JP2007278705A - Inner surface inspection device using slit light - Google Patents

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秀幸 門馬
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem, wherein the diameter of an inspected object is limited because the device is large and automatization is difficult, when the inner surface of a narrow tube or the like to be inspected is intended to be measured in conventional inspection devices. <P>SOLUTION: In this inner-surface inspection device using slit light, one end side of a tube body 1 is provided with a slit light source 2 and a camera 3, and the other end side is provided with a member 5 for slit light refraction for making the radiation direction of the slit light 4 refracted from the slit light source to the lateral direction of the tube body; and a member 7 for visual line refraction for making the direction of the visual line 6 of the camera refract in the lateral direction, thereby constituting the inside of the tube body as an optical path. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はスリット光を用いた内面検査装置、特に細管や小さい筒状部品等の検査対象の内面をスリット光により検査するのに適した内面検査装置に関するものである。   The present invention relates to an inner surface inspection apparatus using slit light, and more particularly to an inner surface inspection apparatus suitable for inspecting an inner surface of an inspection object such as a thin tube or a small cylindrical part with slit light.

管や筒状部品等の検査対象の内面を検査する装置の一つとして、例えば、細い管体の内部を通した光ファイバにより管体の先端前方に照明光を照射して検査対象の細管等の内面を照明すると共に、管体の他端側に構成した接眼部やカメラにより内面を検査する装置、いわゆるボアスコープ(工業用内視鏡)が知られている。   As an apparatus for inspecting the inner surface of an inspection object such as a tube or a cylindrical part, for example, a thin tube to be inspected by irradiating illumination light in front of the distal end of the tube with an optical fiber passing through the inside of the thin tube There is known a so-called borescope (industrial endoscope) that illuminates the inner surface of the tube and inspects the inner surface with an eyepiece or a camera formed on the other end of the tube.

また他の検査装置として、特許文献1には円筒状ケースの先端側にスリット光源と、スリット光を所定の傾斜角度で円筒状ケースの横方向に屈折させて、検査対象の内面に照射する反射ミラーとを設置すると共に、内面からの反射光を屈折させ、円筒状ケース内を経て、その他端側に配置した撮像器に入射させる反射ミラーを円筒状ケースに設置した構成の内面検査装置が記載されている。   As another inspection apparatus, Patent Document 1 discloses a slit light source on the tip side of a cylindrical case and a reflection that refracts the slit light in a lateral direction of the cylindrical case at a predetermined inclination angle and irradiates the inner surface of the inspection object. An inner surface inspection apparatus having a configuration in which a mirror is installed and a reflection mirror that refracts reflected light from the inner surface and enters the image sensor disposed on the other end side through the cylindrical case is described in the cylindrical case. Has been.

更に他の検査装置として特許文献2には、シリンダブロック等の検査対象の筒体の内部へ挿入自在としたスリット光用反射鏡により、検査対象の外方に配置されたスリット光源から照射されるスリット光を被測定部位に照射すると共に、スリット光が照射された被測定部位を、検査対象の内部へ挿入自在とした撮像装置用反射鏡により、相対的に交差する方向から写した像を検査対象の外方に配置された撮像装置に投影して、撮影された画像データに基づいて演算を行ない3次元の内部寸法を算出して良否判定を行う内面検査装置が提案されている。尚、この装置では、スリット光は、長さ方向を検査対象としての筒体の周方向に対応させている。
特許第2947670号公報 特開2004−20340号公報
Further, as another inspection device, Patent Document 2 irradiates a slit light source disposed outside the inspection target by a slit light reflecting mirror that can be inserted into a cylinder to be inspected such as a cylinder block. Inspects the image of the measurement site irradiated from the relative crossing direction with the reflecting mirror for the imaging device that allows the measurement site irradiated with the slit light to be inserted into the inspection target. There has been proposed an inner surface inspection apparatus that performs projection based on image data that is projected onto an imaging device arranged outside a target, calculates a three-dimensional internal dimension, and determines pass / fail. In this apparatus, the slit light has the length direction corresponding to the circumferential direction of the cylinder as the inspection object.
Japanese Patent No. 2947670 JP 2004-20340 A

ボアスコープでは、細管の内面の検査を行うことができるが、照明光源からの照明光は、管の内面で散乱光となってしまうため、カメラで得られる画像の輝度の均一性が取れず、画像処理を自動的に行うことはできない。従って、従来はモニタに映し出された画像を作業員が観察して検査を行っている。   In the borescope, the inner surface of the thin tube can be inspected, but the illumination light from the illumination light source becomes scattered light on the inner surface of the tube, so the uniformity of the brightness of the image obtained by the camera cannot be taken, Image processing cannot be performed automatically. Therefore, conventionally, an operator observes an image displayed on a monitor and inspects the image.

このようにボアスコープでは、作業員がモニタに映し出される画像のみで不良部等を判断するため、作業員の各々で判断に差が出て、検査精度が安定しない。また現状では、ボアスコープを用いた検査、測定及び判断を熟練工に頼らざるを得ず、作業員の誰でもが扱える装置とは構成されていない。   As described above, in the borescope, since the worker determines the defective portion or the like only from the image displayed on the monitor, the determination is different among the workers, and the inspection accuracy is not stable. In addition, at present, inspection, measurement, and determination using a borescope must be relied on by skilled workers, and it is not configured as a device that can be handled by any worker.

また特許文献1の装置では、レーザ光を検査対象の管の内面に照射して観察するものであるため散乱光が生じず、従ってカメラで得られた画像から欠陥部等の判断をしやすいのであるが、検査対象の管の内部に挿入する円筒状ケースの先端側にレーザ光の光源を設置しているため、円筒状ケースの外径をそれ以上小さくすることができず、それ以下の径の細管を検査することはできない。   Further, in the apparatus of Patent Document 1, since the laser beam is irradiated on the inner surface of the inspection target tube for observation, scattered light is not generated, and therefore it is easy to determine a defective portion or the like from an image obtained by a camera. However, since the laser light source is installed at the tip of the cylindrical case that is inserted into the tube to be inspected, the outer diameter of the cylindrical case cannot be further reduced, and the diameter is smaller than that. The tubule cannot be inspected.

また特許文献2の装置では、視線を屈折させる撮像装置用反射鏡とスリット光を屈折させるスリット光用反射鏡を測定対象の内部に配置すると共に、撮像装置とスリット光源を測定対象の外部に配置し、撮像装置は、その視線を測定対象の軸方向に配置すると共に、スリット光源は、軸方向から適宜傾斜させた方向を照射方向として、直接的にスリット光用反射鏡に照射する構成としているため、測定対象の開口が広いか、あるいは各反射鏡を配置する位置が開口端に近い位置でないと、スリット光源からのスリット光をスリット光用反射鏡に照射することができず、径の小さい筒体等を検査することができない。また、この検査装置では、スリット光の長さ方向が、筒体の周方向に対応させているため、被写界深度の影響を受け、正確な画像が得られない。
本発明は、以上の課題を解決することを目的とするものである。
In the apparatus of Patent Document 2, an imaging apparatus reflecting mirror that refracts the line of sight and a slit light reflecting mirror that refracts slit light are arranged inside the measurement object, and the imaging apparatus and the slit light source are arranged outside the measurement object. The imaging device arranges the line of sight in the axial direction of the measurement target, and the slit light source directly irradiates the slit light reflecting mirror with the direction inclined appropriately from the axial direction as the irradiation direction. Therefore, if the aperture of the measurement object is wide or the position where each reflecting mirror is arranged is not close to the opening end, the slit light from the slit light source cannot be applied to the reflecting mirror for the slit light, and the diameter is small. A cylinder or the like cannot be inspected. In this inspection apparatus, since the length direction of the slit light corresponds to the circumferential direction of the cylindrical body, an accurate image cannot be obtained due to the influence of the depth of field.
The present invention aims to solve the above problems.

本発明では、上述した課題を解決するために、管体の一端側にスリット光源とカメラを配置すると共に、他端側にスリット光源からのスリット光の照射方向を管体の横方向に屈折させるスリット光屈折用部材と、カメラの視線方向を管体の横方向に屈折させる視線屈折用部材を配置して、管体内を光路として構成したスリット光を用いた内面検査装置を提案する。   In the present invention, in order to solve the above-described problems, a slit light source and a camera are arranged on one end side of the tube body, and the irradiation direction of the slit light from the slit light source is refracted in the lateral direction of the tube body on the other end side. A slit light refracting member and a line-of-sight refracting member that refracts the camera's line-of-sight direction in the lateral direction of the tube are arranged, and an inner surface inspection apparatus using slit light configured as an optical path in the tube is proposed.

また本発明では、上記の構成において、管体の一端側からスリット光屈折用部材に至るスリット光の光路と、視線屈折用部材から管体の一端側に至る反射光の光路を、仕切られた構成とすることを提案する。   Further, in the present invention, in the above configuration, the optical path of the slit light from the one end side of the tubular body to the slit light refracting member and the optical path of the reflected light from the line-of-sight refracting member to the one end side of the tubular body are partitioned. Propose to be a configuration.

そして本発明では、仕切られたスリット光の光路と反射光の光路を、管体内に仕切板を設けたり、又は、管体内に各経路用の管体を設けることにより構成することを提案する。   In the present invention, it is proposed that the optical path of the partitioned slit light and the optical path of the reflected light are configured by providing a partition plate in the tube or by providing a tube for each path in the tube.

また本発明では、上記の構成において、カメラを管体の軸方向に配置すると共に、スリット光源を屈折用部材を介して管体の横方向に配置したスリット光を用いた内面検査装置を提案する。   Further, the present invention proposes an inner surface inspection apparatus using slit light in which the camera is disposed in the axial direction of the tube body and the slit light source is disposed in the lateral direction of the tube body through the refracting member. .

また本発明では、上記の構成において、スリット光源を管体の軸方向に配置すると共に、カメラを屈折用部材を介して管体の横方向に配置することを提案する。 According to the present invention, in the above configuration, it is proposed that the slit light source is arranged in the axial direction of the tubular body, and the camera is arranged in the lateral direction of the tubular body via the refractive member.

そして本発明では、上記の構成において、スリット光の照射方向は管体の軸方向と直交する横方向に屈折させると共に、カメラの視線方向は斜め横方向に屈折させる構成とすることを提案する。   In the present invention, it is proposed that, in the above-described configuration, the irradiation direction of the slit light is refracted in a lateral direction orthogonal to the axial direction of the tube body, and the viewing direction of the camera is refracted in an oblique lateral direction.

また本発明では、上記の構成において、スリット光は、その長さ方向を測定対象の軸方向に対応させることを提案する。   In the present invention, in the above-described configuration, it is proposed that the slit light has the length direction corresponding to the axial direction of the measurement target.

また本発明では、上記の構成において、スリット光源は、スリット光の照射方向を軸の回りに回転可能に構成することにより、管体の横方向に屈折させたスリット光の長さ方向を、管体の軸方向と、軸方向に直交する方向との間で変更可能に構成することを提案する。   Further, in the present invention, in the above configuration, the slit light source is configured so that the irradiation direction of the slit light can be rotated around the axis, whereby the length direction of the slit light refracted in the lateral direction of the tubular body is It is proposed that the structure can be changed between the axial direction of the body and the direction orthogonal to the axial direction.

また本発明では、上記の構成において、管体をスリット光源及びカメラと共に軸の回りに回転可能に構成することを提案する。   Further, the present invention proposes that in the above configuration, the tube body is configured to be rotatable around an axis together with the slit light source and the camera.

尚、本発明では、屈折用部材は、反射ミラーやプリズムで構成することができる。   In the present invention, the refracting member can be composed of a reflecting mirror or a prism.

本発明では、スリット光屈折用部材と視線屈折用部材を先端側に配置した管体を、細管等の測定対象に挿入して、スリット光源からスリット光を照射し、照射個所を視線屈折用部材を介して視線を屈折させてカメラにより撮像することにより、測定対象の内面の検査を行うことができる。   In the present invention, a tube body in which a slit light refracting member and a line-of-sight refracting member are arranged on the distal end side is inserted into a measuring object such as a thin tube, irradiated with slit light from a slit light source, and the irradiated part is a line-of-sight refracting member The inner surface of the measurement object can be inspected by refracting the line of sight through the image and taking an image with a camera.

測定対象に挿入する管体は、先端側にスリット光屈折用部材と視線屈折用部材を配置しているだけで、検査に必要なスリット光源とカメラは管体の一端側に配置し、管体の一端側からスリット光屈折用部材に至るスリット光の光路と、視線屈折用部材から管体の一端側に至る反射光の光路を管体内に構成しているので、管体を細く構成することができ、従って検査可能な検査対象の細管等の径を小さくすることができる。   The tube to be inserted into the measuring object has a slit light refracting member and a line-of-sight refracting member arranged on the tip side, and the slit light source and camera necessary for the inspection are arranged on one end side of the tube. Since the optical path of the slit light from the one end side to the slit light refracting member and the optical path of the reflected light from the line-of-sight refracting member to the one end side of the tubular body are configured in the tubular body, the tubular body must be made thin. Therefore, the diameter of a thin tube or the like to be inspected can be reduced.

管体を細くすることによって、スリット光の光路と反射光の光路が近接したり又は一部が重なってしまう場合には、管体内に仕切板や管体を設けて仕切られた構成とすることにより、カメラの視野内へのスリット光の影響を防止することができる。   When the optical path of the slit light and the optical path of the reflected light are close to each other or partly overlapped by making the pipe thin, the pipe should be partitioned by providing a partition plate or pipe. As a result, it is possible to prevent the influence of slit light on the field of view of the camera.

また、カメラ又はスリット光源を管体の軸方向に配置すると共に、スリット光源又はカメラを屈折用部材を介して管体の横方向に配置した構成とすることにより、カメラやスリット光源が比較的大型で、しかも管体が非常に細い場合においても、スリット光とカメラの視線の光路を長い距離に渡って無理なく管体内に構成することができ、この点においても検査可能な検査対象の細管等の径を小さくすることができる。   In addition, the camera and the slit light source are arranged in the axial direction of the tube body, and the camera and the slit light source are relatively large by arranging the slit light source or the camera in the lateral direction of the tube body through the refractive member. In addition, even when the tube is very thin, the optical path between the slit light and the camera's line of sight can be reasonably configured within the tube over a long distance. The diameter can be reduced.

また、スリット光は管体の軸方向と直交する横方向に屈折させて測定対象の内面に照射すると共に、カメラは視線方向を斜め横方向に屈折させて測定対象の内面を撮像する構成とすることにより、いわゆる光切断法を利用して内面の三次元計測処理を行うことができ、測定対象の内面の、高さや深さの情報を正確に計測することができる。   In addition, the slit light is refracted in the lateral direction perpendicular to the axial direction of the tubular body and irradiated to the inner surface of the measurement object, and the camera is configured to refract the visual line direction obliquely in the lateral direction to image the inner surface of the measurement object. Accordingly, it is possible to perform a three-dimensional measurement process of the inner surface using a so-called light cutting method, and it is possible to accurately measure the height and depth information of the inner surface of the measurement target.

また、スリット光の長さ方向を測定対象の軸方向に対応させる構成においては、周方向に対応させる構成とは異なり、被写界深度の影響を受けずに正確な検査をおこなうことができる。   In addition, in the configuration in which the length direction of the slit light is made to correspond to the axial direction of the measurement object, different from the configuration in which the length direction is related to the circumferential direction, an accurate inspection can be performed without being affected by the depth of field.

また、スリット光源はスリット光の照射方向を軸の回りに回転可能に構成して、管体の横方向に屈折させたスリット光の長さ方向を、管体の軸方向と、軸方向に直交する方向との間で変更可能に構成した場合には、検査対象の欠陥等のエッジにおいて、その方向がスリット光の長さ方向に一致することにより散乱を起こす場合等には、スリット光の長さ方向を変更することにより、散乱を防止して、その影響の無い正確な検査を行うことができる。   In addition, the slit light source is configured so that the irradiation direction of the slit light can be rotated around the axis, and the length direction of the slit light refracted in the lateral direction of the tubular body is orthogonal to the axial direction of the tubular body. If the edge of a defect or the like to be inspected scatters when the direction coincides with the length direction of the slit light, the length of the slit light By changing the direction, scattering can be prevented and an accurate inspection without the influence can be performed.

また管体をスリット光源及びカメラと共に軸の回りに回転可能に構成した場合には、測定対象の細管等を軸の回りに回転することなく、測定対象の全内周の検査を行うことができる。この構成は、測定対象側の軸の回りの回転が困難な場合に、より有効である。   In addition, when the tube body is configured to be rotatable around the axis together with the slit light source and the camera, the entire inner circumference of the measurement object can be inspected without rotating the measurement target thin tube or the like around the axis. . This configuration is more effective when it is difficult to rotate around the axis to be measured.

管体をスリット光源及びカメラと共に軸の回りに回転可能に構成する場合には、一般に、スリット光源と比較して、重量が重く、配線の数が多いカメラの方を管体の軸方向に配置した構成とする方が、製作上や使用上の観点から有利である。   When the tube body is configured to be rotatable around the axis together with the slit light source and the camera, in general, a camera that is heavier and has more wires than the slit light source is arranged in the axial direction of the tube body. Such a configuration is more advantageous from the viewpoint of production and use.

次に本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1は本発明に係るスリット光を用いた検査装置の第1の実施の形態の構成と動作を模式的に示す斜視図である。また図2〜図5は動作を示す図1のA−A線断面図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration and operation of a first embodiment of an inspection apparatus using slit light according to the present invention. 2 to 5 are sectional views taken along line AA of FIG.

符号1は管体であり、管体1の一端側にスリット光源2とカメラ3を配置すると共に、他端側にスリット光源2からのスリット光4の照射方向を管体1の横方向に屈折させるスリット光屈折用部材5と、カメラ3の視線6方向を管体1の横方向に屈折させる視線屈折用部材7を配置して、管体1内を光路として構成している。   Reference numeral 1 denotes a tubular body. A slit light source 2 and a camera 3 are arranged on one end side of the tubular body 1, and the irradiation direction of the slit light 4 from the slit light source 2 is refracted in the lateral direction of the tubular body 1 on the other end side. The slit light refracting member 5 and the line of sight refracting member 7 for refracting the sight line 6 direction of the camera 3 in the lateral direction of the tube body 1 are arranged, and the inside of the tube body 1 is configured as an optical path.

図1に示すように、カメラ3は管体1の軸方向に配置し、またスリット光源2は分岐管体部8を介して管体1の横方向、この場合、直角方向に配置している。スリット光源2は回転ステージ9により図中矢印で示すように分岐管体部8の軸方向の回りに回転可能に構成しており、スリット光4を屈折用部材11により管体1の軸方向に屈折させる構成としている。またカメラ3は回転ステージ10により、管体1と共に、その軸方向の回りに回転可能に構成している。   As shown in FIG. 1, the camera 3 is disposed in the axial direction of the tube body 1, and the slit light source 2 is disposed in the lateral direction of the tube body 1, in this case, at a right angle through the branch tube body portion 8. . The slit light source 2 is configured to be rotatable around the axial direction of the branch tube portion 8 by the rotary stage 9 as indicated by an arrow in the figure, and the slit light 4 is transmitted in the axial direction of the tube 1 by the refraction member 11. It is configured to be refracted. The camera 3 is configured to be rotatable around the axial direction together with the tube body 1 by a rotary stage 10.

この実施の形態では、図に示されるように、スリット光屈折用部材5、11と視線屈折用部材7はミラーによって構成しているが、他の実施の形態としてプリズムによって構成することができる。   In this embodiment, as shown in the drawing, the slit light refracting members 5 and 11 and the line-of-sight refracting member 7 are configured by mirrors, but can be configured by a prism as another embodiment.

ここでスリット光屈折用部材5は、スリット光4の照射方向を管体1の軸方向から直交する横方向に屈折させるように配置しており、また視線屈折用部材7はカメラ3の視線6を斜め横方向に屈折させるように配置している。このようにスリット光4の照射方向とカメラ3の視線6の方向を屈折させる夫々の屈折用部材5、6の配置は適宜である。   Here, the slit light refracting member 5 is arranged so that the irradiation direction of the slit light 4 is refracted in a lateral direction orthogonal to the axial direction of the tube 1, and the line-of-sight refracting member 7 is the line of sight 6 of the camera 3. Are refracted obliquely in the lateral direction. Thus, the arrangement of the respective refraction members 5 and 6 that refract the irradiation direction of the slit light 4 and the direction of the line of sight 6 of the camera 3 is appropriate.

例えば図1、図6の構成では、スリット光屈折用部材5を視線屈折用部材7よりも管体1の先端側に配置すると共に、スリット光屈折用部材5は、スリット光4を、視線屈折用部材7が配置されている側の横方向に屈折させるように配置しており、視線屈折用部材7も同じ側に視線を屈折させるように配置している。   For example, in the configuration of FIGS. 1 and 6, the slit light refracting member 5 is disposed closer to the distal end side of the tubular body 1 than the line-of-sight refracting member 7, and the slit light refracting member 5 It arrange | positions so that it may refract in the horizontal direction of the side by which the member 7 is arrange | positioned, and the gaze refraction member 7 is also arrange | positioned so that a gaze may be refracted to the same side.

一方、図7の構成では、視線屈折用部材7をスリット光屈折用部材5よりも管体1の先端側に配置すると共に、スリット光屈折用部材5は、スリット光4を、視線屈折用部材7が配置されている側の横方向に屈折させるように配置しており、視線屈折用部材7も同じ側に視線を屈折させるように配置している。   On the other hand, in the configuration of FIG. 7, the line-of-sight refracting member 7 is disposed closer to the distal end side of the tube body 1 than the slit light refracting member 5, and the slit light refracting member 5 converts the slit light 4 into the line-of-sight refracting member. 7 is arranged so as to be refracted in the lateral direction on the side where the lens 7 is arranged, and the line-of-sight refracting member 7 is also arranged so as to refract the line of sight on the same side.

更に図8の構成では、視線屈折用部材7をスリット光屈折用部材5よりも管体1の先端側に配置すると共に、スリット光屈折用部材5は、スリット光4を、視線屈折用部材7が配置されている側とは逆側の横方向に屈折させるように配置しており、視線屈折用部材7も同じ側に視線を屈折させるように配置している。   Further, in the configuration of FIG. 8, the line-of-sight refracting member 7 is disposed closer to the distal end side of the tube body 1 than the slit light refracting member 5, and the slit light refracting member 5 converts the slit light 4 into the line-of-sight refracting member 7. Is arranged so as to be refracted in the lateral direction opposite to the side where the line is arranged, and the line-of-sight refracting member 7 is also arranged so as to refract the line of sight on the same side.

尚、図8の構成では、管体1内に一対の管体16を設けて、管体1の一端側からスリット光屈折用部材5に至るスリット光4の光路と、視線屈折用部材7から管体1の一端側に至る反射光6の光路を仕切られた構成としており、このような仕切られた構成とすることにより、カメラの視野内へのスリット光の影響を防止することができる。   In the configuration of FIG. 8, a pair of tube bodies 16 are provided in the tube body 1, and the optical path of the slit light 4 from one end side of the tube body 1 to the slit light refraction member 5 and the line-of-sight refraction member 7 The optical path of the reflected light 6 reaching the one end side of the tube body 1 is partitioned. With such a partitioned structure, it is possible to prevent the influence of slit light into the field of view of the camera.

この仕切られたスリット光の光路と反射光の光路は、図8のように管体1内に一対の管体16を設けて、仕切板を設けたり、又は、管体内に各経路用の管体を設けることにより構成することを提案する。   As shown in FIG. 8, the optical path of the divided slit light and the optical path of the reflected light are provided with a pair of tubes 16 in the tube 1 and a partition plate, or a tube for each path in the tube. Propose to construct by providing a body.

以上の構成において本発明では、管体1を、細管等の測定対象12に挿入して、スリット光源2からスリット光4を照射し、照射個所13を視線屈折用部材7を介して視線6を屈折させてカメラ3により撮像することにより、測定対象の内面の検査を行うことができる。   In the above configuration, in the present invention, the tube 1 is inserted into the measuring object 12 such as a thin tube, the slit light 4 is irradiated from the slit light source 2, and the line of sight 6 is passed through the line-of-sight refracting member 7. By refracting and taking an image with the camera 3, the inner surface of the measurement object can be inspected.

この測定において、測定対象12に挿入する管体1は、先端側にスリット光屈折用部材5と視線屈折用部材7を配置しているだけで、検査に必要なスリット光源2とカメラ3は管体1の一端側に配置しているので、管体1を細く構成することができ、従って検査可能な検査対象12の細管等の径を小さくすることができる。   In this measurement, the tube body 1 to be inserted into the measuring object 12 is simply provided with the slit light refraction member 5 and the line-of-sight refraction member 7 on the distal end side. Since it arrange | positions at the one end side of the body 1, the pipe body 1 can be comprised thinly and, therefore, the diameter of the thin tube etc. of the test object 12 which can be test | inspected can be made small.

特に、この実施の形態のように、カメラ3を管体1の軸方向に配置すると共に、スリット光源2をスリット光4の屈折用部材11を介して管体1の横方向に配置した構成では、カメラ3やスリット光源2が比較的大型で、しかも管体1が非常に細い場合においても、スリット光4とカメラ3の視線6の光路を長い距離に渡って無理なく管体1内に構成することができ、この点においても検査可能な検査対象12の細管等の径をより小さくすることができる。   In particular, as in this embodiment, the camera 3 is arranged in the axial direction of the tube 1 and the slit light source 2 is arranged in the lateral direction of the tube 1 via the refractive member 11 of the slit light 4. Even when the camera 3 and the slit light source 2 are relatively large and the tube 1 is very thin, the optical path between the slit light 4 and the line of sight 6 of the camera 3 is reasonably configured in the tube 1 over a long distance. In this respect, the diameter of the thin tube or the like of the inspection object 12 that can be inspected can be further reduced.

そしてこの実施の形態では、スリット光4は管体1の軸方向と直交する横方向に屈折させて測定対象12の内面に照射すると共に、カメラ3は視線方向を斜め横方向に屈折させて測定対象2の内面を撮像する構成としているので、光切断法を利用して内面の三次元計測処理を行うことができ、従って測定対象12の内面の大きさ、高さや深さを正確に計測することができる。   In this embodiment, the slit light 4 is refracted in the lateral direction perpendicular to the axial direction of the tube body 1 to irradiate the inner surface of the measuring object 12, and the camera 3 is refracted in the oblique lateral direction for measurement. Since the inner surface of the object 2 is imaged, it is possible to perform a three-dimensional measurement process of the inner surface by using the light cutting method, and thus accurately measure the size, height and depth of the inner surface of the measurement object 12. be able to.

従って校正を行った基準位置と、現在撮像した内面の個所の画像とを比較することにより、大きさ、高さや深さを数値化することができ、この数値化されたデータにより、測定対象12の良、不良の自動判定を行うことが可能であり、検査に要する作業員の数を合理的に低減することができると共に、熟練を必要とせずに正確な検査が可能となり、人件費等のコストの低減が可能となる。   Therefore, the size, height, and depth can be digitized by comparing the calibrated reference position with the currently captured image of the inner surface, and the measured data 12 can be obtained from the digitized data. It is possible to automatically determine whether the product is good or bad, and the number of workers required for the inspection can be reduced reasonably, and an accurate inspection can be performed without the need for skill. Cost can be reduced.

図9〜図11は、カメラ3にて撮像したスリット光4の照射個所13の画像の例を示すもので、図中の横方向は、測定対象12の細管等の軸方向に対応するもので、縦方向は高さ方向に対応するものである。即ち、図9は照射個所13において測定対象12に凹凸部が存在しない場合の画像、図10は図6、図7に示している凹部14が存在する場合の画像、そして図11は凸部が存在する場合の画像である。   FIGS. 9 to 11 show examples of images of the irradiation spot 13 of the slit light 4 imaged by the camera 3, and the horizontal direction in the figure corresponds to the axial direction of the thin tube or the like of the measuring object 12. The vertical direction corresponds to the height direction. That is, FIG. 9 is an image in the case where there is no uneven portion on the measurement object 12 at the irradiation point 13, FIG. 10 is an image in the case where the concave portion 14 shown in FIGS. 6 and 7 is present, and FIG. It is an image when it exists.

この実施の形態では、図6、図7に示すように、スリット光4の長さ方向を測定対象12としての細管等の軸方向に対応させているので、周方向に対応させる構成とは異なり、被写界深度の影響を受けずに正確な計測をおこなうことができる。   In this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the length direction of the slit light 4 is made to correspond to the axial direction of a thin tube or the like as the measurement object 12. Accurate measurement can be performed without being affected by the depth of field.

即ち、図12(a)、(b)は、スリット光4の長さ方向を測定対象12としての細管等の周方向に対応させた場合の検査状態を示すもので、この場合には、照射個所13の測定対象12の内面に高低差hが生じるので、被写界深度の影響を受けて正確な検査をおこなうことができないのに対して、図13(a)、(b)に示すように、スリット光4の長さ方向を測定対象12としての細管等の軸方向に対応させた場合には、上記高低差が生じないので、被写界深度の影響を受けずに正確な計測をおこなうことができる。   That is, FIGS. 12A and 12B show an inspection state when the length direction of the slit light 4 is made to correspond to the circumferential direction of a thin tube or the like as the measurement object 12, and in this case, irradiation is performed. As shown in FIGS. 13A and 13B, an accurate inspection cannot be performed due to the influence of the depth of field because the height difference h occurs on the inner surface of the measurement object 12 at the location 13. In addition, when the length direction of the slit light 4 is made to correspond to the axial direction of a thin tube or the like as the measurement object 12, the above-described height difference does not occur, so accurate measurement can be performed without being affected by the depth of field. Can be done.

また、この実施の形態では、スリット光源2はスリット光4の照射方向を、その軸の回りに回転可能に構成して、管体1の横方向に屈折させたスリット光4の長さ方向を、上述した管体1の軸方向と、軸方向に直交する方向との間で変更可能に構成しているので、例えば、図14に示すように、検査対象12の欠陥としての凹部14等のエッジ15において、その方向がスリット光の長さ方向に一致して散乱を起こす場合には、スリット光の長さ方向を、図中(a)から(b)に変更することにより、エッジ15に起因する散乱を防止して、その影響の無い正確な計測を行うことができる。   Further, in this embodiment, the slit light source 2 is configured such that the irradiation direction of the slit light 4 is rotatable around its axis, and the length direction of the slit light 4 refracted in the lateral direction of the tube 1 is determined. Since it is configured to be changeable between the axial direction of the tubular body 1 and the direction orthogonal to the axial direction, for example, as shown in FIG. In the edge 15, when the direction coincides with the length direction of the slit light and causes scattering, the length direction of the slit light is changed from (a) to (b) in the figure, thereby changing the edge 15 to the edge 15. The resulting scattering can be prevented and accurate measurement without the influence can be performed.

例えばスリット光4による検査対象12の検査を、所定のピッチ毎にカメラ3で照射個所13の画像を撮像して行う場合、ピッチの間にエッジ15が対応しない場合には、エッジ15の計測が行えないので、これを対応させる場合には緻密な設定が必要になると共に、対応させた場合にも上述したようにエッジ15による散乱で正確な計測が行えない場合がある。   For example, when inspection of the inspection object 12 by the slit light 4 is performed by taking an image of the irradiation site 13 with the camera 3 at every predetermined pitch, when the edge 15 does not correspond between the pitches, the measurement of the edge 15 is performed. Since this cannot be performed, precise setting is required to correspond to this, and even when this is performed, accurate measurement may not be performed due to scattering by the edge 15 as described above.

これに対して、この実施の形態では、必要に応じてスリット光4の長さ方向を変更することにより、如何なる方向のエッジ15であっても正確な計測が可能となる。   On the other hand, in this embodiment, it is possible to accurately measure the edge 15 in any direction by changing the length direction of the slit light 4 as necessary.

尚、スリット光4の長さ方向の変更は、軸方向と周方向の90毎に交互に変更可能とする他、適宜の角度に変更可能とすることもできる。   In addition, the change in the length direction of the slit light 4 can be changed alternately every 90 in the axial direction and the circumferential direction, and can be changed to an appropriate angle.

またこの実施の形態においては、回転ステージ10を駆動して、図2〜図5に示すように、カメラ3を介して、管体1及び分岐管体部8に接続しているスリット光源2を一体に回転することにより、細管等を測定対象12を軸の回りに回転することなく、測定対象12の全内周の検査を行うことができる。従って、この構成は、測定対象2側を、その軸の回りに回転させるが困難な場合に、より有効である。   In this embodiment, the slit light source 2 connected to the tubular body 1 and the branched tubular body portion 8 is driven via the camera 3 by driving the rotary stage 10 as shown in FIGS. By rotating integrally, it is possible to inspect the entire inner circumference of the measuring object 12 without rotating the measuring object 12 around the axis. Therefore, this configuration is more effective when it is difficult to rotate the measurement object 2 side around its axis.

尚、この実施の形態の配置とは逆に、スリット光源2を管体1の軸方向に配置すると共に、カメラ3を屈折用部材11を介して管体1の横方向に配置した構成とすることも可能である。しかしながら、一般に、カメラ3は、スリット光源2と比較して、重量が重く、また配線等の数も多いので、カメラ3の方を管体1の軸方向に配置した構成とする上記実施例の構成の方が、製作上や使用上の観点から有利である。   Contrary to the arrangement of this embodiment, the slit light source 2 is arranged in the axial direction of the tube 1, and the camera 3 is arranged in the lateral direction of the tube 1 via the refraction member 11. It is also possible. However, in general, the camera 3 is heavier than the slit light source 2 and has a large number of wires and the like. Therefore, the camera 3 is arranged in the axial direction of the tube 1 in the above embodiment. The configuration is more advantageous from the viewpoint of production and use.

本発明のスリット光を用いた検査装置は、以上のとおりであるので、非常に小径の細管等の検査対象の内面を検査可能とすると共に、光切断法による三次元形状の計測が可能であるので、コンピュータ等の処理手段を利用して、計測結果を数値化すると共に、それに基づいて測定対象の良、不良の判定の自動化を可能とすることができる。   Since the inspection apparatus using the slit light according to the present invention is as described above, it is possible to inspect the inner surface of an inspection object such as a very small diameter thin tube and to measure a three-dimensional shape by a light cutting method. Therefore, it is possible to digitize the measurement result by using a processing means such as a computer and to automate the determination of whether the measurement target is good or bad based on the measurement result.

従って熟練していない作業員であっても容易に扱えて正確な検査を行えると共に、作業員の人数の削減が可能であるので、コストの低減を図ることができる。   Therefore, even an unskilled worker can easily handle and perform an accurate inspection, and the number of workers can be reduced, so that the cost can be reduced.

以上のことから本発明は産業上の利用可能性が大である。   From the above, the present invention has great industrial applicability.

本発明に係る検査装置の構成と動作を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view showing typically composition and operation of an inspection device concerning the present invention. 本発明に係る検査装置の構成と動作を模式的に示す図1の断面図である。It is sectional drawing of FIG. 1 which shows typically a structure and operation | movement of the test | inspection apparatus based on this invention. 本発明に係る検査装置の構成と動作を他の局面で模式的に示す図1の断面図である。It is sectional drawing of FIG. 1 which shows typically the structure and operation | movement of an inspection apparatus which concern on this invention in another situation. 本発明に係る検査装置の構成と動作を更に他の局面で模式的に示す図1の断面図である。It is sectional drawing of FIG. 1 which shows typically the structure and operation | movement of an inspection apparatus which concern on this invention in another situation. 本発明に係る検査装置の構成と動作を更に他の局面で模式的に示す図1の断面図である。It is sectional drawing of FIG. 1 which shows typically the structure and operation | movement of an inspection apparatus which concern on this invention in another situation. 本発明に係る検査装置の他の構成と動作を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the other structure and operation | movement of the test | inspection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る検査装置の他の構成と動作を模式的に示す要部拡大説明図である。It is principal part expansion explanatory drawing which shows typically the other structure and operation | movement of the test | inspection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る検査装置の他の構成と動作を模式的に示す要部拡大説明図である。It is principal part expansion explanatory drawing which shows typically the other structure and operation | movement of the test | inspection apparatus which concerns on this invention. カメラで撮像した測定対象の画像の例を示すものである。It shows an example of an image to be measured taken by a camera. カメラで撮像した測定対象の画像の他の例を示すものである。The other example of the image of the measuring object imaged with the camera is shown. カメラで撮像した測定対象の画像の更に他の例を示すものである。The other example of the image of the measuring object imaged with the camera is shown. スリット光の長さ方向を管の周方向に対応させた場合の検査状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the test | inspection state at the time of making the length direction of slit light correspond to the circumferential direction of a pipe | tube. スリット光の長さ方向を管の軸方向に対応させた場合の検査状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the test | inspection state at the time of making the length direction of slit light correspond to the axial direction of a pipe | tube. スリット光の長さ方向を管の軸方向と周方向に選択的に対応させた検査状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the test | inspection state which matched the length direction of slit light selectively with the axial direction and circumferential direction of a pipe | tube.

符号の説明Explanation of symbols

1 管体
2 スリット光源
3 カメラ
4 スリット光
5 スリット光屈折用部材
6 視線
7 視線屈折用部材
8 分岐管体部
9、10 回転ステージ
11 スリット光屈折用部材
12 測定対象(細管)
13 照射個所
14 凹部
15 エッジ
16 管体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tubular body 2 Slit light source 3 Camera 4 Slit light 5 Slit light refracting member 6 Line of sight 7 Gaze refracting member 8 Branch tube part 9, 10 Rotating stage 11 Slit light refracting member 12 Measurement object (capillary tube)
13 Irradiation point 14 Recess 15 Edge 16 Tube

Claims (12)

管体の一端側にスリット光源とカメラを配置すると共に、他端側にスリット光源からのスリット光の照射方向を管体の横方向に屈折させるスリット光屈折用部材と、カメラの視線方向を管体の横方向に屈折させる視線屈折用部材を配置して、管体内を光路として構成したことを特徴とするスリット光を用いた内面検査装置。 A slit light source and a camera are arranged on one end side of the tube body, and a slit light refracting member that refracts the irradiation direction of the slit light from the slit light source in the lateral direction of the tube body on the other end side, and the line-of-sight direction of the camera in the tube direction. An inner surface inspection apparatus using slit light, wherein a line-of-sight refracting member to be refracted in the lateral direction of the body is arranged and the inside of the tube is configured as an optical path. 管体の一端側からスリット光屈折用部材に至るスリット光の光路と、視線屈折用部材から管体の一端側に至る反射光の光路を、仕切られた構成としたことを特徴とする請求項1に記載のスリット光を用いた内面検査装置。 The optical path of slit light from one end side of the tubular body to the slit light refracting member and the optical path of reflected light from the line-of-sight refracting member to one end side of the tubular body are separated from each other. An inner surface inspection apparatus using the slit light according to 1. 管体内に仕切板を設けることにより、仕切られたスリット光の光路と反射光の光路を構成したことを特徴とする請求項2に記載のスリット光を用いた内面検査装置。 3. The inner surface inspection apparatus using slit light according to claim 2, wherein an optical path of the partitioned slit light and an optical path of the reflected light are configured by providing a partition plate in the tubular body. 管体内に、各経路用の管体を設けることにより、仕切られたスリット光の光路と反射光の光路を構成したことを特徴とする請求項2に記載のスリット光を用いた内面検査装置。 The inner surface inspection apparatus using slit light according to claim 2, wherein an optical path for partitioned slit light and an optical path for reflected light are configured by providing a tube for each path in the pipe. カメラを管体の軸方向に配置すると共に、スリット光源を屈折用部材を介して管体の横方向に配置したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のスリット光を用いた内面検査装置。 The slit light according to any one of claims 1 to 4, wherein the camera is disposed in the axial direction of the tubular body, and a slit light source is disposed in the lateral direction of the tubular body via a refracting member. Used inner surface inspection device. スリット光源を管体の軸方向に配置すると共に、カメラを屈折用部材を介して管体の横方向に配置したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のスリット光を用いた内面検査装置。 The slit light according to any one of claims 1 to 4, wherein the slit light source is arranged in the axial direction of the tube body, and the camera is arranged in the lateral direction of the tube body via a refractive member. Used inner surface inspection device. スリット光の照射方向は管体の軸方向と直交する横方向に屈折させると共に、カメラの視線方向は斜め横方向に屈折させる構成としたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のスリット光を用いた内面検査装置。 7. The slit light irradiation direction is refracted in a lateral direction orthogonal to the axial direction of the tube body, and the viewing direction of the camera is refracted in an oblique lateral direction. An inner surface inspection apparatus using the slit light described in 1. スリット光は、その長さ方向を測定対象の軸方向に対応させることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のスリット光を用いた内面検査装置。 The inner surface inspection apparatus using the slit light according to any one of claims 1 to 7, wherein the slit light has a length direction corresponding to an axial direction of a measurement target. スリット光源は、スリット光の照射方向を軸の回りに回転可能に構成することにより、管体の横方向に屈折させたスリット光の長さ方向を、管体の軸方向と、軸方向に直交する方向との間で変更可能に構成したことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のスリット光を用いた内面検査装置。 The slit light source is configured so that the irradiation direction of the slit light can be rotated around the axis, so that the length direction of the slit light refracted in the lateral direction of the tubular body is orthogonal to the axial direction of the tubular body The inner surface inspection apparatus using the slit light according to any one of claims 1 to 7, wherein the inner surface inspection apparatus can be changed between the first and second directions. 管体をスリット光源及びカメラと共に軸の回りに回転可能に構成したことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のスリット光を用いた内面検査装置。 The inner surface inspection apparatus using slit light according to any one of claims 1 to 9, wherein the tube body is configured to be rotatable around an axis together with a slit light source and a camera. 屈折用部材が反射ミラーであることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の内面検査装置。 The inner surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the refracting member is a reflection mirror. 屈折用部材がプリズムであることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の内面検査装置。
The inner surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the refraction member is a prism.
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