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(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】2022-08-24
(45)【発行日】2022-09-01
(54)【発明の名称】計測装置、計測システム、移動体、および計測方法
(51)【国際特許分類】
G01N 29/24 20060101AFI20220825BHJP
【ＦＩ】
G01N29/24
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2019552647
(86)(22)【出願日】2019-03-27
(86)【国際出願番号】 JP2019013302
(87)【国際公開番号】W WO2019189429
(87)【国際公開日】2019-10-03
【審査請求日】2020-12-03
(31)【優先権主張番号】P 2018060867
(32)【優先日】2018-03-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）（１）平成２８年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、戦略的イノベーション創造プログラム事業「レーザー誘起振動波診断技術の開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願 （２）平成２８年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、戦略的イノベーション創造プログラム事業「レーザー誘起振動波診断技術」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】301032942
【氏名又は名称】国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
(73)【特許権者】
【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】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(72)【発明者】
【氏名】錦野 将元
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 登
(72)【発明者】
【氏名】三上 勝大
(72)【発明者】
【氏名】北村 俊幸
(72)【発明者】
【氏名】近藤 修司
(72)【発明者】
【氏名】岡田 大
(72)【発明者】
【氏名】河内 哲哉
(72)【発明者】
【氏名】島田 義則
(72)【発明者】
【氏名】倉橋 慎理
【審査官】田中 洋介
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－１８５６３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０１７２９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０４－０８５１６１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１８－０１３３４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０６１１８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１４７８１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－３１８０８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２９６２４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２０３５９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】レーザーによるコンクリート欠陥検出技術における外部振動・騒音の影響とその対策，土木学会論文集Ｆ３（土木情報学），2016年，Vol.72 No.1，pp.11-23
【文献】錦野将元 他，レーザー打音高速検査システム，建設機械，2017年05月01日，Vol.53 No.5，pp.20-24
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２９／００－２９／５２
Ｇ０１Ｂ １７／００－１７／０８
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査対象にレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて、前記検査対象を計測する計測装置であって、前記レーザー光を照射するレーザー装置と、前記レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、前記レーザー光を集光するレーザー集光ユニットの集光位置の調整量を導出する集光位置導出部と、
前記調整量を示す情報を含む制御情報を、前記レーザー集光ユニットへ送信する通信部と、
前記検査対象に前記レーザー光を照射した場合に生じる残響音の時系列データを取得する残響音データ取得部と、
前記残響音データ取得部が取得した前記残響音の時系列データの残響音の強度に基づいて、前記検査対象に前記レーザー光を照射するタイミングを取得する残響音解析部と
を備え、
前記通信部は、前記残響音解析部が取得した前記タイミングを示す情報を含む制御情報を、前記レーザー光を照射する前記レーザー装置へ送信し、
前記残響音は、前記検査対象に前記レーザー光が照射されることによって生じた音の反響音である、計測装置。
【請求項2】
前記検査対象の前記レーザー光を照射する予定の箇所の画像を表す情報に基づいて、前記レーザー光を照射する箇所を選択する照射箇所解析部をさらに備え、
前記通信部は、前記照射箇所解析部が選択した前記レーザー光を照射する箇所を示す情報を含む制御情報を、前記レーザー光を掃引する掃引装置へ送信する、請求項１に記載の計測装置。
【請求項3】
前記検査対象に生じる振動の計測データから、前記検査対象に前記レーザー光を照射した時間から所定の時間の間のデータを除去するデータ除去部をさらに備える、請求項１又は請求項２に記載の計測装置。
【請求項4】
前記検査対象に生じる振動の計測データと、前記計測データの評価関数との間の相関係数に基づいて、前記計測データからノイズを除去するノイズ除去部をさらに備える、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項5】
前記検査対象に生じる振動の計測データと、計測データの時系列データの位相をずらしたデータとに基づいて、前記振動の前記計測データからノイズを除去するノイズ除去部をさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項6】
前記検査対象に前記レーザー光を照射して検査対象に振動を誘起した場合に取得される計測データと、前記検査対象に前記振動を誘起するレーザー光を照射しない場合に取得される計測データとに基づいて、前記検査対象の前記レーザー光を照射した箇所の健全性を判定する判定部をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項7】
少なくとも前記レーザー集光ユニットは、防音性能を有する筐体に格納されている、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項8】
検査対象にレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて、前記検査対象を計測する計測システムであって、検査対象に振動を生じさせるレーザー光である加振レーザー光を照射する加振レーザー装置と、
前記加振レーザー装置が照射する加振レーザー光を集光する加振レーザー光集光ユニットと、
前記加振レーザー装置と、前記加振レーザー装置が照射する加振レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、前記加振レーザー光集光ユニットの集光位置の第１調整量を導出する集光位置導出部と、前記第１調整量を示す情報を含む制御情報を、前記加振レーザー光集光ユニットへ送信する通信部と、前記検査対象に前記加振レーザー光を照射した場合に生じる残響音の時系列データを取得する残響音データ取得部と、前記残響音データ取得部が取得した前記残響音の前記時系列データの残響音の強度に基づいて、前記検査対象に前記加振レーザー光を照射するタイミングを取得する残響音解析部とを備え、前記通信部は、前記残響音解析部が取得した前記タイミングを示す情報を含む制御情報を、前記加振レーザー装置へ送信する、計測装置と
を備え、
前記残響音は、前記検査対象に前記レーザー光が照射されることによって生じた音の反響音である、計測システム。
【請求項9】
前記検査対象に誘起された振動を検出するためのレーザー光である計測レーザー光を、前記検査対象に照射する計測レーザー装置と、前記計測レーザー装置が照射する計測レーザー光を集光する計測レーザー集光ユニットと
を備え、
前記集光位置導出部は、前記計測レーザー装置と、前記計測レーザー装置が照射する計測レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、前記計測レーザー集光ユニットの集光位置の第２調整量を導出し、
前記通信部は、前記第２調整量を示す情報を含む制御情報を、前記計測レーザー集光ユニットへ送信する、請求項８に記載の計測システム。
【請求項10】
前記加振レーザー装置が出力する前記加振レーザー光と、前記計測レーザー装置が出力する計測レーザー光とを掃引する掃引部を備える、請求項９に記載の計測システム。
【請求項11】
少なくとも、前記加振レーザー光集光ユニットは、防音性能を有する筐体に格納されている、請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の計測システム。
【請求項12】
請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の計測システムを搭載した移動体。
【請求項13】
検査対象にレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて、前記検査対象を計測する計測装置が実行する計測方法であって、前記レーザー光を照射するレーザー装置と、前記レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、前記レーザー光を集光するレーザー集光ユニットの集光位置の調整量を導出するステップと、
前記調整量を示す情報を含む制御情報を、前記レーザー集光ユニットへ送信するステップと、
前記検査対象に前記レーザー光を一定のタイミングで照射した場合に生じる残響音の時系列データを取得するステップと、
前記残響音の前記時系列データの残響音の強度に基づいて、前記検査対象に前記レーザー光を照射するタイミングを取得するステップと、
前記タイミングを示す情報を含む制御情報を、前記レーザー光を照射する前記レーザー装置へ送信するステップと
を有し、
前記残響音は、前記検査対象に前記レーザー光が照射されることによって生じた音の反響音である、計測方法。
【請求項14】
前記検査対象の前記レーザー光を照射する予定の箇所の画像を表す情報に基づいて、前記レーザー光を照射する箇所を選択するステップと、前記レーザー光を照射する箇所を示す情報を含む制御情報を、前記レーザー光を掃引する掃引装置へ送信するステップと
をさらに有する、請求項１３に記載の計測方法。
【請求項15】
前記検査対象に生じる振動の計測データから、前記検査対象に前記レーザー光を照射した時間から所定の時間の間のデータを除去するステップをさらに有する、請求項１３又は請求項１４に記載の計測方法。
【請求項16】
前記検査対象に生じる振動の計測データと、前記計測データの評価関数との間の相関係数に基づいて、前記計測データからノイズを除去するステップをさらに有する、請求項１３から請求項１５のいずれか一項に記載の計測方法。
【請求項17】
前記検査対象に生じる振動の計測データと、計測データの時系列データの位相をずらしたデータとに基づいて、前記振動の前記計測データからノイズを除去するステップをさらに有する、請求項１３から請求項１６のいずれか一項に記載の計測方法。
【請求項18】
前記検査対象に前記レーザー光を照射して検査対象に振動を誘起した場合に取得される計測データと、前記検査対象に前記振動を誘起するレーザー光を照射しない場合に取得される計測データとに基づいて、前記検査対象の前記レーザー光を照射した箇所の健全性を判定するステップ
をさらに有する、請求項１３から請求項１７のいずれか一項に記載の計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、計測装置、計測システム、移動体、および計測方法に関する。
本願は、２０１８年３月２７日に、日本に出願された特願２０１８－０６０８６７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２０１８年３月２７日に、日本に出願された特願２０１８－０６０８６７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
トンネルなどのインフラの保守保全作業は、技術者の目視確認、手作業（触診・打音・叩き落とし）で行われている。このため、保守保全作業には非常に時間がかかり、大きな危険が伴っている。そこで、トンネルなどのインフラの保守保全作業を、自動化、効率化することが求められている。
トンネル内壁などのコンクリート構造体の内部欠陥を検査する技術に関して、レーザー誘起振動波を用いた診断方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
トンネル内壁などのコンクリート構造体の内部欠陥を検査する技術に関して、レーザー誘起振動波を用いた診断方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
レーザー誘起振動波を用いた診断方法では、レーザーアブレーションが試料に振動を与える最も基本的な手法であり、試料にレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて被照射試料を診断する。レーザーアブレーションは、高出力のレーザーパルス照射により生じる試料の急加熱やプラズマ化による噴射や蒸散現象である。試料に生じた振動は、レーザードップラー振動計、レーザー干渉計などのレーザー計測技術を用いた装置により測定される。レーザー計測技術を用いた装置で計測された試料に生じた振動は、時間に対する振幅波形で表される。時間に対する振幅波形は、フーリエ変換されることによって、振動の周波数スペクトルへ変換される。振動の周波数スペクトルの変化に基づいて、欠陥箇所の振動が大きくなるため、空洞などの内部欠陥が生じていないかなど、検査対象の状態を検査することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１３－２９３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
屋外で、レーザー誘起振動波を用いて測定するには、測定環境の影響を強く受けるため、高速で高精度の計測を実現することは困難であった。例えば、環境音（周囲の雑音、反響音）により振動スペクトルにノイズが生じ、照射箇所の凹凸や付属物の有無によって適切なレーザー照射が困難となる場合があった。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、試料にレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて被照射試料を計測する場合に、計測精度を向上できる計測装置、計測システム、移動体、および計測方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、試料にレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて被照射試料を計測する場合に、計測精度を向上できる計測装置、計測システム、移動体、および計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（１）本発明の一態様は、検査対象にレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて、前記検査対象を計測する計測装置であって、前記レーザー光を照射するレーザー装置と、前記レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、前記レーザー光を集光するレーザー集光ユニットの集光位置の調整量を導出する集光位置導出部と、前記調整量を示す情報を含む制御情報を、前記レーザー集光ユニットへ送信する通信部とを備える、計測装置である。
（２）本発明の一態様は、上記（１）に記載の計測装置において、前記検査対象の前記レーザー光を照射する予定の箇所の画像を表す情報に基づいて、前記レーザー光を照射する箇所を選択する照射箇所解析部をさらに備え、前記通信部は、前記照射箇所解析部が選択した前記レーザー光を照射する箇所を示す情報を含む制御情報を、前記レーザー光を掃引する掃引装置へ送信する。
（３）本発明の一態様は、上記（１）又は上記（２）に記載の計測装置において、前記検査対象に前記レーザー光を照射した場合に生じる残響音の時系列データを取得する残響音データ取得部と、前記残響音データ取得部が取得した前記残響音の時系列データの残響音の強度に基づいて、前記検査対象に前記レーザー光を照射するタイミングを取得する残響音解析部とをさらに備え、前記通信部は、前記残響音解析部が取得した前記タイミングを示す情報を含む制御情報を、前記レーザー光を照射する前記レーザー装置へ送信する。
（４）本発明の一態様は、上記（１）から上記（３）のいずれか一項に記載の計測装置において、前記検査対象に生じる振動の計測データから、前記検査対象に前記レーザー光を照射した時間から所定の時間の間のデータを除去するデータ除去部をさらに備える。
（５）本発明の一態様は、上記（１）から上記（４）のいずれか一項に記載の計測装置において、前記検査対象に生じる振動の計測データと、前記計測データの評価関数との間の相関係数に基づいて、前記計測データからノイズを除去するノイズ除去部をさらに備える。
（６）本発明の一態様は、上記（１）から上記（５）のいずれか一項に記載の計測装置において、前記検査対象に生じる振動の計測データと、計測データの時系列データの位相をずらしたデータとに基づいて、前記振動の前記計測データからノイズを除去するノイズ除去部をさらに備える。
（７）本発明の一態様は、上記（１）から上記（６）のいずれか一項に記載の計測装置において、前記検査対象に前記レーザー光を照射して検査対象に振動を誘起した場合に取得される計測データと、前記検査対象に前記振動を誘起するレーザー光を照射しない場合に取得される計測データとに基づいて、前記検査対象の前記レーザー光を照射した箇所の健全性を判定する判定部をさらに備える。
（８）本発明の一態様は、上記（１）から上記（７）のいずれか一項に記載の計測装置において、少なくとの前記レーザー集光ユニットは、防音性能を有する筐体に格納されている。
（９）本発明の一態様は、検査対象にレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて、前記検査対象を計測する計測システムであって、検査対象に振動を生じさせるレーザー光である加振レーザー光を照射する加振レーザー装置と、前記加振レーザー装置が照射する加振レーザー光を集光する加振レーザー光集光ユニットと、前記加振レーザー装置と、前記加振レーザー装置が照射する加振レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、前記加振レーザー光集光ユニットの集光位置の第１調整量を導出する集光位置導出部と、前記第１調整量を示す情報を含む制御情報を、前記加振レーザー光集光ユニットへ送信する通信部とを備える、計測装置とを備える、計測システムである。
（１０）本発明の一態様は、上記（９）に記載の計測システムにおいて、前記検査対象に誘起された振動を検出するためのレーザー光である計測レーザー光を、前記検査対象に照射する計測レーザー装置と、前記計測レーザー装置が照射する計測レーザー光を集光する計測レーザー集光ユニットとを備え、前記集光位置導出部は、前記計測レーザー装置と、前記計測レーザー装置が照射する計測レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、前記計測レーザー集光ユニットの集光位置の第２調整量を導出し、前記通信部は、前記第２調整量を示す情報を含む制御情報を、前記計測レーザー集光ユニットへ送信する。
（１１）本発明の一態様は、上記（１０）に記載の計測システムにおいて、前記加振レーザー装置が出力する前記加振レーザー光と、前記計測レーザー装置が出力する計測レーザー光とを掃引する掃引部備える。
（１２）本発明の一態様は、上記（９）から上記（１１）のいずれか一項に記載の計測システムにおいて、少なくとも、前記加振レーザー光集光ユニットは、防音性能を有する筐体に格納されている。
（１３）本発明の一態様は、上記（９）から上記（１１）のいずれか一項に記載の計測システムを搭載した移動体である。
（１４）本発明の一態様は、検査対象にレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて、前記検査対象を計測する計測装置が実行する計測方法であって、前記レーザー光を照射するレーザー装置と、前記レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、前記レーザー光を集光するレーザー集光ユニットの集光位置の調整量を導出するステップと、前記調整量を示す情報を含む制御情報を、前記レーザー集光ユニットへ送信するステップとを有する。
（１５）本発明の一態様は、上記（１４）に記載の計測方法において、前記検査対象の前記レーザー光を照射する予定の箇所の画像を表す情報に基づいて、前記レーザー光を照射する箇所を選択するステップと、前記レーザー光を照射する箇所を示す情報を含む制御情報を、前記レーザー光を掃引する掃引装置へ送信するステップとをさらに有する。
（１６）本発明の一態様は、上記（１４）又は上記（１５）に記載の計測方法において、検査対象にレーザー光を一定のタイミングで照射した場合に生じる残響音の時系列データを取得するステップと、前記残響音の時系列データの残響音の強度に基づいて、前記検査対象に前記レーザー光を照射するタイミングを取得するステップと、前記タイミングを示す情報を含む制御情報を、前記レーザー光を照射するレーザー装置へ送信するステップとをさらに有する。
（１７）本発明の一態様は、上記（１４）から上記（１６）のいずれか一項に記載の計測方法において、前記検査対象に生じる振動の計測データから、前記検査対象に前記レーザー光を照射した時間から所定の時間の間のデータを除去するステップをさらに有する。
（１８）本発明の一態様は、上記（１４）から上記（１７）のいずれか一項に記載の計測方法において、前記検査対象に生じる振動の計測データと、前記計測データの評価関数との間の相関係数に基づいて、前記計測データからノイズを除去するステップをさらに有する。
（１９）本発明の一態様は、上記（１４）から上記（１８）のいずれか一項に記載の計測方法において、前記検査対象に生じる振動の計測データと、計測データの時系列データの位相をずらしたデータとに基づいて、前記振動の前記計測データからノイズを除去するステップをさらに有する。
（２０）本発明の一態様は、上記（１４）から上記（１９）のいずれか一項に記載の計測方法において、前記検査対象に前記レーザー光を照射して検査対象に振動を誘起した場合に取得される計測データと、前記検査対象に前記振動を誘起するレーザー光を照射しない場合に取得される計測データとに基づいて、前記検査対象の前記レーザー光を照射した箇所の健全性を判定するステップをさらに有する。
（２）本発明の一態様は、上記（１）に記載の計測装置において、前記検査対象の前記レーザー光を照射する予定の箇所の画像を表す情報に基づいて、前記レーザー光を照射する箇所を選択する照射箇所解析部をさらに備え、前記通信部は、前記照射箇所解析部が選択した前記レーザー光を照射する箇所を示す情報を含む制御情報を、前記レーザー光を掃引する掃引装置へ送信する。
（３）本発明の一態様は、上記（１）又は上記（２）に記載の計測装置において、前記検査対象に前記レーザー光を照射した場合に生じる残響音の時系列データを取得する残響音データ取得部と、前記残響音データ取得部が取得した前記残響音の時系列データの残響音の強度に基づいて、前記検査対象に前記レーザー光を照射するタイミングを取得する残響音解析部とをさらに備え、前記通信部は、前記残響音解析部が取得した前記タイミングを示す情報を含む制御情報を、前記レーザー光を照射する前記レーザー装置へ送信する。
（４）本発明の一態様は、上記（１）から上記（３）のいずれか一項に記載の計測装置において、前記検査対象に生じる振動の計測データから、前記検査対象に前記レーザー光を照射した時間から所定の時間の間のデータを除去するデータ除去部をさらに備える。
（５）本発明の一態様は、上記（１）から上記（４）のいずれか一項に記載の計測装置において、前記検査対象に生じる振動の計測データと、前記計測データの評価関数との間の相関係数に基づいて、前記計測データからノイズを除去するノイズ除去部をさらに備える。
（６）本発明の一態様は、上記（１）から上記（５）のいずれか一項に記載の計測装置において、前記検査対象に生じる振動の計測データと、計測データの時系列データの位相をずらしたデータとに基づいて、前記振動の前記計測データからノイズを除去するノイズ除去部をさらに備える。
（７）本発明の一態様は、上記（１）から上記（６）のいずれか一項に記載の計測装置において、前記検査対象に前記レーザー光を照射して検査対象に振動を誘起した場合に取得される計測データと、前記検査対象に前記振動を誘起するレーザー光を照射しない場合に取得される計測データとに基づいて、前記検査対象の前記レーザー光を照射した箇所の健全性を判定する判定部をさらに備える。
（８）本発明の一態様は、上記（１）から上記（７）のいずれか一項に記載の計測装置において、少なくとの前記レーザー集光ユニットは、防音性能を有する筐体に格納されている。
（９）本発明の一態様は、検査対象にレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて、前記検査対象を計測する計測システムであって、検査対象に振動を生じさせるレーザー光である加振レーザー光を照射する加振レーザー装置と、前記加振レーザー装置が照射する加振レーザー光を集光する加振レーザー光集光ユニットと、前記加振レーザー装置と、前記加振レーザー装置が照射する加振レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、前記加振レーザー光集光ユニットの集光位置の第１調整量を導出する集光位置導出部と、前記第１調整量を示す情報を含む制御情報を、前記加振レーザー光集光ユニットへ送信する通信部とを備える、計測装置とを備える、計測システムである。
（１０）本発明の一態様は、上記（９）に記載の計測システムにおいて、前記検査対象に誘起された振動を検出するためのレーザー光である計測レーザー光を、前記検査対象に照射する計測レーザー装置と、前記計測レーザー装置が照射する計測レーザー光を集光する計測レーザー集光ユニットとを備え、前記集光位置導出部は、前記計測レーザー装置と、前記計測レーザー装置が照射する計測レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、前記計測レーザー集光ユニットの集光位置の第２調整量を導出し、前記通信部は、前記第２調整量を示す情報を含む制御情報を、前記計測レーザー集光ユニットへ送信する。
（１１）本発明の一態様は、上記（１０）に記載の計測システムにおいて、前記加振レーザー装置が出力する前記加振レーザー光と、前記計測レーザー装置が出力する計測レーザー光とを掃引する掃引部備える。
（１２）本発明の一態様は、上記（９）から上記（１１）のいずれか一項に記載の計測システムにおいて、少なくとも、前記加振レーザー光集光ユニットは、防音性能を有する筐体に格納されている。
（１３）本発明の一態様は、上記（９）から上記（１１）のいずれか一項に記載の計測システムを搭載した移動体である。
（１４）本発明の一態様は、検査対象にレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて、前記検査対象を計測する計測装置が実行する計測方法であって、前記レーザー光を照射するレーザー装置と、前記レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、前記レーザー光を集光するレーザー集光ユニットの集光位置の調整量を導出するステップと、前記調整量を示す情報を含む制御情報を、前記レーザー集光ユニットへ送信するステップとを有する。
（１５）本発明の一態様は、上記（１４）に記載の計測方法において、前記検査対象の前記レーザー光を照射する予定の箇所の画像を表す情報に基づいて、前記レーザー光を照射する箇所を選択するステップと、前記レーザー光を照射する箇所を示す情報を含む制御情報を、前記レーザー光を掃引する掃引装置へ送信するステップとをさらに有する。
（１６）本発明の一態様は、上記（１４）又は上記（１５）に記載の計測方法において、検査対象にレーザー光を一定のタイミングで照射した場合に生じる残響音の時系列データを取得するステップと、前記残響音の時系列データの残響音の強度に基づいて、前記検査対象に前記レーザー光を照射するタイミングを取得するステップと、前記タイミングを示す情報を含む制御情報を、前記レーザー光を照射するレーザー装置へ送信するステップとをさらに有する。
（１７）本発明の一態様は、上記（１４）から上記（１６）のいずれか一項に記載の計測方法において、前記検査対象に生じる振動の計測データから、前記検査対象に前記レーザー光を照射した時間から所定の時間の間のデータを除去するステップをさらに有する。
（１８）本発明の一態様は、上記（１４）から上記（１７）のいずれか一項に記載の計測方法において、前記検査対象に生じる振動の計測データと、前記計測データの評価関数との間の相関係数に基づいて、前記計測データからノイズを除去するステップをさらに有する。
（１９）本発明の一態様は、上記（１４）から上記（１８）のいずれか一項に記載の計測方法において、前記検査対象に生じる振動の計測データと、計測データの時系列データの位相をずらしたデータとに基づいて、前記振動の前記計測データからノイズを除去するステップをさらに有する。
（２０）本発明の一態様は、上記（１４）から上記（１９）のいずれか一項に記載の計測方法において、前記検査対象に前記レーザー光を照射して検査対象に振動を誘起した場合に取得される計測データと、前記検査対象に前記振動を誘起するレーザー光を照射しない場合に取得される計測データとに基づいて、前記検査対象の前記レーザー光を照射した箇所の健全性を判定するステップをさらに有する。
【発明の効果】
【0007】
本発明の実施形態によれば、検査対象にレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて検査対象を計測する場合に、計測精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの一例を示す図である。
【図2】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの掃引の概念図である。
【図3A】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの処理ユニットで得られる誘起された振動の周波数スペクトルの一例を示す図である。
【図3B】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの処理ユニットで得られる誘起された振動の周波数スペクトルの一例を示す図である。
【図4】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの処理ユニットの一例を示すブロック図である。
【図5】レーザー照射予定箇所画像の一例を示す図である。
【図6】音情報の一例（その１）を示す図である。
【図7A】音情報の一例（その２）を示す図である。
【図7B】音情報の一例（その２）を示す図である。
【図8A】音情報の一例（その３）を示す図である。
【図8B】音情報の一例（その３）を示す図である。
【図9A】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムのノイズ除去の効果を示す図である。
【図9B】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムのノイズ除去の効果を示す図である。
【図10】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムのノイズ除去の一例を示す図である。
【図11】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムが取得する振動データの一例を示す図である。
【図12】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムが突発的に生じたノイズを除去した効果を示す図である。
【図13A】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムが判定する周波数スペクトルの一例を示す図である。
【図13B】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムが判定する周波数スペクトルの一例を示す図である。
【図14】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例（その１）を示すシーケンスチャートである。
【図15】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例（その２）を示すシーケンスチャートである。
【図16】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例（その３）を示すシーケンスチャートである。
【図17】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例（その４）を示すフローチャートである。
【図18】第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの処理ユニットの一例を示すブロック図である。
【図19】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムのノイズ除去の一例を示す図である。
【図20】第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例１を示す図である。
【図21】第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例２を示す図である。
【図22】第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例３を示す図である。
【図23A】第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムのレーザー光ポートＬＰの側面図を示す図である。
【図23B】第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムのレーザー光ポートＬＰの正面図を示す図である。
【図24】レーザー窓ＬＷの設置角度の最小角度を説明するための図である。
【図25】レーザー窓ＬＷの設置角度の最大角度を説明するための図である。
【図26】第１の実施形態の変形例２のレーザー誘起振動波計測システムの一例を示す図である。
【図27A】第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの一例を示す図である。
【図27B】第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの部分拡大図である。
【図28A】第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの防音壁の効果の例１を示す図である。
【図28B】第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの防音壁の効果の例２を示す図である。
【図29】第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの防音壁の効果の例３を示す図である。
【図30】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。
【図31】第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
次に、本実施形態の計測装置、計測システム、移動体、および計測方法を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
また、本願でいう「ＸＸに基づいて」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づいて」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
また、本願でいう「ＸＸに基づいて」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づいて」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
【0010】
本実施形態によると、計測装置は、屋外（環境が一定でない）で高速計測を行う際に、計測誤差の原因となる「レーザー照射部と測定対象との距離の変化」、「測定対象表面の変化」、「突発的ノイズ」などの測定精度を低下させる要因をリアルタイムに排除しながら計測する。計測装置は、レーザー照射部位の状態によって、加振レーザーにより誘起される振動が変化することを利用し、検査対象Ｍを計測することができる。ここで、検査対象とは、強度、耐性などの各種の性能試験のために、規格に基づいて作成された試料である。検査対象Ｍの外観からは把握し難い構造（内部の空洞、亀裂の進展方向）を計測することが可能である。例えばコンクリートを主体としたインフラ構造物の計測に好適である。また、迅速な計測が可能であるから、例えばトンネル、橋梁などの計測に対して、詳細な計測や広範囲に渡る計測を実施することに適している。
【0011】
（第１の実施形態）
（レーザー誘起振動波計測システム）
図１は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの一例を示す図である。図１において、実線は光路を表し、破線は信号線を表す。
レーザー誘起振動波計測システム２０は、検査対象Ｍにレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて、その検査対象Ｍを計測する。レーザー誘起振動波計測システム２０は、加振レーザー装置１と、計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、二軸ミラーユニット５と、残響音モニター７と、ミラー８ａと、ミラー８ｂと、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１と、撮像装置１３と、処理ユニット１００とを備える。
（レーザー誘起振動波計測システム）
図１は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの一例を示す図である。図１において、実線は光路を表し、破線は信号線を表す。
レーザー誘起振動波計測システム２０は、検査対象Ｍにレーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて、その検査対象Ｍを計測する。レーザー誘起振動波計測システム２０は、加振レーザー装置１と、計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、二軸ミラーユニット５と、残響音モニター７と、ミラー８ａと、ミラー８ｂと、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１と、撮像装置１３と、処理ユニット１００とを備える。
【0012】
加振レーザー装置１は、高出力のレーザーパルスを出力し、出力された高出力のレーザーパルスは、検査対象Ｍに照射される。これにより、検査対象Ｍに振動が生じる（誘起される）。加振レーザー装置１の一例は、高出力パルスレーザーであり、ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザーが例示される。
計測レーザー装置２は、検査対象Ｍに誘起された振動を検出する。計測レーザー装置２は、検査対象Ｍに誘起された振動を検出するためのレーザー光（以下「計測レーザー光」という）を生成し、生成した計測レーザー光を出力する。計測レーザー装置２は、検査対象Ｍが反射または散乱したレーザー光を取得し、取得したレーザー光を、変位量、変異速度などの振動量へ変換する。計測レーザー装置２は、レーザー光を変換することによって得られた振動量を示す情報を、処理ユニット１００へ出力する。計測レーザー装置２の一例は、レーザー干渉計、レーザードップラー振動計などである。ここで、レーザー干渉計であれば変位量として、レーザードップラー振動であれば速度として、情報が取得されるため、かかる情報を振動量に変換する。なお、レーザーを利用した計測装置を例として説明するが、検査対象Ｍに誘起された振動を検出可能である限りこれに限定されない。
計測レーザー装置２は、検査対象Ｍに誘起された振動を検出する。計測レーザー装置２は、検査対象Ｍに誘起された振動を検出するためのレーザー光（以下「計測レーザー光」という）を生成し、生成した計測レーザー光を出力する。計測レーザー装置２は、検査対象Ｍが反射または散乱したレーザー光を取得し、取得したレーザー光を、変位量、変異速度などの振動量へ変換する。計測レーザー装置２は、レーザー光を変換することによって得られた振動量を示す情報を、処理ユニット１００へ出力する。計測レーザー装置２の一例は、レーザー干渉計、レーザードップラー振動計などである。ここで、レーザー干渉計であれば変位量として、レーザードップラー振動であれば速度として、情報が取得されるため、かかる情報を振動量に変換する。なお、レーザーを利用した計測装置を例として説明するが、検査対象Ｍに誘起された振動を検出可能である限りこれに限定されない。
【0013】
測距レーザー装置９は、測距レーザー装置９と検査対象Ｍとの間の距離（以下「照射距離」という）を計測し、計測することによって得られる照射距離を示す情報を、処理ユニット１００へ出力する。かかる測距レーザー装置９は従来公知の装置を特に制限なく使用可能である。なお、以下、レーザー光を利用した測距装置を例として説明するが、照射距離を測定可能である限りこれに限定されない。
ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５とは、加振レーザー装置１が出力するレーザー光（以下「加振レーザー光」という）と、計測レーザー装置２が出力する計測レーザー光と、測距レーザー装置９が出力するレーザー光（以下「測距レーザー光」という）とを掃引する。なお、加振レーザー光、計測レーザー光、および測距レーザー光を掃引する機構としてガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５の組み合わせを例として説明するが、かかるレーザー光掃引機構はこれらのレーザー光のうちの少なくとも１つを掃引可能である限り、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５の組み合わせに限定されない。
ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５とは、加振レーザー装置１が出力するレーザー光（以下「加振レーザー光」という）と、計測レーザー装置２が出力する計測レーザー光と、測距レーザー装置９が出力するレーザー光（以下「測距レーザー光」という）とを掃引する。なお、加振レーザー光、計測レーザー光、および測距レーザー光を掃引する機構としてガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５の組み合わせを例として説明するが、かかるレーザー光掃引機構はこれらのレーザー光のうちの少なくとも１つを掃引可能である限り、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５の組み合わせに限定されない。
【0014】
残響音モニター７は、検査対象Ｍの表面のアブレーションによって発生する爆発音が残響音モニター７の内部に侵入して信号波形にノイズとして重畳した音（以下「残響音」という）の時系列データを取得する。具体的には、残響音モニター７は、加振レーザー光と計測レーザー光とのいずれか一方又は両方が検査対象Ｍに照射されることによって生じる音の強度を計測し、音の強度を計測することによって得られる音情報を、処理ユニット１００へ出力する。
残響音モニター７は、例えば、マイクロフォンなどの所謂音響計測装置を用いて計測した音を電気信号に変換し、電気信号へ変換することで実現される。或いは、残響音に起因する計測装置（典型的には当該計測装置の一部）の振動を加速度センサーで計測し、残響音の音情報を取得してもよい。なお、上記残響音モニター７で計測する残響音は、可聴周波数（例えば２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ）の音に限らず、周波数が２０ｋＨｚ以上の所謂超音波を包含する。加振レーザーにより誘起された検査対象Ｍの振動の測定に影響を与える周波数を残響音として測定すればよい。
残響音モニター７の設置場所は、残響音を測定可能であれば特に限定されない。図１は、二軸ミラーユニット５に取り付けられている。本実施形態では、残響音モニター７は、加振レーザー光が検査対象Ｍに照射されることによって生じる音を取得する場合について説明を続ける。残響音モニター７が二軸ミラーユニット５に取り付けられることによって、検査対象Ｍに加振レーザー光が照射される最も近い位置で、音を計測できる。
ミラー８ａは、加振レーザー装置１が出力する加振レーザー光の光路を、直角に曲げる。ミラー８ｂは、測距レーザー装置９が出力する測距レーザー光の光路を、直角に曲げる。
残響音モニター７は、例えば、マイクロフォンなどの所謂音響計測装置を用いて計測した音を電気信号に変換し、電気信号へ変換することで実現される。或いは、残響音に起因する計測装置（典型的には当該計測装置の一部）の振動を加速度センサーで計測し、残響音の音情報を取得してもよい。なお、上記残響音モニター７で計測する残響音は、可聴周波数（例えば２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ）の音に限らず、周波数が２０ｋＨｚ以上の所謂超音波を包含する。加振レーザーにより誘起された検査対象Ｍの振動の測定に影響を与える周波数を残響音として測定すればよい。
残響音モニター７の設置場所は、残響音を測定可能であれば特に限定されない。図１は、二軸ミラーユニット５に取り付けられている。本実施形態では、残響音モニター７は、加振レーザー光が検査対象Ｍに照射されることによって生じる音を取得する場合について説明を続ける。残響音モニター７が二軸ミラーユニット５に取り付けられることによって、検査対象Ｍに加振レーザー光が照射される最も近い位置で、音を計測できる。
ミラー８ａは、加振レーザー装置１が出力する加振レーザー光の光路を、直角に曲げる。ミラー８ｂは、測距レーザー装置９が出力する測距レーザー光の光路を、直角に曲げる。
【0015】
加振レーザー集光ユニット１０は、加振レーザー装置１が出力する加振レーザー光を集光させる。加振レーザー集光ユニット１０は、加振レーザー光を集光させるためのレンズ１２ａとレンズ１２ｂとを含む。
ミラー８ｃは、加振レーザー集光ユニット１０が集光させた加振レーザー光の光路を、直角に曲げる。
計測レーザー集光ユニット１１は、計測レーザー装置２が出力する計測レーザー光を集光させる。計測レーザー集光ユニット１１は、計測レーザー光を集光させるためのレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとを含む。
ミラー８ｃは、加振レーザー集光ユニット１０が集光させた加振レーザー光の光路を、直角に曲げる。
計測レーザー集光ユニット１１は、計測レーザー装置２が出力する計測レーザー光を集光させる。計測レーザー集光ユニット１１は、計測レーザー光を集光させるためのレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとを含む。
【0016】
撮像装置１３は、二軸ミラーユニット５に取り付けられ、検査対象Ｍのレーザー光を照射する予定の箇所を撮像する。撮像装置１３は、撮像することによって得られた検査対象Ｍのレーザー光を照射する予定の箇所の画像を表す情報を、処理ユニット１００へ出力する。撮像装置１３が二軸ミラーユニット５に取り付けられることによって、二軸ミラーユニット５の動きにしたがって、レーザー光を照射する予定の箇所の画像を取得できる。
【0017】
加振レーザー装置１の光路は、ミラー８ａによって直角に曲げられ、加振レーザー集光ユニット１０に導入される。つまり、加振レーザー装置１が出力した加振レーザー光は、ミラー８ａによって直角に曲げられ、加振レーザー集光ユニット１０へ進行する。加振レーザー集光ユニット１０は、検査対象Ｍの表面上に集光するように、加振レーザー光を出力する加振レーザー集光ユニット１０が出力した加振レーザー光は、ミラー８ｃで直角に曲げられ、ガルバノスキャナユニット３へ進行する。
【0018】
計測レーザー装置２の光路は、計測レーザー集光ユニット１１に導入される。つまり、計測レーザー装置２が出力した計測レーザー光は、計測レーザー集光ユニット１１へ進行する。計測レーザー集光ユニット１１は、計測レーザー光を集光し、集光した計測レーザー光を、ガルバノスキャナユニット３へ出力する。
【0019】
ガルバノスキャナユニット３は、ガルバノスキャナミラー４ａとガルバノスキャナミラー４ｂとをモータで適切な角度に回転させることで、加振レーザー光と計測レーザー光とのいずれか一方又は両方の光路を、任意の方向および角度に調整する。ガルバノスキャナユニット３によって、光路が、任意の方向および角度に調整された加振レーザー光と計測レーザー光とは、二軸ミラーユニット５へ出力される。
二軸ミラーユニット５は、二軸ミラー６を調整することによって、ガルバノスキャナユニット３では難しい粗動照射位置を設定する。二軸ミラーユニット５へ出力された加振レーザー光と計測レーザー光とは、二軸ミラーユニット５によって設定された検査対象Ｍの照射予定位置へ照射される。
二軸ミラーユニット５は、二軸ミラー６を調整することによって、ガルバノスキャナユニット３では難しい粗動照射位置を設定する。二軸ミラーユニット５へ出力された加振レーザー光と計測レーザー光とは、二軸ミラーユニット５によって設定された検査対象Ｍの照射予定位置へ照射される。
【0020】
図２は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの掃引の概念図である。
二軸ミラーユニット５は、検査対象Ｍへ、加振レーザー光と計測レーザー光とを照射する場合に、予め設定される掃引順序ＳＯ－１にしたがって、二軸ミラー照射エリア２０３－１、二軸ミラー照射エリア２０３－２、二軸ミラー照射エリア２０３－３、二軸ミラー照射エリア２０３－４の順に掃引を行う。
二軸ミラーユニット５が、二軸ミラー照射エリア２０３－１を掃引する場合に、予め設定される掃引順序ＳＯ－１１にしたがって、ガルバノスキャナユニット３は、照射エリア２００－１１、照射エリア２００－１２、照射エリア２００－１３、照射エリア２００－１４、照射エリア２００－１５の順に掃引を行う。ガルバノスキャナユニット３が、照射エリア２００－１１を掃引する場合に、ガルバノスキャナミラー４ａとガルバノスキャナミラー４ｂとをモータで適切な角度に回転させることで、加振レーザー光と計測レーザー光とが、それぞれ加振レーザー光照射箇所と計測レーザー光照射箇所とに照射される。
ガルバノスキャナユニット３が、照射エリア２００－１２～照射エリア２００－１５を掃引する場合にも、照射エリア２００－１１を掃引する場合の処理を適用できる。二軸ミラーユニット５が、二軸ミラー照射エリア２０３－２～二軸ミラー照射エリア２０３－４を掃引する場合にも、二軸ミラー照射エリア２０３－１を掃引する場合の処理を適用できる。
このように、ガルバノスキャナユニット３と、二軸ミラーユニット５とを組み合わせることによって、検査対象Ｍの任意の箇所に、レーザー光を高速掃引できる。具体例として、半径５ｍ～１０ｍのトンネルである場合、１回の測定範囲である０．１ｍ～１ｍ四方の領域２０３の中で、打点２００の間隔は１０ｍｍ～３００ｍｍが好適な範囲となる。図１に戻り説明を続ける。
二軸ミラーユニット５は、検査対象Ｍへ、加振レーザー光と計測レーザー光とを照射する場合に、予め設定される掃引順序ＳＯ－１にしたがって、二軸ミラー照射エリア２０３－１、二軸ミラー照射エリア２０３－２、二軸ミラー照射エリア２０３－３、二軸ミラー照射エリア２０３－４の順に掃引を行う。
二軸ミラーユニット５が、二軸ミラー照射エリア２０３－１を掃引する場合に、予め設定される掃引順序ＳＯ－１１にしたがって、ガルバノスキャナユニット３は、照射エリア２００－１１、照射エリア２００－１２、照射エリア２００－１３、照射エリア２００－１４、照射エリア２００－１５の順に掃引を行う。ガルバノスキャナユニット３が、照射エリア２００－１１を掃引する場合に、ガルバノスキャナミラー４ａとガルバノスキャナミラー４ｂとをモータで適切な角度に回転させることで、加振レーザー光と計測レーザー光とが、それぞれ加振レーザー光照射箇所と計測レーザー光照射箇所とに照射される。
ガルバノスキャナユニット３が、照射エリア２００－１２～照射エリア２００－１５を掃引する場合にも、照射エリア２００－１１を掃引する場合の処理を適用できる。二軸ミラーユニット５が、二軸ミラー照射エリア２０３－２～二軸ミラー照射エリア２０３－４を掃引する場合にも、二軸ミラー照射エリア２０３－１を掃引する場合の処理を適用できる。
このように、ガルバノスキャナユニット３と、二軸ミラーユニット５とを組み合わせることによって、検査対象Ｍの任意の箇所に、レーザー光を高速掃引できる。具体例として、半径５ｍ～１０ｍのトンネルである場合、１回の測定範囲である０．１ｍ～１ｍ四方の領域２０３の中で、打点２００の間隔は１０ｍｍ～３００ｍｍが好適な範囲となる。図１に戻り説明を続ける。
【0021】
レーザー誘起振動波計測システム２０は、加振レーザー集光ユニット１０の集光位置を調整する。具体的には、レーザー誘起振動波計測システム２０は、加振レーザー集光ユニット１０に搭載されたレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整することによって、集光位置を調整する。レーザー誘起振動波計測システム２０は、計測レーザー集光ユニット１１に搭載されたレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離を調整する。
また、レーザー誘起振動波計測システム２０は、検査対象Ｍの加振レーザー光と計測レーザー光とを照射する箇所を設定する。
また、レーザー誘起振動波計測システム２０は、加振レーザー光と計測レーザー光とのいずれか一方又は両方が、検査対象Ｍに照射されることによって音が生じ、生じた音が直接届くことによる影響とその音が反響することによる影響を低減する。
また、レーザー誘起振動波計測システム２０は、検査対象Ｍの加振レーザー光と計測レーザー光とを照射する箇所を設定する。
また、レーザー誘起振動波計測システム２０は、加振レーザー光と計測レーザー光とのいずれか一方又は両方が、検査対象Ｍに照射されることによって音が生じ、生じた音が直接届くことによる影響とその音が反響することによる影響を低減する。
【0022】
加振レーザー集光ユニット１０に搭載されたレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離と、計測レーザー集光ユニット１１に搭載されたレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離とを調整する処理について説明する。加振レーザー集光ユニット１０に搭載されたレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離と、計測レーザー集光ユニット１１に搭載されたレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離とが調整されることによって、「レーザー照射部と測定対象との距離の変化」をレーザー集光位置の調整により補償できるため、高速計測を行う際の計測精度を向上できる。
測距レーザー装置９が出力した測距レーザー光は、ミラー８ｂによって直角に曲げられ、ガルバノスキャナユニット３へ進行する。ガルバノスキャナユニット３は、ガルバノスキャナミラー４ａとガルバノスキャナミラー４ｂとを備える。ガルバノスキャナユニット３は、ガルバノスキャナミラー４ａとガルバノスキャナミラー４ｂとをモータで適切な角度に回転させることで、測距レーザー光の光路を、任意の方向および角度に調整する。ガルバノスキャナユニット３によって、光路が、任意の方向および角度に調整された測距レーザー光は、二軸ミラーユニット５へ出力される。
測距レーザー装置９が出力した測距レーザー光は、ミラー８ｂによって直角に曲げられ、ガルバノスキャナユニット３へ進行する。ガルバノスキャナユニット３は、ガルバノスキャナミラー４ａとガルバノスキャナミラー４ｂとを備える。ガルバノスキャナユニット３は、ガルバノスキャナミラー４ａとガルバノスキャナミラー４ｂとをモータで適切な角度に回転させることで、測距レーザー光の光路を、任意の方向および角度に調整する。ガルバノスキャナユニット３によって、光路が、任意の方向および角度に調整された測距レーザー光は、二軸ミラーユニット５へ出力される。
【0023】
二軸ミラーユニット５は、二軸ミラー６を備え、二軸ミラー６を調整することによって、ガルバノスキャナユニット３では難しい粗動照射位置を設定する。二軸ミラーユニット５へ出力された測距レーザー光は、二軸ミラーユニット５によって設定された検査対象Ｍの照射位置へ照射される。
検査対象Ｍの照射位置へ照射された測距レーザー光の反射光は、二軸ミラーユニット５、ガルバノスキャナユニット３、ミラー８ｂを経由して、測距レーザー装置９へ進行し、測距レーザー装置９の受光素子で検出される。測距レーザー装置９は、受光素子が検出した反射光に基づいて、測距レーザー装置９と検査対象Ｍとの間の照射距離を導出し、導出した照射距離を示す情報（照射距離情報）を、処理ユニット１００へ出力する。
検査対象Ｍの照射位置へ照射された測距レーザー光の反射光は、二軸ミラーユニット５、ガルバノスキャナユニット３、ミラー８ｂを経由して、測距レーザー装置９へ進行し、測距レーザー装置９の受光素子で検出される。測距レーザー装置９は、受光素子が検出した反射光に基づいて、測距レーザー装置９と検査対象Ｍとの間の照射距離を導出し、導出した照射距離を示す情報（照射距離情報）を、処理ユニット１００へ出力する。
【0024】
処理ユニット１００は、測距レーザー装置９が出力した照射距離を示す情報を取得し、取得した照射距離を示す情報に基づいて、加振レーザー集光ユニット１０のレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量とその調整に要する時間とを導出する。処理ユニット１００は、導出した調整量に基づいて、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整する。具体的には、処理ユニット１００は、導出したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報を、加振レーザー集光ユニット１０へ出力する。加振レーザー集光ユニット１０は、処理ユニット１００が出力したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報を取得し、取得したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報に基づいて、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整する。レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整は、レンズ１２ａとレンズ１２ｂのいずれか一方又は両方を動かすことによって行われる。レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整することによって、加振レーザー光を集光して検査対象Ｍへ照射することができる。
【0025】
図３Ａと、図３Ｂとは、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの処理ユニットで得られる誘起された振動の周波数スペクトルの一例を示す図である。図３Ａと、図３Ｂとにおいて、横軸は誘起された振動の周波数であり、縦軸は規格化振動強度である。規格化振動強度は、調整前のピーク値を１とした場合のものである。図３Ａは、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整しない場合に得られる周波数スペクトルである。また、図３Ｂは、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整した場合に得られる周波数スペクトルである。例えば、図３Ａと図３Ｂとにおいて、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整しない加振レーザー光の集光径（図３Ａ）は７．９ｍｍであり、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整した加振レーザー光の集光径（図３Ｂ）は４．４ｍｍである。
図３Ａによれば、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整しない場合には、加振レーザー光の集光径が広がっているため、検査対象Ｍの表面振動を励起する加振レーザー光の単位面積当たりの照射強度が下がる。このため、周波数スペクトルにおける信号強度が低下する。
図３Ａと図３Ｂとに示される誘起された振動の周波数スペクトルは、アブレーションモードにより加振を行うことによって得られたものである。また、集光径を広げることで信号強度は減少するが熱膨張のみで表面をアブレーションで傷つけずに測定するサーマルモードに切り替えることができる。サーマルモードの場合、加振レーザー光の集光径は、１００ｍｍ程度となる。このため、加振レーザー光の集光径は、１００μｍ～１００ｍｍが好適である。
図３Ｂによれば、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整した場合には、加振レーザー光の集光径が狭くなるため、検査対象Ｍの表面振動を励起する加振レーザー光の単位面積当たりの照射強度が上がる。このため、周波数スペクトルにおける信号強度が向上する。単位面積当たりの照射強度は、１０ｍＪ／ｃｍ２～１０ｋＪ／ｃｍ２が好適範囲となる。図１に戻り説明を続ける。
図３Ａによれば、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整しない場合には、加振レーザー光の集光径が広がっているため、検査対象Ｍの表面振動を励起する加振レーザー光の単位面積当たりの照射強度が下がる。このため、周波数スペクトルにおける信号強度が低下する。
図３Ａと図３Ｂとに示される誘起された振動の周波数スペクトルは、アブレーションモードにより加振を行うことによって得られたものである。また、集光径を広げることで信号強度は減少するが熱膨張のみで表面をアブレーションで傷つけずに測定するサーマルモードに切り替えることができる。サーマルモードの場合、加振レーザー光の集光径は、１００ｍｍ程度となる。このため、加振レーザー光の集光径は、１００μｍ～１００ｍｍが好適である。
図３Ｂによれば、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整した場合には、加振レーザー光の集光径が狭くなるため、検査対象Ｍの表面振動を励起する加振レーザー光の単位面積当たりの照射強度が上がる。このため、周波数スペクトルにおける信号強度が向上する。単位面積当たりの照射強度は、１０ｍＪ／ｃｍ２～１０ｋＪ／ｃｍ２が好適範囲となる。図１に戻り説明を続ける。
【0026】
処理ユニット１００は、測距レーザー装置９が出力した照射距離を示す情報を取得し、取得した照射距離を示す情報に基づいて、計測レーザー集光ユニット１１のレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量とその調整に要する時間とを導出する。処理ユニット１００は、導出した調整量に基づいて、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離を調整する。具体的には、処理ユニット１００は、導出したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報を、加振レーザー集光ユニット１０へ出力する。加振レーザー集光ユニット１０は、処理ユニット１００が出力したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報を取得し、取得したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報に基づいて、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離を調整する。レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整は、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄのいずれか一方又は両方を動かすことによって行われる。レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離を調整することによって、計測レーザー光を集光して検査対象Ｍへ照射することができる。
レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離を調整しない場合には、集光位置の振動を検出する計測レーザーシステムにおいて、検査対象上に集光位置が設定されていないため測定できなくなってしまう。
レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離を調整しない場合には、集光位置の振動を検出する計測レーザーシステムにおいて、検査対象上に集光位置が設定されていないため測定できなくなってしまう。
【0027】
次に、加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうちの少なくとも一つを照射する検査対象Ｍの箇所を設定する処理について説明する。加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうちの少なくとも一つを照射する検査対象Ｍの箇所が設定されることによって、「測定対象表面の変化」を排除することができるため、高速計測を行う際の計測誤差の原因の一つを排除できる。
撮像装置１３は、検査対象Ｍのレーザー光を照射する予定の箇所を撮像する。撮像装置１３は、撮像することによって得られた検査対象Ｍの加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうちの少なくとも一つを照射する予定の箇所の画像（以下「レーザー照射予定箇所画像」という）を表す情報を、処理ユニット１００へ送信する。具体的には、撮像装置１３は、図２を参照して説明した照射エリア２００－１１、・・・、照射エリア２００－１５、・・・を撮像する。
処理ユニット１００は、撮像装置１３が送信したレーザー照射予定箇所画像を表す情報を取得し、取得したレーザー照射予定箇所画像を示す情報を画像処理する。処理ユニット１００は、画像処理することによって得られたレーザー照射予定箇所画像に基づいて、濡れや形状、付属物などの検査対象Ｍの状態を検出する。処理ユニット１００は、検査対象Ｍの状態に基づいて、複数のレーザー照射予定箇所から、加振レーザー光と計測レーザー光のいずれか一方又は両方を照射するレーザー照射予定箇所を選択する。
撮像装置１３は、検査対象Ｍのレーザー光を照射する予定の箇所を撮像する。撮像装置１３は、撮像することによって得られた検査対象Ｍの加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうちの少なくとも一つを照射する予定の箇所の画像（以下「レーザー照射予定箇所画像」という）を表す情報を、処理ユニット１００へ送信する。具体的には、撮像装置１３は、図２を参照して説明した照射エリア２００－１１、・・・、照射エリア２００－１５、・・・を撮像する。
処理ユニット１００は、撮像装置１３が送信したレーザー照射予定箇所画像を表す情報を取得し、取得したレーザー照射予定箇所画像を示す情報を画像処理する。処理ユニット１００は、画像処理することによって得られたレーザー照射予定箇所画像に基づいて、濡れや形状、付属物などの検査対象Ｍの状態を検出する。処理ユニット１００は、検査対象Ｍの状態に基づいて、複数のレーザー照射予定箇所から、加振レーザー光と計測レーザー光のいずれか一方又は両方を照射するレーザー照射予定箇所を選択する。
【0028】
例えば、検査対象Ｍの状態に基づいて、凹凸影がなく、平坦で、他のレーザー照射予定箇所と同等の濡れであり、付属物がないレーザー照射予定箇所を選択するのが好ましい。レーザー照射予定箇所として、付属物がある箇所、ひび割れ部（ひび割れの中）、補修箇所、マーキング箇所は、避けるのが好ましい。
処理ユニット１００は、選択したレーザー照射予定箇所に基づいて、選択したレーザー照射予定箇所の全てを線で結んだ場合に、その結んだ線によって示されるレーザー光を照射するルートのうち、その長さが最短となるルートを選択する。また、処理ユニット１００は、付属物上を通過してしまうルートがある場合には、レーザー光が付属物に照射されないように、物理シャッタでレーザー光を遮断すると仮定して、最短となるルートを選択してもよい。処理ユニット１００は、選択したルートを、掃引ルートとして、掃引ルートを示す情報を含む照射する箇所を選択した結果を、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５とへ出力する。
ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５とは、処理ユニット１００が出力した照射する箇所を選択した結果に基づいて、加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうち、少なくとも一つを掃引する。
処理ユニット１００は、選択したレーザー照射予定箇所に基づいて、選択したレーザー照射予定箇所の全てを線で結んだ場合に、その結んだ線によって示されるレーザー光を照射するルートのうち、その長さが最短となるルートを選択する。また、処理ユニット１００は、付属物上を通過してしまうルートがある場合には、レーザー光が付属物に照射されないように、物理シャッタでレーザー光を遮断すると仮定して、最短となるルートを選択してもよい。処理ユニット１００は、選択したルートを、掃引ルートとして、掃引ルートを示す情報を含む照射する箇所を選択した結果を、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５とへ出力する。
ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５とは、処理ユニット１００が出力した照射する箇所を選択した結果に基づいて、加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうち、少なくとも一つを掃引する。
【0029】
加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうち、少なくとも一つが、検査対象Ｍに照射されることによって生じた音による影響とその音が反響することによる影響とを低減する処理について説明する。検査対象Ｍに照射されることによって生じた音と、その音の反響音とを合わせて残響音という。加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうち、少なくとも一つが、検査対象Ｍに照射されることによって生じた音による影響とその音が反響することによる影響とが低減されることによって、「検査環境に由来するノイズ」を排除することができるため、高速計測を行う際の計測誤差の原因の一つを排除できる。
トンネルなどの閉鎖された空間で、レーザー誘起振動波計測を実施する場合に、加振レーザー光と計測レーザー光とのいずれか一方又は両方が、検査対象Ｍに照射されることによって生じた音が反響し、反響した音がノイズになる場合がある。
検査対象Ｍに加振レーザー光と計測レーザー光のいずれか一方又は両方が、第１のタイミングで照射される。
残響音モニター７は、検査対象Ｍに加振レーザー光と計測レーザー光のいずれか一方又は両方が、第１のタイミングで照射された場合に生じる音の強度を計測する。ここで、音には、検査対象Ｍに加振レーザー光と計測レーザー光のいずれか一方又は両方を照射したときに生じる音と、その音がトンネルの壁などで反響する音と残響音とが含まれる。残響音モニター７は、計測した音を電気信号へ変換し、電気信号へ変換したことによって得られる音の強度（以下「音情報」という）を、処理ユニット１００へ出力する。
トンネルなどの閉鎖された空間で、レーザー誘起振動波計測を実施する場合に、加振レーザー光と計測レーザー光とのいずれか一方又は両方が、検査対象Ｍに照射されることによって生じた音が反響し、反響した音がノイズになる場合がある。
検査対象Ｍに加振レーザー光と計測レーザー光のいずれか一方又は両方が、第１のタイミングで照射される。
残響音モニター７は、検査対象Ｍに加振レーザー光と計測レーザー光のいずれか一方又は両方が、第１のタイミングで照射された場合に生じる音の強度を計測する。ここで、音には、検査対象Ｍに加振レーザー光と計測レーザー光のいずれか一方又は両方を照射したときに生じる音と、その音がトンネルの壁などで反響する音と残響音とが含まれる。残響音モニター７は、計測した音を電気信号へ変換し、電気信号へ変換したことによって得られる音の強度（以下「音情報」という）を、処理ユニット１００へ出力する。
【0030】
処理ユニット１００は、残響音モニター７が出力した音情報に基づいて、残響音の強度の時系列データを生成する。
残響音モニター７は、検査対象に加振レーザー光と計測レーザー光とのいずれか一方又は両方が照射された場合に生じる音の強度を計測する。残響音モニター７は、計測した音を電気信号へ変換し、電気信号へ変換したことによって得られる音情報を、処理ユニット１００へ出力する。処理ユニット１００は、残響音モニター７が出力した音情報に基づいて、残響音の強度の時系列データを生成する。
残響音の時系列データについて図７Ａを用いて説明する。Ｓ１は、検査対象に加振レーザー光と計測レーザー光とのいずれか一方又は両方がタイミング０ｍｓで照射された場合に計測された残響音の時系列データである。例えばＳ１において２０ｍｓ、５０ｍｓ、７５ｍｓ等に観測された信号が残響音である。残響音の時系列データは、計測環境（例えばトンネルの大きさ、形状、検査対象までの距離等）によって変化するため、計測環境が変化する毎に計測し、処理ユニット１００へ出力することが望ましい。
残響音モニター７は、検査対象に加振レーザー光と計測レーザー光とのいずれか一方又は両方が照射された場合に生じる音の強度を計測する。残響音モニター７は、計測した音を電気信号へ変換し、電気信号へ変換したことによって得られる音情報を、処理ユニット１００へ出力する。処理ユニット１００は、残響音モニター７が出力した音情報に基づいて、残響音の強度の時系列データを生成する。
残響音の時系列データについて図７Ａを用いて説明する。Ｓ１は、検査対象に加振レーザー光と計測レーザー光とのいずれか一方又は両方がタイミング０ｍｓで照射された場合に計測された残響音の時系列データである。例えばＳ１において２０ｍｓ、５０ｍｓ、７５ｍｓ等に観測された信号が残響音である。残響音の時系列データは、計測環境（例えばトンネルの大きさ、形状、検査対象までの距離等）によって変化するため、計測環境が変化する毎に計測し、処理ユニット１００へ出力することが望ましい。
【0031】
処理ユニット１００は、残響音の時系列データに基づいて、残響音の影響が少なく、検査対象Ｍの振動を計測可能な時間帯が最も長くなるレーザーの照射タイミングを導出する。例えば、図７Ａでは、２０ｍｓの間隔で合計４回のレーザー照射と計測を行っている。ｘ回目の照射において発生する残響音の時系列データがＳｘであり、計測はレーザー照射直後のＭｘの時間帯に行われる。残響音は、それぞれの照射に対して発生するため、Ｍｘの計測時間帯には、x－１回目までのレーザー照射の響音（Ｓ1からＳ(ｘ－1)）が加算されて残留している。計測時間帯に残響音のピークが含まれると計測精度が低下する。例えば、Ｍ３の計測時間帯では、Ｓ１とＳ２それぞれのピークが含まれている。処理ユニット１００は、各計測に対してそれ以前の照射の残響音の影響が最小となるレーザーの照射タイミングを導出する。具体的には、図７Ｂに示すように、Ｍｘの計測時間帯において、Ｓ1からＳ(ｘ－1)を加算した時系列データの強度が最小となるレーザーの照射タイミング（間隔）を導出する。なお、１回のレーザー照射で発生する残響音の時系列データは、計測環境が変化しなければ毎回同じであるため、計測環境が変化しなければＳ１からＳｘは同じ時系列データを用いてよい。処理ユニット１００は、導出したタイミングを示す情報を、加振レーザー装置１と、計測レーザー装置２のいずれか一方又は両方へ出力する。ガルバノスキャナユニット３で高速掃引する間にタイミングを変更すること好ましくないため、処理ユニット１００は、二軸ミラーユニット５で高速掃引範囲を変更するタイミング、つまり高速掃引ユニットの停止中に、タイミングを変更するのが好適である。
加振レーザー装置１と、計測レーザー装置２のいずれか一方又は両方は、処理ユニット１００が出力したタイミングを示す情報に基づいて、加振レーザー光と、計測レーザー光とのいずれか一方又は両方を出力する。
加振レーザー装置１と、計測レーザー装置２のいずれか一方又は両方は、処理ユニット１００が出力したタイミングを示す情報に基づいて、加振レーザー光と、計測レーザー光とのいずれか一方又は両方を出力する。
【0032】
レーザー誘起振動波計測システム２０を構成する処理ユニット１００について、詳細に説明する。
（処理ユニット１００）
図４は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの処理ユニットの一例を示すブロック図である。
処理ユニット１００は、パーソナルコンピュータ、サーバ、スマートフォン、タブレットコンピュータ又は産業用コンピューターなどの装置によって実現される。
処理ユニット１００は、例えば、通信部１１０と、情報処理部１２０と、表示部１３０と、記憶部１４０とを備える。
通信部１１０は、通信モジュールによって実現される。通信部１１０はネットワークを介して、他の外部の装置と通信する。通信部１１０は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）、有線ＬＡＮ、ブルートゥース(Bluetooth)（登録商標）又はＬＴＥ（Long Term Evolution）（登録商標）など等の通信方式で通信してもよい。
（処理ユニット１００）
図４は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの処理ユニットの一例を示すブロック図である。
処理ユニット１００は、パーソナルコンピュータ、サーバ、スマートフォン、タブレットコンピュータ又は産業用コンピューターなどの装置によって実現される。
処理ユニット１００は、例えば、通信部１１０と、情報処理部１２０と、表示部１３０と、記憶部１４０とを備える。
通信部１１０は、通信モジュールによって実現される。通信部１１０はネットワークを介して、他の外部の装置と通信する。通信部１１０は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）、有線ＬＡＮ、ブルートゥース(Bluetooth)（登録商標）又はＬＴＥ（Long Term Evolution）（登録商標）など等の通信方式で通信してもよい。
【0033】
通信部１１０は、測距レーザー装置９が出力した照射距離を示す情報を受信し、受信した照射距離を示す情報を、情報処理部１２０へ出力する。通信部１１０は、照射距離を示す情報に対して、情報処理部１２０が出力したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量などの集光位置の調整量を示す情報を含む制御情報を取得し、取得した集光位置の調整量を示す情報を含む制御情報を、加振レーザー集光ユニット１０へ出力する。
また、通信部１１０は、照射距離を示す情報に対して、情報処理部１２０が出力したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量などの集光位置の調整量を示す情報を含む制御情報を取得し、取得した制御情報を、計測レーザー集光ユニット１１へ出力する。
通信部１１０は、撮像装置１３が出力したレーザー照射予定箇所画像を表す情報を受信し、受信したレーザー照射予定箇所画像を表す情報を、情報処理部１２０へ出力する。通信部１１０は、レーザー照射箇所画像を表す情報に対して、情報処理部１２０が出力した照射する箇所を選択した結果を含む制御情報を取得し、取得した制御情報を、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５とへ出力する。
通信部１１０は、残響音モニター７が出力した音情報を、情報処理部１２０へ出力する。通信部１１０は、音情報に対して、情報処理部１２０が出力したタイミングを示す情報を含む制御情報を取得し、取得した制御情報を、加振レーザー装置１と計測レーザー装置２のいずれか一方又は両方へ出力する。
通信部１１０は、計測レーザー装置２が出力した振動データを、情報処理部１２０へ出力する。
また、通信部１１０は、照射距離を示す情報に対して、情報処理部１２０が出力したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量などの集光位置の調整量を示す情報を含む制御情報を取得し、取得した制御情報を、計測レーザー集光ユニット１１へ出力する。
通信部１１０は、撮像装置１３が出力したレーザー照射予定箇所画像を表す情報を受信し、受信したレーザー照射予定箇所画像を表す情報を、情報処理部１２０へ出力する。通信部１１０は、レーザー照射箇所画像を表す情報に対して、情報処理部１２０が出力した照射する箇所を選択した結果を含む制御情報を取得し、取得した制御情報を、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５とへ出力する。
通信部１１０は、残響音モニター７が出力した音情報を、情報処理部１２０へ出力する。通信部１１０は、音情報に対して、情報処理部１２０が出力したタイミングを示す情報を含む制御情報を取得し、取得した制御情報を、加振レーザー装置１と計測レーザー装置２のいずれか一方又は両方へ出力する。
通信部１１０は、計測レーザー装置２が出力した振動データを、情報処理部１２０へ出力する。
【0034】
表示部１３０は、例えば液晶ディスプレイ等によって構成され、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性の検査結果を表示する。
記憶部１４０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ、またはこれらのうち複数が組み合わされたハイブリッド型記憶装置などにより実現される。記憶部１４０の一部または全部は、処理ユニット１００の一部として設けられる場合に代えて、ＮＡＳ（Network Attached Storage）や外部のストレージサーバなど、処理ユニット１００のプロセッサがネットワークを介してアクセス可能な外部装置により実現されてもよい。記憶部１４０には、情報処理部１２０により実行されるプログラム１４２と、レンズ間距離テーブル１４４と、周辺測定データＤＢ(DataBase)１４６とが記憶される。
レンズ間距離テーブル１４４は、照射距離を示す情報と、その照射距離で焦点を合わせるための加振レーザー集光ユニット１０で調整される焦点位置と、計測レーザー集光ユニット１１で調整される焦点位置と、焦点位置の調整に要する時間とを関連付けたテーブル形式の情報である。本実施形態では、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間のレンズ間距離を調整することで、計測レーザー集光ユニット１１で焦点位置が調整され、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間のレンズ間距離を調整することで、計測レーザー集光ユニット１１の焦点位置が調整される場合について、説明を続ける。
周辺測定データＤＢ１４６は、過去に計測した振動データを記憶する。
記憶部１４０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ、またはこれらのうち複数が組み合わされたハイブリッド型記憶装置などにより実現される。記憶部１４０の一部または全部は、処理ユニット１００の一部として設けられる場合に代えて、ＮＡＳ（Network Attached Storage）や外部のストレージサーバなど、処理ユニット１００のプロセッサがネットワークを介してアクセス可能な外部装置により実現されてもよい。記憶部１４０には、情報処理部１２０により実行されるプログラム１４２と、レンズ間距離テーブル１４４と、周辺測定データＤＢ(DataBase)１４６とが記憶される。
レンズ間距離テーブル１４４は、照射距離を示す情報と、その照射距離で焦点を合わせるための加振レーザー集光ユニット１０で調整される焦点位置と、計測レーザー集光ユニット１１で調整される焦点位置と、焦点位置の調整に要する時間とを関連付けたテーブル形式の情報である。本実施形態では、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間のレンズ間距離を調整することで、計測レーザー集光ユニット１１で焦点位置が調整され、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間のレンズ間距離を調整することで、計測レーザー集光ユニット１１の焦点位置が調整される場合について、説明を続ける。
周辺測定データＤＢ１４６は、過去に計測した振動データを記憶する。
【0035】
情報処理部１２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサが記憶部１４０に格納されたプログラム１４２を実行することにより実現される機能部（以下、ソフトウェア機能部と称する）である。なお、情報処理部１２０の全部または一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。
情報処理部１２０は、例えば、情報取得部１２２と、計測部１２４と、解析部１２６とを備える。
情報取得部１２２は、照射距離データ取得部１２２ａと、照射箇所データ取得部１２２ｂと、残響音データ取得部１２２ｃと、振動データ取得部１２２ｄとを備える。
照射距離データ取得部１２２ａは、通信部１１０が出力した照射距離を示す情報を取得し、取得した照射距離を示す情報を、計測部１２４へ出力する。
照射箇所データ取得部１２２ｂは、通信部１１０が出力したレーザー照射予定箇所画像を表す情報を取得し、取得したレーザー照射予定箇所画像を表す情報を、計測部１２４へ出力する。
残響音データ取得部１２２ｃは、通信部１１０が出力した音情報を取得し、取得した音情報を、計測部１２４へ出力する。
振動データ取得部１２２ｄは、通信部１１０が出力した振動データを取得し、取得した振動データを、解析部１２６へ出力する。
情報処理部１２０は、例えば、情報取得部１２２と、計測部１２４と、解析部１２６とを備える。
情報取得部１２２は、照射距離データ取得部１２２ａと、照射箇所データ取得部１２２ｂと、残響音データ取得部１２２ｃと、振動データ取得部１２２ｄとを備える。
照射距離データ取得部１２２ａは、通信部１１０が出力した照射距離を示す情報を取得し、取得した照射距離を示す情報を、計測部１２４へ出力する。
照射箇所データ取得部１２２ｂは、通信部１１０が出力したレーザー照射予定箇所画像を表す情報を取得し、取得したレーザー照射予定箇所画像を表す情報を、計測部１２４へ出力する。
残響音データ取得部１２２ｃは、通信部１１０が出力した音情報を取得し、取得した音情報を、計測部１２４へ出力する。
振動データ取得部１２２ｄは、通信部１１０が出力した振動データを取得し、取得した振動データを、解析部１２６へ出力する。
【0036】
（計測部１２４）
計測部１２４は、集光位置導出部１２４ａと、照射箇所解析部１２４ｂと、残響音解析部１２４ｃと、タイミング導出部１２４ｄとを備える。
集光位置導出部１２４ａは、照射距離データ取得部１２２ａが出力した照射距離を示す情報を取得し、取得した照射距離を示す情報に基づいて、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量と、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量と、レンズ間距離の調整に要する時間とを導出する。
具体的には、集光位置導出部１２４ａは、加振レーザー集光ユニット１０から、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の現在の距離を示す情報を取得し、取得したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の現在の距離を示す情報を記憶している。集光位置導出部１２４ａは、ガルバノスキャナユニット３の高速掃引間、換言すれば、ガルバノスキャナユニット３が停止するタイミングで、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の現在の距離を示す情報を取得するのが好ましい。また、集光位置導出部１２４ａは、計測レーザー集光ユニット１１から、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の現在の距離を示す情報を取得し、取得したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の現在の距離を示す情報とを記憶している。集光位置導出部１２４ａは、ガルバノスキャナユニット３の高速掃引間、換言すれば、ガルバノスキャナユニット３が停止するタイミングで、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の現在の距離を示す情報を取得するのが好ましい。
計測部１２４は、集光位置導出部１２４ａと、照射箇所解析部１２４ｂと、残響音解析部１２４ｃと、タイミング導出部１２４ｄとを備える。
集光位置導出部１２４ａは、照射距離データ取得部１２２ａが出力した照射距離を示す情報を取得し、取得した照射距離を示す情報に基づいて、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量と、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量と、レンズ間距離の調整に要する時間とを導出する。
具体的には、集光位置導出部１２４ａは、加振レーザー集光ユニット１０から、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の現在の距離を示す情報を取得し、取得したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の現在の距離を示す情報を記憶している。集光位置導出部１２４ａは、ガルバノスキャナユニット３の高速掃引間、換言すれば、ガルバノスキャナユニット３が停止するタイミングで、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の現在の距離を示す情報を取得するのが好ましい。また、集光位置導出部１２４ａは、計測レーザー集光ユニット１１から、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の現在の距離を示す情報を取得し、取得したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の現在の距離を示す情報とを記憶している。集光位置導出部１２４ａは、ガルバノスキャナユニット３の高速掃引間、換言すれば、ガルバノスキャナユニット３が停止するタイミングで、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の現在の距離を示す情報を取得するのが好ましい。
【0037】
集光位置導出部１２４ａは、照射距離を示す情報を取得した場合、レンズ間距離テーブル１４４を参照し、取得した照射距離を示す情報に関連付けて記憶されているレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間のレンズ間距離と、レンズ間距離の調整に要する時間とを取得する。集光位置導出部１２４ａは、取得したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間のレンズ間距離とレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の現在の距離との差を導出することによって、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を導出する。集光位置導出部１２４ａは、導出したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報と、レンズ間距離の調整に要する時間情報とを、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。
また、集光位置導出部１２４ａは、照射距離を示す情報を取得した場合、レンズ間距離テーブル１４４を参照し、取得した照射距離を示す情報に関連付けて記憶されているレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間のレンズ間距離と、レンズ間距離の調整に要する時間とを取得する。集光位置導出部１２４ａは、取得したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間のレンズ間距離とレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の現在の距離との差を導出することによって、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を導出する。集光位置導出部１２４ａは、導出したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報と、レンズ間距離の調整に要する時間情報とを、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。
また、集光位置導出部１２４ａは、照射距離を示す情報を取得した場合、レンズ間距離テーブル１４４を参照し、取得した照射距離を示す情報に関連付けて記憶されているレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間のレンズ間距離と、レンズ間距離の調整に要する時間とを取得する。集光位置導出部１２４ａは、取得したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間のレンズ間距離とレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の現在の距離との差を導出することによって、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を導出する。集光位置導出部１２４ａは、導出したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報と、レンズ間距離の調整に要する時間情報とを、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。
【0038】
照射箇所解析部１２４ｂは、照射箇所データ取得部１２２ｂが出力したレーザー照射予定箇所画像を表す情報を取得し、取得したレーザー照射予定箇所画像を表す情報を画像処理する。照射箇所解析部１２４ｂは、画像処理することによって得られたレーザー照射予定箇所画像に基づいて、濡れや形状、付属物などの検査対象Ｍの状態を検出する。照射箇所解析部１２４ｂは、検査対象Ｍの状態に基づいて、凹凸影がなく、平坦で、他のレーザー照射予定箇所と同等の濡れであり、付属物がないレーザー照射予定箇所を選択する。
照射箇所解析部１２４ｂは、例えば、選択したレーザー照射予定箇所に基づいて、選択したレーザー照射予定箇所の全てを線で結んだ場合に、その結んだ線によって示されるルートのうち、その長さが最短となるルートを選択する。また、照射箇所解析部１２４ｂは、付属物上を通過してしまうルートがある場合には、レーザー光が付属物に照射されないように、物理シャッタでレーザー光を遮断すると仮定して、最短となるルートを選択してもよい。照射箇所解析部１２４ｂは、選択したルートを、掃引ルートとして、掃引ルートを示す情報を含む照射する箇所を選択した結果を、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。選択したレーザー照射予定箇所の全てを線で結んだルートのうち、その長さが最短となるルートを掃引ルートとすることによって、最速で、掃引を行うことができる。
照射箇所解析部１２４ｂは、例えば、選択したレーザー照射予定箇所に基づいて、選択したレーザー照射予定箇所の全てを線で結んだ場合に、その結んだ線によって示されるルートのうち、その長さが最短となるルートを選択する。また、照射箇所解析部１２４ｂは、付属物上を通過してしまうルートがある場合には、レーザー光が付属物に照射されないように、物理シャッタでレーザー光を遮断すると仮定して、最短となるルートを選択してもよい。照射箇所解析部１２４ｂは、選択したルートを、掃引ルートとして、掃引ルートを示す情報を含む照射する箇所を選択した結果を、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。選択したレーザー照射予定箇所の全てを線で結んだルートのうち、その長さが最短となるルートを掃引ルートとすることによって、最速で、掃引を行うことができる。
【0039】
図５は、レーザー照射予定箇所画像の一例を示す図である。図５に示されるレーザー照射予定箇所画像の一例には、縦五個と横五個の合計二十五個のレーザー（加振レーザー）照射予定箇所が示されている。さらに、レーザー照射予定箇所画像の一例には、ケーブルＣが示されている。
照射箇所解析部１２４ｂは、レーザー照射予定箇所画像に基づいて、二十五個のレーザー照射予定箇所のうち、（Ｘ，Ｙ）が（２，４）、（３，３）、（４，３）で示されるレーザー照射予定箇所については、それらのレーザー照射予定箇所の上にケーブルＣがあるため、レーザー照射不可とする。照射箇所解析部１２４ｂは、（Ｘ，Ｙ）が（２，４）、（３，３）、（４，３）で示されるレーザー照射予定箇所以外のレーザー照射予定箇所を選択し、選択したレーザー照射予定箇所の全てを結んだ線によって示されるルートのうち、その長さが最短となるルートを選択する。照射箇所解析部１２４ｂは、選択したルートを、掃引ルートとして、掃引ルートを示す情報を含む照射する箇所を選択した結果を、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。図４に戻り説明を続ける。
照射箇所解析部１２４ｂは、レーザー照射予定箇所画像に基づいて、二十五個のレーザー照射予定箇所のうち、（Ｘ，Ｙ）が（２，４）、（３，３）、（４，３）で示されるレーザー照射予定箇所については、それらのレーザー照射予定箇所の上にケーブルＣがあるため、レーザー照射不可とする。照射箇所解析部１２４ｂは、（Ｘ，Ｙ）が（２，４）、（３，３）、（４，３）で示されるレーザー照射予定箇所以外のレーザー照射予定箇所を選択し、選択したレーザー照射予定箇所の全てを結んだ線によって示されるルートのうち、その長さが最短となるルートを選択する。照射箇所解析部１２４ｂは、選択したルートを、掃引ルートとして、掃引ルートを示す情報を含む照射する箇所を選択した結果を、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。図４に戻り説明を続ける。
【0040】
残響音解析部１２４ｃは、残響音データ取得部１２２ｃが出力した音情報に基づいて、計測条件を導出する。
図６は、音情報の一例（その１）を示す図である。図６において、横軸は時間［ｍｓ］であり、縦軸は音の強度（arb.unit）である。この音情報は、検査速度５０Ｈｚ、つまり、一秒間に５０回測定が行われたものである。図６に示される例では、２０ｍｓ毎に、検査対象Ｍに、加振レーザー光が照射される。このため、２０ｍｓ毎に、加振レーザー光が検査対象Ｍに照射されることによって音が生じ、その音によるピークＬが複数検出される。さらに、複数のピークＬの各々の８ｍｓ以降に、加振レーザー光が検査対象Ｍに照射されることによって生じた音の残響音によるピークＮと減衰波形が数ミリ秒間検出される。複数のピークＮと減衰波形の各々はノイズであるため、仮に、複数のピークＮの各々が検出される時間を計測時間に含めた場合、計測精度が悪くなる。具体的に説明する。
図６は、音情報の一例（その１）を示す図である。図６において、横軸は時間［ｍｓ］であり、縦軸は音の強度（arb.unit）である。この音情報は、検査速度５０Ｈｚ、つまり、一秒間に５０回測定が行われたものである。図６に示される例では、２０ｍｓ毎に、検査対象Ｍに、加振レーザー光が照射される。このため、２０ｍｓ毎に、加振レーザー光が検査対象Ｍに照射されることによって音が生じ、その音によるピークＬが複数検出される。さらに、複数のピークＬの各々の８ｍｓ以降に、加振レーザー光が検査対象Ｍに照射されることによって生じた音の残響音によるピークＮと減衰波形が数ミリ秒間検出される。複数のピークＮと減衰波形の各々はノイズであるため、仮に、複数のピークＮの各々が検出される時間を計測時間に含めた場合、計測精度が悪くなる。具体的に説明する。
【0041】
図７Ａと図７Ｂとは、音情報の一例（その２）を示す図である。
図８Ａと図８Ｂとは、音情報の一例（その３）を示す図である。
図７Ａは、２０ｍｓ間隔（５０Ｈｚ）で、検査対象Ｍに加振レーザー光を順次照射した場合に、順次照射した加振レーザー光の各々で生じる残響音を示したものである。図７Ａは、図６とは測定環境が異なるため、反響音によるによるノイズが発生するタイミングが異なっている。また、反響音の波形が、図６では単一のピークに見え、図７Ａでは減衰波形に見えるが、これは、照射エネルギーの違いである。残像音は、加振レーザー光の照射時間以外に到達する周期的な音信号である。
図７Ｂは、３０ｍｓ間隔（３３Ｈｚ）で、検査対象Ｍに加振レーザー光を順次照射した場合に、順次照射した加振レーザー光の各々で生じる残響音を示したものである。
図７Ａと図７Ｂとにおいて、Ｓ１－Ｓ４は、検査対象Ｍに加振レーザー光が順次照射されることによって発生する残響音を示す波形である。Ｍ１－Ｍ４は、順次照射されるレーザー光に対して、検査対象Ｍに発生する振動を計測する時間帯である。上向きの矢印は、加振レーザー光を照射するタイミングである。
図８Ａと図８Ｂとは、音情報の一例（その３）を示す図である。
図７Ａは、２０ｍｓ間隔（５０Ｈｚ）で、検査対象Ｍに加振レーザー光を順次照射した場合に、順次照射した加振レーザー光の各々で生じる残響音を示したものである。図７Ａは、図６とは測定環境が異なるため、反響音によるによるノイズが発生するタイミングが異なっている。また、反響音の波形が、図６では単一のピークに見え、図７Ａでは減衰波形に見えるが、これは、照射エネルギーの違いである。残像音は、加振レーザー光の照射時間以外に到達する周期的な音信号である。
図７Ｂは、３０ｍｓ間隔（３３Ｈｚ）で、検査対象Ｍに加振レーザー光を順次照射した場合に、順次照射した加振レーザー光の各々で生じる残響音を示したものである。
図７Ａと図７Ｂとにおいて、Ｓ１－Ｓ４は、検査対象Ｍに加振レーザー光が順次照射されることによって発生する残響音を示す波形である。Ｍ１－Ｍ４は、順次照射されるレーザー光に対して、検査対象Ｍに発生する振動を計測する時間帯である。上向きの矢印は、加振レーザー光を照射するタイミングである。
【0042】
図８Ａは、２５ｍｓ間隔（４０Ｈｚ）で、検査対象Ｍに加振レーザー光を順次照射した場合に、順次照射した加振レーザー光の各々で生じる残響音を示したものである。
図８Ｂは、４０ｍｓ間隔（２５Ｈｚ）で、検査対象Ｍに加振レーザー光を順次照射した場合に、順次照射した加振レーザー光の各々で生じる残響音を示したものである。
図８Ａと図８Ｂとにおいて、Ｓ１－Ｓ４は、検査対象Ｍに加振レーザー光が順次照射されることによって発生する残響音を示す波形である。Ｍ１－Ｍ４は、順次照射されるレーザー光に対して、検査対象Ｍに発生する振動を計測する時間帯である。上向きの矢印は、加振レーザー光を照射するタイミングである。
図８Ｂは、４０ｍｓ間隔（２５Ｈｚ）で、検査対象Ｍに加振レーザー光を順次照射した場合に、順次照射した加振レーザー光の各々で生じる残響音を示したものである。
図８Ａと図８Ｂとにおいて、Ｓ１－Ｓ４は、検査対象Ｍに加振レーザー光が順次照射されることによって発生する残響音を示す波形である。Ｍ１－Ｍ４は、順次照射されるレーザー光に対して、検査対象Ｍに発生する振動を計測する時間帯である。上向きの矢印は、加振レーザー光を照射するタイミングである。
【0043】
図７Ａと図７Ｂと図８Ａと図８Ｂとによれば、Ｍ２－Ｍ４で表される二回目以降の計測（計測）を行う時間帯では、前の照射による残響音（ノイズ）が計測結果に含まれる。つまり、Ｍｎ（ｎは、ｎ＞１の整数）の時間帯で計測される振動には、波形Ｓ１－波形Ｓｎのすべてを加算することによって得られる波形が含まれる。具体的には、図７Ａの場合、Ｍ４の時間帯で計測される振動には、波形Ｓ１－波形Ｓ４が計測結果に含まれる。波形Ｓ１－波形Ｓ４のうち、波形Ｓ２と波形Ｓ３とは、特に振幅が大きく、ノイズ成分が大きくなっている。しかし、図７Ｂの場合、Ｍ４の時間帯で計測される振動には、波形Ｓ１－波形Ｓ４が計測結果に含まれるが、波形Ｓ１－波形Ｓ４のうち、いずれの波形も振幅が小さく、ノイズ成分が少なくなっている。
図８Ａの場合、Ｍ４の時間帯で計測される振動には、波形Ｓ１－波形Ｓ４が計測結果に含まれる。波形Ｓ１－波形Ｓ４のうち、波形Ｓ２は、特に振幅が大きく、ノイズ成分が大きくなっている。図８Ｂの場合、Ｍ４の時間帯で計測される振動には、波形Ｓ１－波形Ｓ４が計測結果に含まれる。波形Ｓ１－波形Ｓ４のうち、波形Ｓ３は、特に振幅が大きく、ノイズ成分が大きくなっている。
図８Ａの場合、Ｍ４の時間帯で計測される振動には、波形Ｓ１－波形Ｓ４が計測結果に含まれる。波形Ｓ１－波形Ｓ４のうち、波形Ｓ２は、特に振幅が大きく、ノイズ成分が大きくなっている。図８Ｂの場合、Ｍ４の時間帯で計測される振動には、波形Ｓ１－波形Ｓ４が計測結果に含まれる。波形Ｓ１－波形Ｓ４のうち、波形Ｓ３は、特に振幅が大きく、ノイズ成分が大きくなっている。
【0044】
残響音の時間波形は、トンネルの大きさ、道路（路面）、橋脚床板、コンクリート壁、残響音モニター７の位置などの照射環境によって異なる。残響音解析部１２４ｃは、振動を計測する前に残響音モニター７が取得した音情報に基づいて、ノイズ成分が最小となる繰り返し数（タイミング）などの計測条件を導出する。例えば、残響音解析部１２４ｃは、図６によれば、加振レーザー照射後に、未照射時(バックグラウンド)の信号量の２倍程度以下まで静音になり、その時間が１０ｍｓ程度確保できるタイミングを導出する。例えば、後述する移動体などに、レーザー誘起振動波計測システム２０が搭載されている場合には、静止して、そのタイミングを導出する。
図７Ａと図７Ｂと図８Ａと図８Ｂとに示される残響音が得られた場合には、残響音解析部１２４ｃは、計測条件として、３０ｍｓ間隔（３３Ｈｚ）を導出し、導出した計測条件を、タイミング導出部１２４ｄと、解析部１２６とへ出力する。このように、繰り返し数（タイミング）を最適化することによって、順次照射される加振レーザー光によって生じるノイズ成分の影響を低減した計測を可能にできる。図４に戻り、説明を続ける。
図７Ａと図７Ｂと図８Ａと図８Ｂとに示される残響音が得られた場合には、残響音解析部１２４ｃは、計測条件として、３０ｍｓ間隔（３３Ｈｚ）を導出し、導出した計測条件を、タイミング導出部１２４ｄと、解析部１２６とへ出力する。このように、繰り返し数（タイミング）を最適化することによって、順次照射される加振レーザー光によって生じるノイズ成分の影響を低減した計測を可能にできる。図４に戻り、説明を続ける。
【0045】
タイミング導出部１２４ｄは、集光位置導出部１２４ａが出力したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報と、レンズ間距離の調整に要する時間情報とを取得し、取得したレンズ間距離の調整に要する時間情報に基づいて、取得したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報を含む制御情報を、所定のタイミングで、通信部１１０へ出力する。
タイミング導出部１２４ｄは、集光位置導出部１２４ａが出力したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報と、レンズ間距離の調整に要する時間情報とを取得し、取得したレンズ間距離の調整に要する時間情報に基づいて、取得したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報を含む制御情報を、所定のタイミングで、通信部１１０へ出力する。
タイミング導出部１２４ｄは、照射箇所解析部１２４ｂが出力した照射する箇所を選択した結果を示す情報を取得し、取得した照射する箇所を選択した結果を示す情報を含む制御情報を、所定のタイミングで、通信部１１０へ出力する。
タイミング導出部１２４ｄは、残響音解析部１２４ｃが出力した計測条件を示す情報を取得し、取得した計測条件を含む制御情報を、所定のタイミングで、通信部１１０へ出力する。
タイミング導出部１２４ｄは、集光位置導出部１２４ａが出力したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報と、レンズ間距離の調整に要する時間情報とを取得し、取得したレンズ間距離の調整に要する時間情報に基づいて、取得したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報を含む制御情報を、所定のタイミングで、通信部１１０へ出力する。
タイミング導出部１２４ｄは、照射箇所解析部１２４ｂが出力した照射する箇所を選択した結果を示す情報を取得し、取得した照射する箇所を選択した結果を示す情報を含む制御情報を、所定のタイミングで、通信部１１０へ出力する。
タイミング導出部１２４ｄは、残響音解析部１２４ｃが出力した計測条件を示す情報を取得し、取得した計測条件を含む制御情報を、所定のタイミングで、通信部１１０へ出力する。
【0046】
（解析部１２６）
解析部１２６は、データ処理部１２６ａと、判定部１２６ｂとを備える。
データ処理部１２６ａは、タイミング導出部１２４ｄが出力した計測条件と、振動データ取得部１２２ｄが出力した振動データとを取得し、取得した計測条件に基づいて、取得した振動データを処理する。データ処理部１２６ａは、一定の時間のデータを除去した後に、設定された計測時間のデータを取得する。具体的には、データ処理部１２６ａは、例えば計測時間を１０ｍｓと設定した場合、１０ｍｓのデータを除去した場合、照射１０ｍｓ－２０ｍｓのデータを取得する。
ここで、振動データは、検査対象Ｍの同一箇所を計測する場合には、加振レーザー光を単発照射したことによって得られた振動データであっても、複数照射したことによって得られた振動データであってもよい。ただし、加振レーザー光を複数照射することによって得られたデータを使用する場合には、データ処理部１２６ａは、振動データ取得部１２２ｄが出力した振動データを、平均化してもよいし、積算化してもよい。
解析部１２６は、データ処理部１２６ａと、判定部１２６ｂとを備える。
データ処理部１２６ａは、タイミング導出部１２４ｄが出力した計測条件と、振動データ取得部１２２ｄが出力した振動データとを取得し、取得した計測条件に基づいて、取得した振動データを処理する。データ処理部１２６ａは、一定の時間のデータを除去した後に、設定された計測時間のデータを取得する。具体的には、データ処理部１２６ａは、例えば計測時間を１０ｍｓと設定した場合、１０ｍｓのデータを除去した場合、照射１０ｍｓ－２０ｍｓのデータを取得する。
ここで、振動データは、検査対象Ｍの同一箇所を計測する場合には、加振レーザー光を単発照射したことによって得られた振動データであっても、複数照射したことによって得られた振動データであってもよい。ただし、加振レーザー光を複数照射することによって得られたデータを使用する場合には、データ処理部１２６ａは、振動データ取得部１２２ｄが出力した振動データを、平均化してもよいし、積算化してもよい。
【0047】
データ処理部１２６ａは、タイミング導出部１２４ｄが出力した計測条件に基づいて、振動データから、計測を行う時間帯Ｍ１、Ｍ２、・・のデータを抽出する。また、データ処理部１２６ａは、抽出した時間帯Ｍ１、Ｍ２、・・・のデータから、加振レーザーによって発生する振動の最大変位量から任意に決定される減少量を除去する。ここで、減少量の一例は、１／１０、１／１００などであり、例えば、加振レーザー光を照射してから、０．５ｍｓ－１０ｍｓなどの所定の時間のデータである。加振レーザー光を照射してから、加振レーザーによって発生する振動の最大変位量から任意に決定される減少量を除去することによって、加振レーザー光を照射した直後に生じるノイズの影響を低減できるため、計測精度を向上できる。
図９Ａと、図９Ｂとは、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムのノイズ除去の効果を示す図である。図９Ａと、図９Ｂとは、振動データを、高速フーリエ変換することによって得られる周波数スペクトルを示す。図９Ａは、振動データからノイズを除去しなかったものであり、図９Ｂは振動データからノイズを除去したものである。
図９Ａによれば、加振レーザー光を照射したことによって生じる音によるノイズの影響が大きく、全体的に浮き上がったようなホワイトノイズが生じている。これに対し、図９Ｂによれば、ホワイトノイズが減少し、細やかなピークが見られる。
図９Ａと、図９Ｂとは、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムのノイズ除去の効果を示す図である。図９Ａと、図９Ｂとは、振動データを、高速フーリエ変換することによって得られる周波数スペクトルを示す。図９Ａは、振動データからノイズを除去しなかったものであり、図９Ｂは振動データからノイズを除去したものである。
図９Ａによれば、加振レーザー光を照射したことによって生じる音によるノイズの影響が大きく、全体的に浮き上がったようなホワイトノイズが生じている。これに対し、図９Ｂによれば、ホワイトノイズが減少し、細やかなピークが見られる。
【0048】
また、データ処理部１２６ａは、取得した振動データに突発的な測定不良で生じるノイズが含まれているか否かを判定する。レーザー誘起振動波計測では、検査対象Ｍに生じる振動は、加振レーザー光を照射した直後が最も強く、その後、時間の経過とともに、指数関数的に減少する。データ処理部１２６ａは、その指数関数を評価関数として、その傾向と一定以上の相関係数が得られない振動データには、突発的な測定不良で生じるノイズが含まれるとアルゴリズム的に判定する。
図１０は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムのノイズ除去の一例を示す図である。図１０において、（ａ）は正常な信号（減衰波形）であり、（ｂ）は突発的な測定不良で生じるノイズである。データ処理部１２６ａは、（ａ）に示される減衰波形を評価関数として、（ｂ）に示される波形との間の相関係数を導出する。データ処理部１２６ａは、相関係数が相関係数閾値以上である場合には、（ｂ）に示される波形は信号であると判定する。また、データ処理部１２６ａは、相関係数が相関係数閾値未満である場合には、（ｂ）に示される波形は信号でなく、突発的な測定不良で生じるノイズであると判定する。データ処理部１２６ａは、突発的な測定不良で生じるノイズが含まれると判定したデータを無効なデータと判定し、無効なデータを除去する。図４に戻り、説明を続ける。
図１０は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムのノイズ除去の一例を示す図である。図１０において、（ａ）は正常な信号（減衰波形）であり、（ｂ）は突発的な測定不良で生じるノイズである。データ処理部１２６ａは、（ａ）に示される減衰波形を評価関数として、（ｂ）に示される波形との間の相関係数を導出する。データ処理部１２６ａは、相関係数が相関係数閾値以上である場合には、（ｂ）に示される波形は信号であると判定する。また、データ処理部１２６ａは、相関係数が相関係数閾値未満である場合には、（ｂ）に示される波形は信号でなく、突発的な測定不良で生じるノイズであると判定する。データ処理部１２６ａは、突発的な測定不良で生じるノイズが含まれると判定したデータを無効なデータと判定し、無効なデータを除去する。図４に戻り、説明を続ける。
【0049】
データ処理部１２６ａは、無効なデータを除去することによって得られた有効なデータを取得する。
ここで、データ処理部１２６ａは、取得した有効なデータが、検査対象Ｍの同一箇所に、加振レーザー光を複数照射したことによって得られたデータである場合に、その有効なデータから、同一箇所に加振レーザー光を複数照射したことによって突発的に発生したノイズを除去する。具体的には、振動データに、同一箇所に加振レーザー光を複数照射したことによって突発的に発生したノイズが混入する回数は、全照射回数に比べて少数であるため、データ処理部１２６ａは、振動データを時間平均することによって得られる波形との相関係数が高い方から所定の数の波形を抽出することによって、同一箇所に加振レーザー光を複数照射したことによって突発的に発生したノイズを含むデータを除去する。
データ処理部１２６ａは、突発的な測定不良で生じるノイズと突発的に発生したノイズとのいずれか一方を除去するようにしてもよいし、両方を除去するようにしてもよい。
ここで、データ処理部１２６ａは、取得した有効なデータが、検査対象Ｍの同一箇所に、加振レーザー光を複数照射したことによって得られたデータである場合に、その有効なデータから、同一箇所に加振レーザー光を複数照射したことによって突発的に発生したノイズを除去する。具体的には、振動データに、同一箇所に加振レーザー光を複数照射したことによって突発的に発生したノイズが混入する回数は、全照射回数に比べて少数であるため、データ処理部１２６ａは、振動データを時間平均することによって得られる波形との相関係数が高い方から所定の数の波形を抽出することによって、同一箇所に加振レーザー光を複数照射したことによって突発的に発生したノイズを含むデータを除去する。
データ処理部１２６ａは、突発的な測定不良で生じるノイズと突発的に発生したノイズとのいずれか一方を除去するようにしてもよいし、両方を除去するようにしてもよい。
【0050】
図１１は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムが取得する振動データの一例を示す図である。図１１は、１０Ｈｚの検査速度において、検査対象Ｍの同一箇所を１６０回計測した場合の１６秒間の振動データであり、横軸は時間（秒）であり、縦軸は振動強度（ａｒｂ．ｕｎｉｔ）である。仮に、この１６０回の計測を分割し、１６０個のデータを平均化したものを、高速フーリエ変換(FFT: fast Fourier transform)した場合には、図９Ｂと同様の周波数スペクトルが得られる。
図１１によれば、振動強度が－０．００１－０．００１の一連の帯状信号において、１００ｍｓ毎の加振レーザー光を照射したときに生じる定期的なピーク以外に、突発的に発生したノイズによるピークが見られる。具体的には、図１１のＮが、突発的なノイズが生じた信号の箇所である。突発的なノイズが生じた場合、標準で示される黒い帯体が膨らむ。図１１において、等間隔の細いラインは、ホワイトノイズである。
図１１によれば、振動強度が－０．００１－０．００１の一連の帯状信号において、１００ｍｓ毎の加振レーザー光を照射したときに生じる定期的なピーク以外に、突発的に発生したノイズによるピークが見られる。具体的には、図１１のＮが、突発的なノイズが生じた信号の箇所である。突発的なノイズが生じた場合、標準で示される黒い帯体が膨らむ。図１１において、等間隔の細いラインは、ホワイトノイズである。
【0051】
図１２は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムが突発的に生じたノイズを除去した効果を示す図である。図１２は、突発的に生じたノイズを除去した後に、ＦＦＴを行うことによって得られる周波数スペクトルを示す。突発的に生じたノイズを除去しないで、ＦＦＴを行うことによって得られる周波数スペクトル（図９の下図）と比較して、より鮮明な周波数スペクトルが得られている。データ処理部１２６ａは、周波数スペクトルを表す情報を、判定部１２６ｂへ出力する。データ処理部１２６ａは、取得した振動データと、ノイズを除去する過程で得られたデータと、周波数スペクトルを表す情報とを、記憶部１４０の周辺測定データＤＢ１４６に記憶する。図４に戻り説明を続ける。
【0052】
判定部１２６ｂは、データ処理部１２６ａが出力した周波数スペクトルに基づいて、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性を検査する。具体的には、判定部１２６ｂは、空洞などの内部欠陥の有無、もしくは当該内部欠陥が生じている可能性を検出する。
また、判定部１２６ｂは、加振レーザー光を検査対象Ｍに照射したことによって得られた周波数スペクトルと、記憶部１４０の周辺測定データＤＢ１４６に記憶されている周波数スペクトルとを使用して、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性を検査する。具体的には、判定部１２６ｂは、空洞などの内部欠陥の有無、もしくは当該内部欠陥が生じている可能性を検出する。判定部１２６ｂは、機械学習を適用して、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性を検査してもよい。判定部１２６ｂは、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性を検査する場合に、加振レーザー光を照射しない場合に得られる周波数スペクトルを使用してもよい。
また、判定部１２６ｂは、加振レーザー光を検査対象Ｍに照射したことによって得られた周波数スペクトルと、記憶部１４０の周辺測定データＤＢ１４６に記憶されている周波数スペクトルとを使用して、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性を検査する。具体的には、判定部１２６ｂは、空洞などの内部欠陥の有無、もしくは当該内部欠陥が生じている可能性を検出する。判定部１２６ｂは、機械学習を適用して、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性を検査してもよい。判定部１２６ｂは、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性を検査する場合に、加振レーザー光を照射しない場合に得られる周波数スペクトルを使用してもよい。
【0053】
図１３Ａと図１３Ｂとは、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０が判定する周波数スペクトルの一例を示す図である。図１３Ａは、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射した場合に得られる周波数スペクトルである。図１３Ｂは、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射しない場合に得られる周波数スペクトルである。つまり、図１３Ｂは、バックグランドデータである。図１３Ｂによれば、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射しない場合でも、２．５ＫＨｚと５．５ＫＨｚ付近に固有振動のピークが見られる。図１３Ａによれば、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射した場合、固有振動のピークが大きくなっているのが分かる。記憶部１４０の周辺測定データＤＢ１４６に記憶される周波数スペクトルには、判定部１２６ｂは、バックグランドデータを含む。判定部１２６ｂは、バックグランドデータなどの固有振動など判定に影響を及ぼす情報を反映させることによって、正確な判断基準を自動的に生成してもよい。判定部１２６ｂは、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性を検査した結果を示す情報を、表示部１３０へ表示する。
【0054】
（レーザー誘起振動波計測システム２０の動作（その１））
図１４は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例（その１）を示すシーケンスチャートである。図１４は、加振レーザー集光ユニット１０の集光位置を調整する一例として、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離と、計測レーザー集光ユニット１１のレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離とを調整する処理を示す。
（ステップＳ１０１）
測距レーザー装置９は、測距レーザー光を出力する。
（ステップＳ１０２）
測距レーザー装置９は、出力した測距レーザー光が、検査対象Ｍで反射した反射光に基づいて、測距レーザー光と検査対象Ｍとの間の照射距離を導出する。
（ステップＳ１０３）
測距レーザー装置９は、導出した照射距離を示す情報（照射距離情報）を、処理ユニット１００へ送信する。
（ステップＳ１０４）
処理ユニット１００の通信部１１０は、測距レーザー装置９が送信した照射距離情報を受信し、受信した照射距離情報を、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の照射距離データ取得部１２２ａは、通信部１１０が出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報を、計測部１２４へ出力する。計測部１２４の集光位置導出部１２４ａは、照射距離データ取得部１２２ａが出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報に関連付けられているレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間のレンズ間距離を、記憶部１４０に記憶されているレンズ間距離テーブル１４４から取得する。
図１４は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例（その１）を示すシーケンスチャートである。図１４は、加振レーザー集光ユニット１０の集光位置を調整する一例として、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離と、計測レーザー集光ユニット１１のレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離とを調整する処理を示す。
（ステップＳ１０１）
測距レーザー装置９は、測距レーザー光を出力する。
（ステップＳ１０２）
測距レーザー装置９は、出力した測距レーザー光が、検査対象Ｍで反射した反射光に基づいて、測距レーザー光と検査対象Ｍとの間の照射距離を導出する。
（ステップＳ１０３）
測距レーザー装置９は、導出した照射距離を示す情報（照射距離情報）を、処理ユニット１００へ送信する。
（ステップＳ１０４）
処理ユニット１００の通信部１１０は、測距レーザー装置９が送信した照射距離情報を受信し、受信した照射距離情報を、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の照射距離データ取得部１２２ａは、通信部１１０が出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報を、計測部１２４へ出力する。計測部１２４の集光位置導出部１２４ａは、照射距離データ取得部１２２ａが出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報に関連付けられているレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間のレンズ間距離を、記憶部１４０に記憶されているレンズ間距離テーブル１４４から取得する。
【0055】
（ステップＳ１０５）
集光位置導出部１２４ａは、取得したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間のレンズ間距離と、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の現在の距離との差を導出することによって、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を導出する。集光位置導出部１２４ａは、導出したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報を、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。
（ステップＳ１０６）
タイミング導出部１２４ｄは、集光位置導出部１２４ａが出力したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報を取得し、取得したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報を含む制御情報を作成し、作成した制御情報を、通信部１１０へ出力する。通信部１１０は、タイミング導出部１２４ｄが出力した制御情報を、加振レーザー集光ユニット１０へ送信する。
集光位置導出部１２４ａは、取得したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間のレンズ間距離と、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の現在の距離との差を導出することによって、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を導出する。集光位置導出部１２４ａは、導出したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報を、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。
（ステップＳ１０６）
タイミング導出部１２４ｄは、集光位置導出部１２４ａが出力したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報を取得し、取得したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報を含む制御情報を作成し、作成した制御情報を、通信部１１０へ出力する。通信部１１０は、タイミング導出部１２４ｄが出力した制御情報を、加振レーザー集光ユニット１０へ送信する。
【0056】
（ステップＳ１０７）
加振レーザー集光ユニット１０は、処理ユニット１００が送信した制御情報を受信する。加振レーザー集光ユニット１０は、受信した制御情報に含まれるレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報に基づいて、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整する。
（ステップＳ１０８）
処理ユニット１００の通信部１１０は、測距レーザー装置９が送信した照射距離情報を受信し、受信した照射距離情報を、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の照射距離データ取得部１２２ａは、通信部１１０が出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報を、計測部１２４へ出力する。計測部１２４の集光位置導出部１２４ａは、照射距離データ取得部１２２ａが出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報に関連付けられているレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間のレンズ間距離を、記憶部１４０に記憶されているレンズ間距離テーブル１４４から取得する。
（ステップＳ１０９）
集光位置導出部１２４ａは、取得したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間のレンズ間距離と、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の現在の距離との差を導出することによって、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を導出する。集光位置導出部１２４ａは、導出したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報を、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。
加振レーザー集光ユニット１０は、処理ユニット１００が送信した制御情報を受信する。加振レーザー集光ユニット１０は、受信した制御情報に含まれるレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報に基づいて、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離を調整する。
（ステップＳ１０８）
処理ユニット１００の通信部１１０は、測距レーザー装置９が送信した照射距離情報を受信し、受信した照射距離情報を、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の照射距離データ取得部１２２ａは、通信部１１０が出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報を、計測部１２４へ出力する。計測部１２４の集光位置導出部１２４ａは、照射距離データ取得部１２２ａが出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報に関連付けられているレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間のレンズ間距離を、記憶部１４０に記憶されているレンズ間距離テーブル１４４から取得する。
（ステップＳ１０９）
集光位置導出部１２４ａは、取得したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間のレンズ間距離と、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の現在の距離との差を導出することによって、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を導出する。集光位置導出部１２４ａは、導出したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報を、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。
【0057】
（ステップＳ１１０）
タイミング導出部１２４ｄは、集光位置導出部１２４ａが出力したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報を取得し、取得したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報を含む制御情報を作成し、作成した制御情報を、通信部１１０へ出力する。通信部１１０は、タイミング導出部１２４ｄが出力した制御情報を、計測レーザー集光ユニット１１へ送信する。
（ステップＳ１１１）
計測レーザー集光ユニット１１は、処理ユニット１００が送信した制御情報を受信する。計測レーザー集光ユニット１１は、受信した制御情報に含まれるレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報に基づいて、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離を調整する。
図１４に示されるシーケンスチャートにおいて、ステップＳ１０４－Ｓ１０７と、ステップＳ１０８－Ｓ１１１とは入れ替えてもよい。また、ステップＳ１０４の後に、ステップＳ１０８が行われてもよいし、ステップＳ１０５の後にステップＳ１０８が行われてもよい。
タイミング導出部１２４ｄは、集光位置導出部１２４ａが出力したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報を取得し、取得したレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報を含む制御情報を作成し、作成した制御情報を、通信部１１０へ出力する。通信部１１０は、タイミング導出部１２４ｄが出力した制御情報を、計測レーザー集光ユニット１１へ送信する。
（ステップＳ１１１）
計測レーザー集光ユニット１１は、処理ユニット１００が送信した制御情報を受信する。計測レーザー集光ユニット１１は、受信した制御情報に含まれるレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報に基づいて、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離を調整する。
図１４に示されるシーケンスチャートにおいて、ステップＳ１０４－Ｓ１０７と、ステップＳ１０８－Ｓ１１１とは入れ替えてもよい。また、ステップＳ１０４の後に、ステップＳ１０８が行われてもよいし、ステップＳ１０５の後にステップＳ１０８が行われてもよい。
【0058】
（レーザー誘起振動波計測システム２０の動作（その２））
図１５は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例（その２）を示すシーケンスチャートである。図１５は、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５によって、検査対象Ｍの照射箇所を制御する処理を示す。
（ステップＳ２０１）
撮像装置１３は、検査対象Ｍのレーザー光を照射する予定の箇所を撮像する。
（ステップＳ２０２）
撮像装置１３は、撮像することによって得られた検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を、処理ユニット１００へ送信する。
図１５は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例（その２）を示すシーケンスチャートである。図１５は、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５によって、検査対象Ｍの照射箇所を制御する処理を示す。
（ステップＳ２０１）
撮像装置１３は、検査対象Ｍのレーザー光を照射する予定の箇所を撮像する。
（ステップＳ２０２）
撮像装置１３は、撮像することによって得られた検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を、処理ユニット１００へ送信する。
【0059】
（ステップＳ２０３）
処理ユニット１００の通信部１１０は、撮像装置１３が送信した検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を受信し、受信した検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の照射箇所データ取得部１２２ｂは、通信部１１０が出力した検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を取得し、取得した検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を、計測部１２４へ出力する。計測部１２４の照射箇所解析部１２４ｂは、照射箇所データ取得部１２２ｂが出力した検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を取得し、取得した検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を画像処理する。
（ステップＳ２０４）
処理ユニット１００の照射箇所解析部１２４ｂは、画像処理することによって得られたレーザー照射予定箇所画像に基づいて、濡れや形状、付属物などの検査対象Ｍの状態を検出する。
（ステップＳ２０５）
処理ユニット１００の照射箇所解析部１２４ｂは、検査対象Ｍの状態に基づいて、複数のレーザー照射予定箇所から、加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうち、少なくとも一つを照射するレーザー照射予定箇所を選択する。
処理ユニット１００の通信部１１０は、撮像装置１３が送信した検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を受信し、受信した検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の照射箇所データ取得部１２２ｂは、通信部１１０が出力した検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を取得し、取得した検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を、計測部１２４へ出力する。計測部１２４の照射箇所解析部１２４ｂは、照射箇所データ取得部１２２ｂが出力した検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を取得し、取得した検査対象Ｍのレーザー照射予定箇所画像を表す情報を画像処理する。
（ステップＳ２０４）
処理ユニット１００の照射箇所解析部１２４ｂは、画像処理することによって得られたレーザー照射予定箇所画像に基づいて、濡れや形状、付属物などの検査対象Ｍの状態を検出する。
（ステップＳ２０５）
処理ユニット１００の照射箇所解析部１２４ｂは、検査対象Ｍの状態に基づいて、複数のレーザー照射予定箇所から、加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうち、少なくとも一つを照射するレーザー照射予定箇所を選択する。
【0060】
（ステップＳ２０６）
処理ユニット１００の照射箇所解析部１２４ｂは、選択したレーザー照射予定箇所に基づいて、選択したレーザー照射予定箇所の全てを線で結んだ場合に、その結んだ線によって示されるルートのうち、その長さが最短となるルートを選択する。また、照射箇所解析部１２４ｂは、付属物上を通過してしまうルートがある場合には、レーザー光が付属物に照射されないように、物理シャッタでレーザー光を遮断すると仮定して、最短となるルートを選択してもよい。処理ユニット１００は、選択したルートを、掃引ルートとして、掃引ルートを示す情報を含む照射する箇所を選択した結果を、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。
（ステップＳ２０７）
タイミング導出部１２４ｄは、照射箇所解析部１２４ｂが出力した照射する箇所を選択した結果を取得し、取得した照射する箇所を選択した結果を含む制御情報を作成し、作成した制御情報を、通信部１１０へ出力する。通信部１１０は、タイミング導出部１２４ｄが出力した制御情報を、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５とへ送信する。
（ステップＳ２０８）
ガルバノスキャナユニット３は、処理ユニット１００が送信した制御情報を取得し、取得した制御情報に含まれる照射する箇所を選択した結果に基づいて、加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうち、少なくとも一つの光路を調整する。
（ステップＳ２０９）
二軸ミラーユニット５は、処理ユニット１００が送信した制御情報を取得し、取得した制御情報に含まれる照射する箇所を選択した結果に基づいて、加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうち、少なくとも一つの光路を調整する。
処理ユニット１００の照射箇所解析部１２４ｂは、選択したレーザー照射予定箇所に基づいて、選択したレーザー照射予定箇所の全てを線で結んだ場合に、その結んだ線によって示されるルートのうち、その長さが最短となるルートを選択する。また、照射箇所解析部１２４ｂは、付属物上を通過してしまうルートがある場合には、レーザー光が付属物に照射されないように、物理シャッタでレーザー光を遮断すると仮定して、最短となるルートを選択してもよい。処理ユニット１００は、選択したルートを、掃引ルートとして、掃引ルートを示す情報を含む照射する箇所を選択した結果を、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。
（ステップＳ２０７）
タイミング導出部１２４ｄは、照射箇所解析部１２４ｂが出力した照射する箇所を選択した結果を取得し、取得した照射する箇所を選択した結果を含む制御情報を作成し、作成した制御情報を、通信部１１０へ出力する。通信部１１０は、タイミング導出部１２４ｄが出力した制御情報を、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５とへ送信する。
（ステップＳ２０８）
ガルバノスキャナユニット３は、処理ユニット１００が送信した制御情報を取得し、取得した制御情報に含まれる照射する箇所を選択した結果に基づいて、加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうち、少なくとも一つの光路を調整する。
（ステップＳ２０９）
二軸ミラーユニット５は、処理ユニット１００が送信した制御情報を取得し、取得した制御情報に含まれる照射する箇所を選択した結果に基づいて、加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうち、少なくとも一つの光路を調整する。
【0061】
（レーザー誘起振動波計測システム２０の動作（その３））
図１６は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例（その３）を示すシーケンスチャートである。図１６は、加振レーザー光の出力タイミングを制御する処理を示す。図１６には、一例として、加振レーザー光が、検査対象Ｍに照に照射されることによって生じる音の強度に基づいて、加振レーザー光を出力するタイミングを導出する場合について説明する。
（ステップＳ３０１）
処理ユニット１００の残響音解析部１２４ｃは、加振レーザー装置１に加振レーザー光を照射させる情報である加振レーザー光照射情報を作成し、作成した加振レーザー光照射情報を、通信部１１０へ出力する。通信部１１０は、残響音解析部１２４ｃが出力した加振レーザー光照射情報を取得し、取得した加振レーザー光照射情報を、加振レーザー装置１へ送信する。加振レーザー光照射情報には、加振レーザー光を出力するタイミングを示す情報が含まれる。具体的には、加振レーザー光照射情報には、加振レーザー光を出力するタイミングとして、第１のタイミング、第２のタイミング、・・・、第ｉのタイミングが含まれる。
（ステップＳ３０２）
加振レーザー装置１は、処理ユニット１００が送信した加振レーザー光照射情報にしたがって、加振レーザー光を出力する。加振レーザー装置１が出力した加振レーザー光は、検査対象Ｍに照射される。
（ステップＳ３０３）
残響音モニター７は、検査対象Ｍに加振レーザー光が、第１のタイミング、第２のタイミング、・・・、第ｉのタイミングの各々で照射された場合に生じる音を計測する。残響音モニター７は、計測した音を電気信号へ変換し、電気信号へ変換した音情報を取得する。
図１６は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例（その３）を示すシーケンスチャートである。図１６は、加振レーザー光の出力タイミングを制御する処理を示す。図１６には、一例として、加振レーザー光が、検査対象Ｍに照に照射されることによって生じる音の強度に基づいて、加振レーザー光を出力するタイミングを導出する場合について説明する。
（ステップＳ３０１）
処理ユニット１００の残響音解析部１２４ｃは、加振レーザー装置１に加振レーザー光を照射させる情報である加振レーザー光照射情報を作成し、作成した加振レーザー光照射情報を、通信部１１０へ出力する。通信部１１０は、残響音解析部１２４ｃが出力した加振レーザー光照射情報を取得し、取得した加振レーザー光照射情報を、加振レーザー装置１へ送信する。加振レーザー光照射情報には、加振レーザー光を出力するタイミングを示す情報が含まれる。具体的には、加振レーザー光照射情報には、加振レーザー光を出力するタイミングとして、第１のタイミング、第２のタイミング、・・・、第ｉのタイミングが含まれる。
（ステップＳ３０２）
加振レーザー装置１は、処理ユニット１００が送信した加振レーザー光照射情報にしたがって、加振レーザー光を出力する。加振レーザー装置１が出力した加振レーザー光は、検査対象Ｍに照射される。
（ステップＳ３０３）
残響音モニター７は、検査対象Ｍに加振レーザー光が、第１のタイミング、第２のタイミング、・・・、第ｉのタイミングの各々で照射された場合に生じる音を計測する。残響音モニター７は、計測した音を電気信号へ変換し、電気信号へ変換した音情報を取得する。
【0062】
（ステップＳ３０４）
残響音モニター７は、取得した音情報を、処理ユニット１００へ送信する。
（ステップＳ３０５）
処理ユニット１００の通信部１１０は、残響音モニター７が送信した音情報を受信し、受信した音情報を、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の残響音データ取得部１２２ｃは、通信部１１０が出力した音情報を取得し、取得した音情報を、計測部１２４へ出力する。計測部１２４の残響音解析部１２４ｃは、残響音データ取得部１２２ｃが出力した音情報を取得し、取得した音情報に基づいて、計測条件を導出する。残響音解析部１２４ｃは、導出した計測条件を示す情報を、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。
（ステップＳ３０６）
タイミング導出部１２４ｄは、タイミング導出部１２４ｄが出力した計測条件を示す情報を取得し、取得した計測条件を示す情報を含む制御情報を作成し、作成した制御情報を、通信部１１０へ出力する。通信部１１０は、タイミング導出部１２４ｄが出力した制御情報を、加振レーザー装置１へ送信する。
（ステップＳ３０７）
加振レーザー装置１は、処理ユニット１００が送信した制御情報を取得し、取得した制御情報に含まれる計測条件にしたがって、加振レーザー光を出力する。
残響音モニター７は、取得した音情報を、処理ユニット１００へ送信する。
（ステップＳ３０５）
処理ユニット１００の通信部１１０は、残響音モニター７が送信した音情報を受信し、受信した音情報を、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の残響音データ取得部１２２ｃは、通信部１１０が出力した音情報を取得し、取得した音情報を、計測部１２４へ出力する。計測部１２４の残響音解析部１２４ｃは、残響音データ取得部１２２ｃが出力した音情報を取得し、取得した音情報に基づいて、計測条件を導出する。残響音解析部１２４ｃは、導出した計測条件を示す情報を、タイミング導出部１２４ｄへ出力する。
（ステップＳ３０６）
タイミング導出部１２４ｄは、タイミング導出部１２４ｄが出力した計測条件を示す情報を取得し、取得した計測条件を示す情報を含む制御情報を作成し、作成した制御情報を、通信部１１０へ出力する。通信部１１０は、タイミング導出部１２４ｄが出力した制御情報を、加振レーザー装置１へ送信する。
（ステップＳ３０７）
加振レーザー装置１は、処理ユニット１００が送信した制御情報を取得し、取得した制御情報に含まれる計測条件にしたがって、加振レーザー光を出力する。
【0063】
（レーザー誘起振動波計測システム２０の動作（その４））
図１７は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例（その４）を示すフローチャートである。図１７は、振動データを処理することによって、検査対象Ｍの加振レーサー光を照射した箇所が健全か否かを判定する処理を示す。
（ステップＳ４０１）
処理ユニット１００の通信部１１０は、計測レーザー装置２が送信した振動データ（振動量）を受信し、受信した振動データを、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の振動データ取得部１２２ｄは、通信部１１０が出力した振動データを取得する。
（ステップＳ４０２）
振動データ取得部１２２ｄは、取得した振動データを、解析部１２６へ出力する。解析部１２６のデータ処理部１２６ａは、振動データ取得部１２２ｄが出力した振動データと、タイミング導出部１２４ｄが出力した計測条件とに基づいて、振動データから、計測を行う時間帯のデータを抽出する。
（ステップＳ４０３）
データ処理部１２６ａは、抽出した時間帯のデータから、加振レーザーによって発生する振動の最大変位量から任意に決定される減少量を除去することによって、突発的な測定不良で生じるノイズを除去する。ここで、減少量の一例は、１／１０、１／１００などである。
（ステップＳ４０４）
データ処理部１２６ａは、取得した振動データに突発的なノイズが含まれているか否かを判定する。データ処理部１２６ａは、突発的なノイズが含まれると判定したデータを無効なデータと判定し、無効なデータを除去する。
（ステップＳ４０５）
判定部１２６ｂは、データ処理部１２６ａが出力した周波数スペクトルに基づいて、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性を検査する。
図１７は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例（その４）を示すフローチャートである。図１７は、振動データを処理することによって、検査対象Ｍの加振レーサー光を照射した箇所が健全か否かを判定する処理を示す。
（ステップＳ４０１）
処理ユニット１００の通信部１１０は、計測レーザー装置２が送信した振動データ（振動量）を受信し、受信した振動データを、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の振動データ取得部１２２ｄは、通信部１１０が出力した振動データを取得する。
（ステップＳ４０２）
振動データ取得部１２２ｄは、取得した振動データを、解析部１２６へ出力する。解析部１２６のデータ処理部１２６ａは、振動データ取得部１２２ｄが出力した振動データと、タイミング導出部１２４ｄが出力した計測条件とに基づいて、振動データから、計測を行う時間帯のデータを抽出する。
（ステップＳ４０３）
データ処理部１２６ａは、抽出した時間帯のデータから、加振レーザーによって発生する振動の最大変位量から任意に決定される減少量を除去することによって、突発的な測定不良で生じるノイズを除去する。ここで、減少量の一例は、１／１０、１／１００などである。
（ステップＳ４０４）
データ処理部１２６ａは、取得した振動データに突発的なノイズが含まれているか否かを判定する。データ処理部１２６ａは、突発的なノイズが含まれると判定したデータを無効なデータと判定し、無効なデータを除去する。
（ステップＳ４０５）
判定部１２６ｂは、データ処理部１２６ａが出力した周波数スペクトルに基づいて、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性を検査する。
【0064】
（ステップＳ４０６）
表示部１３０は、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性の検査結果を表示する。
ステップＳ４０６の処理が終了した後に、タイミング導出部１２４ｄは、集光位置導出部１２４ａが出力するレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報と、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報と、レンズ間距離の調整に要する時間情報と、照射箇所解析部１２４ｂが出力した照射する箇所を選択した結果を示す情報と、残響音解析部１２４ｃが出力した計測条件を示す情報とに基づいて、タイミングを導出し、導出したタイミングに基づいて、次の加振レーザー光を照射する処理へ移行する。タイミング導出部１２４ｄは、導出したタイミングを示す情報を、通信部１１０から、加振レーザー装置１、ガルバノスキャナユニット３、二軸ミラーユニット５、加振レーザー集光ユニット１０、計測レーザー集光ユニット１１へ送信する。加振レーザー装置１のレーザー照射調整部は、処理ユニット１００が送信したタイミングを示す情報を取得し、取得したタイミングを示す情報に基づいて、マスタークロックや物理シャッタなどを調整することによって、加振レーザー光を出力するタイミングを修正する。ガルバノスキャナユニット３、二軸ミラーユニット５加振レーザー集光ユニット１０、計測レーザー集光ユニット１１の各々の駆動調整部は、処理ユニット１００が送信したタイミングを示す情報を取得し、取得したタイミングを示す情報に基づいて、適切な速度で駆動するとともに、適切な時間に駆動する。
図１７に示されるフローチャートにおいて、ステップＳ４０３とステップＳ４０４とを入れ替えてもよい。
表示部１３０は、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性の検査結果を表示する。
ステップＳ４０６の処理が終了した後に、タイミング導出部１２４ｄは、集光位置導出部１２４ａが出力するレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離の調整量を示す情報と、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離の調整量を示す情報と、レンズ間距離の調整に要する時間情報と、照射箇所解析部１２４ｂが出力した照射する箇所を選択した結果を示す情報と、残響音解析部１２４ｃが出力した計測条件を示す情報とに基づいて、タイミングを導出し、導出したタイミングに基づいて、次の加振レーザー光を照射する処理へ移行する。タイミング導出部１２４ｄは、導出したタイミングを示す情報を、通信部１１０から、加振レーザー装置１、ガルバノスキャナユニット３、二軸ミラーユニット５、加振レーザー集光ユニット１０、計測レーザー集光ユニット１１へ送信する。加振レーザー装置１のレーザー照射調整部は、処理ユニット１００が送信したタイミングを示す情報を取得し、取得したタイミングを示す情報に基づいて、マスタークロックや物理シャッタなどを調整することによって、加振レーザー光を出力するタイミングを修正する。ガルバノスキャナユニット３、二軸ミラーユニット５加振レーザー集光ユニット１０、計測レーザー集光ユニット１１の各々の駆動調整部は、処理ユニット１００が送信したタイミングを示す情報を取得し、取得したタイミングを示す情報に基づいて、適切な速度で駆動するとともに、適切な時間に駆動する。
図１７に示されるフローチャートにおいて、ステップＳ４０３とステップＳ４０４とを入れ替えてもよい。
【0065】
前述した実施形態では、残響音モニター７が、加振レーザー光が検査対象Ｍに照射されることによって生じる音を計測する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、残響音モニター７が、計測レーザー光が検査対象Ｍに照射されることによって生じる音を計測するようにしてもよい。
前述した実施形態では、残響音モニター７が二軸ミラーユニット５に取り付けられる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、残響音モニター７がガルバノスキャナユニット３に取り付けられてもよいし、加振レーザー装置１や、計測レーザー装置２に取り付けられてもよい。
前述した実施形態では、残響音モニター７の一例として、マイクロフォンなどの所謂音響計測装置を用いる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、残響音モニター７として、レーザー誘起振動波計測システムに加速度センサーを設置し、残響音による筐体や光学素子の振動を計測することによって、音を計測してもよい。
前述した実施形態では、ミラー８ａが、加振レーザー光の光路を、直角に曲げ、ミラー８ｂが、測距レーザー光の光路を、直角に曲げ、ミラー８ｃが、加振レーザー光の光路を、直角に曲げる場合について説明したがこの例に限られない。例えば、ミラー８ａが、加振レーザー光の光路を、３０ｄｅｇや６０ｄｅｇなどの光学素子の設計によって任意の角度に曲げるように光学系を設計してもよい。また、ミラー８ｂが、測距レーザー光の光路を、３０ｄｅｇや６０ｄｅｇなどの光学素子の設計によって任意の角度に曲げるように光学系を設計してもよい。また、ミラー８ｃが、加振レーザー光の光路を、３０ｄｅｇや６０ｄｅｇなどの光学素子の設計によって任意の角度に曲げるように光学系を設計してもよい。
前述した実施形態では、加振レーザー集光ユニット１０が、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとを含む場合について説明したが、この例に限られない。例えば、加振レーザー集光ユニット１０が、一枚の単レンズを含んでもよいし、三枚以上の組み合わせレンズを含んでもよい。そして、一枚の単レンズや、三枚以上の組み合わせレンズの設置位置の調整による集光位置や、集光度が調整されてもよい。レンズは、凸レンズであってもよいし、凹レンズであってもよい。
前述した実施形態では、計測レーザー集光ユニット１１が、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとを含む場合について説明したが、この例に限られない。例えば、計測レーザー集光ユニット１１が、一枚の単レンズを含んでもよいし、三枚以上の組み合わせレンズを含んでもよい。そして、一枚の単レンズや、三枚以上の組み合わせレンズの設置位置の調整による集光位置や、集光度が調整されてもよい。レンズは、凸レンズであってもよいし、凹レンズであってもよい。
前述した実施形態では、ガルバノスキャナユニット３が、ガルバノスキャナミラー４ａとガルバノスキャナミラー４ｂとの二枚のミラーを含む場合について説明したが、この例に限られない。例えば、ガルバノスキャナユニット３が、一枚のガルバノスキャナミラーを含んでもよいし、三枚以上のガルバノスキャナミラーを含んでもよい。
前述した実施形態では、二軸ミラーユニット５が、二軸ミラーを含む場合について説明したが、この例に限られない。例えば、二軸ミラーユニット５が、二枚以上の二軸ミラーを含んでもよい。
前述した実施形態では、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０が、ガルバノスキャナユニット３と、二軸ミラーユニット５とを組み合わせて、加振レーザー光と、計測レーザー光とのいずれか一方又は両方を掃引させる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、ガルバノスキャナユニット３と、二軸ミラーユニット５とのいずれか一方が、加振レーザー光と、計測レーザー光とのいずれか一方又は両方を掃引させるようにしてもよい。
前述した実施形態では、残響音モニター７が二軸ミラーユニット５に取り付けられる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、残響音モニター７がガルバノスキャナユニット３に取り付けられてもよいし、加振レーザー装置１や、計測レーザー装置２に取り付けられてもよい。
前述した実施形態では、残響音モニター７の一例として、マイクロフォンなどの所謂音響計測装置を用いる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、残響音モニター７として、レーザー誘起振動波計測システムに加速度センサーを設置し、残響音による筐体や光学素子の振動を計測することによって、音を計測してもよい。
前述した実施形態では、ミラー８ａが、加振レーザー光の光路を、直角に曲げ、ミラー８ｂが、測距レーザー光の光路を、直角に曲げ、ミラー８ｃが、加振レーザー光の光路を、直角に曲げる場合について説明したがこの例に限られない。例えば、ミラー８ａが、加振レーザー光の光路を、３０ｄｅｇや６０ｄｅｇなどの光学素子の設計によって任意の角度に曲げるように光学系を設計してもよい。また、ミラー８ｂが、測距レーザー光の光路を、３０ｄｅｇや６０ｄｅｇなどの光学素子の設計によって任意の角度に曲げるように光学系を設計してもよい。また、ミラー８ｃが、加振レーザー光の光路を、３０ｄｅｇや６０ｄｅｇなどの光学素子の設計によって任意の角度に曲げるように光学系を設計してもよい。
前述した実施形態では、加振レーザー集光ユニット１０が、レンズ１２ａとレンズ１２ｂとを含む場合について説明したが、この例に限られない。例えば、加振レーザー集光ユニット１０が、一枚の単レンズを含んでもよいし、三枚以上の組み合わせレンズを含んでもよい。そして、一枚の単レンズや、三枚以上の組み合わせレンズの設置位置の調整による集光位置や、集光度が調整されてもよい。レンズは、凸レンズであってもよいし、凹レンズであってもよい。
前述した実施形態では、計測レーザー集光ユニット１１が、レンズ１２ｃとレンズ１２ｄとを含む場合について説明したが、この例に限られない。例えば、計測レーザー集光ユニット１１が、一枚の単レンズを含んでもよいし、三枚以上の組み合わせレンズを含んでもよい。そして、一枚の単レンズや、三枚以上の組み合わせレンズの設置位置の調整による集光位置や、集光度が調整されてもよい。レンズは、凸レンズであってもよいし、凹レンズであってもよい。
前述した実施形態では、ガルバノスキャナユニット３が、ガルバノスキャナミラー４ａとガルバノスキャナミラー４ｂとの二枚のミラーを含む場合について説明したが、この例に限られない。例えば、ガルバノスキャナユニット３が、一枚のガルバノスキャナミラーを含んでもよいし、三枚以上のガルバノスキャナミラーを含んでもよい。
前述した実施形態では、二軸ミラーユニット５が、二軸ミラーを含む場合について説明したが、この例に限られない。例えば、二軸ミラーユニット５が、二枚以上の二軸ミラーを含んでもよい。
前述した実施形態では、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０が、ガルバノスキャナユニット３と、二軸ミラーユニット５とを組み合わせて、加振レーザー光と、計測レーザー光とのいずれか一方又は両方を掃引させる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、ガルバノスキャナユニット３と、二軸ミラーユニット５とのいずれか一方が、加振レーザー光と、計測レーザー光とのいずれか一方又は両方を掃引させるようにしてもよい。
【0066】
前述した実施形態では、処理ユニット１００の照射箇所解析部１２４ｂが、撮像装置１３によって撮像されたレーザー照射予定箇所画像に基づいて、照射する箇所を選択した結果を取得する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、３Ｄスキャナ、サーモグラフィーなどの検査対象Ｍの表面の情報を取得できる装置が取得した情報に基づいて、照射する箇所を選択した結果を取得するようにしてもよい。
前述した実施形態では、処理ユニット１００の照射箇所解析部１２４ｂが、レーザー照射予定箇所画像に基づいて、凹凸影がなく、平坦で、他のレーザー照射予定箇所と同等の濡れであり、付属物がないレーザー照射予定箇所を選択する場合について説明したが、これは一例であり、選定項目、基準、選択する個数は、使用者によって任意に決定可能である。
前述した実施形態では、データ処理部１２６ａが、その指数関数を評価関数として、その傾向と一定以上の相関係数が得られないデータには、突発的なノイズが含まれると判定する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、残響音モニター７に環境音を計測させる。処理ユニット１００のデータ処理部１２６ａは、残響音モニター７が計測した環境音に基づいて、振動データに含まれるノイズ成分を除去するようにしてもよい。また、レーザー誘起振動波計測システム２０自身の振動を計測する振動計測装置を備えるようにしてもよい。そして、処理ユニット１００のデータ処理部１２６ａは、振動計測装置が計測した振動に基づいて、振動データに含まれるノイズ成分を除去するようにしてもよい。
前述した実施形態では、データ処理部１２６ａが振動データをＦＦＴした結果を用いて、判定部１２６ｂが、加振レーザー光を照射した箇所の健全性を判定する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、データ処理部１２６ａがウェーブレット解析した結果を用いて、判定部１２６ｂが、加振レーザー光を照射した箇所の健全性を判定するようにしてもよい。
前述した実施形態において、情報処理部１２０の処理に、機械学習が適用されてもよい。
前述した実施形態では、処理ユニット１００の照射箇所解析部１２４ｂが、レーザー照射予定箇所画像に基づいて、凹凸影がなく、平坦で、他のレーザー照射予定箇所と同等の濡れであり、付属物がないレーザー照射予定箇所を選択する場合について説明したが、これは一例であり、選定項目、基準、選択する個数は、使用者によって任意に決定可能である。
前述した実施形態では、データ処理部１２６ａが、その指数関数を評価関数として、その傾向と一定以上の相関係数が得られないデータには、突発的なノイズが含まれると判定する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、残響音モニター７に環境音を計測させる。処理ユニット１００のデータ処理部１２６ａは、残響音モニター７が計測した環境音に基づいて、振動データに含まれるノイズ成分を除去するようにしてもよい。また、レーザー誘起振動波計測システム２０自身の振動を計測する振動計測装置を備えるようにしてもよい。そして、処理ユニット１００のデータ処理部１２６ａは、振動計測装置が計測した振動に基づいて、振動データに含まれるノイズ成分を除去するようにしてもよい。
前述した実施形態では、データ処理部１２６ａが振動データをＦＦＴした結果を用いて、判定部１２６ｂが、加振レーザー光を照射した箇所の健全性を判定する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、データ処理部１２６ａがウェーブレット解析した結果を用いて、判定部１２６ｂが、加振レーザー光を照射した箇所の健全性を判定するようにしてもよい。
前述した実施形態において、情報処理部１２０の処理に、機械学習が適用されてもよい。
【0067】
第１の実施形態に係るレーザー誘起振動波計測システム２０によれば、レーザー誘起振動波計測システム２０は、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて、検査対象Ｍを計測する。レーザー誘起振動波計測システム２０は、加振レーザー光を照射するレーザー装置と、加振レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、加振レーザー光を集光する加振レーザー集光ユニットの集光位置の調整量を導出する集光位置導出部と、調整量を示す情報を含む制御情報を、加振レーザー集光ユニットへ送信する通信部とを備える。このように構成することによって、加振レーザー集光ユニットから出力する加振レーザー光の集光径を小さくできるため、加振レーザー光の単位面積当たりの照射強度を向上させることができる。周波数スペクトルにおける信号強度を向上させることができるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
【0068】
また、検査対象Ｍの加振レーザー光を照射する予定の箇所の画像を表す情報に基づいて、加振レーザー光を照射する箇所を選択する照射箇所解析部をさらに備え、通信部は、照射箇所解析部が選択した加振レーザー光を照射する箇所を示す情報を含む制御情報を、加振レーザー光を掃引する掃引装置へ送信する。
このように構成することによって、加振レーザー光を照射すべきでない箇所に、加振レーザー光を照射した場合のノイズを低減できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
また、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射した場合に生じる残響音の時系列データを取得する残響音データ取得部１２２ｃと、残響音データ取得部１２２ｃが取得した残響音の時系列データの残響音の強度に基づいて、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射するタイミングを取得する残響音解析部１２４ｃとをさらに備え、通信部は、残響音解析部１２４ｃが取得したタイミングを示す情報を含む制御情報を、加振レーザー光を照射する加振レーザー装置１へ送信する。
このように構成することによって、残響音解析部は、残響音の時系列データの残響音の強度に基づいて、残響音の強度が残響音閾値以下の時間範囲が広くなるタイミングを取得し、取得したタイミングを示す情報を含む制御情報を、加振レーザー装置１へ送信することができる。加振レーザー装置１は、制御情報を受信し、受信した制御情報に含まれるタイミングで、加振レーザー光を照射する。加振レーザー装置１は、残響音の影響が少ない時間範囲が広くなるタイミングで、加振レーザー光を照射させることができるため、加振レーザー光を照射する周期が短い場合に生じる残響音の影響を低減することができる。検査対象Ｍに加振レーザー光を照射した場合に生じる振動を表す時間に対する振幅波形のノイズ成分を低減できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
また、検査対象Ｍに生じる振動の計測データから、その検査対象Ｍに加振レーザー光を照射した時間から所定の時間の間のデータを除去するデータ除去部をさらに備える。このように構成することによって、加振レーザー光を照射した直後に生じるノイズの影響を低減できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
このように構成することによって、加振レーザー光を照射すべきでない箇所に、加振レーザー光を照射した場合のノイズを低減できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
また、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射した場合に生じる残響音の時系列データを取得する残響音データ取得部１２２ｃと、残響音データ取得部１２２ｃが取得した残響音の時系列データの残響音の強度に基づいて、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射するタイミングを取得する残響音解析部１２４ｃとをさらに備え、通信部は、残響音解析部１２４ｃが取得したタイミングを示す情報を含む制御情報を、加振レーザー光を照射する加振レーザー装置１へ送信する。
このように構成することによって、残響音解析部は、残響音の時系列データの残響音の強度に基づいて、残響音の強度が残響音閾値以下の時間範囲が広くなるタイミングを取得し、取得したタイミングを示す情報を含む制御情報を、加振レーザー装置１へ送信することができる。加振レーザー装置１は、制御情報を受信し、受信した制御情報に含まれるタイミングで、加振レーザー光を照射する。加振レーザー装置１は、残響音の影響が少ない時間範囲が広くなるタイミングで、加振レーザー光を照射させることができるため、加振レーザー光を照射する周期が短い場合に生じる残響音の影響を低減することができる。検査対象Ｍに加振レーザー光を照射した場合に生じる振動を表す時間に対する振幅波形のノイズ成分を低減できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
また、検査対象Ｍに生じる振動の計測データから、その検査対象Ｍに加振レーザー光を照射した時間から所定の時間の間のデータを除去するデータ除去部をさらに備える。このように構成することによって、加振レーザー光を照射した直後に生じるノイズの影響を低減できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
【0069】
また、検査対象Ｍに生じる振動の計測データと、計測データの評価関数との間の相関係数に基づいて、振動の計測データからノイズを除去するノイズ除去部をさらに備える。このように構成することによって、突発的に生じたノイズの影響を低減できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
また、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射して検査対象Ｍに振動を誘起した場合に取得される計測データと、検査対象Ｍに振動を誘起する加振レーザー光を照射しない場合に取得される計測データとに基づいて、検査対象Ｍの加振レーザー光を照射した箇所の健全性を判定する判定部をさらに備える。このように構成することによって、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射しない場合に取得される計測データに基づいて、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射した場合に取得される計測データのノイズ成分を低減できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
また、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射して検査対象Ｍに振動を誘起した場合に取得される計測データと、検査対象Ｍに振動を誘起する加振レーザー光を照射しない場合に取得される計測データとに基づいて、検査対象Ｍの加振レーザー光を照射した箇所の健全性を判定する判定部をさらに備える。このように構成することによって、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射しない場合に取得される計測データに基づいて、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射した場合に取得される計測データのノイズ成分を低減できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
【0070】
（第２の実施形態）
（レーザー誘起振動波計測システム）
第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａの一例は、図１を適用できる。ただし、処理ユニット１００の代わりに処理ユニット１００ａを備える。
（処理ユニット１００ａ）
図１８は、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの処理ユニットの一例を示すブロック図である。
処理ユニット１００ａは、パーソナルコンピュータ、サーバ、スマートフォン、タブレットコンピュータ又は産業用コンピューターなどの装置によって実現される。
処理ユニット１００ａは、例えば、通信部１１０と、情報処理部１２０ａと、表示部１３０と、記憶部１４０ａとを備える。
（レーザー誘起振動波計測システム）
第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａの一例は、図１を適用できる。ただし、処理ユニット１００の代わりに処理ユニット１００ａを備える。
（処理ユニット１００ａ）
図１８は、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの処理ユニットの一例を示すブロック図である。
処理ユニット１００ａは、パーソナルコンピュータ、サーバ、スマートフォン、タブレットコンピュータ又は産業用コンピューターなどの装置によって実現される。
処理ユニット１００ａは、例えば、通信部１１０と、情報処理部１２０ａと、表示部１３０と、記憶部１４０ａとを備える。
【0071】
情報処理部１２０ａは、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサが記憶部１４０ａに格納されたプログラム１４２ａを実行することにより実現されるソフトウェア機能部である。なお、情報処理部１２０ａの全部または一部は、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、またはＦＰＧＡなどのハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。
情報処理部１２０ａは、例えば、情報取得部１２２と、計測部１２４と、解析部１２６ｄとを備える。
情報処理部１２０ａは、例えば、情報取得部１２２と、計測部１２４と、解析部１２６ｄとを備える。
【0072】
（解析部１２６ｄ）
解析部１２６ｄは、データ処理部１２６ｃと、判定部１２６ｂとを備える。
データ処理部１２６ｃは、タイミング導出部１２４ｄが出力した計測条件と、振動データ取得部１２２ｄが出力した振動データとを取得し、取得した計測条件に基づいて、取得した振動データを処理する。
ここで、振動データは、検査対象Ｍの同一箇所を計測する場合には、加振レーザー光を単発照射したことによって得られた振動データであっても、複数照射したことによって得られた振動データであってもよい。ただし、加振レーザー光を複数照射することによって得られたデータを使用する場合には、データ処理部１２６ｃは、振動データ取得部１２２ｄが出力した振動データを、平均化してもよいし、積算化してもよい。
データ処理部１２６ｃは、タイミング導出部１２４ｄが出力した計測条件に基づいて、振動データから、計測を行う時間帯Ｍ１、Ｍ２、・・のデータを抽出する。また、データ処理部１２６ｃは、抽出した時間帯Ｍ１、Ｍ２、・・・のデータから、加振レーザー光を照射してから、加振レーザーによって発生する振動の最大変位量から任意に決定される減少量を除去する。ここで、減少量の一例は、１／１０、１／１００などであり、０．５ｍｓ－１０ｍｓなどの所定の時間のデータである。加振レーザー光を照射してから、加振レーザーによって発生する振動の最大変位量から任意に決定される減少量を除去することによって、加振レーザー光を照射した直後に生じるノイズの影響を低減できるため、計測精度を向上できる。
解析部１２６ｄは、データ処理部１２６ｃと、判定部１２６ｂとを備える。
データ処理部１２６ｃは、タイミング導出部１２４ｄが出力した計測条件と、振動データ取得部１２２ｄが出力した振動データとを取得し、取得した計測条件に基づいて、取得した振動データを処理する。
ここで、振動データは、検査対象Ｍの同一箇所を計測する場合には、加振レーザー光を単発照射したことによって得られた振動データであっても、複数照射したことによって得られた振動データであってもよい。ただし、加振レーザー光を複数照射することによって得られたデータを使用する場合には、データ処理部１２６ｃは、振動データ取得部１２２ｄが出力した振動データを、平均化してもよいし、積算化してもよい。
データ処理部１２６ｃは、タイミング導出部１２４ｄが出力した計測条件に基づいて、振動データから、計測を行う時間帯Ｍ１、Ｍ２、・・のデータを抽出する。また、データ処理部１２６ｃは、抽出した時間帯Ｍ１、Ｍ２、・・・のデータから、加振レーザー光を照射してから、加振レーザーによって発生する振動の最大変位量から任意に決定される減少量を除去する。ここで、減少量の一例は、１／１０、１／１００などであり、０．５ｍｓ－１０ｍｓなどの所定の時間のデータである。加振レーザー光を照射してから、加振レーザーによって発生する振動の最大変位量から任意に決定される減少量を除去することによって、加振レーザー光を照射した直後に生じるノイズの影響を低減できるため、計測精度を向上できる。
【0073】
また、データ処理部１２６ｃは、取得した振動データから、突発的なノイズを低減する。具体的には、データ処理部１２６ｃは、取得した振動データと、その振動データの位相をずらしたデータとを足し合わせることによって、取得した振動データのノイズ成分を低減させる。ここで、位相をずらす量は、予め設定されている。
図１９は、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａのノイズ除去の一例を示す図である。図１９において、（ａ）は音響ノイズであり、（ｂ）は（ａ）の音響ノイズの位相をπすらした信号であり、（ｃ）は（ａ）と（ｂ）とを足し合わせた信号である。図１８に戻り、説明を続ける。
図１９は、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａのノイズ除去の一例を示す図である。図１９において、（ａ）は音響ノイズであり、（ｂ）は（ａ）の音響ノイズの位相をπすらした信号であり、（ｃ）は（ａ）と（ｂ）とを足し合わせた信号である。図１８に戻り、説明を続ける。
【0074】
データ処理部１２６ｃは、振動データのノイズ成分を低減させることによって得られた有効なデータを取得する。
ここで、データ処理部１２６ｃは、取得した有効なデータが、検査対象Ｍの同一箇所に、加振レーザー光を複数照射したことによって得られたデータである場合に、その有効なデータから、同一箇所に加振レーザー光を複数照射したことによって突発的に発生したノイズを除去する。具体的には、振動データに、同一箇所に加振レーザー光を複数照射したことによって突発的に発生したノイズが混入する回数は、全照射回数に比べて少数であるため、データ処理部１２６ｃは、振動データを時間平均することによって得られる波形との相関係数が高い方から閾値以上の波形を抽出することによって、同一箇所に加振レーザー光を複数照射したことによって突発的に発生したノイズを含むデータを除去する。データ処理部１２６ｃは、周波数スペクトルを表す情報を、判定部１２６ｂへ出力する。
ここで、データ処理部１２６ｃは、取得した有効なデータが、検査対象Ｍの同一箇所に、加振レーザー光を複数照射したことによって得られたデータである場合に、その有効なデータから、同一箇所に加振レーザー光を複数照射したことによって突発的に発生したノイズを除去する。具体的には、振動データに、同一箇所に加振レーザー光を複数照射したことによって突発的に発生したノイズが混入する回数は、全照射回数に比べて少数であるため、データ処理部１２６ｃは、振動データを時間平均することによって得られる波形との相関係数が高い方から閾値以上の波形を抽出することによって、同一箇所に加振レーザー光を複数照射したことによって突発的に発生したノイズを含むデータを除去する。データ処理部１２６ｃは、周波数スペクトルを表す情報を、判定部１２６ｂへ出力する。
【0075】
加振レーザー集光ユニット１０のレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間の距離と、計測レーザー集光ユニット１１のレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間の距離とを調整する処理は、図１４を適用できる。
ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５によって、検査対象Ｍの照射箇所を制御する処理は、図１５を適用できる。
加振レーザー光の出力タイミングを制御する処理は、図１６を適用できる。
レーザー誘起振動波計測システム２０ａの動作の一例は、図１７を適用できる。ただし、ステップＳ４０４では、検査対象Ｍに生じる振動の計測データと、計測データの時系列データの位相をずらしたデータとに基づいて、振動の計測データからノイズを除去する。
前述した実施形態において、情報処理部１２０ａの処理に、機械学習が適用されてもよい。
第２の実施形態に係るレーザー誘起振動波計測システム２０ａによれば、レーザー誘起振動波計測システム２０ａは、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて、検査対象Ｍを計測する。レーザー誘起振動波計測システム２０ａは、レーザー誘起振動波計測システム２０ａは、加振レーザー光を照射するレーザー装置と、加振レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、加振レーザー光を集光する加振レーザー集光ユニットの集光位置の調整量を導出する集光位置導出部と、調整量を示す情報を含む制御情報を、加振レーザー集光ユニットへ送信する通信部とを備える。このように構成することによって、加振レーザー集光ユニットから出力する加振レーザー光の集光径を小さくできるため、加振レーザー光の単位面積当たりの照射強度を向上させることができる。周波数スペクトルにおける信号強度を向上させることができるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
また、検査対象Ｍに生じる振動の計測データと、計測データの時系列データの位相をずらしたデータとに基づいて、振動の計測データからノイズを除去するノイズ除去部をさらに備える。検査対象Ｍに生じる振動の計測データと、計測データの時系列データの位相をずらしたデータとを重ね合わせることによって、ノイズ成分の少なくとも一部は相殺され、ノイズの影響を低減できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５によって、検査対象Ｍの照射箇所を制御する処理は、図１５を適用できる。
加振レーザー光の出力タイミングを制御する処理は、図１６を適用できる。
レーザー誘起振動波計測システム２０ａの動作の一例は、図１７を適用できる。ただし、ステップＳ４０４では、検査対象Ｍに生じる振動の計測データと、計測データの時系列データの位相をずらしたデータとに基づいて、振動の計測データからノイズを除去する。
前述した実施形態において、情報処理部１２０ａの処理に、機械学習が適用されてもよい。
第２の実施形態に係るレーザー誘起振動波計測システム２０ａによれば、レーザー誘起振動波計測システム２０ａは、検査対象Ｍに加振レーザー光を照射した場合に生じる振動に基づいて、検査対象Ｍを計測する。レーザー誘起振動波計測システム２０ａは、レーザー誘起振動波計測システム２０ａは、加振レーザー光を照射するレーザー装置と、加振レーザー光の照射箇所との間の距離に基づいて、加振レーザー光を集光する加振レーザー集光ユニットの集光位置の調整量を導出する集光位置導出部と、調整量を示す情報を含む制御情報を、加振レーザー集光ユニットへ送信する通信部とを備える。このように構成することによって、加振レーザー集光ユニットから出力する加振レーザー光の集光径を小さくできるため、加振レーザー光の単位面積当たりの照射強度を向上させることができる。周波数スペクトルにおける信号強度を向上させることができるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
また、検査対象Ｍに生じる振動の計測データと、計測データの時系列データの位相をずらしたデータとに基づいて、振動の計測データからノイズを除去するノイズ除去部をさらに備える。検査対象Ｍに生じる振動の計測データと、計測データの時系列データの位相をずらしたデータとを重ね合わせることによって、ノイズ成分の少なくとも一部は相殺され、ノイズの影響を低減できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
【0076】
（変形例１）
（レーザー誘起振動波計測システム）
第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例について説明する。第１の実施形態の変形例１は、一又は複数の筐体を備え、複数の筐体の各々に、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０を構成する要素を格納したものである。第２の実施形態の変形例１は、一又は複数の筐体を備え、複数の筐体の各々に、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａを構成する要素を格納したものである。ここでは、一例として、第１の実施形態の変形例１について説明を続ける。
（レーザー誘起振動波計測システム）
第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例について説明する。第１の実施形態の変形例１は、一又は複数の筐体を備え、複数の筐体の各々に、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０を構成する要素を格納したものである。第２の実施形態の変形例１は、一又は複数の筐体を備え、複数の筐体の各々に、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａを構成する要素を格納したものである。ここでは、一例として、第１の実施形態の変形例１について説明を続ける。
【0077】
図２０は、第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例１を示す図である。図２０に示されるように、第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムは、三個の筐体を備える。三個の筐体の各々を、第１筐体Ｈ０１、第２筐体Ｈ０２、第３筐体Ｈ０３と呼ぶ。好ましくは、これら第１筐体Ｈ０１、第２筐体Ｈ０２、第３筐体Ｈ０３は後述する防音壁で覆われている。
第１筐体Ｈ０１には、加振レーザー装置１と、ミラー８ａとが格納される。第１筐体Ｈ０１に格納される加振レーザー装置１とミラー８aはレーザー誘起振動波計測システム２０（ここでは第１筐体Ｈ０１）外部の騒音の影響を受けても後述の第２筐体Ｈ０２に格納される計測系への影響が少なく、計測結果への影響が少ないため、その周りが防音壁で覆われていなくてもよい。加振レーザー装置１は、加振レーザー光を出力する。加振レーザー装置１が出力した加振レーザー光の光路は、ミラー８ａによって曲げられて（図２０では直角に曲げられて）、第１筐体Ｈ０１と、第２筐体Ｈ０２との境界に形成されたレーザー光ポートＬＰ０１から第２筐体へ進行する。レーザー光ポートＬＰ０１については後述する。
第１筐体Ｈ０１には、加振レーザー装置１と、ミラー８ａとが格納される。第１筐体Ｈ０１に格納される加振レーザー装置１とミラー８aはレーザー誘起振動波計測システム２０（ここでは第１筐体Ｈ０１）外部の騒音の影響を受けても後述の第２筐体Ｈ０２に格納される計測系への影響が少なく、計測結果への影響が少ないため、その周りが防音壁で覆われていなくてもよい。加振レーザー装置１は、加振レーザー光を出力する。加振レーザー装置１が出力した加振レーザー光の光路は、ミラー８ａによって曲げられて（図２０では直角に曲げられて）、第１筐体Ｈ０１と、第２筐体Ｈ０２との境界に形成されたレーザー光ポートＬＰ０１から第２筐体へ進行する。レーザー光ポートＬＰ０１については後述する。
【0078】
第２筐体Ｈ０２には、計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１とが備えられる。図２０には示されていないが、第２筐体Ｈ０２に、残響音モニター７と、ミラー８ｂと、撮像装置１３と、処理ユニット１００とが備えられてもよい。第２筐体Ｈ０２には、計測処理を行う装置が格納されており、レーザー誘起振動波計測システム２０（ここでは第２筐体Ｈ０２）外部の騒音の影響が計測結果に影響しがちである。このため、第２筐体Ｈ０２の周りが防音壁ＳＷで覆われているのが好ましい。
第１筐体Ｈ０１からの加振レーザー光は、レーザー光ポートＬＰ０１を通過して加振レーザー集光ユニット１０に入射する。加振レーザー集光ユニット１０は、加振レーザー装置１が出力する加振レーザー光を集光させる。加振レーザー集光ユニット１０が集光させた加振レーザー光の光路は、ミラー８ｃによって曲げられ（図２０では直角に曲げられ）、ガルバノスキャナユニット３へ進行する。
第１筐体Ｈ０１からの加振レーザー光は、レーザー光ポートＬＰ０１を通過して加振レーザー集光ユニット１０に入射する。加振レーザー集光ユニット１０は、加振レーザー装置１が出力する加振レーザー光を集光させる。加振レーザー集光ユニット１０が集光させた加振レーザー光の光路は、ミラー８ｃによって曲げられ（図２０では直角に曲げられ）、ガルバノスキャナユニット３へ進行する。
【0079】
一方、計測レーザー装置２は、検査対象Ｍに誘起された振動を検出するために、計測レーザー光を出力する。計測レーザー集光ユニット１１は、計測レーザー装置２が出力する計測レーザー光を集光させる。計測レーザー集光ユニット１１が集光させた計測レーザー光は、ガルバノスキャナユニット３へ進行する。ガルバノスキャナユニット３は、加振レーザー光と計測レーザー光とのいずれか一方又は両方の光路を、任意の方向および角度に調整する。ガルバノスキャナユニット３が出力する加振レーザー光と計測レーザー光とのいずれか一方又は両方は、第２筐体Ｈ０２と、第３筐体Ｈ０３との境界に形成されたレーザー光ポートＬＰ０２から第３筐体へ進行する。レーザー光ポートＬＰ０２については後述する。
第３筐体Ｈ０３には、二軸ミラーユニット５が備えられる。二軸ミラーユニット５は、二軸ミラー６を備え、二軸ミラー６を調整する。第３筐体Ｈ０３には検査対象Ｍに対してレーザーを導くため、出射用のレーザー光ポートが設けられている。第３筐体Ｈ０３には、二軸ミラーユニット５が格納されるため、第３筐体０３の周りが防音壁ＳＷで覆われているのが好ましい。なお、第３筐体Ｈ０３に格納される二軸ミラーユニット５が、レーザー誘起振動波計測システム２０（ここでは第３筐体Ｈ０３）の外部の騒音の影響により振動しづらい構成で第３筐体Ｈ０３内に格納される場合には、第３筐体Ｈ０３の周りが防音壁で覆われていなくてもよい。例えば、二軸ミラーユニット５が重量物である場合、振動抑制機構を備える場合には外部の騒音の影響が低減されているため防音壁ＳＷを必須としない。
第３筐体Ｈ０３には、二軸ミラーユニット５が備えられる。二軸ミラーユニット５は、二軸ミラー６を備え、二軸ミラー６を調整する。第３筐体Ｈ０３には検査対象Ｍに対してレーザーを導くため、出射用のレーザー光ポートが設けられている。第３筐体Ｈ０３には、二軸ミラーユニット５が格納されるため、第３筐体０３の周りが防音壁ＳＷで覆われているのが好ましい。なお、第３筐体Ｈ０３に格納される二軸ミラーユニット５が、レーザー誘起振動波計測システム２０（ここでは第３筐体Ｈ０３）の外部の騒音の影響により振動しづらい構成で第３筐体Ｈ０３内に格納される場合には、第３筐体Ｈ０３の周りが防音壁で覆われていなくてもよい。例えば、二軸ミラーユニット５が重量物である場合、振動抑制機構を備える場合には外部の騒音の影響が低減されているため防音壁ＳＷを必須としない。
【0080】
図２０は、第３筐体Ｈ０３の周りが防音壁ＳＷで覆われておらず、ドーム型（かまぼこ型）のレーザー光ポートを備える場合を例示している。ドーム型のレーザー光ポートは、後述するレーザー窓ＬＷと同様の材質で構成することが好ましく、同様の反射防止膜コーティングが施されていることが好ましい。二軸ミラーユニット５へ出力されたレーザー光（加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光の少なくとも一つ又は全て）は、二軸ミラーユニット５によって設定された検査対象Ｍの照射位置へ、第３筐体Ｈ０３に形成されたレーザー光ポートから、第３筐体Ｈ０３の外部へ照射される。
【0081】
図２１は、第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例２を示す図である。第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例２は、二個の筐体を備える。二個の筐体の各々を、第３筐体Ｈ０３、第４筐体Ｈ０４と呼ぶ。なお、図２１には、第３筐体０３がドーム型（かまぼこ型）のレーザー光ポートを備えない場合を例示する。
第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例２は、図２０に示す例１の第１筐体Ｈ０１と、第２筐体Ｈ０２とを一体化したものである。即ち、第４の筐体Ｈ０４は、図２０に示す例１の第１筐体Ｈ０１と、第２筐体Ｈ０２とを一体化したものである。
第４筐体Ｈ０４には、加振レーザー装置１と、ミラー８ａと、計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１とが備えられる。図２１には示されていないが、第４筐体Ｈ０４に、残響音モニター７と、ミラー８ｂと、撮像装置１３と、処理ユニット１００とが備えられてもよい。第４筐体Ｈ０４には、計測処理を行う装置が格納されるため、その周りが防音壁ＳＷで覆われているのが好ましい。
ガルバノスキャナユニット３が出力する加振レーザー光と計測レーザー光および測距レーザー光の少なくとも一つ又は全ては、第４筐体Ｈ０４と、第３筐体Ｈ０３との境界に形成されたレーザー光ポートＬＰ０３から第３筐体Ｈ０３へ進行する。レーザー光ポートＬＰ０３については後述する。
第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例２は第４筐体Ｈ０４内に加振レーザー装置１を収容するため、当該加振レーザー由来の振動が計測処理を行う装置に影響を与える場合がある。このため第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例２では、フラッシュランプ励起方式を用いた場合と比較して静音型である半導体レーザー（ＬＤ： Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）励起方式の高出力レーザーを、加振レーザー装置１として用いることが好ましい。
第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例２は、図２０に示す例１の第１筐体Ｈ０１と、第２筐体Ｈ０２とを一体化したものである。即ち、第４の筐体Ｈ０４は、図２０に示す例１の第１筐体Ｈ０１と、第２筐体Ｈ０２とを一体化したものである。
第４筐体Ｈ０４には、加振レーザー装置１と、ミラー８ａと、計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１とが備えられる。図２１には示されていないが、第４筐体Ｈ０４に、残響音モニター７と、ミラー８ｂと、撮像装置１３と、処理ユニット１００とが備えられてもよい。第４筐体Ｈ０４には、計測処理を行う装置が格納されるため、その周りが防音壁ＳＷで覆われているのが好ましい。
ガルバノスキャナユニット３が出力する加振レーザー光と計測レーザー光および測距レーザー光の少なくとも一つ又は全ては、第４筐体Ｈ０４と、第３筐体Ｈ０３との境界に形成されたレーザー光ポートＬＰ０３から第３筐体Ｈ０３へ進行する。レーザー光ポートＬＰ０３については後述する。
第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例２は第４筐体Ｈ０４内に加振レーザー装置１を収容するため、当該加振レーザー由来の振動が計測処理を行う装置に影響を与える場合がある。このため第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例２では、フラッシュランプ励起方式を用いた場合と比較して静音型である半導体レーザー（ＬＤ： Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）励起方式の高出力レーザーを、加振レーザー装置１として用いることが好ましい。
【0082】
図２２は、第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例３を示す図である。第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例３は、第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例１において、第１筐体Ｈ０１と第２筐体Ｈ０２と第３筐体Ｈ０３とを一体化、又は第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例２において、第４筐体Ｈ０４と第３筐体Ｈ０３とを一体化したものである。第１筐体Ｈ０１と第２筐体Ｈ０２と第３筐体Ｈ０３とを一体化した筐体、又は第４筐体Ｈ０４と第３筐体Ｈ０３とを一体化した筐体を、第５筐体Ｈ０５と呼ぶ。
第５筐体Ｈ０５には、加振レーザー装置１と、ミラー８ａと、計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１と、二軸ミラーユニット５とが備えられる。図２２には示されていないが、第５筐体Ｈ０５に、残響音モニター７と、ミラー８ｂと、撮像装置１３と、処理ユニット１００とが備えられてもよい。第５筐体Ｈ０５には、計測処理を行う装置が格納されるため、その周りが防音壁ＳＷで覆われているのが好ましい。
二軸ミラーユニット５は、二軸ミラー６を備え、二軸ミラー６を調整する。二軸ミラーユニット５へ出力されたレーザー光（加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうちの少なくとも一つ又は全て）は、二軸ミラーユニット５によって設定された検査対象Ｍの照射位置へ、第５筐体Ｈ０５に形成されたレーザー光ポートＬＰ０４から、第５筐体Ｈ０５の外部へ照射される。
第５筐体Ｈ０５には、加振レーザー装置１と、ミラー８ａと、計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１と、二軸ミラーユニット５とが備えられる。図２２には示されていないが、第５筐体Ｈ０５に、残響音モニター７と、ミラー８ｂと、撮像装置１３と、処理ユニット１００とが備えられてもよい。第５筐体Ｈ０５には、計測処理を行う装置が格納されるため、その周りが防音壁ＳＷで覆われているのが好ましい。
二軸ミラーユニット５は、二軸ミラー６を備え、二軸ミラー６を調整する。二軸ミラーユニット５へ出力されたレーザー光（加振レーザー光、計測レーザー光、測距レーザー光のうちの少なくとも一つ又は全て）は、二軸ミラーユニット５によって設定された検査対象Ｍの照射位置へ、第５筐体Ｈ０５に形成されたレーザー光ポートＬＰ０４から、第５筐体Ｈ０５の外部へ照射される。
【0083】
（レーザー光ポート）
第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例１から例３で示したレーザー光ポートについて説明する。ここで、第１筐体Ｈ０１と、第２筐体Ｈ０２と、第３筐体Ｈ０３と、第４筐体Ｈ０４、第５筐体Ｈ０５とのうち、任意の筐体を、筐体Ｈと呼ぶ。また、レーザー光ポートＬＰ０１と、レーザー光ポートＬＰ０２と、レーザー光ポートＬＰ０３と、レーザー光ポートＬＰ０４とは同様の構成である。レーザー光ポートＬＰ０１と、レーザー光ポートＬＰ０２と、レーザー光ポートＬＰ０３と、レーザー光ポートＬＰ０４とのうち、任意のレーザー光ポートを、レーザー光ポートＬＰと呼ぶ。
図２３Ａと、図２３Ｂとは、第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例１から例３で示したレーザー光ポートＬＰの一例を示す図である。
図２３Ａは、第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムのレーザー光ポートＬＰの側面図を示す図である。
レーザー光ポートＬＰは、スペーサＳＰと、レーザー窓ＬＷと、抑え板ＰＰとを備える。スペーサＳＰは、筐体Ｈにボルト留めされる。ここで、スペーサＳＰは、筐体Ｈにボルト留めされるとともに、又は筐体Ｈにボルト留めされる代わりに、筐体Ｈに溶接されるのが好ましい。
レーザー窓ＬＷは、その材質がレーザー光の透過率が高く、高強度のレーザー光に耐えることができると共に、耐候性、機械的剛性、化学的安定性を備えていることが好ましい。レーザー窓ＬＷの一例は、石英ガラスである。レーザー窓ＬＷは、屈折率界面での反射を抑制するため、反射防止膜コーティングが施されていることが望ましい。レーザー窓ＬＷは、屈折率界面での計測レーザー光の反射によって計測に影響を及ぼさないようにするため、レーザー窓ＬＷに進行する方向に直交する方向に対して、数度の角度（以下「設置角度」という）を付けておくことが望ましい。ただし、レーザー窓ＬＷは、レーザー窓ＬＷに進行する方向に直交する方向と平行、つまり、設置角度が０度であってもよい。設置角度は、５度から１２度が好ましく、より好ましくは、８度から１０度である。例えば、設置角度は１０度とする。
抑え板ＰＰは、レーザー窓ＬＷを、スペーサＳＰに固定するための部材である。
図２３Ｂは、第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムのレーザー光ポートＬＰの正面図を示す図である。図２３Ｂは、図２３Ａにおいて、矢印Ｅの方向から見た図である。図２３Ｂによれば、筐体Ｈに開口が形成され、形成された開口からレーザー窓ＬＷが露出するように、開口が形成されたスペーサＳＰと、開口が形成された抑え板ＰＰによって、レーザー窓ＬＷが固定される。図２３Ａと、図２３Ｂとには、レーザー窓ＬＷが露出する部分が円形である場合について示したが、この例に限られない。例えば、レーザー窓ＬＷが露出する部分が楕円であってもよいし、四角形などの矩形であってもよいし、多角形であってもよい。
第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例１から例３で示したレーザー光ポートについて説明する。ここで、第１筐体Ｈ０１と、第２筐体Ｈ０２と、第３筐体Ｈ０３と、第４筐体Ｈ０４、第５筐体Ｈ０５とのうち、任意の筐体を、筐体Ｈと呼ぶ。また、レーザー光ポートＬＰ０１と、レーザー光ポートＬＰ０２と、レーザー光ポートＬＰ０３と、レーザー光ポートＬＰ０４とは同様の構成である。レーザー光ポートＬＰ０１と、レーザー光ポートＬＰ０２と、レーザー光ポートＬＰ０３と、レーザー光ポートＬＰ０４とのうち、任意のレーザー光ポートを、レーザー光ポートＬＰと呼ぶ。
図２３Ａと、図２３Ｂとは、第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムの例１から例３で示したレーザー光ポートＬＰの一例を示す図である。
図２３Ａは、第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムのレーザー光ポートＬＰの側面図を示す図である。
レーザー光ポートＬＰは、スペーサＳＰと、レーザー窓ＬＷと、抑え板ＰＰとを備える。スペーサＳＰは、筐体Ｈにボルト留めされる。ここで、スペーサＳＰは、筐体Ｈにボルト留めされるとともに、又は筐体Ｈにボルト留めされる代わりに、筐体Ｈに溶接されるのが好ましい。
レーザー窓ＬＷは、その材質がレーザー光の透過率が高く、高強度のレーザー光に耐えることができると共に、耐候性、機械的剛性、化学的安定性を備えていることが好ましい。レーザー窓ＬＷの一例は、石英ガラスである。レーザー窓ＬＷは、屈折率界面での反射を抑制するため、反射防止膜コーティングが施されていることが望ましい。レーザー窓ＬＷは、屈折率界面での計測レーザー光の反射によって計測に影響を及ぼさないようにするため、レーザー窓ＬＷに進行する方向に直交する方向に対して、数度の角度（以下「設置角度」という）を付けておくことが望ましい。ただし、レーザー窓ＬＷは、レーザー窓ＬＷに進行する方向に直交する方向と平行、つまり、設置角度が０度であってもよい。設置角度は、５度から１２度が好ましく、より好ましくは、８度から１０度である。例えば、設置角度は１０度とする。
抑え板ＰＰは、レーザー窓ＬＷを、スペーサＳＰに固定するための部材である。
図２３Ｂは、第１の実施形態の変形例１のレーザー誘起振動波計測システムのレーザー光ポートＬＰの正面図を示す図である。図２３Ｂは、図２３Ａにおいて、矢印Ｅの方向から見た図である。図２３Ｂによれば、筐体Ｈに開口が形成され、形成された開口からレーザー窓ＬＷが露出するように、開口が形成されたスペーサＳＰと、開口が形成された抑え板ＰＰによって、レーザー窓ＬＷが固定される。図２３Ａと、図２３Ｂとには、レーザー窓ＬＷが露出する部分が円形である場合について示したが、この例に限られない。例えば、レーザー窓ＬＷが露出する部分が楕円であってもよいし、四角形などの矩形であってもよいし、多角形であってもよい。
【0084】
（設置角度の範囲）
ここで、レーザー窓ＬＷの望ましい設置角度の範囲について説明する。
図２４は、レーザー窓ＬＷの設置角度の最小角度を説明するための図であり、図２５はレーザー窓ＬＷの設置角度の最大角度を説明するための図である。
設置角度の範囲は、図２４で示すように「レーザー装置から出射されるレーザー光」が、「レーザー窓ＬＷで反射されたレーザー光」と、レーザー装置が、レーザー光を出射する位置で重ならない（ΔＤ＞ｄ＋ｄ’）角度以上で、且つ図２５で示すように「レーザー装置から出射されるレーザー光」が透過することができる開口径が確保（２ｄ’＜Ａ’）される角度以下であるのが好ましい。つまり、設置角度をθとした場合に、式（１）が成り立つ。
ここで、レーザー窓ＬＷの望ましい設置角度の範囲について説明する。
図２４は、レーザー窓ＬＷの設置角度の最小角度を説明するための図であり、図２５はレーザー窓ＬＷの設置角度の最大角度を説明するための図である。
設置角度の範囲は、図２４で示すように「レーザー装置から出射されるレーザー光」が、「レーザー窓ＬＷで反射されたレーザー光」と、レーザー装置が、レーザー光を出射する位置で重ならない（ΔＤ＞ｄ＋ｄ’）角度以上で、且つ図２５で示すように「レーザー装置から出射されるレーザー光」が透過することができる開口径が確保（２ｄ’＜Ａ’）される角度以下であるのが好ましい。つまり、設置角度をθとした場合に、式（１）が成り立つ。
【0085】
【数1】
【0086】
式（１）において、角度はｒａｄ表記である。式（１）のπ／２を９０ｄｅｇと書き換えることによって、ｄｅｇ表記に変更できる。ｄはレーザー光のビーム半径であり、Ｌはレーザー装置からレーザー窓ＬＷまでの距離であり、Ｌｄｉｓはレーザー装置からレーザー窓ＬＷを反射してレーザー光出射位置に戻ってくるまでの距離であり、θＬａｓｅｒはレーザー発散角である。ここで、θＬａｓｅｒは、広がりも、絞れもせずに真っ直ぐ進む平行光であれば無視できる。また、θは、レーザー窓ＬＷの設置角度であり、レーザービームに正対する角度を０ｄｅｇと定義する。Ａは、レーザー窓ＬＷの直径である。
式（１）は、平行光の場合（θＬａｓｅｒを無視できる場合）には、式（２）に示されるように簡略化できる。
式（１）は、平行光の場合（θＬａｓｅｒを無視できる場合）には、式（２）に示されるように簡略化できる。
【0087】
【数2】
【0088】
第１の実施形態の変形例１において、筐体Ｈの形状は、直方体に限らず、任意の形状を適用できる。また、筐体Ｈに格納される装置についても、任意に変更可能である。
ここでは、一例として、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０を一又は複数の筐体に格納した場合について、説明したが、この限りでない。例えば、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａを一又は複数の筐体に格納した場合についても同様の効果が得られる。
第１の実施形態の変形例１によれば、レーザー誘起振動波計測システム２０を構成する装置が、一又は複数の筐体Ｈに格納されることによって、防音性能を向上できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
ここでは、一例として、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０を一又は複数の筐体に格納した場合について、説明したが、この限りでない。例えば、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａを一又は複数の筐体に格納した場合についても同様の効果が得られる。
第１の実施形態の変形例１によれば、レーザー誘起振動波計測システム２０を構成する装置が、一又は複数の筐体Ｈに格納されることによって、防音性能を向上できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
【0089】
（変形例２）
（レーザー誘起振動波計測システム）
第１の実施形態の変形例２のレーザー誘起振動波計測システムは、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０を移動体に搭載したものである。
図２６は、第１の実施形態の変形例２のレーザー誘起振動波計測システムの一例を示す図である。図２６に示されるように、第１の実施形態の変形例２のレーザー誘起振動波計測システムは、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０がトラック５００などの移動体に搭載される。図２６には、移動体に加えて、トンネルＴＵも示している。移動体は、トンネルＴＵの内部に位置している。図２６に示される例では、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０がトラック５００に搭載される。具体的には、トラック５００に、機材庫２５０と、装置筐体３００と、二軸ミラー筐体４００とが搭載されている。
機材庫２５０は、レーザー誘起振動波計測システム２０に含まれる装置の電源、即ち、加振レーザー装置１、計測レーザー装置２、ガルバノスキャナユニット３、二軸ミラーユニット５、残響音モニター７、測距レーザー装置９、加振レーザー集光ユニット１０、計測レーザー集光ユニット１１、撮像装置１３、処理ユニット１００などの装置の電源や、冷却水チラー、処理ユニット１００を格納する。機材庫２５０に格納される装置は、騒音源や、熱源になる場合があるため、装置筐体３００とは異なる外部の筐体に保管されるのが望ましい。機材庫２５０に格納される装置は、倉庫管理する必要はないが雨風がしのげる、つまり雨風があたらないほうが望ましい。機材庫２５０に格納される装置は、熱源となる場合があるため、機材庫２５０は、換気機能と、空調機能とのいずれか一方又は両方が備わっているのが好ましい。
（レーザー誘起振動波計測システム）
第１の実施形態の変形例２のレーザー誘起振動波計測システムは、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０を移動体に搭載したものである。
図２６は、第１の実施形態の変形例２のレーザー誘起振動波計測システムの一例を示す図である。図２６に示されるように、第１の実施形態の変形例２のレーザー誘起振動波計測システムは、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０がトラック５００などの移動体に搭載される。図２６には、移動体に加えて、トンネルＴＵも示している。移動体は、トンネルＴＵの内部に位置している。図２６に示される例では、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０がトラック５００に搭載される。具体的には、トラック５００に、機材庫２５０と、装置筐体３００と、二軸ミラー筐体４００とが搭載されている。
機材庫２５０は、レーザー誘起振動波計測システム２０に含まれる装置の電源、即ち、加振レーザー装置１、計測レーザー装置２、ガルバノスキャナユニット３、二軸ミラーユニット５、残響音モニター７、測距レーザー装置９、加振レーザー集光ユニット１０、計測レーザー集光ユニット１１、撮像装置１３、処理ユニット１００などの装置の電源や、冷却水チラー、処理ユニット１００を格納する。機材庫２５０に格納される装置は、騒音源や、熱源になる場合があるため、装置筐体３００とは異なる外部の筐体に保管されるのが望ましい。機材庫２５０に格納される装置は、倉庫管理する必要はないが雨風がしのげる、つまり雨風があたらないほうが望ましい。機材庫２５０に格納される装置は、熱源となる場合があるため、機材庫２５０は、換気機能と、空調機能とのいずれか一方又は両方が備わっているのが好ましい。
【0090】
装置筐体３００は、加振レーザー装置１と、計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、残響音モニター７と、ミラー８ａと、ミラー８ｂと、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１と、撮像装置１３とを格納する。
装置筐体３００は、防音壁ＳＷによって、その周りが覆われているのが好ましい。さらに、装置筐体３００は、防塵、防湿の機能が備わっていることが望ましい。
装置筐体３００は、防音壁ＳＷによって、その周りが覆われているのが好ましい。さらに、装置筐体３００は、防塵、防湿の機能が備わっていることが望ましい。
【0091】
ただし、加振レーザー装置１は動作音が騒音源になるので、装置筐体３００から切り離し、装置筐体３００とは異なる筐体に格納されるのが好ましい。加振レーザー装置１を装置筐体３００から切り離し、装置筐体３００とは異なる筐体に格納する場合には、ミラー８ａを用いて、加振レーザー装置１が出力する加振レーザー光を、計測レーザー装置２などが格納される装置筐体３００へ送られてもよい。例えば、前述した変形例１の例１（図２０）のように、加振レーザー装置１を、計測処理を行う装置とは異なる筐体に格納する構成が例示される。
二軸ミラー筐体４００は、二軸ミラーユニット５が格納される。二軸ミラー筐体４００は、防音壁ＳＷによって、その周りが覆われているのが好ましい。さらに、二軸ミラー筐体４００は、防塵、防湿の機能が備わっていることが望ましい。図２６では二軸ミラーユニット５が装置筐体３００とは別の二軸ミラー筐体４００に格納される場合を例に説明したが、これに限定されず、前述した変形例１の例３（図２２）のように、装置筐体３００内に二軸ミラーユニット５を格納してもよい。
二軸ミラー筐体４００は、二軸ミラーユニット５が格納される。二軸ミラー筐体４００は、防音壁ＳＷによって、その周りが覆われているのが好ましい。さらに、二軸ミラー筐体４００は、防塵、防湿の機能が備わっていることが望ましい。図２６では二軸ミラーユニット５が装置筐体３００とは別の二軸ミラー筐体４００に格納される場合を例に説明したが、これに限定されず、前述した変形例１の例３（図２２）のように、装置筐体３００内に二軸ミラーユニット５を格納してもよい。
【0092】
典型的には、第１の実施形態の変形例２のレーザー誘起振動波計測システムは、第１の実施形態の変形例１（例１、例２、例３）のレーザー誘起振動波計測システム、即ち、筐体Ｈ（Ｈ０１、Ｈ０２、Ｈ０３、Ｈ０４、Ｈ０５）に格納されたレーザー誘起振動波計測システム２０と、機材庫２５０とがトラック５００に搭載したものである。
【0093】
第１の実施形態の変形例２のレーザー誘起振動波計測システムでは、二軸ミラー筐体４００に格納された二軸ミラーユニット５は、トンネルＴＵの内壁へ、加振レーザー光と計測レーザー光とを照射する。二軸ミラーユニット５は、予め設定される掃引順序にしたがって、加振レーザー光と、計測レーザー光とを掃引する。
【0094】
第１の実施形態の変形例２では、レーザー誘起振動波計測システム２０がトラック５００に搭載されている場合について説明したが、この例に限られない。レーザー誘起振動波計測システム２０を従来公知の手法で移動可能とした構成であり得る。移動手段は車輪の有無に限定されない。例えば、レーザー誘起振動波計測システム２０が、手押し車、自動車、鉄道車両などの移動体に搭載されていてもよい。或いはまた、レーザー誘起振動波計測システム２０に移動手段（例えば車輪など）を取り付けて移動可能としてもよい。
【0095】
第１の実施形態の変形例２では、レーザー誘起振動波計測システム２０の電源が、装置筐体３００と、二軸ミラー筐体４００と同じ移動体に搭載される場合について説明したが、この例に限られない。例えば、レーザー誘起振動波計測システム２０の電源が、装置筐体３００と、二軸ミラー筐体４００とを搭載する移動体とは異なる移動体に搭載されてもよい。レーザー誘起振動波計測システム２０の電源が、装置筐体３００と、二軸ミラー筐体４００とを搭載する移動体とは異なる移動体に搭載される場合には、電源を搭載する移動体は、振動対策が施されているのが好ましい。
【0096】
ここでは、一例として、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０を、移動体に搭載した場合について、説明したが、この限りでない。例えば、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａを移動体に搭載した場合についても同様の効果が得られる。
第１の実施形態の変形例２によれば、レーザー誘起振動波計測システム２０と移動体に搭載することによって、移動を容易にできるため、検査対象Ｍの計測を容易にできる。
第１の実施形態の変形例２によれば、レーザー誘起振動波計測システム２０と移動体に搭載することによって、移動を容易にできるため、検査対象Ｍの計測を容易にできる。
【0097】
（変形例３）
（レーザー誘起振動波計測システム）
第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例３について説明する。第１の実施形態の変形例３は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０を構成する構成要素の一部又は全部の周りに、防音壁を備えたものである。第２の実施形態の変形例１は、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａを構成する構成要素の一部又は全部の周りに、防音壁を備えたものである。換言すると、前述の変形例１（例１、例２、例３）のレーザー誘起振動波計測システム、即ち、一又は複数の筐体Ｈの各々にレーザー誘起振動波計測システム２０を構成する要素を格納し、当該筐体Ｈ（Ｈ０１、Ｈ０２、Ｈ０３、Ｈ０４、Ｈ０５）の一部又は全部の周りに防音壁を備えたものである。ここでは、一例として、第１の実施形態の変形例３について説明を続ける。
図２７Ａは、第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの一例を示す図である。図２７Ａには、第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの上面図を示す。図２７Ａに示されるように、レーザー誘起振動波計測システム２０の四方が防音壁ＳＷで覆われている。防音性能を向上させるために、レーザー誘起振動波計測システム２０の四方に加え、上下にも防音壁ＳＷを備えるのが好ましい。つまり、レーザー誘起振動波計測システム２０が、防音壁ＳＷで覆われているのが好ましい。
図２７Ｂは、第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの部分拡大図である。図２７Ｂは、図２７ＡのＡの部分拡大図を示す。防音壁ＳＷは、吸音材ＳＭを含んで構成される。
吸音材ＳＭは、音を吸収する部材である。吸音材ＳＭの一例は、スポンジのような多孔質の材質である。吸音材ＳＭは、レーザー誘起振動波計測システム２０の周りを、隙間なく密着して覆う。吸音材ＳＭは、レーザー誘起振動波計測システム２０の周りをちょうど覆うことが可能である、もしくは少し迫り出している方が望ましい。
防音壁ＳＷは、吸音材ＳＭに加えて枠板ＦＰを含んで構成されてもよい。枠板ＦＰは、吸音材ＳＭを覆う板状の部材である。枠板ＦＰは、吸音材ＳＭに押し当てられ、その端部が固定される。例えばボルトや留め金具などで固定すればよい。このように構成することによって、吸音材ＳＭが、レーザー誘起振動波計測システム２０と、枠板ＦＰとの間で、固定される。外部からの音を反射するために、枠板ＦＰは、密度が高く(重く)、剛性があるものが望ましい。枠板ＦＰの一例は、鉄板である。
（レーザー誘起振動波計測システム）
第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例３について説明する。第１の実施形態の変形例３は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０を構成する構成要素の一部又は全部の周りに、防音壁を備えたものである。第２の実施形態の変形例１は、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａを構成する構成要素の一部又は全部の周りに、防音壁を備えたものである。換言すると、前述の変形例１（例１、例２、例３）のレーザー誘起振動波計測システム、即ち、一又は複数の筐体Ｈの各々にレーザー誘起振動波計測システム２０を構成する要素を格納し、当該筐体Ｈ（Ｈ０１、Ｈ０２、Ｈ０３、Ｈ０４、Ｈ０５）の一部又は全部の周りに防音壁を備えたものである。ここでは、一例として、第１の実施形態の変形例３について説明を続ける。
図２７Ａは、第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの一例を示す図である。図２７Ａには、第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの上面図を示す。図２７Ａに示されるように、レーザー誘起振動波計測システム２０の四方が防音壁ＳＷで覆われている。防音性能を向上させるために、レーザー誘起振動波計測システム２０の四方に加え、上下にも防音壁ＳＷを備えるのが好ましい。つまり、レーザー誘起振動波計測システム２０が、防音壁ＳＷで覆われているのが好ましい。
図２７Ｂは、第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの部分拡大図である。図２７Ｂは、図２７ＡのＡの部分拡大図を示す。防音壁ＳＷは、吸音材ＳＭを含んで構成される。
吸音材ＳＭは、音を吸収する部材である。吸音材ＳＭの一例は、スポンジのような多孔質の材質である。吸音材ＳＭは、レーザー誘起振動波計測システム２０の周りを、隙間なく密着して覆う。吸音材ＳＭは、レーザー誘起振動波計測システム２０の周りをちょうど覆うことが可能である、もしくは少し迫り出している方が望ましい。
防音壁ＳＷは、吸音材ＳＭに加えて枠板ＦＰを含んで構成されてもよい。枠板ＦＰは、吸音材ＳＭを覆う板状の部材である。枠板ＦＰは、吸音材ＳＭに押し当てられ、その端部が固定される。例えばボルトや留め金具などで固定すればよい。このように構成することによって、吸音材ＳＭが、レーザー誘起振動波計測システム２０と、枠板ＦＰとの間で、固定される。外部からの音を反射するために、枠板ＦＰは、密度が高く(重く)、剛性があるものが望ましい。枠板ＦＰの一例は、鉄板である。
【0098】
図２８Ａは、第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの防音壁の効果の例１を示す図である。図２８Ａに示される例では、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０の周りに防音壁ＳＷを装着した場合と、装着しない場合とで、音圧を測定した結果を示す。
図２８Ａに示す評価では、適当な筐体内（前述した第２筐体Ｈ０２）に計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１とを格納し、当該筐体の周囲（側壁）を覆うように防音壁ＳＷを装着した。筐体下面は設置床と密着し、筐体上面は前述した図２０で示すような第１筐体Ｈ０１が積載している。加振レーザー装置１、二軸ミラーユニット５の周囲には防音壁ＳＷが配置されていない。遮音の対象は、レーザー光（典型的には加振レーザー）の照射音や外部環境で発生する騒音（車の通過音やレーザー装置電源・冷却水生成用チラーなどの機器動作音）である。レーザー誘起振動波計測システム２０（第２筐体Ｈ０２）の筐体内にマイクロフォンを設置し、０．０１ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲の音域を測定の対象とした。図２８Ａによれば、レーザー誘起振動波計測システム２０の周りに防音壁ＳＷを装着することによって、３５ｄＢ程度、遮音性能が向上することが分かる。
図２８Ａに示す評価では、適当な筐体内（前述した第２筐体Ｈ０２）に計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１とを格納し、当該筐体の周囲（側壁）を覆うように防音壁ＳＷを装着した。筐体下面は設置床と密着し、筐体上面は前述した図２０で示すような第１筐体Ｈ０１が積載している。加振レーザー装置１、二軸ミラーユニット５の周囲には防音壁ＳＷが配置されていない。遮音の対象は、レーザー光（典型的には加振レーザー）の照射音や外部環境で発生する騒音（車の通過音やレーザー装置電源・冷却水生成用チラーなどの機器動作音）である。レーザー誘起振動波計測システム２０（第２筐体Ｈ０２）の筐体内にマイクロフォンを設置し、０．０１ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲の音域を測定の対象とした。図２８Ａによれば、レーザー誘起振動波計測システム２０の周りに防音壁ＳＷを装着することによって、３５ｄＢ程度、遮音性能が向上することが分かる。
【0099】
図２８Ｂは、第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの防音壁の効果の例２を示す図である。図２８Ｂに示される例では、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０の周りに防音壁ＳＷを一重に装着した場合と、二重に装着した場合と、装着しない場合とで、音圧を測定した結果を示す。
図２８Ｂに示す評価では、適当な筐体内（前述した第２筐体Ｈ０２）に計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１とを格納し、当該筐体の周囲（側壁）を覆うように防音壁ＳＷを装着した。筐体下面は設置床と密着し、筐体上面は前述した図２０で示したような第１筐体Ｈ０１が積載している。加振レーザー装置１、二軸ミラーユニット５の周囲には防音壁ＳＷが配置されていない。遮音の対象は、０．１ｋＨｚの単音の音源である。レーザー誘起振動波計測システム２０の筐体内にマイクロフォンを設置し、０．１ｋＨｚを測定の対象とした。図２８Ｂによれば、レーザー誘起振動波計測システム２０（第２筐体Ｈ０２）の周りに防音壁ＳＷを一重装着することによって、２１．６ｄＢ程度の遮音性能が向上することが分かる。また、防音壁ＳＷを二重装着することによって、１３．３ｄB程度の遮音性能が向上することが分かる。ここで、防音壁ＳＷを一重に装着した場合の方が、レーザー誘起振動波計測システム２０の周りに防音壁ＳＷを二重に装着した場合と比較して、防音性能が向上した。これは、防音壁ＳＷを二重に装着した場合には、追加した防音壁ＳＷが共鳴して振動するためであると想定される。このことから、遮音性能が高い防音壁を一重に装着する、または、防音壁ＳＷの共鳴振動を考慮することによって、防音性能を向上できる。
図２８Ｂに示す評価では、適当な筐体内（前述した第２筐体Ｈ０２）に計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１とを格納し、当該筐体の周囲（側壁）を覆うように防音壁ＳＷを装着した。筐体下面は設置床と密着し、筐体上面は前述した図２０で示したような第１筐体Ｈ０１が積載している。加振レーザー装置１、二軸ミラーユニット５の周囲には防音壁ＳＷが配置されていない。遮音の対象は、０．１ｋＨｚの単音の音源である。レーザー誘起振動波計測システム２０の筐体内にマイクロフォンを設置し、０．１ｋＨｚを測定の対象とした。図２８Ｂによれば、レーザー誘起振動波計測システム２０（第２筐体Ｈ０２）の周りに防音壁ＳＷを一重装着することによって、２１．６ｄＢ程度の遮音性能が向上することが分かる。また、防音壁ＳＷを二重装着することによって、１３．３ｄB程度の遮音性能が向上することが分かる。ここで、防音壁ＳＷを一重に装着した場合の方が、レーザー誘起振動波計測システム２０の周りに防音壁ＳＷを二重に装着した場合と比較して、防音性能が向上した。これは、防音壁ＳＷを二重に装着した場合には、追加した防音壁ＳＷが共鳴して振動するためであると想定される。このことから、遮音性能が高い防音壁を一重に装着する、または、防音壁ＳＷの共鳴振動を考慮することによって、防音性能を向上できる。
【0100】
図２９は、第１の実施形態の変形例３のレーザー誘起振動波計測システムの防音壁の効果の例３を示す図である。図２９に示される例では、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０の周りに防音壁ＳＷを装着した場合と、装着しない場合とで、音圧を測定した結果を示す。
図２９に示す評価では、適当な筐体内（前述した第３筐体Ｈ０３）に二軸ミラーユニット５を格納し、当該筐体の周囲（側壁）および上面を覆うように防音壁ＳＷを装着した。また、下面は床に設置されている。なお、計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１、加振レーザー装置１は適当な筐体（後述する第１筐体Ｈ０１、第２筐体Ｈ０２）に格納され、その周囲に防音壁が配置されている。遮音の対象は、レーザーの照射音である。第３筐体Ｈ０３の内部にマイクロフォンを設置し、０ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲の音域を測定の対象とした。図２９によれば、第３筐体Ｈ０３の周りに防音壁ＳＷを装着することによって、１８ｄＢ程度の遮音性能が向上することが分かる。
図２９に示す評価では、適当な筐体内（前述した第３筐体Ｈ０３）に二軸ミラーユニット５を格納し、当該筐体の周囲（側壁）および上面を覆うように防音壁ＳＷを装着した。また、下面は床に設置されている。なお、計測レーザー装置２と、ガルバノスキャナユニット３と、ミラー８ｃと、測距レーザー装置９と、加振レーザー集光ユニット１０と、計測レーザー集光ユニット１１、加振レーザー装置１は適当な筐体（後述する第１筐体Ｈ０１、第２筐体Ｈ０２）に格納され、その周囲に防音壁が配置されている。遮音の対象は、レーザーの照射音である。第３筐体Ｈ０３の内部にマイクロフォンを設置し、０ｋＨｚ～２０ｋＨｚの範囲の音域を測定の対象とした。図２９によれば、第３筐体Ｈ０３の周りに防音壁ＳＷを装着することによって、１８ｄＢ程度の遮音性能が向上することが分かる。
【0101】
第１の実施形態の変形例３によれば、レーザー誘起振動波計測システム２０の周りに防音壁ＳＷを装着することによって、防音性能を向上できるため、検査対象Ｍの計測精度を向上できる。
ここでは、一例として、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０の周りに、防音壁ＳＷを備えた場合について、説明したが、この限りでない。例えば、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａの周りに、防音壁ＳＷを備えた場合についても同様の効果が得られる。
ここでは、一例として、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０の周りに、防音壁ＳＷを備えた場合について、説明したが、この限りでない。例えば、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａの周りに、防音壁ＳＷを備えた場合についても同様の効果が得られる。
【0102】
（レーザー誘起振動波計測システム２０の動作）
図３０は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。図３０は、加振レーザー集光ユニット１０の集光位置を調整し、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５によって、検査対象Ｍへのレーザー照射箇所を制御し、レーザーを照射するまでの処理を示す。つまり、第１の実施形態の図１４と、図１５とを連動させた処理について説明する。ここでは、図１４と、図１５とが適宜参照される。
（ステップＳ５０１）
照射エリアが指定される。
（ステップＳ５０２）
図１４のステップＳ１０１と、Ｓ１０２とが実行される。
（ステップＳ５０３）
処理ユニット１００の通信部１１０は、測距レーザー装置９が送信した照射距離情報を受信し、受信した照射距離情報を、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の照射距離データ取得部１２２ａは、通信部１１０が出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報を、計測部１２４へ出力する。計測部１２４の集光位置導出部１２４ａは、照射距離データ取得部１２２ａが出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報に関連付けられているレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間のレンズ間距離を、記憶部１４０に記憶されているレンズ間距離テーブル１４４から取得する。
処理ユニット１００の通信部１１０は、測距レーザー装置９が送信した照射距離情報を受信し、受信した照射距離情報を、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の照射距離データ取得部１２２ａは、通信部１１０が出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報を、計測部１２４へ出力する。計測部１２４の集光位置導出部１２４ａは、照射距離データ取得部１２２ａが出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報に関連付けられているレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間のレンズ間距離を、記憶部１４０に記憶されているレンズ間距離テーブル１４４から取得する。
集光位置導出部１２４ａは、取得したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとで集光可能な距離範囲であるか否かを判定する。
図３０は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。図３０は、加振レーザー集光ユニット１０の集光位置を調整し、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５によって、検査対象Ｍへのレーザー照射箇所を制御し、レーザーを照射するまでの処理を示す。つまり、第１の実施形態の図１４と、図１５とを連動させた処理について説明する。ここでは、図１４と、図１５とが適宜参照される。
（ステップＳ５０１）
照射エリアが指定される。
（ステップＳ５０２）
図１４のステップＳ１０１と、Ｓ１０２とが実行される。
（ステップＳ５０３）
処理ユニット１００の通信部１１０は、測距レーザー装置９が送信した照射距離情報を受信し、受信した照射距離情報を、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の照射距離データ取得部１２２ａは、通信部１１０が出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報を、計測部１２４へ出力する。計測部１２４の集光位置導出部１２４ａは、照射距離データ取得部１２２ａが出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報に関連付けられているレンズ１２ａとレンズ１２ｂとの間のレンズ間距離を、記憶部１４０に記憶されているレンズ間距離テーブル１４４から取得する。
処理ユニット１００の通信部１１０は、測距レーザー装置９が送信した照射距離情報を受信し、受信した照射距離情報を、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の照射距離データ取得部１２２ａは、通信部１１０が出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報を、計測部１２４へ出力する。計測部１２４の集光位置導出部１２４ａは、照射距離データ取得部１２２ａが出力した照射距離情報を取得し、取得した照射距離情報に関連付けられているレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとの間のレンズ間距離を、記憶部１４０に記憶されているレンズ間距離テーブル１４４から取得する。
集光位置導出部１２４ａは、取得したレンズ１２ａとレンズ１２ｂとレンズ１２ｃとレンズ１２ｄとで集光可能な距離範囲であるか否かを判定する。
【0103】
（ステップＳ５０４）
集光位置導出部１２４ａは、集光可能な距離範囲でないと判定した場合に、エラーを出力する。集光位置導出部１２４ａは、表示部１３０にエラーであることを表示してもよい。
（ステップＳ５０５）
集光位置導出部１２４ａは、検査を継続するか否かを判定する。検査を継続する場合には、ステップＳ５０１へ移行する。検査を継続しない場合には、終了する。
（ステップＳ５０６）
ステップＳ５０３で、集光可能な距離範囲であると判定されて場合に、図１４のステップＳ１０１からＳ１１１が実行される。
（ステップＳ５０７）
図１５のステップＳ２０１からＳ２０４が実行される。
（ステップＳ５０８）
処理ユニット１００の照射箇所解析部１２４ｂは、レーザー照射可能な箇所は存在するか否かを判定する。レーザー照射可能な箇所が存在しない場合には、ステップＳ５０４へ移行する。
（ステップＳ５０９）
ステップＳ５０８で、レーザー照射可能な箇所が存在しないと判定した場合には、図１５のステップＳ２０５からＳ２０６が実行される。
集光位置導出部１２４ａは、集光可能な距離範囲でないと判定した場合に、エラーを出力する。集光位置導出部１２４ａは、表示部１３０にエラーであることを表示してもよい。
（ステップＳ５０５）
集光位置導出部１２４ａは、検査を継続するか否かを判定する。検査を継続する場合には、ステップＳ５０１へ移行する。検査を継続しない場合には、終了する。
（ステップＳ５０６）
ステップＳ５０３で、集光可能な距離範囲であると判定されて場合に、図１４のステップＳ１０１からＳ１１１が実行される。
（ステップＳ５０７）
図１５のステップＳ２０１からＳ２０４が実行される。
（ステップＳ５０８）
処理ユニット１００の照射箇所解析部１２４ｂは、レーザー照射可能な箇所は存在するか否かを判定する。レーザー照射可能な箇所が存在しない場合には、ステップＳ５０４へ移行する。
（ステップＳ５０９）
ステップＳ５０８で、レーザー照射可能な箇所が存在しないと判定した場合には、図１５のステップＳ２０５からＳ２０６が実行される。
【0104】
（ステップＳ５１０）
処理ユニット１００の照射箇所解析部１２４ｂは、汚れや水分が他の箇所よりも顕著に差異が認められる箇所があるか否かを判定する。
（ステップＳ５１１）
ステップＳ５１０で、汚れや水分が他の箇所よりも顕著に差異が認められる箇所があると判定した場合、照射箇所解析部１２４ｂは、警告を、表示部１３０に表示する。
（ステップＳ５１２）
ステップＳ５１０で、汚れや水分が他の箇所よりも顕著に差異が認められる箇所がないと判定した場合、照射箇所解析部１２４ｂは、レーザー照射不可な箇所を避ける掃引ルートは存在するか否かを判定する。レーザー照射不可な箇所を避ける掃引ルートが存在しない場合に、終了する。
（ステップＳ５１３）
ステップＳ５１１で、警告を、表示部１３０に表示した後、又はステップＳ５１２で、レーザー照射不可な箇所を避ける掃引ルートが存在する場合に、加振レーザー装置１は、加振レーザー光を照射し、計測レーザー装置２は、計測レーザー光を照射する。
ステップＳ５０１からステップＳ５１３において、いずれかのステップが省略されて実行されてもよいし、ステップの順序が変更されてもよい。
処理ユニット１００の照射箇所解析部１２４ｂは、汚れや水分が他の箇所よりも顕著に差異が認められる箇所があるか否かを判定する。
（ステップＳ５１１）
ステップＳ５１０で、汚れや水分が他の箇所よりも顕著に差異が認められる箇所があると判定した場合、照射箇所解析部１２４ｂは、警告を、表示部１３０に表示する。
（ステップＳ５１２）
ステップＳ５１０で、汚れや水分が他の箇所よりも顕著に差異が認められる箇所がないと判定した場合、照射箇所解析部１２４ｂは、レーザー照射不可な箇所を避ける掃引ルートは存在するか否かを判定する。レーザー照射不可な箇所を避ける掃引ルートが存在しない場合に、終了する。
（ステップＳ５１３）
ステップＳ５１１で、警告を、表示部１３０に表示した後、又はステップＳ５１２で、レーザー照射不可な箇所を避ける掃引ルートが存在する場合に、加振レーザー装置１は、加振レーザー光を照射し、計測レーザー装置２は、計測レーザー光を照射する。
ステップＳ５０１からステップＳ５１３において、いずれかのステップが省略されて実行されてもよいし、ステップの順序が変更されてもよい。
【0105】
（レーザー誘起振動波計測システム２０の動作）
図３１は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。図３１は、加振レーザー光の出力タイミングを制御し、加振レーザー光と、計測レーザー光とを照射し、振動データを処理することによって、検査対象Ｍの加振レーサー光を照射した箇所が健全か否かを判定する処理を示す。つまり、第１の実施形態の図１６と、図１７とを連動させた処理について説明する。ここでは、図２と、図１６と、図１７とが適宜参照される。
（ステップＳ６０１）
処理ユニット１００の残響音解析部１２４ｃは、測定範囲Ｓ０－１を指定する。
（ステップＳ６０２）
処理ユニット１００の残響音解析部１２４ｃは、測定レーザー光の照射パルス数ｐ指定する。
（ステップＳ６０３）
処理ユニット１００の残響音解析部１２４ｃは、測定エリア数２０３の数ａを指定する。
（ステップＳ６０４）
図１６のステップＳ３０１からＳ３０７が実行される。
（ステップＳ６０５）
処理ユニット１００の残響音解析部１２４ｃは、反響音ノイズが低減される時間領域があるか否かを判定する。
図３１は、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。図３１は、加振レーザー光の出力タイミングを制御し、加振レーザー光と、計測レーザー光とを照射し、振動データを処理することによって、検査対象Ｍの加振レーサー光を照射した箇所が健全か否かを判定する処理を示す。つまり、第１の実施形態の図１６と、図１７とを連動させた処理について説明する。ここでは、図２と、図１６と、図１７とが適宜参照される。
（ステップＳ６０１）
処理ユニット１００の残響音解析部１２４ｃは、測定範囲Ｓ０－１を指定する。
（ステップＳ６０２）
処理ユニット１００の残響音解析部１２４ｃは、測定レーザー光の照射パルス数ｐ指定する。
（ステップＳ６０３）
処理ユニット１００の残響音解析部１２４ｃは、測定エリア数２０３の数ａを指定する。
（ステップＳ６０４）
図１６のステップＳ３０１からＳ３０７が実行される。
（ステップＳ６０５）
処理ユニット１００の残響音解析部１２４ｃは、反響音ノイズが低減される時間領域があるか否かを判定する。
【0106】
（ステップＳ６０６）
残響音解析部１２４ｃは、反響音ノイズが低減される時間領域がないと判定した場合に、エラーを出力する。残響音解析部１２４ｃは、表示部１３０にエラーを表示してもよい。
（ステップＳ６０７）
残響音解析部１２４ｃは、検査を継続するか否かを判定する。検査を継続する場合には、ステップＳ６０１へ移行する。
（ステップＳ６０８）
検査を継続しない場合には、表示部１３０は、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性の検査結果を表示する。
（ステップＳ６０９）
ステップＳ６０５で、反響音ノイズが低減される時間領域があると判定された場合には、タイミング導出部１２４ｄは、ｉ＝０とする。
（ステップＳ６１０）
タイミング導出部１２４ｄは、ｊ＝１とする。
残響音解析部１２４ｃは、反響音ノイズが低減される時間領域がないと判定した場合に、エラーを出力する。残響音解析部１２４ｃは、表示部１３０にエラーを表示してもよい。
（ステップＳ６０７）
残響音解析部１２４ｃは、検査を継続するか否かを判定する。検査を継続する場合には、ステップＳ６０１へ移行する。
（ステップＳ６０８）
検査を継続しない場合には、表示部１３０は、検査対象Ｍの加振レーザー光が照射された部分の健全性の検査結果を表示する。
（ステップＳ６０９）
ステップＳ６０５で、反響音ノイズが低減される時間領域があると判定された場合には、タイミング導出部１２４ｄは、ｉ＝０とする。
（ステップＳ６１０）
タイミング導出部１２４ｄは、ｊ＝１とする。
【0107】
（ステップＳ６１１）
タイミング導出部１２４ｄは、ｉ＞ｐであるか否かを判定する。
（ステップＳ６１２）
ｉ≧ｐである場合に、加振レーザー装置１は、加振レーザー光を照射し、計測レーザー装置２は、計測レーザー光を照射する。
（ステップＳ６１３）
処理ユニット１００の通信部１１０は、計測レーザー装置２が送信した振動データ（振動量）を受信し、受信した振動データを、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の振動データ取得部１２２ｄは、通信部１１０が出力した振動データを取得する。
振動データ取得部１２２ｄは、取得した振動データを、解析部１２６へ出力する。
（ステップＳ６１４）
タイミング導出部１２４ｄは、ｉ＝ｉ＋１とし、ステップＳ６１１へ戻る。
（ステップＳ６１５）
図１７のステップＳ４０１からＳ４０４が実行される。
タイミング導出部１２４ｄは、ｉ＞ｐであるか否かを判定する。
（ステップＳ６１２）
ｉ≧ｐである場合に、加振レーザー装置１は、加振レーザー光を照射し、計測レーザー装置２は、計測レーザー光を照射する。
（ステップＳ６１３）
処理ユニット１００の通信部１１０は、計測レーザー装置２が送信した振動データ（振動量）を受信し、受信した振動データを、情報取得部１２２へ出力する。情報取得部１２２の振動データ取得部１２２ｄは、通信部１１０が出力した振動データを取得する。
振動データ取得部１２２ｄは、取得した振動データを、解析部１２６へ出力する。
（ステップＳ６１４）
タイミング導出部１２４ｄは、ｉ＝ｉ＋１とし、ステップＳ６１１へ戻る。
（ステップＳ６１５）
図１７のステップＳ４０１からＳ４０４が実行される。
【0108】
（ステップＳ６１６）
データ処理部１２６ａは、ｊ＞ａであるか否かを判定する。ｊ＞ａである場合、ステップＳ６０７へ移行する。
（ステップＳ６１７）
タイミング導出部１２４ｄは、測定エリアを移動させる。例えば、タイミング導出部１２４ｄは、二軸ミラー照射エリア２０３－１から、二軸ミラー照射エリア２０３－２へ移動させる。
（ステップＳ６１８）
タイミング導出部１２４ｄは、ｊ＝ｊ＋１に設定し、ステップＳ６１１に移行する。
ステップＳ６０１からステップＳ６０９において、いずれかのステップが省略されて実行されてもよいし、ステップの順序が変更されてもよい。
データ処理部１２６ａは、ｊ＞ａであるか否かを判定する。ｊ＞ａである場合、ステップＳ６０７へ移行する。
（ステップＳ６１７）
タイミング導出部１２４ｄは、測定エリアを移動させる。例えば、タイミング導出部１２４ｄは、二軸ミラー照射エリア２０３－１から、二軸ミラー照射エリア２０３－２へ移動させる。
（ステップＳ６１８）
タイミング導出部１２４ｄは、ｊ＝ｊ＋１に設定し、ステップＳ６１１に移行する。
ステップＳ６０１からステップＳ６０９において、いずれかのステップが省略されて実行されてもよいし、ステップの順序が変更されてもよい。
【0109】
ここでは、一例として、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０を例としてその動作を説明したが、この限りでない。例えば、第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａ或いは、第１の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０または第２の第２の実施形態のレーザー誘起振動波計測システム２０ａの変形例についても同様である。
【0110】
以上、本発明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、組合せを行うことができる。これら実施形態及びその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、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。
なお、前述の処理ユニット１００と、処理ユニット１００ａは内部にコンピューターを有している。そして、前述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピューター読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピューターが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピューター読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどをいう。また、このコンピュータープログラムを通信回線によってコンピューターに配信し、この配信を受けたコンピューターが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
前述した実施形態において、処理ユニット１００と処理ユニット１００ａとは計測装置の一例であり、検査対象Ｍは検査対象の一例であり、加振レーザー光はレーザーの一例であり、データ処理部１２６ａと、データ処理部１２６ｃはデータ除去部とノイズ除去部の一例であり、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５とは掃引装置の一例であり、加振レーザー装置はレーザー装置の一例であり、ガルバノスキャナユニット３と、二軸ミラーユニット５とは掃引部の一例である。
なお、前述の処理ユニット１００と、処理ユニット１００ａは内部にコンピューターを有している。そして、前述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピューター読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピューターが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピューター読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどをいう。また、このコンピュータープログラムを通信回線によってコンピューターに配信し、この配信を受けたコンピューターが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
前述した実施形態において、処理ユニット１００と処理ユニット１００ａとは計測装置の一例であり、検査対象Ｍは検査対象の一例であり、加振レーザー光はレーザーの一例であり、データ処理部１２６ａと、データ処理部１２６ｃはデータ除去部とノイズ除去部の一例であり、ガルバノスキャナユニット３と二軸ミラーユニット５とは掃引装置の一例であり、加振レーザー装置はレーザー装置の一例であり、ガルバノスキャナユニット３と、二軸ミラーユニット５とは掃引部の一例である。
【符号の説明】
【0111】
２０、２０ａ…レーザー誘起振動波計測システム、 １…加振レーザー装置、 ２…計測レーザー装置、 ３…ガルバノスキャナユニット、 ４ａ、４ｂ…ガルバノスキャナミラー、 ５…二軸ミラーユニット、 ６…二軸ミラー、 ７…残響音モニター、 ８ａ、８ｂ、８ｃ…ミラー、 ９…測距レーザー装置、 １０…加振レーザー集光ユニット、 １１…計測レーザー集光ユニット、 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ…レンズ、 １３…撮像装置、 １００、１００ａ…処理ユニット、 １１０…通信部、１２０、１２０ａ…情報処理部、 １２２…情報取得部、 １２２ａ…照射距離データ取得部、 １２２ｂ…照射箇所データ取得部、 １２２ｃ…残響音データ取得部、 １２２ｄ…振動データ取得部、 １２４…計測部、 １２４ａ…集光位置導出部、 １２４ｂ…照射箇所解析部、 １２４ｃ…残響音解析部、 １２４ｄ…タイミング導出部、 １２６、１２６ｄ…解析部、 １２６ａ、１２６ｃ…データ処理部、 １２６ｂ…判定部、 １４０、１４０ａ…記憶部、 １４２、１４２ａ…プログラム、 １４４…レンズ間距離テーブル、 １４６…周辺測定データＤＢ、２５０…機材庫、３００…装置筐体、４００…二軸ミラー筐体、５００…トラック
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23A】
【図23B】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27A】
【図27B】
【図28A】
【図28B】
【図29】
【図30】
【図31】