【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広角的な方位又は３６０°全方位の視野を有する内面検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
配管の内部やエンジンのシリンダブロックの内部等の狭い空間の内面を検査する装置として、３６０°全方位の視野を有する内面検査装置が知られている。
この装置は、機体先端部に３６０°全方位からの光を受光するための受光機構部を有するとともに、機体の後端部側から先端部側に照明光伝送用のライトガイド（例えば、光ファイバ）を導き、このライトガイドの先端部を機体を囲むようにして前記受光機構部の基端部近傍に位置させ、ライトガイド先端部から照明光を被検面に照射するようにしたものである。受光機構部としては、円錐形状のプリズムを利用したものなどが知られており、受光機構部で受光・集光された３６０°全方位の光（像）は、機体内のレンズ光学系を通じて接眼部等の観察手段に導かれ、或いはカメラ等の撮像手段に導かれる。
この種の内面検査装置は、例えば、配管内部の疵や腐蝕を検査する際に、管内面の全周を一度に観察することができるという大きな利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来の内面検査装置は、光ファイバ等からなるライトガイドの先端部を単純に受光機構部の基端部近傍で露出させ、その端面から照明光を照射するようにしているため、照射光の一部が受光機構部に直接入射し、得られる像のコントラストを低下させるという問題がある。また、被検面に対する照明光の照射範囲が比較的狭いため、装置と被検面との距離などによっては、被検面にうまく照明光が当たらず、明るくて良好な画像が得られない場合がある。
【０００４】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、ライトガイドを通じて照射される照明光が受光機構部に直接入射することを防止できるとともに、被検面に対して照明光を適切に照射し、良好な画像を得ることができる内面検査装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明装置は以下のような特徴を有する。
［１］ 機体先端部に広角的な方位又は３６０°全方位からの光を受光し、撮像手段又は観察手段に集光するための受光機構部を有するとともに、機体の後端部側から先端部側に照明光伝送用のライトガイドが導かれ、該ライトガイドの先端部が機体を囲むようにして前記受光機構部の基端部近傍に位置し、該ライトガイド先端部から照明光が被検面に照射されるようにした内面検査装置において、
前記受光機構部の基端部近傍の機体外周に、入射光が外部に向けて拡散した状態で照射される拡散リングを設け、該拡散リングの後端部に前記ライトガイドの先端部を接続又は当接させたことを特徴とする内面検査装置。
【０００６】
［２］ 上記［１］の内面検査装置において、３６０°全方位からの光を受光する受光機構部と、該受光機構部に接続され、受光機構部で受光された光が集光されるカメラと、先端部の内部に前記カメラの少なくとも一部が収納されることで該カメラと前記受光機構部を保持する保持筒と、該保持筒内の長手方向に沿って配置されるライトガイドと、前記保持筒の先端部外周に設けられ、後端部に前記ライトガイドの先端部が接続又は当接される拡散リングとを有することを特徴とする内面検査装置。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、本発明の内面検査装置の一実施形態を示すもので、図１は部分断面側面図、受光機構部等を保持し且つライトガイドを受光機構部の基端部近傍まで導くための保持筒の縦断面図、図３は図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【０００８】
本発明の内面検査装置の基本構造は、広角的な方位又は３６０°全方位からの光を受光し、撮像手段又は観察手段に集光するために機体先端部に設けられる受光機構部と、機体の後端部側から先端部側に導かれ、その先端部が前記受光機構部の基端部近傍に位置する照明光伝送用のライトガイドとを有するものであるが、本実施形態の内面検査装置は、機体先端部に設けられる３６０°全方位からの光を受光する受光機構部１と、この受光機構部１に接続部材を介して一体に接続されたカメラ２と、光源からの照明光を伝送するためのライトガイド３と、前記受光機構部１及びこれに接続されたカメラ２を保持し且つ前記ライトガイド３を受光機構部１の基端部近傍まで導くための保持筒４と、受光機構部１の基端部近傍位置に相当する保持筒４の先端部に設けられ、ライトガイド３の先端部が接続又は当接される拡散リング５等から構成されている。
【０００９】
前記受光機構部１は、回転対称体形状を有する凸面鏡６と、この凸面鏡６の頂部に立設された棒状体７と、前記凸面鏡６を支持する支持体８と、前記凸面鏡６及び棒状体７を外囲し、一端が前記支持体８に固定された透明な筒体９と、この筒体９の他端に固定されたカメラ接続用の接続部材１０等を備えたものであり、その基本構造は特許第３０８６２０４号公報に示されている受光機構部と同様である。
【００１０】
前記凸面鏡６はガラスや金属等により構成される鏡面体であり、その軸線（回転対称体の回転軸）がカメラ光軸の延長線と一致するように配置される。また、前記棒状体７は、筒体９の内面反射を生じるような光を遮るために設けられるもので、凸面鏡６の頂部に立設され、凸面鏡６の軸線延長上をカメラ２方向に延出する。本実施形態の棒状体７は、凸面鏡６側を底面とする細長い円錐体形状を有しているが、棒状体７の形状は任意である。また、この棒状体７の表面で光が反射すると筒体９の内面反射の原因となるため、棒状体７の表面には光を吸収しやすい被覆処理、例えば、暗色（黒色等）の艶消し塗装等のような光の反射を生じにくい塗装等を施すことが好ましい。
【００１１】
前記筒体９はガラスやプラスチック等の透明材で構成されており、凸面鏡６及び棒状体７を外囲するように配置される。この筒体９は、一端側が凸面鏡６の外周の支持体８に連結固定されるとともに、他端部側が光通過用の窓孔ａを有するカメラ接続用の接続部材１０に連結固定されている。
前記カメラ２は、そのレンズ部２０（内部に光学レンズを備えた筒体）が前記接続部材１０に連結されることで受光機構部１と接続されている。そして、このカメラ２の主要部は前記保持筒４の先端部の内部に収納（挿入）されている。前記受光機構部１の凸面鏡６に入射した３６０°全方位からの光は、凸面鏡６で反射して集光され、カメラ２のレンズ部２０に導かれる。
【００１２】
前記保持筒４は、図２及び図３に示すように、外筒４０と、その内側に配される内筒４１と、さらにその内側に配される筒状のカメラホルダー４２とを備え、外筒４０と内筒４１間の間隙を通じて、保持筒４の後端部側から先端部側にライトガイド３が導かれる。本実施形態のライトガイド３は多数本の光ファイバー３０により構成され、図３に示すように、これらの光ファイバー３０は保持筒３の周方向に連続的に配されている。
【００１３】
保持筒４の先端部の外周には、入射した光が外部に向けて拡散（散乱）した状態で照射される拡散リング５が設けられ、この拡散リング５にライトガイド３の先端部（各光ファイバ３０の先端部）が接続又は当接され、ライトガイド３を通じて伝送される照明光がこの拡散リング５内に入射するように構成されている。拡散リング５はライトガイド３からの入射光を外部に向けて拡散（散乱）させて照射できるようなものであればよく、例えば、光を透過する半透明な樹脂材又はガラス材、内部に光を乱反射させる微粉体（例えば、金属粉）を分散させた樹脂材又はガラス材などにより構成することができる。
【００１４】
本実施形態では、保持筒４の先端部において内筒４１を外筒４０よりも前方に突出させ、この突出した内筒４０の外周に拡散リング５を設けている。また、照射光を広い範囲に拡散させるようにするため、拡散リング５の外面には受光機構部側に向かって先細り状となるテーパ面５０（光の主たる放出面）が形成されている。
保持筒４の先端部の内部には、上述したようにカメラ２の主要部が収納（挿入）され、この状態で拡散リング５が受光機構部１の基端部近傍の機体外周に位置することになる。
【００１５】
保持筒４内では、カメラ２はカメラホルダー４２に保持される。カメラ２に接続されたカメラケーブル１２は、保持筒４内を通ってその後端部から外側に導かれる。また、保持筒４内のライトガイド３（光ファイバ３０）は保持筒４の基端部で束ねられ、フレキシブルなライトガイドケーブル１１を通じて光源（図示せず）に導かれる。
なお、その他図面において、１３は保持筒４の後端部においてカメラケーブル１４を挿通させた状態で支持するキャップ、４３は保持筒４の先端側において内筒４１とライトガイド３との間に介在するリング状のスぺーサである。
【００１６】
以上のような内面検査装置を使用する場合、少なくとも機体の先端部の受光機構部１を検査すべき空間内に挿入し、光源からライトガイド３を通じて照明光を機体の先端部側に伝送する。この照明光は、ライトガイド３の先端から拡散リング５内に入射した後、拡散リング５の主としてテーパ面５０から、図１の破線で示すような広い範囲に拡散（散乱）した状態で照射される。このような拡散リング５による照明光の拡散により、受光機構部１への照明光の直接的な入射が防止されるとともに、照明光が広い範囲に拡散するため、被検面に対して照明光が適切に照射されることになる。このため受光機構部１で集光される光から良好なコントラストで且つ明るく鮮明な画像が得られる。
【００１７】
なお、ライトガイド３は光ファイバーに限定されるものではなく、その先端部が機体を囲むようにして受光機構部１の基端部近傍に位置できるようなものであれば種類を問わない。
また、本実施形態の内面検査装置は、凸面鏡部を備えた３６０°全方位視野を有する受光機構部１を有するものとしたが、受光機構部１としては任意の構造のものを用いることができ、例えば、魚眼レンズやプリズムなどにより広角的な方位又は３６０°全方位からの受光・集光を行うようにしたものであってもよい。
また、本発明の内面検査装置は、受光機構部１で受光した光（像）を機体内のレンズ光学系を通じて接眼部等の観察手段に直接導き、この観察手段から像を直接観察できるようにしたものであってもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べた本発明の内面検査装置は、ライトガイドを通じて照射される照明光が受光機構部に直接入射することを防止できるとともに、被検面に対して照明光を適切に照射することができ、このため良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内面検査装置の一実施形態を示す部分断面側面図
【図２】図１の装置において、受光機構部等を保持し且つライトガイドを受光機構部の基端部近傍まで導くための保持筒の縦断面図
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図
【符号の説明】
１…受光機構部、２…カメラ、３…ライトガイド、４…保持筒、５…拡散リング、６…凸面鏡、７…棒状体、８…支持体、９…筒体、１０…接続部材、１１…ライトガイドケーブル、１２…カメラケーブル、１３…キャップ、２０…レンズ部、３０…光ファイバー、４０…外筒、４１…内筒、４２…カメラホルダー、４３…スぺーサ、５０…テーパ面、ａ…窓孔[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inner surface inspection apparatus having a wide-angle azimuth or a 360-degree omnidirectional field of view.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a device for inspecting the inner surface of a narrow space such as the inside of a pipe or the inside of a cylinder block of an engine, an inner surface inspection device having a 360-degree omnidirectional view is known.
This device has a light receiving mechanism for receiving light from all directions at 360 ° at the tip of the fuselage, and a light guide for transmitting illumination light (for example, an optical fiber) from the rear end of the fuselage to the tip. The light guide mechanism is positioned such that the distal end of the light guide is positioned near the base end of the light receiving mechanism so as to surround the fuselage, and illumination light is emitted from the distal end of the light guide to the surface to be measured. As a light receiving mechanism, a device using a conical prism is known, and 360-degree omnidirectional light (image) received and condensed by the light receiving mechanism is connected through a lens optical system in the body. The light is guided to an observation means such as an eye or an imaging means such as a camera.
This kind of inner surface inspection apparatus has a great advantage that, for example, when inspecting the inside of a pipe for a flaw or corrosion, the entire circumference of the inner surface of the pipe can be observed at once.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional inner surface inspection apparatus as described above, the distal end of a light guide made of an optical fiber or the like is simply exposed near the base end of the light receiving mechanism, and illumination light is emitted from the end. Therefore, there is a problem that a part of the irradiation light is directly incident on the light receiving mechanism, and the contrast of the obtained image is reduced. In addition, since the irradiation range of the illumination light on the surface to be inspected is relatively narrow, depending on the distance between the apparatus and the surface to be inspected, the illumination light does not hit the surface to be inspected well, and a bright and good image cannot be obtained. There is.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to solve such a problem of the related art, prevent illumination light emitted through a light guide from being directly incident on a light receiving mechanism, and appropriately apply illumination light to a surface to be inspected. It is an object of the present invention to provide an inner surface inspection apparatus which can irradiate the image and obtain a good image.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the device of the present invention has the following features.
[1] A light receiving mechanism for receiving light from a wide-angle azimuth or 360 ° omnidirectional at the tip of the fuselage and condensing the light to imaging means or observation means, and a tip from the rear end of the fuselage. A light guide for transmitting the illumination light is guided to the side, and the distal end of the light guide is positioned near the base end of the light receiving mechanism so as to surround the body, and the illumination light is transmitted from the distal end of the light guide to the surface to be measured. In the inner surface inspection device to be irradiated,
On the outer periphery of the body near the base end of the light receiving mechanism, a diffusion ring is provided to irradiate the light in a state where the incident light is diffused to the outside, and the front end of the light guide is connected to the rear end of the diffusion ring or An inner surface inspection device characterized by being brought into contact.
[0006]
[2] In the inner surface inspection apparatus of the above [1], a light receiving mechanism for receiving light from all directions of 360 °, and a camera connected to the light receiving mechanism and condensing the light received by the light receiving mechanism And a holding cylinder that holds the camera and the light receiving mechanism by being housed at least a part of the camera inside the distal end portion, and a light guide arranged along the longitudinal direction in the holding cylinder, An inner surface inspection apparatus, comprising: a diffusion ring provided on an outer periphery of a front end portion of the holding cylinder, and a rear end portion to which a front end portion of the light guide is connected or abutted.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 3 show an embodiment of an inner surface inspection apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a partial cross-sectional side view, holding a light receiving mechanism and the like and holding a light guide to near a base end of the light receiving mechanism. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the holding cylinder for guiding, and FIG. 3 is a sectional view along the line III-III in FIG.
[0008]
The basic structure of the inner surface inspection apparatus according to the present invention includes a light receiving mechanism provided at a front end portion of the body for receiving light from a wide-angle azimuth direction or 360 ° omnidirectional direction and condensing the light on imaging means or observation means; A light guide for transmitting illumination light, which is guided from the rear end side to the front end side, and the front end of which is located near the base end of the light receiving mechanism. The apparatus includes a light receiving mechanism 1 provided at the tip of the fuselage for receiving light from all directions of 360 °, a camera 2 integrally connected to the light receiving mechanism 1 via a connecting member, and illumination light from a light source. And a holding tube 4 for holding the light receiving mechanism 1 and the camera 2 connected thereto and guiding the light guide 3 to near the base end of the light receiving mechanism 1. A holding cylinder corresponding to a position near the base end of the light receiving mechanism 1 The light guide 3 includes a diffusion ring 5 and the like to which the light guide 3 is connected or abutted.
[0009]
The light-receiving mechanism 1 includes a convex mirror 6 having a rotationally symmetric body shape, a rod 7 standing upright on the top of the convex mirror 6, a support 8 supporting the convex mirror 6, the convex mirror 6 and the rod 7 And a transparent cylinder 9 having one end fixed to the support body 8 and a connection member 10 for camera connection fixed to the other end of the cylinder 9. The structure is the same as that of the light receiving mechanism disclosed in Japanese Patent No. 3086204.
[0010]
The convex mirror 6 is a mirror body made of glass, metal, or the like, and is arranged such that its axis (the rotation axis of the rotationally symmetric body) coincides with the extension of the optical axis of the camera. The rod 7 is provided to block light that causes internal reflection of the cylindrical body 9, and is provided upright on the top of the convex mirror 6, and extends in the direction of the camera 2 along the extension of the axis of the convex mirror 6. I do. The rod 7 of the present embodiment has an elongated conical shape with the convex mirror 6 side as a bottom surface, but the shape of the rod 7 is arbitrary. Further, if light is reflected on the surface of the rod-shaped body 7, it causes internal reflection of the cylindrical body 9. Therefore, the surface of the rod-shaped body 7 is coated with a light-absorbing treatment, such as a matte of dark color (black or the like). It is preferable to apply a paint such as a paint that hardly causes light reflection.
[0011]
The cylindrical body 9 is made of a transparent material such as glass or plastic, and is arranged so as to surround the convex mirror 6 and the rod 7. One end of the cylindrical body 9 is connected and fixed to the support 8 on the outer periphery of the convex mirror 6, and the other end of the cylindrical body 9 is connected and fixed to a connection member 10 for camera connection having a window a for transmitting light.
The camera 2 is connected to the light receiving mechanism 1 by connecting a lens unit 20 (a cylinder having an optical lens inside) to the connection member 10. The main part of the camera 2 is housed (inserted) inside the tip of the holding cylinder 4. Light from all directions of 360 ° incident on the convex mirror 6 of the light receiving mechanism 1 is reflected by the convex mirror 6, condensed, and guided to the lens unit 20 of the camera 2.
[0012]
2 and 3, the holding cylinder 4 includes an outer cylinder 40, an inner cylinder 41 disposed inside the outer cylinder 40, and a cylindrical camera holder 42 disposed further inside the outer cylinder 40. The light guide 3 is guided from the rear end to the front end of the holding cylinder 4 through the gap between the cylinder 40 and the inner cylinder 41. The light guide 3 of the present embodiment is constituted by a large number of optical fibers 30, and these optical fibers 30 are continuously arranged in the circumferential direction of the holding cylinder 3 as shown in FIG.
[0013]
A diffusion ring 5 is provided on the outer periphery of the tip of the holding cylinder 4 to irradiate the incident light in a state of being diffused (scattered) to the outside. The distal end of the fiber 30 is connected or abutted, and illumination light transmitted through the light guide 3 is incident on the diffusion ring 5. The diffusion ring 5 only needs to be capable of diffusing (scattering) incident light from the light guide 3 to the outside and irradiating the light. For example, a translucent resin or glass material that transmits light, and light inside Can be made of a resin material or a glass material in which fine powder (for example, metal powder) that diffusely reflects light is dispersed.
[0014]
In the present embodiment, the inner cylinder 41 is projected forward of the outer cylinder 40 at the tip of the holding cylinder 4, and the diffusion ring 5 is provided on the outer periphery of the projected inner cylinder 40. In addition, a tapered surface 50 (a main light emission surface) that tapers toward the light receiving mechanism is formed on the outer surface of the diffusion ring 5 in order to diffuse the irradiation light over a wide range.
As described above, the main part of the camera 2 is housed (inserted) inside the distal end of the holding cylinder 4, and in this state, the diffusion ring 5 is positioned on the outer periphery of the body near the base end of the light receiving mechanism 1. become.
[0015]
In the holding cylinder 4, the camera 2 is held by a camera holder 42. The camera cable 12 connected to the camera 2 passes through the inside of the holding cylinder 4 and is guided outward from its rear end. The light guide 3 (optical fiber 30) in the holding tube 4 is bundled at the base end of the holding tube 4, and guided to a light source (not shown) through the flexible light guide cable 11.
In the other drawings, reference numeral 13 denotes a cap for supporting the camera cable 14 at the rear end of the holding cylinder 4 in a state where the camera cable 14 is inserted therethrough, and 43 denotes a cap provided between the inner cylinder 41 and the light guide 3 on the tip side of the holding cylinder 4. It is a ring-shaped spacer.
[0016]
When the inner surface inspection apparatus as described above is used, at least the light receiving mechanism 1 at the distal end of the body is inserted into the space to be inspected, and the illumination light is transmitted from the light source through the light guide 3 to the distal end side of the body. After the illumination light enters the diffusion ring 5 from the tip of the light guide 3, it is radiated from the tapered surface 50 of the diffusion ring 5 in a state of being diffused (scattered) over a wide range as shown by the broken line in FIG. 1. You. Such diffusion of the illumination light by the diffusion ring 5 prevents the illumination light from being directly incident on the light receiving mechanism 1 and diffuses the illumination light over a wide range. Is appropriately irradiated. Therefore, a bright and clear image with good contrast can be obtained from the light condensed by the light receiving mechanism 1.
[0017]
The light guide 3 is not limited to an optical fiber, and may be of any type as long as the light guide 3 can be positioned near the base end of the light receiving mechanism 1 so that the distal end surrounds the body.
Further, the inner surface inspection apparatus of the present embodiment has the light receiving mechanism 1 having a 360 ° omnidirectional field of view provided with a convex mirror, but the light receiving mechanism 1 may have any structure. For example, a light-receiving and condensing light from a wide-angle azimuth or 360 ° omni-direction may be performed by a fish-eye lens or a prism.
Further, the inner surface inspection apparatus of the present invention guides the light (image) received by the light receiving mechanism unit 1 directly to an observation means such as an eyepiece through a lens optical system in the body, so that the image can be directly observed from the observation means. It may be one that has been made.
[0018]
【The invention's effect】
The above-described inner surface inspection apparatus of the present invention can prevent the illumination light emitted through the light guide from directly entering the light receiving mechanism, and can appropriately irradiate the illumination light to the surface to be inspected, Therefore, a good image can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view showing an embodiment of an inner surface inspection device of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an apparatus of FIG. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a holding cylinder for guiding. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light receiving mechanism part, 2 ... Camera, 3 ... Light guide, 4 ... Holding cylinder, 5 ... Diffusion ring, 6 ... Convex mirror, 7 ... Bar-shaped body, 8 ... Support body, 9 ... Cylindrical body, 10 ... Connection member, 11 ... Light guide cable, 12 ... Camera cable, 13 ... Cap, 20 ... Lens part, 30 ... Optical fiber, 40 ... Outer cylinder, 41 ... Inner cylinder, 42 ... Camera holder, 43 ... Spacer, 50 ... Taper surface, a … Window holes
