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スペックル画像を用いる欠陥検出方法およびその装置 コモンズ

国内特許コード P180015069
整理番号 FU757
掲載日 2018年6月13日
出願番号 特願2017-170670
公開番号 特開2019-045398
出願日 平成29年9月5日(2017.9.5)
公開日 平成31年3月22日(2019.3.22)
発明者
  • 藤垣 元治
  • 川原 滉平
  • 目黒 栄
出願人
  • 国立大学法人福井大学
発明の名称 スペックル画像を用いる欠陥検出方法およびその装置 コモンズ
発明の概要 【課題】スペックル画像を用いる欠陥検出方法およびその装置を提供する。
【解決手段】橋梁などのインフラ構造物の場合は、高い頻度で自然に加振されることが多く、レーザー光源と撮影装置のみの単純な構成で欠陥検査ユニットを構成することができる。撮影装置により撮像された画像は処理装置により処理される。このような構成であれば、小型の装置にすることも可能で、持ち込んで三脚に立てることで、容易にレーザー光の照射と撮影を行なうことができる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

鋼橋などのインフラ構造物でよく使用される鋼材は、一般に、表面に塗装を施してされている。そのため、塗装下におけるインフラ構造物の表面の微細な欠陥を見つけることは困難である。塗装を除去せずに塗装下の欠陥を見つける方法があれば、効率よく鋼構造物の点検作業ができるようになる。

塗装された構造物のき裂を見つける方法としては、塗装膜を除去して観察する方法がある。また、ひずみゲージを複数取り付けて、ひずみの値を計測し、その値から欠陥の有無を予測する方法もある。

近年は、デジタル画像相関法による構造物表面のひずみ分布計測方法(非特許文献1)が提案されているが、表面にランダムパターンを塗布する必要があることや、比較的大きなひずみでないと検出できないという短所がある。

デジタルホログラフィ(特許文献1,2)やスペックル干渉法(非特許文献2)などを用いて、荷重時における表面のひずみ分布を求め、そこから内部の欠陥の有無を調べる方法が提案されている。しかし、用いる光学系が複雑となり、簡単に屋外の現場に適用することはできない。

なお、レーザースペックルの性質と計測への応用については、非特許文献3や非特許文献4にまとめられている。レーザースペックルの性質として、対象物表面の面内の微小な変位に比例して、撮影されるスペックル画像内でのスペックルの粒の位置も変位するというものがある。その性質を利用して表面の変位計測にレーザースペックルを適用できる。

なお、レーザースペックル画像を用いる方法としては、特許文献3に開示されているように、物体のゲル状態またはゾル-ゲル状態変化の評価方法およびその装置が提案されており、豆腐等の固まり具合の評価に適用されている。

産業上の利用分野

本発明は、スペックル画像を用いる欠陥検出方法およびその装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
表面に塗膜あるいはシート材料を有する対象物にレーザー光源からレーザー光を照射し、前記対象物の表面からの散乱光を撮影手段により撮像して、前記対象物の表面あるいはその近傍のき裂や欠損部もしくは前記対象物の表面に付けられた前記塗膜や前記シート材料の膜面の浮きや剥離の欠陥を検出する欠陥検出方法であって、
前記対象物の振動時に撮影された画像について、時間的に異なる複数の前記画像に対する演算処理を行うことで、前記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】
前記撮影手段を複数用い、それぞれの前記撮影手段で得られた画像を組み合わせることで欠陥検出を行うことを特徴とする請求項1の欠陥検出方法。

【請求項3】
前記対象物の振動は、前記対象物を加振する周波数を変化させ、複数の加振の周波数において撮像された画像を解析することにより、前記欠陥を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の欠陥検出方法。

【請求項4】
表面に塗膜あるいはシート材料を有する対象物にレーザー光を照射するレーザー光源と、前記対象物の表面からの散乱光を撮像する撮影手段と、前記撮影手段により撮像された画像を処理する処理手段と、を備え、前記対象物の表面あるいはその近傍のき裂や欠損部もしくは前記対象物の表面に付けられた前記塗膜や前記シート材料の膜面の浮きや剥離の欠陥を検出する欠陥検出装置であって、
前記対象物の振動時に撮影された画像について、前記処理手段により、時間的に異なる複数の前記画像に対する演算処理を行うことで、前記欠陥を検出することを特徴とする欠陥検出装置。

【請求項5】
前記対象物を加振する手段を更に備えた請求項4に記載の欠陥検出装置。

【請求項6】
前記対象物を複数の方向から撮影する複数の前記撮影手段を持つ請求項4または5に記載の欠陥検出装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017170670thum.jpg
出願権利状態 公開
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