CN102062738B - 表面检查装置 - Google Patents

Abstract

一种表面检查装置。该表面检查装置从光电探测器的输出信号中提取与因轴线与圆筒部件的中心线之间的偏差而导致的受光强度的波动对应的频率分量，并且控制激光二极管根据该频率分量与预定基准值之差来改变检查光的强度。另外，表面检查装置的头装置中的保护窗部件的前表面或后表面的至少一个法线方向相对于朝向保护窗部件的检查光的入射光方向而倾斜。

Description

表面检查装置

本申请是国际申请日为2007年5月11日，国际申请号为：PCT/JP2007/059757(国家申请号为：200780017229.4)，发明名称为“表面检查装置和表面检查头装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及：对照射到被检查物的表面上的检查光的反射光的强度进行检测，并基于检测出的反射光的强度对被检查物的表面进行检查的表面检查装置；用于检查作为被检查物的圆筒体的内周面上出现的诸如异物（foreign matter）和刮伤之类的缺陷的表面检查装置；或者用于检查被检查物的表面的表面检查头装置。

背景技术

一个用于检查圆筒形被检查物的内周面的装置的已知示例是如下的表面检查装置（例如，参照专利文献1）：其在围绕轴向旋转轴状检查头的同时沿轴向送入该轴状检查头，以便将其插入被检查物内部，利用来自该检查头的外周的检查光来照射被检查物，然后沿着被检查物的轴向从一端到另一端连续扫描该被检查物的内周面，基于所述扫描通过检查头来接收被检查物所反射的光，并基于所接收的反射光的强度来判断所述被检查物的状态，例如是否存在任何缺陷等。

此外，在上述类型的表面检查装置中，存在如下这种表面检查装置，其能够通过向诸如内燃机的汽缸套或缸膛之类的圆筒体的内周面投射检查光，将被配置成能够接收所述圆筒体的内周面反射的光的棒状检查头插入所述圆筒体的内部，然后在使所述检查头在围绕其沿纵向延伸的轴线旋转的同时，在其轴向上相对于所述圆筒体伸缩所述检查头，来检查所述圆筒体的内周面。这样的检查装置基于反射光的强度生成对应于内周面的二维图像，然后基于该二维图像中是否存在暗区来判定该内周面上是否存在任何缺陷。

此外，对于上述表面检查装置，将具有诸如反射镜和棱镜之类的光路变更部件的头装置安装在形成有使得检查光能够到达外周的开口的头筒的内部。利用该头装置，通过光路变更部件改变检查光的光路，将其引向头筒的开口，从所述开口射出的照射到被检查物的表面上的光的反射光从该开口进入头筒，通过光路变更部件改变反射光光路，使得它能够沿着检查光的相反方向传播，由此将检查被检查物的表面上的刮伤、异物等所需的光从头筒引导到表面检查装置的受光部。旋转头筒使得它能够沿着周向扫描圆筒形被检查物的内周面的整个圆周上的检查光。为了保护头筒的内部免受污染，为头筒的开口设置保护窗部件，使得该保护窗部件的前表面和后表面与检查光的光路正交。

专利文献1：特开平11-281582

发明内容

本发明要解决的问题

上述表面检查装置包括检测装置，所述检测装置被配置成围绕用于投射检查光的光投射光纤相邻设置有多条用于接收反射光的受光光纤，并且由光纤保持筒保持这些光纤。对于该检测装置，所述光投射光纤与所述受光光纤之间的位置关系（例如其间距离）是固定的，因此，相对于反射光的性状（例如其方向或强度）的改变，所述检测装置的敏感度特性也是固定的。因为被检查物中出现的缺陷类型表现出反射光的性状，所以传统表面检查装置中的受光光纤的位置等被设置成使得检测装置具有能够感测到待检查的被检查物的缺陷的敏感度特性。

因此，对于传统表面检查装置，将检测装置的敏感度特性固定为使得它能够感测到待检测的缺陷，这就存在如下问题，因为如果例如待检测的缺陷类型改变，则不能充分感测到该缺陷；此外，如果新设置了要区别于缺陷的位置，则这些位置会被误检测为缺陷。

此外，如果将上述表面检查装置用于检查圆筒体的内周面，则必需使得检查头的旋转与圆筒体的中心线一致。只要它们一致，则无论检查头的旋转位置如何，检查头与圆筒体的内周面总会彼此相对，这使得当检查光强度恒定且内周面的性状均匀时，能够接收相同强度的反射光。然而，如果检查头的旋转轴与圆筒体的中心线不一致，则检查光的入射角会随着检查头的旋转位置变化，这样即使内周面的性状是均匀的，也会改变反射光的强度。

在这种情况下，每旋转检查头一周，有两次机会检查头与内周面彼此相对，并且当它们不相对时入射角逐渐变化，因此反射光的强度产生波动。因此，当生成具有依据所述反射光强度的密度的二维图像时，该二维图像因其密度（亮或暗）周期性变化，所以在检查头与内周面彼此相对的地方最亮，而在其它地方相对较暗。如果偶然存在对应于缺陷的暗区出现在该二维图像的相对明亮部分，则判定它是缺陷没有错；然而，如果暗区出现在相对暗的部分，则该暗部分周围的对比度会较低，这增加了缺陷判断中产生错误的可能性。

此外，如果为上述头装置中的开口设置保护窗部件，则当检查光通过该保护窗部件并出现在所述头筒外侧时，该检查光会被所述保护窗部件的前表面和后表面反射。该反射光因光路变更部件会沿着与检查光相反的方向返回，因此由被检查物反射的光与保护窗部件反射的光会与表面检查装置检测的光叠加，这会阻碍敏感度的改善。

本发明的一个目的是提供一种表面检查装置，该表面检查装置能够产生与例如缺陷类型相对应的各种敏感度特性。本发明的另一目的是提供一种表面检查装置，该表面检查装置在即使检查头的旋转轴与作为被检查物的圆筒体的中心线不严格一致的情况下，也能够获得没有周期性密度变化的二维图像。本发明的另一目的是提供一种表面检查头装置，该表面检查头装置能够将检查光中的由被检查物反射的反射光与由保护窗部件反射的光相分离，并将前者引导到检查装置。

解决问题的手段

上述问题可通过根据本发明第一方面的表面检查装置解决，根据本发明第一方面的表面检查装置包括：发射检查光的光源；插入到作为被检查物的圆筒体内部的检查头，所述检查头在绕所述检查头的轴旋转并沿所述轴的轴向移动的同时，将从所述光源发射的检查光投射到所述圆筒体的内周面并接收由此反射的光；以及光电转换装置，其根据所述检查头接收的反射光的强度输出信号；并且所述表面检查装置基于所述光电转换装置输出的信号来生成对应于所述内周面的二维图像；所述表面检查装置还包括：信号处理装置，其从所述光电转换装置输出的信号中提取与因所述检查头的轴与所述圆筒体的中心线之间的偏差所引起的所述反射光强度的波动相对应的频率分量；以及光源控制装置，其控制所述光源，使得从所述光源发射的检查光的强度随着预定基准值与所述信号处理装置所提取的所述频率分量之间的差而变化，所述信号处理装置被配置成使得它提取如下的预定范围内的频率分量，该预定范围包括对应于所述波动的频率分量而不包括对应于所述内周面的缺陷的频率分量。

根据本检查装置，所述信号处理装置提取与因所述检查头的旋转轴与所述圆筒体的中心线之间的偏差引起的所述反射光强度的波动相对应的频率分量。此外，因为所述光源控制装置根据所述信号处理装置所提取的频率分量与所述预定基准值之间的差来控制所述检查光的强度，所以能够消除所述反射光强度的波动。由此，即使所述检查头的旋转轴与作为所述被检查物的圆筒体的中心线不精确一致，也可以获得没有任何周期性密度变化的二维图像。

根据本发明的第一方面，所述光源控制装置可以控制所述光源，使得从所述光源发出的检查光的强度在所述基准值与所述频率分量之间的差较大时比在该差较小时更大。因此，能够可靠地消除所述反射光的强度波动。

根据本发明的第一方面，所述信号处理装置可被配置成，使得它提取在包括对应于所述波动的频率分量而不包括对应于所述内周面的缺陷的频率分量的预定范围内的频率分量。在这种情况下，适当设定所述预定范围使得能够生成更均匀的二维图像，因为不仅消除了所述旋转轴与所述中心线之间的偏差引起的波动，还消除了不能认为是缺陷的其他因素（例如所述内周面的表面粗糙度）引起的所述反射光的强度变化。此外，因为所述预定范围不包括对应于缺陷的频率分量，所以不会出现消除了与缺陷相对应的反射光的强度变化的问题。

上述问题也可通过根据本发明的第二方面的表面检查头来解决，该表面检查头包括：头筒，在其外周形成有开口；保护窗部件，其设置在所述开口处；以及光路变更装置，其被设置在所述头筒内部，用于改变沿轴向进入所述头筒的检查光的光路，以便将其引向所述保护窗部件，并改变检查光由被检查物表面反射的光的光路，以便沿着所述头筒的轴向将其引导到所述检查光的相反方向上；其中，所述保护窗部件的前表面和后表面中的至少一个的法线方向相对于所述检查光照射到所述保护窗部件上的方向倾斜。

所述保护窗部件的前表面和后表面中的至少一个的法线方向相对于所述检查光照射的方向倾斜，并且作为阻碍敏感度提高的因素的所述保护窗部件的前表面或者后表面所反射的光因此相对于入射光以一角度反射。因此，所述保护窗部件反射的光的方向偏离所述被检查物表面反射的以及伴随于此的从所述光路变更装置射出的光的方向，因此产生所述被检查物表面反射的光的方向与所述保护窗部件反射的光的方向之间的偏差。由此，所述被检查物表面反射的光可以与所述保护窗部件反射的光分离，并被引导到所述检查装置，这使得能够进行高精度检测。

根据本发明的第二方面，所述保护窗部件可以被安装在所述头筒的端部区域；并且可以使所述保护窗部件的前表面和后表面中的至少一个的法线方向随着沿半径方向朝所述头筒外侧延伸而朝向所述头筒的端侧倾斜。根据这个方面，通过所述保护窗部件的前表面和后表面中的至少一个使得所述检查光转向所述头筒的端侧，因此与没有设置所述保护窗部件的情况相比，检查光照射所述被检查物的位置偏向所述头筒的端侧。因此，如果所述被检查物是盲孔形状的，并且所述头筒被插入所述被检查物中，则例如所述头筒会与所述被检查物的端部相碰撞，并且因为所述检查光不再到达该端部，就出现了死角。然而，根据这个方面，还可以在所述端侧执行检查。

根据本发明的第二方面，所述保护窗部件的前表面和后表面的法线方向可以相对于所述检查光照射所述保护窗部件的方向按照相等角度倾斜。在这种情况下，所述保护窗部件的前表面和后表面平行，因此能够使用易于成形且节省成本的平板。

发明效果

根据上述表面检查装置，因为根据与因所述检查头的旋转轴与所述圆筒体的中心线之间的偏差所引起的所述反射光强度的波动相对应的频率分量来控制所述检查光的强度，所以能够消除所述反射光强度的波动。由此，即使所述检查头的旋转轴与作为所述被检查物的圆筒体的中心线没有精确一致，也能够获得没有任何周期性密度变化的二维图像。此外，根据上述表面检查头装置，即使设置了保护窗部件也可以执行高精度检测。因此，能够在具有严格检查标准的生产线中（诸如汽车部件的生产中）并入所述表面检查头装置，并且利用其检测微小缺陷，所述表面检查头装置能够提高检查精度。

附图说明

图1是示出本发明的表面检查装置的一个实施方式的配置的示意图。

图2是示出由保持筒保持的光投射光纤和受光光纤组的端部的平面示意图。

图3是说明运算处理部的功能的框图。

图4是示出检测部相对于反射光角度变化的敏感度特性的图。

图5是示出检测部相对于从被检查物到反射位置的距离变化的敏感度特性的图。

图6是本发明的表面检查装置的另一个实施方式的配置的示意图。

图7是说明图6中的操作控制部的操作的说明图。

图8是其中装有本发明的头装置的一个实施方式的表面检查装置的示意图。

图9是示出头装置的一个实施方式的配置的示意图。

图10是示出保护窗部件及检查光的光路等的图。

图11是示出从检查光投射的被检查物侧观察的头装置与被检查物之间的关系的图。

图12是根据本发明的变型例的头装置的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施方式的表面检查装置的配置的示意图。表面检查装置1是适于对被检查物100的圆筒体的内周面100a进行检查的装置。表面检查装置1包括：检查机构2，其执行该检查并输出与被检查物100的内周面100a相关的信息；以及控制部3，其控制检查机构2的各部件的操作并管理检查机构2输出的信息。此外，该检查机构2包括：检测部5，其向被检查物100投射检查光，并接收由被检查物100反射的光；以及驱动部6，其使检测部5执行预定操作。

检测部5包括：激光二极管（以下称为LD）11，其用作检查光的光源；两个光电探测器（以下称为PD）12A、12B，每个光电探测器接收被检查物100反射的光，并输出其中电流或电压随着该反射光在单位时间内的光量（反射光强度）而变化的电信号；光投射光纤13，其将从LD11发出的检查光导向被检查物100；第一受光光纤组14A，其将被检查物100反射的光导向PD 12A；第二受光光纤组14B，其将被检查物100反射的光导向PD 12B；保持筒15，其按成束状态保持光投射光纤13和受光光纤组14A、14B；以及中空轴状检查头16，其设置成与保持筒15的外则共轴。

图2示出了保持筒15所保持的光投射光纤13和受光光纤组14A、14B的端部（图1中的右端部）。光投射光纤13沿保持筒15的中心线设置，并且第一受光光纤组14A包括在光投射光纤13周围设置的6条受光光纤14。此外，第二受光光纤组14B包括12条受光光纤14，从光投射光纤13角度观察，它们设置在第一受光光纤组14A的外侧。光投射光纤13和构成受光光纤组14A、14B的受光光纤14通过防止位置偏离的诸如树脂粘接剂（未示出）的接合手段彼此固定。此外，构成第一受光光纤组14A和第二受光光纤组14B的受光光纤14的数量不受限制，可以使用任何适当的数量。

如图1所示，在保持筒15的端部设置有透镜17，所述透镜17使通过光投射光纤13引导的检查光沿着检查头16的轴AX的方向（以下称为轴向）成束状射出，并对沿检查头16的轴向在检查光的反方向上传播的反射光进行会聚，并将其导向受光光纤14。用作光路变更装置的反射镜18被固定到检查头16的端部（图1中的右端部），并且透光窗16a被设置到检查头16的外周，使得它与反射镜18相对。反射镜18改变从透镜17射出的检查光的光路，将它导向透光窗16a，并且还改变从透光窗16a进入检查头16的反射光的光路，使得该光路沿着向透镜17传播的方向。

驱动部6包括直线驱动机构30、旋转驱动机构40以及焦点调整机构50。直线驱动机构30被设置作为使检查头16沿其轴向移动的移动装置。为了实现该功能，直线驱动机构30包括基座31、固定到该基座31的一对导轨32、能够沿导轨32在检查头16的轴向上移动的滑块33、设置到滑块33侧边并且平行于检查头16的轴AX的丝杠34、以及旋转驱动丝杠34的电机35。滑块33用作用于支持整个检测部5的装置。即，LD 11和PD 12A、12B固定到滑块33，检查头16经由旋转驱动机构40附接到滑块33，而保持筒15经由焦点调整机构50附接到滑块33。此外，丝杠34拧到固定于滑块33的螺母36。因此，电机35旋转驱动丝杠34，丝杠沿导轨32在检查头16的轴向上移动滑块33，并且伴随于此，由滑块33支持的整个检测部5沿检查头16的轴向移动。利用直线驱动机构30来驱动检测部5，使得可以相对于检查头16的轴向改变检查光在被检查物100的内周面100a上的照射位置。

旋转驱动机构40被设置作为使检查头16绕轴AX旋转的旋转驱动装置。为了实现该功能，旋转驱动机构40包括支持检查头16使得它可绕着轴AX自由转动的轴承（未示出）、用作旋转驱动源的电机41，以及将电机41的旋转传给检查头16的传动机构42。诸如带状传动装置或齿轮系的公知旋转传动机构可以用作传动机构42。经由传动机构42将电机41的旋转传给检查头16，使检查头16随着此处固定的反射镜18一起绕轴AX旋转。利用旋转驱动机构40驱动检查头16，使得可以相对于周向改变检查光在被检查物100的内周面100a上的照射位置。此外，将检查头16在轴向上的移动与绕轴AX的旋转组合起来使得能够在被检查物100的内周面100a的整个表面上扫描检查光。此外，当检查头16旋转时保持筒15不旋转。此外，为旋转驱动机构40设置有根据检查头16的旋转位置输出脉冲信号的旋转编码器43。旋转编码器43包括：圆板43a，其附接到检查头16并与其一体地旋转，在所述圆板43a中沿着周向以预定间隔排列形成有多个检测孔（未示出）；以及脉冲生成部43b，其根据圆板43a的检测孔的位置生成脉冲。控制部3使用旋转编码器43所生成的脉冲信号。

焦点调整机构50被设置为焦点调整装置，其沿轴AX的方向驱动保持筒15使得检查光聚焦在被检查物100的内周面100a上，并使得内周面100a反射的光聚焦在第一受光光纤组14A上或者第二受光光纤组14B上。为了实现该功能，焦点调整机构50包括：支持板51，其固定到保持筒15的基座端部；导轨52，其设置在支持板51与直线驱动机构30的滑块33之间，并沿检查头16的轴向引导支持板51；丝杠53，其平行于检查头16的轴AX设置，并拧进支持板51；以及电机54，其旋转地驱动丝杠53。通过电机54旋转地驱动丝杠53来沿着导轨52移动支持板51，并沿着检查头16的轴向移动保持筒15。由此，可以调整从透镜17通过反射镜18到内周面100a的光路长度，使得检查光聚焦在被检查物100的内周面100a上，并使得内周面100a反射的光聚焦在第一受光光纤组14A上或者第二受光光纤组14B上。

下面来解释控制部3。控制部3包括：运算处理部60，其用作管理表面检查装置1执行的检查处理并执行例如测量结果处理的计算机单元；操作控制部61，其根据运算处理部60的指令，控制检查机构2的各部分的操作；信号处理部62A，其对PD 12A的输出信号执行预定处理；信号处理部62B，其对PD 12B的输出信号执行预定处理；输入部63，用户能够利用该输入部63向运算处理部60输入指令；输出部64，其向用户呈现例如运算处理部60的测量结果；以及存储部65，其存储例如测量数据和由运算处理部60执行的计算机程序。可以通过使用诸如个人计算机的通用计算机装置来配置运算处理部60、输入部63、输出部64以及存储部65。在这种情况下，输入部63设置有输入装置，例如鼠标和键盘，而输出部64设置有监视器装置。输出部64可以附带有诸如打印机之类的输出装置。硬盘存储装置和诸如具有记忆保持性能的半导体存储器装置的存储器装置，都可以用作存储部65。操作控制部61和信号处理部62A、62B可以通过硬件控制电路来实现，或者它们可以通过计算机单元来实现。

下面来说明假设被检查物100是内周面100a经过了切削加工的铸件的情况下的一个优选实施方式。作为能够由表面检查装置1执行的检查模式，可以设置如下检查模式：表面缺陷检查模式，其检测表面本身的缺陷，诸如在作为被检查物100的表面的内周面100a中出现的气孔；和表面异物检查模式，其将诸如附着到被检查物100表面的碎屑的异物作为缺陷进行检查；此外，可以根据用户通过输入部63给出的指令来选择各个检查模式。而且，运算处理部60和操作控制部61的操作因检查模式而不同；然而，首先来解释所有模式共用的操作。

当检查被检查物100的内周面100a的表面时，被检查物100被设置成使得它与检查头16共轴。当开始检查时，运算处理部60根据来自输入部63的指令向操作控制部61发出指令，以启动检查被检查物100的内周面100a所需要的操作。接收到该指令的操作控制部61使LD 11发射预定强度的光并控制电机35和电机41的操作，使得检查头16以恒定速度沿轴向移动并绕轴AX旋转。另外，如果通过用户的指令选择了表面缺陷检查模式，则操作控制部61控制电机54的操作,使得检查光聚焦在内周面100a上并使得内周面100a反射的光聚焦在第二受光光纤组14B上。此外，如果选择了表面异物检查模式，则操作控制部61控制电机54的操作使得检查光聚焦在内周面100a上并使得内周面100a反射的光聚焦在第一受光光纤组14A上。通过这样控制操作，可通过检查光从一端到另一端地扫描内周面100a。

与该扫描相联系地，PD 12A的输出信号和PD 12B的输出信号被接连不断地分别传送给信号处理部62A和信号处理部62B。信号处理部62A对PD 12A的输出信号执行模拟信号处理，这对于运算处理部60将对该信号进行的处理是必需的，随后以预定的比特深度对所处理过的模拟信号执行A/D转换，并将获得的数字信号作为反射光信号输出给运算处理部60。通过信号处理部62A执行的A/D转换使用从旋转编码器43输出的脉冲序列作为取样时钟信号。由此，在检查头16以预定角度旋转的同时产生与PD 12接收到的光量（强度）相关的渐变数字信号，并且从信号处理部62A输出该信号。输入PD 12B的输出信号的信号处理部62B以与上述类似的方式运转。

从信号处理部62A、62B接收反射光信号的运算处理部60将来自信号处理部62A的信号和来自信号处理部62B的信号按照彼此能够区分开的状态存储在存储部65中。此外，运算处理部60利用存储在存储部65中的反射光信号生成被检查物100的内周面100a的平面展开的二维图像，基于该二维图像判定是否存在缺陷，并将判定结果作为检查结果输出给输出部64。

参照图3，下面来说明运算处理部60生成这样的二维图像并基于它输出检查结果的过程。图3是说明运算处理部60的功能的框图。通过执行存储在存储部65中的预定程序，运算处理部60起到合成处理部601、运算规则设定部602、图像生成部603以及判定部604的作用，如图3所示。首先，运算处理部60将基于存储部65中存储的PD 12A的输出信号的反射光信号Ps1和基于PD 12B的输出信号的反射光信号Ps2读入到合成处理部601中。接着，合成处理部601根据由运算规则设定部602设定的运算规则来合成这些信号Ps1、Ps2，并将所合成的信号输出到图像生成部603。运算设定部602保持有上面讨论的与表面缺陷检查模式相对应的运算规则和与表面异物检查模式相对应的运算规则，并基于来自输入部63的指令设定与选定的检查模式相对应的运算规则。

考虑各PD 12A、12B的输出信号相对于被检查物100的内周面100a的性状变化（例如反射光的性状变化）的特性（敏感度特性）来设置运算规则设定部602所保持的运算规则。首先来说明表面缺陷检查模式中设置的运算规则。在表面缺陷检查模式中，设置运算规则，以便获取能够将诸如被查检物100的内周面100a中出现的气孔之类的缺陷与由切削加工在内周面100a中形成的不应当被视为缺陷的凹陷区分开的敏感度特性。此外，当执行切削加工时，凹陷是不可避免的，并且很浅，非常类似于当工具（例如切削工具）用新的工具替换时表面上出现的所谓的振颤痕。被检查物100的内周面100a中形成的凹陷改变了反射光的方向。换句话说，凹陷可以看成是相对于检查光的照射方向（光轴）成一定角度的表面。

图4示出了检测部5关于反射光角度变化的敏感度特性。在图4中，点划线M1指示反射光角度变化时PD 12A的输出信号，即第一受光光纤组14A的敏感度特性；双点划线M2指示反射光角度变化时PD 12B的输出信号，即第二受光光纤组14B的敏感度特性；而实线M3指示合成了PD 12A的输出信号和PD 12B的输出信号时的敏感度特性。图4中的横坐标代表角度（单位：度），而纵坐标代表反射光强度。如上所述，在表面缺陷检查模式中，调整检测部5，使得反射光聚焦在第二受光光纤组14B上。因此，如双点划线M2所示，第二受光光纤组14B的敏感度特性在反射光方向没有偏离的原点处具有最大值，而随着反射光偏离增加，强度降低。此外，如点划线M1所示，第一受光光纤组14A的敏感度特性在+4°和-4°附近具有最大值，而由于焦点在第二受光光纤组14B上，所以具有最小值的凹陷中心在原点。这些敏感度特性依赖于物理配置，如光纤组14A、14B之间的间隔、光投射光纤13与各光纤组14A、14B之间的距离、以及构成这些光纤组的受光光纤14的直径大小，因此这些敏感度特性是检测部5的该实施方式特有的。

内周面100a中形成的上述凹陷在大约-6°到+6°的范围内改变反射光的角度。因此，如果检测部5具有相对于该范围内的角度变化基本上平坦的敏感度特性，则即使检查光照射到凹陷，由检测部5接收到的反射光的强度也不会降低，因此能够明确地将凹陷与气孔区分开来。因此，在本实施方式的表面缺陷检查模式中，设定如下的运算规则，即将PD 12A的输出信号与作为预定值的0.5相乘，然后将其结果与PD 12B的输出信号相加，使得敏感度特性相对于大约-6°到+6°的范围内的角度变化基本是平坦的，如图4中实线M3所示。

下面说明表面异物检查模式中设定的运算规则。在表面异物检查模式中，设置运算规则，以获取即使照射在异物（例如附着到被查检物100的内周面100a上的碎屑）上的检查光以类似于没有异物的普通表面的方式反射出，也能够感测到异物的敏感度特性。如果诸如碎屑的异物附着到内周面100a上，则与没有异物的情况相比，检查光的反射位置变近了存在异物的程度。换句话说，如果有异物附着，则从透镜17通过反射镜18到内周面100a的光路长度比没有异物的情况更短。

图5示出了检测部5关于到被检查物100上反射位置的距离变化的敏感度特性。在图5中，点划线M1代表到反射位置的距离变化时PD 12A的输出信号，即第一受光光纤组14A的敏感度特性；双点划线M2代表到反射位置的距离变化时PD 12B的输出信号，即第二受光光纤组14B的敏感度特性；而实线M3代表合成了PD 12A的输出信号和PD 12B的输出信号时的敏感度特性。图5中的横坐标代表以原点为基准位置时基准位置与反射位置之间的位置偏离（单位：mm）。负号指靠近检测部5侧。图5中的纵坐标代表反射光强度。如上所述，在表面异物检查模式中，调整检测部5，使得反射光聚焦在第一受光光纤组14A上。因此，如点划线M1所示，第一受光光纤组14A的敏感度特性在没有位置偏离的原点具有最大值，而随着位置偏离增加，强度降低。此外，由于焦点在第一受光光纤组14A上，第二受光光纤组14B的敏感度特性与偏移到-0.5mm附近的第一受光光纤组14A的敏感度特性相等。如上所述，这些敏感度特性依赖于检测部5的物理配置，并且是检测部5的该实施方式特有的。

因为附着到内周面100a上的碎屑的平均尺寸（例如厚度）大约是0.5mm，如果检查光照射到附着到内周面100a上的碎屑上，则与没有碎屑时的基准位置相比，其反射位置近了大约0.5mm。因此,如果检测部5设置有具有负峰值的敏感度特性，在该负峰值处，能够检测出反射位置近了大约该量级的条件，则即使照射在异物（诸如碎屑）上的检查光以与没有异物的正常表面类似的方式反射，也能检测到该异物。因此，在本实施方式的表面异物检查模式中，设定如下运算规则，从PD 12A的输出信号减去PD 12B的输出信号，使得敏感度特性在大约-0.5mm处具有负峰值，如图5中实线M3所示。

上面说明的各运算规则仅是适于检测部5的物理配置（具体为光纤组14A、14B之间的间隔、光投射光纤13与各光纤组14A、14B之间的距离以及构成这些光纤组的受光光纤14的直径大小）的规则的示例，也可以使用其他运算规则来获得规定的敏感度特性。

如图3所示，图像生成部603接收来自合成处理部601的根据对应于各检查模式的运算规则合成的合成信号Ps3，利用该合成信号Ps3生成其中将被检查物100的内周面100a平面展开的二维图像，并将该二维图像输出到输出部64和判定部604。由图像生成部603生成的二维图像对应于其中在正交双轴坐标系限定的平面中展开内周面100a的图像，例如将被检查物的周向作为x轴向而将检查头16的轴向作为y轴向。通过利用为各检查模式准备的预定算法来处理从图像生成部603获得的二维图像，判定部604判定超过允许限度的任何缺陷的存在，并向输出部64输出该判定结果。

如上所述，根据本实施方式的表面检查装置1，根据对应于各检查模式的运算规则合成基于PD 12A的输出信号的反射光信号Ps1和基于PD12B的输出信号的反射光信号Ps2，由此能够生成适于各检查模式的检测部5的敏感度特性。由此,能够利用单个检测部5来执行多个不同检查，并且可以提高各检查模式的检查精度。

在上述实施方式中，LD 11对应于根据本发明的光源，PD 12A对应于根据本发明的第一光电转换装置，PD 12B对应于根据本发明的第二光电转换装置，第一受光光纤组14A对应于根据本发明的第一受光光纤组，而第二受光光纤组14B对应于根据本发明的第二受光光纤组。

然而，本发明并不限于以上实施方式，而是可以通过各种实施方式来实现。在上述实施方式中，对来自PD 12A、12B的输出信号进行A/D转换，然后启动运算处理部60，以便根据预定运算规则来合成这些数字信号；然而，图3所示的合成处理部601和运算规则设定部602各自可以通过硬件电路实现，以便根据预定运算规则以其模拟信号的状态来合成来自PD的输出信号。

在上述实施方式中，提供了相对于光投射光纤13具有不同的位置关系的两个受光光纤组14A、14B，如图2所示。然而，可以通过在第二受光光纤组14B的外周设置多条受光光纤来提供三个受光光纤组。如果提供了三个受光光纤组，则可以提供接收从最外的第三受光光纤组引导来的反射光的第三光电转换装置。这增加了能够对光电转换装置的信号进行合成的方式数，使得能够为检测装置提供各种敏感度特性。

可以想到各种由运算规则设定部602设定的运算规则。例如，在上述表面异物检查模式中，从PD 12A的信号减去PD 12B的信号；然而，可以在将反射光聚焦在第二受光光纤组12B上之后从PD 12B的信号减去PD 12A的信号；这样做能够获得相对于坐标而反转图5中所示的实线M3的敏感度特性。在这种情况下，能够检测其中反射位置与基准位置间隔开预定距离的情况。由此，能够检测被检查物表面上形成的尺寸相当于预定距离的凹部。

此外，设定简单地将PD 12A的信号与PD 12B的信号相加的运算规则，使得能够获得基本上相当于如下情况的敏感度特性，即设置了其受光表面面积是那些光纤组的受光表面面积之和的单个受光光纤组的情况，即增大各受光光纤的直径的情况。此外，不必同时使用这两种信号，也可以按照需要单个使用这些信号。

上述检查装置1适于圆筒形内周面的检查，但它也可以是通过在垂直于其轴向的方向上移动检查头16的同时，不旋转地沿其轴向移动检查头16而适于检查具有平面表面的被检查物的检查装置。上述表面异物检查模式具有图5所示的与反射位置的变化相关的敏感度特性，因此可以使该表面检查装置1用作能够以预定分辨率求出被检查物的圆度的旋转型距离测量装置。

图6是本发明的表面检查装置的另一个实施方式的配置的示意图。表面检查装置101是适于对作为被检查物的诸如内燃机的汽缸套或者缸膛的圆筒体200的内周面200a进行表面检查的装置。表面检查装置101包括：检查机构102，其执行所述检查并输出与圆筒体200的内周面200a相关的信息；以及控制部103，其控制检查机构102的各部件的操作并处理由此输出的信息。此外，该检查机构102包括：检测部105，其向被检查物200投射检查光，并接收由此反射的光；以及驱动部106，其使检测部105执行预定操作。

检测部105包括：激光二极管（此后称为LD）111，其用作检查光的光源；光电探测器（以下称为PD）112，其接收被检查物200反射的光，并根据该反射光在单位时间内的光量（反射光强度）输出电流或电压电信号；光投射光纤113，其将从LD 111发射的检查光导向被检查物200；受光光纤组114，其将被检查物200反射的光导向PD 112；保持筒115，其以成束状态保持光纤113、114；以及中空轴状检查头116，其设置成与保持筒115的外则共轴。透镜117被设置到保持筒115的端部，其使经由光投射光纤113所引导的检查光沿着检查头116的轴AXa的方向（以下称为轴向）成束状射出，并对在检查光的相反方向上沿检查头116的轴向传播的反射光进行会聚，且将其导向受光光纤114。用作光路变更装置的反射镜118被固定到检查头116的端部（图6中的右端部），并且透光窗116a被设置到检查头116的外周，使得它与反射镜118相对。反射镜118改变从透镜117射出的检查光的光路，将它导向透光窗116a，并且还改变从透光窗116a进入检查头116的反射光的光路，使得该光路沿着向透镜117传播的方向。

驱动部106包括直线驱动机构130、旋转驱动机构140以及焦点调整机构150。直线驱动机构130被设置为使检查头116沿其轴向移动的移动装置。为了实现该功能，直线驱动机构130包括基座131、固定到该基座131的一对导轨132、能够沿导轨132在检查头116的轴向上移动的滑块133、设置在滑块133侧边且平行于检查头116的轴AXa的丝杠134，以及旋转驱动丝杠134的电机135。滑块133用作支持整个检测部105的装置的作用。即，LD 111和PD 112固定到滑块133，检查头116通过旋转驱动机构140附接到滑块133，而保持筒115通过焦点调整机构150附接到滑块133。此外，丝杠134拧到固定于滑块133的螺母136。因此，电机135旋转驱动丝杠134，丝杠134沿导轨132在检查头116的轴向上移动滑块133，并且伴随于此，由滑块133支持的整个检测部105沿检查头116的轴向移动。利用直线驱动机构130驱动检测部105，使得可以相对于检查头116的轴向改变检查光在被检查物200的内周面200a上的照射位置。

旋转驱动机构140被设置为使检查头116绕轴AXa旋转的旋转驱动装置。为了实现该功能，旋转驱动机构140包括：支持检查头116使得它可绕着轴AXa自由转动的轴承（未示出）、用作旋转驱动源的电机141、以及将电机141的旋转传给检查头116的传动机构142。诸如带状传动装置或齿轮系的公知旋转传动机构可以用作传动机构142。通过传动机构142将电机141的旋转传给检查头116，使得检查头116与此处固定的反射镜118一起绕轴AXa旋转。利用旋转驱动机构140旋转检查头116，使得能够相对于周向改变检查光在被检查物200的内周面200a上的照射位置。此外，将检查头116在轴向上的移动与绕轴AXa的旋转组合起来使得能够在被检查物200的内周面200a的整个表面上扫描检查光。此外，当检查头116旋转时保持筒115不旋转。此外，为旋转驱动机构140设置根据检查头116的旋转位置输出脉冲信号的旋转编码器143。旋转编码器143包括：圆板143a，其附接到检查头116并与其一体地旋转，在所述圆板143a中，沿着周向以预定间隔排列形成有多个检测孔（未示出）；以及脉冲生成部143b，其根据圆板143a的检测孔的位置生成脉冲。控制部103使用来自旋转编码器143的脉冲信号。

焦点调整机构150被设置为如下焦点调整装置：其沿轴AXa的方向驱动保持筒115，使得检查光聚焦在被检查物200的内周面200a上。为了实现该功能，焦点调整机构150包括：支持板151，其固定到保持筒115的基座端部；导轨152，其设置在支持板151与直线驱动机构130的滑块133之间，用于沿检查头116的轴向引导支持板151；丝杠153，其平行于检查头116的轴AXa设置，并拧进支持板151；以及电机154，其旋转地驱动丝杠153。通过电机154旋转地驱动丝杠153，可沿着导轨152移动支持板151，并沿检查头116的轴向移动保持筒115。由此，能够调整从透镜117通过反射镜118到内周面200a的光路长度，使得检查光聚焦在被检查物200的内周面200a上。

控制部103包括：运算处理部160，其用作管理由表面检查装置101执行的检查处理并执行例如测量结果处理的计算机单元；操作控制部161，其根据来自运算处理部160的指令，控制检查机构102的各部分的操作；信号处理部162A，其对PD 112的输出信号执行预定处理；输入部163，用户能够利用该输入部163向运算处理部160输入指令；输出部164，其向用户呈现例如运算处理部160的测量结果；以及存储部165，其存储例如测量数据和待由运算处理部160执行的计算机程序。可以通过使用诸如个人计算机的通用计算机装置来配置运算处理部160、输入部163、输出部164以及存储部165。在这种情况下，输入部163设置有诸如鼠标和键盘的输入装置，而输出部164设置有监视器装置。输出部164可以附带有诸如打印机之类的输出装置。硬盘存储装置和诸如具有记忆保持性能的半导体存储器装置的存储器装置，都可用作存储部165。

基于来自运算处理部160的各种控制信号，操作控制部161控制检测部105的LD 111、直线驱动机构130的电机135、旋转驱动机构140的电机141以及焦点调整机构150的电机154的操作。此外，直线驱动机构130的电机135、旋转驱动机构140的电机141以及焦点调整机构150的电机154的控制不是本发明的要旨，因此省略其详细说明。

图7是说明操作控制部161的细节的说明图。控制部161包括：受光放大器1611，其放大从PD 112输出的对应于光强度的输出信号S1；低通滤波器1612，其去掉超出预定范围上限的频率分量，以从放大器1611放大的信号S2中提取该预定范围内的频率分量；基准信号发生器1613，其利用圆筒体200的内周面200a上没有缺陷的情况作为基准来输出预定基准信号St；比较器1614，其将通过低通滤波器1612的信号S3与基准信号发生器1613生成的基准信号St进行比较，并根据其差输出差分信号Sd；以及LD控制器1615，其控制LD 111，使得根据比较器1614输出的差分信号Sd通过驱动电流来驱动LD 111。

由通过了低通滤波器1612而提取的预定范围内的频率分量包含与因轴AXa与圆筒体200的中心线之间的偏差所引起的反射光强度波动相对应的频率分量。如果轴AXa与圆筒体200的中心线偏离，则检查头116每旋转一周，就有两次机会检查头116和圆筒体200的内周面200a相对，并且当它们不相对时检查光的入射角逐渐变化。因此，由该偏离造成的波动具有两倍于检查头116的旋转频率的频率。因此，在本实施方式中，将预定范围设定为从检查头116的旋转频率的两倍到小于十倍的频率范围。

LD控制器1615被配置成使得当基准信号St与具有预定范围中的频率分量的信号S3之间存在大的差异时，通过较大（与较小差异时相比）的电流驱动LD 111，反之，当该差异较小时，通过较小（与较大差异时相比）的电流驱动LD 111。由此，当差异较大时，通过LD控制器1615控制LD 111，使得与该差异较小时相比检查光的强度较高。因此，LD控制器1615抵消了具有预定范围内的频率分量的反射光强度波动。对应于缺陷的强度信号的频率大于检查头116的旋转频率约1000倍，因此不包括在该预定范围内。因此，不存在与缺陷相对应的反射光强度变化被LD控制器1615消除的问题。

为了每旋转检查头116一周对PD 112输出的信号进行预定次数的采样，将信号处理单元162的频率乘以或者除以来自旋转编码器143的脉冲信号并将其用作采样时钟。由信号处理部162采样的信号被发送到运算处理部160。基于该信号，运算处理部160生成与被检查物200的内周面200a相关的二维图像，并判定是否存在缺陷（例如气孔）。该判定确定在二维图像中是否存在对应于缺陷的暗部，但由运算处理部160执行的该处理的细节和其他具体处理的细节与本发明的要旨关系不大，因此省略其说明。

上述表面检查装置101能够消除反射光强度波动，因为它根据与因检查头116的轴AXa与圆筒体200的中心线之间的偏差所引起的反射光强度波动相对应的频率分量来控制检查光的强度。此外，因为通过使信号通过低通滤波器1612而提取的频率分量被设定为具有一定宽度的预定范围，所以也能够消除由具有预定范围内的频率分量的波动（例如与轴偏离无关的内周面200a的表面粗糙度）所引起的反射光的强度变化。由此，可以使用不均匀的二维图像作为缺陷判定的基础，这提高了缺陷检查精度。

在上述实施方式中，LD 111对应于根据本发明的光源，PD 112对应于根据本发明的光电转换装置，低通滤波器1612对应于根据本发明的信号处理装置，而LD控制器1615对应于根据本发明的光源控制装置。

然而，本发明并不限于以上实施方式，而可通过各种实施方式实现。例如，上述操作控制部161可以由硬件控制电路或者计算机单元来实现。此外，如上所述，根据本发明的信号处理装置是由低通滤波器1612实现的；然而，也可以替代地通过用于去除超过预定上限的频率分量和低于预定下限的频率分量的带通滤波器来实现。在这种情况下，通过让信号通过带通滤波器，提取与因轴AXa与圆筒体200的中心线之间的偏差所引起的反射光强度波动相对应的频率分量，而不提取与内周面200a的缺陷相对应的频率分量；即带通滤波器应被配置成，使得其能够截去对应于这些缺陷的频率分量。

图8示出了其中集成了本发明的头装置的一个实施方式的表面检查装置的一个示例。表面检查装置201包括主体部202和被设置成可从主体部202突出的头装置203。主体部202包括：激光二极管（此后称为LD）220，其用作检查光的光源；光电探测器（以下称为PD）221，其检测照射到被检查物204上的检查光的反射光；导光部222，其沿着头装置203的突出方向引导从LD 220射出的检查光L，并且还将从头装置203返回的由被检查物204反射的光引导到PD 221；旋转机构223，其使头装置203绕着沿其突出方向延伸的旋转轴C转动；直线运动机构224，其使头装置203沿着旋转轴C的方向前进和后退；以及焦点调整机构225，其通过使导光部222沿旋转轴C的方向前进和后退来聚焦检查光。被检查物204为圆筒状。

导光部222包括：保持筒250，其被设置成与头装置203的旋转轴C共轴；透镜253，其被设置到保持筒250的端部；光投射光纤251，其将检查光从LD 220导向透镜253；以及受光光纤252，其将反射光从透镜253导向PD 221。此外,光投射光纤251被设置成与旋转轴C共轴，并且可以设置多条受光光纤252，使得它们围绕在光投射光纤251的外周。

如图9详细所示，头装置203包括：外筒230，其用作被设置成与旋转轴C共轴且可绕旋转轴C自由旋转的头筒，并且其中在其外周形成有开口231；和保护窗部件233，其设置在所述开口231中。外筒230的内部设置有反射镜232，反射镜232用作对来自导光部222的检查光和由被检查物204反射的反射光的光路进行改变的光路变更装置。反射镜232与外筒230一体旋转。关于保护窗部件233的前表面和后表面，外筒230的内侧表面为前表面233a，而外筒230的外侧表面为后表面233b。反射镜232改变从导光部222射出的检查光L的光路，以便将它引向保护窗部件233，使检查光通过保护窗部件233入射到被检查物204的表面上，并改变由被检查物204的表面反射并通过保护窗部件233进入到外筒230内部的光的光路，以便将它引向导光部222。

设置到外筒230的开口231上的保护窗部件233的前表面233a和后表面233b是平行的，并且保护窗部件233被安装成使得前表面233a和后表面233b的法线方向相对于检查光照射保护窗部件233的方向同等倾斜。保护窗部件233被定向为保护窗部件233的前表面233a和后表面233b的法线N随着沿半径方向朝头筒外侧延伸而朝着外筒230的端侧倾斜。

返回图8，下面说明旋转机构223、直线运动机构224以及焦点调整机构225。这三个机构的关系是：直线运动机构224通过相对于主体部202的固定基座265沿外筒230的旋转轴C向前和向后移动可移动基座255来移动支承有旋转机构223和焦点调整机构225的基座255。

旋转机构223包括：一对滑轮254a、254b，其被设置成夹持可旋转地支乘在可移动基座255上的外筒230的基座端部；带254c，其缠绕在滑轮254a、254b之间；以及电机（未示出），其旋转地驱动滑轮254a或者254b。带254c被设置成与头筒230的基座端部接触或者接合。因此，电机使滑轮254a或254b旋转来驱动带254c，带254c绕着旋转轴C旋转地驱动头筒230。

直线运动机构224包括：如上所述的可移动基座255；引导部256，其设置在主体部202的固定基座265与可移动基座255之间，并沿着旋转轴C的方向引导可移动基座255；电机258，其附接到固定基座265上并用作驱动源；以及丝杠259，其被连接成与电机258的输出轴共轴。丝杠259被拧进固定于可移动基座255的螺母260。因此，通过利用电机258旋转地驱动丝杠259，电机258的旋转驱动被转换成可移动基座255的直线运动，可移动基座255在被引导部256引导的同时沿旋转轴C的方向移动。

焦点调整机构225包括：导光部保持部件261，其设置在可移动基座255上并附接到导光部222的基座端部；引导部262，其设置在可移动基座255与导光部保持部件261之间,沿着旋转轴C的方向引导该导光部保持部件261；电机263，其附接到可移动基座255上并用作驱动源；以及丝杠264，其被连接成与电机263的输出轴共轴。丝杠264被拧进导光部保持部件261。因此，通过利用电机263旋转地驱动丝杠264，电机263的旋转驱动被转换成导光部保持部件261的直线运动，导光部保持部件261在被引导部262引导的同时沿旋转轴C的方向移动。由此，导光部222可以沿旋转轴C的方向移动，并且能够通过调整其位置使检查光和反射光聚焦。

下面说明表面检查装置201的操作。对于本实施方式的表面检查装置201，旋转机构223绕旋转轴C旋转地驱动整个头装置203，并且直线运动机构224沿旋转轴C的方向驱动头装置203并将其插入被检查物204的内部。与头装置203的旋转和直线运动同步，检查光L从LD 220发出，通过导光部222，照射到反射镜232，反射镜232将检查光L导向头筒230的半径方向。检查光L通过保护窗部件233照射到被检查物204的表面。通过这些操作，基本上通过检查光L扫描了被检查物204的全部内表面。此外，检查光L在被检查物204的表面反射的光通过保护窗部件233并到达反射镜232，反射镜232改变其光路以将它引向导光部222，此后其通过导光部222，然后照射到PD 221。基于PD 221检测到的反射光强度，检测被检查物204的表面缺陷等。

当如上所述执行检查时，检查光L等在头装置203中的路径如图10所示。在本实施方式的头装置203中，照射到保护窗部件233的光L1的光路，以及保护窗部件233的前表面233a和后表面233b的法线N同等倾斜。如果光L1以入射角θ照射到保护窗部件233的前表面233a，则产生折射光L2和反射光L1a。光L1a以反射角θ从前表面233a反射，这使它偏离入射光L1的方向，因此它并不沿光L1的方向返回。此外，当进入保护窗部件233内部并被折射的光L2到达保护窗部件233的后表面233b时，它分成光L3和光L2a，光L3折射并射向被检查物204，而光L2a被后表面233b反射。光L2a也再次偏离入射光L2的方向，并不沿其方向返回。

如上所述的保护窗部件233改变入射到保护窗部件233的光L1的光路，并且该光被沿着光L3的光路投射到被检查物204。结果，光L1和光L3平行传播，且光L3在头筒端侧方向上与光L1间隔开距离D，并且检查光在被检查物204上的入射位置Rb相对于位置Ra沿着头筒端侧方向移动了，所述位置Ra是在光L1的光路的延长线上与被检查物204的表面的相交位置。

图11示出了从检查光所投射的被检查物204侧观察的头装置203与被检查物204之间的关系。在图11中，被检查物204是盲孔形状。La为当保护窗部件233的表面233a、233b的法线方向与入射到保护窗部件233的光一致时的光射出位置，而Lb为当保护窗部件233的前表面233a和后表面233b的法线方向基本上倾斜时的光射出位置。射出位置Lb相对于常规射出位置La沿着头筒230端侧方向移动了距离D。此外，射出位置La、Lb分别对应于图10所示的被检查物204的位置Ra和入射位置Rb。

如果被检查物204是盲孔形状，则不能利用现有技术来进行检查，因为通过利用来自射出位置La的光能够检查到的区域的检查光不能到达头筒230端侧的区域W；然而，通过将射出位置改到Lb，相应减小了死角，并且将检查区域扩宽了距离D的量。

此外，上面基于附图说明了本发明的优选实施方式，但是具体结构并不限于这些实施方式，并且可以理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可进行各种变型和修改。例如，本实施方式说明了检查圆筒形或者盲孔形被检查物的内表面的表面检查头装置，但本发明并不限于此，也可适于检查平面被检查物的表面。

图12示出了本发明的头装置的修改例。此外，图12中与图9中相同的部分用相同的标号指示，并省略其说明。修改例中的头装置203a包括外筒230和设置在开口231中的保护窗部件233；此外，在外筒230内部设置有用作光路变更装置的反射镜232a和棱镜232b，用于改变来自导光部222的检查光和由被检查物204反射的反射光的光路。

反射镜232a改变从导光部222射出的检查光L的光路，以便将它引向棱镜232b，并且棱镜232b改变来自反射镜232a的检查光的光路，将它引向保护窗部件233。反射镜232b改变从保护窗部件233进入的反射光（该反射光是由被检查物204的表面反射的检查光）的光路，以便将该光路引向反射镜232a，反射镜232a改变由棱镜232b反射的光的光路，将它引向导光部222。

反射镜232a基本上以直角改变入射光的路径。此外，通过在同一平面内基本上以直角两次改变来自反射镜232a的光的光路，可将该光路进一步引到头筒230端方向，并且检查光朝保护窗部件233射出。此时，因为棱镜232b的法线N1相对于检查光L入射到棱镜232b的方向倾斜，所以在检查光L的方向与针对该检查光L的反射光La的方向之间产生偏离，因此反射光La不沿检查光L的方向返回。

图11以射出位置Lc示出本实施方式的射出位置。与本发明的头装置203的第一实施方式中的射出位置Lb相比，本实施方式中的射出位置Lc向头筒的端侧进一步移动了距离量D1。

此外，本实施方式描述了利用反射镜、棱镜等作为光路变更装置232的示例；然而平面镜、凹面镜等可以用作所述反射镜，而与设计要求相符的任意形状的棱镜（如直角棱镜）可以用作所述棱镜。文字中使用反射镜和棱镜进行说明的位置不必限于此；例如，可以使用棱镜替代反射镜，也可以使用反射镜替代棱镜。光路变更装置附接的角度也不受限制，只要来自导光部222的检查光L的光路变为被引向保护窗部件233，并且通过保护窗部件233的反射光的光路变为被引向导光部222即可。

诸如玻璃板、丙烯酸纤维板或者塑料板之类的透光板可以用作保护窗部件233。

上述实施方式说明了如下情况，其中，保护窗部件233的前表面233a和后表面233b平行，并且保护窗部件233的法线方向相对于检查光照射保护窗部件233的方向，随着沿半径方向朝头筒230的外侧延伸而朝向端侧倾斜；然而，前表面233a和后表面233b可以是不平行的，并且前表面233a和后表面233b的法线方向可以都相对于检查光照射保护窗部件233的方向倾斜。另选的是，前表面233a或者后表面233b的法线方向可以相对于检查光照射保护窗部件233的方向倾斜。前表面233a和后表面233b可以是平行的或不平行的；在任何情况下，前表面233a和后表面233b中的至少一个的法线方向不是必须相对于检查光照射保护窗部件233的方向，随着沿半径方向朝向头筒230的外侧延伸而朝向端侧倾斜。在本发明中，前表面233a和后表面233b中的至少一个的反射光相对于检查光照射保护窗部件233的方向偏离，因此它不会沿导光部222的方向返回，因此能够执行高度精确的检测，而不会有不必要的光分量影响检测值。

Claims (1)

1.一种表面检查装置，该表面检查装置包括：发射检查光的光源；插入到作为被检查物的圆筒体内部的检查头，所述检查头在绕自身的轴旋转并沿轴向移动的同时，将从所述光源发射的检查光投射到所述圆筒体的内周面并接收由所述圆筒体的内周面反射的光；以及光电转换装置，其根据所述检查头接收的反射光的强度输出信号，并且所述表面检查装置基于所述光电转换装置输出的信号生成对应于所述内周面的二维图像，所述表面检查装置还包括：

信号处理装置，其从所述光电转换装置输出的信号中提取与因所述轴与所述圆筒体的中心线之间的偏差所引起的所述反射光的强度波动相对应的频率分量；以及

光源控制装置，其控制所述光源，使得从所述光源发射的检查光的强度根据预定基准值与由所述信号处理装置提取的所述频率分量之间的差而变化，

所述信号处理装置被配置成提取如下的预定范围内的频率分量，该预定范围包括对应于所述波动的频率分量而不包括对应于所述内周面的缺陷的频率分量。

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