特許 7124958 欠陥検査装置および欠陥検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-16

(45)【発行日】2022-08-24

(54)【発明の名称】欠陥検査装置および欠陥検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/06 20060101AFI20220817BHJP

【ＦＩ】

G01N29/06

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021514724

(86)(22)【出願日】2019-04-17

(86)【国際出願番号】 JP2019016519

(87)【国際公開番号】W WO2020213101

(87)【国際公開日】2020-10-22

【審査請求日】2021-06-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】吉田 康紀

(72)【発明者】

【氏名】畠堀 貴秀

(72)【発明者】

【氏名】田窪 健二

【審査官】越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／２２１３２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２４１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６９２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１９３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第６７１７６８１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２９／００ － Ｇ０１Ｎ ２９／５２

Ｇ０１Ｂ １１／００ － Ｇ０１Ｂ １１／３０

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ａ６１Ｂ ８／００ － Ａ６１Ｂ ８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象に弾性波を励起する励振部と、
前記検査対象にレーザ光を照射するレーザ照明と、
前記励振部により励振された前記検査対象の互いに異なる位置で反射されたレーザ光を干渉させる干渉部と、
干渉されたレーザ光による像を取得する撮像部と、
前記撮像部により取得した複数の静止画像に基づいて振動状態を取得し、前記検査対象の弾性波の伝播に関する動画像を生成する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記撮像部による撮像結果に基づいて、振動状態が正しく取得されなかった測定不良領域を特定するとともに、前記動画像において、前記測定不良領域を、振動状態が正しく取得された測定良好領域と識別可能に表示する制御を行うように構成されており、
前記制御部は、前記撮像部によって取得される干渉されたレーザ光の光量が、前記制御部によって振動状態を正しく取得できないほど不足または過大となっている領域を、前記測定不良領域として特定する制御を行うように構成されている、欠陥検査装置。

【請求項2】

前記制御部は、複数の前記静止画像の各々における輝度値が第１閾値よりも小さい領域、または、複数の前記静止画像の各々における輝度値が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい領域を、前記測定不良領域として特定する制御を行うように構成されている、請求項１に記載の欠陥検査装置。

【請求項3】

前記制御部は、複数の前記静止画像に基づいて、複数の前記静止画像の各画素における平均輝度に対する輝度変化率が低下しているか否かを判別し、前記輝度変化率が低下している領域を、前記測定不良領域として特定する制御を行うように構成されている、請求項１に記載の欠陥検査装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記輝度変化率が所定の閾値よりも小さい領域を、前記測定不良領域として特定する制御を行うように構成されている、請求項３に記載の欠陥検査装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記輝度変化率が低下している領域の大きさに基づいて、前記測定不良領域と前記測定良好領域とを判別する制御を行うように構成されている、請求項３に記載の欠陥検査装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記輝度変化率が低下している領域の大きさが、所定の大きさよりも大きい場合に、前記測定不良領域として特定する制御を行うように構成されている、請求項５に記載の欠陥検査装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記測定不良領域を、前記測定良好領域とは異なる色によって表示することにより、前記測定不良領域と前記測定良好領域とを識別可能に表示するように構成されている、請求項１に記載の欠陥検査装置。

【請求項8】

前記制御部は、撮像領域全体に対する前記測定不良領域の割合が所定値を超えた場合、測定自体が成立していないことを表示する制御をおこなうように構成されている、請求項１に記載の欠陥検査装置。

【請求項9】

検査対象に弾性波を励起し、
前記検査対象にレーザ光を照射し、
励振された前記検査対象の互いに異なる位置で反射されたレーザ光を干渉させ、
干渉されたレーザ光による像を取得し、
撮像した静止画像に基づいて振動状態を取得し、前記検査対象の弾性波の伝播に関する動画像を生成し、
撮像結果に基づいて、振動状態が正しく取得されなかった測定不良領域を特定し、
前記動画像において、前記測定不良領域を、振動状態が正しく取得された測定良好領域と識別可能に表示する制御を行い、
前記測定不良領域を特定する際に、干渉されたレーザ光の光量が、振動状態を正しく取得できないほど不足または過大となっている領域を、前記測定不良領域として特定する制御を行う、欠陥検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、欠陥検査装置および欠陥検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、欠陥検査装置が知られている。欠陥検査装置は、たとえば、特開２０１７－２１９３１８号公報に開示されている。

【0003】

上記特開２０１７－２１９３１８号公報には、測定対象（検査対象）に弾性波を励起する励振部と、測定対象（検査対象）の表面の測定領域にストロボ照明の照射を行う照明部と、変位測定部と、を備える欠陥検査装置が開示されている。変位測定部は、弾性波の位相とストロボ照明のタイミングとを制御することにより、弾性波の互いに異なる少なくとも３つの位相において測定領域各点の前後方向の変位を一括測定するように構成されている。また、上記特開２０１７－２１９３１８号公報には、欠陥検査装置が、弾性波の各位相においてスペックル・シェアリング干渉法を用いて測定領域各点の前後方向の変位を一括測定する構成や、測定領域各点の振動状態（振幅および位相）に基づいて、振動による変位の相違を画像の明暗の相違で表した画像を作成し、作成された画像を検査者が目視で確認することにより、振動状態の不連続部を欠陥として検出する構成が開示されている。ここで、スペックル・シェアリング干渉法とは、レーザ光を照射し、測定領域の互いに異なる２点で反射された光を干渉させ、その干渉光の位相を求めることで２点間の相対的変位を検出する方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－２１９３１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特開２０１７－２１９３１８号公報に記載されている欠陥検査装置では、測定対象（検査対象）に弾性波を励起し、ストロボ照明を照射し、弾性波の各位相において測定領域内の異なる２点で反射された光を干渉させ、その干渉光による像を静止画像として取得する。ここで、干渉するレーザ光の片方の位相をシフトさせながら、干渉光による像を複数の静止画像として取得し、複数の静止画像の輝度変化から干渉光の位相を算出し、この干渉光の位相から２点間の相対的変位を取得する。測定領域各点で前記処理を行うことで、測定領域の振動状態（振幅および位相）を取得している。この一連の工程において、干渉光の光量が不足または過大となる事で複数の静止画像における輝度変化が捉えられない場合や、前記弾性波による振動ではない外乱振動によって静止画像の取得中に測定対象が動いている場合は、干渉光の位相を正しく算出できず、測定領域内で振動状態(振幅および位相)を正しく取得できない領域が生じる場合がある。

【0006】

上記特開２０１７－２１９３１８号公報に記載されている欠陥検査装置が作成する画像は、振動による変位の相違を画像の明暗の相違で表した画像である。この画像においては、測定対象（検査対象）の測定領域各点の振動状態（振幅および位相）を観察することができるものの、測定対象（検査対象）の各測定領域に対して振動状態が正しく取得されているかを一見して把握することが困難である。測定対象（検査対象）の各測定領域に対して振動状態が正しく取得されていない場合には、欠陥部分と正常部分とを誤判定する事につながる。そこで、測定対象（検査対象）の各測定領域に対して振動状態が正しく取得されているかを容易に把握することが可能な欠陥検査装置が望まれている。

【0007】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、検査対象の各測定領域に対して振動状態が正しく取得されているかを容易に把握することが可能な欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における欠陥検査装置は、検査対象に弾性波を励起する励振部と、検査対象にレーザ光を照射するレーザ照明と、励振部により励振された検査対象の互いに異なる位置で反射されたレーザ光を干渉させる干渉部と、干渉されたレーザ光による像を取得する撮像部と、撮像部により取得した複数の静止画像に基づいて振動状態を取得し、検査対象の弾性波の伝播に関する動画像を生成する制御部と、を備え、制御部は、撮像部による撮像結果に基づいて、振動状態が正しく取得されなかった測定不良領域を特定するとともに、上記動画像において、測定不良領域を、振動状態が正しく取得された測定良好領域と識別可能に表示する制御を行うように構成されており、制御部は、撮像部によって取得される干渉されたレーザ光の光量が、制御部によって振動状態を正しく取得できないほど不足または過大となっている領域を、測定不良領域として特定する制御を行うように構成されている。

【0009】

この発明の第１の局面による欠陥検査装置では、上記のように、動画像において、測定不良領域を、振動状態が正しく取得された測定良好領域と識別可能に表示する制御を行う制御部を設け、制御部は、撮像部によって取得される干渉されたレーザ光の光量が、制御部によって振動状態を正しく取得できないほど不足または過大となっている領域を、測定不良領域として特定する制御を行うように構成されている。これにより、ユーザは、測定不良領域と測定良好領域とが識別可能に表示された動画像を確認することが可能となるので、上記動画像において測定不良領域と測定良好領域とを容易に識別して把握することができる。その結果、検査対象の各測定領域に対して振動状態が正しく取得されているかを容易に把握することができる。また、撮像結果に基づいて、測定不良領域を容易に特定することができる。これにより、測定不良領域と測定良好領域とを識別することができるので、弾性波の伝播が観測されない測定不良領域を欠陥部分として誤認することを抑制することができる。また、ユーザは、測定不良領域の大きさなどに応じて、測定をやり直すか否かの判断を行うことができる。
また、検査対象の形状や表面の状態などに起因して、測定領域において上記領域が生じた場合に、上記領域を測定不良領域として特定することができる。

【0011】

この場合、好ましくは、制御部は、複数の静止画像の各々における輝度値が第１閾値よりも小さい領域、または、複数の静止画像の各々における輝度値が第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい領域を、測定不良領域として特定する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、複数の静止画像の各々の輝度値が第１閾値よりも小さい領域を、レーザ光の光量が不足している領域として測定不良領域であると容易に特定することができる。また、複数の静止画像の各々の輝度値が第２閾値よりも大きい領域を、レーザ光の光量が飽和している領域として測定不良領域であると容易に特定することができる。

【0012】

上記第１の局面による欠陥検査装置において、好ましくは、制御部は、複数の静止画像に基づいて、複数の静止画像の各画素における平均輝度に対する輝度変化率が低下しているか否かを判別し、上記輝度変化率が低下している領域を、測定不良領域として特定する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、検査対象に対して励振部以外からの振動が付与されたことに起因して、測定領域において上記輝度変化率が低い領域が生じた場合、制御部は、上記輝度変化率が低い領域を測定不良領域として特定することができる。

【0013】

この場合、好ましくは、制御部は、上記輝度変化率が所定の閾値よりも小さい領域を、測定不良領域として特定する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、上記輝度変化率が所定の閾値よりも低い領域を測定不良領域であると容易に特定することができる。

【0014】

上記輝度変化率が低下している領域を測定不良領域として特定する制御を行う構成において、好ましくは、制御部は、上記輝度変化率が低下している領域の大きさに基づいて、前記測定不良領域と前記測定良好領域とを判別する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、局所的に輝度変化率が低下している領域が測定不良領域として判別されることを抑制することが可能となるので、欠陥部分を見落とすことを抑制することができる。

【0015】

この場合、好ましくは、制御部は、上記輝度変化率が低下している領域の大きさが、所定の大きさよりも大きい場合に、測定不良領域として特定する制御を行うように構成されている。励振部以外からの振動が付与されたことに起因して上記輝度変化率が低下する領域は、欠陥部の大きさよりも通常大きいため、このように構成すれば、上記輝度変化率が低下している領域の大きさと所定の大きさとを比較することにより、測定不良領域を容易に特定することができる。その結果、検査対象に励起された振動による欠陥部分での振幅増加によって上記輝度変化率が低下している場合、欠陥部分が測定不良領域として判別されることを抑制することができる。

【0016】

上記第１の局面による欠陥検査装置において、好ましくは、制御部は、測定不良領域を、測定良好領域とは異なる色によって表示することにより、測定不良領域と測定良好領域とを識別可能に表示するように構成されている。このように構成すれば、測定不良領域と測定良好領域とが異なる色によって表示されるので、ユーザは、測定不良領域と測定良好領域とを視覚的に容易に識別することができる。

【0017】

上記第１の局面による欠陥検査装置において、好ましくは、制御部は、撮像領域全体に対する測定不良領域の割合が所定値を超えた場合、測定自体が成立していないことを表示する制御をおこなうように構成されている。このように構成すれば、測定自体が成立していないことが表示されるので、ユーザは、測定が成立していないことを容易に把握することができる。その結果、ユーザの利便性を向上させることができる。

【0018】

上記目的を達成するために、この発明の第２の局面における欠陥検査方法は、検査対象に弾性波を励起し、検査対象にレーザ光を照射し、励振された検査対象の互いに異なる位置で反射されたレーザ光を干渉させ、干渉されたレーザ光による像を取得し、取得した複数の静止画像に基づいて、検査対象の弾性波の伝播に関する動画像を生成し、撮像結果に基づいて、振動状態が正しく取得されなかった測定不良領域を特定し、上記動画像において、測定不良領域を、振動状態が正しく取得された測定良好領域と識別可能に表示する制御を行い、測定不良領域を特定する際に、干渉されたレーザ光の光量が、振動状態を正しく取得できないほど不足または過大となっている領域を、測定不良領域として特定する制御を行う。

【0019】

この発明の第２の局面による欠陥検査方法では、上記のように、動画像において、測定不良領域を、振動状態が正しく取得された測定良好領域と識別可能に表示する制御を行い、測定不良領域を特定する際に、干渉されたレーザ光の光量が、振動状態を正しく取得できないほど不足または過大となっている領域を、測定不良領域として特定する制御を行う。これにより、上記第１の局面における欠陥検査装置と同様に、検査対象の各測定領域に対して振動状態が正しく取得されているかを容易に把握することが可能な欠陥検査方法を提供することができる。

【発明の効果】

【0020】

上記のように、本発明によれば、検査対象の各測定領域に対して振動状態が正しく取得されているかを容易に把握することが可能な欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１実施形態による欠陥検査装置の構成を示したブロック図である。

【図2】第１実施形態による欠陥検査装置の測定不良領域の表示を説明するための図である。

【図3】第１実施形態による欠陥検査装置の制御部による測定不良領域表示処理を説明するためのフローチャートである。

【図4】第１実施形態による欠陥検査装置の制御部による測定不良領域特定処理を説明するためのフローチャートである。

【図5】第２実施形態による欠陥検査装置の測定不良領域の表示を説明するための図である。

【図6】第２実施形態による欠陥検査装置の制御部による測定不良領域特定処理を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0023】

［第１実施形態］
図１および図２を参照して、第１実施形態による欠陥検査装置１００の構成について説明する。欠陥検査装置１００は、検査対象７の欠陥を検査する装置である。

【0024】

（欠陥検査装置の構成）
第１実施形態による欠陥検査装置１００は、振動子１と、レーザ照明２と、スペックル・シェアリング干渉計３と、制御部４と、信号発生器５と、表示部６と、を備えている。なお、振動子１は、請求の範囲の「励起部」の一例である。また、スペックル・シェアリング干渉計３は、請求の範囲の「干渉部」の一例である。

【0025】

振動子１およびレーザ照明２は、信号発生器５にケーブルを介して接続されている。振動子１は、検査対象７に弾性波を励起する。具体的には、振動子１は、検査対象７に接触するように配置され、信号発生器５からの交流電気信号を機械的振動に変換し、検査対象７に弾性波を励起する。

【0026】

レーザ照明２は、検査対象７にレーザ光を照射する。レーザ照明２は、図示しないレーザ光源と照明光レンズとを含んでいる。照明光レンズは、レーザ光源から照射されたレーザ光を検査対象７の表面の測定領域全体に拡げて照射する。また、レーザ照明２は、信号発生器５からの電気信号に基づいて、所定のタイミングにおいてレーザ光を照射する。つまり、レーザ照明２は、振動子１による弾性波に対応して、レーザ光を検査対象７に照射する。

【0027】

スペックル・シェアリング干渉計３は、振動子１により励振された検査対象７の互いに異なる位置で反射されたレーザ光を干渉させるように構成されている。また、スペックル・シェアリング干渉計３は、ビームスプリッタ３１、位相シフタ３２、第１反射鏡３３１、第２反射鏡３３２、集光レンズ３４およびイメージセンサ３５を含む。なお、イメージセンサ３５は、請求の範囲の「撮像部」の一例である。

【0028】

ビームスプリッタ３１は、ハーフミラーを含む。また、ビームスプリッタ３１は、検査対象７の表面で反射されたレーザ光が入射される位置に配置されている。また、ビームスプリッタ３１は、入射するレーザ光を位相シフタ３２側に反射させるとともに、第２反射鏡３３２側に透過させる。また、ビームスプリッタ３１は、第２反射鏡３３２により反射されて入射するレーザ光を集光レンズ３４側に反射させるとともに、第１反射鏡３３１により反射されて入射するレーザ光を集光レンズ３４側に透過させる。

【0029】

第１反射鏡３３１は、ビームスプリッタ３１で反射されるレーザ光の光路上において、ビームスプリッタ３１の反射面に対して、４５度の角度となるように配置されている。第１反射鏡３３１は、ビームスプリッタ３１により反射されて入射するレーザ光をビームスプリッタ３１側に反射させる。

【0030】

第２反射鏡３３２は、ビームスプリッタ３１を透過するレーザ光の光路上において、ビームスプリッタ３１の反射面に対して、４５度の角度からわずかに傾斜した角度になるように配置されている。第２反射鏡３３２は、ビームスプリッタ３１により反射されて入射するレーザ光をビームスプリッタ３１側に反射させる。

【0031】

位相シフタ３２は、ビームスプリッタ３１と第１反射鏡３３１との間に配置され、制御部４の制御により、透過するレーザ光の位相を変化（シフト）させる。具体的には、位相シフタ３２は、透過するレーザ光の光路長を変化させるように構成されている。

【0032】

イメージセンサ３５は検出素子を多数有し、ビームスプリッタ３１で反射された後に第１反射鏡３３１で反射されてビームスプリッタ３１を透過するレーザ光（図１中の直線）、およびビームスプリッタ３１を透過した後に第２反射鏡３３２で反射されてビームスプリッタ３１で反射されるレーザ光（図１中の破線）の光路上に配置される。イメージセンサ３５は、たとえば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ、または、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ－Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）イメージセンサなどを含む。イメージセンサ３５は、入射するレーザ光を撮像するように構成されている。また、イメージセンサ３５は、レーザ光による像を取得するように構成されている。具体的には、スペックル・シェアリング干渉計３において干渉するレーザ光の片方の位相をシフトさせながら、干渉光による像を複数の静止画像６０として取得するように構成されている。

【0033】

集光レンズ３４は、ビームスプリッタ３１とイメージセンサ３５との間に配置され、ビームスプリッタ３１を透過したレーザ光（図１中の直線）とビームスプリッタ３１で反射されたレーザ光（図１中の破線）とを集光させる。

【0034】

検査対象７の表面上の位置７４１および第１反射鏡３３１で反射されるレーザ光（図１中の直線）と、検査対象７の表面上の位置７４２および第２反射鏡３３２で反射されるレーザ光（図１中の破線）とは、互いに干渉し、イメージセンサ３５の同一箇所に入射する。位置７４１および位置７４２は、微小距離分だけ互いに離間した位置である。また、同様にして、検査対象７の各領域の位置における、互いに異なる位置から反射されたレーザ光は、スペックル・シェアリング干渉計３により導光されて、それぞれ、イメージセンサ３５に入射する。

【0035】

制御部４は、スペックル・シェアリング干渉計３内に配置された位相シフタ３２を図示しないアクチュエータで稼働させ、透過するレーザ光の位相を変化させる。これにより、位置７４１で反射されたレーザ光と位置７４２で反射されたレーザ光との位相差が変化する。これら２つのレーザ光が干渉した干渉光の強度をイメージセンサ３５の各検出素子は検出する。

【0036】

制御部４は、信号発生器５を介して、振動子１の振動とレーザ照明２のレーザ光の照射のタイミングとを制御し、位相シフト量を変化させながら、複数の静止画像６０（図２参照）を撮影する。たとえば、制御部４は、位相シフト量はλ／４ずつ変化させる。また、たとえば、制御部４は、レーザ光の照射のタイミングをＴ／８とする。Ｔは、振動子１の振動の周期である。制御部４は、各位相シフト量（０、λ／４、λ／２、３λ／４）において、レーザ照射のタイミング ｊ（ｊ＝０～７）分の３２枚の静止画像６０と各位相シフト量（０、λ／４、λ／２、３λ／４）前後の５枚の消灯時の静止画像６０との合計３７枚の静止画像６０を撮影する。なお、λは、レーザ光の波長である。

【0037】

制御部４は、各検出素子からの検出信号を下記の手順で処理し、振動の状態を表す動画像６１（図２参照）を取得する。つまり、制御部４は、イメージセンサ３５により撮像した複数の静止画像６０に基づいて振動状態を取得し、検査対象７の弾性波の伝播に関する動画像６１を生成する。具体的には、制御部４は、複数の静止画像６０に基づいて干渉光の位相を算出する。制御部４は、算出した干渉光の位相に基づき、検査対象７の振動状態を取得することにより、検査対象７の弾性波の伝播に関する動画像６１を生成する。

【0038】

制御部４は、レーザ照射のタイミング ｊ（ｊ＝０～７）が同じで位相シフト量がλ／４ずつ異なる静止画像６０（４枚ずつ）の輝度値Ｉ_j0～Ｉ_j3から、式（１）により、光位相（位相シフト量ゼロの時の、２光路間の位相差）Φjを求める。
Φ_j＝－ａｒｃｔａｎ｛（Ｉ_j3－Ｉ_j1）／（Ｉ_j2－Ｉ_j0）｝・・・（１）
また、制御部４は、光位相Φjに対して、最小二乗法により正弦波近似を行い、式（２）における近似係数Ａ、θ、Ｃを求める。
Φ_j＝Ａｃｏｓ（θ＋ｊπ／４）＋Ｃ＝Ｂｅｘｐ（ｊπ／４）＋Ｃ・・・（２）
ただし、Ｂは、複素振幅であり、式（３）のように、表される。
Ｂ＝Ａｅｘｐ（ｉθ）：複素振幅・・・（３）
ここで、複素振幅Ｂは、振動状態を表す動画像６１を出力するための基となる画像情報（複素振幅の２次元空間情報）である。また、制御部４は、式（２）から定数項Ｃを除いた近似式より、振動の各位相時刻 ξ（０≦ξ＜２π）における光位相変化を表示する動画像（３０～６０フレーム）を構成し、振動状態を表す動画像６１として出力する。なお、上記過程において、ノイズ除去のため複素振幅Ｂについて適宜空間フィルタが適用されても良い。

【0039】

制御部４は、上記の動画像６１における振動状態の不連続領域を検査対象７の欠陥部分７３として検出する。また、制御部４は、振動状態の不連続部を抽出し強調する空間フィルタを適用し、検査対象７の弾性波の伝播に関する動画像６１に基づいて、振動状態の不連続部を抽出するように構成されている。

【0040】

ここで、検査対象７の形状、表面状態によって、レーザ光が遮られたり反射されたレーザ光の光量にばらつきが生じることにより、干渉されたレーザ光の光量が不足または過大となる領域８２が生じる場合や、外乱光によって相対的に干渉されたレーザ光の光量が不足または過大となる領域８２が生じる場合がある。このような領域８２では、検査対象７における振動状態が正しく取得されない。そこで、第１実施形態では、図２に示すように、制御部４は、イメージセンサ３５による撮像結果に基づいて、振動状態が正しく取得されなかった測定不良領域８０を特定するとともに、動画像６１において、測定不良領域８０を、振動状態が正しく取得された測定良好領域８１と識別可能に表示する制御を行うように構成されている。

【0041】

具体的には、制御部４は、イメージセンサ３５によって取得される干渉されたレーザ光の光量が、制御部４によって振動状態を正しく取得できないほど不足または過大となる領域８２を、測定不良領域８０として特定する制御を行うように構成されている。より具体的には、制御部４は、複数の静止画像６０の各々における輝度値が第１閾値よりも小さい領域８２、または、複数の静止画像６０の各々における輝度値が第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい領域８２を、測定不良領域８０として特定する制御を行うように構成されている。なお、複数の静止画像６０の各々における輝度値が第１閾値よりも小さい領域８２が、レーザ光の光量が不足している領域８２である。また、複数の静止画像６０の各々における輝度値が第２閾値よりも大きい領域８２が、レーザ光の光量が飽和している領域８２である。

【0042】

また、第１実施形態では、図２に示すように、制御部４は、測定不良領域８０を、測定良好領域８１とは異なる色によって表示することにより、測定不良領域８０と測定良好領域８１とを識別可能に表示するように構成されている。なお、図２に示す例では、測定不良領域８０にハッチングを付すことにより、測定不良領域８０と測定良好領域８１との色の違いを表している。

【0043】

表示部６は、制御部４で作成された検査対象７の振動状態を表す動画像６１、を表示する。表示部６は、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどを含む。

【0044】

検査対象７は、鋼板７１の表面に塗膜７２が塗装された塗装鋼板である。欠陥部分７３は、亀裂や剥離などを含む。

【0045】

（測定不良領域表示処理）
次に、図３を参照して、第１実施形態の欠陥検査装置１００による測定不良領域表示処理をフローチャートに基づいて説明する。なお、測定不良領域表示処理は、制御部４により、行われる。

【0046】

図３のステップ１０１において、振動子１から検査対象７への振動付与が開始される。これにより、検査対象７に弾性波が励起される。ステップ１０２において、レーザ照明２からレーザ光が検査対象７の測定領域に照射される。

【0047】

ステップ１０３において、位相シフタ３２のシフト量を変化させつつ、干渉光による像のデータが取得される。つまり、位相を異ならせて干渉させた干渉光による像が複数の静止画像６０として撮像される。これにより、レーザ光の位相がλ／４ずつ変化するように、スペックル・シェアリング干渉計３の位相シフタ３２が稼働させられ、各位相でのレーザ光の干渉光の強度がイメージセンサ３５で検出（撮像）される。

【0048】

ステップ１０４において、振動子１から検査対象７への振動付与が終了する。ステップ１０５において、検査対象７の弾性波の伝播に関する動画像６１が作成される。

【0049】

ステップ１０６において、複数の静止画像６０に基づいて、測定不良領域８０が特定される。ステップ１０７において、動画像６１に測定不良領域８０が重ねて表示される。その後、測定不良領域表示処理が終了される。

【0050】

（測定不良領域特定処理）
次に、図４を参照して、第１実施形態の欠陥検査装置１００による測定不良領域特定処理（図３のステップ１０６における処理）をフローチャートに基づいて説明する。なお、測定不良領域特定処理は、制御部４により、行われる。

【0051】

図４のステップ２０１において、複数の静止画像６０の輝度値が取得される。ステップ２０２において、輝度値が第１閾値よりも小さい領域８２、または、輝度値が第２閾値よりも大きい領域８２があるか否かが判断される。複数の静止画像６０において、輝度値が第１閾値よりも小さい領域８２、または、輝度値が第２閾値よりも大きい領域８２がある場合、処理は、ステップ２０３へ進む。複数の静止画像６０において、輝度値が第１閾値よりも小さい領域８２、または、輝度値が第２閾値よりも大きい領域８２がない場合、処理は、ステップ１０７へと進み、測定不良領域特定処理が終了される。なお、ステップ２０２の処理では、判断に用いる輝度値として、複数の静止画像６０の各々の輝度値を用いる。

【0052】

ステップ２０３において、輝度値が第１閾値よりも小さい領域８２、または、輝度値が第２閾値よりも大きい領域８２が、測定不良領域８０として特定される。その後、処理は、ステップ１０７へ進み、測定不良領域特定処理が終了される。

【0053】

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0054】

第１実施形態では、上記のように、検査対象７に弾性波を励起する振動子１と、検査対象７にレーザ光を照射するレーザ照明２と、振動子１により励振された検査対象７の互いに異なる位置で反射されるレーザ光を干渉させるスペックル・シェアリング干渉計３と、干渉されたレーザ光による像を取得するイメージセンサ３５と、イメージセンサ３５により取得した複数の静止画像６０に基づいて、振動状態を取得し、検査対象７の弾性波の伝播に関する動画像６１を生成する制御部４と、を備え、制御部４は、イメージセンサ３５による撮像結果に基づいて、振動状態が正しく取得されなかった測定不良領域８０を特定するとともに、動画像６１において、測定不良領域８０を、振動状態が正しく取得された測定良好領域８１と識別可能に表示する制御を行うように構成されている。これにより、ユーザは、測定不良領域８０と測定良好領域８１とが識別可能に表示された動画像６１を確認することが可能となるので、動画像６１において測定不良領域８０と測定良好領域８１とを容易に識別して把握することができる。その結果、検査対象７の各測定領域に対する測定が正しく行われているかを容易に把握することができる。また、イメージセンサ３５による撮像結果に基づいて、測定不良領域８０を容易に特定することができる。これにより、測定不良領域８０と測定良好領域８１とを識別することができるので、測定不良領域８０において、弾性波の伝播が正しく観測されない部分を、欠陥部分７３と正常部分とを誤判別することを抑制することができる。また、ユーザは、測定不良領域８０の大きさなどに応じて、測定をやり直すか否かの判断を行うことができる。

【0055】

また、第１実施形態では、上記のように、制御部４は、イメージセンサ３５によって取得される干渉されたレーザ光の光量が、制御部４によって振動状態を正しく取得できないほど不足または過大となっている領域８２を、測定不良領域８０として特定する制御を行うように構成されている。これにより、検査対象７の形状や表面の状態などに起因して、測定領域において干渉されたレーザ光の光量が不足または過大となっている領域８２が生じた場合に、干渉されたレーザ光の光量が不足または過大となっている領域８２を測定不良領域８０として特定することができる。

【0056】

また、第１実施形態では、上記のように、制御部４は、複数の静止画像６０の各々における輝度値が第１閾値よりも小さい領域８２、または、複数の静止画像６０の各々における輝度値が第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい領域８２を、測定不良領域８０として特定する制御を行うように構成されている。これにより、複数の静止画像６０の各々の輝度値が第１閾値よりも小さい領域８２を、レーザ光の光量が不足している領域８２として測定不良領域８０であると容易に特定することができる。また、複数の静止画像６０の各々の輝度値が第２閾値よりも大きい領域８２を、レーザ光の光量が飽和している領域８２として測定不良領域８０であると容易に特定することができる。

【0057】

また、第１実施形態では、上記のように、制御部４は、測定不良領域８０を、測定良好領域８１とは異なる色によって表示することにより、測定不良領域８０と測定良好領域８１とを識別可能に表示するように構成されている。これにより、測定不良領域８０と測定良好領域８１とが異なる色によって表示されるので、ユーザは、測定不良領域８０と測定良好領域８１とを視覚的に容易に識別することができる。

【0058】

［第２実施形態］
次に、図１、および、図５を参照して、第２実施形態による欠陥検査装置１００（図１参照）について説明する。制御部４が干渉されたレーザ光の光量が不足または過大となっている領域８２を測定不良領域８０として特定する上記第１実施形態とは異なり、第２実施形態では、制御部４は、振動子１以外からの振動などに起因して振動状態が正しく取得されない領域８３（図５参照）を、測定不良領域８０として特定するように構成されている。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。

【0059】

ここで、振動子１以外からの振動などに起因して、振動状態が正しく取得されない領域８３が生じる場合がある。そこで、図５に示すように、第２実施形態では、振動状態が正しく取得されない領域８３を、測定不良領域８０として特定するように構成されている。具体的には、制御部４は、複数の静止画像６０に基づいて、複数の静止画像６０の各画素における平均輝度に対する輝度変化率が低下しているか否かを判別し、複数の静止画像６０の各画素における平均輝度に対する輝度変化率が低下している領域８３を、測定不良領域８０として特定する制御を行うように構成されている。

【0060】

制御部４は、レーザ照射のタイミング ｊ（ｊ＝０～７）が同じで位相シフト量がλ／４ずつ異なる静止画像６０（４枚ずつ）の輝度値Ｉ_j0～Ｉ_j3から、下記の式（４）および式（５）に示す背景光の強度Ｄ（平均輝度）および干渉光の強度の振幅Ｅを取得する。また、制御部４は、背景光の強度Ｄおよび干渉光の振幅Ｅより、以下の式（６）に示す干渉度Ｆ（＝Ｅ／Ｄ）を求める。
Ｄ＝（Ｉ_j0＋Ｉ_j1＋Ｉ_j2＋Ｉ_j3）／４・・・（４）
Ｅ＝１／２×｛（Ｉ_j2－Ｉ_j1）＋（Ｉ_j0－Ｉ_j3）｝^1/2・・・（５）
Ｆ＝２×｛（Ｉ_j2－Ｉ_j1）＋（Ｉ_j0－Ｉ_j3）｝^1/2／（Ｉ_j0＋Ｉ_j1＋Ｉ_j2＋Ｉ_j3）・・・（６）
なお、上記式（６）に示す干渉度Ｆが低くなる場合、位相シフタ３２によって透過するレーザ光の位相を変化させても干渉光の強度に変化がなく、振動状態は正しく取得されない。そこで、制御部４は、干渉度Ｆの大きさに基づいて、測定不良領域８０を特定する制御を行うように構成されている。具体的には、制御部４は、干渉度Ｆが所定の第３閾値よりも小さい領域８３を、測定不良領域８０として特定する制御を行うように構成されている。また、干渉度Ｆは振動子１以外からの振動に起因して低下する場合と、振動子１によって励振された検査対象７において欠陥部分７３での振幅増大に起因して低下する場合がある。なお、干渉度Ｆとは、複数の静止画像６０の各画素における平均輝度に対する輝度変化率のことである。

【0061】

また、第２実施形態では、制御部４は、干渉度Ｆが低下している領域８３の大きさに基づいて、測定不良領域８０と欠陥部分７３とを判別する制御を行うように構成されていている。また、制御部４は、干渉度Ｆが低下している領域８３の大きさが、所定の大きさよりも大きい場合に、測定不良領域８０として特定する制御を行うように構成されている。図５に示す例では、干渉度Ｆが低下している領域８３ａ、干渉度Ｆが低下している領域８３ｂ、および、干渉度Ｆが低下している領域８３ｃのうち、干渉度Ｆが低下している領域８３ｂの大きさが欠陥部分７３の大きさよりも小さい。そこで、制御部４は、干渉度Ｆが低下している領域８３ａ、および、干渉度Ｆが低下している領域８３ｃを、測定不良領域８０として特定する。

【0062】

また、第２実施形態では、制御部４は、撮像領域全体に対する測定不良領域８０の割合が所定値を超えた場合、測定自体が成立していないことを表示する制御をおこなうように構成されている。

【0063】

図６を参照して、第２実施形態の欠陥検査装置１００による測定不良領域特定処理（図３のステップ１０６における処理）をフローチャートに基づいて説明する。なお、測定不良領域特定処理は、制御部４により、行われる。

【0064】

図６のステップ３０１において、複数の静止画像６０の輝度値に基づき、上記式（６）に示される干渉度Ｆが取得される。ステップ３０２において、干渉度Ｆが所定の第３閾値よりも低い領域８３があるか否かが判断される。干渉度Ｆが所定の第３閾値よりも低い領域８３がある場合、処理は、ステップ３０３へ進む。干渉度Ｆが第３閾値よりも低い領域８３がない場合、処理は、ステップ１０７へと進み、測定不良領域特定処理が終了される。

【0065】

ステップ３０３において、干渉度Ｆの大きさが第３閾値よりも小さい領域８３の大きさが、所定の大きさよりも大きいか否かの判断が行われる。干渉度Ｆの大きさが第３閾値よりも小さい領域８３の大きさが所定の大きさよりも大きい場合、処理は、ステップ３０４へ進む。干渉度Ｆの大きさが第３閾値よりも小さい領域８３の大きさが所定の大きさよりも小さい場合、処理は、ステップ１０７へ進み、測定不良領域特定処理が終了される。

【0066】

ステップ３０４において、干渉度Ｆが第３閾値よりも低い領域８３が、測定不良領域８０として特定される。その後、処理は、ステップ１０７へ進み、測定不良領域特定処理が終了される。

【0067】

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

【0068】

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0069】

第２実施形態では、上記のように、制御部４は、複数の静止画像６０に基づいて、干渉度Ｆが低下しているか否かを判別し、干渉度Ｆが低下している領域８３を、測定不良領域８０として特定する制御を行うように構成されている。これにより、検査対象７に対して振動子１以外からの振動が付与されたことに起因して、干渉度Ｆが低下し、測定領域において振動状態が正しく取得されない領域８３が生じた場合、制御部４は、振動状態が正しく取得されない領域８３を測定不良領域８０として特定することができる。

【0070】

また、第２実施形態では、上記のように、制御部４は、干渉度Ｆが所定の第３閾値よりも小さい領域を、測定不良領域８０として特定する制御を行うように構成されている。これにより、干渉度Ｆが所定の第３閾値よりも低い領域を測定不良領域８０であると容易に特定することができる。

【0071】

また、第２実施形態では、上記のように、制御部４は、干渉度Ｆが低下している領域８３の大きさに基づいて、測定不良領域８０と測定良好領域８１とを判別する制御を行うように構成されている。これにより、局所的に干渉度Ｆが低下している領域８３が測定不良領域８０として判別されることを抑制することが可能となるので、欠陥部分７３を見落とすことを抑制することができる。

【0072】

また、第２実施形態では、上記のように、制御部４は、干渉度Ｆが低下している領域８３の大きさが、所定の大きさよりも大きい場合に、測定不良領域８０として特定する制御を行うように構成されている。振動子１以外からの振動が付与されたことに起因して干渉度が低下する領域は、欠陥部分７３の大きさよりも通常大きいため、上記のように構成することにより、干渉度Ｆが低下している領域８３の大きさと所定の大きさとを比較することにより、測定不良領域８０を容易に特定することができる。その結果、検査対象７に励起された振動による欠陥部分７３での振幅増加によって干渉度Ｆが低下している場合、欠陥部分７３が測定不良領域８０として判別されることを抑制することができる。

【0073】

また、第２実施形態では、上記のように、制御部４は、撮像領域全体に対する測定不良領域８０の割合が所定値を超えた場合、測定自体が成立していないことを表示する制御をおこなうように構成されている。これにより、測定自体が成立していないことが表示されるので、ユーザは、測定が成立していないことを容易に把握することができる。その結果、ユーザの利便性を向上させることができる。

【0074】

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

【0075】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0076】

たとえば、上記第１実施形態では、制御部が複数の静止画像のうち、輝度値が第１閾値よりも小さい領域、または、第２閾値よりも大きい領域を有する静止画が１枚でもあれば、測定不良領域として特定する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、複数の静止画像のうち、輝度値が第１閾値よりも小さい領域、または、第２閾値よりも大きい領域を有する静止画像があった場合でも、輝度値が第１閾値よりも小さい領域、または、第２閾値よりも大きい領域を有する静止画像が所定枚数以下であれば、測定不良領域として特定しなくてもよい。すなわち、複数の静止画像のうち、全ての静止画像において、輝度値が第１閾値以上、第２閾値以下の範囲に収まっていない場合でも、測定不良領域として特定されなくてもよい。

【0077】

また、上記第１および第２実施形態では、制御部が複数の静止画像の各々の輝度値を用いて測定不良領域の特定処理を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部は、複数の静止画像から平均輝度値を取得し、取得した平均輝度値を用いて測定不良領域の特定処理を行うように構成されていてもよい。

【0078】

また、上記第１および第２実施形態では、制御部が欠陥部分を抽出する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。制御部は、測定不良領域を特定すれば、欠陥部分を抽出しなくてもよい。

【0079】

また、上記第１および第２実施形態では、信号発生器と、振動子（励振部）およびレーザ照明とをそれぞれケーブル（有線）を介して接続している構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、信号発生器と、励振部およびレーザ照明とをそれぞれ無線により接続してもよい。

【0080】

また、上記第１および第２実施形態では、干渉部としてスペックル・シェアリング干渉計を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、干渉部として、他の光干渉計を用いてもよい。

【0081】

また、上記第１および第２実施形態では、検査対象の表面に振動子（励振部）を接触させて用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、検査対象の表面から離間させて励振部を用いてもよい。たとえば、励振部として強力なスピーカ等を用いてもよい。

【0082】

また、上記第１および第２実施形態では、位相シフト量をλ／４ずつ変化され、レーザ照射タイミングのステップをＴ／８とする構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。位相シフト量およびレーザ光の照射タイミングのステップは、ことなる値でもよい。この場合、計算式は上記式（１）～式（３）とは異なる式になる。

【0083】

また、本発明では、検査対象からの反射光が撮像部（イメージセンサ）へ入射するまでの光路上に、光学部品の保護や装置のＳＮ比の向上等を目的として、ウィンドウや、種々の光学フィルタを配置してもよい。

【0084】

また、上記第１および第２実施形態では、説明の便宜上、本発明の制御部の処理動作を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部４による処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

【符号の説明】

【0085】

１ 振動子（励振部）
２ レーザ照明
３ スペックル・シェアリング干渉計（干渉部）
４ 制御部
７ 検査対象
３５ イメージセンサ（撮像部）
６０ 静止画像
６１ 動画像
７３ 欠陥部分
８０ 測定不良領域
８１ 測定良好領域
８２、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ 干渉されたレーザ光の光量が不足または過大となっている領域
８３、８３ａ、８３ｂ、８３ｃ 振動の状態が正しく取得されていない領域
１００ 欠陥検査装置
Ｆ 干渉度（複数の静止画像の各画素における平均輝度に対する輝度変化率）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】