JPH071254B2 - 超音波検出装置 - Google Patents
超音波検出装置Info
- Publication number
- JPH071254B2 JPH071254B2 JP2195555A JP19555590A JPH071254B2 JP H071254 B2 JPH071254 B2 JP H071254B2 JP 2195555 A JP2195555 A JP 2195555A JP 19555590 A JP19555590 A JP 19555590A JP H071254 B2 JPH071254 B2 JP H071254B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- light
- reflected
- light source
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
この発明は、物質表面の、超音波による変化を測定する
ことによって物質内部情報を得るための超音波検出装置
に関する。
ことによって物質内部情報を得るための超音波検出装置
に関する。
従来、非破壊で、材料内部の観察をするための装置とし
て、超音波顕微鏡がある。 この超音波顕微鏡１は、第３図に示されるように、トラ
ンスデューサ２に、数100MHz〜数GHzの電気信号を印加
させて発生した超音波を音響レンズ３によって集束さ
せ、被測定物４の表面に入射させるものである。 このとき、超音波は被測定物４の表面で反射・散乱さ
れ、トランスデューサ２に戻ってくる超音波を電気信号
に変換することによって、被測定物４の表面情報を得る
ことができる。 第４図は、従来の走査型超音波顕微鏡５を示すものであ
る。 この走査型超音波顕微鏡５は、被測定物４の裏側に液体
６を介してトランスデューサ２を密着させ、被測定物４
に超音波を印加し、一方、被測定物４の、トランスデュ
ーサ２と反対側の表面に、レーザビーム７を、ミラー8A
及びレンズ９を介して入射させ、被測定物４の表面から
の反射波を、レンズ９及びミラー8Bを介して取出すもの
である。 このとき、被測定物４内部の欠陥等により超音波が散乱
・回析を起こし、これにより被測定物４の表面状態が変
化し、この表面を前記ミラー8Aにより、レーザビーム７
を偏向走査することによって、被測定物４内部の状態を
知ることができる。
て、超音波顕微鏡がある。 この超音波顕微鏡１は、第３図に示されるように、トラ
ンスデューサ２に、数100MHz〜数GHzの電気信号を印加
させて発生した超音波を音響レンズ３によって集束さ
せ、被測定物４の表面に入射させるものである。 このとき、超音波は被測定物４の表面で反射・散乱さ
れ、トランスデューサ２に戻ってくる超音波を電気信号
に変換することによって、被測定物４の表面情報を得る
ことができる。 第４図は、従来の走査型超音波顕微鏡５を示すものであ
る。 この走査型超音波顕微鏡５は、被測定物４の裏側に液体
６を介してトランスデューサ２を密着させ、被測定物４
に超音波を印加し、一方、被測定物４の、トランスデュ
ーサ２と反対側の表面に、レーザビーム７を、ミラー8A
及びレンズ９を介して入射させ、被測定物４の表面から
の反射波を、レンズ９及びミラー8Bを介して取出すもの
である。 このとき、被測定物４内部の欠陥等により超音波が散乱
・回析を起こし、これにより被測定物４の表面状態が変
化し、この表面を前記ミラー8Aにより、レーザビーム７
を偏向走査することによって、被測定物４内部の状態を
知ることができる。
前記第３図の従来の超音波顕微鏡１は、被測定物４と音
響レンズ３を相対的に移動させて走査しなければなら
ず、又、第４図の走査型超音波顕微鏡５の場合も、ミラ
ー8Aでレーザビームを偏向走査するものであるため、共
にリアルタイムでの観測が不可能であるという問題点が
あった。 この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、被測定物の内部情報をリアルタイムで得ること
ができる超音波検出装置を提供することを目的とする。
響レンズ３を相対的に移動させて走査しなければなら
ず、又、第４図の走査型超音波顕微鏡５の場合も、ミラ
ー8Aでレーザビームを偏向走査するものであるため、共
にリアルタイムでの観測が不可能であるという問題点が
あった。 この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、被測定物の内部情報をリアルタイムで得ること
ができる超音波検出装置を提供することを目的とする。
この発明は、被測定物を超音波振動させる加振手段と、
前記被測定物の被測定表面に取付けられる第１のミラー
と、この第１のミラーを照射するための光源と、この光
源からの光の、前記第１のミラーによる反射光を結像さ
せる結像系と、この結像系による前記第１のミラーの結
像位置で、反射光軸と直交した面内に配置されたイメー
ジセンサと、前記光源からの光を反射して前記結像系に
戻すことにより、前記第１のミラーからの反射光と干渉
させるための第２のミラーと、を含んで超音波検出装置
を構成することにより上記目的を達成するものである。 又、前記超音波検出装置において、前記第１のミラーと
前記結像系の間に、前記光源からの光を、前記第１のミ
ラー方向及び第２のミラー方向に分割すると共に、これ
ら第１及び第２のミラーの反射光を併合するビームスプ
リッタを設けたことにより上記目的を達成するものであ
る。 更に又、前記超音波検出装置において、前記第２のミラ
ーを、半透過ミラーとすると共に、この第２のミラーを
前記第１のミラーと前記結像系の間に、前記第１のミラ
ーと平行に配置したことにより上記目的を達成するもの
である。
前記被測定物の被測定表面に取付けられる第１のミラー
と、この第１のミラーを照射するための光源と、この光
源からの光の、前記第１のミラーによる反射光を結像さ
せる結像系と、この結像系による前記第１のミラーの結
像位置で、反射光軸と直交した面内に配置されたイメー
ジセンサと、前記光源からの光を反射して前記結像系に
戻すことにより、前記第１のミラーからの反射光と干渉
させるための第２のミラーと、を含んで超音波検出装置
を構成することにより上記目的を達成するものである。 又、前記超音波検出装置において、前記第１のミラーと
前記結像系の間に、前記光源からの光を、前記第１のミ
ラー方向及び第２のミラー方向に分割すると共に、これ
ら第１及び第２のミラーの反射光を併合するビームスプ
リッタを設けたことにより上記目的を達成するものであ
る。 更に又、前記超音波検出装置において、前記第２のミラ
ーを、半透過ミラーとすると共に、この第２のミラーを
前記第１のミラーと前記結像系の間に、前記第１のミラ
ーと平行に配置したことにより上記目的を達成するもの
である。
この発明においては、超音波振動された被測定物表面と
結合された第１のミラーの反射光と第２のミラーの反射
光との干渉像の結像位置にイメージセンサを設けている
ので、被測定物表面で反射された超音波の２次元分布を
リアルタイムで知ることができ、且つ被測定物内部の非
破壊測定を行うことができる。
結合された第１のミラーの反射光と第２のミラーの反射
光との干渉像の結像位置にイメージセンサを設けている
ので、被測定物表面で反射された超音波の２次元分布を
リアルタイムで知ることができ、且つ被測定物内部の非
破壊測定を行うことができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 第１図に示されるように、本発明の実施例に係る超音波
検出装置10は、被測定物12を超音波振動させるために、
該被測定物12の裏面（図において下側面）に取付けられ
たトランスデューサ14と、前記被測定物12の、図におい
て上側の表面12Aに、液体16を介して、該表面12Aと平行
に取付けられ、液体16側に第１のミラー18が形成された
ガラス板20と、このガラス板20の表面側から、前記第１
のミラー18に対して、ビームスプリッタ22で反射させて
レーザ光を照射するためのレーザ光源24と、このレーザ
光源24から出射され、前記ビームスプリッタ22を透過直
進したレーザ光を、入射方向に反射し、且つ、該反射光
が前記第１のミラー18で反射された光と干渉するように
配置された第２のミラー25と、この第２のミラー25と前
記第１のミラー18によって反射・散乱された散乱光を結
像させる結像レンズ30と、この結像レンズ30による結像
位置で、反射光軸と直交した面内に配置されたイメージ
センサ28とを備えて構成されている。 前記被測定物12と第１のミラー18との間に介在する液体
16は、両者を音響的に結合し、超音波の反射を減らすた
めのものである。 次に、上記実施例装置の作用について説明する。 被測定物12がトランスデューサ14により超音波振動を与
えられると、超音波は液体16を伝播し、ガラス板20の第
１のミラー18に伝わる。 被測定物12の内部に欠陥等があった場合は、伝播される
超音波はここで散乱・回析を起こし、この結果、被測定
物12の表面12Aの表面状態を変化させる。 前記ガラス板20は、液体16を介して被測定物12に音響的
に結合されているために、ガラス板20に入射する超音波
の２次元強度は、被測定物12の内部の欠陥等に対応した
ものとなる。 従って、超音波により加振されることにより、第１のミ
ラー18の表面には、被測定物12の内部情報に対応する微
細な凹凸が発生する。 レーザ光源24から出射され、ビームスプリッタ22によっ
て反射され、ガラス板20を透過して第１のミラー18に到
達するレーザ光は、前記第１のミラー18に形成された微
細な凹凸によって散乱される。 第１のミラー18によって散乱・反射されたレーザ光は、
ビームスプリッタ22を通って、レンズ30により集光さ
れ、又、ビームスプリッタ22を透過したレーザ光は第２
のミラー25で反射され、ビームスプリッタ22に戻り、結
像レンズ30に向かって反射されるので、第１及び第２の
ミラー18、25の反射光が干渉し、その干渉像がイメージ
センサ28上に結像する。 このイメージセンサ28上に結像した干渉像は、第１のミ
ラー18表面の微細な凹凸に対応したものとなる。換言す
れば、第１のミラー18表面における超音波強度の分布に
応じた像ができることになる。この像をイメージセンサ
28によって２次元的に読出すことにより、ガラス板20に
入射する超音波の２次元強度の測定ができる。 従って、この実施例では、レーザビームを走査させたり
することなく、被測定物12の内部情報を、イメージセン
サ28によって、２次元的にリアルタイムで観測すること
ができる。 次に、第２図に示される本発明の第２実施例について説
明する。 この第２実施例は、半透過の第２のミラー32を用い、こ
れを前記第１実施例におけるビームスプリッタ22とガラ
ス板20との間に、その半透過面32Aが、図において上向
きで、且つ前記第１のミラー18と平行になるように配置
したものである。 この第２実施例においては、ビームスプリッタ22で反射
されたレーザ光一部が半透過の第２のミラー32を透過し
て、第１のミラー18で反射され、又、一部が半透過の第
２のミラー32の半透過面32Aで反射され、それぞれビー
ムスプリッタ22を透過して、結像レンズ30に至るもので
ある。 この過程において、前記第１実施例と同様に、第１のミ
ラー18の反射光及び第２のミラー32の反射光が干渉し、
その干渉像が、イメージセンサ28上に結像されることに
なる。 前記実施例において、被測定物12はトランスデューサ14
によって超音波振動を与えられるようになっているが、
これは、要すれば被測定物12を超音波振動させることが
できるものであればよく、従って、光パルスを被測定物
12に照射することによって、該被測定物12も超音波振動
させるような加振手段であってもよい。
検出装置10は、被測定物12を超音波振動させるために、
該被測定物12の裏面（図において下側面）に取付けられ
たトランスデューサ14と、前記被測定物12の、図におい
て上側の表面12Aに、液体16を介して、該表面12Aと平行
に取付けられ、液体16側に第１のミラー18が形成された
ガラス板20と、このガラス板20の表面側から、前記第１
のミラー18に対して、ビームスプリッタ22で反射させて
レーザ光を照射するためのレーザ光源24と、このレーザ
光源24から出射され、前記ビームスプリッタ22を透過直
進したレーザ光を、入射方向に反射し、且つ、該反射光
が前記第１のミラー18で反射された光と干渉するように
配置された第２のミラー25と、この第２のミラー25と前
記第１のミラー18によって反射・散乱された散乱光を結
像させる結像レンズ30と、この結像レンズ30による結像
位置で、反射光軸と直交した面内に配置されたイメージ
センサ28とを備えて構成されている。 前記被測定物12と第１のミラー18との間に介在する液体
16は、両者を音響的に結合し、超音波の反射を減らすた
めのものである。 次に、上記実施例装置の作用について説明する。 被測定物12がトランスデューサ14により超音波振動を与
えられると、超音波は液体16を伝播し、ガラス板20の第
１のミラー18に伝わる。 被測定物12の内部に欠陥等があった場合は、伝播される
超音波はここで散乱・回析を起こし、この結果、被測定
物12の表面12Aの表面状態を変化させる。 前記ガラス板20は、液体16を介して被測定物12に音響的
に結合されているために、ガラス板20に入射する超音波
の２次元強度は、被測定物12の内部の欠陥等に対応した
ものとなる。 従って、超音波により加振されることにより、第１のミ
ラー18の表面には、被測定物12の内部情報に対応する微
細な凹凸が発生する。 レーザ光源24から出射され、ビームスプリッタ22によっ
て反射され、ガラス板20を透過して第１のミラー18に到
達するレーザ光は、前記第１のミラー18に形成された微
細な凹凸によって散乱される。 第１のミラー18によって散乱・反射されたレーザ光は、
ビームスプリッタ22を通って、レンズ30により集光さ
れ、又、ビームスプリッタ22を透過したレーザ光は第２
のミラー25で反射され、ビームスプリッタ22に戻り、結
像レンズ30に向かって反射されるので、第１及び第２の
ミラー18、25の反射光が干渉し、その干渉像がイメージ
センサ28上に結像する。 このイメージセンサ28上に結像した干渉像は、第１のミ
ラー18表面の微細な凹凸に対応したものとなる。換言す
れば、第１のミラー18表面における超音波強度の分布に
応じた像ができることになる。この像をイメージセンサ
28によって２次元的に読出すことにより、ガラス板20に
入射する超音波の２次元強度の測定ができる。 従って、この実施例では、レーザビームを走査させたり
することなく、被測定物12の内部情報を、イメージセン
サ28によって、２次元的にリアルタイムで観測すること
ができる。 次に、第２図に示される本発明の第２実施例について説
明する。 この第２実施例は、半透過の第２のミラー32を用い、こ
れを前記第１実施例におけるビームスプリッタ22とガラ
ス板20との間に、その半透過面32Aが、図において上向
きで、且つ前記第１のミラー18と平行になるように配置
したものである。 この第２実施例においては、ビームスプリッタ22で反射
されたレーザ光一部が半透過の第２のミラー32を透過し
て、第１のミラー18で反射され、又、一部が半透過の第
２のミラー32の半透過面32Aで反射され、それぞれビー
ムスプリッタ22を透過して、結像レンズ30に至るもので
ある。 この過程において、前記第１実施例と同様に、第１のミ
ラー18の反射光及び第２のミラー32の反射光が干渉し、
その干渉像が、イメージセンサ28上に結像されることに
なる。 前記実施例において、被測定物12はトランスデューサ14
によって超音波振動を与えられるようになっているが、
これは、要すれば被測定物12を超音波振動させることが
できるものであればよく、従って、光パルスを被測定物
12に照射することによって、該被測定物12も超音波振動
させるような加振手段であってもよい。
第１図は本発明に係る超音波検出装置の実施例を示す断
面図、第２図は本発明の超音波検出装置の第２実施例を
示す断面図、第３図は従来の超音波顕微鏡の概要を示す
斜視図、第４図は更に他の従来の超音波顕微鏡の概要を
示す斜視図である。 10……超音波検出装置、12……被測定物、12A……表
面、14……トランスデューサ、18……第１のミラー、22
……ビームスプリッタ、24……レーザ光源、25、32……
第２のミラー、28……イメージセンサ、30……結像レン
ズ。
面図、第２図は本発明の超音波検出装置の第２実施例を
示す断面図、第３図は従来の超音波顕微鏡の概要を示す
斜視図、第４図は更に他の従来の超音波顕微鏡の概要を
示す斜視図である。 10……超音波検出装置、12……被測定物、12A……表
面、14……トランスデューサ、18……第１のミラー、22
……ビームスプリッタ、24……レーザ光源、25、32……
第２のミラー、28……イメージセンサ、30……結像レン
ズ。
Claims (3)
- 【請求項１】被測定物を超音波振動させる加振手段と、
前記被測定物の被測定表面に取付けられる第１のミラー
と、この第１のミラーを照射するための光源と、この光
源からの光の、前記第１のミラーによる反射光を結像さ
せる結像系と、この結像系による前記第１のミラーの結
像位置で、反射光軸と直交した面内に配置されたイメー
ジセンサと、前記光源からの光を反射して前記結像系に
戻すことにより、前記第１のミラーからの反射光と干渉
させるための第２のミラーと、を有してなる超音波検出
装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記第１のミラーと前
記結像系の間に、前記光源からの光を、前記第１のミラ
ー方向及び第２のミラー方向に分割すると共に、これら
第１及び第２のミラーの反射光を併合するビームスプリ
ッタを設けたことを特徴とする超音波検出装置。 - 【請求項３】請求項１において、前記第２のミラーを、
半透過ミラーとすると共に、この第２のミラーを前記第
１のミラーと前記結像系の間に、前記第１のミラーと平
行に配置したことを特徴とする超音波検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195555A JPH071254B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 超音波検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195555A JPH071254B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 超音波検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0481654A JPH0481654A (ja) | 1992-03-16 |
| JPH071254B2 true JPH071254B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=16343060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2195555A Expired - Fee Related JPH071254B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 超音波検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071254B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19516199C2 (de) * | 1995-05-08 | 1998-01-08 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Verwendung einer Vorrichtung zur Umwandlung einer Dreh- in eine Axialbewegung |
| KR100788823B1 (ko) * | 2006-01-23 | 2007-12-27 | 한국원자력연구원 | 표면 결함 정보 추출을 위한 레이저-초음파 검사 장치 및방법 |
| SG11201805654SA (en) * | 2016-02-17 | 2018-07-30 | Ev Group E Thallner Gmbh | Metrology device and metrology method |
| JP7355637B2 (ja) * | 2019-12-16 | 2023-10-03 | 株式会社ディスコ | 検出装置 |
-
1990
- 1990-07-24 JP JP2195555A patent/JPH071254B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0481654A (ja) | 1992-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107024542B (zh) | 用于测试对象的机载超声测试*** | |
| US5748318A (en) | Optical stress generator and detector | |
| US7798000B1 (en) | Non-destructive imaging, characterization or measurement of thin items using laser-generated lamb waves | |
| US20060215174A1 (en) | System and method to inspect components having non-parallel surfaces | |
| JPH0136584B2 (ja) | ||
| US11692810B2 (en) | Photoacoustic excitation sensing enhanced by cross-correlated unfocused speckle images | |
| JP2004101189A (ja) | 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 | |
| Osumi et al. | Imaging slit in metal plate using aerial ultrasound source scanning and nonlinear harmonic method | |
| WO2012081347A1 (ja) | 内部欠陥検査方法及びその装置 | |
| KR100817615B1 (ko) | 물체의 결함을 측정하기 위한 레이저 유도 초음파 검사장치 및 그 구현 방법 | |
| JP4196643B2 (ja) | 超音波による内部欠陥の映像化方法、及び、装置 | |
| JP3704843B2 (ja) | 非接触非破壊の材料評価方法とその装置及び弾性波励起方法と弾性波励起装置 | |
| JPH071254B2 (ja) | 超音波検出装置 | |
| US5796004A (en) | Method and apparatus for exciting bulk acoustic wave | |
| JPH071253B2 (ja) | 超音波検出装置 | |
| JP2000065803A (ja) | レーザー超音波検査装置及びレーザー超音波検査方法 | |
| JP3545611B2 (ja) | レーザー超音波検査装置及びレーザー超音波検査方法 | |
| JP7247077B2 (ja) | 受信用レーザ光受信装置、レーザ超音波計測装置およびレーザ超音波計測方法 | |
| KR100961976B1 (ko) | 비파괴 검사 장치 | |
| JP3271994B2 (ja) | 寸法測定方法 | |
| JP4059418B2 (ja) | レーザー超音波検査方法 | |
| JP4392497B2 (ja) | 超音波干渉縞を用いた形状解析方法 | |
| Deason et al. | Ultrasonic imaging of subsurface objects using photorefractive dynamic holography | |
| JPH07286993A (ja) | レーザ超音波材質測定装置 | |
| JP2718091B2 (ja) | 超音波非破壊検査方法及びその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |