(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象のある部分に非接触で表面波を励起する表面波送信手段と、予め送信位置に対して既知の位置に設置された１個の表面波受信要素から成り、前記計測対象の表面を伝播した前記表面波および前記計測対象表面に欠陥があった場合には、欠陥個所で前記表面波が反射、回折または散乱されることによって発生する欠陥波のうち、前記表面波、あるいは前記表面波と前記欠陥波の両方を非接触で検出する表面波受信手段と、
前記表面波受信手段の出力信号から前記欠陥の深さ、あるいは前記欠陥の有無と深さの両方を検知する欠陥検知手段と、
前記表面波受信要素の出力信号に含まれる前記欠陥波成分から前記欠陥の有無と深さに加えてその位置を同定する欠陥同定手段と、
表面波成分の伝播時間から前記表面波の音速を校正する音速校正手段と、
で構成される表面検査装置。
【請求項２】
計測対象のある部分に非接触で表面波を励起する表面波送信手段と、送信位置に対して予め既知の位置に設置された複数個の表面波受信要素から成り、前記計測対象の表面を伝播した前記表面波および、前記計測対象表面に欠陥があった場合には、欠陥個所で前記表面波が反射、回折または散乱されることによって発生する欠陥波のうち、前記表面波、あるいは前記表面波と前記欠陥波の両方を非接触で検出する表面波受信手段と、
前記表面波受信手段の出力信号から前記欠陥の有無とその位置、あるいはその深さ、あるいはその両方を検知する欠陥検知手段と、
前記表面波受信要素の出力信号に含まれる前記欠陥波成分から前記欠陥の有無と深さに加えてその位置を同定する欠陥同定手段と、
前記表面波受信要素の出力信号に含まれる表面波成分の伝播時間差から前記表面波の音速を校正する音速校正手段と、
で構成される表面検査装置。
【請求項３】
予め既知の位置に設置された複数個の表面波送信要素から成り、計測対象のある部分に非接触で表面波を励起する表面波送信手段と、
送信位置に対して予め既知の位置に設置されており、前記計測対象の表面を伝播した前記表面波および、前記計測対象表面に欠陥があった場合には、欠陥個所で前記表面波が反射、回折または散乱されることによって発生する欠陥波のうち、前記表面波、あるいは前記表面波と前記欠陥波の両方を非接触で検出する表面波受信手段と、
前記表面波受信手段の出力信号から前記欠陥の有無とその位置、あるいはその深さ、あるいはその両方を検知する欠陥検知手段と、
前記表面波受信要素の出力信号に含まれる前記欠陥波成分から前記欠陥の有無と深さに加えてその位置を同定する欠陥同定手段と、
前記表面波送信要素から送信された表面波に相当する前記表面波受信手段の出力信号に含まれる表面波成分の伝播時間差から前記表面波の音速を校正する音速校正手段と、
で構成される表面検査装置。
【請求項４】
計測対象のある部分に非接触で表面波を励起する表面波送信手段と、予め既知の位置に設置された複数個の表面波受信要素から成り、前記計測対象表面を伝播した前記表面波および、前記計測対象表面に欠陥があった場合には、欠陥個所で前記表面波が反射、回折または散乱されることによって発生する欠陥波のうち、前記表面波、あるいは前記表面波と前記欠陥波の両方を非接触で検出する表面波受信手段と、
前記表面波受信手段の出力信号から前記欠陥の有無とその位置、あるいはその深さ、あるいはその両方を検知する欠陥検知手段と、
前記表面波受信要素の出力信号に含まれる表面波成分から各表面波受信要素間の伝播経路の伝達特性を求める伝達特性同定手段とで構成される表面検査装置。
【請求項５】
予め既知の位置に設置された複数個の表面波送信要素から成り、計測対象のある部分に非接触で表面波を励起する表面波送信手段と、
前記計測対象表面を伝播した前記表面波および、前記計測対象表面に欠陥があった場合には、欠陥個所で前記表面波が反射、回折または散乱されることによって発生する欠陥波のうち、前記表面波、あるいは前記表面波と前記欠陥波の両方を非接触で検出する表面波受信手段と、
前記表面波受信手段の出力信号から前記欠陥の有無とその位置、あるいはその深さ、あるいはその両方を検知する欠陥検知手段と、
前記表面波送信要素から送信された表面波に相当する前記表面波受信手段の出力信号に含まれる表面波成分から各表面波の伝播経路の伝達特性を求める伝達特性同定手段と、
で構成される表面検査装置。
【請求項６】
前記表面波送信手段が、前記計測対象表面に変調されたレーザー光を照射する手段である請求項１乃至５のいずれか１に記載の表面検査装置。
【請求項７】
前記表面波受信手段が、前記計測対象表面に連続的にレーザー光を照射する手段である請求項１乃至５のいずれか１に記載の表面検査装置。
【請求項８】
前記表面波送信手段が、電磁超音波探触子である請求項１乃至５のいずれか１に記載の表面検査装置。
【請求項９】
前記表面波受信手段が、電磁超音波探触子である請求項１乃至５のいずれか１に記載の表面検査装置。
【請求項１０】
前記計測対象表面に照射されるレーザー光の照射形状が線状にフォーカスされている請求項６に記載の表面検査装置。
【請求項１１】
変調されたレーザー光を前記計測対象表面まで導く光ファイバーを含む請求項６に記載の表面検査装置。
【請求項１２】
変調されたレーザー光を複数のビームに分岐する光分岐手段と、前記複数のビームの各々を前記計測対象表面まで導く複数の光ファイバーと、前記測定対象表面上へのレーザー光の照査形状を調整するための光ファイバー配置手段とを備えた請求項１１記載の表面検査装置。
【請求項１３】
連続発振するレーザー光を前記計測対象表面まで導く光ファイバーを有する請求項７に記載の表面検査装置。
【請求項１４】
前記表面波受信手段が、前記計測対象表面の振動変位または振動速度を計測するレーザー干渉計であり、かつ前記レーザー干渉計内の光検出器の出力信号の振幅によって制御される、前記レーザー干渉計内の光路長微動手段を備えた請求項１乃至５のいずれか１に記載の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、小型、あるいは高温、あるいは狭隘部、あるいは稼動部など接触やアクセスが困難な計測対象において、その表面における欠陥の有無とその寸法を、非接触かつ非破壊で高精度に検出することのできる表面検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波を用いた計測対象表面の欠陥検査手法としては、図２２に示す表面波探傷法が一般に知られている。この従来の手法によると、まず、計測対象１に対してカプラント２aを介して表面波探触子３aを接触させる。この状態で送信器４から電気信号を表面波探触子３aに印加すると、表面波探触子３aから計測対象１中に表面波５が送信される。送信された表面波５は計測対象１の表面を伝播し、カップラント２ｂを介して表面波探触子３bに到達する。この信号は表面波探触子３ｂで受信され、送信の逆作用によって電気信号に変換されて欠陥検知器６に入力される。欠陥検知器６には送信器４からの送信信号も入力されており、信号検出器６における送信信号の受信時刻と受信信号の受信時刻の差Δｔ、つまり計測対象１の表面を表面波５が伝播した時間が計測される。ここで予め表面波探触子３aと３ｂの間隔Lと表面波の音速ｖｓが既知とすると、それらの量は
Ｌ＝ｖｓ・Δｔ
という関係にあるべきものである。ここで計測対象１の表面に開口を無視し得る深さＤなる欠陥７が存在していたとすると、表面波５の一部８は欠陥面を回り込み、その結果、伝播時間ΔｔＤは欠陥がない場合の伝播時間Δｔと比べて長くなる。したがって、伝播時間ΔｔＤを計測すれば、本来計測されるべき伝播時間Ｌ／ｖｓとΔｔＤとの比較から欠陥の有無が分かり、かつ
Ｄ＝（ｖｓ・ΔｔＤ−Ｌ）／２
の関係から欠陥の深さＤが算出できる。
【０００３】
超音波を用いた表面検査の第２の従来手法が図２３に示されている。この手法は、表面波探触子３から計測対象１中に送信された表面波５に基づく欠陥７の開口端部および底部における欠陥波９ａおよび９ｂを再び表面波探触子３で受信するものである。本手法においては、欠陥波９ａの表面波探触子３への到達時刻Δｔａと欠陥波９ｂの表面波探触子３への到達時刻Δｔｂは、既知の表面波音速ｖｓを用いて
２Ｄ＝ｖｓ・（Δｔａ−Δｔｂ）
なる関係にあることから、欠陥検知器６でΔｔａとΔｔｂを計測することによって欠陥の深さＤを求めることができる。
【０００４】
一方、これらと同様の手法を、表面波探触子３およびカップラント２を用いずに、レーザー光による表面波の送受信で代替する手法も提案されている。レーザー光を用いた非接触の表面波送信手法とは、短パルス高エネルギーのレーザー光をある対象に照射すると、照射点付近にレーザーエネルギーの吸収による熱応力あるいは気化（アブレーション）圧縮力が発生し、その作用による歪みが表面波となって対象中を伝播するという手法である。この手法は、たとえばJ.D.Aussel（"Generation Acoustic Waves by Laser: Theoretical and Experimental Study of the Emission Source," Ultrasonics, vol.24(1988), 246-255）らによって理論的かつ実験的に明らかにされている。またレーザー光を用いた非接触の表面波受信手法とは、表面波が計測対象表面に励起する微小振動を、レーザー光の進行方向の変化（偏向）や反射光の位相差、周波数遷移量などから計測するものであり、例えば山脇（“レーザ超音波と非接触材料評価” 溶接学会誌、 第64巻(1995)、 104-108）によって解説されている公知技術である。これらレーザー光による表面波の送受信手法を図２２あるいは図２３の手法に適用した例としてはC.Chenu（"Defect Detection by Surface Acoustic Waves Generated by a Multiple Beam Laser," Proc. of IEEE Ultrasonics Symposium (1995) 821-824）らの技術などが公知である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の表面波探触子を用いた検査手法は簡便であり、通常の検査対象に対しては有効である。しかし、表面波探触子を設置する際にはカプラントの塗布が必要であり、これは作業工程の増加につながる。また検査対象が小型であったり狭隘部にある場合には表面波探触子を設置することが困難である。レーザー光を用いた非接触手法はこれらの問題点を解決可能であるが、いずれの場合も予め正確な表面波の音速を知っておく必要があるという点が煩雑である。表面波の音速は同種類の金属であってもその表面状態や製造過程の若干の違いから値が異なるため、正確な音速の把握のためには検査対象そのものを用いた音速校正が必要である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の目的は、レーザー光などを用いた非接触の表面波送受信手法により、作業工程の短縮と計測媒質の寸法や配置に依らない検査を可能とするとともに、受信信号に含まれる表面波信号を用いることで、欠陥波による欠陥の有無と深さ検査と同時に、検査材料そのものを用いて伝播速度を校正し、校正に関する作業行程の短縮と測定値の精度向上を図るとともに、欠陥の位置を同定する表面検査装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、レーザー光などを用いた非接触の表面波送受信手法により、作業工程の短縮と計測媒質の寸法や配置に依らない検査を可能とするとともに、同一の表面波を複数の受信点で受信することで、欠陥の有無と深さ検査と同時に、検査材料そのものを用いて伝播速度を校正し、校正に関する作業行程の短縮と測定値の精度向上を図るとともに、欠陥の位置を同定する表面検査装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の第３の目的は、レーザー光などを用いた非接触の表面波送受信手法により対象表面を検査するとき、表面波を複数の送信点で同時に励起し、それを同一の受信点で受信することで、検査と同時に、検査材料そのものを用いて伝播速度を校正し、校正に関する作業行程の短縮と測定値の精度向上を図る表面検査装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の第４の目的は、レーザー光などを用いた非接触の表面波送受信手法により対象表面を検査するとき、同一の表面波を複数の受信点で受信し、それらの受信点間を伝播する表面波の詳細な伝播特性を同定することで、測定値の更なる精度向上を図る表面検査装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の第５の目的は、レーザー光などを用いた非接触の表面波送受信手法により対象表面を検査するとき、表面波を複数の送信点で同時に励起し、それを同一の受信点で受信し、それらの送信点間を伝播する表面波の詳細な伝播特性を同定することで、測定値の更なる精度向上を図る表面検査装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の第６の目的は、レーザー光を用いた非接触の表面波送受信手法により対象表面を検査するとき、送信側のレーザー光の照射形状を線状とすることで、受信点の位置ずれを許容する表面検査装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の第７の目的は、レーザー光を用いた非接触の表面波送信手法により対象表面を検査するとき、送信側のレーザー光を多数に分岐し、そのおのおのを光ファイバーで伝送することで測定対象へのアクセス性を更に高めるとともに、光ファイバーの相対的な位置関係を変えることにより、より容易に照射形状を調整可能とする表面検査装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の第８の目的は、レーザー光を用いた非接触の表面波送受信手法により対象表面を検査するとき、受信側のレーザー光を光ファイバーで伝送することで測定対象へのアクセス性を高める表面検査装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の第９の目的は、レーザー光を用いた非接触の表面波送受信手法により対象表面を検査するとき、特に受信をレーザー干渉計で行う場合であり、測定対象の非均一性や測定システムに対する振動・温度変化などの外乱を除去するために、干渉計内の光学素子を駆動制御する表面検査装置を提供することにある。
【００１４】
本発明は、計測対象のある部分に非接触で表面波を励起する表面波送信手段と、予め送信位置に対して既知の位置に設置された１個の表面波受信要素から成り、前記計測対象の表面を伝播した前記表面波および前記計測対象表面に欠陥があった場合には、欠陥個所で前記表面波が反射、透過、回折または散乱されることによって発生する欠陥波のうち、前記表面波、あるいは前記表面波と前記欠陥波の両方を非接触で検出する表面波受信手段と、前記表面波受信手段の出力信号から前記欠陥の有無、あるいはその深さ、あるいはその両方を検知する欠陥検知手段と、前記表面波受信要素の出力信号に含まれる前記欠陥波成分から前記欠陥の有無と深さに加えてその位置を同定する欠陥同定手段と、表面波成分の伝播時間から前記表面波の音速を校正する音速校正手段とで構成される表面検査装置を提供する。
【００１５】
本発明は、計測対象のある部分に非接触で表面波を励起する表面波送信手段と、送信位置に対して予め既知の位置に設置された複数個の表面波受信要素から成り、前記計測対象の表面を伝播した前記表面波および、前記計測対象表面に欠陥があった場合には、欠陥個所で前記表面波が反射、透過、回折または散乱されることによって発生する欠陥波のうち、前記表面波、あるいは前記表面波と前記欠陥波の両方を非接触で検出する表面波受信手段と、前記表面波受信手段の出力信号から前記欠陥の有無とその位置、あるいはその深さ、あるいはその両方を検知する欠陥検知手段と、前記表面波受信要素の出力信号に含まれる前記欠陥波成分から前記欠陥の有無と深さに加えてその位置を同定する欠陥同定手段と、前記表面波受信要素の出力信号に含まれる表面波成分の伝播時間差から前記表面波の音速を校正する音速校正手段とで構成される表面検査装置を提供する。
【００１６】
本発明は、予め既知の位置に設置された複数個の表面波送信要素から成り、計測対象のある部分に非接触で表面波を励起する表面波送信手段と、送信位置に対して予め既知の位置に設置されており、前記計測対象の表面を伝播した前記表面波および、前記計測対象表面に欠陥があった場合には、欠陥個所で前記表面波が反射、透過、回折または散乱されることによって発生する欠陥波のうち、前記表面波、あるいは前記表面波と前記欠陥波の両方を非接触で検出する表面波受信手段と、前記表面波受信手段の出力信号から前記欠陥の有無とその位置、あるいはその深さ、あるいはその両方を検知する欠陥検知手段と、前記前記表面波受信要素の出力信号に含まれる前記欠陥波成分から前記欠陥の有無と深さに加えてその位置を同定する欠陥同定手段と、前記表面波送信要素から送信された表面波に相当する前記表面波受信手段の出力信号に含まれる表面波成分の伝播時間差から前記表面波の音速を校正する音速校正手段とで構成される表面検査装置を提供する。
【００１７】
本発明は、計測対象のある部分に非接触で表面波を励起する表面波送信手段と、予め既知の位置に設置された複数個の表面波受信要素から成り、前記計測対象表面を伝播した前記表面波および、前記計測対象表面に欠陥があった場合には、欠陥個所で前記表面波が反射、透過、回折または散乱されることによって発生する欠陥波のうち、前記表面波、あるいは前記表面波と前記欠陥波の両方を非接触で検出する表面波受信手段と、前記表面波受信手段の出力信号から前記欠陥の有無とその位置、あるいはその深さ、あるいはその両方を検知する欠陥検知手段と、前記表面波受信要素の出力信号に含まれる表面波成分から各表面波受信要素間の伝播経路の伝達特性を求める伝達特性同定手段とで構成される表面検査装置を提供する。
【００１８】
本発明は、予め既知の位置に設置された複数個の表面波送信要素から成り、計測対象のある部分に非接触で表面波を励起する表面波送信手段と、前記計測対象表面を伝播した前記表面波および、前記計測対象表面に欠陥があった場合には、欠陥個所で前記表面波が反射、透過、回折または散乱されることによって発生する欠陥波のうち、前記表面波、あるいは前記表面波と前記欠陥波の両方を非接触で検出する表面波受信手段と、前記表面波受信手段の出力信号から前記欠陥の有無とその位置、あるいはその深さ、あるいはその両方を検知する欠陥検知手段と、前記表面波送信要素から送信された表面波に相当する前記表面波受信手段の出力信号に含まれる表面波成分から各表面波の伝播経路の伝達特性を求める伝達特性同定手段とで構成される表面検査装置を提供する。
【００１９】
本発明は、前記表面波受信手段が、前記計測対象表面に連続的にレーザー光を照射する手段である表面検査装置を提供する。
【００２０】
本発明は、前記表面波送信手段が、前記計測対象の表面近傍に設置された電磁超音波探触子である表面検査装置を提供する。
【００２１】
本発明は、前記表面波受信手段が、前記計測対象の表面近傍に設置された電磁超音波探触子である請求項１乃至５のいずれか１に記載の表面検査装置を提供する。
【００２２】
本発明は、前記表面波受信手段が、前記計測対象表面の振動変位または振動速度を計測するレーザー干渉計であり、かつ前記レーザー干渉計内の光検出器の出力信号の振幅によって制御される、前記レーザー干渉計内の光路長微動手段を備えている表面検査装置を提供する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１の実施形態に従った表面検査装置を示している。これによると、たとえばパルス状に変調したレーザー光を発振する変調光源１０から発振されたパルスレーザー光１１は、照射用光学系１２を介し、レンズ系１３などでフォーカスされて、計測対象１のある位置Ｅに照射される。この照射位置Ｅには表面波５が励起され、計測対象１の表面を伝播する。照射位置Ｅから既知の距離Ｌ離れた受信点Ｍには、レーザーによる表面波検出器１４から発振されたレーザー光１５が照射用光学系１６を介して照射される。まず、表面を伝播した表面波５が受信点Ｍに到達すると、その波形は表面波検出器１４の出力信号Ｓｉｇとして検知される。さらに表面波５は受信点Ｍを通過して伝播して欠陥７に到達し、欠陥の開口部および底部のエッジで欠陥波９ａ、９ｂが発生する。それらの欠陥波は再び受信点Ｍに到達して表面波検出器１４の出力信号Ｓｉｇとして検知される。出力信号Ｓｉｇおよび変調光源の発振タイミングを示すトリガー信号Ｔｒｇは欠陥同定装置１７に入力される。欠陥同定装置１７は速度校正機能を備えており、それぞれの信号の時間差から計測対象１を伝わる表面波５の正確な音速と、経路上の欠陥の有無、その位置、その深さが検知される。
【００２５】
上記第１の実施形態によると、計測対象１に対して非接触で送信された表面波５は距離Ｌを伝播して受信点Ｍに到達する。ここでＭにおける受信手段が表面波探触子など接触式の場合、表面波５は受信装置の影響で大きく減衰し、実効的にはそれ以上伝播しない。しかし、受信装置がレーザー変位計など非接触の場合には表面波５は更に計測対象１の表面を伝播し、欠陥７に到達する。その一部は欠陥７の開口部、底部のエッジと相互作用し、欠陥波９ａ、９ｂが発生する。これらの欠陥波は再び受信点Ｍに到達し、信号として非接触受信器１４にて受信される。各々の信号が図６に示されている。ここで受信点Ｍまでの距離Ｌが予め既知とすると、未知の音速ｖｓは、信号Ｔｒｇが示す表面波５の発振時刻Ｔ０を基準とし、非接触の表面波受信手段で表面波が受信されるまでの時刻Ｔ１を用いて
ｖｓ＝Ｌ／Ｔ１
と求めることができる。また、欠陥波９ａ、９ｂの到達時間差Ｔｄは表面波５が欠陥７の深さ方向に伝播する時間であるため、未知の欠陥深さＤは
Ｄ＝Ｌ・Ｔｄ／Ｔ１
となり、予め表面波の音速ｖｓを知ること無しに欠陥深さＤを知ることが可能となる。また欠陥波９ａの伝播時間Ｔ３を用いれば、
Ｌｄ＝Ｌ・Ｔ３／Ｔ１
の関係から、送信点Ｅから欠陥の存在位置までの距離Ｌｄを求めることができ、未知の欠陥位置を知ることが可能となる。
【００２６】
なお、欠陥底部で相互作用して発生する欠陥波９ｂは純粋な表面波成分である場合の他、表面波がモード変換して発生する横波成分である可能性もある。横波と表面波の音速は若干異なり、かつモード変換を経ると伝播経路も同一経路ではなくなることから、その場合には深さ計測時のみ横波音速を用いて校正する必要がある。
【００２７】
図２は、本発明の第２の実施形態に係わる表面検査装置を示している。これによると、たとえばパルス状に変調したレーザー光を発振する変調光源１０から発振されたパルスレーザー光１１は、照射用光学系１２を介し、レンズ系１３などでフォーカスされて、計測対象１のある位置Ｅに照射される。この照射位置Ｅには表面波５が励起され、計測対象１の表面を伝播する。照射位置Ｅから既知の距離Ｌ１離れた受信点Ｍ１には、第１のレーザーによる表面波検出器１４ａから発振されたレーザー光１５ａが照射用光学系１６ａを介して照射され、照射位置Ｅから位置Ｅと位置Ｍ１を結ぶ直線の延長線上の既知の距離Ｌ２離れた受信点Ｍ２には、第２のレーザーによる表面波検出器１４ｂから発振されたレーザー光１５ｂが、照射用光学系１６ｂを介して照射される。表面を伝播した表面波５が受信点Ｍ１に到達すると、その波形は第１のレーザーによる表面波検出器１４ａの出力信号Ｓｉｇ１として、受信点Ｍ２に到達すると第２のレーザーによる表面波検出器１４ｂの出力信号Ｓｉｇ２として検知される。これら出力信号Ｓｉｇ１、Ｓｉｇ２および変調光源１０の発振タイミングを示すトリガー信号Ｔｒｇはすべて欠陥同定装置１７に入力され、それぞれの信号の時間差から計測対象１を伝わる表面波５の正確な音速と、経路上の欠陥の有無、深さ、位置が検知される。
【００２８】
上記第２の実施形態によると、計測対象１に対して非接触で送信された表面波５は距離Ｌ１を経て受信点Ｍ１に到達する。ここで受信点Ｍ１における受信手段が表面波探触子など接触式の場合、表面波５は受信装置の影響で大きく減衰し、実効的にはそれ以上伝播しない。しかし、受信装置がレーザー変位計など非接触の場合には表面波５は更に計測対象１の表面を伝播し、欠陥７を経由して受信点Ｍ２に到達する。このときの各々の信号が図７に示されている。ここで受信点Ｍ１、Ｍ２までの距離Ｌ１、Ｌ２が予め既知とすると、未知の音速ｖｓは、信号Ｔｒｇが示す表面波５の発振時刻Ｔ０を基準とし、非接触の表面波受信手段で表面波が受信されるまでの時刻Ｔ１を用いて
ｖｓ＝Ｌ１／Ｔ１
と求めることができる。またＭ２で表面波が検知される時刻Ｔ２は表面波５が距離Ｌ２＋２Ｄだけ伝播する時間であるから、未知の欠陥深さＤは
Ｄ＝（Ｌ１・Ｔ２／Ｔ１−Ｌ２）／２
となり、予め表面波の音速ｖｓを知ること無しに欠陥深さＤを知ることが可能となる。更にＳｉｇ１を長時間観察すると、そこには図６に示した波形と同様に欠陥波９ａおよび９ｂが観測されるため、上述と同様の手法を用いることで欠陥の位置を同定することも可能となる。
【００２９】
図３は、本発明の第３の実施形態に係わる表面検査装置を示している。これによると、たとえばパルス状に変調したレーザー光を発振する変調光源１０から発振されたパルスレーザー光１１は、照射用光学系１２ａで２分岐され、レンズ系１３ａおよび１３ｂでフォーカスされて、計測対象１の位置Ｅ１、Ｅ２に照射される。照射位置Ｅ１、Ｅ２には表面波５ａ、５ｂがそれぞれ励起され、計測対象１の表面を伝播する。照射位置Ｅ１、Ｅ２から既知の距離Ｌ１、Ｌ２離れた受信点Ｍ１には、レーザーによる表面波検出器１４から発振されたレーザー光１５が照射用光学系１６を介して照射される。表面を伝播した表面波５ａ、５ｂが受信点Ｍ１に到達すると、その波形はレーザーによる表面波検出器１４の出力信号Ｓｉｇとして検知される。表面波５ａ、５ｂを含む受信信号Ｓｉｇ、および変調光源１０の発振タイミングを示すトリガー信号Ｔｒｇは欠陥同定装置１７に入力され、それぞれの信号の時間差から計測対象１を伝わる表面波５の正確な音速と、経路上の欠陥の有無と深さが検知される。
【００３０】
上記第３の実施形態によると、例えばパルスレーザー光を２分岐し、ほぼ同時刻に複数点に表面波を励起するものである。このようにすると、受信点Ｍにおいては、まず最も近い送信点Ｅ２に励起された表面波５ｂが到達し、続いて欠陥７を経由して送信点Ｅ１に励起された表面波５ａが到達する。受信点Ｍにおける受信信号が図８に示されている。ここで、表面波５ｂの到達時刻Ｔ２は距離Ｌ２−Ｌ１を伝播した表面波の伝播時間であるから、表面波の音速ｖｓはｖｓ＝（Ｌ２−Ｌ１）／Ｔ１
となる。したがって、表面波５ａの到達時刻Ｔ１を用い、欠陥の深さＤは
Ｄ＝｛（Ｌ２−Ｌ１）Ｔ２／Ｔ１−Ｌ２｝／２
となり、この場合も予め表面波の音速ｖｓを知ること無しに欠陥深さＤを知ることが可能となる。更に、信号Ｓｉｇには図６に示した波形と同様に送信点Ｅ２から送信された表面波５ｂによる欠陥波９ａおよび９ｂが観測されるため、上述と同様の手法を用いることで欠陥の位置を同定することも可能となる。
【００３１】
図４は、本発明の第４の実施形態に係わる表面検査装置を示している。これによると、たとえばパルス状に変調したレーザー光を発振する変調光源１０から発振されたパルスレーザー光１１は、照射用光学系１２を介し、レンズ系１３などでフォーカスされて、計測対象１のある位置Ｅに照射される。この照射位置Ｅには表面波５が励起され、計測対象１の表面を伝播する。照射位置Ｅから既知の距離Ｌ１離れた受信点Ｍ１には、第１のレーザーによる表面波検出器１４ａから発振されたレーザー光１５ａが照射用光学系１６ａを介して照射され、照射位置Ｅから位置Ｅと位置Ｍ１とを結ぶ直線の延長線上の既知の距離Ｌ２離れた受信点Ｍ２には、第２のレーザーによる表面波検出器１４ｂから発振されたレーザー光１５ｂが、照射用光学系１６ｂを介して照射される。表面を伝播した表面波５が受信点Ｍ１に到達すると、その波形は第１のレーザーによる表面波検出器１４ａの出力信号Ｓｉｇ１として、受信点Ｍ２に到達すると第２のレーザーによる表面波検出器１４ｂの出力信号Ｓｉｇ２として検知される。これら出力信号Ｓｉｇ１、Ｓｉｇ２および変調光源１０の発振タイミングを示すトリガー信号Ｔｒｇは伝播経路特性の同定装置１８に入力され、トリガー信号Ｔｒｇを基準とした出力信号Ｓｉｇ１、Ｓｉｇ２の伝播時間をはじめ、２信号間の振幅減衰、周波数スペクトル、位相差、コヒーレンスが算出され、それらを基に欠陥の有無、深さ、位置が検知される。
【００３２】
上記第４の実施形態によると、非接触の手法を用いて点Ｅに励起された表面波５ａは、まず受信点Ｍ１にて非接触受信器１４ａで受信される。その後、表面波５ａは欠陥７に到達し、その一部は欠陥７の開口部、底部のエッジで反射され、欠陥波９ａ、９ｂが発生する。これらの欠陥波は再び受信点Ｍ１に到達し、信号として非接触受信器１４ａにて受信される。一方、表面波５ａのうち反射されなかった成分５ｃは欠陥７を透過して受信点Ｍ２に到達し、非接触受信器１４ｂで受信される。この信号が図９に示されている。
【００３３】
ここで、表面波の性質として、表面波は物質表面において、その１波長程度の深さの範囲に存在することが知られている。音速ｖｓ（ｖｓの計測手法は上述の通りである）、周波数ｆａの表面波の波長λは
λ＝ｖｓ／ｆａ
で現されることから、周波数の高い波ほど表面近傍に局在し、周波数が低くなるにつれてより深くまで浸透することが分かる。したがって、欠陥深さＤと比べ、表面波５ａに含まれるλ＜Ｄなる成分は主に反射され、Ｄ＜λなる成分は主に透過することになる。すなわち、点Ｅに励起される表面波の周波数スペクトルが図１０（ａ）で現される場合、点Ｍ２で受信される透過表面波５ｃの周波数スペクトルは図１０（ｂ）のように低周波が支配的となる一方、点Ｍ１で受信される欠陥波９a（場合によっては９ｂ）の周波数スペクトルは図１０（ｃ）のように高周波が支配的となる。よって、各受信信号のカットオフ周波数ｆｃを求めることにより、
ｆｃ＝ｖｓ／Ｄ
なる関係より、欠陥深さＤを求めることが可能となる。また、上述の通り欠陥波９ａ、９ｂの到達時間差Ｔｄから欠陥深さＤは、
Ｄ＝ｖｓ・Ｔｄ／２
と求めることができるので、同じ物理量を同時に２通りの計測量から求めることで、計測精度をより高めることが可能となる。
【００３４】
図５は、本発明の第５の実施形態に係わる表面検査装置を示す。これによると、たとえばパルス状に変調したレーザー光を発振する変調光源１０から発振されたパルスレーザー光１１は、照射用光学系１２ａで２分岐され、レンズ系１３ａおよび１３ｂでフォーカスされて、計測対象１の位置Ｅ１、Ｅ２に照射される。照射位置Ｅ１、Ｅ２には表面波５ａ、５ｂがそれぞれ励起され、計測対象１の表面を伝播する。照射位置Ｅ１、Ｅ２から既知の距離Ｌ１、Ｌ２離れた受信点Ｍ１には、レーザーによる表面波検出器１４から発振されたレーザー光１５が照射用光学系１６を介して照射される。表面を伝播した表面波５ａ、５ｂが受信点Ｍ１に到達すると、その波形はレーザーによる表面波検出器１４の出力信号Ｓｉｇとして検知される。表面波５ａ、５ｂを含む受信信号Ｓｉｇ、および変調光源１０の発振タイミングを示すトリガー信号Ｔｒｇは伝播経路特性の同定装置１８に入力され、トリガー信号Ｔｒｇを基準とした受信信号Ｓｉｇに含まれる２信号の各々の伝播時間をはじめ、受信信号Ｓｉｇに含まれる２信号間の振幅減衰、周波数スペクトル、位相差、コヒーレンスが算出され、それらを基に欠陥の有無と深さが検知される。
【００３５】
上記第５の実施形態によると、送信点Ｅ２に励起された超音波５ｂは欠陥を経由せずに受信点Ｍで受信されるため、伝播媒質の特性に応じた振幅減衰をもって図１０（ａ）のように検知される。一方、送信点Ｅ１に励起された超音波５ａは欠陥を経由し、上述の通り低周波帯域が選択的に透過されて受信点Ｍで受信される（図１０（ｂ））。したがって、２信号間のカットオフ周波数ｆｃのシフト量を検出することで、欠陥の深さＤを求めることができる。
【００３６】
非接触の表面波送信手段としてパルスレーザー光１１を照射する場合、それを線状にフォーカスする場合の作用を図１１を用いて説明する。通常、高いエネルギー密度を得るためには図１１（ａ）のようにレーザー光１１をレンズ１３aを用いて点状に収束させる手法が取られる。これは簡便な方法ではあるが、この場合、送信される表面波は点Ｅ１を中心として円状に伝播することになる。この時、例えば図１１（ｂ）に示す通り２つの受信点Ｍ１、Ｍ２が正確に一直線上に位置していないとすると、Ｅ１−Ｍ２間の距離は想定している長さＬ２よりも長くなり、これが計測誤差となる。一方、図１１（ｃ）のようにシリンドリカルレンズ１３bを用い、レーザー光１１を線状にフォーカスすると、励起された表面波はその線とは垂直方向に平面波として伝播する。この場合には２つの受信点Ｍ１、Ｍ２が正確に一直線上に位置していない場合でも、Ｅ１−Ｍ２間、Ｅ１−Ｍ１間の距離は想定した距離Ｌ１、Ｌ２となり、計測上の誤差を軽減することが可能となる。
【００３７】
図１２に本発明の第６の実施形態に係わる表面検査装置が示されている。これによると、計測試料１のある点Ｅに、ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザー光源１９から短パルス高エネルギーのレーザー光１１を照射用光学系１２を介して照射する。このようにすると、照射点Ｅを音源とした表面波５が計測試料１の表面を伝播する。ここで、レーザー光源はＮｄ：ＹＡＧを媒質としたもの以外、赤外域で発振するＣＯ２レーザー、紫外域で発振するエキシマレーザー、パルス半導体レーザーなども使用可能である。送信された表面波５は距離Ｌ１を経て受信点Ｍ１に到達するが、受信点Ｍ１における受信手段が表面波探触子など接触式の場合、表面波５は受信装置の影響で大きく減衰し、実効的にはそれ以上伝播しない。しかし、受信装置がレーザー変位計など非接触の場合には表面波５は更に計測対象１の表面を伝播し、欠陥７を経由して受信点Ｍ２に到達する。
【００３８】
ここで、レーザー光を用いた非接触の表面波受信手段の具体例を説明する。レーザーによる受信装置に用いるレーザー光源としてはＨｅ−Ｎｅレーザー、半導体レーザーや半導体励起固体レーザーなどが考えられる。また光学系としては、偏向方位検出計（ナイフエッジ法）、時間差干渉計、ヘテロダイン干渉計、透過型あるいは反射型のファブリペロー干渉計などが使用可能である。ここでは特にマイケルソン干渉計の場合について述べる。
【００３９】
図１３は、マイケルソン干渉計で複数点の微小振動（表面波）を検出する際の通常の手法を示している。ここでは、例えば、レーザー光源２０ａ、２０ｂから発振した連続レーザー光２１ａ、２１ｂは光分岐器２２ａ、２２ｂで２分岐され、一方は参照光２３ａ、２３ｂとしてミラー２５ａ、２５ｂを介して光検出器２６ａ、２６ｂへ、他方は測定光１５ａ，１５ｂとして照射用光学系１６ａ，１６ｂを介して計測対象１の表面の受信点Ｍ１，Ｍ２に照射される。表面波５が受信点Ｍ１，Ｍ２に到達すると、反射位置が微小に変位するため、受信点Ｍ１，Ｍ２における測定光１５ａ，１５ｂの反射成分の位相が変化する。この反射光は照射と同一経路を逆戻りして光分岐器２２ａ，２２ｂで参照光２３ａ，２３ｂと合成され、ともに光検出器２６ａ，２６ｂに入射される。光検出器２６ａ，２６ｂでは参照光２３ａ，２３ｂと測定光１５ａ，１５ｂの干渉信号が計測され、もし表面波５の到達によって測定光１５ａ，１５ｂの位相が変化した場合には、それに対応した波形の信号Ｓｉｇ１，Ｓｉｇ２が出力される。複数の受信点で測定を実施する場合には、図１３に示すように、この干渉系を受信点数だけ用意すればよい。
【００４０】
図１４を参照して改良型マイケルソン干渉計を用いて複数点の微小振動（表面波）を検出する方法を説明する。
【００４１】
これは、レーザー光源２０から発振したレーザー光２１を光分岐器２７で受信点の数と同数に分岐し、その各々をマイケルソン干渉計に用いる。このようにすると、比較的高価なレーザー光源２０を１つ使うだけで複数点の受信を行うことが可能となり、図１３に示した従来手法と比べ受信機のコストを下げることができる。
【００４２】
また、図１５に示す第２の改良型マイケルソン干渉計を用いても複数点の測定を行うことが可能である。これはレーザー光源２０から発振したレーザー光２１を光分岐器２２で受信点の数と同数に分岐する。ここでは簡単のため、２分岐する場合を考える。分岐した２つのレーザー光を測定光１５ａ、１５ｂとして、照射用光学系１６ａ、１６ｂをそれぞれ介して受信点Ｍ１、Ｍ２に照射する。いま表面波５が図の位置から伝播してきたとすると、その波はまず受信点Ｍ１に到達し、そこを通過して受信点Ｍ２に到達する。ここで、受信点Ｍ１に表面波５による変位が発生し、測定光１５ａの反射光の位相がシフトしている間は、受信点Ｍ２に照射した測定光１５ｂの反射光は固定点による反射、すなわち参照光として扱うことができる。逆に、受信点Ｍ２に表面波５による変位が発生し、測定光１５ｂの反射光の位相がシフトする際には、受信点Ｍ１に照射した測定光１５ａの反射光は参照光として扱うことができる。したがってその干渉信号を検出する光検出器２６からは受信点Ｍ１、Ｍ２の両方の信号が検出されることになる。このように光学系を構成すれば、１つのレーザー光源２０、光検出器２６、干渉光学系で複数点の信号受信を行うことが可能となり、よりいっそう受信機に関するコストを低減することが可能となる。
【００４３】
図１５に示した改良型マイケルソン干渉計は、上述の機能だけでも動作するが、更に下記の機能を加えることでより高度化することが可能である。計測対象１上の受信点Ｍは一般に粗面であることから、その反射光にはスペックルと呼ばれる明暗の斑模様が現れる。すなわち、照射点Ｍの性状の微妙な差により干渉計測の効率が著しく劣化する可能性がある。そこで、光検出器２６の出力信号を分岐してローパスフィルタ１０２によってその直流成分だけを取り出し、そのレベルが一定となるようにコントローラ１０３、ドライバ１０４によって移動機構１０１を駆動し、照射用のミラー１００を動作させる。これにより干渉計の光路長を調整し、干渉効率を常に最適に保持することが可能となる。駆動する光学素子はミラー１００でなく、照射用光学系１６とすることも可能である。また本手法は、図１３、図１４に示した干渉計において、ミラー２５あるいは照射用光学系１６を駆動することでも同様の効果が得られる。
【００４４】
図１２は、非接触の受信機として例えば図１５に示した改良型マイケルソン干渉計２０を用いた検査装置を示している。このようにすれば、欠陥７を経由しない表面波５と欠陥７を経由した表面波５、および欠陥７による欠陥波を１つの干渉計ｓで受信することが可能となり、これらの信号をオシロスコープで目視観察したり、あるいは信号処理回路を用いて音速校正すると同時に欠陥の有無、欠陥の寸法、欠陥の位置を検知することが可能となる。
【００４５】
図１６は、本発明の第６の実施形態に係わる検査装置を示している。これは非接触の３台の表面波受信機を用いた場合であり、欠陥７が発生している可能性のある範囲がある程度限定でき、しかも表面波送信用のパルスレーザー光１０がその付近に照射できない場合を想定した例である。表面波５はその伝播経路上に欠陥が無い場合でも計測対象１の性質に応じて相応に減衰する。そこで、欠陥が表面波５の送信点Ｅ近傍の第１の受信点Ｍ１に第１のレーザー変位計１４ａからの測定光１５ａを、欠陥７近傍の両側に各々の位置する第２の受信点Ｍ２に第２のレーザー変位計１４ｂからの測定光１５ｂを、第３の受信点Ｍ３に第３のレーザー変位計１４ｃからの測定光１５ｃを照射する。まず、送信された表面波５は近傍の受信点Ｍ１に到達し、レーザー変位計１４ａの出力信号Ｓｉｇ１としてはほぼ励起された表面波５そのものの波形が得られる。ここから表面波５は更に伝播し、欠陥７の開口部手前の受信点Ｍ２において伝播経路上で減衰した表面波５の波形が信号Ｓｉｇ２として検出される。表面波５は更に伝播し、欠陥７との相互作用によって欠陥波が信号Ｓｉｇ２に、透過した表面波５の成分が信号Ｓｉｇ３として検知される。このようにすると、信号Ｓｉｇ１とＳｉｇ２の表面波成分を比較することにより伝播経路上の減衰に関する情報と音速が求められ、また信号Ｓｉｇ２の表面波成分と信号Ｓｉｇ３を信号処理することにより、欠陥７と表面波５の相互作用による伝播時間の遅れや周波数遮断などの事象をより正確に知ることが可能となる。
【００４６】
図１７は、本発明の第７の実施形態に係わる検査装置を示す。これはパルスレーザー光源１０から発振したレーザー光を光ファイバー２７を用いて送信点Ｅに導き、またレーザー変位計１４ａ、１４ｂの測定光を光ファイバー２８ａ、２８ｂを用いて受信点Ｍ１、Ｍ２に導くものである。このようにすれば計測対象１がより狭隘場所にある場合でも自由度の高い計測を実施することが可能となる。ここで、レーザー変位計１４が干渉に基づく手法を用いたものである場合には光ファイバー２８はシングルモードファイバーを、レーザー変位計１４が強度変化に基づく手法を用いたものである場合には光ファイバー２８はマルチモードファイバーを用いることが考えられる。また、送信側・受信側のどちらかに光ファイバーを用い、他方は空間伝播でレーザー光を導くことも可能である。
【００４７】
図１８は、本発明の第８の実施形態に係わる検査装置を示す。これはパルスレーザー光源１０から発振したレーザー光を光ファイバー２７で送信点Ｅまで導き、送信した表面波５を電磁超音波探触子３０ａ，３０ｂを用いて受信する。電磁超音波探触子３０ａ，３０ｂの受信信号は専用信号処理装置２９ａ，２９ｂで処理され、レーザー変位計の場合と同じく欠陥同定装置１７または伝播経路特性の同定装置１８に入力され、同様に処理することが可能である。このようにすれば、比較的高価な光干渉計を電磁超音波探触子で代替することで、コストの低減を図ることができる。
【００４８】
図１９は、本発明の第９の実施形態に係わる検査装置を示す。これは専用発振器３１で駆動される電磁超音波探触子３０によって送信点Ｅから表面波５を送信し、これをレーザー変位計１４ａ，１４ｂで受信する。このようにすれば、比較的高価なパルスレーザー光源を電磁超音波探触子で代替することで、コストの低減を図ることができる。また送信・受信の両方に電磁超音波探触子を使用することも可能である。
【００４９】
図２０は、本発明の第１０の実施形態に係わる検査装置を示す。これは非接触での表面波送信用手法としてパルスレーザー光を用いる場合の送信器部分の構成の一例である。パルスレーザー光源１０から発振したレーザー光１１は、偏光面を調整するための波長板１０５ａ〜１０５ｍと偏光ビームスプリッタ１０６ａ〜１０６ｍおよびミラー１２ｎから構成される送信光分岐手段１０７によって、所望の分岐数ｎにそれぞれ適切なエネルギー配分で分岐される。これらのレーザー光は光カプラ１０８ａ〜１０８ｎによって光ファイバー２７ａ〜２７ｎに入射され、照射用光学系１３ａ〜１３ｎによって各々の送信点Ｅに照射される。照射用光学系１３ａ〜１３ｎは光ファイバー配置具１０９ａ，１０９ｂによって相対的な位置を正確に決めて固定されており、例えば直線状、あるいは円環状など、レーザー光１１を所望の位置、形状で計測対象１に照射することが可能となる。パルスレーザー光１１は一般に非常に高いエネルギー密度を持つため、それを１本のファイバーで送信するためにはコア径の大きいファイバーを使用せねばならず、この場合、光ファイバーのフレキシビリティーが損なわれ、アクセス性が悪くなる場合があった。しかし本実施例によれば、レーザー光１１を十分低いエネルギー密度になるまで分岐して送信するため曲げ半径の小さい光ファイバーを使用することが可能であり、アクセス性を損なうことがない。また、本発明で述べたような複数のレーザー光照射点を正確に位置決めする必要がある場合、あるいは直線状など、特定の照射形状を必要とする場合などに有利である。
【００５０】
図２０の例は簡便ではあるが、送信光分岐手段１０７を構成するのに複数の波長板１０５ａ〜１０５ｍと偏光ビームスプリッタ１０６ａ〜１０６ｍが必要である。
【００５１】
図２１は、第１１の実施形態であり、図２０の送信光分岐手段を、1枚の表反射ミラーで実現する例を示している。反射ミラー１０７は入射されたレーザー光１１のうち、表面でその一部を、裏面で残りを完全に反射するように設計されたミラーである。このようなミラー１０７にレーザー光１１を入射すると、表面と裏面の多重反射により、複数本のレーザービームが得られる。これらのレーザービームを光ファイバー２７で照射点に導く仮定は図２０の実施例と同様である。図２１の実施形態の場合、分岐数ｎはミラー１０７の口径とレーザー光１１の入射角度によって適宜決められる。また分岐エネルギーとしてはａからｇに向かってべき乗で小さくなっていくが、これは照射用光学系１３を光ファイバー配置具１０９で固定する際の配置を最適化することで実効的にはほぼ均一とみなすことが可能となる。このようにすれば、図２０の実施例よりもエネルギーの均一性は劣るものの、非常に部品点数の少ない送信光分岐手段を実現することが可能となる。送信光分岐手段はこの他にも、フライアイレンズを用いる手法も考えられる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、カプラントの塗布や超音波探触子の接触設置という作業工程の簡略化が可能で、しかも計測対象が小型であったり狭隘部にある場合でも、表面波の伝播速度の変化を測定と同時に校正でき、表面欠陥の有無、欠陥深さ、欠陥の位置を精度よく検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる表面検査装置のブロック図
【図２】本発明の第２の実施形態に係わる表面検査装置のブロック図
【図３】本発明の第３の実施形態に係わる表面検査装置のブロック図
【図４】本発明の第４の実施形態に係わる表面検査装置のブロック図
【図５】本発明の第５の実施形態に係わる表面検査装置のブロック図
【図６】図１の表面検査装置で測定される信号を示す図
【図７】図２の表面検査装置で測定される信号を示す図
【図８】図３の表面検査装置で測定される信号を示す図
【図９】図４の表面検査装置で測定される信号を示す図
【図１０】表面波の周波数スペクトルの一例の模式図
【図１１】線状にフォーカスしたレーザー光による表面波送信の効果を示す模式図
【図１２】本発明の第６の実施形態に係わる表面検査装置のブロック図
【図１３】従来の表面波検出用マイケルソン干渉計の構成を示す図
【図１４】本発明に係わる表面波検出用改良型マイケルソン干渉計の構成を示す図
【図１５】本発明に係わる第２の表面波検出用改良型マイケルソン干渉計の構成を示す図
【図１６】本発明の第６の実施形態に係わる表面検査装置のブロック図
【図１７】本発明の第７の実施形態に係わる表面検査装置のブロック図
【図１８】本発明の第８の実施形態に係わる表面検査装置のブロック図
【図１９】本発明の第９の実施形態に係わる表面検査装置のブロック図
【図２０】本発明の第１０の実施形態に係わる表面検査装置のブロック図
【図２１】本発明の第１１の実施形態に係わる表面検査装置のブロック図
【図２２】従来の第１の超音波計測装置を示す図
【図２３】従来の第２の超音波計測装置を示す図
【符号の説明】
１０…変調装置
１２，１２ａ，１２ｂ…照射用光学系
１３，１３ａ，１３ｂ…レンズ系
１４，１４ａ，１４ｂ…表面波検出器
１６，１６ａ，１６ｂ…照射用光学系
１７…欠陥同定装置
１８…同定装置
１９…レーザー光源
２０，２０ａ，２０ｂ…レーザー光源
２２，２２ａ，２２ｂ…光分岐器
２６，２６ａ，２６ｂ…光検出器
２７…光ファイバー
２８ａ，２８ｂ…光ファイバー
２９ａ，２９ｂ…信号処理装置
３０，３０ａ，３０ｂ…電磁超音波探触子
３１…発振器
１００…照射用ミラー
１０１…移動機構
１０２…ローパスフィルタ
１０３…コントローラ
１０４…ドライバ
【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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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0003735650.tif 000019
【図１９】
0003735650.tif 000020
【図２０】
0003735650.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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