光を検査対象物の表面で走査させる可動ミラーと、を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５－１４７８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

検査対象物の内部欠陥の検査を行う非破壊検査装置では、内部欠陥の検査を行うことができるが、検査対象物の表面汚染物質に関する検査を行うことができなかった。

【0006】

本開示の目的は、小型化を図りつつ検査対象物の内部欠陥及び表面汚染物質それぞれの評価を行うことが可能な検査システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る一態様の検査システムは、パルスレーザと、振動検出用レーザと、光検出器と、第１評価部と、分光スペクトル計測部と、第２評価部と、第１光学系と、第２光学系と、を備える。前記パルスレーザは、検査対象物の表面を振動させるための第１レーザ光を出射する。前記振動検出用レーザは、前記検査対象物の前記表面の振動を検出するための第２レーザ光を出射する。前記光検出器は、前記第２レーザ光により形成されるプローブ光及び参照光を検出する。前記第１評価部は、前記光検出器の出力信号に基づいて前記検査対象物の内部欠陥に関する評価を行う。前記第２評価部は、前記分光スペクトル計測部により計測された分光スペクトルに基づいて前記検査対象物の表面汚染物質に関する評価を行う。前記第１光学系は、前記第１レーザ光と前記第２レーザ光との両方を前記検査対象物の前記表面へ導くためのミラー群を含む。前記第１光学系は、前記第１レーザ光を前記検査対象物へ導く第１光路と、前記第２レーザ光を前記検査対象物へ導く第２光路と、前記検査対象物の前記表面に照射された前記第２レーザ光の反射光である前記プローブ光を前記光検出器へ導く第３光路と、前記振動検出用レーザから出射された前記第２レーザ光の一部である前記参照光を前記光検出器へ導く第４光路と、が形成されるように構成されている。前記第２光学系は、前記第１レーザ光が前記検査対象物の前記表面に照射されたときに前記検査対象物から発生したプラズマによって発生し空気中を伝搬する光を前記スペクトル計測部へ導くための反射ミラー群及びレンズ群を含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示の検査システムでは、小型化を図りつつ検査対象物の内部欠陥及び表面汚染物質それぞれの評価を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る検査システムの構成図である。

【図2】図２は、塩分を含ませていないコンクリートに第１レーザ光を照射したときに発生するプラズマによる光の分光スペクトル図である。

【図3】図３は、塩分を含ませたコンクリートに第１レーザ光を照射したときに発生するプラズマによる光の分光スペクトル図である。

【図4】図４は、塩分量とＮａ発光強度／Ｃａ発光強度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

下記の実施形態等において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

【0011】

（実施形態）
以下では、実施形態に係る検査システム１００について図１に基づいて説明する。

【0012】

検査システム１００は、例えば、検査対象物４のリアルタイムでの非破壊検査の用途に用いられる。検査対象物４は、例えば、土木構造物である。土木構造物は、例えば、コンクリート（コンクリート構造物）であるが、コンクリートに限らない。コンクリートは、橋梁のコンクリート、トンネルのコンクリート等であるが、これらに限らない。

【0013】

検査システム１００は、パルスレーザ１から出射した第１レーザ光Ｌ１を検査対象物４に照射して検査対象物４の表面に振動を発生させ、ＣＷレーザを含む振動検出用レーザ２から検査対象物４に第２レーザ光Ｌ２を照射して検査対象物４の振動を検出することによって、検査対象物４の内部欠陥に関する検査を行う。第１レーザ光Ｌ１による検査対象物４の振動特性は、検査対象物４の状態（例えば、欠陥の有無、大きさ、位置等）に関する情報を提供する。検査対象物４の表面４０で第２レーザ光Ｌ２が反射され変調されたプローブ光Ｌ２１は、上記振動の情報を含む信号光である。

【0014】

また、検査システム１００は、パルスレーザ１から出射した第１レーザ光Ｌ１を検査対象物４に照射したときに検査対象物４で発生するプラズマによって発生する光の分光スペクトルから検査対象物４の表面汚染物質に関する検査を行う。

【0015】

（１）検査システムの構成
検査システム１００は、図１に示すように、パルスレーザ１と、振動検出用レーザ２と、第１光学系３と、光検出器１６及び第１評価部１８を含む欠陥評価装置６と、分光スペクトル計測部１９及び第２評価部２１を含む分光分析評価装置９と、第２光学系８と、を備える。

【0016】

（１．１）パルスレーザ
パルスレーザ１は、第１レーザ光Ｌ１を出射する。第１レーザ光Ｌ１は、例えば、検査対象物４の表面４０を振動させるための衝撃波励起用レーザ光である。第１レーザ光Ｌ１は、パルスレーザ光である。パルスレーザ１は、例えば、パルス幅１０ｎｓのパルスレーザ光を出力するＮｄ：ＹＡＧレーザ（基本波）を採用しているが、これに限らない。

【0017】

（１．２）振動検出用レーザ
振動検出用レーザ２は、第２レーザ光Ｌ２を出射する。第２レーザ光Ｌ２は、例えば、検査対象物４の表面４０の振動を検出するために用いられる。検査システム１００では、第２レーザ光Ｌ２の検査対象物４での反射光をプローブ光Ｌ２１として用いる。振動検出用レーザ２は、例えば、ＣＷレーザを含む。振動検出用レーザ２は、例えば、波長５３２ｎｍのレーザ光を連続出力するＮｄ：ＹＡＧレーザ（２倍高調波）を採用しているが、これに限らない。

【0018】

（１．３）第１光学系
第１光学系３は、第１レンズ群１０ａと、ダイクロイックミラー１３ａと、ミラー群１４ａと、第１制御装置１５ａと、を含む。ミラー群１４ａは、反射ミラー１４ａｂと、ダイクロイックミラー１４ａａと、反射ミラー１４ａｃと、を含む。また、第１光学系３は、第２レンズ群１０ｂと、ハーフミラー１３ｂと、反射ミラー１３ｃと、ハーフミラー１３ｄと、ハーフミラー１３ｅと、を含む。また、第１光学系３は、検査対象物４の表面４０までの距離を測定する測距計１１と、第１レンズ制御装置１２ａと、を更に含む。

【0019】

第１光学系３では、パルスレーザ１の光軸上において、第１レンズ群１０ａ、ダイクロイックミラー１３ａ及びダイクロイックミラー１４ａａが、パルスレーザ１側から、第１レンズ群１０ａ、ダイクロイックミラー１３ａ及びダイクロイックミラー１４ａａの順に並んでいる。また、第１光学系３では、振動検出用レーザ２の光軸上において、ハーフミラー１３ｄ、第２レンズ群１０ｂ、ハーフミラー１３ｂ及び反射ミラー１４ａｃが、振動検出用レーザ２側から、ハーフミラー１３ｄ、第２レンズ群１０ｂ、ハーフミラー１３ｂ及び反射ミラー１４ａｃの順に並んでいる。また、第１光学系３では、ハーフミラー１３ｅ、反射ミラー１３ｃが、光検出器１６側から、ハーフミラー１３ｅ、反射ミラー１３ｃの順に並んでいる。

【0020】

第１レンズ群１０ａは、パルスレーザ１から出射された第１レーザ光Ｌ１を集光するためのレンズ群であり、複数の第１レンズを含む。

【0021】

ダイクロイックミラー１３ａは、第１レンズ群１０ａにより集光された第１レーザ光Ｌ１を透過する。また、ダイクロイックミラー１３ａは、検査対象物４の表面４０で反射された第１レーザ光Ｌ１の反射光Ｌ１１を反射する。なお、反射光Ｌ１１は、反射ミラー１４ａｂ及びダイクロイックミラー１４ａａそれぞれで反射されてダイクロイックミラー１３ａに、第１レンズ群１０ａ側とは反対側から入射して、ダイクロイックミラー１３ａにより測距計１１側へ反射される。

【0022】

ダイクロイックミラー１４ａａは、ダイクロイックミラー１３ａを透過した第１レーザ光Ｌ１を反射ミラー１４ａｂに向けて反射する。また、ダイクロイックミラー１４ａａは、振動検出用レーザ２からの第２レーザ光Ｌ２を透過する。また、ダイクロイックミラー１４ａａは、プローブ光Ｌ２１を透過する。

【0023】

ハーフミラー１３ｄは、振動検出用レーザ２からの第２レーザ光Ｌ２の一部を透過し、残りの少なくとも一部を参照光Ｌ２２としてハーフミラー１３ｅ側へ反射する。

【0024】

第２レンズ群１０ｂは、ハーフミラー１３ｄを透過した第２レーザ光Ｌ２を集光するためのレンズ群であり、複数の第２レンズを含む。

【0025】

ハーフミラー１３ｂは、第２レンズ群１０ｂにより集光された第２レーザ光Ｌ２を透過する。また、ハーフミラー１３ｂは、検査対象物４の表面４０で反射された第２レーザ光Ｌ２の反射光であるプローブ光Ｌ２１を反射する。なお、プローブ光Ｌ２１は、反射ミラー１４ａｂで反射され、ダイクロイックミラー１４ａａを透過し、反射ミラー１４ａｃで反射されてハーフミラー１３ｂに、第２レンズ群１０ｂ側とは反対側から入射して、ハーフミラー１３ｂにより反射ミラー１３ｃ側へ反射される。

【0026】

反射ミラー１４ａｃは、第２レーザ光Ｌ２をダイクロイックミラー１４ａａ側へ反射する。また、反射ミラー１４ａｃは、プローブ光Ｌ２１をハーフミラー１３ｂ側へ反射する。

【0027】

反射ミラー１４ａｂは、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を検査対象物４へ向けて反射する。また、反射ミラー１４ａｂは、検査対象物４側からの反射光Ｌ１１及びプローブ光Ｌ２１をダイクロイックミラー１４ａａへ向けて反射する。

【0028】

反射ミラー１３ｃは、ハーフミラー１３ｂ側からのプローブ光Ｌ２１をハーフミラー１３ｅに向けて反射する。

【0029】

ハーフミラー１３ｅは、反射ミラー１３ｃ側からのプローブ光Ｌ２１を透過する。また、ハーフミラー１３ｅは、ハーフミラー１３ｄ側からの参照光Ｌ２２を光検出器１６へ向けて反射する。

【0030】

第１制御装置１５ａは、ミラー群１４ａの位置と向きを制御する。より詳細には、第１制御装置１５ａは、反射ミラー１４ａｂの位置と向きを制御する。これにより、検査システム１００では、検査対象物４の表面４０上の第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を走査することができ、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の照射位置を変えることができる。

【0031】

第１レンズ制御装置１２ａは、第１レンズ群１０ａ及び第２レンズ群１０ｂを制御する。これにより、検査システム１００では、検査対象物４の表面４０上の第１レーザ光Ｌ１のスポット径を変えることができる。第１レンズ制御装置１２ａは、測距計１１の測距値に基づいて第１レンズ群１０ａ及び第２レンズ群１０ｂを制御する。より詳細には、第１レンズ制御装置１２ａは、測距計１１の測距値に基づいて第１レンズ群１０ａの位置、第１レンズ群１０ａの複数の第１レンズにおいて隣り合う第１レンズ間の距離等を制御する。また、第１レンズ制御装置１２ａは、測距計１１の測距値に基づいて第２レンズ群１０ｂの位置、第２レンズ群１０ｂの複数の第２レンズにおいて隣り合う第２レンズ間の距離等を制御する。

【0032】

第１光学系３は、第１光路と、第２光路と、第３光路と、第４光路とが形成されるように構成されている。第１光路は、パルスレーザ１から出射された第１レーザ光Ｌ１を検査対象物４へ導く光路である。第２光路は、振動検出用レーザ２から出射された第２レーザ光Ｌ２を検査対象物４へ導く光路である。第３光路は、検査対象物４の表面４０に照射された第２レーザ光Ｌ２の反射光であるプローブ光Ｌ２１を光検出器１６へ導く光路である。第４光路は、振動検出用レーザ２から出射された第２レーザ光Ｌ２の一部を参照光Ｌ２２として光検出器１６へ導く光路である。

【0033】

第１光路は、第１レンズ群１０ａと、ダイクロイックミラー１４ａａと、反射ミラー１４ａｂと、によって形成される。

【0034】

第２光路は、第２レンズ群１０ｂと、反射ミラー１４ａｃと、反射ミラー１４ａｂと、によって形成される。

【0035】

第３光路は、反射ミラー１４ａｂと、反射ミラー１４ａｃと、ハーフミラー１３ｂと、反射ミラー１３ｃと、によって形成される。

【0036】

第４光路は、ハーフミラー１３ｄと、ハーフミラー１３ｅと、によって形成される。

【0037】

第１光学系３では、反射ミラー１４ａｂが、第１光路、第２光路及び第３光路を形成するために利用される。

【0038】

（１．４）第２光学系
第２光学系８は、反射ミラー群１４ｂと、第３レンズ群１０ｃと、第２制御装置１５ｂと、第２レンズ制御装置１２ｂと、を含む。

【0039】

反射ミラー群１４ｂは、反射ミラー１４ｂａと、反射ミラー１４ｂｂと、を含む。第２光学系８では、第３レンズ群１０ｃ、反射ミラー１４ｂｂが、分光スペクトル計測部１９側から、第３レンズ群１０ｃ、反射ミラー１４ｂｂの順に並んでいる。

【0040】

反射ミラー１４ｂａは、第１レーザ光Ｌ１が検査対象物４の表面４０に照射されたときに検査対象物４から発生したプラズマによって発生し空気中を伝搬した光Ｌ３が入射する。反射ミラー１４ｂａは、入射した光Ｌ３を反射ミラー１４ｂｂへ向けて反射する。

【0041】

反射ミラー１４ｂｂは、反射ミラー１４ｂａ側から入射した光Ｌ３を第３レンズ群１０ｃ側へ反射する。

【0042】

第３レンズ群１０ｃは、反射ミラー１４ｂｂ側から入射した光Ｌ３を集光する。第３レンズ群１０ｃで集光された光Ｌ３は、分光スペクトル計測部１９へ入射される。

【0043】

第２制御装置１５ｂは、反射ミラー群１４ｂの位置と向きを制御する。より詳細には、第２制御装置１５ｂは、光Ｌ３を検出するセンサの出力、若しくは第１制御装置１５ａによるミラー群１４ａの制御情報に基づいて、反射ミラー１４ｂａ、１４ｂｂの位置と向きを制御する。これにより、検査システム１００では、検査対象物４の表面４０上の第１レーザ光Ｌ１の照射位置が変わったときに、光Ｌ３が分光スペクトル計測部１９へ導かれるように第２制御装置１５ｂが反射ミラー群１４ｂを制御することができる。

【0044】

第２レンズ制御装置１２ｂは、第３レンズ群１０ｃを制御する。より詳細には、第２レンズ制御装置１２ｂは、光Ｌ３を検出するセンサの出力、若しくは第１レンズ制御装置１２ａによる第１レンズ群１０ａの制御情報に基づいて、第３レンズ群１０ｃの位置、第３レンズ群１０ｃに含まれる複数の第３レンズにおいて隣り合う第３レンズ間の距離等を制御する。

【0045】

（１．５）欠陥評価装置
欠陥評価装置６は、第１光学系３により伝搬されたプローブ光Ｌ２１と参照光Ｌ２２とに基づいて検査対象物４の内部欠陥に関する評価を行う。

【0046】

欠陥評価装置６は、光検出器１６と、周波数分析部１７と、第１評価部１８と、を含む。

【0047】

検査システム１００では、第１光学系３によって、プローブ光Ｌ２１と参照光Ｌ２２とを干渉させることにより、光検出器１６において、検査対象物４の表面４０の振動を計測することができる。

【0048】

光検出器１６は、第２レーザ光Ｌ２により形成されるプローブ光Ｌ２１及び参照光Ｌ２２を検出する。より詳細には、光検出器１６は、プローブ光Ｌ２１と参照光Ｌ２２との干渉縞を検出する。光検出器１６の出力信号は、干渉縞の検出強度の時間変化を表す波形信号を含む。

【0049】

周波数分析部１７は、光検出器１６から出力される波形信号を周波数分析する。周波数分析部１７は、例えば、高速フーリエ変換による周波数解析を行う。なお、周波数分析部１７は、高速フーリエ変換による周波数解析を行う例に限定されず、例えば、連続ウェーブレット変換による周波数解析を行ってもよい。

【0050】

第１評価部１８は、光検出器１６の出力信号に基づいて検査対象物４の内部欠陥に関する評価を行う。より詳細には、第１評価部１８は、周波数分析部１７の分析結果に基づいて検査対象物４の内部欠陥の有無、内部欠陥の大きさ等を評価する。なお、第１評価部１８は、学習済みモデルを利用して、周波数分析部１７の分析結果に基づいて検査対象物４の内部欠陥の有無、内部欠陥の大きさ等を評価してもよい。

【0051】

欠陥評価装置６は、第１コンピュータシステムを含んでいる。第１コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。第１コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における周波数分析部１７及び第１評価部１８としての機能が実現される。プログラムは、第１コンピュータシステムのメモリに予め記録されていてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、第１コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。第１コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいう第１コンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

【0052】

（１．６）分光分析評価装置
分光分析評価装置９は、分光スペクトル計測部１９と、分光スペクトル分析部２０と、第２評価部２１と、を含んでいる。

【0053】

分光スペクトル計測部１９は、第１レーザ光Ｌ１が検査対象物４に照射されたときに検査対象物４で発生したプラズマによって発生し第２光学系８によって導かれた光Ｌ３の分光スペクトルを計測する。分光スペクトル計測部１９は、例えば、分光光度計を含む。

【0054】

分光スペクトル分析部２０は、分光スペクトル計測部１９で計測された分光スペクトルを分析する。

【0055】

第２評価部２１は、分光スペクトル計測部１９により計測された分光スペクトルに基づいて検査対象物４の表面汚染物質に関する評価を行う。より詳細には、第２評価部２１は、分光スペクトル分析部２０の分析結果に基づいて検査対象物４の表面汚染物質に関する評価を行う。

【0056】

ところで、本願発明者らは、塩分を含ませていないコンクリート、種々の濃度で塩分を含ませたコンクリートを準備し、第１レーザ光Ｌ１を照射したときに発生するプラズマによって発生する光の分光スペクトルを計測した。塩分を含ませていないコンクリートは、主成分がＣａであり、不純物としてＮａを含んでいる。

【0057】

図２は、塩分を含ませていないコンクリートに第１レーザ光Ｌ１を照射したときに発生するプラズマによって発生する光の分光スペクトルの一例を示し、図３は、塩分を含ませたコンクリートに第１レーザ光を照射したときに発生するプラズマによって発生する光の分光スペクトルの一例を示す。

【0058】

図２及び図３等から、塩分を含ませていないコンクリートで発生する光Ｌ３の分光スペクトルと、塩分を含ませたコンクリートで発生する光Ｌ３の分光スペクトルとを比較すると、塩分を含ませたコンクリートで発生する光Ｌ３の分光スペクトルのほうが、Ｎａの発光強度が増加するという知見が得られた。

【0059】

図４は、塩分量とＮａ発光強度／Ｃａ発光強度との関係を示すグラフである。Ｎａ発光強度／Ｃａ発光強度は、Ｎａ発光強度とＣａ発光強度との比である。図４から、コンクリートに含まれる塩分量とＮａ発光強度／Ｃａ発光強度とに相関があるという知見が得られた。

【0060】

検査システム１００では、検査対象物４がコンクリートである場合、第２評価部２１は、例えば、分光スペクトル計測部１９で得られた分光スペクトルにおけるＮａの発光強度に基づいてコンクリートに含まれる塩分量に関する評価を行う。第２評価部２１は、例えば、Ｎａの発光強度から塩分量を求める演算を行う。第２評価部２１が上記の演算を行った場合、Ｎａの発光強度が大きいほど、求められる塩分量が多くなる。第２評価部２１は、Ｎａの発光強度が閾値よりも大きい場合に、コンクリート表面が塩分によって汚染されていると評価するように構成されていてもよい。

【0061】

また、検査システム１００では、検査対象物４がコンクリートである場合、第２評価部２１は、例えば、分光スペクトル計測部１９で得られた分光スペクトルにおけるＮａの発光強度とＣａの発光強度との比率に基づいてコンクリートに含まれる塩分量に関する評価を行ってもよい。第２評価部２１が、Ｎａの発光強度とＣａの発光強度との比率に基づいてコンクリートに含まれる塩分量に関する評価を行う場合、例えば、あらかじめ図４に基づいて求めた検量線に対応する演算式から塩分量を求める。

【0062】

分光分析評価装置９は、第２コンピュータシステムを含んでいる。第２コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。第１コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における分光スペクトル分析部２０及び第２評価部２１としての機能が実現される。プログラムは、第２コンピュータシステムのメモリに予め記録されていてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、第２コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。第２コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいう第２コンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

【0063】

（１．７）その他の構成要素
検査システム１００は、第１光学系３と第２光学系８とを収容している１つの筐体３０を更に備える。

【0064】

また、検査システム１００は、欠陥評価装置６及び分光分析評価装置９に接続される表示装置（例えば、液晶ディスプレイ等）及び入力装置（例えば、キーボード、ポインティングデバイス等）を備えていてもよい。この場合、ユーザが入力装置を適宜操作することによって、欠陥評価装置６での評価結果、分光分析評価装置９での評価結果等を表示装置に表示させることができる。

【0065】

（２）検査システムの動作
検査システム１００では、検査対象物４の表面４０の任意の検査対象領域に第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２が照射されるように第１制御装置１５ａが反射ミラー１４ａｂの位置と向きを制御する。第１制御装置１５ａは、例えば、欠陥評価装置６に含まれる第１コンピュータシステムによって制御される。

【0066】

検査システム１００は、パルスレーザ１から第１レーザ光Ｌ１を出射させ、振動検出用レーザ２から第２レーザ光Ｌ２を出射させる。パルスレーザ１から出射された第１レーザ光Ｌ１は、第１レンズ群１０ａ及びダイクロイックミラー１３ａを通過した後、ダイクロイックミラー１４ａａ及び反射ミラー１４ａｂで反射されて検査対象物４の表面４０に照射される。

【0067】

振動検出用レーザ２から出射された第２レーザ光Ｌ２は、ハーフミラー１３ｄ、第２レンズ群１０ｂ及びハーフミラー１３ｂを通過して反射ミラー１４ａｃで反射され、ダイクロイックミラー１４ａａを通過した後、反射ミラー１４ａｂで反射されて検査対象物４の表面４０に照射される。

【0068】

図１では、第１レーザ光Ｌ１を実線で模式的に示し、第２レーザ光Ｌ２を一点鎖線で模式的に示してある。検査システム１００では、ミラー群１４ａは、検査対象物４の表面４０との間において第１レーザ光Ｌ１の進行経路と第２レーザ光Ｌ２の進行経路とを一致させるように構成されている。ここで、検査システム１００では、ダイクロイックミラー１４ａａと検査対象物４の表面４０との間において第１レーザ光Ｌ１の進行経路と第２レーザ光Ｌ２の進行経路とを一致させることができる。したがって、上述の第１光路の一部と第２光路の一部とを共通化することができ、検査対象物４の表面４０上の第２レーザ光Ｌ２の照射位置と第１レーザ光Ｌ１の照射位置とを同一点とすることができる。

【0069】

検査システム１００では、検査対象物４の表面４０への第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の照射位置に応じて第２制御装置１５ｂが反射ミラー群１４ｂの位置と向きを制御する。第２制御装置１５ｂは、例えば、上述の第１コンピュータシステムと第２コンピュータシステムとの少なくとも一方によって制御される。

【0070】

検査システム１００は、第１レーザ光Ｌ１が検査対象物４に照射されたときに検査対象物４で発生したプラズマによって発生し第２光学系８によって導かれた光Ｌ３の分光スペクトルを分光スペクトル計測部１９によって計測する。

【0071】

（３）効果
実施形態に係る検査システム１００では、第１評価部１８が、光検出器１６の出力信号に基づいて検査対象物４の内部欠陥に関する評価を行う一方で、第２評価部２１が、分光スペクトル計測部１９により計測された分光スペクトルに基づいて検査対象物４の表面汚染物質に関する評価を行う。第１光学系３は、第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２との両方を検査対象物４の表面４０へ向けて反射する反射ミラー１４ａｂを含む。第２光学系８は、第１レーザ光Ｌ１が検査対象物４の表面４０に照射されたときに検査対象物４から発生したプラズマによって発生し空気中を伝搬する光Ｌ３を分光スペクトル計測部１９へ導くための反射ミラー群１４ｂ及び第３レンズ群１０ｃ（レンズ群）を含む。よって、実施形態に係る検査システム１００では、小型化を図りつつ検査対象物４の内部欠陥及び表面汚染物質それぞれの評価を行うことが可能となる。検査システム１００では、パルスレーザ１から出射させる第１レーザ光Ｌ１を利用して検査対象物４に振動を発生させるのと同時にプラズマによる光Ｌ３を発生させ、振動検出用レーザ２からの第２レーザ光Ｌ２を利用してプローブ光Ｌ２１及び参照光Ｌ２２を得る一方で、光Ｌ３を第２光学系８によって分光スペクトル計測部１９へ導くので、検査対象物の表面汚染物質に関する評価を行うためのプラズマを発生させる専用のレーザを備える必要がなく、小型化を図りつつ、検査対象物４の内部欠陥及び表面汚染物質それぞれの評価を同時に行う（リアルタイムで行う）ことが可能となる。

【0072】

（４）変形例
上記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

【0073】

例えば、第１光学系３は、上述の第１光路、第２光路、第３光路及び第４光路を形成できるように構成されていればよく、図１に示した構成例に限らない。

【0074】

また、検査システム１００は、第１制御装置１５ａ及び第２制御装置１５ｂを制御するコントローラを更に備えてもよい。コントローラは、第１制御装置１５ａによりミラー群１４ａを制御させるときに、第２制御装置１５ｂにより反射ミラー群１４ｂを制御させる。これにより、検査システム１００では、コントローラが第１制御装置１５ａと第２制御装置１５ｂとを一括して制御するので、検査対象物４の表面４０上の第１レーザ光Ｌ１の照射位置を変えても光Ｌ３が分光スペクトル計測部１９へ導かれるように第２制御装置１５ｂが反射ミラー群１４ｂを制御することができる。

【0075】

また、検査システム１００では、第１制御装置１５ａは、第１光学系３に含まれているが、第１光学系３とは別に設けられていてもよい。

【0076】

また、検査システム１００では、第２制御装置１５ｂは、第２光学系８に含まれているが、第２光学系８とは別に設けられていてもよい。

【0077】

また、第２評価部２１は、分光スペクトル計測部１９により計測された分光スペクトルに基づいて検査対象物４の表面汚染物質に関する評価を行うだけでなく、検査対象物の組成の評価を更に行ってもよい。

【0078】

（態様）
本明細書には、以下の態様が開示されている。

【0079】

第１の態様に係る検査システム（１００）は、パルスレーザ（１）と、振動検出用レーザ（２）と、光検出器（１６）と、第１評価部（１８）と、分光スペクトル計測部（１９）と、第２評価部（２１）と、第１光学系（３）と、第２光学系（８）と、を備える。パルスレーザ（１）は、検査対象物（４）の表面（４０）を振動させるための第１レーザ光（Ｌ１）を出射する。振動検出用レーザ（２）は、検査対象物（４）の表面（４０）の振動を検出するための第２レーザ光（Ｌ２）を出射する。光検出器（１６）は、第２レーザ光（Ｌ２）により形成されるプローブ光（Ｌ２１）及び参照光（Ｌ２２）を検出する。第１評価部（１８）は、光検出器（１６）の出力信号に基づいて検査対象物（４）の内部欠陥に関する評価を行う。第２評価部（２１）は、分光スペクトル計測部（１９）により計測された分光スペクトルに基づいて検査対象物（４）の表面汚染物質に関する評価を行う。第１光学系（３）は、第１レーザ光（Ｌ１）と第２レーザ光（Ｌ２）との両方を検査対象物（４）の表面（４０）へ導くためのミラー群（１４ａ）を含む。第１光学系（３）は、第１レーザ光（Ｌ１）を検査対象物（４）へ導く第１光路と、第２レーザ光（Ｌ２）を検査対象物（４）へ導く第２光路と、検査対象物（４）の表面（４０）に照射された第２レーザ光（Ｌ２）の反射光であるプローブ光（Ｌ２１）を光検出器（１６）へ導く第３光路と、振動検出用レーザ（２）から出射された第２レーザ光（Ｌ２）の一部である参照光（Ｌ２２）を光検出器（１６）へ導く第４光路と、が形成されるように構成されている。第２光学系（８）は、第１レーザ光（Ｌ１）が検査対象物（４）の表面（４０）に照射されたときに検査対象物（４）から発生したプラズマによって発生し空気中を伝搬する光（Ｌ３）を分光スペクトル計測部（１９）へ導くための反射ミラー群（１４ｂ）及びレンズ群（第３レンズ群１０ｃ）を含む。

【0080】

この態様によれば、小型化を図りつつ検査対象物（４）の内部欠陥及び表面汚染物質それぞれの評価を行うことが可能となる。

【0081】

第２の態様に係る検査システム（１００）では、第１の態様において、第１光学系（３）は、ミラー群（１４ａ）の位置と向きを制御する第１制御装置（１５ａ）を更に含む。第２光学系（８）は、反射ミラー群（１４ｂ）の位置と向きを制御する第２制御装置（１５ｂ）を更に含む。第２制御装置（１５ｂ）は、第１制御装置（１５ａ）によるミラー群（１４ａ）の制御情報に基づいて反射ミラー群（１４ｂ）の位置と向きを制御する。

【0082】

この態様によれば、検査対象物（４）の表面（４０）における第１レーザ光（Ｌ１）及び第２レーザ光（Ｌ２）の照射位置を走査した場合に、第１レーザ光（Ｌ１）の照射位置の変更に応じて反射ミラー群（１４ｂ）を制御することが可能であり、自動的に、光（Ｌ３）を分光スペクトル計測部（１９）へ導くことが可能となる。

【0083】

第３の態様に係る検査システム（１００）は、第１の態様において、コントローラを更に備える。第１光学系（３）は、ミラー群（１４ａ）の位置と向きを制御する第１制御装置（１５ａ）を更に含む。第２光学系（８）は、反射ミラー群（１４ｂ）の位置と向きを制御する第２制御装置（１５ｂ）を更に含む。コントローラは、第１制御装置（１５ａ）によりミラー群（１４ａ）を制御させるときに、第２制御装置（１５ｂ）により反射ミラー群（１４ｂ）を制御させる。

【0084】

この態様によれば、検査対象物（４）の表面（４０）における第１レーザ光（Ｌ１）及び第２レーザ光（Ｌ２）の照射位置を走査した場合に、第１レーザ光（Ｌ１）の照射位置の変更に応じて反射ミラー群（１４ｂ）を制御することが可能であり、自動的に、光（Ｌ３）を分光スペクトル計測部（１９）へ導くことが可能となる。

【0085】

第４の態様に係る検査システム（１００）は、第１又は２の態様において、第１光学系（３）と第２光学系（８）とを収容している１つの筐体（３０）を更に備える。

【0086】

この態様によれば、小型化を図ることが可能となる。

【0087】

第５の態様に係る検査システム（１００）では、第１又は２の態様において、検査対象物（４）がコンクリートである。第２評価部（２１）は、分光スペクトル計測部（１９）で得られた分光スペクトルにおけるＮａの発光強度に基づいてコンクリートに含まれる塩分量に関する評価を行う。

【0088】

この態様によれば、検査対象物（４）であるコンクリートに含まれる塩分量を評価することが可能となる。

【0089】

第６の態様に係る検査システム（１００）では、第１又は２の態様において、検査対象物（４）がコンクリートである。第２評価部（２１）は、分光スペクトル計測部（１９）で得られた分光スペクトルにおけるＮａの発光強度とＣａの発光強度との比率に基づいてコンクリートに含まれる塩分量に関する評価を行う。

【0090】

この態様によれば、検査対象物（４）であるコンクリートに含まれる塩分量を評価することが可能となる。

【0091】

第７の態様に係る検査システム（１００）では、第１～６の態様のいずれか一つにおいて、ミラー群（１４ａ）は、検査対象物（４）の表面（４０）との間において第１レーザ光（Ｌ１）の進行経路と第２レーザ光（Ｌ２）の進行経路とを一致させるように構成されている。

【0092】

この態様によれば、第１光学系（３）の小型化を図ることができ、検査システム（１００）の更なる小型化を図ることが可能となる。

【符号の説明】

【0093】

１ パルスレーザ
２ 振動検出用レーザ
３ 第１光学系
４ 検査対象物
４０ 表面
６ 欠陥評価装置
８ 第２光学系
９ 分光分析評価装置
１０ａ 第１レンズ群
１０ｂ 第２レンズ群
１０ｃ 第３レンズ群（レンズ群）
１１ 測距計
１２ａ 第１レンズ制御装置
１２ｂ 第２レンズ制御装置
１３ａ ダイクロイックミラー
１３ｂ ハーフミラー
１３ｃ 反射ミラー
１３ｄ ハーフミラー
１３ｅ ハーフミラー
１４ａ ミラー群
１４ａａ ダイクロイックミラー
１４ａｂ 反射ミラー
１４ａｃ 反射ミラー
１４ｂ 反射ミラー群
１４ｂａ 反射ミラー
１４ｂｂ 反射ミラー
１５ａ 第１制御装置
１５ｂ 第２制御装置
１６ 光検出器
１７ 周波数分析部
１８ 第１評価部
１９ 分光スペクトル計測部
２０ 分光スペクトル分析部
２１ 第２評価部
３０ 筐体
Ｌ１ 第１レーザ光
Ｌ２ 第２レーザ光
Ｌ２１ プローブ光
Ｌ２２ 参照光
Ｌ３ 光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】