(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物体に振動が生じている状態において、該被検査物体の表面の測定領域にレーザ光源からレーザ光を該被検査物体に生じる振動の周期よりも長い時間連続的に又は擬似連続的に照射し、
前記レーザ光が測定領域で反射された反射レーザ光と前記レーザ光源から出射した参照レーザ光が干渉した干渉光の強度を前記振動の周期よりも長い積算時間で積算した、前記測定領域の各点毎の積算強度を、いずれかのレーザ光の位相をシフトさせて3回以上生成し、
前記各点毎に前記3以上の位相においてそれぞれ求められた前記積算強度から干渉度の分布を求め、該干渉度の分布に基づいて該測定領域中の欠陥を検出する
ことを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項２】
前記参照レーザ光が、前記レーザ光源から出射したレーザ光の一部を前記測定領域の手前で分岐させたものであることを特徴とする請求項１に記載の欠陥検出方法。
【請求項３】
前記測定領域内の各位置でそれぞれ反射される前記反射レーザ光に対する前記参照レーザ光が、前記レーザ光源から出射したレーザ光が該位置の近傍で反射されたものであることを特徴とする請求項１に記載の欠陥検出方法。
【請求項４】
前記振動が、前記被検査物体が使用されている環境において該被検査物体に生じる環境振動であることを特徴とする請求項１に記載の欠陥検出方法。
【請求項５】
前記環境振動が前記被検査物体に附加される交通荷重により発生するものであることを特徴とする請求項４に記載の欠陥検出方法。
【請求項６】
前記振動が励振手段によって前記被検査物体に付与されるものであることを特徴とする請求項１に記載の欠陥検出方法。
【請求項７】
前記励振手段が、起振車、超音波振動子、電動工具、非電動の工具のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の欠陥検出方法。
【請求項８】
被検査物体の表面の測定領域にレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記被検査物体に生じる振動の周期よりも長い時間連続的に又は擬似連続的にレーザ光を出力させるように前記レーザ光源を制御するレーザ光源制御部と、
前記レーザ光が測定領域で反射された反射レーザ光と前記レーザ光源から出射した参照レーザ光が干渉した干渉光を生成する干渉計と、
前記干渉光の前記測定領域の各点毎の強度を検出する検出器と、
前記反射レーザ光と前記参照レーザ光のいずれかの位相にシフトさせる位相シフタと、
前記位相シフタにより前記位相を異なる3以上にシフトさせ、該3以上の位相においてそれぞれ前記各点毎の強度を前記振動の周期よりも長い積算時間で積算した積算強度を求める積算強度決定部と
前記各点毎に前記3以上の位相においてそれぞれ求められた前記積算強度に基づいて干渉度の分布を求める干渉度分布生成部と、
前記測定領域内の前記干渉度の分布に基づいて該測定領域中の欠陥を検出する欠陥検出部と
を備えることを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項９】
前記参照レーザ光が、前記レーザ光源から出射したレーザ光の一部を前記測定領域の手前で分岐させたものであることを特徴とする請求項８に記載の欠陥検出装置。
【請求項１０】
前記測定領域内の各位置でそれぞれ反射される前記反射レーザ光に対する前記参照レーザ光が、前記レーザ光源から出射したレーザ光が該位置の近傍で反射されたものであることを特徴とする請求項８に記載の欠陥検出装置。
【請求項１１】
前記欠陥検出部の代わりに、又は前記欠陥検出部と共に、前記測定領域内の前記干渉度の分布に基づく情報を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項８に記載の欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートや鉄鋼構造物等の被検査物体の欠陥を検出する欠陥検出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検査物体の表面及び内部の欠陥を検出する方法として、スペックル干渉法又はスペックル・シェアリング干渉法を用いた欠陥検出方法が提案されている。スペックル干渉法は、レーザ光源からのレーザ光を照明光と参照光に分岐させ、照明光を測定領域に照射し、照明光が測定領域内における被検査物体の表面の各点で反射した光と参照光による干渉パターンを得るものである。スペックル・シェアリング干渉法は、レーザ光源からのレーザ光を用いて測定領域に照明を行い（参照光の分岐は行わない）、該測定領域内の被検査物体の表面において近接する2点から反射してくる光による干渉パターンを得るものである。スペックル・シェアリング干渉法では、測定領域内における被検査物体の表面の各点において、近接する点から反射してくる光が参照光に該当する。これらの欠陥検出方法では、励振源から被検査物体に弾性波を入力し、入力する前と後でそれぞれ干渉パターンの画像をCCDカメラ等で撮影し、それら2枚の画像から測定領域の前後方向（面外方向）の変位の分布を算出する。欠陥の箇所では変位が不連続になることから、測定領域内に存在する欠陥を検出することができる。【０００３】
但し、弾性波の入力後の干渉パターンの画像を1枚しか取得しないと、弾性波の或る1つの状態しか見ないため、弾性波の波長が測定領域よりも小さい場合には、欠陥がたまたま波の振幅が大きい部分にあれば検出が容易であるものの、振幅が小さい部分に存在する場合には検出し難くなる。すなわち、測定領域内の場所によって欠陥検査能に差異が生じることになる。それに対して特許文献１に記載の欠陥検出方法は、被検査物体に弾性波の連続波を励起しつつ、その連続波（振動）の互いに異なる少なくとも3つの位相においてそれぞれパルスレーザ光源によりストロボ照明を行って干渉パターンの画像を撮影し、それら干渉パターン及び各干渉パターンを取得したときの振動の位相に基づいて、各点の変位を求める。これにより、測定領域の大きさと弾性波の波長の関係に関わらず、測定領域のいずれの場所においても弾性波の全振動状態を再現することができ、測定領域内の場所に依ることなく欠陥を精度良く検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2017-219318号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の方法を含む、スペックル干渉法又はスペックル・シェアリング干渉法を用いた欠陥検出方法では、励振装置により被検査物体に振動を励起していたが、被検査物体が高所や水上等のように人が近づき難い場所にある場合には、被検査物体に励振装置を取り付けることが難しい。また、仮に取り付けたとしても、励振装置自体及びそれと測定装置との間の通信のための設備等でコストが上昇する。【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、励振装置を用いることなく、又は励振装置と測定装置との間の通信を必要とすることなく、被検査物体の欠陥を検出することができる欠陥検出方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために成された本発明に係る欠陥検出方法は、
被検査物体に振動が生じている状態において、該被検査物体の表面の測定領域にレーザ光源からレーザ光を該被検査物体に生じる振動の周期よりも長い時間連続的に又は擬似連続的に照射し、
前記レーザ光が測定領域で反射された反射レーザ光と前記レーザ光源から出射した参照レーザ光が干渉した干渉光の強度を前記振動の周期よりも長い積算時間で積算した、前記測定領域の各点毎の積算強度を、いずれかのレーザ光の位相をシフトさせて3回以上生成し、
前記各点毎に前記3以上の位相においてそれぞれ求められた前記積算強度から干渉度の分布を求め、該干渉度の分布に基づいて該測定領域中の欠陥を検出する
ことを特徴とする。【０００８】
本発明に係る欠陥検出方法は、被検査物体に振動が生じている状態で実施する。しかし、この振動を生じさせるために励振装置を用いる必要はなく、被検査物体が使用されている環境において該被検査物体に発生する振動である環境振動を用いることができる。環境振動の例として、自動車が走行する橋梁が被検査物体である場合に、自動車等の走行による交通荷重で発生する振動が挙げられる。このような環境振動は通常、不規則な振動であるが、本発明ではそのような不規則な振動が被検査物体に生じている状態でも実施することができる。もちろん、励振手段を用いて被検査物体に振動を生じさせてもよい。そのような励振手段として、例えば人工的な振動を路面に与える起振車や、被検査物体が比較的小型のものである場合には電動ハンマー等の電動工具等を用いることができる。あるいは、使用者がハンマー等の手動（非電動）の工具（励振手段）で打撃することにより被検査物体に振動を付与してもよい。なお、超音波振動子等を用いて規則的な振動を被検査物体に付与してもよい。【０００９】
このように被検査物体に振動が生じている状態において、被検査物体の表面中で欠陥検出の対象とする領域である測定領域に、レーザ光源から出射するレーザ光を時間的に連続して、又は擬似連続的に、被検査物体に生じる振動の周期よりも長い時間照射する。ここで「擬似連続的」なレーザ光とは、被検査物体の振動の周期及び位相とは無関係な周期及び位相で間欠点灯するレーザ光をいう。そして、測定領域で反射された反射レーザ光と、同じレーザ光源から出射した参照レーザ光の干渉光の前記測定領域の各点毎の積算強度を求める。【００１０】
なお、積算強度は、干渉光の強度を複数回測定して得られる複数の値を計算で積算することにより求めてもよいし、前記振動の周期よりも長い時間だけ検出器で継続的に干渉光の強度を測定することで求めてもよい。測定領域の各点毎の干渉光の強度をイメージセンサで検出する場合には、通常、イメージセンサの露光時間よりも振動の周期が短いため、後者の手法を用いて積算強度を求めることができる。【００１１】
反射レーザ光と参照レーザ光の干渉光を得る方法には、スペックル干渉法やスペックル・シェアリング干渉法を用いることができる。スペックル干渉法では、レーザ光源から出射するレーザ光の一部を測定領域の手前で分岐させたものを参照レーザ光として用いる。スペックル・シェアリング干渉法では、測定領域内の各位置でそれぞれ反射される反射レーザ光に対して、レーザ光源から出射するレーザ光が該位置の近傍で反射されるレーザ光を参照レーザ光として用いる。【００１２】
前記積算強度は、反射レーザ光と参照レーザ光のいずれかの位相をシフトさせて3回以上生成する。ここで位相のシフトは、反射レーザ光と参照レーザ光のいずれか一方のみの位相をシフトさせることにより行ってもよいし、相互の位相が異なるように反射レーザ光と参照レーザ光の両方の位相をシフトさせることにより行ってもよい。位相のシフト量は任意であるが、3つ以上の位相の間隔が等間隔に近い方が望ましい。【００１３】
こうして得られた位相毎の積算強度は、以下の意味を有する。反射レーザ光と参照レーザ光が完全な可干渉性（coherence）を有し、かつ積算時間内に反射レーザ光と参照レーザ光の光路差が変化しない場合には、干渉光の積算強度Iは、反射レーザ光の積算強度I1、参照レーザ光の積算強度I2、反射レーザ光と参照レーザ光の位相差φを用いて、
I=(I1+I2)+2(I1×I2)1/2cosφ
=A+Bcosφ  …(1)
（A=I1+I2、B=2(I1×I2)1/2）
で表される。ここでAは位相差φに依存しない背景光の強度であり、Bは干渉光の振幅である。干渉光の振幅Bを背景光の強度Aで除したB/A=Cの値を本明細書では干渉度と呼び定義する。【００１４】
被検査物体の振動により反射レーザ光が反射される位置が変化してゆくと、それに伴って、反射レーザ光と参照レーザ光の光路差が変化する。積算時間内にこの光路差の変動が生じると、干渉度が低下する。また、被検査物体の振動の振幅が大きいほど、光路差の変化が大きくなり、それによって干渉度の低下の度合いが大きくなる。振動の振幅は被検査物体中の欠陥の有無によって異なることから、測定領域内の各点毎の干渉度Cの値もまた、その位置での欠陥の有無によって異なる。そして、(1)式における強度IがA, B, φという3つのパラメータで定まることから、少なくとも3つの位相で強度を求めることにより、この干渉度C(=B/A)の値を求めることができる。【００１５】
従って、少なくとも3つの位相における測定領域内の各点毎の積算強度に基づいて干渉度Cの分布を求めることにより、欠陥の分布を求めることができるため、測定領域中の欠陥を検出することができる。【００１６】
本発明に係る欠陥検出装置は、
被検査物体の表面の測定領域にレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記被検査物体に生じる振動の周期よりも長い時間連続的に又は擬似連続的にレーザ光を出力させるように前記レーザ光源を制御するレーザ光源制御部と、
前記レーザ光が測定領域で反射された反射レーザ光と前記レーザ光源から出射した参照レーザ光が干渉した干渉光を生成する干渉計と、
前記干渉光の前記測定領域の各点毎の強度を検出する検出器と、
前記反射レーザ光と前記参照レーザ光のいずれかの位相にシフトさせる位相シフタと、
前記位相シフタにより前記位相を異なる3以上にシフトさせ、該3以上の位相においてそれぞれ前記各点毎の強度を前記振動の周期よりも長い積算時間で積算した積算強度を求める積算強度決定部と、
前記各点毎に前記3以上の位相においてそれぞれ求められた前記積算強度に基づいて干渉度の分布を求める干渉度分布生成部と、
前記測定領域内の前記干渉度の分布に基づいて該測定領域中の欠陥を検出する欠陥検出部と
を備えることを特徴とする。【００１７】
前記欠陥検出装置において、前記欠陥検出部の代わりに、又は前記欠陥検出部と共に、前記測定領域内の前記干渉度の分布に基づく情報を表示する表示部を備えていてもよい。この場合、使用者が、表示部に表示された干渉度の分布に基づく情報を目視して欠陥を見出す。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る欠陥検出方法及び装置によれば、励振装置を用いることなく、又は励振装置と測定装置との間の通信を必要とすることなく、被検査物体の欠陥を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る欠陥検出装置の一実施形態を示す概略構成図。
【図２】変形例の欠陥検出装置を示す概略構成図。
【図３】本実施形態の欠陥検出方法を示すフローチャート。
【図４Ａ】本実施形態の欠陥検出装置を用いて被検査物体の欠陥を検出した実施例を示す図であって、被検査物体の表面を通常のカメラで撮影した画像。
【図４Ｂ】本実施形態の欠陥検出装置を用いて被検査物体の欠陥を検出した実施例を示す図であって、干渉度の分布を図示した画像。
【図５】別の変形例の欠陥検出装置を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図５を用いて、本発明に係る欠陥検出方法及び装置の実施形態を説明する。
【００２１】
(1) 本実施形態の欠陥検出装置の構成
図１は、本実施形態の欠陥検出装置１０の概略構成図である。この欠陥検出装置１０は、レーザ光源１１、照明光レンズ１２、スペックル・シェアリング干渉計１４、レーザ光源制御部１５、積算強度決定部１６、干渉度分布生成部１７及び欠陥検出部１８を備える。
【００２２】
レーザ光源１１はレーザ光を出力する光源であり、レーザ光を被検査物体Ｓに照射する。照明光レンズ１２は、レーザ光源１１と被検査物体Ｓの間に配置された凹レンズであり、レーザ光を被検査物体Ｓの表面の測定領域Ｒの全体に拡げる役割を有する。
【００２３】
スペックル・シェアリング干渉計１４は、ビームスプリッタ１４１、第１反射鏡１４２１、第２反射鏡１４２２、位相シフタ１４３、集光レンズ１４４及びイメージセンサ１４５を有する。
【００２４】
ビームスプリッタ１４１は、被検査物体Ｓの表面の測定領域Ｒで反射した照明光が入射する位置に配置されたハーフミラーである。第１反射鏡１４２１はビームスプリッタ１４１で反射される照明光の光路上に配置されており、第２反射鏡１４２２はビームスプリッタ１４１を透過する照明光の光路上に配置されている。位相シフタ１４３は、ビームスプリッタ１４１と第１反射鏡１４２１の間に配置されており、該位相シフタ１４３を通過する光の位相を変化（シフト）させるものである。イメージセンサ１４５は、ビームスプリッタ１４１で反射された後に第１反射鏡１４２１で反射されてビームスプリッタ１４１を透過する照明光、及びビームスプリッタ１４１を透過した後に第２反射鏡１４２２で反射されてビームスプリッタ１４１で反射される照明光の光路上に配置されている。集光レンズ１４４は、ビームスプリッタ１４１とイメージセンサ１４５の間に配置されている。なお、ここでは第２反射鏡１４２２で反射されるレーザ光の位相をシフトさせるように位相シフタ１４３を配置したが、第１反射鏡１４２１で反射されるレーザ光の位相をシフトさせるように位相シフタ１４３を配置してもよいし、それら2つの光の両方に位相シフタを配置したうえで両者間の位相差が変化するように両者の位相をシフトさせてもよい。
【００２５】
第１反射鏡１４２１は、その反射面がビームスプリッタ１４１の反射面に対して45°の角度になるように配置されている。それに対して第２反射鏡１４２２は、その反射面がビームスプリッタ１４１の反射面に対して45°からわずかに傾斜した角度になるように配置されている。イメージセンサ１４５は検出素子を多数有しており、被検査物体Ｓの表面上の多数の点から第１反射鏡１４２１及び位相シフタ１４３を通してイメージセンサ１４５に入射する光を、それぞれ異なる検出素子で検出する。
【００２６】
第１反射鏡１４２１及び第２反射鏡１４２２の上記の配置により、イメージセンサ１４５では、被検査物体Ｓの表面上のある点（図１中の点Ｘを参照）及び第１反射鏡１４２１で反射される照射光（同・一点鎖線。これを前述の反射レーザ光とする。）と、該表面上の点からわずかにずれた位置にある点（同・点Ｙ）及び第２反射鏡１４２２で反射される照射光（同・破線。これを前述の参照光とする。）は、イメージセンサ１４５の同じ位置に入射して干渉する。
【００２７】
レーザ光源制御部１５は、欠陥検出の動作時に、被検査物体Ｓに生じる振動の周期よりも長い時間（この時間を「照射時間」とする）連続的にレーザ光を出力（測定領域Ｒに照射）させるようにレーザ光源１１を制御するものである。レーザ光を連続的に出力させる代わりに、レーザ光を擬似連続的に、すなわち被検査物体Ｓの振動の周期及び位相とは無関係な周期及び位相で間欠点灯するようにしてもよい。
【００２８】
積算強度決定部１６は、位相シフタ１４３によって参照光の位相を3以上の位相にシフトさせ、それら3以上の位相においてそれぞれ、各検出素子毎、すなわち被検査物体Ｓの表面上の点毎に、該検出素子で検出された強度を前記照射時間の間、積算することにより、積算強度を求めるものである。
【００２９】
干渉度分布生成部１７は、被検査物体Ｓの表面上の点毎に、積算強度決定部１６において3以上の位相においてそれぞれ求められた積算強度に基づいて、後述のように干渉度を求めることにより、被検査物体Ｓの表面での干渉度の分布を求めるものである。
【００３０】
欠陥検出部１８は、干渉度分布生成部１７で生成された測定領域Ｒ内の干渉度の分布に基づいて、測定領域Ｒ中の欠陥Ｄ（図１参照）を検出するものである。
【００３１】
レーザ光源制御部１５、積算強度決定部１６、干渉度分布生成部１７及び欠陥検出部１８は、中央演算装置（ＣＰＵ）等のハードウエア、及びソフトウエアによって具現化されている。
【００３２】
特許文献１に記載されている従来の欠陥検出装置には、被検査物体に接触させることによって該被検査物体に振動を付与する振動源（励振装置）が設けられている。それに対して本実施形態の欠陥検出装置１０には、そのような励振装置は設けられておらず、例えば被検査物体が橋梁である場合に自動車等が通過することで生じる環境振動を利用して欠陥の検出を行う。被検査対象範囲が比較的小さい場合であれば、使用者が手動のハンマーで被検査物体を打撃することによって振動を付与してもよい。
【００３３】
但し、図２に示すように、欠陥検出装置１０に振動源１３を附加してもよい。この振動源１３は被検査物体に振動を付与するものであるが、その振動は周期的である必要はない。このような振動源１３として、例えば被検査物体が橋梁である場合には起振車を用いることができる。あるいは、被検査対象範囲が比較的小さい場合であれば、振動源１３として電動ハンマーを用いることもできる。
【００３４】
(2) 本実施形態の欠陥検出装置の動作、及び本実施形態の欠陥検出方法
次に、図３を参照しつつ、本実施形態の欠陥検出装置１０の動作、及び本実施形態の欠陥検出方法を説明する。この欠陥検出は、被検査物体Ｓに、それが使用されている環境において発生する環境振動が生じている状態か、振動源１３等によって振動が付与されている状態で実施する。この状態で、参照光の位相φがφ1〜φnのn個（nは3以上の自然数）の場合についてそれぞれ、下記のステップＳ２〜Ｓ５までの動作を実行する。その前に、ステップＳ１では、値kの初期値を1と設定する。この値kは1〜nの自然数を取る。
【００３５】
ステップＳ２では、積算強度決定部１６は、参照光の位相φがφkとなるように位相シフタ１４３を設定する。続いてステップＳ３では、レーザ光源制御部１５は、レーザ光源１１から照明光レンズ１２を通して被検査物体Ｓの表面の測定領域Ｒにレーザ光を、前記照射時間の間照射する。この間、イメージセンサ１４５が多数有している検出素子の各々では、測定領域Ｒのある点（図１中の点Ｘを参照）及び第１反射鏡１４２１で反射される反射レーザ光と、その点からわずかにずれた位置にある点（図１中の点Yを参照）及び第２反射鏡１４２２で反射される参照光が干渉した干渉光の強度を継続的に検出する。
【００３６】
次に、ステップＳ４では、積算強度決定部１６は、検出素子毎、すなわち被検査物体Ｓの表面上の点毎に、前記照射時間の間に検出された強度を積算することにより、点毎の積算強度の値を求める。
【００３７】
ステップＳ４の終了後、ステップＳ５においてk=nであるか否かを判定する。k=nであれば後述のステップＳ７に移る。一方、k=nでなければ（kがnよりも小さければ）、ステップＳ６においてkに1を加算したうえでステップＳ２に戻り、k=nになるまで、ステップＳ２〜Ｓ５の動作を繰り返し実行する。
【００３８】
ステップＳ７では、干渉度分布生成部１７は、積算強度決定部１６で生成された測定領域Ｒ内の点毎の積算強度の値に基づいて、干渉度Cの値の分布を求める。ここまでの動作により、n個の位相、すなわち3以上の位相で積算強度が求められているため、前述のように干渉度Cを求めることが可能である。
【００３９】
例えば、参照レーザ光の位相を、初期値φ0から0（シフトなし）、+π/2、+π、+3π/2でだけ変化させた場合には、干渉度Cは以下のように求めることができる。シフト量が0、+π/2、+π、+3π/2である場合の強度I1、I2、I3、I4はそれぞれ(1)式より
I1=A+Bcosφ0
I2=A+Bcos(φ0+π/2)
I3=A+Bcos(φ0+π)
I4=A+Bcos(φ0+3π/2)
となる。これらI1〜I4より、A及びBは
【数１】
0006838682.tif 000002
となり、干渉度C=B/Aは
【数２】
0006838682.tif 000003
となる。
【００４０】
なお、ここでは位相シフタ１４３によるシフト量が0、+π/2、+π、+3π/2である場合で説明したが、シフト量はそれとは異なる4つであってもよい。また、シフト量の数（nの値）が3つ又は5つ以上であっても、同様に干渉度Cを求めることができる。nの値は、干渉度Cをより正確に求めるためには大きい方が望ましいが、nの値が大きすぎると積算強度を取得する操作の回数（ステップＳ２〜Ｓ５を繰り返す回数）が増加して時間を要するため、これら正確性と時間を勘案してnの値を定めればよい。
【００４１】
以上のように求めた干渉度Cは、被検査物体Ｓの振動に伴う各点の振幅の相違を反映している。このような振幅の相違が各点における欠陥の有無に依存することを利用して、欠陥検出部１８は、積算強度の各点の分布に基づいて得られた干渉度Cの分布より、測定領域Ｒ中の欠陥の位置を特定する（ステップＳ８）。以上で、本実施形態の欠陥検出装置１０及び欠陥検出方法による一連の動作が終了する。
【００４２】
図４Ａ及び図４Ｂに、本実施形態の欠陥検出装置１０及び欠陥検出方法を用いて被検査物体Ｓの欠陥を検出した実施例を示す。図４Ａは、被検査物体Ｓの表面を通常のカメラで撮影した画像である。被検査物体Ｓの表面にはコインＥを載置している。この被検査物体Ｓに対して電動ハンマーで非周期的な振動を付与しつつ、上記4つのシフト量で参照レーザ光の位相を変化させつつ干渉光の積算強度を求めることにより、干渉度Cの分布を得た。図４Ｂに、干渉度Cの分布を示す。コインＥを載置した位置では、被検査物体Ｓの表面上の他の位置とは異なる振動が生じるため、コインＥの周囲とは異なる濃淡で表示されている。そして、図４Ｂ中に破線で囲んだ領域内には、曲がりつつ図の上下方向に向かって延び、周囲よりも濃い色の線が現れている。この線は、被検査物体Ｓにひび（欠陥）が生じていることを示している。このひびは、目視や図４Ａの通常のカメラの画像では確認することができず、本実施形態の欠陥検出装置１０及び欠陥検出方法により初めて検出できたものである。
【００４３】
本実施形態の欠陥検出装置１０及び欠陥検出方法によれば、励振装置を用いなくとも、被検査物体Ｓの欠陥を検出することができる。そのため、被検査物体が高所や水上等のように人が近づき難い場所にあり被検査物体に励振装置を取り付けることが難しい場合にも、欠陥を検出することができると共に、装置のコストを抑えることができる。また、励振装置を用いる場合にも、規則的な振動を発生させる必要はなく、安価なものが使用可能である。
【００４４】
本発明は上記実施形態には限定されない。例えば図５に示すように、欠陥検出装置１０における欠陥検出部１８の代わりに、又は欠陥検出部１８と共に、測定領域Ｒ内の前記積算強度の分布に基づく情報として干渉度Cの分布（図４Ｂ参照）を表示する表示部（ディスプレイ）１９及び干渉度Cの分布を表示させるように表示部１９を制御する表示制御部１９１を設けてもよい。この場合、使用者は、表示部１９に表示された干渉度Cの分布に基づいて、目視で欠陥の検出を行うことができる。
【００４５】
また、上記実施形態の欠陥検出装置１０ではスペックル・シェアリング干渉計１４を用いたが、その代わりにスペックル干渉計を用いてもよい。スペックル干渉計は、参照光として近接する点から反射してくる光を用いる代わりに、レーザ光源と被検査物体の間でレーザ光を分岐させ、一方を被検査物体に照射して該被検査物体で反射させた反射レーザ光とし、他方を参照光として、両者の干渉光を得るものである。位相シフタは、反射レーザ光と参照光の光路上のいずれか一方又は両方に設ければよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０…欠陥検出装置
１１…レーザ光源
１２…照明光レンズ
１３…振動源
１４…スペックル・シェアリング干渉計
１４１…ビームスプリッタ
１４２１…第１反射鏡
１４２２…第２反射鏡
１４３…位相シフタ
１４４…集光レンズ
１４５…イメージセンサ
１５…レーザ光源制御部
１６…積算強度決定部
１７…干渉度分布生成部
１８…欠陥検出部
１９…表示部
１９１…表示制御部
Ｄ…欠陥
Ｅ…被検査物体に載置されたコイン
Ｒ…測定領域
Ｓ…被検査物体
Ｘ、Ｙ…測定領域中の点
【図１】
0006838682.tif 000004
【図２】
0006838682.tif 000005
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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