(57)【要約】【課題】加熱用光源の寿命が短くなることを抑制し、検出精度を向上させることができる内部欠陥検出装置及び内部欠陥検出方法を提供する。【解決手段】一定強度の光を連続的に出射する加熱用光源１０と、検査対象物Ｗの表面の各位置の温度を認識可能な画像情報を出力する撮像手段６０と、加熱用光源１０と検査対象物Ｗとの間に配置されて、加熱用光源１０からの一定強度の光を、所定周期で強度が変化する光に変換する光強度変換手段３０と、光強度変換手段３０を制御して、撮像手段６０から画像情報を取得し、検査対象物に照射される光の強度の変化状態に対する、画像情報に基づいた検査対象物Ｗの表面の各位置の温度応答状態、に基づいて検査対象物Ｗの内部の欠陥を検出する制御手段７０と、を有する。【選択図】図１
2016065765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の表面に周期的に強度が変化する光を照射したことによる検査対象物の表面の温度応答状態に基づいて検査対象物の内部の欠陥を検出する内部欠陥検出装置であって、
検査対象物を加熱する一定強度の光を連続的に出射する加熱用光源と、
照射された光によって加熱された検査対象物の表面を撮像して検査対象物の表面の各位置の温度を認識可能な画像情報を出力する撮像手段と、
前記加熱用光源と検査対象物との間に配置されて、前記加熱用光源からの一定強度の光を、所定周期で強度が変化する光に変換する光強度変換手段と、
前記光強度変換手段を制御して、前記撮像手段から画像情報を取得し、検査対象物に照射される光の強度の変化状態に対する、前記画像情報に基づいた検査対象物の表面の各位置の温度応答状態、に基づいて検査対象物の内部の欠陥を検出する制御手段と、を有する、
内部欠陥検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内部欠陥検出装置であって、
前記光強度変換手段は、
前記加熱用光源と検査対象物との間において前記加熱用光源の光軸に同軸となるように配置された第１偏光板及び第２偏光板と、
前記第１偏光板と前記第２偏光板の一方を他方に対して相対的に前記光軸回りに回転させるとともに前記制御手段から制御される回転駆動手段と、にて構成されており、
前記加熱用光源からの一定強度の光は、前記第１偏光板と前記第２偏光板の双方を透過して正弦波状に所定周期で強度が変化する光に変換されて検査対象物に照射される、
内部欠陥検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内部欠陥検出装置であって、
前記制御手段は、
検出する欠陥における検査対象物の表面からの深さである計測深度に応じて、前記所定周期を変更する、
内部欠陥検出装置。
【請求項４】
検査対象物を加熱する一定強度の光を連続的に出射する加熱用光源と、
照射された光によって加熱された検査対象物の表面を撮像して検査対象物の表面の各位置の温度を認識可能な画像情報を出力する撮像手段と、
前記加熱用光源と検査対象物との間に配置されて、前記加熱用光源からの一定強度の光を、所定周期で強度が変化する光に変換する光強度変換手段と、
前記光強度変換手段を制御して前記撮像手段から画像情報を取得する制御手段と、を用いた内部欠陥検出方法であって、
前記制御手段にて前記加熱用光源を制御して、前記加熱用光源から一定強度の光を連続的に出射する、加熱光出射ステップと、
前記制御手段にて前記光強度変換手段を制御して、前記加熱用光源からの一定強度の光を、所定周期で強度が変化する光に変換して検査対象物に照射する照射光変換ステップと、
所定周期で強度が変化する光を照射された検査対象物の表面を前記撮像手段で撮像して前記画像情報を出力する撮像ステップと、
前記制御手段にて、検査対象物に照射される光の強度の変化状態に対する、前記画像情報に基づいた検査対象物の表面の各位置の温度応答状態、に基づいて検査対象物の内部の欠陥を検出する欠陥判定ステップと、を有する、
内部欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物の表面に周期的に強度が変化する光を照射して、検査対象物の表面の温度応答状態を検出し、検査対象物の内部の欠陥を検出する、内部欠陥検出装置及び内部欠陥検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、検査対象物を周期的に加熱した場合における検査対象物の温度応答状態から、種々の検査を行う装置や方法が提案されている。例えば特許文献１には、試料の面に加熱用のレーザ光を周期的に照射し、試料の面から放射される赤外線を検知して試料の周期的な温度応答状態から熱拡散等の計測を行う、周期加熱放射測温法熱物性測定装置が記載されている。
【０００３】
例えば図７に、このような周期加熱を利用した従来の内部欠陥検出装置１０１Ａの例を示す。従来の内部欠陥検出装置１０１Ａは、加熱用光源１１０（例えばハロゲンランプ）、光源用スイッチ１１０Ｓ、コリメートレンズ１２０、赤外線カメラ１６０、制御手段１７０（例えばパーソナルコンピュータ）にて構成されている。なお、コリメートレンズ１２０は、加熱用光源１１０から、当該コリメートレンズ１２０の焦点距離だけ離れた位置に配置され、加熱用光源１１０から出射された光を平行光に変換するが、コリメートレンズ１２０は省略してもよい。制御手段１７０は、光源用スイッチ１１０Ｓを周期的にＯＮ／ＯＦＦ制御して、加熱用光源１１０から直接的に出射される光を周期的に変化させ、逐次、赤外線カメラから画像情報（各位置の温度を認識可能な画像情報）を取得する。そして制御手段１７０は、加熱用光源１１０からの光の強度の周期的な変化に対する、検査対象物Ｗの表面の温度応答状態を検出し、検査対象物Ｗの内部の空洞等の欠陥の有無等を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３９１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７に示す従来の内部欠陥検出装置１０１Ａでは、加熱用光源１１０からの光の強度を周期的に変化させるために、加熱用光源１１０への電力（電流）の供給と停止を周期的に行っており、加熱用光源１１０の寿命が短くなるので好ましくない。また、加熱用光源１１０に電力（電流）を供給していない状態から電力（電流）の供給を開始しても（ＯＦＦからＯＮに制御しても）、即座に光の出射が開始されるものではなく、光の出射が開始されるまでの遅れ時間が発生するが、図７の構成では、この遅れ時間を計測できない。一般に、検査対象物の温度応答状態の判定には、検査対象物に照射された光の強度の上昇（あるいは下降）に対する検査対象物Ｗの温度上昇（あるいは下降）の遅れ時間を用いる場合がある。従って、計測できない光の出射の遅れ時間の発生は、検出精度を低下させるので、好ましくない。また特許文献１に記載の発明は、試料の内部の空隙等の欠陥を検出するものではない。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、加熱用光源の寿命が短くなることを抑制し、検出精度を向上させることができる内部欠陥検出装置及び内部欠陥検出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る内部欠陥検出装置及び内部欠陥検出方法は次の手段をとる。まず、本発明の第１の発明は、検査対象物の表面に周期的に強度が変化する光を照射したことによる検査対象物の表面の温度応答状態に基づいて検査対象物の内部の欠陥を検出する内部欠陥検出装置である。そして内部欠陥検出装置は、検査対象物を加熱する一定強度の光を連続的に出射する加熱用光源と、照射された光によって加熱された検査対象物の表面を撮像して検査対象物の表面の各位置の温度を認識可能な画像情報を出力する撮像手段と、前記加熱用光源と検査対象物との間に配置されて、前記加熱用光源からの一定強度の光を、所定周期で強度が変化する光に変換する光強度変換手段と、前記光強度変換手段を制御して、前記撮像手段から画像情報を取得し、検査対象物に照射される光の強度の変化状態に対する、前記画像情報に基づいた検査対象物の表面の各位置の温度応答状態、に基づいて検査対象物の内部の欠陥を検出する制御手段と、を有する。
【０００８】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る内部欠陥検出装置であって、前記光強度変換手段は、前記加熱用光源と検査対象物との間において前記加熱用光源の光軸に同軸となるように配置された第１偏光板及び第２偏光板と、前記第１偏光板と前記第２偏光板の一方を他方に対して相対的に前記光軸回りに回転させるとともに前記制御手段から制御される回転駆動手段と、にて構成されており、前記加熱用光源からの一定強度の光は、前記第１偏光板と前記第２偏光板の双方を透過して正弦波状に所定周期で強度が変化する光に変換されて検査対象物に照射される。
【０００９】
次に、本発明の第３の発明は、上記第１または第２の発明に係る内部欠陥検出装置であって、前記制御手段は、検出する欠陥における検査対象物の表面からの深さである計測深度に応じて、前記所定周期を変更する。
【００１０】
次に、本発明の第４の発明は、検査対象物を加熱する一定強度の光を連続的に出射する加熱用光源と、照射された光によって加熱された検査対象物の表面を撮像して検査対象物の表面の各位置の温度を認識可能な画像情報を出力する撮像手段と、前記加熱用光源と検査対象物との間に配置されて、前記加熱用光源からの一定強度の光を、所定周期で強度が変化する光に変換する光強度変換手段と、前記光強度変換手段を制御して前記撮像手段から画像情報を取得する制御手段と、を用いた内部欠陥検出方法である。そして内部欠陥検出方法は、前記制御手段にて前記加熱用光源を制御して、前記加熱用光源から一定強度の光を連続的に出射する、加熱光出射ステップと、前記制御手段にて前記光強度変換手段を制御して、前記加熱用光源からの一定強度の光を、所定周期で強度が変化する光に変換して検査対象物に照射する照射光変換ステップと、所定周期で強度が変化する光を照射された検査対象物の表面を前記撮像手段で撮像して前記画像情報を出力する撮像ステップと、前記制御手段にて、検査対象物に照射される光の強度の変化状態に対する、前記画像情報に基づいた検査対象物の表面の各位置の温度応答状態、に基づいて検査対象物の内部の欠陥を検出する欠陥判定ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、周期的に強度が変化する光を加熱用光源から直接発生させるのではなく、光強度変換手段を用いて、加熱用光源から出射された一定強度の光を、周期的に強度が変化する光に変換する。このため、加熱用光源は一定強度の光を連続的に出射すればよいので、加熱用光源へ供給する電力は、ＯＮ／ＯＦＦ繰り返すことなくＯＮ状態を維持していればよい。従って、加熱用光源の寿命が短くなることを抑制することができる。また、加熱用光源をＯＮ状態にしたままでよいため、加熱用光源への電力の供給が開始されてから光が出射されるまでの計測できない遅れ時間が発生することを抑えられる。従って、検出精度を向上させることができる。
【００１２】
第２の発明によれば、正弦波状に所定周期で強度が変化する光を発生させることができる。これにより近似精度を高められるので、検出精度をより高めることができる。
【００１３】
第３の発明では、例えば、検査対象物に照射される光の周期をより長くすることで、検査対象物の表面からより深い位置の欠陥を検出することができるので、便利である。
【００１４】
第４の発明によれば、加熱用光源は一定強度の光を連続的に出射すればよく、加熱用光源へ供給する電力をＯＮ／ＯＦＦ繰り返すことなくＯＮ状態を維持していればよいので、加熱用光源の寿命が短くなることを抑制することができる内部欠陥検出方法を適切に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態の内部欠陥検出装置の全体構成を説明する斜視図である。
【図２】時間、第１偏光板に対する第２偏光板の相対角度、の関係を示す時間・相対角度特性と、時間、第１偏光板及び第２偏光板による光強度変換手段の透過率、の関係を示す時間・透過率特性の例を説明する図である。
【図３】図１をＩＩＩの方向から見た図であり、検査対象物の表面位置ＢのＸ軸方向の位置に内部欠陥Ｅｒｒを有する例を説明する図である。
【図４】図３の例において、時間、検査対象物に照射される光の強度、の関係を示す時間・光強度特性と、時間、表面位置Ａの温度応答、の関係を示す時間・表面位置Ａ温度応答特性と、時間、表面位置Ｂの温度応答、の関係を示す時間・表面位置Ｂ温度応答特性の例を説明する図である。
【図５】図３の例において、表面位置Ａ、表面位置Ｂを含む検査対象物の表面の温度応答特性の検査結果の例を説明する画面である。
【図６】第２の実施の形態の内部欠陥検出装置の全体構成を説明する斜視図である。
【図７】従来の内部欠陥検出装置の例の全体構成を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が記載されている図では、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸は互いに直交しており、Ｚ軸は鉛直上方に向かう方向を示しており、Ｘ軸は加熱用光源の光軸と平行な方向を示している。
【００１７】
●［第１の実施の形態の内部欠陥検出装置１（図１）］
図１に示すように、第１の実施の形態の内部欠陥検出装置１は、加熱用光源１０、光源用スイッチ１０Ｓ、コリメートレンズ２０、第１偏光板３１、第２偏光板３２、回転駆動手段５０、赤外線撮像手段６０（撮像手段に相当）、制御手段７０等にて構成されて、検査対象物Ｗの内部の欠陥を検出する。なお、ここでいう内部の欠陥とは、本来であれば密に形成されているはずの検査対象物の内部に空隙が設けられている場合、又は検査対象物とは異なる組成の物質が検査対象物に混入して埋め込まれた場合などをいう。本実施形態では空隙が設けられている場合で説明をする。また、本実施形態では第１偏光板３１と第２偏光板３２とが光強度変換手段３０に相当する。
【００１８】
加熱用光源１０は、例えば車両のヘッドライトに用いるハロゲンランプであり、光源用スイッチ１０Ｓを介して電源に接続されている。そして加熱用光源１０は、制御手段７０から光源用スイッチ１０ＳがＯＮ状態に制御されると、一定強度の光を連続的に出射する。なお、符号ＸＪは、加熱用光源１０から出射される光の光軸を示している。
【００１９】
コリメートレンズ２０は、加熱用光源１０から、当該コリメートレンズ２０の焦点距離だけ離れた位置に配置され、加熱用光源１０から出射された光（点光源からの光）を平行光に変換する（図３参照）。なお、コリメートレンズ２０は省略してもよい。
【００２０】
第１偏光板３１は、特定方向の偏光方向を有する光のみを透過する板状部材であり、図１の例では、第１偏光方向３１Ａ（第１偏光板３１上の一点鎖線の矢印方向）の偏光方向を有する光を透過する。また第１偏光板３１は、加熱用光源１０と検査対象物Ｗとの間において、加熱用光源１０の光軸ＸＪに中心が位置するように（光軸ＸＪに同軸となるように）配置されている。そして、例えば第１偏光板３１に入射される光の強度（加熱用光源１０から出射される一定強度の光の強度）をＷｏとすると、第１偏光板３１を透過する光の強度Ｗ１は、以下の式にて表すことができる。この場合、Ａ（０＜Ａ＜１）は定数であり、第１偏光板３１の透過率を示す。
Ｗ１＝Ａ＊Ｗｏ    （式１）
【００２１】
第２偏光板３２は、特定方向の偏光方向を有する光のみを透過する板状部材であり、図１の例では、第２偏光方向３２Ａ（第２偏光板３２上の二点鎖線の矢印方向）の偏光方向を有する光を透過する。また、第２偏光板３２は、加熱用光源１０と検査対象物Ｗとの間において、加熱用光源１０の光軸ＸＪに中心が位置するように（光軸ＸＪに同軸となるように）配置され、第１偏光板３１と同軸に配置されている。そして、第１偏光板３１と第２偏光板３２は、一方に対して他方が相対的に、光軸ＸＪ回りに、回転駆動手段５０によって回転駆動される。図１の例では、回転駆動手段５０によって、第２偏光板３２が、光軸ＸＪ回りに回転駆動される。そして、加熱用光源１０から出射された光は、コリメートレンズ２０と第１偏光板３１と第２偏光板３２を透過して検査対象物Ｗの表面に照射され、検査対象物Ｗの表面を加熱する。
【００２２】
例えば第２偏光板３２に入射される光の強度をＷ１とすると、第２偏光板３２を透過した後の光の強度Ｗ２は、以下の式にて表すことができる。なお、Ａ（０＜Ａ＜１）は定数であり、第２偏光板３２の透過率を示す（この例では、第１偏光板３１と第２偏光板３２の透過率が同じ（＝Ａ）である例を示している）。また以下の式において、周期Ｔは第２偏光板３２が１回転する周期であり、ｆは周期Ｔに基づいた周波数であり、ωは周期Ｔ及び周波数ｆに基づいた角周波数である。
Ｗ２＝Ａ＊Ｗ１＊ｃｏｓ2（ωｔ）＝Ａ2＊Ｗｏ＊ｃｏｓ2（ωｔ）    （式２）
ω＝２πｆ＝２π／Ｔ    （式３）
【００２３】
回転駆動手段５０は、モータ５１、駆動ギア５２、エンコーダ５０Ｅ等にて構成されている。モータ５１は、制御手段７０からの制御信号に応じて駆動ギア５２を回転させ、回転に応じた回転検出信号をエンコーダ５０Ｅから制御手段７０に出力する。駆動ギア５２は、第２偏光板３２の外周面に設けられたギア歯（図示省略）と噛み合っており、制御手段７０は、エンコーダ５０Ｅを介して検出した駆動ギア５２の回転量に基づいて、第２偏光板３２の回転量（すなわち、第１偏光板３１に対する第２偏光板３２の相対角度）を検出することができる。
【００２４】
赤外線撮像手段６０は、例えば赤外線カメラであり、撮像した対象物の各位置の温度が識別可能な画像情報を、次々と撮像して制御手段７０に出力する。制御手段７０は、各画像情報に基づいて、画像情報中の各位置の温度の応答状態を検出することができる。
【００２５】
制御手段７０は、例えばロックインプロセッサあるいはパーソナルコンピュータであり、光源用スイッチ１０ＳのＯＮ／ＯＦＦを制御し、モータ５１へ制御信号を出力し、エンコーダ５０Ｅから回転検出信号を取り込み、赤外線撮像手段６０から画像情報を取り込む。
【００２６】
●［第１偏光板３１に対する第２偏光板３２の相対角度と透過率（図２）］
図２に示す時間・相対角度特性は、第１偏光板３１に対して第２偏光板３２を周期Ｔにて回転させた場合において、時間と、第１偏光板３１に対する第２偏光板３２の相対角度と、の関係を示している。なお、相対角度は、第１偏光板３１の第１偏光方向３１Ａに対する第２偏光板３２の第２偏光方向３２Ａの相対角度であるので、０≦相対角度≦π／２（＝９０度）である。そして、時間「０」において相対角度＝０の状態から第２偏光板３２を回転させた場合、周期がＴであるので、時間Ｔ／４にて相対角度はπ／２に達し、時間Ｔ／２にて相対角度は０に戻る。
【００２７】
また図２に示す時間・透過率特性は、第１偏光板３１に対して第２偏光板３２を周期Ｔにて回転させた場合において、時間と、第１偏光板３１及び第２偏光板３２にて構成される光強度変換手段３０の光の透過率と、の関係を示している。なお、第１偏光板３１の単体の透過率をＡ、第２偏光板３２の単体の透過率をＡとしている。この場合、（式２）に示すように、第１偏光板３１に対する第２偏光板３２の相対角度に応じて透過率が変化する。時間「０」では相対角度＝０であるので、透過率は最大のＡ2を示しており、時間Ｔ／４までは透過率は徐々に減衰し、時間Ｔ／４に達すると相対角度＝π／２であるので透過率は０になる。
【００２８】
従って、加熱用光源１０から連続的に出射される一定強度の光は、第１偏光板３１と第２偏光板３２の双方を透過することで、図４に示す時間・光強度特性に示す周期的に強度が変化する光に変換されて、検査対象物Ｗの表面に照射される。また、加熱用光源１０の電源をＯＮ／ＯＦＦ繰り返すのではなく、第１偏光板３１と第２偏光板３２による透過率を変化させることで光の強度を変化させており、加熱用光源の寿命が短くなることを抑制している。また、加熱用光源への電力の供給が開始されてから実際に加熱用光源から光が照射されるまでの時間、すなわち計測できない遅れ時間は、はじめに電力を供給した後では発生しない。このため、検出精度を高められる。さらに、第１偏光板３１と第２偏光板３２による透過率を変化させる方法では、正弦波状に所定周期で強度が変化する光を発生させることができる。一般に、入射光と検出光との位相差で分布可視化する場合、正弦波状に近似させて位相差の比較を行う。従って、正弦波状に所定周期で強度が変化する光を照射したほうが位相の検出精度を高められる。なお、ここでいう正弦波状とは、正弦波のみならず、正弦波のように周期的に変化する波の形状のことをいう。従って、例えば余弦波も含まれる。さらに、第１偏光板３１と第２偏光板３２との相対角度を検出することで検査対象物Ｗに照射した光の強度の上昇または下降のタイミングを適切に認識することができるので、検査対象物の温度応答状態の遅れ時間（位相遅れ）を、より正確に計測することができる。
【００２９】
●［検査対象物の内部欠陥の判定方法（図３〜図５）］
図３は、図１に示す状態をＩＩＩの方向（Ｙ軸に平行な方向）から見た図である。図３の例では、検査対象物Ｗには、表面位置Ｂから光軸ＸＪ方向への所定深さとなる位置に、欠陥Ｅｒｒ（例えば空洞部）が存在している例を示している。なお、図３において検査対象物Ｗは、ＸＺ平面にて切断した断面図を示しており、検査対象物Ｗの外観からは、欠陥Ｅｒｒが見えない。以下、検査対象物Ｗの内部欠陥を判定する内部欠陥検出方法の処理手順について説明する。
【００３０】
まず制御手段７０は、光源用スイッチ１０ＳをＯＮに制御し、加熱用光源１０から連続的な一定強度の光を出射させる。この処理は、加熱光出射ステップに相当する。
【００３１】
次に制御手段７０は、エンコーダ５０Ｅからの回転検出信号をモニタしながら回転駆動手段５０を制御して、周期Ｔにて第２偏光板３２を回転させる。この処理は、制御手段７０にて光強度変換手段３０を制御して、加熱用光源１０からの一定強度の光を、所定周期で強度が変化する光に変換して検査対象物（の全面（加熱用光源に対向する面））に照射する照射光変換ステップに相当する。
【００３２】
そして、赤外線撮像手段６０は、所定周期で強度が変化する光を照射された検査対象物の表面を撮像して、画像情報を制御手段７０に出力する。この処理は、撮像ステップに相当する。
【００３３】
次に制御手段７０は、赤外線撮像手段６０から（検査対象物の全面（加熱用光源に対向する面）の各位置の温度を認識可能な）画像情報を次々と取り込み、取り込んだ画像情報中の各位置の温度応答状態を求め、求めた温度応答状態（周期的に強度が変化する光の照射に対する温度応答の状態）に基づいて、検査対象物Ｗの内部の空隙（空洞部）を含む欠陥の有無を検出する。この処理は、欠陥判定ステップに相当する。
【００３４】
例えば図４の例に示す時間・光強度特性は、時間と、検査対象物Ｗに照射された光の強度の変化状態と、の関係を示しており、前述したように、第２偏光板３２の回転周期から求められている。
【００３５】
また、図４の例に示す時間・表面位置Ａ温度応答特性は、時間と、検査対象物Ｗの表面位置Ａの温度応答状態と、の関係を示しており、取り込んだ画像情報中における表面位置Ａに相当する位置の温度情報から求められている。図３に示すように、表面位置Ａに対して光軸ＸＪ方向の深さには欠陥が無いが、図４に示すように、時間・光強度特性の周期に対して、時間・表面位置Ａ温度応答特性の周期は、遅延時間ΔＴｓ（位相遅れ）が発生している。この遅延時間ΔＴｓ（位相遅れ）は、検査対象物Ｗの熱容量等によって発生する検査対象物Ｗに特有の遅延時間（位相遅れ）であり、制御手段７０は、この遅延時間ΔＴｓ（位相遅れ）が所定値未満である表面位置（この例では、表面位置Ａ）から光軸ＸＪ方向への所定深さには、検査対象物の内部に欠陥が無いと判定する。なお、「光軸ＸＪ方向への所定深さ」は、検査対象物Ｗに照射する光の強度の周期に応じて変化し、周期が長くなるにしたがって、「光軸ＸＪ方向への所定深さ」が深くなる。従って、検査対象物Ｗに照射する光の強度の周期を、適切な短い周期（例えば０．１［ｓｅｃ］（周波数＝１０［Ｈｚ］）程度の周期）から、適切な長い周期（例えば１０［ｓｅｃ］（周波数＝０．１［Ｈｚ］）程度の周期）へと徐々に変化させ、各周期で温度応答の遅延時間（位相遅れ）を求めることで、表面位置Ａから表面位置Ａの反対側まで（表面位置Ａから光軸ＸＪ方向への検査対象物Ｗの内部全体）に、空隙等の欠陥が有るか否かを判定することができる。なお、欠陥の有無を判定する閾値である所定値の長さは、検査対象物Ｗに照射する光の強度の周期に応じて異なる値となる。
【００３６】
また、図４の例に示す時間・表面位置Ｂ温度応答特性は、時間と、検査対象物Ｗの表面位置Ｂの温度応答状態と、の関係を示しており、取り込んだ画像情報中における表面位置Ｂに相当する位置の温度情報から求められている。図３に示すように、表面位置Ｂに対して光軸ＸＪ方向の深さには欠陥Ｅｒｒが有るので、図４に示すように、時間・光強度特性の周期に対して、時間・表面位置Ｂ温度応答特性の周期は、遅延時間ΔＴｅｒｒ（位相遅れ）が発生している。この遅延時間ΔＴｅｒｒ（位相遅れ）は、欠陥Ｅｒｒによって発生する遅延時間（位相遅れ）であり、制御手段７０は、この遅延時間ΔＴｅｒｒ（位相遅れ）が所定値以上である表面位置（この例では、表面位置Ｂ）から光軸ＸＪ方向への所定深さには、検査対象物の内部に欠陥Ｅｒｒが有ると判定する。なお、「光軸ＸＪ方向への所定深さ」と「検査対象物Ｗに照射する光の強度の周期」の関係については、上述したとおりであるので、説明を省略する。
【００３７】
そして制御手段７０は、図５の例に示すように、表示手段（モニタ画面等）に、例えば遅延時間を位相遅れに変換した位相差画像Ｇを表示する。図５の位相差画像Ｇの例は、検査対象物Ｗの表面を示しており、表面位置Ａに相当する位置では、検出された遅延時間ΔＴｓ（位相遅れ）が所定値未満であったので、周囲と同じ色彩に表示されている。しかし、表面位置Ｂに相当する位置、及びその周囲の位置では、検出された遅延時間ΔＴｅｒｒ（位相遅れ）が所定値以上であったので、この遅延時間（位相遅れ）の長さに応じた色彩（周囲とは異なる色彩）にて識別可能に表示されている。例えば、所定値以上の遅延時間（位相遅れ）が検出された位置は赤色に表示され、遅延時間（位相遅れ）の長さが長くなるに従って濃い赤色となるように表示される。作業者は、図５の例に示す位相差画像Ｇを見ることで、表面位置Ｂ及び当該表面位置Ｂの周囲の位置において、その内部に空隙を含む欠陥があることを容易に認識することができる。
【００３８】
●［第２の実施の形態の内部欠陥検出装置１Ａ（図６）］
次に図６を用いて、第２の実施の形態の内部欠陥検出装置１Ａについて説明する。図６の例に示す第２の実施の形態の内部欠陥検出装置１Ａは、図１の例に示す第１の実施の形態の内部欠陥検出装置１に対して、光強度変換手段３０が、光強度変換手段８０に変更されている点が異なり、以下、相違点について主に説明する。
【００３９】
図１に示す第１の実施の形態の光強度変換手段３０は、第１偏光板３１と第２偏光板３２と回転駆動手段５０にて構成されていたが、図６に示す第２の実施の形態の光強度変換手段８０は、切欠き部８２を有する切欠き円板８１を、回転駆動手段５０にて回転駆動することで、加熱用光源１０からの一定強度の光を透過または遮断し、周期的に強度が変化する（方形波のように変化する）光に変換する。
【００４０】
切欠き円板８１は、加熱用光源１０からの一定強度の光を遮断可能な材質で形成されている。そして、切欠き円板８１の回転軸が、光軸ＸＪと平行となるように、かつ、光軸ＸＪから離れた位置となるように、切欠き円板８１は、加熱用光源１０と検査対象物Ｗとの間に配置されている。また回転駆動手段５０は、モータ５１とエンコーダ５０Ｅを有しており、制御手段７０は、エンコーダ５０Ｅからの回転検出信号をモニタしながらモータ５１を制御する。制御手段７０は、エンコーダ５０Ｅを介して検出したモータ５１の回転量に基づいて、切欠き円板８１の回転量（回転角度）を検出することができる。
【００４１】
制御手段７０は、例えば検査対象物Ｗの表面位置Ａ又は表面位置Ｂに光が照射される場合の切欠き円板８１の回転角度が、予めわかっているので、当該回転角度に対する温度応答特性の遅れ時間（位相遅れ）を、適切に検出することができる。なお、検査対象物Ｗの表面の各位置に応じて、当該位置に光が照射される切欠き円板８１の回転角度は異なる。
【００４２】
以上、本実施の形態にて説明した内部欠陥検出装置１、１Ａは、加熱用光源１０へ供給する電力をＯＮ／ＯＦＦ繰り返すことなく、加熱用光源１０からは一定強度の光を連続的に出射させるので、加熱用光源１０の寿命が短くなることを抑制することができる。また、光強度変換手段３０、８０を用いて、加熱用光源１０からの光を、周期的に強度が変化する光に変換するので、加熱用光源１０へ供給する電力をＯＮ／ＯＦＦ繰り返す場合と比較して、遅れ時間（加熱用光源１０への電力の供給が開始されてから実際に加熱用光源１０から光が照射されるまでの時間）が発生しない。このため、検査対象物Ｗの各位置の温度応答状態を、より正確に計測することが可能であり、より高精度に内部欠陥を検出することができる（例えば１［ｍｍ］程度の空隙（ボイド）の検出が可能である）。また、本実施の形態の説明では、図４に示す時間・表面位置Ｂ温度応答特性の遅延時間ΔＴｅｒｒ（位相遅れ）が所定値以上である場合に欠陥が有る、と判定する例を説明したが、図４に示す時間・表面位置Ｂ温度応答特性の振幅（温度）が、所定温度以上（温度Ｅｂ≧所定温度）である場合に欠陥が有る、と判定するようにしてもよい。また、第１偏光板及び第２偏光板を用いた第１の実施の形態では、所定の偏光方向の光を検査対象物に照射することができるので、加熱用光源から出射される光のノイズ成分を適切に除去して検査対象物に照射することができる。
【００４３】
本発明の内部欠陥検出装置及び内部欠陥検出方法、構成、構造、外観、形状、処理手順等は、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば本実施の形態の説明では、第１偏光板に対して第２偏光板を回転させたが、第１偏光板と第２偏光板の一方を他方に対して相対的に回転させればよい。
【００４４】
また本発明の内部欠陥検出装置及び内部欠陥検出方法は、所定の熱伝導率を有する部材で形成された種々の検査対象物の内部の空隙等の欠陥の検査に適用することができる。
【００４５】
また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４６】
１、１Ａ    内部欠陥検出装置
１０        加熱用光源
１０Ｓ      光源用スイッチ
２０        コリメートレンズ
３０        光強度変換手段
３１        第１偏光板
３１Ａ      第１偏光方向
３２        第２偏光板
３２Ａ      第２偏光方向
５０        回転駆動手段
５０Ｅ      エンコーダ
５１        モータ
５２        駆動ギア
６０        赤外線撮像手段
７０        制御手段
８０        光強度変換手段
８１        切欠き円板
８２        切欠き
Ａ、Ｂ      表面位置
Ｅｒｒ      欠陥（空隙）
Ｗ          検査対象物
ＸＪ        光軸
ΔＴｓ、ΔＴｅｒｒ    遅延時間（位相遅れ）
【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６】
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【図７】
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