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(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】P2024158319
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】超音波検査装置および超音波検査方法
(51)【国際特許分類】
G01N 29/24 20060101AFI20241031BHJP
G01N 21/00 20060101ALI20241031BHJP
G01N 21/45 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
G01N29/24
G01N21/00 A
G01N21/45 A
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023073434
(22)【出願日】2023-04-27
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-04-30
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】317015294
【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001380
【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】星 岳志
(72)【発明者】
【氏名】中島 弘達
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 憲一
(72)【発明者】
【氏名】山本 摂
【テーマコード（参考）】
2G047
2G059
【Ｆターム（参考）】
2G047AA05
2G047BC07
2G047CA04
2G047EA09
2G047EA10
2G047GA21
2G047GD01
2G047GG12
2G059AA05
2G059BB08
2G059DD02
2G059DD15
2G059EE02
2G059EE09
2G059EE16
2G059GG01
2G059JJ17
2G059MM01
(57)【要約】
【課題】測定対象の品質保証のための超音波検査の測定精度と測定速度を向上させることができる超音波検査技術を提供する。
【解決手段】超音波検査装置１は、検査の対象となる検査対象領域３を有する測定対象２に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光Ｌｔを発振する送信用光源１０と、測定対象２に照射して超音波で計測を行うための受信用レーザ光Ｌｒを発振する受信用光源１１と、受信用レーザ光Ｌｒを測定対象２に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部１２と、超音波信号に基づいて、検査対象領域３の少なくとも大きさを評価する評価部２９と、を備え、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒが照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方が、検査対象領域３を含むように拡張されている。
【選択図】図１
【解決手段】超音波検査装置１は、検査の対象となる検査対象領域３を有する測定対象２に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光Ｌｔを発振する送信用光源１０と、測定対象２に照射して超音波で計測を行うための受信用レーザ光Ｌｒを発振する受信用光源１１と、受信用レーザ光Ｌｒを測定対象２に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部１２と、超音波信号に基づいて、検査対象領域３の少なくとも大きさを評価する評価部２９と、を備え、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒが照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方が、検査対象領域３を含むように拡張されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の少なくとも大きさを評価する評価部と、
を備え、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方が、前記検査対象領域を含むように拡張されている、
超音波検査装置。
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の少なくとも大きさを評価する評価部と、
を備え、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方が、前記検査対象領域を含むように拡張されている、
超音波検査装置。
【請求項2】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を出射するそれぞれの出射部の少なくとも一方に、前記送信用レーザ光または前記受信用レーザ光を拡大するための拡大用光学機器が設けられている、
請求項１に記載の超音波検査装置。
請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項3】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が、前記検査対象領域を挟んで対向する位置に照射される、
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項4】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を照射する前に、ユーザの入力に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部を備える、
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項5】
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の少なくとも一方のスポット径を前記検査対象領域の範囲よりも大きくする、
請求項４に記載の超音波検査装置。
請求項４に記載の超音波検査装置。
【請求項6】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を照射する前に、前記測定対象の表面の形状を読み取る表面読取部と、
前記表面読取部で読み取られた前記測定対象の表面の形状に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
を備える、
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
前記表面読取部で読み取られた前記測定対象の表面の形状に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
を備える、
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項7】
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の少なくとも一方のスポット径を前記検査対象領域の範囲よりも大きくする、
請求項６に記載の超音波検査装置。
請求項６に記載の超音波検査装置。
【請求項8】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の一方の前記照射領域が、拡張されていない照射スポットであり、前記照射スポットを移動させるための走査部を備える、
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項9】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射される前記測定対象の表面を均質化する表面改質部を備える、
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項10】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射されるそれぞれの前記照射領域の少なくとも一方を不活性ガスの雰囲気で覆い、前記測定対象の表面の酸化を抑制する酸化抑制部を備える、
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項11】
検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を送信用光源が発振するステップと、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を受信用光源が発振するステップと、
干渉計測部が、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出するステップと、
評価部が、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の少なくとも大きさを評価するステップと、
を含み、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方が、前記検査対象領域を含むように拡張されている、
超音波検査方法。
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を受信用光源が発振するステップと、
干渉計測部が、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出するステップと、
評価部が、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の少なくとも大きさを評価するステップと、
を含み、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方が、前記検査対象領域を含むように拡張されている、
超音波検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、超音波検査技術に関する。
【背景技術】
【0002】
レーザ光を用いた超音波計測法、いわゆるレーザ超音波法は、非接触・非破壊で超音波検査ができることから、狭隘部または高温部などの検査に有用である。その特徴から、製品の製造後検査に限らず、製造中の検査、駆動部の検査などにも適用可能である。
【0003】
レーザ超音波法は、対象物に超音波を励起させる超音波送信用レーザと、励起された超音波が伝播されることで起こされる対象物の表面振動を計測する超音波受信用レーザおよび干渉計を用いる超音波検査技術である。レーザを光学的に制御することで、例えばφ０．１ｍｍのレーザを対象物に照射して、微小領域の検査を行うことができるなど、多くの利点を持つ。しかし、これまでの技術において、例えば、ｃｍオーダの領域の内部構造の情報を短時間で取得する、一度に広い領域にレーザを励起して、その励起された超音波を同じ領域または近傍で受信する、またはその反対に、一度に広い領域で超音波を受信できるようにして、同じ領域または近傍で受信するなどの手法は考えられていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】C. B. Scruby and L. E. Drain, Laser Ultrasonic: Techniques and Applications (Adam Hilger, Bristol, 1990).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、測定対象の品質保証のための超音波検査の測定精度と測定速度を向上させることができる超音波検査技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の実施形態に係る超音波検査装置は、検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の少なくとも大きさを評価する評価部と、を備え、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方が、前記検査対象領域を含むように拡張されている。
【発明の効果】
【0007】
本発明の実施形態により、測定対象の品質保証のための超音波検査の測定精度と測定速度を向上させることができる超音波検査技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態の超音波検査装置を示す構成図。
【図2】反射超音波が伝達される超音波検査装置を示す構成図。
【図3】制御用コンピュータを示すブロック図。
【図4】超音波検査処理を示すフローチャート。
【図5】変形例１のレーザ光の照射態様を示す斜視図。
【図6】変形例２のレーザ光の照射態様を示す断面図。
【図7】変形例３の鍛造による製造工程を示す断面図。
【図8】変形例３の鍛造時の検査態様を示す断面図。
【図9】変形例４の積層造形時の検査態様を示す断面図。
【図10】第２実施形態の超音波検査装置を示す構成図。
【図11】第３実施形態の超音波検査装置を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
【0010】
図１の符号１は、第１実施形態の超音波検査装置である。この超音波検査装置１は、レーザ超音波法を用いて測定対象２の検査を行うものである。
【0011】
超音波検査の対象となる測定対象２は、例えば、所定の製造方法により製造された製品である。この測定対象２の品質の検査が行われる。ここで、検査が行われる測定対象２の所定の領域（範囲）を検査対象領域３と称する。この検査対象領域３は、測定対象２の内部に欠陥４の存在が推定される表面の領域（２次元的領域）である。例えば、製造時に測定対象２の内部に生じた空洞、亀裂、ひび割れなどの欠陥４の有無を調べる検査が行われる。さらに、欠陥４は、測定対象２の内部に混入した異物の場合もあり得る。
【0012】
超音波検査装置１は、送信用光源１０と受信用光源１１と干渉計測部１２と送信入射部１３と受信入射部１４と送信出射部１５と受信出射部１６と送信伝送部１７と受信伝送部１８と戻り光伝送部１９と制御用コンピュータ２０とを備える。
【0013】
送信用光源１０は、測定対象２に照射して超音波Ｕｉを発生させるための送信用レーザ光Ｌｔを発振する機器である。
【0014】
受信用光源１１は、測定対象２に照射して反射超音波Ｕｒｂ，Ｕｒｄ（図２）で計測を行うための受信用レーザ光Ｌｒを発振する機器である。
【0015】
送信用光源１０および受信用光源１１で用いるレーザの種類は、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザ、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、チタンサファイアレーザ、アレキサンドライトレーザ、ルビーレーザ、色素（ダイ）レーザ、エキシマレーザなどが挙げられる。もちろん、これ以外のレーザも考えられる。
【0016】
また、送信用光源１０および受信用光源１１で用いるレーザは、連続波またはパルス波のいずれかである。送信用光源１０および受信用光源１１のそれぞれを１台のみならず、２台以上で構成することもできる。例えば、送信用光源１０および受信用光源１１のそれぞれを複数台で構成する場合には、超音波Ｕｉ，Ｕｒｂ，Ｕｒｄを計測するために必要な他の機能も、必要に応じて、複数になる。
【0017】
干渉計測部１２は、受信用レーザ光Ｌｒを測定対象２に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する機器である。
【0018】
干渉計測部１２としては、例えば、マイケルソン干渉計、ホモダイン干渉計、ヘテロダイン干渉計、フィゾー干渉計、マッハツェンダー干渉計、ファブリー=ペロー干渉計、フォトリフラクティブ干渉計などが挙げられる。もちろん、これ以外のレーザ干渉計も考えられる。また、干渉計測以外の方法として、ナイフエッジ法も考えられる。いずれの干渉計も２台以上の複数台で使用する場合がある。
【0019】
送信用光源１０から出射された送信用レーザ光Ｌｔは、送信入射部１３に入射され、送信伝送部１７により送信出射部１５まで伝送される。送信用レーザ光Ｌｔは、この送信出射部１５から出射され、測定対象２に照射される。
【0020】
受信用光源１１から出射された受信用レーザ光Ｌｒは、受信入射部１４に入射され、受信伝送部１８により受信出射部１６まで伝送される。受信用レーザ光Ｌｒは、この受信出射部１６から出射され、測定対象２に照射される。
【0021】
また、測定対象２から反射する戻り光は、受信出射部１６で受光され、戻り光伝送部１９により干渉計測部１２まで伝送される。
【0022】
送信伝送部１７と受信伝送部１８と戻り光伝送部１９は、光ファイバ、レンズ、ミラー、プリズムなどの光を伝送する所定の光学機器で構成されている。
【0023】
なお、送信入射部１３と送信出射部１５には、必要に応じて、レーザ光Ｌｔ，Ｌｒのビームプロファイルを均一化することができる均一化部（図示略）が搭載されてもよい。さらに、送信入射部１３と送信出射部１５には、レーザ光Ｌｔ，Ｌｒのスポット径を制御するスポット径調整部（図示略）が搭載されてもよい。
【0024】
なお、均一化部（図示略）とスポット径調整部（図示略）は、光ファイバ、レンズ、ミラー、プリズムなどの光を伝送する所定の光学機器で構成されている。なお、スポット径調整部は、これらに加えて、レンズ間、または、測定対象２と光学系の距離を変化させるマイクロステージなどの微調整機構を組み合わせているものでもよい。
【0025】
また、スポット径調整部で調整されるレーザ光Ｌｔ，Ｌｒのスポット径は、円形、楕円形状、四角形のいずれでもよい。シリンドリカルレンズ、非球面レンズなどの所定のスポット形状を得るための光学機器が、対物レンズとして使用されてもよい。
【0026】
このスポット径調整部が、レーザ光Ｌｔ，Ｌｒを拡大するための拡大用光学機器となっている。このようにすれば、レーザ光Ｌｔ，Ｌｒを走査することなく、レンズまたはミラーなどの拡大用光学機器で、レーザ光Ｌｔ，Ｌｒを拡大してその照射領域を拡張することができる。この拡大用光学機器は、レーザ光Ｌｔ，Ｌｒの少なくともスポット径を調整する機構である。なお、拡大用光学機器は、平面視で、レーザ光Ｌｔ，Ｌｒの照射領域の形状を変える機構でもよい。
【0027】
また、均一化部は、マルチモードファイバを通すことで、レーザ光Ｌｔ，Ｌｒのプロファイルが結果的に均一になることが期待できる。また、必要に応じて、ホモジナイザが用いられてもよい。さらに、均一化部は、非球面レンズ、アレイレンズなどで構成してもよい。
【0028】
制御用コンピュータ２０は、送信用光源１０と受信用光源１１と干渉計測部１２と送信入射部１３と受信入射部１４と送信出射部１５と受信出射部１６とに接続されている。制御用コンピュータ２０は、これらの機器を制御する。
【0029】
次に、制御用コンピュータ２０のシステム構成を図３に示すブロック図を参照して説明する。なお、図３に示す制御用コンピュータ２０の構成は一例であり、各々の機能を別個の機器に分割してもよいし、統合してもよい。超音波検査装置１の操作は、基本的に制御用コンピュータ２０を用いて行うが、超音波検査装置１の各々の機器に個別に操作部を設けるようにし、個別に操作してもよい。
【0030】
制御用コンピュータ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などのハードウェア資源を有し、ＣＰＵが各種プログラムを実行することで、ソフトウェアによる情報処理がハードウェア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。さらに、本実施形態の超音波検査方法は、各種プログラムをコンピュータに実行させることで実現される。
【0031】
なお、制御用コンピュータ２０の各構成は、必ずしも１つのコンピュータに設ける必要はない。例えば、１つの制御用コンピュータ２０の構成が、ネットワークで互いに接続された複数のコンピュータで実現されてもよい。
【0032】
制御用コンピュータ２０は、入力部２１と出力部２２と通信部２３と記憶部２４と機器接続部２５と処理回路２６とを備える。
【0033】
入力部２１は、所定の情報の入力を行う。この入力部２１には、制御用コンピュータ２０を使用するユーザの操作に応じて所定の情報が入力される。この入力部２１には、マウスまたはキーボードなどの入力装置が含まれる。つまり、これら入力装置の操作に応じて所定の情報が入力部２１に入力される。
【0034】
出力部２２は、所定の情報の出力を行う。例えば、出力部２２は、ディスプレイである。つまり、制御用コンピュータ２０には、解析結果および評価結果の出力を行うディスプレイなどの画像の表示を行う装置が含まれる。なお、ディスプレイはコンピュータ本体と別体でもよいし、一体でもよい。
【0035】
なお、本実施形態では、画像の表示を行う装置としてディスプレイが例示されているが、その他の態様でもよい。例えば、紙媒体に情報を印字するプリンタがディスプレイの替りとして用いられてもよい。
【0036】
通信部２３は、インターネットなどの通信回線を介して他のコンピュータと通信を行う。なお、本実施形態では、制御用コンピュータ２０と他のコンピュータがインターネットを介して互いに接続されているが、その他の態様でもよい。例えば、制御用コンピュータ２０と他のコンピュータがＬＡＮ(Local Area Network)、ＷＡＮ（Wide Area Network）または携帯通信網を介して互いに接続されてもよい。
【0037】
記憶部２４は、超音波検査を行うときに必要な各種情報を記憶する。例えば、記憶部２４は、超音波検査時に処理回路２６が実行する各種プログラム、判定に必要な閾値、超音波検査で得られた評価結果などを記憶する。
【0038】
機器接続部２５は、超音波検査装置１が備える各種機器が接続される。例えば、この機器接続部２５には、送信用光源１０と受信用光源１１と干渉計測部１２と送信入射部１３と受信入射部１４と送信出射部１５と受信出射部１６とが接続される。制御用コンピュータ２０は、機器接続部２５を介して各種機器の制御および情報の送受信を行う。つまり、制御用コンピュータ２０は、超音波検査装置１の全体を制御する。なお、この機器接続部２５と各種機器との接続は、有線接続でもよいし、無線接続でもよい。
【0039】
本実施形態の処理回路２６は、例えば、ＣＰＵ、専用または汎用のプロセッサを備える回路である。このプロセッサは、記憶部２４に記憶した各種のプログラムを実行することにより各種の機能を実現する。また、処理回路２６は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウェアで構成してもよい。これらのハードウェアによっても各種の機能を実現することができる。また、処理回路２６は、プロセッサとプログラムによるソフトウェア処理と、ハードウェア処理とを組み合わせて、各種の機能を実現することもできる。
【0040】
また、処理回路２６は、照射領域制御部２７と解析部２８と評価部２９と警告制御部３０とを含む。これらは、メモリまたはＨＤＤに記憶されたプログラムがＣＰＵによって実行されることで実現される。
【0041】
照射領域制御部２７は、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒが照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方が、平面視で、測定対象２の検査対象領域３を含むように拡張する制御を行う。
【0042】
この照射領域制御部２７は、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒを照射する前に、ユーザの入力に基づいて、検査対象領域３の範囲を設定する。ここで、ユーザは、測定対象２の表面における任意の範囲を検査対象領域３として指定する。例えば、ユーザは、欠陥４が有ると品質が劣化する部分、強度が要求される部分などの範囲を検査対象領域３として指定する。そして、照射領域制御部２７は、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒの少なくとも一方のスポット径を検査対象領域３の範囲よりも大きくする制御を行う。なお、スポット径の大きさは、設定された検査対象領域３の範囲と同一でもよい。
【0043】
解析部２８は、干渉計測部１２で得られた超音波信号から反射超音波Ｕｒｂ，Ｕｒｄの強度および周波数を解析する。なお、この解析部２８の解析結果の一部または全部が出力部２２で出力されてもよい。
【0044】
この解析部２８は、干渉計測部１２で得られた超音波信号、戻り光の強度、測定対象２とレーザ光Ｌｔ，Ｌｒの照射位置との位置関係などの記録機能を有する。さらに、解析部２８は、超音波信号の強度抽出、周波数解析、フィルタリング、加算平均などの信号処理機能を有する。
【0045】
評価部２９は、解析部２８の解析結果から検査対象領域３の形状および大きさを評価する。なお、この評価部２９の評価結果の一部または全部が出力部２２で出力されてもよい。
【0046】
評価部２９は、解析部２８で得られた解析結果から、所定の基準に達したものを合格、達しないものを不合格として出力する機能を有する。なお、所定の基準は、超音波信号の強度をベースとし、その強度は、生信号だけでなく、フィルタリング、周波数解析といった信号処理で加工されたものも含まれる。
【0047】
警告制御部３０は、解析部２８の解析結果または評価部２９の評価結果に基づいて、検査対象領域３に異常があると判定された場合に、所定の警告を出力部２２で出力する制御を行う。
【0048】
出力部２２は、解析部２８および評価部２９で処理された結果の一部または全部を表示する機能を有する。この出力部２２を構成するものは、一般的なＰＣ用のディスプレイ、テレビの画面などでもよいが、必要に応じて、タッチパネルなどの入力機能を有するものでもよい。さらに、これらを複数台、または何種類かを組み合わせて出力部２２が構成されてもよい。また、必要に応じて、警告が可能であるアラーム機構を付加してもよい。この警告は、ディスプレイに画像として表示されるものでも良いし、ランプによる発光でも良いし、スピーカによる警告音の出力でもよい。例えば、出力部２２は、パトライト（登録商標）、サイレンなどのいずれか、または、これらを組み合わせたものでもよい。
【0049】
図１に示すように、第１実施形態では、送信用レーザ光Ｌｔの照射領域であるスポット径と、受信用レーザ光Ｌｒの照射領域であるスポット径の両方が、平面視で、検査対象領域３を含むように拡張されている。すなわち、内部に欠陥４の存在が推定される測定対象２の表面の範囲以上になるように、スポット径が拡張される。
【0050】
なお、送信用レーザ光Ｌｔのスポット径と受信用レーザ光Ｌｒのスポット径のいずれか一方が、欠陥４の存在が推定される測定対象２の表面の範囲よりも小さくてもよい。
【0051】
また、送信用レーザ光Ｌｔのスポット径と受信用レーザ光Ｌｒのスポット径のいずれか一方が拡張されるものでもよい。
【0052】
送信出射部１５から出射した送信用レーザ光Ｌｔは、測定対象２の表面に照射される。ここで、熱ひずみ、または、表層がアブレーションされることで生じる反力により、入射超音波Ｕｉが発生する。このとき、送信用レーザ光Ｌｔのスポット径は、送信入射部１３または送信出射部１５に搭載されたスポット径調整部（図示略）により、φ０．１ｍｍ程度から検査対象領域３以上までの範囲で調整される。
【0053】
このスポット径調整部は、レンズ、ミラーなどのいくつかの光学機器から成る。これら部品の間の距離、測定対象２との距離を変化させることで、スポット径が調整可能となる。また、シリンドリカルレンズ、非球面レンズを組み合わせることで、円形以外のスポットが形成できるため、必要に応じて、発生する入射超音波Ｕｉに任意の指向性を持たせることもできる。
【0054】
なお、送信入射部１３または送信出射部１５に均一化部（図示略）が搭載されている場合には、送信用レーザ光Ｌｔのスポット径全体でのエネルギー分布が均一となり、安定した入射超音波Ｕｉの送信が可能となる。
【0055】
ここで、入射超音波Ｕｉは、縦波、横波、表面波などの様々なモードが励起されるが、いずれのモードの波も入射超音波Ｕｉと総称する。この入射超音波Ｕｉは、送信用レーザ光Ｌｔが照射された一方の測定対象２の中を伝播し、欠陥４に到達する。ここで、測定対象２の内部を通って、送信用レーザ光Ｌｔが照射されていない裏面に向かって超音波が透過していく。この透過していく超音波を透過超音波Ｕｔとする。この透過超音波Ｕｔも、様々なモードが想定されるが、いずれのモードの波も透過超音波Ｕｔと総称する。
【0056】
図２に示すように、透過超音波Ｕｔは、測定対象２の内部を通過し、欠陥４の境界および測定対象２の裏面で超音波の反射が発生する。発生した反射波を反射超音波Ｕｒｄ，Ｕｒｂとする。この反射超音波Ｕｒｄ，Ｕｒｂも、様々なモードが想定されるが、いずれのモードの波も反射超音波Ｕｒｄ，Ｕｒｂと総称する。
【0057】
入射超音波Ｕｉ、透過超音波Ｕｔ、反射超音波Ｕｒｄ，Ｕｒｂは、伝播してきた経路を逆にたどり、最終的には、最初に送信用レーザ光Ｌｔが照射された測定対象２の表面に到達する。ここで、透過超音波Ｕｔおよび反射超音波Ｕｒｄ，Ｕｒｂのエネルギー総量は、透過した欠陥４の面積Ｊａ（図示略）に依存して変化する。すなわち、透過超音波Ｕｔおよび反射超音波Ｕｒｄ，Ｕｒｂは、欠陥４の面積Ｊａが大きければ強度が低下するが、小さければ十分な強度が得られる。また、それぞれ透過する周波数成分も変化することが想定される。よって、透過超音波Ｕｔまたは反射超音波Ｕｒｄ，Ｕｒｂを測定し、その強度を解析することで欠陥４の面積Ｊａが推定できる。さらに、欠陥４の形状を推定することができる。
【0058】
透過超音波Ｕｔおよび反射超音波Ｕｒｄ，Ｕｒｂの測定には、受信用光源１１と干渉計測部１２とが用いられる（図１）。例えば、受信出射部１６から出射した受信用レーザ光Ｌｒは、測定対象２の表面に照射される。このとき、受信用レーザ光Ｌｒのスポット径は、受信入射部１４または受信出射部１６に搭載されたスポット径調整部（図示略）により、φ０．１ｍｍ程度から検査対象領域３以上までの範囲で調整される。
【0059】
このスポット径調整部は、レンズ、ミラーなどのいくつかの光学機器から成る。これら部品の間の距離、測定対象２との距離を変化させることで、スポット径が調整可能となる。
【0060】
照射された受信用レーザ光Ｌｒは、測定対象２の表面で反射される。ここで、測定対象２の表面が、入射超音波Ｕｉ、透過超音波Ｕｔ、反射超音波Ｕｒｄ，Ｕｒｂの影響で振動していると、振幅変調、位相変調、反射角度の変化などの影響を受けた超音波信号の成分を含む戻り光となる。この戻り光は、再び受信出射部１６で集光され、戻り光伝送部１９を通り、干渉計測部１２に伝送される。
【0061】
戻り光は、干渉計測部１２で干渉計測され、反射超音波Ｕｒｄ，Ｕｒｂの波形に応じて、振幅が変化している電圧信号が得られる。この電圧信号は、制御用コンピュータ２０の解析部２８で超音波信号として記録される。また、解析部２８は、得られた超音波信号に、平均化処理、移動平均、フィルタリング、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）、ウェーブレット変換、その他の種類の信号処理を行うことも可能である。
【0062】
制御用コンピュータ２０の評価部２９は、欠陥４の面積Ｊａ（図示略）について、超音波信号の信号強度の評価を行う。ここで、評価部２９は、この信号強度が予め定められた基準強度を満たすか否かを判定し、その検査対象領域３が健全であるか否か評価する。
【0063】
制御用コンピュータ２０の警告制御部３０は、画面への表示、警告音の出力、発光などの態様により、予め定められた基準を満たさない評価結果が得られたことをユーザに知らせる機能を持つ。
【0064】
なお、制御用コンピュータ２０は、第１実施形態で述べたシステム構成の全部または一部を制御する機能を持つ。なお、制御用コンピュータ２０は、ＬＡＮなどを介して遠隔地から、各種機器を制御することが可能である。その際、出力部２２で出力される内容、例えば、警告の出力などは、遠隔地でユーザが参照することができる。
【0065】
次に、制御用コンピュータ２０が実行する超音波検査処理について図４のフローチャートを用いて説明する。なお、前述の図面を適宜参照する。以下のステップは、超音波検査処理に含まれる少なくとも一部であり、他のステップが超音波検査処理に含まれていてもよい。
【0066】
まず、ステップＳ１において、制御用コンピュータ２０（図１）は、送信用光源１０を制御し、送信用レーザ光Ｌｔの発振を開始する。ここで、照射領域制御部２７（図３）は、スポット径調整部（図示略）を制御し、送信用レーザ光Ｌｔのスポット径（照射領域）を、平面視で、測定対象２の検査対象領域３が含まれように拡張する。
【0067】
次のステップＳ２において、制御用コンピュータ２０（図１）は、受信用光源１１を制御し、受信用レーザ光Ｌｒの発振を開始する。ここで、照射領域制御部２７（図３）は、スポット径調整部（図示略）を制御し、受信用レーザ光Ｌｒのスポット径（照射領域）を、平面視で、測定対象２の検査対象領域３が含まれように拡張する。
【0068】
なお、照射領域制御部２７は、欠陥４が有ると予測（推定）される領域（範囲）よりも、送信用レーザ光Ｌｔおよび受信用レーザ光Ｌｒの照射領域が大きくなるように拡張する。なお、欠陥４が有る領域の全てが照射領域に含まれていなくてもよく、欠陥４が有る領域の少なくとも一部が照射領域に含まれていればよい。
【0069】
次のステップＳ３において、制御用コンピュータ２０（図１）は、干渉計測部１２を制御し、戻り光の受信を開始する。
【0070】
次のステップＳ４において、干渉計測部１２（図１）は、受信用レーザ光Ｌｒを測定対象２に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する。抽出された超音波信号は、制御用コンピュータ２０に送られる。
【0071】
次のステップＳ５において、制御用コンピュータ２０の解析部２８（図３）は、干渉計測部１２で得られた超音波信号から反射超音波Ｕｒｂ，Ｕｒｄの強度および周波数を解析する。
【0072】
次のステップＳ６において、制御用コンピュータ２０の評価部２９（図３）は、解析部２８の解析結果から欠陥４の形状および大きさを評価する。
【0073】
次のステップＳ７において、制御用コンピュータ２０の出力部２２（図３）は、解析部２８の解析結果または評価部２９の評価結果の少なくとも一方を出力する。例えば、ディスプレイが、これらの結果を表示する。
【0074】
なお、解析部２８および評価部２９にそれぞれの結果の一部または全部が、ディスプレイで表示されるが、これらの表示の有無を適宜切り替えてもよい。また、評価に用いる強度条件、照射しているレーザ光Ｌｔ，Ｌｒの出力およびスポット径などの情報もディスプレイに表示可能である。
【0075】
次のステップＳ８において、制御用コンピュータ２０の警告制御部３０（図３）は、解析部２８の解析結果または評価部２９の評価結果に基づいて、検査対象領域３に異常があるか否かを判定する。つまり、検査対象領域３に欠陥４があるか否かを判定する。ここで、検査対象領域３に異常がない場合（ステップＳ８でＮＯの場合）は、制御用コンピュータ２０は、超音波検査処理を終了する。一方、検査対象領域３に異常がある場合（ステップＳ８でＹＥＳの場合）は、ステップＳ９に進む。
【0076】
ステップＳ９において、警告制御部３０は、所定の警告を出力部２２で出力する制御を行う。そして、制御用コンピュータ２０は、超音波検査処理を終了する。
【0077】
なお、本実施形態のフローチャートにおいて、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わってもよい。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されてもよい。
【0078】
第１実施形態では、レーザ光Ｌｔ，Ｌｒの照射領域を拡大することで、測定精度と速度を両立させて製品の品質を保証することができる。
【0079】
次に、変形例１について図５を用いて説明する。なお、前述の図面を適宜参照し、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0080】
変形例１では、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒの一方の照射領域が、拡張されていない点状を成す照射スポットＰであり、超音波検査装置１は、この照射スポットＰを移動させるための走査部４０を備える。
【0081】
例えば、図５に示すように、走査部４０が受信出射部１６に設けられている。受信用レーザ光Ｌｒが受信出射部１６から出射され、測定対象２に照射された部分が照射スポットＰである。照射スポットＰの照射位置が走査部４０により移動される。この変形例１では、検査対象領域３の範囲に、照射スポットＰが照射される。
【0082】
より詳しく説明すると、送信用レーザ光Ｌｔのスポット径が、検査対象領域３以上になるように、送信用レーザ光Ｌｔが測定対象２に照射される。ここで、受信用レーザ光Ｌｒは、φ０．１ｍｍ程度の照射スポットＰとして、測定対象２に照射される。そして、走査部４０により、受信用レーザ光Ｌｒの照射スポットＰが、２次元格子状に順次照射される。
【0083】
走査部４０は、ガルバノスキャナのような光学ミラーを機械的に角度調整する方法で、照射スポットＰを走査することを想定している。また、走査部４０は、駆動ステージを組み合わせたものでもよい。
【0084】
なお、受信用レーザ光Ｌｒを拡張して照射し、送信用レーザ光Ｌｔを点状（照射スポットＰ）にして、走査部４０により走査することも可能である。
【0085】
また、変形例１の場合、受信用レーザ光Ｌｒのそれぞれの照射スポットＰで得られる超音波信号から、欠陥４（図１）の径、幅などのサイズ（面積）を求めることができる。さらに、このサイズに対して、予め、合格となる基準強度を定めておき、合否判定を行うことも可能である。また、これらの合否結果は、履歴として表示、記録、呼び出しが可能である。
【0086】
変形例１では、走査部４０により照射スポットＰを移動させながら、測定対象２の様々な部分にレーザ光Ｌｔ，Ｌｒが照射されるため、欠陥４の形状などの情報の取得が可能になる。
【0087】
次に、変形例２について図６を用いて説明する。なお、前述の図面を適宜参照し、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0088】
変形例２では、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒが、欠陥４を挟んで対向する位置に照射される。
【0089】
図６に示すように、送信出射部１５と受信出射部１６とが、測定対象２を挟んで対向する位置に設けられる。そして、送信出射部１５から送信用レーザ光Ｌｔが、測定対象２の一方の面（表面）に照射される。さらに、受信出射部１６から受信用レーザ光Ｌｒが、測定対象２の他方の面（裏面）に照射される。これにより、透過超音波Ｕｔのみを測定することができる。
【0090】
変形例２では、欠陥４を通過した透過超音波Ｕｔのみにより、欠陥４の大きさを評価できるため、測定精度と測定速度を向上させることができる。
【0091】
【0092】
前述の説明では、製造後の製品中の欠陥４の検査を行うことが例示されているが、その他の態様でもよい。例えば、製造工程の直後の検査、または、製造中の検査にも欠陥４の検査を行うことができる。
【0093】
変形例３では、鍛造の製造工程直後に検査を行う例が示される。この鍛造で製造した部品の特定の部分の健全性を評価することが想定される。図７に示すように、測定対象２となる材料を熱した状態で２つの金型５の間に挟み込んで鍛造が行われる。
【0094】
図８に示すように、鍛造の製造工程直後に、送信出射部１５と受信出射部１６とが、測定対象２の近傍に設けられる。そして、送信出射部１５から送信用レーザ光Ｌｔが、測定対象２の一方の面（表面）に照射される。さらに、受信出射部１６から受信用レーザ光Ｌｒが、測定対象２の同じ面に照射される。ここで、検査対象領域３は、例えば、鍛造により測定対象２の表面に生じた凸部であるとする。この凸部は、欠陥４が有ると品質が劣化する部分、強度が要求される部分などである。測定対象２において、この部分の内部に欠陥４の有無を評価することができる。
【0095】
鍛造は、レーザ超音波法の特長を活かすことを考えると、熱間工程後の、冷却前の製品に適用する利点が大きいと考えられる。なお、熱間工程でも、冷間工程でも、いずれの場合でも適用することができる。また、ここでは、鍛造での製品について示したが、鋳造、その他、圧延工程後の鋼板の検査に適用することなども考えられる。
【0096】
次に、変形例４について図９を用いて説明する。なお、前述の図面を適宜参照し、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0097】
変形例４では、図９は、肉盛りまたは積層造形などの層構造を積み上げることで形成する製品の製造中検査の例を示している。例えば、積層造形では、所定の厚みの層６が、１つ形成される毎に、超音波検査装置１（図１）で検査が行われる。
【0098】
測定対象２の積層造形中に、所定の部分の検査を行うことによって、製造中に欠陥４が発生した場合に、その時点で欠陥４を検出し、製造プロセスにフィードバックすることができる。例えば、欠陥４が生じた層６を削り取って再びその層６を形成することができる。このようにすれば、製造が全て終わった後に行う検査時において、欠陥４を検出する場合と比較して、不要な後戻り工程を低減することができる。
【0099】
なお、超音波検査装置１は、前述の形態以外にも、切削後の製品の検査、稼働中の装置の特定の部品の検査など、幅広く応用が可能である。
【0100】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図１０を用いて説明する。なお、前述の図面を適宜参照し、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
次に、第２実施形態について図１０を用いて説明する。なお、前述の図面を適宜参照し、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0101】
第２実施形態の超音波検査装置１Ａは、前述の第１実施形態の構成に加えて、表面読取部５０を備える。この表面読取部５０は、制御用コンピュータ２０に接続されている。
【0102】
表面読取部５０は、測定対象２に送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒを照射する前に、測定対象２の表面の形状を読み取る機器である。例えば、表面読取部５０は、溶接により測定対象２の表面に生じた凹凸を成す部分の範囲などの検査対象領域３として設定され得る範囲を読み取る機器である。
【0103】
また、第２実施形態の制御用コンピュータ２０の照射領域制御部２７（図３）は、表面読取部５０で読み取られた測定対象２の表面の形状に基づいて、検査対象領域３の範囲を設定する。この照射領域制御部２７は、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒの少なくとも一方のスポット径を、表面読取部５０で読み取られた検査対象領域３の範囲よりも大きくする制御を行う。このようにすれば、測定対象２の表面の任意の形状を、検査対象領域３の範囲を推定する基準とすることができる。そして、この基準に基づいて、検査対象領域３を含むように、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒのスポット径を拡大することができる。
【0104】
ここで、表面読取部５０は、カメラ、ステレオカメラ、パタン型レーザなどの機器で構成される。なお、これら機器を複数台または組み合せて表面読取部５０が構成されてもよい。このとき、送信用レーザ光Ｌｔまたは受信用レーザ光Ｌｒが、迷光として入り込まないように、シャッタなどが表面読取部５０に設けられてもよい。
【0105】
表面読取部５０より測定対象２の表面を読み取るステップは、基本的に、前述のフローチャート（図４）のステップＳ１の前に設けるようにするが、場合によっては、ステップＳ１の後ろ、または、ステップＳ１と同時に実行するものでもよい。
【0106】
表面読取部５０により、測定対象２の表面の検査対象領域３のサイズ（面積）が推定される。その推定方法は、表面読取部５０で得られたカメラの画像から、パタン抽出による閾値処理をするものでもよいし、ステレオカメラとレーザパタンと組み合わせた３次元形状計測などでもよい。
【0107】
表面読取部５０で得られた測定対象２の表面の読取結果は、制御用コンピュータ２０の評価部２９（図３）に送られる。この読取結果により、検査対象領域３のサイズ（面積）が、製造上規定の範囲であれば１次合格とし、それより大きい場合、または、小さい場合は、１次不合格とし、その判定結果をディスプレイ（出力部２２）などに表示する。また、検査対象領域３のサイズだけでなく、表面の凹凸の度合いまで測定できる場合は、その値もディスプレイに表示してもよいし、基準となる表面粗さを設けている場合には、その基準が合否判定に用いられてもよい。
【0108】
第２実施形態では、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒを照射するときに、測定対象２の表面の状態に応じた照射を行うことができる。また、検査対象領域３が有る範囲を予測できるようになり、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒが照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方を、検査対象領域３を含むように拡張することができる。
【0109】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図１１を用いて説明する。なお、前述の図面を適宜参照し、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
次に、第３実施形態について図１１を用いて説明する。なお、前述の図面を適宜参照し、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0110】
第３実施形態の超音波検査装置１Ｂは、前述の第１実施形態の構成に加えて、表面改質部６０と酸化抑制部６１とを備える。これら表面改質部６０と酸化抑制部６１は、制御用コンピュータ２０に接続されている。なお、超音波検査装置１Ｂは、表面改質部６０と酸化抑制部６１のいずれか一方を備える構成でもよい。
【0111】
表面改質部６０は、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒが照射される測定対象２の表面を均質化する機器である。
【0112】
例えば、表面改質部６０は、測定対象２の表面を研削するためのグラインダ、ワイヤブラシなどの切削機構の場合がある。また、表面改質部６０は、所定の媒体６２を用いて非接触で測定対象２の表面を加工できるレーザ、サンドブラスト、ドライアイスブラストといったショットブラスト系の加工機構の場合ある。また、表面改質部６０は、測定対象２の表面に、耐高温用のインク、塗装、または、薄膜金属などを塗布する機構の場合がある。
【0113】
ここで、測定対象２の表面に塗布する材料は、他の研削装置の研削に耐えられ、かつ高温に耐えられ、送信用レーザ光Ｌｔによりアブレーションする材料、または、受信用レーザ光Ｌｒの波長に対して反射率の高い塗布材でもよい。なお、この塗布材は、表面改質部６０で塗布されるだけでなく、検査前または検査中に検査員が塗布するものでもよい。
【0114】
表面改質部６０による測定対象２の表面の改質は、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒの照射領域の少なくとも一方で行われればよい。ここで、測定対象２の表面の改質は、超音波送受信の前段階で行う必要がある。
【0115】
酸化抑制部６１は、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒが照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方を不活性ガス６３の雰囲気で覆い、測定対象２の表面の酸化を抑制する機器である。
【0116】
例えば、酸化抑制部６１は、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒを照射する面に、不活性ガス６３を吹き付ける機構である。この吹き付けた不活性ガス６３を効率的に充填するために、簡易的なチャンバ内に測定対象２が設けられてもよい。
【0117】
ここで、使用する不活性ガス６３は、一般的に使われるヘリウム、ネオン、アルゴンといった希ガス類、または、窒素などでよく、その他の化学的に安定なガスであればいずれでもよい。
【0118】
なお、図１１では、測定対象２の一方に照射する形態を例示しているが、表面改質部６０および酸化抑制部６１が測定対象２を挟み込む両面にも配置されてもよい。このようにすれば、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒとが、それぞれ測定対象２の表裏面の双方に照射される態様にも対応できるようになる。
【0119】
第３実施形態では、表面改質部６０が設けられていることで、測定対象２の表面が個体差によらず一定になる。このため、測定対象２の表面の超音波Ｕｉの励起および戻り光の反射が一定の条件で行われるようになり、超音波Ｕｉの送受信効率を向上させることができる。
【0120】
また、超音波Ｕｉ，Ｕｒｂ，Ｕｒｄの送信側、受信側ともに表面の粗さ、色によって、超音波Ｕｉ，Ｕｒｂ，Ｕｒｄの送受信効率が異なることが分かっている。第３実施形態では、表面改質部６０が設けられていることで、測定対象２の表面の色または荒れ具合を一定に保つことで、超音波Ｕｉ，Ｕｒｂ，Ｕｒｄの送受信効率に影響する、測定対象２の個体差を無くすことができる。これにより、測定対象２の個体差によらない安定した計測が可能となる。
【0121】
また、酸化抑制部６１が設けられていることで、測定対象２の表面の酸化を抑制し、この表面変色または変形を防止することができ、安定して測定を行うことができる。
【0122】
また、レーザ光Ｌｔ，Ｌｒが照射される面に不活性ガス６３が吹き付けられることで、レーザ光Ｌｔ，Ｌｒによる加熱で測定対象２の表面が一瞬高温になったときに、空気中の酸素で酸化されて変色したり変形したりすることを防止することができる。
【0123】
以上、本発明が第１実施形態（変形例１～４）から第３実施形態に基づいて説明されているが、いずれかの実施形態において適用された構成が他の実施形態に適用されてもよいし、各実施形態において適用された構成が組み合わされてもよい。
【0124】
前述の制御用コンピュータ２０は、制御デバイスと記憶デバイスと出力デバイスと入力デバイスと通信インターフェースとを備える。ここで、制御デバイスは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、専用のチップなどの高集積化させたプロセッサを含む。記憶デバイスは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などを含む。出力デバイスは、ディスプレイパネル、ヘッドマウントディスプレイ、プロジェクタ、プリンタなどを含む。入力デバイスは、マウス、キーボード、タッチパネルなどを含む。この制御用コンピュータ２０は、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。
【0125】
なお、この制御用コンピュータ２０で実行されるプログラムは、ＲＯＭなどに予め組み込んで提供される。追加的または代替的に、このプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルとして、コンピュータで読み取り可能な非一時的な記憶媒体に記憶されて提供される。この記憶媒体は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）などを含む。
【0126】
また、この制御用コンピュータ２０で実行されるプログラムは、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータに格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせて提供するようにしてもよい。また、この制御用コンピュータ２０は、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワークまたは専用回線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。
【0127】
なお、前述の超音波検査装置１は、溶接部の検査を行うものでもよい。例えば、超音波検査装置１は、スポット溶接、ガス溶接、アーク溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶接、摩擦攪拌溶接などの溶接の検査にも用いることができる。
【0128】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、送信用レーザ光Ｌｔと受信用レーザ光Ｌｒが照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方が、検査対象領域３を含むように拡張されている。このため、測定対象２の品質保証のための超音波検査の測定精度と測定速度を向上させることができる。
【0129】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態またはその変形は、発明の範囲と要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0130】
１，１Ａ，１Ｂ…超音波検査装置、２…測定対象、３…検査対象領域、４…欠陥、５…金型、６…層、１０…送信用光源、１１…受信用光源、１２…干渉計測部、１３…送信入射部、１４…受信入射部、１５…送信出射部、１６…受信出射部、１７…送信伝送部、１８…受信伝送部、１９…戻り光伝送部、２０…制御用コンピュータ、２１…入力部、２２…出力部、２３…通信部、２４…記憶部、２５…機器接続部、２６…処理回路、２７…照射領域制御部、２８…解析部、２９…評価部、３０…警告制御部、４０…走査部、５０…表面読取部、６０…表面改質部、６１…酸化抑制部、６２…媒体、６３…不活性ガス。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【手続補正書】
【提出日】2024-02-09
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を照射する前に、前記測定対象の表面の形状を読み取る表面読取部と、
前記表面読取部で読み取られた前記測定対象の表面の形状に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張する、
超音波検査装置。
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を照射する前に、前記測定対象の表面の形状を読み取る表面読取部と、
前記表面読取部で読み取られた前記測定対象の表面の形状に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張する、
超音波検査装置。
【請求項2】
検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の一方の照射領域が、拡張されていない照射スポットであり、前記照射スポットを移動させるための走査部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の他方のスポット径を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張する、
超音波検査装置。
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の一方の照射領域が、拡張されていない照射スポットであり、前記照射スポットを移動させるための走査部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の他方のスポット径を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張する、
超音波検査装置。
【請求項3】
検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射される前記測定対象の表面を均質化する表面改質部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張する、
超音波検査装置。
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射される前記測定対象の表面を均質化する表面改質部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張する、
超音波検査装置。
【請求項4】
検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方を不活性ガスの雰囲気で覆い、前記測定対象の表面の酸化を抑制する酸化抑制部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張する、
超音波検査装置。
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方を不活性ガスの雰囲気で覆い、前記測定対象の表面の酸化を抑制する酸化抑制部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張する、
超音波検査装置。
【請求項5】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を出射するそれぞれの出射部の少なくとも一方に、前記送信用レーザ光または前記受信用レーザ光を拡大するための拡大用光学機器が設けられている、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項6】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が、前記検査対象領域を挟んで対向する位置に照射される、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項7】
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を照射する前に、ユーザの入力に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定する、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項8】
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の少なくとも一方のスポット径を前記検査対象領域の範囲よりも大きくする、
請求項７に記載の超音波検査装置。
請求項７に記載の超音波検査装置。
【請求項9】
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の少なくとも一方のスポット径を前記検査対象領域の範囲よりも大きくする、
請求項１に記載の超音波検査装置。
請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項10】
送信用レーザ光と受信用レーザ光を照射する前に、表面読取部が、検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象の表面の形状を読み取るステップと、
照射領域制御部が、前記表面読取部で読み取られた前記測定対象の表面の形状に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定するステップと、
前記測定対象に照射して超音波を発生させるための前記送信用レーザ光を送信用光源が発振するステップと、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための前記受信用レーザ光を受信用光源が発振するステップと、
干渉計測部が、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出するステップと、
評価部が、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価するステップと、
を含み、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張する、
超音波検査方法。
照射領域制御部が、前記表面読取部で読み取られた前記測定対象の表面の形状に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定するステップと、
前記測定対象に照射して超音波を発生させるための前記送信用レーザ光を送信用光源が発振するステップと、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための前記受信用レーザ光を受信用光源が発振するステップと、
干渉計測部が、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出するステップと、
評価部が、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価するステップと、
を含み、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張する、
超音波検査方法。
【請求項11】
照射領域制御部が、検査の対象となる検査対象領域の範囲を設定するステップと、
前記検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を送信用光源が発振するステップと、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を受信用光源が発振するステップと、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の一方の照射領域が、拡張されていない照射スポットであり、走査部が、前記照射スポットを移動させるステップと、
干渉計測部が、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出するステップと、
評価部が、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価するステップと、
を含み、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の他方のスポット径を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張する、
超音波検査方法。
前記検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を送信用光源が発振するステップと、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を受信用光源が発振するステップと、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の一方の照射領域が、拡張されていない照射スポットであり、走査部が、前記照射スポットを移動させるステップと、
干渉計測部が、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出するステップと、
評価部が、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価するステップと、
を含み、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の他方のスポット径を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張する、
超音波検査方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本発明の実施形態に係る超音波検査装置は、検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を照射する前に、前記測定対象の表面の形状を読み取る表面読取部と、前記表面読取部で読み取られた前記測定対象の表面の形状に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、を備え、前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0045】
評価部２９は、解析部２８の解析結果から検査対象領域３の欠陥４の形状および大きさを評価する。なお、この評価部２９の評価結果の一部または全部が出力部２２で出力されてもよい。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0062】
制御用コンピュータ２０の評価部２９は、欠陥４の面積Ｊａ（図示略）について、超音波信号の信号強度の評価を行う。ここで、評価部２９は、この信号強度が予め定められた基準強度を満たすか否かを判定し、その検査対象領域３が健全であるか否かを評価する。
【手続補正書】
【提出日】2024-03-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を照射する前に、前記測定対象の表面の形状を読み取る表面読取部と、
前記表面読取部で読み取られた前記測定対象の表面の形状に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張し、かつ、前記検査対象領域の全域がこの少なくとも一方のスポット径内に存在するように制御する、
超音波検査装置。
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を照射する前に、前記測定対象の表面の形状を読み取る表面読取部と、
前記表面読取部で読み取られた前記測定対象の表面の形状に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張し、かつ、前記検査対象領域の全域がこの少なくとも一方のスポット径内に存在するように制御する、
超音波検査装置。
【請求項2】
検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の一方の照射領域が、拡張されていない照射スポットであり、前記照射スポットを移動させるための走査部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の他方のスポット径を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張し、かつ、前記検査対象領域の全域がこの他方のスポット径内に存在するように制御する、
超音波検査装置。
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の一方の照射領域が、拡張されていない照射スポットであり、前記照射スポットを移動させるための走査部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の他方のスポット径を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張し、かつ、前記検査対象領域の全域がこの他方のスポット径内に存在するように制御する、
超音波検査装置。
【請求項3】
検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射される前記測定対象の表面を均質化する表面改質部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張し、かつ、前記検査対象領域の全域がこの少なくとも一方のスポット径内に存在するように制御する、
超音波検査装置。
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射される前記測定対象の表面を均質化する表面改質部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張し、かつ、前記検査対象領域の全域がこの少なくとも一方のスポット径内に存在するように制御する、
超音波検査装置。
【請求項4】
検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方を不活性ガスの雰囲気で覆い、前記測定対象の表面の酸化を抑制する酸化抑制部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張し、かつ、前記検査対象領域の全域がこの少なくとも一方のスポット径内に存在するように制御する、
超音波検査装置。
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、
前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方を不活性ガスの雰囲気で覆い、前記測定対象の表面の酸化を抑制する酸化抑制部と、
を備え、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張し、かつ、前記検査対象領域の全域がこの少なくとも一方のスポット径内に存在するように制御する、
超音波検査装置。
【請求項5】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を出射するそれぞれの出射部の少なくとも一方に、前記送信用レーザ光または前記受信用レーザ光を拡大するための拡大用光学機器が設けられている、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項6】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が、前記検査対象領域を挟んで対向する位置に照射される、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項7】
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を照射する前に、ユーザの入力に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定する、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項8】
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の少なくとも一方のスポット径を前記検査対象領域の範囲よりも大きくする、
請求項７に記載の超音波検査装置。
請求項７に記載の超音波検査装置。
【請求項9】
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の少なくとも一方のスポット径を前記検査対象領域の範囲よりも大きくする、
請求項１に記載の超音波検査装置。
請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項10】
送信用レーザ光と受信用レーザ光を照射する前に、表面読取部が、検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象の表面の形状を読み取るステップと、
照射領域制御部が、前記表面読取部で読み取られた前記測定対象の表面の形状に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定するステップと、
前記測定対象に照射して超音波を発生させるための前記送信用レーザ光を送信用光源が発振するステップと、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための前記受信用レーザ光を受信用光源が発振するステップと、
干渉計測部が、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出するステップと、
評価部が、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価するステップと、
を含み、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張し、かつ、前記検査対象領域の全域がこの少なくとも一方のスポット径内に存在するように制御する、
超音波検査方法。
照射領域制御部が、前記表面読取部で読み取られた前記測定対象の表面の形状に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定するステップと、
前記測定対象に照射して超音波を発生させるための前記送信用レーザ光を送信用光源が発振するステップと、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための前記受信用レーザ光を受信用光源が発振するステップと、
干渉計測部が、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出するステップと、
評価部が、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価するステップと、
を含み、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張し、かつ、前記検査対象領域の全域がこの少なくとも一方のスポット径内に存在するように制御する、
超音波検査方法。
【請求項11】
照射領域制御部が、検査の対象となる検査対象領域の範囲を設定するステップと、
前記検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を送信用光源が発振するステップと、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を受信用光源が発振するステップと、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の一方の照射領域が、拡張されていない照射スポットであり、走査部が、前記照射スポットを移動させるステップと、
干渉計測部が、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出するステップと、
評価部が、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価するステップと、
を含み、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の他方のスポット径を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張し、かつ、前記検査対象領域の全域がこの他方のスポット径内に存在するように制御する、
超音波検査方法。
前記検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を送信用光源が発振するステップと、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を受信用光源が発振するステップと、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の一方の照射領域が、拡張されていない照射スポットであり、走査部が、前記照射スポットを移動させるステップと、
干渉計測部が、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出するステップと、
評価部が、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価するステップと、
を含み、
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の他方のスポット径を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張し、かつ、前記検査対象領域の全域がこの他方のスポット径内に存在するように制御する、
超音波検査方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本発明の実施形態に係る超音波検査装置は、検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の範囲に存在する欠陥の少なくとも大きさを評価する評価部と、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を照射する前に、前記測定対象の表面の形状を読み取る表面読取部と、前記表面読取部で読み取られた前記測定対象の表面の形状に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、を備え、前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光のそれぞれのスポット径の少なくとも一方を、前記欠陥が有ると予測される前記検査対象領域の範囲よりも拡張し、かつ、前記検査対象領域の全域がこの少なくとも一方のスポット径内に存在するように制御する。