(57)【要約】【課題】超音波検査のセットアップ時間を短縮できる超音波検査方法を提供する。【解決手段】超音波検査方法は、被検体の設置前の第１調整モードＭ１において、超音波を送受信するプローブのプローブ情報に基づいて多重反射波の発生時間と振幅値を算出する第１算出ステップと、多重反射波を測定する第１測定ステップと、第１測定ステップでの測定値が、第１算出ステップによる多重反射の発生時間と振幅値に相当するようにプローブの位置を調整する第１調整ステップと、を実行し、被検体の設置後の第２調整モードＭ２において、プローブ情報と被検体の情報に基づいて透過波の発生時間と振幅値を算出する第２算出ステップと、透過波を測定する第２測定ステップと、第２測定ステップでの測定値が、第２算出ステップによる透過波の発生時間と振幅値に相当するように被検体の位置及びプローブの位置を調整する第２調整ステップと、を実行する。【選択図】図５
2020085642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体または気体を介して超音波を被検体に伝搬させ、前記被検体の検査をする超音波検査装置の超音波検査方法であって、
前記超音波検査装置は、前記被検体の設置前の第１調整モードと前記被検体の設置後の第２調整モードを有し、
前記第１調整モードにおいて、
前記超音波を送受信するプローブのプローブ情報に基づいて多重反射波の発生時間と振幅値を算出する第１算出ステップと、
前記多重反射波を測定する第１測定ステップと、
前記第１測定ステップでの測定値が、前記第１算出ステップによる多重反射の発生時間と振幅値に相当するように前記プローブの位置を調整する第１調整ステップと、を実行し、
前記第２調整モードにおいて、
前記プローブ情報と前記被検体の情報に基づいて透過波の発生時間と振幅値を算出する第２算出ステップと、
前記透過波を測定する第２測定ステップと、
前記第２測定ステップでの測定値が、前記第２算出ステップによる前記透過波の発生時間と振幅値に相当するように前記被検体の位置及び前記プローブの位置を調整する第２調整ステップと、を実行する
ことを特徴とする超音波検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波検査方法において、
前記超音波検査装置は、送信プローブを介して超音波を送信し、受信プローブを介して超音波を受信する
ことを特徴とする超音波検査方法。
【請求項３】
請求項１に記載の超音波検査方法において、
前記プローブは、超音波の送信と受信とをする送受信プローブであり、
前記超音波検査装置は、前記第２調整モードにおいて
前記第２算出ステップで、前記プローブ情報と前記被検体の情報に基づいて多重反射波の発生時間と振幅値を算出し、
前記第２測定ステップで、前記多重反射波を測定し、
前記第２調整ステップで、前記第２測定ステップでの測定値が、前記第２算出ステップによる前記多重反射波の発生時間と振幅値に相当するように前記被検体の位置及びプローブの位置を調整する
ことを特徴とする超音波検査方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の超音波検査方法において、
前記超音波検査装置は、前記多重反射波の発生時間と振幅値の算出結果を表示部に表示する
ことを特徴とする超音波検査方法。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の超音波検査方法において、
前記超音波検査装置は、前記被検体内を伝搬する前記透過波の発生時間と振幅値の算出結果を表示部に表示する
ことを特徴とする超音波検査方法。
【請求項６】
液体または気体を介して超音波を被検体に伝搬させ、前記被検体の検査をする超音波検査装置であって、
前記超音波検査装置は、
前記被検体の設置前に実行する第１調整モード部と前記被検体の設置後に実行する第２調整モード部を有し、
前記第１調整モード部は、
前記超音波を送受信するプローブのプローブ情報に基づいて多重反射波の発生時間と振幅値を算出する第１算出部と、
前記多重反射波を測定する第１測定部と、
前記第１測定部での測定値が、前記第１算出部による多重反射の発生時間と振幅値に相当するように前記プローブの位置を調整する第１調整部とを有し、
前記第２調整モード部は、
前記プローブ情報と前記被検体の情報に基づいて透過波の発生時間と振幅値を算出する第２算出部と、
前記透過波を測定する第２測定部と、
前記第２測定部での測定値が、前記第２算出部による前記透過波の発生時間と振幅値に相当するように前記被検体の位置及び前記プローブの位置を調整する第２調整部とを有する
ことを特徴とする超音波検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内部の欠陥の検査に適した超音波検査方法及び超音波検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種構造材等を検査対象とする超音波検査では、検査対象の境界面での超音波の反射特性または透過特性を計測して、欠陥検出や物性分析を行う。欠陥検出では、被検体内のボイド、き裂、異物等を欠陥として、想定通りの構造の健全部と欠陥等のある異常部を判別する。物性分析では、被検体内の超音波の伝搬時間、信号強度等を計測して、音速や弾性率、減衰特性などを算出する。
【０００３】
このような超音波検査に関する技術として、例えば、非特許文献１には、ＸＹＺθの４軸を搭載した反射型超音波顕微鏡システムの記載がある。回路内にサーキュレータを用いることで、１つの超音波トランスデューサ（超音波プローブ）にて超音波を送受信して、反射信号を計測できるシステムである。超音波トランスデューサが形成されている音響レンズ面が、被検体に対して平行になるように設置されており、被検体を設置する回転ステージ及びＸＹＺステージを可動させることにより、被検体の検査対象箇所を変更できる。
【０００４】
特許文献１では、反射型超音波映像装置が記載されており、被検体の内部欠陥からの超音波信号のパワースペクトルの面積値を用いることで、反射波の形状変化や反射波の干渉の影響を受けることなく超音波検査が実施できると記されている。説明ではＸＹＺの３軸が記されており、ＸＹ軸は被検体の置かれているステージ側であり、Ｚ軸は超音波探触子（超音波プローブ）側に搭載されている。
【０００５】
特許文献２では、パルス励起型超音波顕微鏡が記載されている。被検体及び音響インピーダンスが既知の材料からの反射信号を受信して信号処理することで、被検体の音速及び音響インピーダンスを求め、それらを用いて被検体の物理特性を正確に把握することができると記載されている。トランスデューサの薄膜圧電素子と被検体は平行に設置されているように描画され、ＸＹの２軸が被検体の置かれているステージに搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−５８９１７号公報
【特許文献２】特許第４８３０１００号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】超音波便覧、丸善、ｐ.３７５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これら先行技術では、超音波プローブと被検体の位置関係は超音波プローブの超音波発振面と被検体の対レンズ面が平行になるように設置されているが、その設置方法の具体的な記載はない。一般的には、超音波顕微鏡等の超音波プローブを固定する治具と被検体を固定する治具が、超音波プローブの超音波発振素子から発振される超音波面と被検体表面が平行になるように構成されている。これは、超音波プローブの超音波発振素子から発振される超音波面に垂直で、超音波発振素子の中心の伝搬経路を音軸として、被検体で反射した超音波が音軸を伝搬するように設定するためである。なお、超音波発振素子は、薄膜やセラミックス、単結晶などの圧電材料を電極で挟む構造に、電気信号を送受信するための配線を接続した構成が多い。
【０００９】
２つの超音波プローブを用いる反射法または透過法の超音波検査では、２つの超音波プローブ音軸が重なるように２つの超音波プローブを設置することが一般的である。その際、超音波プローブを平行に設置するために、各固定治具が備わっているか、平行面に対して音軸を回転させる軸（あおり治具）が備わっていることがある。あおりには、平行面に対して音軸が垂直を維持したまま回転するあおり１軸と、平行軸に対して音軸が垂直を維持しないであおり２軸がある。
【００１０】
これら、超音波検査で音軸を重ねる際に、その判断基準として一般的に行われることは、超音波プローブの走査により超音波の受信信号の振幅が最大になる超音波プローブ位置を探すことである。固定治具の場合、ＸＹＺステージの走査によって受信信号の最大振幅値を計測する。あおり治具がある場合は、ＸＹＺステージの走査の他に、最大３軸のあおり走査を行い、最大振幅値を計測する。
【００１１】
これら超音波プローブの位置設定では、検査者が受信信号をリアルタイムで観察して、受信信号が最大振幅値になる超音波プローブの位置を判断して設定することが多い。さらに、ＸＹＺ軸だけの走査でも、あおり軸と併せた走査でも、最大振幅値を探す時間及び方法について、検査者に委ねられていることが多く、超音波プローブ位置を決定するために時間がかかることが多かった。
【００１２】
本発明は、前記に鑑みてなされたものであり、超音波検査におけるセットアップの時間を短縮することができる超音波検査方法及び超音波検査装置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】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明の超音波検査方法は、液体または気体を介して超音波を被検体に伝搬させ、被検体の検査をする超音波検査装置の超音波検査方法であって、超音波検査装置は、被検体の設置前の第１調整モードと被検体の設置後の第２調整モードを有し、第１調整モードにおいて、超音波を送受信するプローブのプローブ情報に基づいて多重反射波の発生時間と振幅値を算出する第１算出ステップと、多重反射波を測定する第１測定ステップと、第１測定ステップでの測定値が、第１算出ステップによる多重反射の発生時間と振幅値に相当するようにプローブの位置を調整する第１調整ステップと、を実行し、第２調整モードにおいて、プローブ情報と被検体の情報に基づいて透過波の発生時間と振幅値を算出する第２算出ステップと、透過波を測定する第２測定ステップと、第２測定ステップでの測定値が、第２算出ステップによる透過波の発生時間と振幅値に相当するように被検体の位置及びプローブの位置を調整する第２調整ステップと、を実行することを特徴とする。本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、超音波検査におけるセットアップの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る超音波検査装置の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る超音波プローブの位置関係を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る超音波プローブと被検体の位置関係を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る超音波検査装置の超音波制御部、スキャナ制御部及び入出力部の構成を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る超音波検査のフローチャートを示す図である。
【図６Ａ】第１実施形態に係る超音波検査装置の表示部を模式的に示す図であり、プローブ位置が正しい場合である。
【図６Ｂ】第１実施形態に係る超音波検査装置の表示部を模式的に示す図であり、プローブ位置が正しくない場合である。
【図６Ｃ】第１実施形態に係る超音波検査装置の表示部を模式的に示す図であり、プローブ位置が正しくない場合の他の例である。
【図７】第１実施形態に係る超音波検査装置の表示部を模式的に示す図である。
【図８】第２実施形態に係る超音波検査装置の構成を示す図である。
【図９】第２実施形態に係る超音波検査装置の表示部を模式的に示す図である。
【図１０】第３実施形態に係る超音波検査装置の構成を示す図である。
【図１１】第３実施形態に係る超音波検査装置の超音波制御部、スキャナ制御部及び入出力部の構成を示す図である。
【図１２】第３実施形態に係る超音波検査装置の表示部を模式的に示す図である。
【図１３】超音波検査装置のデータ処理部の制御機能を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態（実施形態）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態を図１〜図７を参照しつつ説明する。
図１は、第１実施形態に係る超音波検査装置１００の構成を示す図である。図１において、符号１０はＸ、Ｙ、Ｚの直交３軸の座標系を示している。１１はスキャナ台であり、スキャナ台１１に接続された上側のプローブ設置部１８にプローブあおり治具１９が設置されている。プローブあおり治具１９に送信プローブ１６（超音波プローブＰ）が設置されている。プローブ設置部１８が移動することにより、送信プローブ１６はスキャナ台１１のＸ、Ｙ方向に走査する。同様にして、スキャナ台１１に接続された下側のプローブ設置部１８にプローブあおり治具１９が設置されており、プローブあおり治具１９に受信プローブ１７（超音波プローブＰ）が設置されている。そして、プローブ設置部１８が移動することにより、受信プローブ１７はスキャナ台１１のＸ、Ｙ方向に走査する。送信プローブ１６と受信プローブ１７は、被検体５０１を挟んで走査する。被検体５０１は、スキャナ台１１に設置した被検体あおり治具１５を介して設置される。
【００１７】
本実施形態の図１において、送信プローブ１６と被検体５０１体の間、及び受信プローブ１７と被検体５０１との間には気体または液体が介している。
【００１８】
図２は第１実施形態に係る超音波プローブＰの位置関係を示す図である。図２において、超音波検査装置１００に搭載されている超音波プローブＰ（送信プローブ１６、受信プローブ１７）の構成と空間の軸の定義を示す。
【００１９】
図２において、各超音波プローブＰには、超音波発振素子１２を備え、各超音波プローブの音軸１３は、超音波発振素子の中心１２ｃを通過し、超音波発振素子と垂直な軸となる。音軸が、ＸＹＺの各軸に対して回転するように制御する動作をあおりと呼び、送信プローブ１６ではΦ、受信プローブ１７ではΨを用いて、あおり角度を表現する。
【００２０】
図３は、第１実施形態に係る超音波プローブＰと被検体５０１の位置関係を示す図である。図３において、超音波プローブＰ間（（送信プローブ１６と受信プローブ１７間）に被検体を設置した模式図を示す。超音波プローブＰの音軸はＺ軸方向で重なっており、被検体５０１はその間に設置されている。被検体５０１のあおり角度はξで表されている。
【００２１】
図４は、第１実施形態に係る超音波検査装置１００の超音波制御部２０（演算処理手段）、スキャナ制御部３０及び入出力部４０の構成を示す図である。超音波制御部２０は、送信系統と受信系統、そしてデータ処理部２１とに大別できる。
【００２２】
送信系統は、送信プローブ１６への印加電圧を生成する系統である。送信系統は、波形発生器２２と出力アンプ２３とを備える。波形発生器２２で任意波形信号を発生し、それを出力アンプ２３で増幅する。出力アンプ２３から出力された電圧を送信プローブ１６に印加する。
【００２３】
受信系統は、受信プローブ１７から出力される受信信号を検出する系統である。受信プローブ１７から出力された信号は、入力アンプ１４に入力されて増幅する。増幅された信号は、波形解析部２５に入力される。波形解析部２５では、受信信号から内部欠陥に関する情報を抽出し、データ処理部２１に送る。
【００２４】
データ処理部２１では、被検体５０１の内部欠陥に関する情報を画像化するなど所望の形で処理したり、入出力部４０の画像表示部４１（ディスプレイ）に表示したり、情報入力部４２からの入力処理を行う。本実施形態においては、例えば半導体装置の欠陥位置の画像化を行う。具体的には、スキャナ制御部３０から受け取るプローブの位置情報を基にして、内部欠陥に関する情報を表示することで、内部欠陥位置や大きさを画像化して画像表示部４１に表示する。
【００２５】
スキャン制御部３１（スキャンコントローラ）は、駆動部３２を介して送信プローブ１６、受信プローブ１７を駆動制御し、位置計測部３３を介して制御位置を把握する。
【００２６】
図５は、第１実施形態に係る超音波検査のフローチャートを示す図である。適宜図４を参照する。超音波検査において、被検体５０１の設置前の第１調整モードＭ１と被検体５０１の設置後の第２調整モードＭ２を有している。第１調整モードＭ１は、ステップＳ１〜Ｓ７に相当し、第２調整モードＭ２は、ステップＳ８〜ステップＳ１５に相当する。
【００２７】
はじめに、超音波プローブＰ（送信プローブ１６、受信プローブ１７）を装置に取り付けた際に、データ処理部２１は、超音波プローブＰのプローブ情報（構成する材料の音速と寸法等）を超音波検査装置１００に読み込む（ステップＳ１）。この情報は、超音波プローブＰ内のＩＣチップ等から自動で読み込む方法や、検査者がキーボードやマウス、タッチパネル等の情報入力部４２から読み込ませる方法などがある。併せて、データ処理部２１は、超音波プローブＰの情報の他に駆動周波数、波数、超音波プローブ位置などの検査条件も読み込む。
【００２８】
そして、送信プローブ１６と受信プローブ１７の中心位置（中心１２ｃ、図２参照）を目視、または、装置のガイダンスにしたがって合わせて、超音波の受信信号を画像表示部で確認する（ステップＳ２）。データ処理部２１は、ＸＹＺ軸及びあおり軸の初期位置を決定する。
【００２９】
そして、データ処理部２１は、プローブ情報から透過波の発生時間と振幅強度を算出する（ステップＳ３）。
【００３０】
次に、送信プローブ１６のＸＹ軸及びあおり角Φを調整して、超音波信号の受信波形を測定する（ステップＳ４）。
【００３１】
データ処理部２１は、測定値の振幅強度（振幅値）が最大値か否かを判定し（ステップＳ５）、最大値であれば（ステップＳ５，Ｙｅｓ）、ステップＳ６に進み、最大値でなければ（ステップＳ５，Ｎｏ）、ステップＳ４に戻る。
【００３２】
図６Ａは、第１実施形態に係る超音波検査装置１００の表示部を模式的に示す図であり、プローブ位置が正しい場合である。図６Ｂは、第１実施形態に係る超音波検査装置１００の表示部を模式的に示す図であり、プローブ位置が正しくない場合である。図６Ｃは、第１実施形態に係る超音波検査装置１００の表示部を模式的に示す図であり、プローブ位置が正しくない場合の他の例である。
【００３３】
多重反射信号は、図６Ａに示すように、データ処理部２１にて、プローブ情報（周波数、構造、位置、あおり角度等）及び検査条件から受信信号の発生時間及び振幅強度を算出して、画像表示部４１に表示された測定波形６０に対して、黒点６１のようなプロットで表示される。多重反射信号の種類は表示６２のように表示され、測定値と計算値が事前に決めた閾値内で一致する場合（または振幅Ａ（φ）が最大になる場合）は、表示６３及び表示６４のように、検査条件が正しいこと表示し、検査者に作業状況の理解を促進させる。
【００３４】
図６Ｂでは、あおり角の調整が不十分であるため、測定時の多重信号の振幅値が計算値よりも小さくなり、プローブ位置がＮＧ判定の表示画面例を示している。
【００３５】
図６Ｃでは、超音波プローブＰ間の多重反射信号以外に、まわりの空間で反射した超音波を受信した例を示しており、予期せぬ信号を検出と表示して、検査者に作業状況の理解を促進させている。
【００３６】
図５に戻り、そして、送信プローブ１６の位置合わせが完了したら、データ処理部２１は、受信プローブ１７のＸＹ軸及びあおり角Ψを調整して、多重反射信号の発生と振幅値Ｂ（Ψ）を確認（測定）する（ステップＳ６）。
【００３７】
データ処理部２１は、ステップＳ３での計算値とステップＳ６での測定値を比較して、発生時間と振幅強度が一致するか否かを判定し（ステップＳ７）、一致すれば（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、ステップＳ８に進み、一致しなければ（ステップＳ７，Ｎｏ）、ステップＳ６に戻る。
【００３８】
以上、第１調整モードＭ１で被検体５０１の設置前の超音波プローブＰ間の平行状態の調整が完了する。
【００３９】
そして、送信用と受信用の超音波プローブＰを被検体５０１が挿入できる距離以上に離して、図３に示したように、超音波プローブＰ間に被検体５０１（検査対象）の設置を確認する（ステップＳ８）。
【００４０】
データ処理部２１は、プローブ情報と検査対象情報から透過波の発生時間と振幅強度を算出する（ステップＳ９）。
【００４１】
次に、被検体５０１のあおり角ξを調整して、データ処理部２１は、透過信号の発生を確認し、被検体５０１を透過する透過信号の振幅強度Ｃ（ξ）を測定する（ステップＳ１０）。
【００４２】
図７は、第１実施形態に係る超音波検査装置１００の表示部を模式的に示す図である。図７に示すように、透過波の受信信号を得る。図７の場合、測定値と計算値とが一致している。
【００４３】
そして、図５に戻り、データ処理部２１は、あおり角ξ＝０度での振幅強度Ｃである振幅強度Ｃ（０）が最大値であるか否かを判定し（ステップＳ１１）、最大値の場合（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、検査対象のあおり角ξを０度に再設置して（ステップＳ１５）、ステップＳ１６に進む。
【００４４】
データ処理部２１は、振幅強度Ｃがξ＝０度で最大値でない場合（ステップＳ１１，Ｎｏ）、検査対象を振幅強度が最大になるあおり角ξに調整し（ステップＳ１２）、受信プローブ１７の位置をＸＹ軸方向に走査して、振幅強度Ｄ（Ｘ、Ｙ）を測定する（ステップＳ１３）。
【００４５】
データ処理部２１は、振幅強度Ｄ（Ｘ、Ｙ）が最大値か否かを判定し（ステップＳ１４）、最大値であれば（ステップＳ１４，Ｙｅｓ）、ステップＳ１６に進み、最大値でなければ（ステップＳ１４，Ｎｏ）、ステップＳ１３に戻る。
【００４６】
以上、第２調整モードＭ２で被検体５０１の設置後の超音波プローブＰ、被検体５０１間の平行状態の調整が完了する。
【００４７】
その後、送受信プローブの相対位置関係が固定されるようにして、超音波プローブＰまたは検査対象をＸＹ軸に走査して超音波検査画像を収録する（ステップＳ１６）。
【００４８】
多重反射及び透過波の計算では、発生時間を計算するために、各構成物の音速と超音波伝搬路の長さを用いる。超音波プローブＰの伝搬路長には、超音波プローブＰのＸＹＺ軸位置、被検体５０１の厚さ情報を用いる。伝搬路長を音速で除算することで時間を求める。各構成物の境界では、反射と透過の場合分けを行う。斜角の入出射の場合は、屈折、反射の場合分けを計算する。振幅値を計算するためには、各構成物の音響インピーダンスと減衰係数を用いる。構成物の境界面では、反射透過のエネルギー分配を計算し、構成物内の伝搬では、減衰係数と距離の積算で減衰量を求める。減衰係数は周波数に依存する係数であるため、駆動周波数または斜角の入出射の場合は、屈折、反射の場合分を計算する。各計算値の線形和により、振幅値を算出する。
【００４９】
以上のように説明した超音波検査の手順で、超音波プローブＰ及び被検体５０１の位置を決定し、超音波検査画像を収録する。
【００５０】
本実施形態では、超音波検査装置１００は、被検体５０１の設置前の第１調整モードＭ１と被検体５０１の設置後の第２調整モードＭ２を有している。
【００５１】
第１調整モードＭ１において、超音波を送受信する超音波プローブＰのプローブ情報に基づいて多重反射波の発生時間と振幅値を算出する第１算出ステップ（例えば、図５のステップＳ３、図６Ａ参照)と、多重反射波を測定する第１測定ステップ（例えば、図５のステップＳ４，Ｓ６、図６Ａ参照)と、第１測定ステップでの測定値が、第１算出ステップによる多重反射の発生時間と振幅値に相当するように超音波プローブＰの位置を調整する第１調整ステップ（例えば、図５のステップＳ６Ａ）と、を実行する。
【００５２】
第２調整モードＭ２において、プローブ情報と被検体５０１の情報に基づいて透過波の発生時間と振幅値を算出する第２算出ステップ（例えば、図５のステップＳ９、図７参照）と、透過波を測定する第２測定ステップ（例えば、図５のステップＳ１０，Ｓ１３、図７参照）と、第２測定ステップでの測定値が、第２算出ステップによる透過波の発生時間と振幅値に相当するように被検体５０１の位置及び前記プローブの位置を調整する第２調整ステップ（例えば、図５のステップＳ１２〜Ｓ１４）と、を実行する。
【００５３】
以上のように構成した本実施形態の効果を説明する。
従来の超音波顕微鏡システムや超音波映像層装置では、これら超音波プローブＰの位置設定において、検査者が受信信号をリアルタイムで観察して、受信信号が最大振幅値になる超音波プローブＰの位置を判断して設定することが多かった。さらに、ＸＹＺ軸だけの走査でも、あおり軸と併せた走査でも、最大振幅値を探す時間及び方法について、検査者に委ねられていることが多く、超音波プローブＰの位置を決定するために時間がかかることが多かった。
【００５４】
これに対して本実施形態においては、まず、被検体５０１を不設置の状態で超音波プローブＰの多重反射について測定値と計算値を比較・判定することで、超音波プローブＰの設置位置を仮決めし（第１調整モードＭ１）、次に、被検体５０１を設置して、透過波の測定値と計算値を比較・判定することで（第２調整モードＭ２）、超音波プローブＰ及び被検体５０１の位置決定時間を短縮できる。
【００５５】
＜第２実施形態＞
第２実施形態を、図８及び図９を参照しつつ説明する。第２実施形態は、第１実施形態における超音波検査の被検体８０１の形状が異なるものである。
【００５６】
図８は、第２実施形態に係る超音波検査装置１００Ａの構成を示す図である。検査装置及び検査方法について、第１実施形態における超音波検査に準じる内容は記載を省略する。第１実施形態の図１において、被検体５０１の表裏面は、超音波プローブＰの音軸に垂直である形状であった。一方、図８においては、被検体８０１の表裏面のうち１面は、超音波プローブＰ（受信プローブ１７）の音軸に垂直ではない形状である。この場合、被検体８０１から透過する超音波は屈折するため、受信プローブ１７の位置が送信プローブ１６の真下ではなくなっている。
【００５７】
図９は、第２実施形態に係る超音波検査装置の表示部を模式的に示す図である。図９には、超音波プローブＰ及び被検体の設置後の受信波形例を示している。計測対象とする透過波の他に、被検体の内部でモード変換や周波数変調が生じた波が、透過波よりも時間的に送れて発生し、受信されることがある。このような場合でも、透過波の発生時間及び振幅値を算出して表示しておくことで、検査者の試験体系の理解が促進され、セットアップの短時間化が見込める。
【００５８】
＜第３実施形態＞
第３実施形態を図１０〜図１２を参照しつつ説明する。
第３実施形態は、第１実施形態における超音波検査が透過型であるのに対して、反射型の超音波検査を説明するものである。検査装置及び検査方法について、第１実施形態における超音波検査に準じる内容は記載を省略する。
【００５９】
図１０は、第３実施形態に係る超音波検査装置１００Ｂの構成を示す図である。図１０について、反射型の超音波検査の場合、送信用と受信用の超音波プローブＰが送受信プローブ１６Ａとして同一とすることができる。
【００６０】
図１１は、第３実施形態に係る超音波検査装置１００Ｂの超音波制御部２０、スキャナ制御部３０及び入出力部４０の構成を示す図である。この中で、超音波制御部２０について、反射法では、出力アンプ２３と超音波プローブＰ（送受信プローブ１６Ａ）と入力アンプ２４を分配器２６にて接続することで、入出力の超音波信号を整流している。
【００６１】
第３実施形態の被検体５０１の設置後の第２調整モードＭ２では、第２算出ステップで、プローブ情報と被検体の情報に基づいて多重反射波の発生時間と振幅値を算出し、第２測定ステップで、多重反射波を測定し、第２調整ステップで、第２測定ステップでの測定値が、第２算出ステップによる多重反射波の発生時間と振幅値に相当するように被検体５０１の位置プローブの位置を調整する。
【００６２】
図１２は、第３実施形態に係る超音波検査装置の表示部を模式的に示す図である。反射型の場合、超音波プローブＰの音軸合わせが容易になる一面があるが、図１２に示すように、被検体の表面や裏面（底面）、多重反射等が被計測対象の波形の前後に発生する一面もある。その場合は、これら健全構造の境界面で発生する各種反射波を計算により求めて、計測対象領域を示すことで、検査者の理解を促進させて、セットアップを短時間化できる。以上のように構成した第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
以上が実施形態の説明であるが、図４に示すデータ処理部２１をさらに説明する。
図１３は、超音波検査装置１００のデータ処理部２１の制御機能を示す図である。適宜図１、図４、図５を参照する。超音波検査装置１００のデータ処理部２１は、被検体５０１の設置前の第１調整モード部７０と被検体５０１の設置後の第２調整モード部８０を有している。
【００６４】
第１調整モード部７０は、超音波を送受信する超音波プローブＰのプローブ情報に基づいて多重反射波の発生時間と振幅値を算出する第１算出部７１と、多重反射波を測定する第１測定部７２と、第１測定部７２での測定値が、第１算出部７１による多重反射の発生時間と振幅値に相当するように超音波プローブＰの位置を調整する第１調整部７３とを有している。
【００６５】
第２調整モード部８０は、プローブ情報と被検体５０１の情報に基づいて透過波の発生時間と振幅値を算出する第２算出部８１と、透過波を測定する第２測定部８２と、第２測定部８２での測定値が、第２算出部８１による透過波の発生時間と振幅値に相当するように被検体５０１の位置及び超音波プローブＰの位置を調整する第２調整部８３とを有する。
【００６６】
これにより、第１調整モード部７０では、被検体５０１を不設置の状態で超音波プローブＰの多重反射について測定値と計算値を比較・判定することで、超音波プローブＰの設置位置を仮決めし（第１調整モードＭ１）、第２調整モード部８０では、被検体５０１を設置して、透過波の測定値と計算値を比較・判定することで、超音波プローブＰ及び被検体５０１の位置決定時間を短縮できる効果がある。
【００６７】
なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０    ＸＹＺ座標
１１    スキャナ台
１２    超音波発振素子
１２ａ    超音波発振素子の中心
１３    音軸
１５    被検体あおり治具
１６    送信プローブ
１６Ａ    送受信プローブ
１７    受信プローブ
１８    プローブ設置部
１９    プローブあおり治具
２０    超音波制御部（演算処理手段）
２１    データ処理部
２２    波形発生器
２３    出力アンプ
２４    入力アンプ
２５    波形解析部
２６    分配器
３０    スキャナ制御部
３１    スキャン制御部（スキャンコントローラ）
３２    駆動部
３３    位置計測部
４０    入出力部
４１    画像表示部
４２    情報入力部
７０    第１調整モード部
７１    第１算出部
７２    第１測定部
７３    第１調整部
８０    第２調整モード部
８１    第２算出部
８２    第２測定部
８３    第２調整部
１００，１００Ａ，１００Ｂ    超音波検査装置
５０１，８０１    被検体
Ｍ１    第１調整モード
Ｍ２    第２調整モード
Ｐ    超音波プローブ
Ｓ３    第１算出ステップ
Ｓ４，Ｓ６    第１測定ステップ
Ｓ４〜Ｓ７    第１調整ステップ
Ｓ９    第２算出ステップ
Ｓ１０，Ｓ１３    第２測定ステップ
Ｓ１２〜Ｓ１４    第２調整ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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