JP2008128730A - Inspection device of inspection target - Google Patents

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Masataka Toda
昌孝 戸田
Satohiko Yoshikawa
聡彦 吉川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection device of an inspection target capable of shortening the inspection time required in the inspection of the surface state of the surface to be inspected of the inspection target by expanding the inspection light emitted to the surface to be inspected of the inspection target. <P>SOLUTION: The inspection device of the inspection target is equipped with an inspection target holding part 15 for holding the inspection target 1 having the surface 10 to be inspected, a floodlight projection part 2 for projecting inspection light 8, a light guide member 3 which permits the transmission of the inspection light 8 projected from the floodlight projection part 2 and emits the inspection light 8 to the surface 10 to be inspected of the inspection target 1 and an imaging part 6 for imaging the reflected light 8h reflected from the surface 10 to be inspected of the inspection target 1. The light guide member 3 is formed on the side opposed to the surface 10 to be inspected of the inspection target 1 and equipped with an emitting surface 48, of which the cross section forms an arcuate protruded shape protruded to the surface 10 to be inspected, so as to irradiate the surface 10 to be inspected of the inspection target 1 with the inspection light 8 expanded in its emitting angle. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は被検査物の表面状態を検査する被検査物検査装置に関する。   The present invention relates to an inspection object inspection apparatus for inspecting the surface state of an inspection object.

従来、被検査物の凹部の内壁面を観察する内面観察装置が知られている(特許文献1)。このものは、被検査物の凹部に挿入される光伝送部と、光伝送部に検査光を投光させる投光用光源と、光伝送部を伝送し被検査物の凹部の内壁面で反射された反射光を撮像する撮像部とを備えている(特許文献1)。このものによれば、被検査物の凹部の内壁面を観察することができる。   Conventionally, an inner surface observation apparatus for observing an inner wall surface of a concave portion of an inspection object is known (Patent Document 1). This includes an optical transmission part that is inserted into the concave part of the inspection object, a light source for projecting the inspection light to the optical transmission part, and an optical transmission part that reflects the inner wall surface of the concave part of the inspection object. And an imaging unit that images the reflected light (Patent Document 1). According to this, it is possible to observe the inner wall surface of the concave portion of the inspection object.

また、円筒形状の被検査物の軸端面および内壁面を連続的に検査できる表面検査装置が知られている(特許文献2)。このものは、円筒形状の被検査物の中央孔に挿入されるセンサヘッドと、センサヘッドの先端部に設けられたミラー面で形成された第1の反射面と、被検査物の上端側に配置され円錐状の内壁面のミラー面で形成された第2の反射面をもつ円錐形状をなす円錐体と、センサヘッドを昇降させる昇降駆動部と、被検査物で反射した反射光を受光して撮像する撮像部とを備えている。このものによれば、センサヘッドから投光される検査光は、センサヘッドの先端部の第1の反射面で被検査物の半径方向外方に反射され、更に、第2の反射面で反射して被検査物の軸長方向に沿って進行し、被検査物の軸端面に向かう。
特開2001−281556号公報 特開2005−291771号公報
Further, a surface inspection apparatus that can continuously inspect the shaft end surface and the inner wall surface of a cylindrical inspection object is known (Patent Document 2). The sensor head is inserted into the center hole of the cylindrical inspection object, the first reflection surface formed by the mirror surface provided at the tip of the sensor head, and the upper end side of the inspection object. A conical body having a second reflecting surface formed by a mirror surface of the arranged conical inner wall surface, a lifting drive unit for raising and lowering the sensor head, and reflected light reflected by the object to be inspected are received. And an imaging unit for imaging. According to this, the inspection light projected from the sensor head is reflected radially outward of the inspection object by the first reflecting surface at the tip of the sensor head, and further reflected by the second reflecting surface. Then, it proceeds along the axial length direction of the inspection object and moves toward the axial end surface of the inspection object.
JP 2001-281556 A JP-A-2005-291717

上記した装置によれば、被検査物の被検査面の表面状況(例えば異物の有無)を検査する検査時間は、かなりの時間を必要とする。このため検査時間を短縮させることが要請されている。   According to the above-described apparatus, the inspection time for inspecting the surface condition (for example, the presence or absence of foreign matter) of the inspection surface of the inspection object requires a considerable time. For this reason, it is required to shorten the inspection time.

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、被検査物の被検査面に向けて出射させる検査光を拡開させることにより、被検査物の被検査面の表面状態の検査に要する検査時間を短縮させることができる被検査物検査装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is required for inspecting the surface state of the inspection surface of the inspection object by expanding the inspection light emitted toward the inspection surface of the inspection object. It is an object of the present invention to provide an inspection object inspection apparatus capable of shortening the inspection time.

(1)様相1に係る被検査物検査装置は、被検査面をもつ被検査物を保持する被検査物保持部と、検査光を投光する投光部と、投光部から投光された検査光を透過させると共に被検査物の被検査面に向けて検査光を出射させる導光体と、被検査物の被検査面で反射した反射光を撮像する撮像部とを具備する被検査物検査装置において、導光体は、被検査物の被検査面に対向する側に形成され、検査光をこれの出射角を拡開させて被検査物の被検査面に照射させるように、断面で、被検査面に向けて突出する円弧凸状をなす出射面を備えていることを特徴とする。   (1) An inspection object inspection apparatus according to aspect 1 is projected from an inspection object holding unit that holds an inspection object having a surface to be inspected, a light projecting unit that projects inspection light, and a light projecting unit. A light guide that transmits the inspection light and emits the inspection light toward the inspection surface of the inspection object, and an inspection device that includes an imaging unit that images the reflected light reflected by the inspection surface of the inspection object In the object inspection apparatus, the light guide is formed on the side of the inspection object that faces the inspection surface, so that the inspection light is irradiated on the inspection surface of the inspection object by expanding the emission angle of the inspection light. It is characterized in that it is provided with an exit surface having a circular arc shape projecting toward the surface to be inspected in a cross section.

導光体は検査光を透過させるものである。導光体は、被検査物の被検査面に対向する側に形成された出射面を備えている。出射面は、断面で被検査面に向けて突出する円弧凸状をなしており、導光体を透過した検査光を被検査物の被検査面に向けて拡開させて拡開光とする。このため検査光が拡開前の検査光のビーム径が小さいときであっても、検査光は拡開されて拡開光となるため、被検査物の被検査面における照射面積が増加する。このため被検査物の被検査面を走査する時間が短縮される。従って、被検査物の被検査面を検査に要する検査時間は、短縮される。   The light guide transmits inspection light. The light guide includes an emission surface formed on the side of the inspection object that faces the inspection surface. The exit surface has a circular arc shape protruding in a cross section toward the surface to be inspected, and the inspection light transmitted through the light guide is expanded toward the surface to be inspected of the inspection object to be expanded light. Therefore, even when the beam diameter of the inspection light before expansion is small, the inspection light is expanded to become expanded light, so that the irradiation area on the inspection surface of the inspection object increases. For this reason, the time for scanning the inspection surface of the inspection object is shortened. Accordingly, the inspection time required for inspecting the inspection surface of the inspection object is shortened.

ここで、導光体の出射面は、導光体を透過した検査光を被検査物の被検査面に向かうにつれて広がる扇形状(スリット扇形状)に拡開させることが好ましい。上記した被検査物としては特に限定されるものでない。被検査物は、円筒形状および角筒形状等の筒形状でも良いし、樋形状でも良い。被検査物の被検査面は、内壁面でも良いし、外壁面でも良い。被検査物の材質は特に限定されず、鉄、アルミ合金などの金属系、樹脂系、セラミックス系が例示される。被検査物としては、ブレーキ装置のシリンダ、内燃機関や外燃機関のシリンダが例示される。   Here, it is preferable that the exit surface of the light guide is expanded into a fan shape (slit fan shape) that spreads the inspection light transmitted through the light guide toward the inspection surface of the inspection object. The inspection object is not particularly limited. The object to be inspected may have a cylindrical shape such as a cylindrical shape or a rectangular tube shape, or may have a bowl shape. The surface to be inspected of the inspection object may be an inner wall surface or an outer wall surface. The material of the object to be inspected is not particularly limited, and examples thereof include metals such as iron and aluminum alloys, resins, and ceramics. Examples of the inspection object include a cylinder of a brake device, a cylinder of an internal combustion engine and an external combustion engine.

上記した被検査物保持部は被検査物を保持するものであれば良く、被検査物を載せるだけでも良いし、あるいは、被検査物をボルト等の取付部で保持するものでも良い。投光部は、レーザ光等の検査光を投光する光源とすることができる。光源としては半導体レーザが例示される。導光体は、投光部から投光された検査光を透過させると共に被検査物の被検査面に向けて検査光を出射させるものである。導光体は出射面をもつ。出射面は、被検査物の被検査面に対向する側に形成されており、断面で被検査面に向けて突出する円弧凸状をなしており、導光体を透過した検査光を被検査物の被検査面に進行するにつれてビーム径を拡開させて拡開光とする。出射面を構成する円弧凸状は、真円状の円弧で形成されていても良いし、楕円状の円弧で形成されていても良い。導光体は、検査光を出射面から出射させる前に、検査光のビーム径を絞る集光性を有する集光光学部品を備えていることが好ましい。集光光学部品としては、GRINレンズ、先球レンズ、TECファイバ等が例示される。撮像部は、被検査物の被検査面で反射した反射光を撮像するものであり、CCD等の撮像素子を備えるものが好ましい。   The above-described inspection object holding part may be any part as long as it holds the inspection object, and may simply place the inspection object, or may hold the inspection object with a mounting part such as a bolt. The light projecting unit can be a light source that projects inspection light such as laser light. A semiconductor laser is exemplified as the light source. The light guide transmits the inspection light projected from the light projecting unit and emits the inspection light toward the inspection surface of the inspection object. The light guide has an exit surface. The exit surface is formed on the side of the object to be inspected facing the surface to be inspected, has a circular arc shape protruding in the cross section toward the surface to be inspected, and inspects the inspection light transmitted through the light guide The beam diameter is expanded as it proceeds to the surface to be inspected of the object, and the light is expanded. The convex shape of the arc constituting the exit surface may be formed by a perfect circular arc or may be formed by an elliptical arc. It is preferable that the light guide includes a condensing optical component having a light condensing property for reducing the beam diameter of the inspection light before the inspection light is emitted from the emission surface. Examples of the condensing optical component include a GRIN lens, a tip ball lens, and a TEC fiber. The imaging unit captures reflected light reflected by the surface to be inspected of the inspection object, and preferably includes an imaging element such as a CCD.

(2)様相2に係る被検査物検査装置によれば、上記様相において、導光体は、被検査物の被検査面の延設方向に沿った導光方向に沿って検査光を透過させる導光路と、導光路を透過する検査光を導光路の導光方向に対して交差する方向に且つ被検査物の被検査面に向けて反射させる反射面とを備えていることを特徴とする。この場合、導光路を透過する検査光は反射面で反射され、導光路の導光方向に対して交差する方向に沿って且つ被検査物の被検査面に向けて向かう。   (2) According to the inspection object inspection apparatus according to aspect 2, in the above aspect, the light guide transmits inspection light along the light guide direction along the extending direction of the inspection surface of the inspection object. A light guide path and a reflection surface that reflects inspection light transmitted through the light guide path in a direction intersecting the light guide direction of the light guide path and toward the inspection surface of the inspection object . In this case, the inspection light transmitted through the light guide path is reflected by the reflection surface, and travels along the direction intersecting the light guide direction of the light guide path toward the inspection surface of the inspection object.

(3)様相3に係る被検査物検査装置によれば、上記様相において、導光路は、光ファイバと、光ファイバの先端部に接続されたレンズとを備えており、レンズは反射面および出射面を備えていることを特徴とする。この場合、レンズを透過する検査光は、レンズの反射面で反射され、導光路の導光方向に対して交差する方向に沿って且つ被検査物の被検査面に向けて向かう。更に、反射面で反射した反射光はレンズの出射面から出射される。そして出射面から出射された検査光は、被検査物の被検査面に向けて拡開する拡開光となる。このため検査光のビーム径が小さいときであっても、検査光は拡開光となるため、被検査物の被検査面における照射面積が増加する。このため被検査物の被検査面を走査する時間が短縮される。従って、被検査物の被検査面を検査に要する検査時間は、短縮される。   (3) According to the inspection object inspection apparatus according to aspect 3, in the above aspect, the light guide path includes an optical fiber and a lens connected to the tip of the optical fiber, and the lens has a reflection surface and an emission surface. It is characterized by having a surface. In this case, the inspection light transmitted through the lens is reflected by the reflection surface of the lens and travels along the direction intersecting the light guide direction of the light guide and toward the inspection surface of the inspection object. Further, the reflected light reflected by the reflecting surface is emitted from the exit surface of the lens. Then, the inspection light emitted from the emission surface becomes expanded light that expands toward the inspection surface of the inspection object. For this reason, even when the beam diameter of the inspection light is small, the inspection light becomes spread light, so that the irradiation area on the inspection surface of the inspection object increases. For this reason, the time for scanning the inspection surface of the inspection object is shortened. Accordingly, the inspection time required for inspecting the inspection surface of the inspection object is shortened.

上記したレンズとしては、GRINレンズまたはシリンドルカルレンズが例示される。GRINレンズ(gradient index lens)は、勾配屈折レンズとも呼ばれ、レンズ媒質内で空間座標の関数として屈折率が連続的に変化するレンズであり、ビーム径を絞る集光性を有するため、光の拡散を抑える。シリンドルカルレンズは、少なくとも一の面が円柱の一部のように曲成されたレンズである。光ファイバとしては、コアが均一な屈折率とされているステップインデックスタイプでも良いし、屈折率分布をもたせたグレーテッドインデックスタイプでも良いし、TECファイバでも良い。   As the above-described lens, a GRIN lens or a cylindrical lens is exemplified. A GRIN lens (gradient index lens), also called a gradient refractive lens, is a lens in which the refractive index continuously changes as a function of spatial coordinates in the lens medium, and has a light condensing property that narrows the beam diameter. Reduce diffusion. A cylindrical lens is a lens in which at least one surface is curved like a part of a cylinder. The optical fiber may be a step index type in which the core has a uniform refractive index, a graded index type having a refractive index distribution, or a TEC fiber.

(4)様相4に係る被検査物検査装置によれば、上記様相において、導光路は、光ファイバと、光ファイバの先端部に接続されたレンズと、レンズの先方に設けられた光透過部とを備えており、光透過部は反射面および出射面を備えていることを特徴とする。この場合、光透過部を透過する検査光は、光透過部の反射面で反射され、導光路の導光方向に対して交差する方向に沿って且つ被検査物の被検査面に向けて向かう。更に、反射面で反射した反射光は光透過部の出射面から出射される。そして出射面から出射された検査光は、被検査物の被検査面に向けて拡開する拡開光となる。このため検査光のビーム径が小さいときであっても、検査光は拡開光となるため、被検査物の被検査面における照射面積が増加する。このため被検査物の被検査面を走査する時間が短縮される。従って、被検査物の被検査面を検査に要する検査時間は、短縮される。拡開光はスリット扇形状等の扇形状が好ましい。   (4) According to the inspection object inspection apparatus according to aspect 4, in the above aspect, the light guide path is an optical fiber, a lens connected to the tip of the optical fiber, and a light transmission part provided at the tip of the lens. And the light transmission part includes a reflection surface and an emission surface. In this case, the inspection light transmitted through the light transmission portion is reflected by the reflection surface of the light transmission portion, and travels along the direction intersecting the light guide direction of the light guide path and toward the inspection surface of the inspection object. . Furthermore, the reflected light reflected by the reflection surface is emitted from the emission surface of the light transmission part. Then, the inspection light emitted from the emission surface becomes expanded light that expands toward the inspection surface of the inspection object. For this reason, even when the beam diameter of the inspection light is small, the inspection light becomes spread light, so that the irradiation area on the inspection surface of the inspection object increases. For this reason, the time for scanning the inspection surface of the inspection object is shortened. Accordingly, the inspection time required for inspecting the inspection surface of the inspection object is shortened. The spreading light is preferably a fan shape such as a slit fan shape.

(5)様相5に係る被検査物検査装置によれば、上記様相において、被検査物の被検査面は筒状内壁面または筒状外壁面とされており、導光路は、被検査物の筒状内壁面または筒状外壁面の円筒中心の回りにおいて間隔を隔てて複数本並設されていることを特徴とする。筒形状は円筒形状、角筒形状を含む。導光路としては、光ファイバが例示される。光ファイバはTECファイバを含む。TEC(thermally Expand Core)ファイバは、光ファイバの屈折率分布制御用のドーパント(GeO2,F,B等)を熱によって光ファイバの内部に拡散させて光のビーム径を変換させるファイバであり、ビーム径を絞る集光性をもつため、光の拡散防止に有利である。   (5) According to the inspection object inspection apparatus according to aspect 5, in the above aspect, the inspection surface of the inspection object is a cylindrical inner wall surface or a cylindrical outer wall surface, and the light guide path is formed of the inspection object. A plurality of cylindrical inner wall surfaces or cylindrical outer wall surfaces are arranged in parallel at intervals around the center of the cylinder. The cylindrical shape includes a cylindrical shape and a rectangular tube shape. An example of the light guide path is an optical fiber. The optical fiber includes a TEC fiber. A TEC (thermally Expand Core) fiber is a fiber that changes the beam diameter of light by diffusing a dopant (GeO2, F, B, etc.) for controlling the refractive index distribution of the optical fiber into the optical fiber by heat. Since it has a light condensing property that reduces its diameter, it is advantageous for preventing diffusion of light.

この場合、複数本の導光路を保持する保持要素が設けられていることが好ましい。保持要素としては、中央孔をもつ円筒形状または角筒形状等の筒形状をなしていることが好ましい。導光路が導光機能を有していれば、保持要素は必ずしも導光機能を有していなくても良い。保持要素の中央孔は、被検査物の被検査面で反射し撮像部に向かう反射光を透過させる反射光経路のうちの一部を形成することが好ましい。この場合、保持要素の中央孔は、被検査物の被検査面で反射し撮像部に向かう反射光を透過させる反射光経路のうちの一部を形成するため、装置の小型化に貢献できる。   In this case, it is preferable that a holding element for holding a plurality of light guide paths is provided. The holding element preferably has a cylindrical shape such as a cylindrical shape having a central hole or a rectangular tube shape. As long as the light guide has a light guide function, the holding element does not necessarily have a light guide function. The central hole of the holding element preferably forms part of a reflected light path that reflects reflected light from the surface to be inspected and transmits reflected light toward the imaging unit. In this case, the central hole of the holding element forms a part of the reflected light path that reflects the reflected light toward the imaging surface of the object to be inspected and transmits the reflected light toward the imaging unit, thereby contributing to downsizing of the apparatus.

(6)様相6に係る被検査物検査装置によれば、上記様相において、被検査物の被検査面で反射し撮像部に向かう反射光を透過させる反射光経路において、被検査物の被検査面と撮像部との間に反射体が設けられており、反射体は、被検査物の被検査面で反射した反射光を受光し且つ撮像部に向けて反射させる第2反射面を備えている。反射体の第2反射面は、被検査物の被検査面で反射した反射光を受光し、且つ、撮像部に向けて反射させる。この場合、被検査物の被検査面で反射した反射光を反射体により撮像部に向けて良好に反射させることができる。反射体としては、円錐状または円錐台状をなすコーンミラーが例示される。   (6) According to the inspection object inspection apparatus according to aspect 6, in the above aspect, the inspection object is inspected in the reflected light path that reflects the inspection surface of the inspection object and transmits the reflected light toward the imaging unit. A reflector is provided between the surface and the imaging unit, and the reflector includes a second reflecting surface that receives reflected light reflected by the surface to be inspected of the object to be inspected and reflects it toward the imaging unit. Yes. The second reflecting surface of the reflector receives the reflected light reflected by the surface to be inspected and reflects it toward the imaging unit. In this case, the reflected light reflected by the inspection surface of the inspection object can be favorably reflected by the reflector toward the imaging unit. Examples of the reflector include a cone mirror having a cone shape or a truncated cone shape.

(7)様相7に係る被検査物検査装置によれば、上記様相において、少なくとも導光体および撮像部を保持するセンサが設けられており、センサを被検査物の被検査面に沿って案内する案内部と、センサを被検査物の被検査面に沿って移動させる駆動部とが設けられていることを特徴とする。この場合、被検査物の被検査面に沿ってセンサが移動するため、センサに搭載されている導光体および撮像部により被検査物の被検査面における検査を行うことができる。この結果、被検査物の被検査面の検査面積を増加させることができる。   (7) According to the inspection object inspection apparatus according to aspect 7, in the above aspect, the sensor that holds at least the light guide and the imaging unit is provided, and the sensor is guided along the inspection surface of the inspection object. And a driving unit that moves the sensor along the surface to be inspected of the object to be inspected. In this case, since the sensor moves along the inspection surface of the inspection object, the inspection surface of the inspection object can be inspected by the light guide and the imaging unit mounted on the sensor. As a result, the inspection area of the inspection surface of the inspection object can be increased.

本発明に係る被検査物検査装置によれば、被検査物の被検査面における表面状況(例えば異物の有無等)を検査することができる。更に、被検査物の被検査面に向けて出射させる検査光を拡開させることにより、被検査物の検査に要する検査時間を短縮させることができる。   According to the inspection object inspection apparatus according to the present invention, it is possible to inspect the surface condition (for example, the presence or absence of foreign matter) on the inspection surface of the inspection object. Furthermore, the inspection time required for the inspection of the inspection object can be shortened by expanding the inspection light emitted toward the inspection surface of the inspection object.

(実施形態1)
本発明を具体化した実施形態1について図1〜図6を参照して説明する。図1は本実施形態に係る被検査物検査装置の概念を示す。図1に示すように、被検査物検査装置は、内周面状の被検査面10をもつ被検査物1を載せて保持する載置面15aをもつ被検査物保持部15と、レーザ光(波長:660ナノメートル)である検査光8を投光する半導体レーザを有する投光部2と、投光部2から投光された検査光8を透過させると共に被検査物1の被検査面10に向けて検査光8を出射させる導光体3と、被検査物1の被検査面10で反射した反射光を受光して撮像する撮像部6とを備えている。
(Embodiment 1)
A first embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the concept of an inspection object inspection apparatus according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the inspection object inspection apparatus includes an inspection object holding unit 15 having a mounting surface 15a for mounting and holding an inspection object 1 having an inner peripheral surface 10 to be inspected, and a laser beam. A projection unit 2 having a semiconductor laser that projects the inspection light 8 (wavelength: 660 nanometers), and the inspection surface of the inspection object 1 that transmits the inspection light 8 projected from the projection unit 2 10 includes a light guide 3 that emits inspection light 8 toward 10, and an imaging unit 6 that receives and captures reflected light reflected by the inspection surface 10 of the inspection object 1.

被検査物1は鉄合金やアルミ合金などの金属を基材として形成されており、これの中心線M1が縦方向(鉛直方向)に沿っている円筒孔状の空洞14をもつ円筒形状をなしている。被検査物1は、被検査面10となる円筒形状の内壁面および円筒形状の外壁面16と、軸端面17とをもつ。被検査物1の被検査面10(内壁面)にはクロムメッキ等のメッキ膜が被覆されている。被検査物1の外壁面16および軸端面17にもメッキ膜が被覆されていても良い。なお被検査物1としてはブレーキ装置のシリンダ、内燃機関や外燃機関のシリンダが例示される。   The object to be inspected 1 is formed using a metal such as an iron alloy or an aluminum alloy as a base material, and has a cylindrical shape having a cylindrical hole-like cavity 14 whose center line M1 extends along the vertical direction (vertical direction). ing. The inspection object 1 has a cylindrical inner wall surface and a cylindrical outer wall surface 16 that become the inspection surface 10, and a shaft end surface 17. A surface 10 (inner wall surface) to be inspected 1 is covered with a plating film such as chrome plating. The outer wall surface 16 and the shaft end surface 17 of the inspection object 1 may be coated with a plating film. The inspection object 1 is exemplified by a cylinder of a brake device, a cylinder of an internal combustion engine or an external combustion engine.

図1に示すように、導光体3は、複数本の導光路4と、複数本の導光路4を埋設して保持する保持要素として機能する一定肉厚の円筒形状の導光路保持部5とを備えている。導光路保持部5は、光透過性をもつ樹脂(アクリル樹脂等の透明樹脂)またはガラス等の透光材料で形成されており、内径および外径が軸長方向に沿って等しい円筒形状をなしている。導光路保持部5は、中心線M2をもち上下方向(鉛直方向)に貫通する中央孔5rを区画する内周面5iおよび外周面5pを有する。図1に示すように、導光路4は上下方向(鉛直方向)に沿っており、導光路保持部5の内部に埋設されている。導光路4は、筒形状をなす導光路保持部5の中心線M2(被検査物1の中心線M1)の回りに沿って複数本並設されている。導光路保持部5の中心線M2は、被検査物1の中心線M1と実質的に同軸とされている。なお中心線M1上または延長線上に撮像部6が配置されている。撮像部6は、後述する反射体9に対面する光学レンズ系60と、カメラ61とを備えている。   As shown in FIG. 1, the light guide 3 includes a plurality of light guides 4 and a cylindrical light guide holder 5 having a constant thickness that functions as a holding element that embeds and holds the plurality of light guides 4. And. The light guide path holding part 5 is formed of a light-transmitting resin (transparent resin such as acrylic resin) or a light-transmitting material such as glass, and has an inner diameter and an outer diameter that are equal along the axial direction. ing. The light guide holding unit 5 has an inner peripheral surface 5i and an outer peripheral surface 5p that define a central hole 5r that has a center line M2 and penetrates in the vertical direction (vertical direction). As shown in FIG. 1, the light guide 4 is along the vertical direction (vertical direction), and is embedded in the light guide holder 5. A plurality of the light guide paths 4 are arranged in parallel along the center line M2 of the cylindrical light guide path holding portion 5 (the center line M1 of the inspection object 1). The center line M2 of the light guide holding unit 5 is substantially coaxial with the center line M1 of the inspection object 1. The imaging unit 6 is arranged on the center line M1 or an extension line. The imaging unit 6 includes an optical lens system 60 that faces a reflector 9 described later, and a camera 61.

導光路4は、導光路4として機能する複数本の光ファイバ40と、光ファイバ40の先端40f(下端)に接続された光拡開機能をもつレンズ45(マイクロレンズ)とを備えている。導光路4を構成する光ファイバ40では、検査光8は、光ファイバ40の長さ方向に沿って光ファイバ40の内部を透過する。図1に示すように、光ファイバ40は、被検査物1の筒形状をなす被検査面10の延設方向(矢印H方向、鉛直方向、被検査物1の軸長方向)に沿って被検査面10とほぼ平行に配置されている。このため、光ファイバ40における導光方向は、被検査物1の被検査面10の延設方向となる。複数の光ファイバ40(導光路4)は実質的に互いに平行とされている。なお、光ファイバ40は断面で円形状をなしており、外周面40pを有しており、ガラス製でも樹脂製でも良い。複数の光ファイバ40の始端は投光部2に繋がれている。従って投光部2が検査光を投光すると、検査光は複数の光ファイバ40に分岐して透過する。故に投光部2は複数の光ファイバ40(導光路4)の共通光源として機能する。   The light guide 4 includes a plurality of optical fibers 40 that function as the light guide 4, and a lens 45 (microlens) having a light expanding function connected to the tip 40 f (lower end) of the optical fiber 40. In the optical fiber 40 constituting the light guide 4, the inspection light 8 passes through the inside of the optical fiber 40 along the length direction of the optical fiber 40. As shown in FIG. 1, the optical fiber 40 is covered along the extending direction (arrow H direction, vertical direction, axial length direction of the inspection object 1) of the inspection surface 10 that forms the cylindrical shape of the inspection object 1. It is arranged substantially parallel to the inspection surface 10. For this reason, the light guide direction in the optical fiber 40 is the extending direction of the inspection surface 10 of the inspection object 1. The plurality of optical fibers 40 (light guide paths 4) are substantially parallel to each other. The optical fiber 40 is circular in cross section and has an outer peripheral surface 40p, and may be made of glass or resin. The starting ends of the plurality of optical fibers 40 are connected to the light projecting unit 2. Accordingly, when the light projecting unit 2 projects the inspection light, the inspection light is branched into the plurality of optical fibers 40 and transmitted. Therefore, the light projecting unit 2 functions as a common light source for the plurality of optical fibers 40 (light guides 4).

図3に示すように、光ファイバ40の先端に配置されているレンズ45は、集光性をもつGRINレンズであり、光ファイバ40の長さ方向の先端40fに接続された接合面41と、斜めに傾斜する反射面46と、円弧凸状をなす外周面47とをもつ。光ファイバ40の軸芯とレンズ45の軸芯とが整合するように、光ファイバ40およびレンズ45は同軸的に配置されている。図3に示すように、反射面46は、水平線(導光路保持部5の径方向に沿った仮想面)に対して角度θ1で傾斜していると共に、光ファイバ40の中心線M5の延長線に対して角度θ2で傾斜している。角度θ1、θ2の設定により、被検査物1の被検査面10に照射される検査光8の向きを調整できる。反射面46は、レンズ45の母材で形成されていても良いし、金属(アルミニウム等)の反射促進用の薄膜を積層させて形成しても良い。反射面46の先方には、透光性をもつ導光路保持部5の一部をなす透光部分5kが設けられている(図2参照)。レンズ45の外周面47の一部が、所定の曲率で曲成された円弧凸状をなす出射面48を形成する。出射面48は、光ファイバ40の中心線M5の延長線と直交する断面(被検査物1の被検査面10の中心線M1と直交する断面)で、真円形状の円弧で形成されている。   As shown in FIG. 3, the lens 45 disposed at the tip of the optical fiber 40 is a GRIN lens having a condensing property, and a joining surface 41 connected to the tip 40 f in the length direction of the optical fiber 40; It has a reflective surface 46 that is inclined obliquely, and an outer peripheral surface 47 that has an arcuate convex shape. The optical fiber 40 and the lens 45 are arranged coaxially so that the axis of the optical fiber 40 and the axis of the lens 45 are aligned. As shown in FIG. 3, the reflecting surface 46 is inclined at an angle θ1 with respect to a horizontal line (a virtual surface along the radial direction of the light guide path holding portion 5), and is an extension line of the center line M5 of the optical fiber 40. Is inclined at an angle θ2. By setting the angles θ1 and θ2, the direction of the inspection light 8 applied to the inspection surface 10 of the inspection object 1 can be adjusted. The reflection surface 46 may be formed of a base material of the lens 45, or may be formed by laminating thin films for promoting reflection of metal (aluminum or the like). A translucent portion 5k that forms part of the translucent light guide holding portion 5 is provided at the tip of the reflecting surface 46 (see FIG. 2). A part of the outer peripheral surface 47 of the lens 45 forms an emission surface 48 having a circular arc shape curved with a predetermined curvature. The exit surface 48 is a cross-section orthogonal to the extension line of the center line M5 of the optical fiber 40 (a cross-section orthogonal to the center line M1 of the surface 10 to be inspected 1), and is formed by a perfect circular arc. .

図3に示すように、光ファイバ40をその長さ方向に沿って透過する検査光8は、接合面41を介してレンズ45に至り、レンズ45の反射面46で被検査物1の被検査面10に向けて反射され、更に、レンズ45の出射面48で外方に出射される。従って検査光8は、導光路4の導光方向(矢印H方向)に対して交差する方向(矢印D1方向)に沿って、且つ、被検査物1の被検査面10に向けて向かう。ここで、光ファイバ40の中心線M5の延長線に対して直交する断面(被検査物1の中心線M1に対して直交する断面)で、レンズ45の出射面48は、被検査物1の被検査面10に向けて突出するように、円弧凸状をなしている。このため、図3および図4に示すように、出射面48から出射された検査光8は、被検査物1の被検査面10に向けて、円筒形状をなす導光路保持部5の半径方向外方(放射方向)に向けて拡開し、拡開光となる。   As shown in FIG. 3, the inspection light 8 transmitted through the optical fiber 40 along the length direction reaches the lens 45 via the joint surface 41, and the inspection object 1 is inspected by the reflection surface 46 of the lens 45. The light is reflected toward the surface 10, and further emitted outward at the exit surface 48 of the lens 45. Accordingly, the inspection light 8 travels along the direction (arrow D1 direction) intersecting the light guide direction (arrow H direction) of the light guide 4 and toward the inspection surface 10 of the inspection object 1. Here, the exit surface 48 of the lens 45 is a cross section orthogonal to the extension line of the center line M5 of the optical fiber 40 (a cross section orthogonal to the center line M1 of the object 1). An arc convex shape is formed so as to protrude toward the surface 10 to be inspected. Therefore, as shown in FIGS. 3 and 4, the inspection light 8 emitted from the emission surface 48 is directed toward the inspection surface 10 of the inspection object 1 in the radial direction of the light guide path holding portion 5 having a cylindrical shape. It spreads outward (radiation direction) and becomes spread light.

具体的には、出射面48から出射された検査光8は、被検査物1の外径方向に沿って斜め下方向に向けて進行し(図2参照)、出射面48から被検査物1の被検査面10に向かうにつれて水平な扇形状に拡開する。図1および図3に示すように、扇形状に拡開した検査光8は、拡開外縁8aをもつ。上記したように投光部2から投光された検査光8がビーム径が小さなビーム光でありながらも、出射面48から出射された検査光8は水平な扇形状(スリット扇形状)に拡開する。このため被検査物1の周方向において、被検査物1の被検査面10における照射面積が増加する。   Specifically, the inspection light 8 emitted from the emission surface 48 travels obliquely downward along the outer diameter direction of the inspection object 1 (see FIG. 2), and the inspection object 1 from the emission surface 48. Expands into a horizontal fan shape toward the surface 10 to be inspected. As shown in FIGS. 1 and 3, the inspection light 8 expanded in a fan shape has an expanded outer edge 8a. Although the inspection light 8 projected from the light projecting unit 2 is a light beam having a small beam diameter as described above, the inspection light 8 emitted from the emission surface 48 is expanded in a horizontal fan shape (slit fan shape). Open. For this reason, in the circumferential direction of the inspection object 1, the irradiation area on the inspection surface 10 of the inspection object 1 increases.

本実施形態によれば、レンズ45(GRINレンズ)は、検査光8の集光性を高める機能を備えている他に、検査光8を反射面46で被検査物1に向けて反射させる反射機能と、検査光8を出射面48により扇形状に拡開させる拡開機能とを備えている。なおレンズ45の焦点は被検査物1の被検査面10となるように設定されている。   According to the present embodiment, the lens 45 (GRIN lens) has a function of improving the light condensing property of the inspection light 8 and also reflects the inspection light 8 toward the inspection object 1 by the reflection surface 46. And a spreading function for spreading the inspection light 8 in a fan shape by the emission surface 48. The focal point of the lens 45 is set to be the inspection surface 10 of the inspection object 1.

検査光8が光ファイバ40の内部を透過するときには、検査光8の散乱は抑えられている。しかし光ファイバ40の先端40fから外方に導出された検査光8は散乱しようとするが、光ファイバ40の先端40fに接続されているレンズ45(GRINレンズ)が集光機能を備えているため、レンズ45内で散乱することが抑えられており、分解能が確保される。   When the inspection light 8 passes through the optical fiber 40, scattering of the inspection light 8 is suppressed. However, the inspection light 8 led out from the tip 40f of the optical fiber 40 tends to scatter, but the lens 45 (GRIN lens) connected to the tip 40f of the optical fiber 40 has a condensing function. , Scattering within the lens 45 is suppressed, and resolution is ensured.

図2に示すように、検査光8は、被検査物1の内周面状の被検査面10で反射されると、被検査物1の求心方向(D2方向)に向かう。ここで、図2に示すように、被検査物1の被検査面10で反射した反射光8hを透過させる反射光経路において、被検査物1の被検査面10と撮像部6との間には、反射体9が設けられている。反射体9は、被検査物1の下端部(被検査物1の軸長方向の端部側)に配置されている。反射体9はガラスまたは樹脂で形成されている。反射体9はコーンミラーとされており、先端(上端)が尖った頂部90と、円錐形状をなす第2反射面92とを備える。反射体9の頂部90が導光路保持部5の中心線M2に位置するように、反射体9は筒形状の導光路保持部5と同軸的に配置されている。この結果、第2反射面92で反射された反射光8hは、被検査物1の中央孔5r内をリング状に撮像部6に向けて進行するため、撮像部6における受光性が高まる。反射体9の第2反射面92は、被検査物1の被検査面10で反射した反射光8hを受光し、且つ、撮像部6に向けて(上方に向けて)反射させる。この結果、被検査物1の被検査面10で求心方向(矢印D2方向)に反射した反射光8hを、反射体9の第2反射面92により撮像部6に向けて良好に反射させることができる。反射光8hは被検査物1の中央孔5rの軸芯の回りを同軸的に進行する。   As shown in FIG. 2, when the inspection light 8 is reflected by the inner peripheral surface 10 of the inspection object 1, the inspection light 8 travels in the centripetal direction (D2 direction) of the inspection object 1. Here, as shown in FIG. 2, in the reflected light path that transmits the reflected light 8 h reflected by the surface 10 to be inspected 1, between the surface 10 to be inspected 1 and the imaging unit 6. Is provided with a reflector 9. The reflector 9 is disposed on the lower end portion of the inspection object 1 (the end side in the axial length direction of the inspection object 1). The reflector 9 is made of glass or resin. The reflector 9 is a cone mirror, and includes a top 90 with a sharp tip (upper end) and a second reflecting surface 92 having a conical shape. The reflector 9 is arranged coaxially with the cylindrical light guide path holding portion 5 so that the top 90 of the reflector 9 is positioned on the center line M2 of the light guide path holding portion 5. As a result, the reflected light 8h reflected by the second reflecting surface 92 travels in a ring shape toward the imaging unit 6 in the central hole 5r of the object to be inspected 1, so that the light receiving property in the imaging unit 6 is improved. The second reflecting surface 92 of the reflector 9 receives the reflected light 8h reflected by the surface 10 to be inspected 1 and reflects it toward the imaging unit 6 (upward). As a result, the reflected light 8h reflected in the centripetal direction (arrow D2 direction) on the surface 10 to be inspected 1 can be favorably reflected toward the imaging unit 6 by the second reflecting surface 92 of the reflector 9. it can. The reflected light 8h travels coaxially around the axis of the central hole 5r of the inspection object 1.

図1に示すように、上記した導光体3、撮像部6、反射体9、投光部2等は、可動式のセンサ100のハウジング100hに保持されている。センサ100はアーム102をもつ。駆動部200は、センサ100を被検査物1の被検査面10の延設方向(矢印H方向,高さ方向)に沿って移動させるものである。駆動部200はモータ装置または流体圧シリンダ装置を搭載している。センサ案内部として機能する案内部210は、駆動部200の筐体201において被検査物1の延設方向(矢印H方向)に沿って延設されている。制御部300の制御信号により駆動制御部204が制御されると、駆動部200が駆動し、センサ100を被検査物1の被検査物1の延設方向(矢印H方向、鉛直方向)に沿って移動させる。なお、被検査物保持部15、センサ100および駆動部200は、本装置の基部19に保持されている。   As illustrated in FIG. 1, the light guide 3, the imaging unit 6, the reflector 9, the light projecting unit 2, and the like described above are held in the housing 100 h of the movable sensor 100. The sensor 100 has an arm 102. The drive unit 200 moves the sensor 100 along the extending direction (arrow H direction, height direction) of the inspection surface 10 of the inspection object 1. The drive unit 200 is equipped with a motor device or a fluid pressure cylinder device. The guide part 210 functioning as a sensor guide part is extended along the extension direction (arrow H direction) of the inspection object 1 in the housing 201 of the drive part 200. When the drive control unit 204 is controlled by the control signal of the control unit 300, the drive unit 200 is driven to move the sensor 100 along the extending direction (arrow H direction, vertical direction) of the inspection object 1 of the inspection object 1. To move. The inspection object holding unit 15, the sensor 100, and the driving unit 200 are held by the base 19 of the apparatus.

本装置の使用方法について説明を加える。先ず図1に示すように、被検査物1の下面を被検査物保持部15の載置面15aに載せて被検査物1を保持する。投光部2は検査光8を投光する。すると、検査光8は複数に分岐され、各光ファイバ40の始端から先端40fに向けて下方向(矢印H2方向)に透過する。従って投光部2は、複数の光ファイバ40(導光路4)に対して共通光源として機能する。光ファイバ40を透過した検査光8は、接合面41を介してレンズ45に至り、レンズ45の反射面46で被検査物1の被検査面10に向けて導光路保持部5の径外方向に向けて反射され、更に、レンズ45の出射面48から矢印D1方向に沿って且つ被検査物1の被検査面10に向けて出射される。ここで、レンズ45の出射面48は、所定の曲率で曲成された円弧凸状をなしている。このため、図3および図4に示すように、出射面48から出射された検査光8は、被検査物1の被検査面10に向けて、円筒形状をなす導光路保持部5の半径方向外方に向けて拡開して拡開光となる。具体的には、出射面48から出射された検査光8は、出射面48から被検査物1の被検査面10に向かうにつれて水平な扇形状(スリット扇形状)に拡開する。このように検査光8が実質的に二次元的な扇形状に拡開するため、被検査物1の被検査面10における照射面積が増加する。   A description will be given of how to use this apparatus. First, as shown in FIG. 1, the lower surface of the inspection object 1 is placed on the mounting surface 15 a of the inspection object holding portion 15 to hold the inspection object 1. The light projecting unit 2 projects the inspection light 8. Then, the inspection light 8 is branched into a plurality of light beams and is transmitted downward (arrow H2 direction) from the start end of each optical fiber 40 toward the tip end 40f. Accordingly, the light projecting unit 2 functions as a common light source for the plurality of optical fibers 40 (light guide paths 4). The inspection light 8 that has passed through the optical fiber 40 reaches the lens 45 through the joint surface 41, and the light guide path holding part 5 faces in the radially outward direction toward the surface to be inspected 10 of the inspection object 1 through the reflecting surface 46 of the lens 45. And is further emitted from the emission surface 48 of the lens 45 along the direction of the arrow D1 and toward the inspection surface 10 of the inspection object 1. Here, the exit surface 48 of the lens 45 has an arc convex shape curved with a predetermined curvature. Therefore, as shown in FIGS. 3 and 4, the inspection light 8 emitted from the emission surface 48 is directed toward the inspection surface 10 of the inspection object 1 in the radial direction of the light guide path holding portion 5 having a cylindrical shape. It spreads outward and becomes spread light. Specifically, the inspection light 8 emitted from the emission surface 48 expands in a horizontal fan shape (slit fan shape) from the emission surface 48 toward the inspection surface 10 of the inspection object 1. Thus, since the inspection light 8 expands into a substantially two-dimensional fan shape, the irradiation area on the inspection surface 10 of the inspection object 1 increases.

図1に示すように、導光路4は、被検査物1の周方向(矢印R方向)に沿って複数本並設されている。このため、扇形状に拡開した拡開光が被検査物1の周方向に1周するようにリング形状に連続し、リング光8rが得られる。扇形状をなす拡開光の周縁は互いに重複する。リング光8rは、検査光がリング状に放射される光を意味する。上記したようにリング光8rが得られるため、被検査物1の被検査面10における照射面積が良好に確保される。従って、検査光8を被検査物1の周方向に走査させる走査が軽減される。   As shown in FIG. 1, a plurality of light guide paths 4 are arranged side by side along the circumferential direction (arrow R direction) of the inspection object 1. For this reason, the expanded light expanded in a fan shape continues in a ring shape so as to make one round in the circumferential direction of the inspection object 1, and ring light 8 r is obtained. The peripheral edges of the fan-shaped spread light overlap each other. The ring light 8r means light from which inspection light is emitted in a ring shape. Since the ring light 8r is obtained as described above, the irradiation area on the surface to be inspected 10 of the inspection object 1 is ensured satisfactorily. Accordingly, the scanning for scanning the inspection light 8 in the circumferential direction of the inspection object 1 is reduced.

検査光8は、被検査物1の被検査面10で反射されると、被検査物1の空洞14の求心方向(D2方向)に向かう。ここで図2に示すように、反射光8hは反射体9の第2反射面92で反射し、導光路保持部5の中央孔5rを上方に向けて透過し、撮像部6に向かい、光学レンズ系60を経てカメラ61で受光される。撮像部6のカメラ61の撮像信号は画像メモリ7(画像データ格納要素)の所定のエリアに格納され、三角測量を用いた画像処理が制御部300により行われる。これにより被検査物1の被検査面10における表面状態(異物の有無等)が検査される。   When the inspection light 8 is reflected by the inspection surface 10 of the inspection object 1, the inspection light 8 travels in the centripetal direction (D2 direction) of the cavity 14 of the inspection object 1. Here, as shown in FIG. 2, the reflected light 8 h is reflected by the second reflecting surface 92 of the reflector 9, is transmitted upward through the central hole 5 r of the light guide path holding unit 5, travels toward the imaging unit 6, and is optically The light is received by the camera 61 through the lens system 60. The imaging signal of the camera 61 of the imaging unit 6 is stored in a predetermined area of the image memory 7 (image data storage element), and image processing using triangulation is performed by the control unit 300. As a result, the surface state (existence of foreign matter, etc.) of the inspection surface 10 of the inspection object 1 is inspected.

制御部300により制御された駆動制御部204により駆動部200が駆動し、センサ100が被検査物1の空洞14の軸長方向(矢印H方向)に沿って移動し、被検査物1の空洞14の奥方(下方)に次第に進行していく。この結果、リング状の検査光8(リング光8r)が被検査物1の空洞14の軸長方向(矢印H方向)に沿って下方に移動し、被検査物1の空洞14の奥方に次第に進行していく。この結果、被検査物1の被検査面10の全域またはほぼ全域が撮像される。図1はあくまでも概念図であり、実際の被検査物1の軸長は図1に示す形態よりも長く設定されている。図5は撮像部6で所定のタイミング時に撮像された画像を示す。もし、被検査物1の被検査面10に凸状の異物が存在するときには、図5に示すように、画像において凸状の異物が検査される。   The drive unit 200 is driven by the drive control unit 204 controlled by the control unit 300, and the sensor 100 moves along the axial length direction (arrow H direction) of the cavity 14 of the inspection object 1. It progresses gradually to the back (downward) of 14. As a result, the ring-shaped inspection light 8 (ring light 8r) moves downward along the axial length direction (arrow H direction) of the cavity 14 of the object 1 to be inspected, and gradually enters the depth of the cavity 14 of the object 1 to be inspected. Progress. As a result, the entire region or almost the entire surface 10 of the inspection object 1 is imaged. FIG. 1 is merely a conceptual diagram, and the actual axial length of the inspection object 1 is set to be longer than that shown in FIG. FIG. 5 shows an image captured by the imaging unit 6 at a predetermined timing. If there is a convex foreign object on the surface 10 to be inspected 1, the convex foreign object is inspected in the image as shown in FIG. 5.

図6は制御系が実行するフローチャートの一例を示す。フローチャートはこれに限定されるものではない。先ず、被検査物1を被検査物保持部15にセットする指令を搬送装置(図示せず)に出力する(ステップS102)。センサ100を被検査物1の測定開始位置まで移動させる(ステップS104)。投光部2から検査光8を投光し、リング光8rを被検査物1の被検査面10に照射する(ステップS106)。画像データを取り込む(ステップS108)。画像データを画像メモリ7の所定のエリアに格納する(ステップS110)。被検査物1の被検査面10の形状を算出する(ステップS112)。次に測定終了か判定する(ステップS114)。測定終了でなければ(ステップS114のNO)、センサ100を矢印H方向において被検査物1の被検査面10に沿って更に移動させる(ステップS116)。測定終了であれば、被検査物1の被検査面10の検査面形状を構築する(ステップS118)。被検査物1の被検査面10における異物形状を抽出する(ステップS120)。OK/NGの判定を行い(ステップS122)、OKであれば、OK信号を出力し(ステップS124)、NGであればNG信号を出力する(ステップS126)。   FIG. 6 shows an example of a flowchart executed by the control system. The flowchart is not limited to this. First, a command to set the inspection object 1 in the inspection object holding unit 15 is output to a transport device (not shown) (step S102). The sensor 100 is moved to the measurement start position of the inspection object 1 (step S104). The inspection light 8 is projected from the light projecting unit 2, and the ring light 8r is irradiated onto the surface 10 to be inspected 1 (step S106). Image data is captured (step S108). The image data is stored in a predetermined area of the image memory 7 (step S110). The shape of the inspection surface 10 of the inspection object 1 is calculated (step S112). Next, it is determined whether the measurement is completed (step S114). If the measurement is not finished (NO in step S114), the sensor 100 is further moved along the inspection surface 10 of the inspection object 1 in the arrow H direction (step S116). If the measurement is completed, the inspection surface shape of the inspection surface 10 of the inspection object 1 is constructed (step S118). The shape of the foreign matter on the surface 10 to be inspected 1 is extracted (step S120). An OK / NG determination is made (step S122). If OK, an OK signal is output (step S124), and if NG, an NG signal is output (step S126).

以上説明したように本実施形態によれば、検査光8が扇状に拡開するため、被検査物1の被検査面10における照射面積が増加する。従って、検査光8を被検査物1の周方向に走査する走査が軽減され、被検査物1の被検査面10を検査する検査時間を短縮させることができる。殊に被検査物1の被検査面10の回りを1周するリング光8rが形成されるため、検査光8を被検査物1の周方向に走査する走査が軽減され、被検査物1の被検査面10を検査する検査時間を短縮させることができる。更に、被検査物1の被検査面10に異物が存在しているとき、異物の凹凸量とメッキムラの凹凸量とはかなり異なるため、異物とメッキムラとの判別ができる。よって被検査面10における異物の有無の検査に適用できる。   As described above, according to the present embodiment, the inspection light 8 expands in a fan shape, so that the irradiation area on the inspection surface 10 of the inspection object 1 increases. Therefore, scanning for scanning the inspection light 8 in the circumferential direction of the inspection object 1 is reduced, and the inspection time for inspecting the inspection surface 10 of the inspection object 1 can be shortened. In particular, since the ring light 8r that makes one round around the surface 10 to be inspected 1 is formed, the scanning for scanning the inspection light 8 in the circumferential direction of the object 1 is reduced. The inspection time for inspecting the surface to be inspected 10 can be shortened. Furthermore, when foreign matter is present on the surface 10 to be inspected 1, the amount of unevenness of the foreign matter and the amount of unevenness of the plating unevenness are considerably different, so that the foreign matter and the plating unevenness can be distinguished. Therefore, it can be applied to the inspection of the presence or absence of foreign matter on the surface 10 to be inspected.

(実施形態2)
図7〜図9は実施形態2を示す。本実施形態は実施形態1と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。実施形態1と共通機能を有する部位には共通の符号を付する。以下、実施形態1と異なる部位を中心として説明する。図7に示すように、筒形状をなす導光体3は、複数本の導光路4と、複数本の導光路4を保持する保持要素として機能する一定肉厚の円筒形状の導光路保持部5とを備えている。導光路保持部5は、光透過性をもつ樹脂(アクリル樹脂等の透明樹脂)またはガラス等の透光材料で形成されており、内径および外径が軸長方向に沿って等しい円筒形状をなしている。導光路保持部5は、中央孔5rを区画する内周面5iおよび外周面5pを有する直円筒形状をなしている。図7に示すように、導光路4は上下方向(鉛直方向、被検査物1の被検査面10の延設方向物)に沿っており、導光路保持部5の内部に埋設されて保持されている。各導光路4は、筒形状をなす導光路保持部5の中心線M2(つまり被検査物1の中心線M1)の回りに沿って複数本並設されている。
(Embodiment 2)
7 to 9 show the second embodiment. This embodiment has basically the same configuration as that of the first embodiment, and has the same functions and effects. The parts having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, a description will be given centering on parts different from the first embodiment. As shown in FIG. 7, a cylindrical light guide 3 includes a plurality of light guides 4 and a cylindrical light guide holder having a constant thickness that functions as a holding element that holds the plurality of light guides 4. And 5. The light guide path holding part 5 is formed of a light-transmitting resin (transparent resin such as acrylic resin) or a light-transmitting material such as glass, and has an inner diameter and an outer diameter that are equal along the axial direction. ing. The light guide path holding part 5 has a right cylindrical shape having an inner peripheral surface 5i and an outer peripheral surface 5p that define the central hole 5r. As shown in FIG. 7, the light guide 4 is along the vertical direction (vertical direction, the extension direction of the surface 10 to be inspected 1) and is embedded and held inside the light guide holder 5. ing. A plurality of light guide paths 4 are arranged in parallel along the center line M2 of the light guide path holding portion 5 having a cylindrical shape (that is, the center line M1 of the inspection object 1).

図8および図9に示すように、導光路4は、導光機能する複数本の光ファイバとして機能するTECファイバ42(集光光学部品)と、TECファイバ42の先端42f(下端)に接続された光拡開機能をもつレンズとして機能するシリンドリカルレンズ45Sとを備えている。導光路4を構成するTECファイバ42では、検査光8は、TECファイバ42の長さ方向に沿って透過する。TECファイバ42は被検査物1の被検査面10の延設方向(矢印H方向、鉛直方向)に沿って被検査物1の被検査面10とほぼ平行に配置されている。このためTECファイバ42における導光方向は、被検査物1の被検査面10の延設方向となる。なお、TECファイバ42は断面で円形状をなしており、外周面42pを有している。   As shown in FIGS. 8 and 9, the light guide 4 is connected to a TEC fiber 42 (condensing optical component) that functions as a plurality of optical fibers that perform a light guiding function, and a tip 42 f (lower end) of the TEC fiber 42. And a cylindrical lens 45S functioning as a lens having a light spreading function. In the TEC fiber 42 constituting the light guide path 4, the inspection light 8 is transmitted along the length direction of the TEC fiber 42. The TEC fiber 42 is disposed substantially in parallel with the surface 10 to be inspected along the extending direction (arrow H direction, vertical direction) of the surface 10 to be inspected 1. For this reason, the light guide direction in the TEC fiber 42 is the extending direction of the inspection surface 10 of the inspection object 1. The TEC fiber 42 is circular in cross section and has an outer peripheral surface 42p.

シリンドリカルレンズ45Sは、TECファイバ42の長さ方向の先端42fに接続された接合面41と、斜めに傾斜する反射面46と、円弧凸状をなす外周面45Spをもつ。TECファイバ42の軸芯とシリンドリカルレンズ45Sの軸芯とが整合するように、TECファイバ42およびシリンドリカルレンズ45Sは同軸的に接続されている。   The cylindrical lens 45S has a joint surface 41 connected to the longitudinal end 42f of the TEC fiber 42, a reflective surface 46 that is inclined obliquely, and an outer peripheral surface 45Sp that has an arcuate convex shape. The TEC fiber 42 and the cylindrical lens 45S are coaxially connected so that the axis of the TEC fiber 42 and the axis of the cylindrical lens 45S are aligned.

シリンドリカルレンズ45Sとの外周面45Spの一部が、所定の曲率で曲成された出射面48を形成する。出射面48は、TECファイバ42の中心線M6の延長線に対して直交する断面(または被検査物1の中心線M1に対して直交する断面)で、被検査物1の被検査面10に向けて突出する円弧凸状をなす。図9に示すように、反射面46は、水平線(導光路保持部5の径方向に沿った仮想面)に対して角度θ1で傾斜しており、かつ、TECファイバ42の中心線M6の延長線に対して角度θ4で傾斜している。反射面46の先方には、透光性をもつ導光路保持部5の一部をなす透光部分5kが設けられている(図8参照)。この場合、図9に示すように、TECファイバ42をその長さ方向に沿って透過する検査光8は、接合面41を介してシリンドリカルレンズ45Sに至り、シリンドリカルレンズ45Sの反射面46で被検査物1の被検査面10に向けて反射され、更に、シリンドリカルレンズ45Sの出射面48で外方に出射される。従って検査光8は、導光路4の導光方向(矢印H方向)に対して交差する方向(矢印D1方向)に沿って、且つ、被検査物1の被検査面10に向けて向かう。ここで、前述したようにシリンドリカルレンズ45Sの出射面48は円弧凸状をなしている。このため、図7および図9に示すように、出射面48から出射された検査光8は、出射面48から被検査物1の被検査面10に向かうにつれて水平な扇形状(スリット扇形状、拡開角θ3)に拡開する。扇形状に拡開した検査光8は拡開外縁8aをもつ。上記したように投光部2から投光された検査光8がビーム光でありながらも、出射面48から出射された検査光8は水平な扇形状(スリット扇形状)に拡開するため、被検査物1の周方向において、被検査物1の被検査面10における照射面積が増加する。   A part of the outer peripheral surface 45Sp with the cylindrical lens 45S forms an emission surface 48 that is bent with a predetermined curvature. The exit surface 48 is a cross section orthogonal to the extension line of the center line M6 of the TEC fiber 42 (or a cross section orthogonal to the center line M1 of the inspection object 1), and is on the inspection surface 10 of the inspection object 1. It has a circular arc shape that protrudes toward it. As shown in FIG. 9, the reflecting surface 46 is inclined at an angle θ1 with respect to a horizontal line (virtual surface along the radial direction of the light guide path holding portion 5), and is an extension of the center line M6 of the TEC fiber 42. It is inclined at an angle θ4 with respect to the line. A translucent portion 5k that forms part of the translucent light guide holding portion 5 is provided at the tip of the reflecting surface 46 (see FIG. 8). In this case, as shown in FIG. 9, the inspection light 8 transmitted through the TEC fiber 42 along the length direction reaches the cylindrical lens 45S via the joint surface 41, and is inspected by the reflection surface 46 of the cylindrical lens 45S. The object 1 is reflected toward the surface 10 to be inspected, and is further emitted outward from the emission surface 48 of the cylindrical lens 45S. Accordingly, the inspection light 8 travels along the direction (arrow D1 direction) intersecting the light guide direction (arrow H direction) of the light guide 4 and toward the inspection surface 10 of the inspection object 1. Here, as described above, the emission surface 48 of the cylindrical lens 45S has an arcuate convex shape. Therefore, as shown in FIGS. 7 and 9, the inspection light 8 emitted from the emission surface 48 has a horizontal fan shape (slit fan shape, as it goes from the emission surface 48 toward the inspection surface 10 of the inspection object 1. Expands to an expansion angle θ3). The inspection light 8 expanded in a fan shape has an expanded outer edge 8a. Although the inspection light 8 projected from the light projecting unit 2 is a beam light as described above, the inspection light 8 emitted from the emission surface 48 is expanded in a horizontal fan shape (slit fan shape). In the circumferential direction of the inspection object 1, the irradiation area on the inspection surface 10 of the inspection object 1 increases.

本実施形態によれば、TECファイバ42は検査光8の集光性を高める機能を果たす。シリンドリカルレンズ45Sは検査光8を反射面46により被検査物1に向けて反射させる反射機能と、検査光8を出射面48により拡開させる拡開機能とを備えている。図8及び図9に示すように、集光性を高めるTECファイバ42の先端42fはシリンドリカルレンズ45Sの反射面46の近くに配置されているため、検査光8の散乱は抑えられており、分解能が確保される。   According to the present embodiment, the TEC fiber 42 functions to improve the light collecting property of the inspection light 8. The cylindrical lens 45S has a reflection function for reflecting the inspection light 8 toward the inspection object 1 by the reflection surface 46 and a spreading function for expanding the inspection light 8 by the emission surface 48. As shown in FIGS. 8 and 9, since the tip 42f of the TEC fiber 42 that enhances the light collecting property is disposed near the reflecting surface 46 of the cylindrical lens 45S, the scattering of the inspection light 8 is suppressed, and the resolution is improved. Is secured.

本実施形態においても、図8に示すように、検査光8は、被検査物1の被検査面10で反射されると、被検査物1の求心方向(D2方向)に向かう。ここで、被検査物1の被検査面10で求心方向(D2方向)に反射した反射光8hを反射体9の第2反射面92により撮像部6に向けて(上方に向けて)良好に反射させる。   Also in the present embodiment, as shown in FIG. 8, when the inspection light 8 is reflected by the inspection surface 10 of the inspection object 1, it goes in the centripetal direction (D2 direction) of the inspection object 1. Here, the reflected light 8h reflected in the centripetal direction (D2 direction) on the surface 10 to be inspected 1 is favorably directed toward the imaging unit 6 (upward) by the second reflecting surface 92 of the reflector 9. Reflect.

以上説明したように本実施形態によれば、実施形態1の場合と同様に、シリンドリカルレンズ45Sの出射面48により検査光8が扇形状(スリット扇形状)に拡開するため、被検査物1の被検査面10を1周するリング光8rが得られ、被検査物1の被検査面10における照射面積が増加する。従って、被検査面10を検査する際に、検査光8を被検査物1の周方向に走査させる走査が軽減される。よって、被検査物1の被検査面10についての検査に要する検査時間を短縮させることができる。更に、被検査物1の被検査面10に異物が存在しているとき、異物とメッキムラとの判別ができるため、異物の有無の検査に適用できる。   As described above, according to the present embodiment, the inspection light 8 is expanded into a fan shape (slit fan shape) by the emission surface 48 of the cylindrical lens 45S, as in the case of the first embodiment, and thus the inspection object 1 Ring light 8r that goes around the surface 10 to be inspected once is obtained, and the irradiation area of the surface 1 to be inspected 1 increases. Therefore, when inspecting the surface 10 to be inspected, the scan for scanning the inspection light 8 in the circumferential direction of the inspection object 1 is reduced. Therefore, the inspection time required for the inspection of the inspection surface 10 of the inspection object 1 can be shortened. Further, when foreign matter is present on the surface 10 to be inspected 1, it is possible to discriminate between foreign matter and plating unevenness, which can be applied to the inspection for the presence of foreign matter.

(実施形態3)
図10〜図12は実施形態3を示す。本実施形態は実施形態1と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。実施形態1と共通機能を有する部位には共通の符号を付する。以下、実施形態1と異なる部位を中心として説明する。図10および図11に示すように、導光路4は、光ファイバ40と、光ファイバ40の先端部に接続され凸状のレンズ面43uをもつ先球レンズ43tと、先球レンズ43の先方に設けられた光透過部44とを備えている。光ファイバ40および先球レンズ43は、先端加工光ファイバを形成する。
(Embodiment 3)
10 to 12 show the third embodiment. This embodiment has basically the same configuration as that of the first embodiment, and has the same functions and effects. The parts having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, a description will be given centering on parts different from the first embodiment. As shown in FIGS. 10 and 11, the light guide path 4 includes an optical fiber 40, a tip spherical lens 43 t having a convex lens surface 43 u connected to the tip of the optical fiber 40, and a tip of the tip spherical lens 43. The light transmission part 44 provided is provided. The optical fiber 40 and the tip ball lens 43 form a tip processing optical fiber.

図10および図11に示すように、光透過部44は、光透過性をもつ透明樹脂(例えばアクリル樹脂)または透明ガラス等の透光材料で形成された筒形状をなしており、互いに同軸的に配置された縦型の内筒441および縦型の外筒442で形成されており、上下方向に貫通する中央孔445を備えている。内筒441は、光ファイバ40および先球レンズ43tを保持しているため、光透過部44は導光路保持部としても機能する。内筒441は光透過性を必ずしも有していなくても良いが、有していても良い。先球レンズ43tのレンズ面43uは、ビーム径を絞る集光機能を備えている。この結果、通常の光ファイバ40のNA(開口数)に比較して1/10程度(0.01程度)まで小さくすることができ、分解能を高めることができる。光透過材料で形成された筒形状の光透過部44を導光路として利用するため、光ファイバ40の長さを短縮でき、複数本の光ファイバ40の組付性も向上させ得る。   As shown in FIGS. 10 and 11, the light transmitting portion 44 has a cylindrical shape formed of a light transmitting material such as transparent resin (for example, acrylic resin) or transparent glass, and is coaxial with each other. Are formed by a vertical inner cylinder 441 and a vertical outer cylinder 442, and are provided with a central hole 445 penetrating in the vertical direction. Since the inner cylinder 441 holds the optical fiber 40 and the tip ball lens 43t, the light transmission part 44 also functions as a light guide path holding part. The inner cylinder 441 does not necessarily have light transmittance, but may have it. The lens surface 43u of the front lens 43t has a light collecting function for reducing the beam diameter. As a result, it can be reduced to about 1/10 (about 0.01) compared to the NA (numerical aperture) of the normal optical fiber 40, and the resolution can be increased. Since the cylindrical light transmission portion 44 formed of a light transmission material is used as a light guide path, the length of the optical fiber 40 can be shortened, and the assembly property of the plurality of optical fibers 40 can be improved.

図11に示すように、光透過部44を構成する外筒442の下端部には、反射面46が形成されている。反射面46は、筒形状の光透過部44の中心線M4の回りで円錐形状に傾斜する。反射面46には金属等の薄い反射膜を形成しても良いし、形成しなくても良い。反射面46の内径は、撮像部6に向かうにつれて小さくなるように設定されている。   As shown in FIG. 11, a reflection surface 46 is formed at the lower end portion of the outer cylinder 442 constituting the light transmission portion 44. The reflection surface 46 is inclined in a conical shape around the center line M4 of the cylindrical light transmission portion 44. A thin reflective film such as metal may or may not be formed on the reflective surface 46. The inner diameter of the reflecting surface 46 is set so as to become smaller toward the imaging unit 6.

光透過部44を構成する外筒442の外周面の下端部は、出射面48とされている。出射面48は、所定の曲率で曲成された円弧凸状面とされており、光透過部44の中心線に対して直交する断面で、被検査物1の被検査面10に向けて突出している。   A lower end portion of the outer peripheral surface of the outer cylinder 442 constituting the light transmission portion 44 is an emission surface 48. The emission surface 48 is an arc convex surface curved with a predetermined curvature and protrudes toward the inspection surface 10 of the inspection object 1 in a cross section orthogonal to the center line of the light transmitting portion 44. ing.

投光部2が検査光8を投光すると、検査光8は複数に分岐され、各光ファイバ40の始端から先端40fに向けて矢印H2方向に透過する。光ファイバ40を透過した検査光8は、接合面41を介して先球レンズ43tに至り、先球レンズ43tから光透過部44の外筒442の内部を透過し、光透過部44の反射面46に至る。検査光8は、光透過部44の外筒442の反射面46で被検査物1の被検査面10に向けて、導光路保持部5の径外方向に反射され、更に、検査光8は、光透過部44の外筒442の出射面48から矢印D1方向に沿って、且つ、被検査物1の被検査面10に向けて出射される。   When the light projecting unit 2 projects the inspection light 8, the inspection light 8 is branched into a plurality of light beams that are transmitted in the direction of the arrow H <b> 2 from the start end of each optical fiber 40 toward the front end 40 f. The inspection light 8 transmitted through the optical fiber 40 reaches the tip spherical lens 43t through the joint surface 41, passes through the inside of the outer tube 442 of the light transmission portion 44 from the tip spherical lens 43t, and is a reflection surface of the light transmission portion 44. To 46. The inspection light 8 is reflected by the reflection surface 46 of the outer cylinder 442 of the light transmission portion 44 toward the inspection surface 10 of the inspection object 1 in the radially outward direction of the light guide path holding portion 5, and the inspection light 8 is further transmitted. The light is emitted from the emission surface 48 of the outer cylinder 442 of the light transmitting portion 44 along the direction of the arrow D1 and toward the inspection surface 10 of the inspection object 1.

ここで、前述したように光透過部44の出射面48は、断面で、所定の曲率で曲成された円弧凸状をなしている。このため、図10に示すように、出射面48から出射された検査光8は、被検査物1の被検査面10に向けて、円筒形状をなす導光路保持部5の半径方向外方に向けて拡開して拡開光となる。具体的には、出射面48から出射された検査光8は、出射面48から被検査物1の被検査面10に向かうにつれて水平な扇形状(スリット扇形状)に拡開する。このように検査光8が水平な扇形状に拡開するため、被検査物1の被検査面10における照射面積が増加する。   Here, as described above, the exit surface 48 of the light transmitting portion 44 has a cross-sectionally arc-shaped convex shape with a predetermined curvature. For this reason, as shown in FIG. 10, the inspection light 8 emitted from the emission surface 48 is directed outwardly in the radial direction of the light guide path holding portion 5 having a cylindrical shape toward the inspection surface 10 of the inspection object 1. It spreads toward and becomes spread light. Specifically, the inspection light 8 emitted from the emission surface 48 expands in a horizontal fan shape (slit fan shape) from the emission surface 48 toward the inspection surface 10 of the inspection object 1. Thus, since the inspection light 8 expands in a horizontal fan shape, the irradiation area on the inspection surface 10 of the inspection object 1 increases.

図10に示すように、導光路4を構成する光ファイバ40は、被検査物1の空洞14の内壁面に沿って被検査物1の周方向(矢印R方向)に沿って複数本並設されている。このため、扇形状に拡開した拡開光が被検査物1の空洞14の内壁面において、扇形状に拡開した複数の拡開光が被検査物1の周方向に沿って1周するようにリング形状に連続する。各拡開光の縁部は互いに重複している。このようにして被検査物1の周方向に1周するリング光8rが得られる。このようなリング光8rが得られるため、被検査物1の被検査面10における照射面積が良好に確保される。従って、検査光8を被検査物1の周方向に走査する走査が軽減される。   As shown in FIG. 10, a plurality of optical fibers 40 constituting the light guide path 4 are arranged in parallel along the inner wall surface of the cavity 14 of the inspection object 1 along the circumferential direction (arrow R direction) of the inspection object 1. Has been. For this reason, the expanding light expanded in a fan shape is caused to make one round along the circumferential direction of the inspection object 1 on the inner wall surface of the cavity 14 of the inspection object 1. Continuous in a ring shape. The edges of each spreading light overlap each other. In this way, the ring light 8r that makes one round in the circumferential direction of the inspection object 1 is obtained. Since such ring light 8r is obtained, the irradiation area on the surface to be inspected 10 of the inspection object 1 is ensured satisfactorily. Accordingly, the scanning for scanning the inspection light 8 in the circumferential direction of the inspection object 1 is reduced.

検査光8が光ファイバ40を透過しているときには、検査光8の散乱は抑えられている。検査光8が光ファイバ40の先端40fを出ると、検査光8の散乱性が高くなる。この点本実施形態によれば、光ファイバ40と光透過部44との間に、ビーム径を絞る集光レンズとして機能する先球レンズ43tが設けられているため、先球レンズ43tのレンズ面43uから導出された検査光8の集光性が高まる。故に光透過部44における検査光8の散乱が抑えられており、分解能が確保される。なお、先球レンズ43tのレンズ面43uの焦点は、被検査物1の被検査面10となるように設定されている。   When the inspection light 8 is transmitted through the optical fiber 40, scattering of the inspection light 8 is suppressed. When the inspection light 8 exits the tip 40f of the optical fiber 40, the scattering property of the inspection light 8 becomes high. In this regard, according to the present embodiment, since the tip spherical lens 43t that functions as a condensing lens for reducing the beam diameter is provided between the optical fiber 40 and the light transmitting portion 44, the lens surface of the tip spherical lens 43t. The light condensing property of the inspection light 8 derived from 43u is enhanced. Therefore, the scattering of the inspection light 8 in the light transmitting portion 44 is suppressed, and the resolution is ensured. The focal point of the lens surface 43u of the front lens 43t is set to be the surface to be inspected 10 of the object 1 to be inspected.

検査光8は被検査物1の被検査面10で反射されると、図11に示すように、被検査物1の空洞14の求心方向(D2方向)に向かう。ここで図11に示すように、反射光8hは反射体9の第2反射面92で反射し、導光路保持部5の中央孔を上方に向けて透過し、撮像部6に向かい(上方に向かい)、光学レンズ系60を経てカメラ61で受光される。撮像部6のカメラ61の撮像信号は画像メモリ7に格納され、制御部300により画像処理される。制御部300により制御された駆動部200により、センサ100が被検査物1の空洞14の軸長方向(矢印H方向)に沿って移動し、被検査物1の空洞14の奥方(下方)に次第に進行していく。この結果、リング状の検査光8(リング光8r)が被検査物1の空洞14の軸長方向(矢印H方向)に沿って移動し、被検査物1の空洞14の奥方に次第に進行していく。この結果、被検査物1の被検査面10の全域またはほぼ全域が撮像されて検査される。もし、被検査物1の被検査面10に凸状の異物が存在するときには、図6に示すように、画像において凸状の異物が検査される。   When the inspection light 8 is reflected by the inspection surface 10 of the inspection object 1, as shown in FIG. 11, the inspection light 8 moves in the centripetal direction (D2 direction) of the cavity 14 of the inspection object 1. Here, as shown in FIG. 11, the reflected light 8 h is reflected by the second reflecting surface 92 of the reflector 9, passes upward through the central hole of the light guide path holding unit 5, and moves toward the imaging unit 6 (upward). Opposite), the light is received by the camera 61 through the optical lens system 60. An imaging signal of the camera 61 of the imaging unit 6 is stored in the image memory 7 and is subjected to image processing by the control unit 300. The drive unit 200 controlled by the control unit 300 causes the sensor 100 to move along the axial length direction (arrow H direction) of the cavity 14 of the inspection object 1 and to the back (downward) of the cavity 14 of the inspection object 1. Progresses gradually. As a result, the ring-shaped inspection light 8 (ring light 8r) moves along the axial length direction (arrow H direction) of the cavity 14 of the inspection object 1 and gradually advances to the back of the cavity 14 of the inspection object 1. To go. As a result, the entire area or almost the entire area 10 of the inspection object 10 is imaged and inspected. If a convex foreign matter exists on the surface 10 to be inspected 1, the convex foreign matter is inspected in the image as shown in FIG. 6.

(実施形態4)
図13は実施形態4を示す。本実施形態は実施形態3と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。実施形態3と共通機能を有する部位には共通の符号を付する。以下、実施形態1と異なる部位を中心として説明する。更には、前記した光ファイバ40と先球レンズ43tとの組み合わせに代えて、図13に示すように、光ファイバ40とGRINレンズ45との組み合わせにしても良い。光ファイバ40の先端にGRINレンズ45が接続されている。光ファイバ40の先端から導出された検査光8は散乱(光部分8x)しようとするが、GRINレンズ45はビーム径を絞る集光性を有するため、散乱が抑えられる。なおGRINレンズ45は光透過部44の上部に接続されている。
(Embodiment 4)
FIG. 13 shows a fourth embodiment. The present embodiment has basically the same configuration as that of the third embodiment, and has the same functions and effects. Parts having the same functions as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, a description will be given centering on parts different from the first embodiment. Furthermore, instead of the combination of the optical fiber 40 and the tip ball lens 43t, a combination of the optical fiber 40 and the GRIN lens 45 may be used as shown in FIG. A GRIN lens 45 is connected to the tip of the optical fiber 40. The inspection light 8 derived from the tip of the optical fiber 40 attempts to scatter (light portion 8x), but the GRIN lens 45 has a light condensing property that narrows the beam diameter, so that the scattering is suppressed. The GRIN lens 45 is connected to the upper part of the light transmission part 44.

(実施形態5)
図14は実施形態5を示す。本実施形態は実施形態3と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を有する。実施形態3と共通機能を有する部位には共通の符号を付する。以下、実施形態1と異なる部位を中心として説明する。更に光ファイバ40と先球レンズ43tとの組み合わせに代えて、図14に示すように、TECファイバ42にしても良い。TECファイバ42は集光性を有するため、光の散乱が抑えられている。なおTECファイバ42の先端42fは光透過部44の上部に接続されている。
(Embodiment 5)
FIG. 14 shows a fifth embodiment. The present embodiment has basically the same configuration as that of the third embodiment, and has the same functions and effects. Parts having the same functions as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, a description will be given centering on parts different from the first embodiment. Furthermore, in place of the combination of the optical fiber 40 and the tip lens 43t, a TEC fiber 42 may be used as shown in FIG. Since the TEC fiber 42 has a light condensing property, light scattering is suppressed. The tip 42 f of the TEC fiber 42 is connected to the upper part of the light transmission part 44.

(その他)
本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。被検査物1は円筒形状に限らず、角筒形状としても良い。被検査物1としては、中心線M1の回りで1周する円筒形状でも良いが、中心線M1の回りでほぼ3/4周する筒形状でも良く、中心線M1の回りでほぼ1/2周する樋形状でも良い。検知光8としては、被検査物1の被検査面10を1周するリング光8rとされているが、被検査物1の被検査面10をほぼ3/4周する部分リング光としても良く、または、被検査物1の被検査面10をほぼ1/2周する半リング光としても良い。
(Other)
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within the scope not departing from the gist. The inspection object 1 is not limited to a cylindrical shape, and may be a rectangular tube shape. The inspected object 1 may have a cylindrical shape that makes one round around the center line M1, but may have a cylindrical shape that makes about 3/4 rounds around the center line M1, and almost half a round around the center line M1. It may be a bowl shape. The detection light 8 is a ring light 8r that goes around the surface 10 to be inspected 1 of the object 1 to be inspected, but it may be a partial ring light that goes around 3/4 of the surface 10 to be inspected 1 Or it is good also as a half ring light which makes the to-be-inspected surface 10 of the to-be-inspected object 1 a halve.

被検査物1としては、中心線M1が縦方向に沿って縦向き円筒形状に限らず、中心線M1が横方向に沿って横向きの筒形状としても良い。この場合には導光体3を横方向に移動させる。または、被検査物1としては、中心線M1が斜め向きとしても良い。この場合には導光体3を斜め方向に移動させる。被検査物1の材質は金属に限らず、セラミックス、カーボン系、硬質樹脂等でも良い。   The inspected object 1 is not limited to the longitudinal cylindrical shape in which the center line M1 extends along the vertical direction, and the center line M1 may have a cylindrical shape extending in the horizontal direction. In this case, the light guide 3 is moved in the lateral direction. Alternatively, as the inspection object 1, the center line M1 may be inclined. In this case, the light guide 3 is moved in an oblique direction. The material of the object to be inspected 1 is not limited to metal, but may be ceramic, carbon, hard resin, or the like.

上記した実施形態では被検査物1の被検査面10は内壁面とされているが、被検査物1の外壁面16を被検査面としても良い。この場合、導光体3の内径を被検査物1の外壁面16の外径よりも大きく設定し、導光体3で被検査物の外壁面16を覆うことが可能とする。   In the embodiment described above, the inspection surface 10 of the inspection object 1 is an inner wall surface, but the outer wall surface 16 of the inspection object 1 may be the inspection surface. In this case, the inner diameter of the light guide 3 is set to be larger than the outer diameter of the outer wall surface 16 of the inspection object 1 so that the outer wall surface 16 of the inspection object can be covered with the light guide body 3.

本発明は被検査物の被検査面における表面状況(例えば異物の有無等)を検査する検査装置に利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an inspection apparatus that inspects the surface state (for example, the presence or absence of foreign matter) of an inspection object surface.

実施形態1に係り、被検査物検査装置の概念図である。1 is a conceptual diagram of an inspection object inspection apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係り、被検査物検査装置の断面を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a cross section of the inspection object inspection apparatus according to the first embodiment. 実施形態1に係り、光ファイバを透過した検査光をGRINレンズの出射面により扇形状に拡開している状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which concerns on Embodiment 1 and the test | inspection light which permeate | transmitted the optical fiber is expanded in the fan shape by the output surface of the GRIN lens. 実施形態1に係り、(A)は光ファイバを透過した検査光をGRINレンズで扇形状に拡開している状態を示す概念図であり、(B)はGRINレンズで検査光をそれぞれ扇形状に拡開したリング光を被検査物の被検査面に照射している状態を示す図である。1A is a conceptual diagram illustrating a state in which inspection light transmitted through an optical fiber is expanded in a fan shape by a GRIN lens according to the first embodiment, and FIG. 2B is a fan shape for inspection light by a GRIN lens. It is a figure which shows the state which is irradiating the to-be-inspected surface of the to-be-inspected object with the ring light expanded in FIG. 実施形態1に係り、リング光により異物を検査した撮像形態を示す図である。It is a figure which concerns on Embodiment 1 and shows the imaging form which test | inspected the foreign material with ring light. 実施形態1に係り、制御部が実行するフローチャートである。6 is a flowchart executed by the control unit according to the first embodiment. 実施形態2に係り、被検査物検査装置の概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of an inspection object inspection apparatus according to a second embodiment. 実施形態2に係り、被検査物検査装置の断面を示す概念図である。It is a conceptual diagram which concerns on Embodiment 2 and shows the cross section of a to-be-inspected object inspection apparatus. 実施形態2に係り、TECファイバを透過した検査光をTECファイバの出射面により扇形状に拡開している状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which concerns on Embodiment 2 and has expanded the test | inspection light which permeate | transmitted the TEC fiber in the fan shape with the output surface of the TEC fiber. 実施形態3に係り、被検査物検査装置の概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram of an inspection object inspection apparatus according to a third embodiment. 実施形態3に係り、被検査物検査装置の断面を示す概念図である。It is a conceptual diagram which concerns on Embodiment 3 and shows the cross section of a to-be-inspected object inspection apparatus. 実施形態3に係り、光ファイバの先端に接続した先球レンズで集光している状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which concerns on Embodiment 3 and is condensing with the tip ball lens connected to the front-end | tip of an optical fiber. 実施形態4に係り、光ファイバの先端に接続したGRINレンズで集光している状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which concerns on Embodiment 4 and is condensed with the GRIN lens connected to the front-end | tip of an optical fiber. 実施形態5に係り、TECファイバに検査光を透過させている状態を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view illustrating a state in which inspection light is transmitted through a TEC fiber according to the fifth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1は被検査物、10は被検査面、15は被検査物保持部、19は基部、2は投光部、3は導光体、4は導光路、5は導光路保持部(保持要素)、5rは中央孔、40は光ファイバ、41は接合面、45はレンズ、46は反射面、48は出射面、42はTECファイバ、43は先球レンズ、6は撮像部、61はカメラ、7は画像メモリ、8は検査光、8rはリング光、9は反射体、92は第2反射面、100はセンサ、200は駆動部、210は案内部、300は制御部をそれぞれ示す。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 is to-be-inspected object, 10 is to-be-inspected surface, 15 is to-be-inspected object holding | maintenance part, 19 is a base, 2 is a light projection part, 3 is a light guide, 4 is a light guide path, 5 is a light guide path holding part (holding element ) 5r is a central hole, 40 is an optical fiber, 41 is a cemented surface, 45 is a lens, 46 is a reflective surface, 48 is an exit surface, 42 is a TEC fiber, 43 is a front lens, 6 is an imaging unit, and 61 is a camera. , 7 is an image memory, 8 is inspection light, 8r is ring light, 9 is a reflector, 92 is a second reflecting surface, 100 is a sensor, 200 is a drive unit, 210 is a guide unit, and 300 is a control unit.

Claims (10)

被検査面をもつ被検査物を保持する被検査物保持部と、
検査光を投光する投光部と、
前記投光部から投光された前記検査光を透過させると共に前記被検査物の前記被検査面に向けて前記検査光を出射させる導光体と、
前記被検査物の前記被検査面で反射した反射光を撮像する撮像部とを具備する被検査物検査装置において、
前記導光体は、
前記被検査物の前記被検査面に対向する側に形成され、前記検査光をこれの出射角を拡開させて前記被検査物の前記被検査面に照射させるように、断面で前記被検査面に向けて突出する円弧凸状をなす出射面を備えていることを特徴とする被検査物検査装置。
An inspection object holding unit for holding an inspection object having an inspection surface;
A light projecting unit for projecting inspection light;
A light guide that transmits the inspection light projected from the light projecting unit and emits the inspection light toward the inspection surface of the inspection object; and
In the inspection object inspection apparatus comprising an imaging unit that images reflected light reflected by the inspection surface of the inspection object,
The light guide is
Formed on the side of the object to be inspected that faces the surface to be inspected, and inspects the surface of the object to be inspected so as to irradiate the surface of the object to be inspected by expanding the exit angle of the inspection light. An inspection object inspection apparatus comprising an emission surface having a circular arc shape protruding toward a surface.
請求項1において、前記導光体の前記出射面は、前記導光体を透過した検査光を前記被検査物の前記被検査面に向けて広がる扇形状に拡開させることを特徴とする被検査物検査装置。   2. The object according to claim 1, wherein the emission surface of the light guide body expands inspection light transmitted through the light guide body into a fan shape that spreads toward the inspection surface of the inspection object. Inspection object inspection device. 請求項1または2において、前記導光体は、前記被検査物の前記被検査面の延設方向に沿った導光方向に沿って検査光を透過させる導光路と、前記導光路を透過する前記検査光を前記導光路の前記導光方向に対して交差する方向に且つ前記被検査物の前記被検査面に向けて反射させる反射面とを備えていることを特徴とする被検査物検査装置。   3. The light guide according to claim 1, wherein the light guide transmits the inspection light along a light guide direction along an extending direction of the inspection surface of the inspection object, and transmits the light guide. A test object inspection comprising: a reflection surface that reflects the test light in a direction intersecting the light guide direction of the light guide and toward the test surface of the test object. apparatus. 請求項3において、前記被検査物の前記被検査面は筒状内壁面または筒状外壁面とされており、前記導光路は、前記被検査物の前記筒状内壁面または前記筒状外壁面の筒中心の回りにおいて間隔を隔てて複数本並設されていることを特徴とする被検査物検査装置。   4. The inspection object according to claim 3, wherein the inspection surface of the inspection object is a cylindrical inner wall surface or a cylindrical outer wall surface, and the light guide path is the cylindrical inner wall surface or the cylindrical outer wall surface of the inspection object. A plurality of inspected devices are arranged in parallel around the center of the tube at intervals. 請求項4において、前記導光路は、光ファイバと、前記光ファイバの先端部に接続されたレンズとを備えており、前記レンズは前記反射面および前記出射面を備えていることを特徴とする被検査物検査装置。   5. The light guide path according to claim 4, wherein the light guide path includes an optical fiber and a lens connected to a tip portion of the optical fiber, and the lens includes the reflection surface and the emission surface. Inspection object inspection device. 請求項4において、前記導光路は、光ファイバと、前記光ファイバの先端部に接続されたレンズと、前記レンズの先方に設けられた光透過部とを備えており、前記光透過部は前記反射面および前記出射面を備えていることを特徴とする被検査物検査装置。   5. The light guide path according to claim 4, wherein the light guide path includes an optical fiber, a lens connected to a distal end portion of the optical fiber, and a light transmission portion provided at the tip of the lens. An inspection object inspection apparatus comprising a reflection surface and the emission surface. 請求項4〜6のうちの一項において、複数本の前記導光路を保持する保持要素が設けられていることを特徴とする被検査物検査装置。   The inspection object inspection apparatus according to claim 4, wherein a holding element that holds a plurality of the light guide paths is provided. 請求項7において、前記保持要素は中央孔をもつ筒形状をなしており、前記中央孔は、前記被検査物の前記被検査面で反射し前記撮像部に向かう反射光を透過させる反射光経路のうちの一部を形成することを特徴とする被検査物検査装置。   8. The reflected light path according to claim 7, wherein the holding element has a cylindrical shape having a central hole, and the central hole reflects reflected light from the surface to be inspected of the inspection object and transmits reflected light toward the imaging unit. An inspection object inspection apparatus characterized by forming a part of the inspection object. 請求項1〜8のうちの一項において、前記被検査物の前記被検査面で反射し前記撮像部に向かう反射光を透過させる反射光経路において、前記被検査物の前記被検査面と前記撮像部との間に反射体が設けられており、前記反射体は、前記被検査物の前記被検査面で反射した前記反射光を受光し且つ前記撮像部に向けて反射させる第2反射面を備えていることを特徴とする被検査物検査装置。   9. The reflected surface of the inspection object according to claim 1, wherein the reflected light path reflects reflected light from the inspection surface of the inspection object and transmits reflected light toward the imaging unit. A reflector is provided between the imaging unit, and the reflector receives the reflected light reflected by the surface to be inspected of the object to be inspected and reflects the reflected light toward the imaging unit. An inspection object inspection apparatus characterized by comprising: 請求項1〜9のうちの一項おいて、少なくとも前記導光体および撮像部を保持するセンサが設けられており、前記センサを前記被検査物の前記被検査面に沿って案内する案内部と、前記センサを前記被検査物の前記被検査面に沿って移動させる駆動部とが設けられていることを特徴とする被検査物検査装置。   The guide unit according to claim 1, wherein a sensor that holds at least the light guide and the imaging unit is provided, and guides the sensor along the inspection surface of the inspection object. And a drive unit for moving the sensor along the surface to be inspected of the object to be inspected.
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