JP2008233715A - 円筒孔検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】孔内面の鋳巣、疵、バリ等の欠陥をＳ／Ｎ良く検出できる円筒孔検査装置を得る。
【解決手段】円筒の孔内面を照明するための照明手段４と、照明手段よりの照明光を伝達する導光手段５と、導光手段よりの照明光を孔内面に照射する照明照射手段６と、画像反射手段７を有し、照明照射手段より照射される照明の照射角度と孔内面にて反射されて画像反射手段に入射する画像の入射角度とが略正反射となるよう構成された内視鏡８と、内視鏡及び画像伝達手段を介して撮像手段より撮像された孔の内面の画像から欠陥を検出する欠陥検出手段１０とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車の構成部品などに多数形成される円筒孔、例えば油圧バルブのコントロール孔などの内面欠陥を検査する円筒孔検査装置に関するものである。

従来、この種の円筒孔の内面に発生する鋳巣や疵などの欠陥を検査するには、例えば、ボアスコープの先端に円錐ミラーを取り付け、また、スコープの外周に配置されたライトガイドより照明光を照射するように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。このように構成された内面欠陥検査装置は、筒内面に鋳巣や疵があると、スコープにて撮像された画像に陰影が生じるため、その陰影の有無により欠陥の検出を行っている。また、例えば、スコープの外周に配置された照明光の前面にスリット板、円錐ミラーの底面に遮光板を配置することにより、円錐ミラーに入射する照明光を散乱光のみとするように構成されたものもある（例えば、特許文献２参照）。このように構成された内面欠陥検査装置は、筒内に欠陥があると乱反射により明部が発生し、その有無により欠陥の検出を行っていた。

特開平２−９５２０５号公報 特許第３５９１０８０号公報

従来の検査方法により孔の内面検査を行う場合、円錐ミラーに入射するライトガイドよりの照明光は、正反射光および散乱光が混ざった状態となってしまう。この場合、鋳巣や疵などの欠陥部は、正反射光成分については暗くなり、散乱光成分については明るく照明されるため、結果として生じる欠陥部の陰影のコントラストが小さくなってしまう問題があった。また、上記を改良するために、スリット板や遮光板を配置することにより散乱光のみを受光するようにした場合、照明の強度を大きくするか、撮像部の露光時間を長くする必要等があった。また、孔の内壁の端部に生じたバリを検出しようとしても、バリからの反射光と背景からの散乱光との分離が困難なため、バリのそのものの検出ができないという問題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、孔内面の鋳巣、疵、バリ等の欠陥をＳ／Ｎ良く検出できる円筒孔検査装置を得ることを目的とする。

この発明に係る円筒孔検査装置は、円筒の孔内面を照明するための照明手段と、照明手段よりの照明光を伝達する導光手段と、導光手段よりの照明光を孔内面に照射する照明照射手段と、画像反射手段を有し、照明照射手段より照射される照明の照射角度と孔内面にて反射されて画像反射手段に入射する画像の入射角度とが略正反射となるよう構成された内視鏡と、内視鏡及び画像伝達手段を介して撮像手段より撮像された孔の内面の画像から欠陥を検出する欠陥検出手段とを備えたものである。

この発明によれば、照明の照射角度と受光ミラーの受光角度を略正反射となるように配置したので、孔壁面の欠陥部により生じた陰影のコントラストを大きくすることができるとともに、孔壁面の端部に生じるバリからの反射光（明部）を背景光（暗部）と分離できるので、Ｓ／Ｎの良い欠陥検査画像を得ることができる効果がある。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１〜図３に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１における円筒孔検査装置の概略構成を示すシステム構成図、図２はこの発明の実施の形態１における円筒孔検査装置の欠陥部分を暗部として検出する場合を示す補足説明図、図３はバリ発生部分を明部として検出する場合を示す補足説明図である。
図１において、被測定物体１は、保持具１１により保持されている。被測定物体１の検査孔１ａは、自動車の構成部品などに多数形成される円筒孔、例えば油圧バルブのコントロール孔などである。２は画像伝達手段、３は画像撮像手段３、４は円筒孔の内面を照明するための照明手段、５は照明手段４よりの照明光を伝達する導光手段、６は導光手段５よりの照明光を孔内面に照射する照明照射手段である。８は画像反射手段７を有し、照明照射手段６より照射される照明の照射角度と孔内面にて反射されて画像反射手段７に入射する画像の入射角度とが略正反射となるように構成されている内視鏡である。この内視鏡８は、被測定物１の検査孔の位置に移動し、孔の深さ方向に挿入できるような移動テーブル９に固定されている。画像反射手段７は、例えば、円錐ミラーを用いることができる。欠陥検出手段１０は、画像撮像手段３により撮像された画像に各種画像処理を施し、欠陥の検出を行う。また、導光手段５の先端部外周に取り付けられ、照明照射手段６および画像反射手段７の外周を覆う透明ウィンドウ１４が設けられている。

次に動作について説明する。被測定物体１は、保持具１１により保持され、図示しない搬送手段により検査位置まで搬送される。被測定物体１が規定位置に位置決めされると、内視鏡８は、移動テーブル９により被測定物体１の検査孔１ａに挿入される。導光手段５、照明照射手段６、透明ウィンドウ１４を介して照射された光は、孔１ａの内面を照明する。照明照射手段６により照明された光は、孔１ａの内面にて反射され、画像反射手段７に入射および反射して、画像伝達手段２を介して撮像手段３において撮像される。撮像された画像は、欠陥検出手段１０によって各種画像処理を実施し、欠陥の検出を行う。
撮像手段３においては、孔１ａの内面に鋳巣や疵などの欠陥部分Ａがあると、図２に示すように、欠陥部分Ａにより照明光が散乱するため、画像反射手段７に入射する光量が減少し、結果として暗部（背景光）となって撮像される。また、孔１ａの内壁面にオイル溝等が切られている場合も、散乱により暗部（背景光）として撮像される。逆に、孔１ａの内壁面の端部にバリＢが発生している場合、図３に示すように、バリ発生部分Ｂよりの反射光が画像反射手段７に入射するため、明部（反射光）として撮像される。このように欠陥検出手段１０は、これらの反射光、背景光の明暗より欠陥候補を切り出し、判定する。
以上のように構成することにより、撮像手段３により得られる画像は、欠陥部よりの散乱光の影響を受けないために、欠陥検出のためのＳ／Ｎを向上する効果が得られる。
本実施の形態１では、移動テーブル９により内視鏡８を挿入するように構成したが、被測定物体１のほうを移動するように構成しても良い。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２における円筒孔検査装置の要部構成を示す概略構成図である。
上記実施の形態１では、照明照射手段６よりの照明光の開口部を広く構成したが、この実施の形態２においては、図４に示すように、導光手段５の先端部外周に取り付けられ、照明照射手段６および画像反射手段７の外周を覆う透明ウィンドウ１４の内面にスリット板１１を挿入するように構成したものである。この場合、照明光の指向性が強くなるため、より小さい欠陥を検出できる効果が得られる。

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３における円筒孔検査装置の要部構成を示す概略構成図である。
上記実施の形態１では、照明照射手段６よりの照明光の開口部を透明ウィンドウ１４としたが、この実施の形態３においては、図５に示すような拡散板１３を設けた拡散ウィンドウとしたものである。このような拡散ウィンドウは、例えば、透明ウィンドウ１４の一部をブラスト処理等で拡散帯としても良いし、拡散テープ等を貼り付けても良い。このように構成することにより、撮像される画像の明暗の均一度を向上させることができ、鮮明な画像が得られる効果が得られる。

実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４における円筒孔検査装置の要部構成を示す概略構成図である。
上記実施の形態１では、照明手段４よりの光を導光手段５により照明照射手段６まで導光するように構成したが、この実施の形態４においては、図６に示すように、導光手段５の先端部外側に照明手段４ａを設けて、直接照明照射手段６に照射するようにしたものである。このように、照明手段４ａとして、例えば高輝度ＬＥＤを円環状に配置することにより、高輝度の照明が得られる効果が得られる。

実施の形態５．
図７はこの発明の実施の形態５における円筒孔検査装置の要部構成を示す概略構成図である。
上記実施の形態１では、照明照射手段６は、集光機能は持たない構成としたが、この実施の形態５においては、図７に示すように、照明照射手段６ａを放物面状とし、集光機能を持つように構成したものである。このように構成することにより、照明を効率良く孔の内壁面に照射することができる効果が得られる。

この発明の実施の形態１における円筒孔検査装置の概略構成を示すシステム構成図である。 この発明の実施の形態１における円筒孔検査装置の欠陥部分を暗部として検出する場合を示す補足説明図である。 バリ発生部分を明部として検出する場合を示す要部断面図である。この発明の実施の形態１に関する補足説明図である。 この発明の実施の形態２における円筒孔検査装置の要部構成を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態３における円筒孔検査装置の要部構成を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態４における円筒孔検査装置の要部構成を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態５における円筒孔検査装置の要部構成を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 被測定物体
１ａ 検査孔
２ 画像伝達手段
３ 撮像手段
４、４ａ 照明手段
５ 導光手段
６、６ａ 照明照射手段
７ 画像反射手段
８ 内視鏡
９ 移動テーブル
１０ 欠陥検出手段
１１ 保持具
１２ スリット板
１３ 拡散板
１４ 透明ウィンドウ

Claims (6)

1. 円筒の孔内面を照明するための照明手段と、
   前記照明手段よりの照明光を伝達する導光手段と、
   前記導光手段よりの照明光を孔内面に照射する照明照射手段と、
   画像反射手段を有し、前記照明照射手段より照射される照明の照射角度と孔内面にて反射されて前記画像反射手段に入射する画像の入射角度とが略正反射となるよう構成された内視鏡と、
   前記内視鏡及び画像伝達手段を介して撮像手段より撮像された孔の内面の画像から欠陥を検出する欠陥検出手段と、
   を備えた円筒孔検査装置。
2. 前記画像反射手段が、円錐ミラーであることを特徴とする請求項１記載の円筒孔検査装置。
3. 前記照明照射手段よりの照射部にスリットを付加したことを特徴とする請求項１記載の円筒孔検査装置。
4. 前記照明照射手段よりの照射部が拡散ウィンドウであることを特徴とする請求項１記載の円筒孔検査装置。
5. 前記導光手段の代わりに、照明手段よりの照明光を直接照明照射手段に照射するよう配置したことを特徴とする請求項１記載の円筒孔検査装置。
6. 前記照明照射手段が、集光作用を持つような放物面状に構成したことを特徴とする請求項１記載の円筒孔検査装置。

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