JPH1172486A - 超音波映像検査装置およびその映像補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い表面を有する被検体に対し超音波探触子
を移動させながら反射エコーを取り込んで測定を行う場
合に、本来の測定の際に補正用の試験領域を得て測定値
の補正を行い、測定精度および判定精度を高める。 【解決手段】 比較的広い表面を有する被検体13の当該
表面を超音波探触子11で走査し反射エコーに基づき測定
を行い、当該測定で得た測定データを用いて被検体の映
像を作成しディスプレイ28に表示する超音波映像検査装
置で、測定の走査範囲の中に、補正処理に使用される参
照範囲37を映像中に与える補正試験片29を設け、被検体
を測定する時に同時に上記参照範囲に基づき得られる補
正係数で測定データを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波映像検査装置
およびその映像補正方法に関し、特に、比較的広い走査
表面を有する被検体を測定してＣスコープを作成・表示
する場合において、測定の際に被検体の設置姿勢に傾き
が生じたときまたは外部要因で測定値が変動したときに
測定精度を高めるのに適した超音波映像検査装置および
その映像補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波探傷器や超音波映像検査装
置で測定精度を高めるためには、通常、本来の測定を開
始する前の段階で、被検体設置ステージ上に基準用の試
験片を設置して測定を行い、超音波探傷器等の測定感度
の調整を行うようにしていた。測定感度の調整のための
測定が、本来の測定とは別に行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】走査表面として比較的
広い平面または曲面を備えた被検体の内部を、超音波映
像検査装置で測定するときには、超音波探触子を、広い
面積を有する上記平面または曲面の上で移動させなけれ
ばならない。超音波探触子は、走査表面上において、走
査方向に移動させながら送り方向に送られ、適宜なタイ
ミングで被検体に対し超音波を出射し、被検体からの反
射エコーを受信し、被検体の内部に関する測定値を取得
する。かかる被検体を測定する場合には、次のような２
つの問題がある。

【０００４】第１の問題は、被検体の表面が比較的に広
い面積を有するので、被検体保持治具のステージに配置
した場合、当該表面が必ずしも水平に維持されていない
ということである。換言すれば、超音波探触子が移動す
る走査表面が斜めに傾いているおそれがある。このよう
な場合には、例えば送り方向について表面の傾斜が存在
すると、走査線ごとの測定値で、当該傾きに起因する誤
差が含まれることになり、走査線間で測定値に変動が生
じ、精度の高い測定を行うことができないという問題が
起きる。この問題を従来の感度調整の方式で行うために
は、被検体と同等の試験片を用意しなければならず、実
際上困難である。

【０００５】第２の問題は、超音波探触子を移動させる
範囲が広いため、測定時間が長くなり、そのため測定を
行っている最中に、超音波探触子および超音波映像検査
装置の動作状態の変動、媒質や被検体の温度条件の変
化、外部からの振動の影響などが原因となって、測定値
が変動しやすいことである。かかる測定値は、またノイ
ズや周辺機器から影響など外部要因によっても変動する
可能性がある。

【０００６】上記のような問題は、本来の測定の前に当
該測定とは関係なく行われる従来の感度調整の方式で
は、まったく解決することができなかった。

【０００７】さらに、上記のように測定の最中に測定値
が変動する場合、従来では、欠陥部の反射エコー強度と
正常部の反射エコー強度を判別する基準を設けて、測定
値の変動の影響を受けることなく、本来の欠陥部の反射
エコーを取り出すようにする方式もあった。この方式で
は、欠陥部の反射エコー強度と正常部の反射エコー強度
に大きな差があるときには、測定値にわずかな変動が生
じても、欠陥部の反射エコーと正常部の反射エコーを判
別できる基準を設定できるので、問題はない。しかしな
がら、両者の反射エコー強度に十分な差がない場合に
は、上記２つの反射エコーを判別できる基準を設定すこ
とが非常に難しくなる。特に、測定値を２値化して、欠
陥部の面積率でＮＧまたはＯＫを判定するようなインラ
イン検査装置では誤判定につながりやすい。

【０００８】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、広い走査表面を有する被検体に対して超音波
探触子を移動させながら反射エコーを取り込んで測定を
行う場合に、本来の測定の際に補正用の試験領域を得て
測定値の補正を行い、測定精度および判定精度を高める
ことを企図した超音波映像検査装置およびその映像補正
方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
超音波映像検査装置は、上記目的を達成するために、次
のように構成される。

【００１０】第１の超音波映像検査装置（請求項１に対
応）は、比較的広い表面を有する被検体の当該表面を超
音波探触子で走査し反射エコーに基づき測定を行い、当
該測定で得た測定データを用いて被検体の映像を作成し
ディスプレイに表示する超音波映像検査装置であり、さ
らに、測定の走査範囲の中に、補正処理に使用される参
照範囲を上記映像中に与える基準部を設け、被検体を測
定する時に同時に上記参照範囲に基づき得られる補正係
数で測定データを補正するように構成されるものであ
る。

【００１１】本発明による超音波映像検査装置では、被
検体の走査による測定と同時に補正試験片としての基準
部を同時に測定し、その後の測定データの補正において
基準部の測定データから得られる補正係数を用いる。こ
のため、比較的広い表面を有し、測定に時間を要する被
検体を測定してＣスコープを作成する際に、被検体の設
置状態の傾き等に起因する測定データの変動を補正する
ことが可能となる。

【００１２】第２の超音波映像検査装置（請求項２に対
応）は、第１の構成において、走査線ごとに参照範囲の
測定データとその基準値を比較して補正係数を求め、当
該走査線ごとに測定データを当該補正係数で補正するよ
うに構成される。

【００１３】第３の超音波映像検査装置（請求項３に対
応）は、第１または第２の構成において、好ましくは、
基準部は被検体とは別部材の試験片である。

【００１４】第４の超音波映像検査装置（請求項４に対
応）は、第３の構成において、好ましくは、試験片は長
形であり、試験片はその長手方向が走査方向に直交する
ことを特徴とする。この構成により、走査方向に直交す
る方向すなわち超音波探触子の送り方向に傾きが生じて
いる場合に、測定データの変動を補正することが可能と
なる。

【００１５】第５の超音波映像検査装置（請求項５に対
応）は、第４の構成において、好ましくは、試験片は２
つ用意され、被検体の両側に配置される。この構成によ
り、被検体で２次元方向に傾きが生じている場合に、測
定データの変動を補正することが可能となる。

【００１６】第６の超音波映像検査装置（請求項６に対
応）は、第１または第２の構成において、好ましくは、
基準部は被検体の平坦な表面の一部である。

【００１７】第７の超音波映像検査装置（請求項７に対
応）は、第１または第２の構成において、好ましくは、
基準部は被検体の平坦な表面の全部である。この構成で
も、被検体で２次元方向に傾きが生じている場合に、測
定データの変動を補正することが可能となる。

【００１８】本発明に係る超音波映像検査方法の映像補
正方法は、上記目的を達成するために、次のように行わ
れる。

【００１９】第１の映像補正方法（請求項８に対応）
は、比較的広い表面を有する被検体の当該表面を超音波
探触子で走査し反射エコーに基づき測定を行い、当該測
定で得た測定データを用いて被検体の映像を作成し表示
する超音波映像検査方法に適用され、測定の走査範囲の
中に参照範囲を映像中に与える基準部を設定し、被検体
を測定する時に同時に参照範囲に基づき得られる補正係
数で測定データを補正する。

【００２０】本発明による超音波映像検査方法の映像補
正方法では、被検体の走査による測定と同時に補正試験
片としての基準部を同時に測定し、その後の測定データ
の補正において基準部の測定データから得られる補正係
数を用いるため、比較的広い表面を有し、測定に時間を
要する被検体を測定してＣスコープを作成する際に、被
検体の設置状態の傾き等に起因する測定データの変動を
補正することが可能である。

【００２１】第２の映像補正方法（請求項９に対応）
は、第１の方法において、走査線ごとに参照範囲の測定
データとその基準値を比較して補正係数を求め、走査線
ごとに測定データを当該補正係数で補正したことを特徴
とする。

【００２２】第３の映像補正方法（請求項１０に対応）
は、第１または第２の方法において、上記基準部は被検
体の外側に設定される。

【００２３】第４の映像補正方法（請求項１１に対応）
は、第１または第２の方法において、上記基準部は被検
体の表面上に設定される。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００２５】図１は本発明に係る超音波映像検査装置の
システム構成を示す。超音波探触子１１はホルダを介し
て走査機構１２に備えられる。超音波探触子１１は下方
に配置された被検体１３に臨む。被検体１３は、超音波
探触子１１に向かう部分に比較的広い平面（超音波探触
子によって走査される面、これをＸＹ平面とする）を有
し、当該ＸＹ平面が原則的に水平になるようにステージ
１０上に設置されている。超音波探触子１１と被検体１
３の間には超音波１４を伝播させる媒体が存在する。な
お実際には、通常、被検体１３は水槽内で水中に浸漬さ
せた状態で配置される。この場合、水が超音波の伝播媒
体として用いられる。

【００２６】走査機構１２はトライポッド等のＸＹＺ移
動機構からなり、超音波探触子１１を三次元的に移動さ
せる。超音波探触子１１は、走査機構１２によって被検
体１３の観察領域（走査平面）を二次元的に走査する。
超音波探触子１１は超音波１４を被検体１３に対して与
え、被検体１３の内部等からの反射エコーを受信する働
きを有する。走査機構１２は駆動制御回路１５により制
御され、さらに駆動制御回路１５はインターフェース１
６を介してマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）１７によって
制御される。

【００２７】また超音波探触子１１は、超音波探傷器１
８に電気的に関連付けられる。超音波探傷器１８は、パ
ルサ、レシーバ、検出回路等を内蔵し、超音波探触子１
１に対して所定の測定周期でパルス信号を送る。超音波
探触子１１は、超音波探傷器１８から与えられたパルス
信号に基づいて超音波を発生し、これを被検体１３に対
して出射し、被検体１３の内部での反射で生じた反射エ
コーを受信し、パルス信号に対応するエコー信号を生成
し、超音波探傷器１８に対し出力する。超音波探傷器１
８は、出力したパルス信号に対応するエコー信号を受信
し、それを増幅し、ピーク検出回路１９によってその中
から必要なピーク値等を検出して、Ａ／Ｄ変換回路２１
に送出する。Ａ／Ｄ変換回路２１は、得られたピーク値
等のアナログ信号を、例えば８ビット、２５６段階でデ
ィジタル値に変換し、マイクロプロセッサ１７が処理で
きる入力データ値にしてバス２２に送出する。

【００２８】バス２２には、上記マイクロプロセッサ１
７の他に、各種プログラムやデータを記憶したメモリ２
３、インターフェース２４を介した入力装置２５、画像
メモリ２６が接続される。メモリ２３には、参照範囲設
定プログラム２３ａ、データ補正プログラム２３ｂ、平
面測定プログラム２３ｃ、測定条件設定プログラム２３
ｄが格納される。画像メモリ２６にはさらに表示回路２
７とディスプレイ（ＣＲＴ）２８が接続されている。表
示回路２７は、画像メモリ２６に格納された画像データ
（映像データ）をディスプレイ２８に供給して表示動作
を行わせる。上記入力装置２５は、視野、サンプリング
ピッチ、送りピッチ等の測定に必要なパラメータを、測
定者が入力するための手段である。

【００２９】上記において、特に、平面測定プログラム
２３ｃは超音波探触子１１を被検体１３の走査平面上に
移動させて適宜なタイミングで測定を行わせるプログラ
ムであり、参照範囲設定プログラム２３ａは、測定デー
タに基づき作成した画像データをその後補正するときに
補正の基準を与えるため補正試験片すなわち補正基準部
（画像上で参照範囲となる）を設定するためのプログラ
ムであり、データ補正プログラム２３ｂは、得られた上
記が画像データを所定プロセスによって補正するための
プログラムである。

【００３０】図１に示された前述の構成は、処理装置１
の部分と、超音波探傷部２の部分に分けることができ
る。処理装置１で作成された画像信号（Ｃスコープの画
像データ）は、画像メモリ２６に保存され、画像（映
像）としてディスプレイ２８に表示される。ディスプレ
イ２８の画面には、測定データに基づいて作成された被
検体１３のＣスコープが表示される。

【００３１】被検体１３は被検体保持治具のステージ１
０上に載置され、測定の際、走査機構１２に設けられた
水槽内に配置される。走査機構１２に取り付けられた上
記超音波探触子１１は、駆動制御回路１５を経由して被
検体の比較的広い範囲の表面（ＸＹ平面）を走査し、被
検体の各測定点からの反射エコーを受信する。超音波探
触子１１の測定のための動作は、メモリ２３内の平面測
定プロブラム２３ｃに基づいて行われる。超音波探触子
１１は、被検体１３の走査平面を含むより広い平面にお
いて、例えばＹ方向に送られながら、Ｘ方向に走査動作
を行う。Ｘ方向とＹ方向は好ましくは直交しており、Ｘ
方向が走査方向、Ｙ方向が送り方向として定義される。
超音波探触子１１の動かし方は平面測定プログラム２３
ｃの内容に従う。

【００３２】本実施形態による測定方法では、超音波探
触子１１が走査を行う範囲は、被検体の比較的広い走査
平面を含む平面領域であり、より詳しくは、長手方向が
送り方向に向けられた長形の補正試験片２９が配置され
た領域と、上記走査平面を含む平面領域である。補正試
験片２９は、前述の被検体保持治具のステージ１０上に
おいて、被検体１３の隣の箇所に配置される。長形の補
正試験片２９は、その長手方向が上記送り手方向すなわ
ちＹ方向に向いており、かつ被検体の走査表面のＹ方向
の辺に平行に沿って配置される。従って、本実施形態に
よる超音波映像検査装置で被検体１３を測定するときに
は、その走査線の一部に必ず補正試験片２９の測定結果
が含まれることになる。上記補正試験片２９は好ましく
は被検体１３と同じ材質で作られ、かつ既知の所定の高
さを有するように作られる。

【００３３】上記補正試験片２９は、被検体１３に関す
る測定で得られたデータをその後補正するときに、補正
基準を与えるための参照範囲を提供する部材である。本
実施形態では、当該参照範囲を与える補正試験片２９
を、被検体１３とは別部材として用意したが、これに限
定されるものではない。

【００３４】図３は上記超音波映像検査装置の測定に基
づいて得られたＣスコープの一例を示し、ディスプレイ
２８に表示されるものである。この図３と図４は、本実
施形態による超音波映像検査装置で実施される映像補正
方法の説明のために使用される。この超音波映像検査装
置によってディスプレイ２８に表示されたＣスコープ
は、以下のような補正が行われ、測定精度が高められ
る。

【００３５】図３で、２８ａはディスプレイ２８の画面
である。画面２８ａにおいて横方向３１は走査方向（Ｘ
方向）を意味し、縦方向３２は送り方向（Ｙ方向）を意
味するものとする。また画面２８ａに表示された内容に
ついて、３３は被検体１３の測定内容であり、３４は補
正試験片２９の測定内容であるとする。画面２８ａで
は、説明の便宜のために、２本の走査線３５，３６が示
されている。

【００３６】次に、上記図３と図４を用いて映像の補正
方法を説明する。この補正方法は、参照範囲設定プログ
ラム２３ａとデータ補正プログラム２３ｂによって行わ
れる。図２は、参照範囲設定プログラム２３ａとデータ
補正プログラム２３ｂの内容を示すフローチャートであ
る。図２〜図４で説明される内容は、例えば被検体保持
治具のステージ１０がＹ方向で傾いている場合であっ
て、その結果、被検体１３がＹ方向に傾いた場合の測定
データの変動を補正する方法である。本実施形態では、
図３における送り方向（Ｙ方向）の下側に向かって傾い
ているものとし、走査線３５での走査で得られる測定信
号はほぼ正常であるとし、他方、走査線３６で得られる
測定信号は異常の範囲に含まれるものとする。このとき
に生じる信号特性上の状態を図４に示している。

【００３７】走査線３５，３６に関する特性を図４の
（Ａ），（Ｂ）に示す。図４の（Ａ），（Ｂ）において
横軸は走査方向を示し、縦軸は反射エコーの高さを示し
ている。図４（Ａ）は走査線３５に対応しており、正常
時の反射エコーのレベルを示し、図４（Ｂ）は走査線３
６に対応しており、異常時の反射エコーのレベルを示し
ている。（Ａ）と（Ｂ）の比較で明らかなように、
（Ａ）の場合には補正試験片２９の上面の参照範囲３７
について既知の高さに対応するレベルＶ_R0が生じている
のに対して、（Ｂ）の場合には当該参照範囲についてレ
ベルＶ_R0より低下したレベルＶ_R が生じている。以下、
Ｖ_R0を基準参照値という。従って、走査線３５による測
定の箇所では、被検体１３に関して本来の高精度の反射
エコーレベルＶ_N20 が得られているのに対して、走査線
３６による測定の箇所では、全体に送り方向の下側（図
３で）に向かって傾斜しているので、反射エコーレベル
Ｖ_N21 が低下していることが分かる。このため、得られ
た反射エコーの部分の測定データに関しては、Ｖ_R0とＶ
_R の比を考慮して補正することが望ましい。

【００３８】以上のことから、図２に示したフローチャ
ートでは、Ｃスコープを得た後に次のように補正処理が
行われ、Ｃスコープ全体を補正し、その精度がさらに向
上される。

【００３９】図２に示されたフローチャートを説明す
る。図１に示した超音波映像検査装置を作動させて測定
を開始し、被検体１３のＣスコープ像を作成する（ステ
ップＳ１１）。作成したＣスコープに関して、上記参照
範囲３７を利用してその反射エコーに基づいて基準参照
値Ｖ_R0を設定する。なお基準参照値Ｖ_R0は、予め補正試
験片２９の上で設定してもよいし、Ｃスコープの上で設
定してもよいし、さらにキーボード等の入力装置２５を
通して外部から入力データとして与えることもできる。
本実施形態では、Ｃスコープの画像上で参照範囲Ｖ_R0を
設定し（ステップＳ１２）、当該参照範囲で設定された
基準参照値を呼び出して用いている（ステップＳ１
３）。

【００４０】次に走査線数のカウンタＭに１を設定し
（ステップＳ１４）、１ライン目の走査線に関する測定
データを補正する処理を行う。Ｍ＝１のとき、すなわち
第１走査線上の参照範囲３７内のデータの平均値Ｖ_R を
求める（ステップＳ１５）。平均値を求めるために使用
する標本データの個数は任意である。参照範囲３７で得
られる反射エコーにばらつきが少ない場合には標本デー
タの個数を少なくすることができる。次のステップＳ１
６では補正係数αを計算する。補正係数αはＶ_R0／Ｖ_R
として求められる。

【００４１】ステップＳ１５〜Ｓ１８では、１ライン目
の走査線について、被検体１３から得られた測定データ
の補正が行われる。ステップＳ１７では、変数Ｎが１に
設定される。変数Ｎは被検体に関する標本点数を数える
ためのカウンタである。Ｎは１からＮ_L までカウントさ
れるものとする。ステップＳ１８で１番目の標本点の測
定データＶ_NMが補正係数αで変換され、データＶ_NM′と
してメモリに格納される。ステップＳ１９ではＮが１つ
増加されて次の標本点の補正に移る。ステップＳ１８が
実行されて同様に測定データの補正が行われる。上記ス
テップＳ１８〜Ｓ１９は、ステップＳ２０でＮがＮ_L を
越えるまで行われる。こうして１ライン目の走査線につ
いて、被検体から得られる測定データが、参照範囲の対
応部分から得られる補正係数を用いて補正される。ステ
ップＳ２０で、Ｎの値がＮ_L を越えると、ステップＳ２
１で走査線数のカウンタＭが１だけ増加される。ステッ
プＳ２２でＭがＭ_L を越えない限り、ステップＳ１５に
戻って、ステップＳ１５〜Ｓ２０を繰り返し、２ライン
目の走査線に関して、上記１ライン目と同様に補正係数
αを求め、これに基づいて測定データの補正が行われ、
補正された測定データがメモリに格納される。２ライン
目からＭ_L ライン目の走査に関しても同様に補正処理が
行われる。ステップＳ２２でカウンタＭがＭ_L を越える
と、補正処理を終了する。

【００４２】上記において、具体例を述べると、例えば
図３の走査線３５のごとくほぼ正常部分では、Ｖ_R ＝Ｖ
_R0となり、αは１となるため、測定データは補正されな
い。これに対して図３の走査線３６のごとく傾きが大き
くなって異常が生じている部分では、参照範囲３７の対
応部分からの反射エコーを利用して、被検体１３の対応
部分の測定データＶ_N21 がＶ_N21 ′に補正される。

【００４３】以上のようにして、被検体における走査方
向に直交する送り方向に被検体が傾いている場合に、被
検体１３の全走査線について各々参照範囲３７の対応部
分を利用することにより測定データの補正を行うことが
でき、精度の高いかつ全体として安定したＣスコープを
得て表示することができる。またインライン検査装置等
では高い判定精度で検査を行うことができる。

【００４４】本発明の第２の実施形態を説明する。この
実施形態は第１実施形態の変形であり、図５に示すよう
に被検体１３の左右両側に補正試験片を配置し、それぞ
れによる参照範囲３７Ａ，３７Ｂを設定するようにし
た。図５は前述の図３と同じ内容の図である。本実施形
態によれば、被検体が二次元方向に傾いた場合において
も補正処理を行うことができる。図５〜図７を参照して
本実施形態を説明する。図６は前述の図４と同様な図で
あり、図５における正常な走査線３５と異常な走査線３
６に関する図である。図７は本実施形態の補正処理を示
すフローチャートである。図７のフローチャートにおい
て、図２で説明したステップと実質的に同じステップに
は同じ符号を付している。

【００４５】本実施形態では、まず基準参照値Ｖ_R0と参
照範囲３７Ａ，３７Ｂを設定するために、被検体１３の
走査方向の両側に補正試験片を設置し、Ｃスコープ（図
５に示す）を撮り、その映像上で参照範囲３７Ａ，３７
Ｂを両側の補正試験片３４Ａ，３４Ｂ上に設定する。参
照範囲３７Ａ，３７Ｂにおいて、基準参照値Ｖ_R0が定め
られる。

【００４６】なお補正試験片３４Ａ，３４Ｂを用いて基
準参照値を求める場合、被検体は必ずしも必要ではな
い。被検体を用いない場合、補正試験片は、被検体を想
定した位置に補正試験片を設置する。また基準参照値を
求める作業は、用意された補正試験片について一度行え
ばよく、測定のたびに行う必要はない。

【００４７】図７に示されたフローチャートでは、被検
体ステージにおいて被検体１３を２つの補正試験片（図
５では３４Ａ，３４Ｂ）の間に設置した後に、測定を開
始し、Ｃスコープを得る（ステップＳ１１）。そして画
像上（映像上）で参照範囲を設定し（ステップＳ１
２）、さらに求めた上記基準参照値Ｖ_R0を呼び出す（ス
テップＳ１３）。以上は図２のフローチャートと同じで
ある。その後、補正処理を行うためのステップが実行さ
れる。補正処理のステップで、ステップＳ１４，Ｓ１
５，Ｓ１７〜Ｓ２２の内容は図２で説明した内容と実質
的に同じである。最初はＭ＝１を設定し、１ライン目の
走査線のデータを取り込み（ステップＳ１５）、参照範
囲３７Ａの部分の平均値Ｖ_R1と、参照範囲３７Ｂの部分
の平均値Ｖ_R2を求める（ステップＳ２１）。そしてその
後、参照範囲３７Ａ，３７Ｂの補正係数α１（＝Ｖ_R0／
Ｖ_R1），α２（＝Ｖ_R0／Ｖ_R2）を算出する（ステップＳ
２２）。さらに１ライン目の走査線の各標本点における
補正係数αＮを求める（ステップＳ２３）。補正係数α
Ｎは式（（α２−α１）／Ｎ_L ）Ｎ＋α１で算出され
る。走査線の走査方向のカウンタＮを最初１にセットし
（ステップＳ１７）、順次１だけ増加してＮ_L までＮを
増し、走査線における各標本点の測定データを、対応す
る補正係数を用いて変換し（ステップＳ１８）、補正を
行い、メモリに格納する。以上の補正処理を送り方向の
走査線の数Ｍ_L だけ繰り返し、二次元方向のすべての測
定データを補正する。以上の結果、図６（Ｂ）に示され
るようにＶ_N21がＶ_N21 ′として補正される。

【００４８】上記の実施形態によれば、送り方向と走査
方向の二次元方向に傾きが生じている場合にも、被検体
の全走査線について各々両側の参照範囲を利用すること
により測定デ−タの補正を行うことができ、精度の高い
かつ全体として安定したＣスコープを得て表示すること
ができる。またインライン検査装置等では高い判定精度
で検査を行うことができる。

【００４９】次に本発明の第３の実施形態について説明
する。上記の第１実施形態では、補正処理で使用される
参照基準値を得るための参照範囲３７を、被検体１３と
は別に補正試験片２９を設けることにより設定したが、
本実施形態では、被検体の表面の一部に参照範囲を設定
するようにした。超音波映像検査装置として構成および
補正処理は図１および図２で示したものと同じである。
スパッタリング用のターゲット材のように一定の厚さで
表面状態の良い母材とバッキングプレートを接合した構
造物に関しその接合面を映像化する場合に、被検体の表
面上に補正用の参照範囲を設定することができる。

【００５０】図８は、例えばターゲット材等の被検体の
Ｃスコープ４１とその上に設定された参照範囲４２を示
すものである。参照範囲４２はその長手方向が送り方向
３２を向いている。この実施形態でも送り方向に傾きが
生じており、そのために走査線間で誤差が生じることに
なる。一般的にターゲット材の厚さは均一であり、表面
エコーの映像と界面（接合面）エコーの映像は同じ形
状、面積となるので、界面エコーの映像を用いて表面の
参照範囲４２を設定することができる。ただしこの場合
には、送り方向の全域にわたって参照範囲を設定できな
いこともある。このようなときには、参照範囲が設定さ
れていない走査線の補正処理に関しては、補正係数を１
とするか、補正処理を無視するか、あるいは近くの補正
済みの走査線の補正係数を利用して補正処理を行う。

【００５１】また被検体の表面を利用して参照範囲を設
定する場合には、表面と界面の位置（深さ）が異なるた
めに、表面エコーと界面エコーのそれぞれに対して異な
るゲートを設定して２つの反射エコーを別けて測定する
必要がある。このためには、装置構成上で、超音波探傷
器１８が２つのゲート回路を備えること、２以上のピー
ク検出回路を備えること、Ａ／Ｄ変換回路２１に２チャ
ンネル以上の入力が可能であることが必要である。

【００５２】さらに場合によっては、表面エコーと界面
エコーの信号レベルが違いすぎ、同じ増幅度で測定でき
ない場合がある。このような場合には、Ａ／Ｄ変換回路
２１の入力レンジを大きく設定し、測定データの有効ビ
ット数より多いビット数のＡ／Ｄ変換回路（例えばデー
タが８ビットならば、１２ビット程度）を用い、表面エ
ーを当該１２ビットのうち上位８ビット、界面エコーを
下位８ビットとすることにより、増幅度の差に由来する
問題を解決することができる。またその他に、超音波探
傷器１８の増幅器を２つのゲート回路を用意するか、あ
るいは、減衰器をいずれかに付設することにより、各々
のエコーの増幅度を独立して制御して調整することもで
きる。

【００５３】上記の実施形態によれば、前述の第１実施
形態による効果に加えて、被検体の一部を利用して参照
範囲を設定できるため、特別に補正試験片を用いる必要
がなく、簡易な構成で本発明に係る映像補正方法を実現
することができるという効果を有する。

【００５４】次に本発明の第４の実施形態を説明する。
この実施形態は、上記第３実施形態の変形例であり、被
検体の表面全体を補正用の参照範囲として利用するもの
である。この実施形態の場合にも被検体としてはスパッ
タリング用のターゲット材を用いることが好ましい。本
実施形態の場合の補正処理のフローチャートを図９に示
す。先のフローチャートで説明したステップと同一のス
テップには同一の符号を付している。

【００５５】まず基準参照値Ｖ_R0を設定するため、被検
体のＣスコープを撮り、表面の任意の一点を用いて基準
参照値Ｖ_R0を定める。この作業は、同種類の被検体につ
いて一度行えばよく、測定のたび行う必要はない。

【００５６】図９に示されたフローチャートによれば、
被検体に対して測定を開始し、Ｃスコープを得る（ステ
ップＳ１１）。そして画像上（映像上）で参照範囲を設
定し（ステップＳ１２）、さらに求めた上記基準参照値
Ｖ_R0を呼び出す（ステップＳ１３）。その後、補正処理
を行うためのステップが実行される。補正処理のステッ
プで、ステップＳ１４，Ｓ１７〜Ｓ２２の内容は図７等
で説明した内容と実質的に同じである。最初にＭ＝Ｎ＝
１を設定し（ステップＳ１４，Ｓ１７）、表面エコーＶ
_RNM を取り込み（ステップＳ３１）、次いで界面エコー
Ｖ_NMを取り込む（ステップＳ３２）。そして表面エコー
から補正係数α（＝Ｖ_R0／Ｖ_RNM ）を算出する（ステッ
プＳ３３）。この補正係数αと界面エコーから１つの測
定標本点の測定データの補正を行ってメモリに格納する
（ステップＳ１８）。以上の補正処理は、走査方向の標
本点数だけ繰り返し行って１ラインの走査線分を補正
し、その上に送り方向の走査線の数だけ繰り返してＣス
コープの全面を補正する。なお表面エコーがないところ
では、補正係数αは例えば１にするか、あるいは処理を
無視する。

【００５７】また被検体の表面を利用して参照範囲を設
定する場合には、上記第３実施形態の場合と同様に、２
つの反射エコーを別けて測定できるようにするため、超
音波探傷器が２つのゲート回路を備えること、２以上の
ピーク検出回路を備えること、Ａ／Ｄ変換回路に２チャ
ンネル以上の入力を設けること必要である。さらに、各
ゲート回路ごとに感度調整できることが必要である。

【００５８】前述の各実施形態では、測定データの補正
を、被検体の傾きに起因する誤差の補正という観点で説
明した。しかしながら、前述の参照範囲を利用した各走
査線ごとの補正処理方式によれば、超音波探触子の移動
範囲が広く測定時間が長くなり、測定を行っている最中
に超音波探触子および超音波映像検査装置の動作状態の
変動、媒質や被検体の温度条件の変化、外部からの振動
の影響などが原因となって測定値が変動しやすい場合、
あるいはノイズや周辺機器から影響など外部要因によっ
ても変動する場合にも、同様に補正できるのは勿論であ
る。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、被検体を走査することにより測定を行う際、同時
に補正試験片としての基準部を測定し、その後、基準部
の測定値と基準値を比較して補正係数を求め、この補正
値を用いて測定データを補正するようにしたため、比較
的広い表面を有し、測定に時間を要する被検体を測定し
てＣスコープを作成・表示するときに、被検体の設置状
態の傾き等に起因する測定データの変動を補正でき、測
定精度の向上、画像に基づく判定精度の向上を達成でき
る。

【００６０】走査線ごとに補正係数を求めて、走査線ご
とに補正を行えるようにしたため、補正処理の精度を高
めることができる。特に、走査線に直交する方向に傾き
が存在して測定データの変動が生じる場合に、当該測定
データの変動を補正するのに適している。

【００６１】被検体がその表面に精度の高い比較的広い
平面を有しているときには、当該表面の一部または全部
を基準部として利用できるようにしたため、特別に補正
用試験片を用意する必要がなく、構成が簡易となって便
利である。

【００６２】被検体の両側に補正試験片を配置して本発
明による補正を行う、または被検体の広い表面の全面を
利用して本発明による補正を行うようにしたため、例え
ば被検体の傾きが二次元の方向に生じている場合には、
測定データの変動の補正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波映像検査装置のブロック回
路図である。

【図２】第１実施形態の補正処理工程を示すフローチャ
ートである。

【図３】第１実施形態における被検体のＣスコープと補
正試験片および参照範囲の映像を示す図である。

【図４】第１実施形態における正常な走査線と異常な走
査線の各々の反射エコーの電圧レベルを示す図である。

【図５】第２実施形態における被検体のＣスコープと補
正試験片および参照範囲の映像を示す図である。

【図６】第２実施形態における正常な走査線と異常な走
査線の各々の反射エコーの電圧レベルを示す図である。

【図７】第２実施形態の補正処理工程を示すフローチャ
ートである。

【図８】第３実施形態における被検体のＣスコープと参
照範囲の映像を示す図である。

【図９】第４実施形態の補正処理工程を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１ 処理装置 ２ 超音波探傷部 １０ 被検体保持治具のステージ １１ 超音波探触子 １２ 走査機構 １３ 被検体 １４ 超音波 ２９ 補正試験片 ３３ 被検体の画像（Ｃスコー
プ） ３４，３４Ａ，３４Ｂ 補正試験片の画像 ３５，３６ 走査線 ３７，３７Ａ，３７Ｂ 参照範囲 ４１ 被検体の画像 ４２ 参照範囲

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 比較的広い表面を有する被検体の当該表
   面を超音波探触子で走査し反射エコーに基づき測定を行
   い、当該測定で得た測定データを用いて前記被検体の映
   像を作成し表示する超音波映像検査装置において、 前記測定の走査範囲の中に、補正処理に使用される参照
   範囲を前記映像中に与える基準部を設け、前記被検体を
   測定する時に同時に前記参照範囲に基づき得られる補正
   係数で前記測定データを補正したことを特徴とする超音
   波映像検査装置。
2. 【請求項２】 走査線ごとに前記参照範囲の測定データ
   とその基準値を比較して前記補正係数を求め、前記走査
   線ごとに前記測定データを前記補正係数で補正したこと
   を特徴とする請求項１記載の超音波映像検査装置。
3. 【請求項３】 前記基準部は前記被検体とは別部材の試
   験片であることを特徴とする請求項１または２記載の超
   音波映像検査装置。
4. 【請求項４】 前記試験片は長形であり、前記試験片は
   その長手方向が前記走査方向に直交することを特徴とす
   る請求項３記載の超音波映像検査装置。
5. 【請求項５】 前記試験片は２つ用意され、前記被検体
   の両側に配置されることを特徴とする請求項４記載の超
   音波映像検査装置。
6. 【請求項６】 前記基準部は前記被検体の平坦な表面の
   一部であることを特徴とする請求項１または２記載の超
   音波映像検査装置。
7. 【請求項７】 前記基準部は前記被検体の平坦な表面の
   全部であることを特徴とする請求項１または２記載の超
   音波映像検査装置。
8. 【請求項８】 比較的広い表面を有する被検体の当該表
   面を超音波探触子で走査し反射エコーに基づき測定を行
   い、当該測定で得た測定データを用いて前記被検体の映
   像を作成し表示する超音波映像検査方法において、 前記測定の走査範囲の中に参照範囲を前記映像中に与え
   る基準部を設定し、前記被検体を測定する時に同時に前
   記参照範囲に基づき得られる補正係数で前記測定データ
   を補正したことを特徴とする映像補正方法。
9. 【請求項９】 走査線ごとに前記参照範囲の測定データ
   とその基準値を比較して前記補正係数を求め、前記走査
   線ごとに前記測定データを前記補正係数で補正したこと
   を特徴とする請求項８記載の映像補正方法。
10. 【請求項１０】 前記基準部は前記被検体の外側に設定
    されることを特徴とする請求項８または９記載の映像補
    正方法。
11. 【請求項１１】 前記基準部は前記被検体の表面上に設
    定されることを特徴とする請求項８または９記載の映像
    補正方法。