JP2001296114A - 表面観察装置 - Google Patents

表面観察装置

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JP2001296114A
JP2001296114A JP2000111108A JP2000111108A JP2001296114A JP 2001296114 A JP2001296114 A JP 2001296114A JP 2000111108 A JP2000111108 A JP 2000111108A JP 2000111108 A JP2000111108 A JP 2000111108A JP 2001296114 A JP2001296114 A JP 2001296114A
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JP
Japan
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transparent pipe
peripheral surface
tapered surface
outer peripheral
tip
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Pending
Application number
JP2000111108A
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English (en)
Inventor
Kazuya Kozu
和家 神津
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STL Corp
Original Assignee
STL Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で、かつ孔の内面と棒状の物の外
観の両方を観察できる表面観察装置を提供すること。 【解決手段】 孔の内側や棒状の物の表面を観察する表
面観察装置1において、透明パイプ2と、前記透明パイ
プ2にレンズ系7を介して連結されたCCDカメラ8
と、を具備し、前記透明パイプ2の先端部の外周面に
は、先端に向けて縮径するテーパ面3が形成され、前記
透明パイプ2の先端部の内周面には、先端に向けて拡径
する逆テーパ面4が形成され、前記透明パイプ2の基端
部の外周面には、先端に向けて拡径する逆テーパ面5が
形成され、前記透明パイプ2の基端部の外周面の逆テー
パ面5には、照明用の光源6が設けられている表面観察
装置1。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形品や加工部品
等の孔や隙間の内側、あるいは突起や棒状の物の外観を
360度同時に観察する表面観察装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の表面観察装置として、孔の内側
を観察するものとしては、例えば特開平2−95205
号公報記載のものが知られている。これは中空円筒状ス
コープの周囲に設けられた光ファイバーの先端から照明
光を照射して、孔の内面の映像光をスコープ先端に設け
られた円錐形の鏡に反射させ、スコープ内を通してCC
Dカメラに導くようになっている。この円錐形の鏡は中
空円筒状の透明体で支持され、映像光はこの透明体を通
して円錐形の鏡に入射する。
【0003】また、特開平10−318727号公報に
は、先端が円錐形の透明体(プリズム)のものが記載さ
れている。この透明体は光ファイバーの束に連結されて
いる。光ファイバーの束は二重構造になっており、外周
部の光ファイバーが照明光を装置の先端に送り、中心部
の光ファイバーが映像光を逆方向のモニタ等へ送るよう
になっている。
【0004】一方、棒状の物の外観を観察するものとし
ては、被検査物を特殊な機械装置によって回転させ、部
分的映像を全周にわたって順次取得する方法も提案され
ているが、一般的には、複数台のカメラを設置して、当
該カメラの視野範囲における映像をそれぞれ検査するこ
とが多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの先行
技術は照明光と映像光の経路が別であるため構造が複雑
であったり、多数のカメラが必要であったりしたので、
もっと簡単な構造の表面観察装置が求められていた。
【0006】また、1つの装置で孔の内面と棒状の物の
外観の両方を観察できるものはなかった。
【0007】本発明は、前記の点に鑑みてなされたもの
で、簡単な構造でかつ孔の内面と棒状の物の外観の両方
を観察できる表面観察装置を提供することを目的として
いる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願第1請求項に記載さ
れた発明は、孔の内側や棒状の物の外観を観察する表面
観察装置において、透明パイプと、前記透明パイプにレ
ンズ系を介して連結されたCCDカメラと、を具備し、
前記透明パイプの先端部の外周面には、先端に向けて縮
径するテーパ面が形成され、前記透明パイプの先端部の
内周面には、先端に向けて拡径する逆テーパ面が形成さ
れ、前記透明パイプの基端部の外周面には、先端に向け
て拡径する逆テーパ面が形成され、前記透明パイプの基
端部の外周面の逆テーパ面には、照明用の光源が設けら
れている表面観察装置である。
【0009】本発明によれば、照明光は透明パイプの基
端部の外周面の逆テーパ面から入り、空気との境界面で
反射を繰り返した後、先端部の外周面のテーパ面又は内
周面の逆テーパ面から出る。
【0010】一方、映像光は先端部の外周面のテーパ面
又は内周面の逆テーパ面から入り、反対側にある内周面
の逆テーパ面又は外周面のテーパ面で反射した後、レン
ズ系を経てCCDカメラへと達する。
【0011】このように映像光の経路が照明光の経路を
兼ねているので構造が簡単であり、製造コストも低減で
きる。
【0012】また、1つの装置で孔の内面と棒状の物の
外観の両方を観察できる。
【0013】すなわち、孔の内面を観察する場合、透明
パイプを孔に挿入すれば、透明パイプの先端部の外周面
のテーパ面から孔の内周面の映像を取得できる。さら
に、孔の底の映像を透明パイプの中心部を通して直接取
得できる。
【0014】また、棒状の物の外観を観察する場合、被
検査物を透明パイプの孔に挿入すれば、透明パイプの先
端部の内周面の逆テーパ面から被検査物の外観の映像を
取得できる。
【0015】本願第2請求項に記載された発明は、前記
第1請求項に記載の発明において、前記透明パイプの先
端部の外周面のテーパ面及び内周面の逆テーパ面並びに
基端部の外周面の逆テーパ面の角度はいずれも中心軸に
対し30度である表面観察装置である。
【0016】本発明によれば、先端部の外周面のテーパ
面又は内周面の逆テーパ面から入った映像光が、反対側
にある内周面の逆テーパ面又は外周面のテーパ面で反射
した後、中心軸と平行に進むので鮮明な映像が得られ
る。
【0017】また、照明光が透明パイプの基端部から入
るとき、及び先端部から出るとき、境界面と直交するの
で100%透過し、ロスがない。
【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体例を、図面
に基づいて詳細に説明する。
【0018】図1は、本具体例の表面観察装置1を示す
模式図であり、被検査物10に形成された孔の内面を観
察するために、表面観察装置1を孔に挿入した状態を示
す。
【0019】本具体例の表面観察装置1は、透明パイプ
2と、透明パイプ2にレンズ系7を介して連結されたC
CDカメラ8と、照明用光源6とから構成されている。
【0020】透明パイプ2は、光学ガラス又はアクリル
等の合成樹脂で作られている。
【0021】透明パイプ2の先端部の外周面には、先端
に向けて縮径するテーパ面3が形成され、透明パイプ2
の先端部の内周面には、先端に向けて拡径する逆テーパ
面4が形成されている。
【0022】また、透明パイプ2の基端部の外周面に
は、先端に向けて拡径する逆テーパ面5が形成されてい
る。
【0023】これら透明パイプ2に形成されたテーパ面
3及び逆テーパ面4,5の角度はいずれも中心軸に対し
30度である。
【0024】透明パイプ2の基端部の外周面の逆テーパ
面5の周囲には、照明用の光源6が等間隔に設けられて
いる。
【0025】光源6はLED(発光ダイオード)あるい
はハロゲン光源等を使用する。
【0026】矢印で示すように、光源6から発した照明
光Aは逆テーパ面5から透明パイプ2へ入るが、このと
き照明光Aは逆テーパ面5と直交するので、ロスを無視
すると100%通過する。
【0027】透明パイプ2に入った照明光Aは透明パイ
プ2と空気との境界面で大部分が反射し、同様の反射を
繰り返して先端部へ達する。
【0028】先端部へ達した照明光Aは、先端部の外周
面のテーパ面3(又は内周面の逆テーパ面4)と直交す
るので、ここでもまたロスを無視すると100%通過
し、被検査物10に形成された孔の内面を照明する。
【0029】そして、もう1つの矢印で示すように、孔
の内面のある点で反射した映像光のうち、透明パイプ2
の先端部の外周面のテーパ面3と直交する映像光Bは、
ロスを無視すると100%通過する。
【0030】テーパ面3と直交して透明パイプ2に入っ
た映像光Bは、テーパ面3及び反対側の逆テーパ面4の
角度がいずれも中心軸に対し30度なので、逆テーパ面
4で反射すると、中心軸と平行に進みレンズ系7を経て
CCDカメラ8へと達し、CCD素子9に受光できる。
【0031】図2は透明パイプ2を示す斜視図である。
【0032】透明パイプ2は図のように回転対称形であ
るので、照明光は先端部の全周から発し、360度の映
像を同時に取得できる。
【0033】図3は、孔に挿入した状態の表面観察装置
1の先端部を示す拡大図である。
【0034】矢印Cに示すような、孔の内周面360度
の映像だけでなく、矢印Dに示すような、孔の底面の映
像も透明パイプ2の中心を通して直接CCD素子9に受
光できる。
【0035】図4は、棒状の被検査物10の外観を観察
するために、被検査物10を挿入した状態の表面観察装
置1の先端部を示す拡大図である。
【0036】矢印で示すように、被検査物10の表面の
ある点で反射した映像光のうち、透明パイプ2の先端部
の内周面の逆テーパ面4と直交する映像光Eは、ロスを
無視すると100%通過する。
【0037】逆テーパ面4と直交して透明パイプ2に入
った映像光Eは、逆テーパ面4及び反対側のテーパ面3
の角度がいずれも中心軸に対し30度なので、テーパ面
3で反射すると、中心軸と平行に進みレンズ系7を経て
CCDカメラ8へと達し、CCD素子9に受光できる。
【0038】本具体例によれば、透明パイプ2が照明光
の経路と映像光の経路とを兼ねているため構造が簡単で
ある。なお、照明光と映像光とは別の経路なので干渉し
合うことはない。
【0039】また、1つの装置で孔の内面と棒状の物の
外観の両方を観察できる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本願第1請求項に
記載された発明は、孔の内側や棒状の物の外観を観察す
る表面観察装置において、透明パイプと、前記透明パイ
プにレンズ系を介して連結されたCCDカメラと、を具
備し、前記透明パイプの先端部の外周面には、先端に向
けて縮径するテーパ面が形成され、前記透明パイプの先
端部の内周面には、先端に向けて拡径する逆テーパ面が
形成され、前記透明パイプの基端部の外周面には、先端
に向けて拡径する逆テーパ面が形成され、前記透明パイ
プの基端部の外周面の逆テーパ面には、照明用の光源が
設けられている表面観察装置である。
【0041】本発明によれば、照明光は透明パイプの基
端部の外周面の逆テーパ面から入り、空気との境界面で
反射を繰り返した後、先端部の外周面のテーパ面又は内
周面の逆テーパ面から出る。
【0042】一方、映像光は先端部の外周面のテーパ面
又は内周面の逆テーパ面から入り、反対側にある内周面
の逆テーパ面又は外周面のテーパ面で反射した後、レン
ズ系を経てCCDカメラへと達する。
【0043】このように映像光の経路が照明光の経路を
兼ねているので構造が簡単であり、製造コストも低減で
きる。
【0044】また、1つの装置で孔の内面と棒状の物の
外観の両方を観察できる。
【0045】すなわち、孔の内面を観察する場合、透明
パイプを孔に挿入すれば、透明パイプの先端部の外周面
のテーパ面から孔の内周面の映像を取得できる。さら
に、孔の底の映像を透明パイプの中心部を通して直接取
得できる。
【0046】また、棒状の物の外観を観察する場合、被
検査物を透明パイプの孔に挿入すれば、透明パイプの先
端部の内周面の逆テーパ面から被検査物の外観の映像を
取得できる。
【0047】本願第2請求項に記載された発明は、前記
第1請求項に記載の発明において、前記透明パイプの先
端部の外周面のテーパ面及び内周面の逆テーパ面並びに
基端部の外周面の逆テーパ面の角度はいずれも中心軸に
対し30度である表面観察装置である。
【0048】本発明によれば、先端部の外周面のテーパ
面又は内周面の逆テーパ面から入った映像光が、反対側
にある内周面の逆テーパ面又は外周面のテーパ面で反射
した後、中心軸と平行に進むので鮮明な映像が得られ
る。
【0049】また、照明光が透明パイプの基端部から入
るとき、及び先端部から出るとき、境界面と直交するの
で100%透過し、ロスがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の具体例に係り、表面観察装置を示す
模式図である。
【図2】 本発明の具体例に係り、透明パイプを示す斜
視図である。
【図3】 本発明の具体例に係り、表面観察装置を示す
模式図である。
【図4】 本発明の具体例に係り、表面観察装置を示す
模式図である。
【符号の説明】
1 表面観察装置 2 透明パイプ 3 テーパ面 4 逆テーパ面 5 逆テーパ面 6 光源 7 レンズ系 8 CCDカメラ 9 CCD素子 10 被検査物 A 照明光 B 映像光 C 映像光 D 映像光 E 映像光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA49 AA60 BB06 BB08 DD02 FF04 GG02 GG07 JJ03 JJ26 LL01 LL47 UU07 2G051 AA82 AB07 BB17 CA04 CC01 CC09 CC17 CC20 2H040 BA01 CA01 CA21 CA26 DA02 GA01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 孔の内側や棒状の物の外観を観察する表
    面観察装置において、 透明パイプと、前記透明パイプにレンズ系を介して連結
    されたCCDカメラと、を具備し、 前記透明パイプの先端部の外周面には、先端に向けて縮
    径するテーパ面が形成され、 前記透明パイプの先端部の内周面には、先端に向けて拡
    径する逆テーパ面が形成され、 前記透明パイプの基端部の外周面には、先端に向けて拡
    径する逆テーパ面が形成され、 前記透明パイプの基端部の外周面の逆テーパ面には、照
    明用の光源が設けられていることを特徴とする表面観察
    装置。
  2. 【請求項2】 前記透明パイプの先端部の外周面のテー
    パ面及び内周面の逆テーパ面並びに基端部の外周面の逆
    テーパ面の角度はいずれも中心軸に対し30度であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の表面観察装置。
JP2000111108A 2000-04-12 2000-04-12 表面観察装置 Pending JP2001296114A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010518367A (ja) * 2007-02-02 2010-05-27 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 同軸に扇形に広げられて構造化された光線束を屈折により発生させる方法、屈折式の光偏向要素を備えた光学式測定装置
WO2021117265A1 (ja) * 2019-12-13 2021-06-17 オンライン・ビジネス・ソリューション株式会社 円筒内面検査装置

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EP4075123A4 (en) * 2019-12-13 2023-12-20 Online Business Solution, Inc. CYLINDER INTERNAL SURFACE INSPECTION DEVICE

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