JP2017129523A - 内面検査システム、アセンブリ、および導光部品 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状の対象物の内面の検査をより都合良く行うことが可能な内面検査システム、アセンブリ、および導光部品を提供する。【解決手段】内面検査システム１００は、検査面１ａからの第一の方向Ｄ１の光を第二の方向Ｘの光に偏向する第一の光学部品１２と、第一の光源３からの光が入射する入射面１１ｃと、入射面１１ｃから入射した光を反射する反射面１１ｅと、入射面１１ｃから入射した光および入射面１１ｃから入射して反射面１１ｅで反射した光を出射する出射面１１ｄと、を有し、検査面１ａに向かう光が通る導光部品１１と、第二の方向Ｘに延びた筒状に構成され内側を第一の光学部品１２からの第二の方向Ｘに向かう光が通る外面１０ｅを有し、第一の光学部品１２および導光部品１１を支持した支持部材１０と、第一の光学部品１２および外面１０ｅの内側を通った光によって検査面１ａを撮影するカメラ２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、内面検査システム、アセンブリ、および導光部品に関する。

従来、筒状体の内面に垂直に照射した光に基づいて内面を検査する技術が知られている。

特開２０１５−１３２５８８号公報

上記従来技術では、撮像される画像は、内面からの正反射光を撮像した画像となるが、その場合、対象物の内面の性状や、内面に生じうる異常の種類等によっては、当該異常の有無を判別し難い場合があった。

そこで、本発明の課題の一つは、対象物の内面の検査をより都合良く行うことが可能な内面検査システム、アセンブリ、および導光部品を得ることである。

実施形態の内面検査システムは、検査面からの第一の方向の光を第二の方向の光に偏向する第一の光学部品と、第一の光源からの光が入射する入射面と、前記入射面から入射した光を反射する反射面と、前記入射面から入射した光および前記入射面から入射して前記反射面で反射した光を出射する出射面と、を有し、前記検査面に向かう光が通る導光部品と、前記第二の方向に延びた筒状に構成され内側を前記第一の光学部品からの前記第二の方向に向かう光が通る外面を有し、前記第一の光学部品および前記導光部品を支持した支持部材と、前記第一の光学部品および前記外面の内側を通った光によって前記検査面を撮影するカメラと、を備えた。

図１は、第１の実施形態の内面検査システムの概略構成の模式的かつ例示的な断面図である。 図２は、第１の実施形態の内面検査システムで用いられるアセンブリの模式的かつ例示的な図であって、図１のII-II線に沿った断面図である。 図３は、第２の実施形態の内面検査システムで用いられるアセンブリの模式的かつ例示的な図であって、図２に対応する断面図である。 図４は、第２の実施形態の内面検査システムで用いられる導光部品の模式的かつ例示的な展開図である。 図５は、第３の実施形態の内面検査システムで用いられるアセンブリの模式的かつ例示的な図であって、図２に対応する断面図である。 図６は、第３の実施形態の内面検査システムで用いられる導光部品の模式的かつ例示的な展開図である。 図７は、第４の実施形態の内面検査システムで用いられるアセンブリの模式的かつ例示的な図であって、図２に対応する断面図である。 図８は、第４の実施形態の内面検査システムで用いられる導光部品の模式的かつ例示的な展開図である。 図９は、第５の実施形態の内面検査システムで用いられるアセンブリの模式的かつ例示的な図であって、図２に対応する断面図である。 図１０は、第５の実施形態の内面検査システムで用いられる導光部品の模式的かつ例示的な展開図である。 図１１は、第６の実施形態の内面検査システムで用いられるアセンブリの模式的かつ例示的な図であって、図２に対応する断面図である。 図１２は、第６の実施形態の内面検査システムで用いられる導光部品の模式的かつ例示的な平面図である。 図１３は、第７の実施形態の内面検査システムで用いられるアセンブリの模式的かつ例示的な図であって、図２に対応する断面図である。 図１４は、第７の実施形態の内面検査システムで用いられる導光部品の模式的かつ例示的な展開図である。 図１５は、第８の実施形態の内面検査システムの概略構成の模式的かつ例示的な断面図である。 図１６は、第８の実施形態の内面検査システムで用いられる第二の光源の模式的かつ例示的な図である。 図１７は、第９の実施形態の内面検査システムで用いられるアセンブリの一部の模式的かつ例示的な断面図である。 図１８は、第１０の実施形態の内面検査システムで用いられるアセンブリの模式的かつ例示的な断面図である。 図１９は、第１１の実施形態の内面検査システムの概略構成の模式的かつ例示的な断面図であって、第一の光源が点灯された状態を示す図である。 図２０は、第１１の実施形態の内面検査システムの概略構成の模式的かつ例示的な断面図であって、第二の光源が点灯された状態を示す図である。 図２１は、第１２の実施形態の内面検査システムの概略構成の模式的かつ例示的な断面図である。 図２２は、第１３の実施形態の内面検査システムの概略構成の模式的かつ例示的な断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成や制御、ならびに当該構成や制御によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成や制御以外によっても実現可能である。また、本発明は、基本的な構成や制御によって得られる派生的な効果も含む種々の効果を得ることが可能である。なお、以下の例示的な複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が省略される。

＜第１の実施形態＞
図１に示される内面検査システム１００では、カメラ２が対象物１の内面１ａを撮影する。カメラ２で撮影された画像に基づいて、視覚的にあるいは画像処理によって、内面１ａにおける、突起や、凹部、傷、汚れ等の異常の有無が調べられる。対象物１は、例えば、中心軸Ａｘを中心とする円筒状に構成されている。対象物１は、中心軸Ａｘに沿う方向、すなわち軸方向の一方側（図１では左側）の端部１ｂと、軸方向の他方側（図１では右側）の端部１ｃと、を有する。また、軸方向であって端部１ｃから端部１ｂに向かう方向は、図中、Ｘ方向と記される。Ｘ方向は、中心軸Ａｘに沿うとともに、中心軸Ａｘと平行である。Ｘ方向は、第二の方向の一例である。対象物１は、検査体、検査物と称されうる。内面１ａは、検査面と称されうる。筒内は、空間、内部と称されうる。なお、対象物１は、円筒状の物体には限定されない。

移動機構２３によって、対象物１と内面検査システム１００とを中心軸Ａｘに沿う方向、すなわち軸方向に相対的に移動させることにより、内面１ａの検査領域Ｄａは、軸方向に移動することができる。また、移動機構２３によって対象物１と内面検査システム１００とを中心軸Ａｘ回りに相対回転させることにより、検査領域Ｄａは、中心軸Ａｘの周方向に移動することができる。これにより、内面１ａのより広い範囲、例えば全域について、検査を実施することができる。

内面検査システム１００は、カメラ２と、光源３と、支持部材１０と、導光部品１１と、ミラー１２と、を有する。支持部材１０は、光源３、導光部品１１およびミラー１２を支持している。支持部材１０、導光部品１１、およびミラー１２のそれぞれの少なくとも一部は、対象物１の筒内に収容される。導光部品１１は、光源３からの光を内面１ａの検査領域Ｄａに向かわせる。ミラー１２は、検査領域Ｄａからの光をカメラ２に向かわせる。内面検査システム１００では、導光部品１１からの光の検査領域Ｄａでの拡散反射光が、ミラー１２を介してカメラ２で撮影される。光源３、支持部材１０、導光部品１１、およびミラー１２は、光学ユニット２０（光学装置）を構成している。また、光学ユニット２０およびカメラ２は、撮像ユニット（撮像装置）を構成している。なお、各図中の破線の矢印は、光の進む方向を模式的かつ例示的に示している。光学ユニット２０は、光学装置と称され、撮像ユニットは、撮像装置と称されうる。光源３は、第一の光源の一例であり、ミラー１２は、第一の光学部品の一例である。

図１，２に示されるように、支持部材１０は、中心軸Ａｘに沿って延びた、すなわちＸ方向に延びた筒状に構成されたボディ１０ａを有する。ボディ１０ａは、一例として、円筒状である。ボディ１０ａは、中心軸Ａｘに沿う方向、すなわち軸方向の一方側（図１では左側）の端部１０ｂと、軸方向の他方側（図１では右側）の端部１０ｃと、を有する。端部１０ｂの開口は開放され、端部１０ｃの開口は閉塞されている。また、ボディ１０ａは、端部１０ｂと端部１０ｃとに渡った外面１０ｅ（外周面）を有する。外面１０ｅは、ボディ１０ａおよび支持部材１０の外面である。外面１０ｅは、中心軸Ａｘに沿って延びた、すなわちＸ方向に延びた筒状に構成されている。また、端部１０ｃには、開口部１０ｄが設けられている。開口部１０ｄは、ボディ１０ａ（外面１０ｅ）を貫通した貫通孔である。支持部材１０では、内面１ａからの光（拡散光）が開口部１０ｄを通ってボディ１０ａの筒内（外面１０ｅの内側）に入り、筒内に入った光は、ミラー１２で反射されて筒内をＸ方向に向かう。すなわち、ボディ１０ａの筒内をミラー１２からのＸ方向に向かう光が通る。また、支持部材１０は、ミラー１２で反射された光が漏れるのを防ぐ遮蔽壁としても機能する。ボディ１０ａは、筒状体と称されうる。

図１に示されるように、光源３は、ボディ１０ａの端部１０ｂの筒外、すなわち外面１０ｅの外側に位置されている。光源３は、不図示のブラケット等を介して支持部材１０に支持（固定）されている。光源３は、Ｘ方向の反対方向に向けて光を出射し、出射された光は、導光部品１１に入射される。光源３は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）光源である。なお、光源３からの光を光ファイバ等を介して導光部品１１に入射させてもよい。

図１，２に示されるように、導光部品１１は、ボディ１０ａの筒外、すなわち外面１０ｅの外側に設けられている。導光部品１１は、支持部材１０の開口部１０ｄのＸ方向側に位置されている。導光部品１１は、中心軸Ａｘに沿って延びた、すなわちＸ方向に延びた筒状に構成されている。導光部品１１は、一例として円筒状である。導光部品１１は、ボディ１０ａを外側から覆っている。別の言い方をすると、導光部品１１の筒内にボディ１０ａが挿入されている。導光部品１１は、支持部材１０に固定されている。導光部品１１は、例えばアクリル樹脂等の合成樹脂材料によって構成されうる。

導光部品１１は、中心軸Ａｘに沿う方向、すなわち軸方向の一方側（図１では左側）の端部１１ａと、軸方向の他方側（図１では右側）の端部１１ｂと、を有する。また、導光部品１１は、端部１１ａに設けられた一つの入射面１１ｃと、端部１１ｂに設けられた一つの出射面１１ｄと、入射面１１ｃと出射面１１ｄとの間に設けられた二つ（複数）の反射面１１ｅと、を有する。

入射面１１ｃは、導光部品１１の軸方向の一方側の端面であり、円環状に構成されている。出射面１１ｄは、導光部品１１の軸方向の他方側の端面であり、円環状に構成されている。二つの反射面１１ｅのうちの一方は、導光部品１１の外周部に設けられた周面であり、円筒状に構成されている。二つの反射面１１ｅのうちの他方は、導光部品１１の部に設けられた周面であり、円筒状に構成されている。すなわち、二つの反射面１１ｅは、中心軸Ａｘの径方向に互いに間隔を空けて並べられている。これらの反射面１１ｅによって入射面１１ｃと出射面１１ｄとの間が囲まれている。導光部品１１では、入射面１１ｃに光源３からの光が入射し、反射面１１ｅは、入射面１１ｃから入射した光を反射し、出射面１１ｄは、入射面１１ｃから入射した光および入射面１１ｃから入射して反射面１１ｅで反射した光を出射する。出射面１１ｄから出射された光は、内面１ａに到達する。このとき、本実施形態では、入射面１１ｃに入射する光源３からの光および出射面１１ｄから出射される光は、拡散光である。また、出射面１１ｄでの光は、面状であり、出射面１１ｄにおける均斉度は比較的高くなっている。また、反射面１１ｅでは、光は略全反射する。本実施形態では、導光部品１１と支持部材１０とは、互いに組み付けられて、アセンブリ２１を構成している。アセンブリ２１は、光学組立体と称されうる。

図１に示されるように、ミラー１２は、ボディ１０ａの端部１０ｃの筒内に設けられている。ミラー１２は、中心軸Ａｘに対して傾斜した反射面１２ａによって、内面１ａからの第一の方向Ｄ１の光をＸ方向の光に偏向する。第一の方向Ｄ１は、一例として、軸方向（Ｘ方向）と直交する方向である。ミラー１２は、支持部材１０に固定されている。なお、図２では、ミラー１２の図示が省略されている。ミラー１２は、第一の光学部品の一例である。

カメラ２は、ボディ１０ａのＸ方向側に位置されている。カメラ２は、ミラー１２およびボディ１０ａの筒内、すなわち外面１０ｅの内側を通った光によって内面１ａを撮影する。

また、対象物１は、例えばテーブルやチャック等の支持機構２２に支持され、かつ固定されている。支持機構２２は、支持装置あるいは台座と称されうる。

また、光学ユニット２０およびカメラ２は、移動機構２３に支持されている。移動機構２３は、光学ユニット２０を支持した支持部２３ａ（移動部）と、カメラ２を支持した支持部２３ｂ（移動部）と、を有する。移動機構２３は、支持部２３ａと支持部２３ｂとを互いに独立して中心軸Ａｘに沿って動かすことができる。すなわち、移動機構２３は、光学ユニット２０とカメラ２とを互いに独立して中心軸Ａｘに沿って動かすことができる。よって、移動機構２３は、光学ユニット２０の位置とカメラ２の位置とを独立して変えることができる。光学ユニット２０を動かすことにより、対象物１の軸方向に沿って検査領域Ｄａを移動することができる。また、光学ユニット２０とカメラ２との相対位置を変更することにより、カメラ２のピント調整を行うことができる。また、移動機構２３は、光学ユニット２０を中心軸Ａｘ回りに回転させる回転機構を有する。回転機構によって光学ユニット２０を中心軸Ａｘ回りに回転させることにより、内面１ａの検査領域Ｄａが中心軸Ａｘの周方向に移動させることができる。なお、内面検査システム１００は、対象物１を中心軸Ａｘに沿って移動させる不図示の移動機構を備えてもよい。

以上の構成では、導光部品１１の入射面１１ｃに光源３からの光が入射し、導光部品１１の出射面１１ｄが、入射面１１ｃから入射した光および入射面１１ｃから入射して反射面１１ｅで反射した光を拡散光として出射する。出射面１１ｄから出射された拡散光は、対象物１の内面１ａに斜めから照射される。内面１ａで反射した拡散光は、ミラー１２を介してカメラ２に入射する。すなわち、カメラ２が検査領域Ｄａに照射された拡散光を含む内面１ａの画像を撮像する。そして、不図示の画像処理部（制御部）が、カメラ２が撮像した画像に基づいて、内面１ａの凹凸の有無等の不良を検出する。カメラ２が撮像した画像や不良の検出結果は、不図示の表示装置によって表示される。

以上、説明したように、実施形態では、導光部品１１の出射面１１ｄが入射面１１ｃから入射した光および入射面１１ｃから入射して反射面１１ｅで反射した光を出射することにより、拡散光が内面１ａに照射される。よって、対象物１の内面１ａの不良の有無を、拡散光に基づいて検出することができる。ここで、対象物１の内面１ａを正反射光に基づいて撮像する場合、例えば対象物１が金属製のときには、正反射光が強すぎてハレーションが生じて、不良の検出精度が低下する場合がある。これに対して、本実施形態では、上述のとおり、対象物１の内面１ａの不良の有無を、拡散光に基づいて検出することができるので、内面１ａの正反射光を撮影した画像によっては得られない不良の有無を判定することができる。

＜第２の実施形態＞
図３，４に示される本実施形態は、第１の実施形態に対して、導光部品１１の形状が異なる。本実施形態の導光部品１１は、支持部材１０のボディ１０ａの外面１０ｅに沿った湾曲板状に構成されており、一つの入射面１１ｃと、一つの出射面１１ｄと、四つ（複数）の反射面１１ｅと、を有している。導光部品１１は、端部１１ａから端部１１ｂに向かうにつれて、すなわちＸ方向と反対方向に向かうにつれて、中心軸Ａｘ回りの長さ（幅、図４の上下方向の幅）が長くなっている。また、出射面１１ｄの面積は、入射面１１ｃの面積よりも広い。

＜第３の実施形態＞
図５，６に示される本実施形態は、第１の実施形態に対して、導光部品１１の形状が異なる。本実施形態の導光部品１１は、一つの導光部１１ｆと、導光部１１ｆと接続された二つの導光部１１ｇと、を有する。

導光部１１ｆは、支持部材１０における開口部１０ｄが設けられた部分の反対側に位置されている。導光部１１ｆは、支持部材１０のボディ１０ａの軸方向（外面１０ｅの軸方向）、すなわちＸ方向に延びている。導光部１１ｆは、Ｘ方向と反対方向に向かうにつれて、中心軸Ａｘ回りの長さ（幅、図６の上下方向の幅）が長くなっている。導光部１１ｆは、入射面１１ｃおよび端部１１ａを含む。

二つの導光部１１ｇは、ボディ１０ａの周方向（外面１０ｅの周方向）、すなわち中心軸Ａｘの周方向に延びている。詳細には、二つの導光部１１ｇは、導光部１１ｇのＸ方向の反対方向の端部から、周方向における互いに反対方向に延びて、開口部１０ｄに向かう。これらの導光部１１ｇの周方向の端部（先端部）は、出射面１１ｄおよび端部１１ｂを含む。すなわち、本実施形態では、導光部品１１は、二つの出射面１１ｄを有する。二つの出射面１１ｄは、ボディ１０ａの周方向（外面１０ｅの周方向）、すなわち中心軸Ａｘの周方向に互いに間隔をあけて位置されている。二つの出射面１１ｄは、一例として、中心軸Ａｘの周方向の接線方向であって、互いに異なる方向を向いている。また、入射面１１ｃと出射面１１ｄとの間は、複数の反射面１１ｅで囲まれている。

上記構成の導光部品１１は、複数の出射面１１ｄから内面１ａに光（散乱光）を照射することができる。導光部１１ｆは、第一の導光部の一例であり、導光部１１ｇは、第二の導光部の一例である。

＜第４の実施形態＞
図７，８に示される本実施形態は、第１の実施形態に対して、導光部品１１の形状が異なる。本実施形態の導光部品１１は、支持部材１０のボディ１０ａに沿った湾曲板状に構成されており、一つの入射面１１ｃと、一つの出射面１１ｄと、四つ（複数）の反射面１１ｅと、を有している。導光部品１１は、端部１１ａから端部１１ｂに向かうにつれて、すなわちＸ方向と反対方向に向かうにつれて、中心軸Ａｘ回りの長さ（幅、図４の上下方向の幅）が短くなっている。また、出射面１１ｄの面積は、入射面１１ｃの面積よりも狭い。

＜第５の実施形態＞
図９，１０に示される本実施形態は、第１の実施形態に対して、導光部品１１の形状が異なる。本実施形態の導光部品１１は、一つの導光部１１ｆと、一つの導光部１１ｈと、導光部１１ｆおよび導光部１１ｈと接続された二つの導光部１１ｇと、を有する。導光部１１ｆおよび導光部１１ｇは、第３の実施形態で説明したものと同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。

導光部１１ｈは、支持部材１０における開口部１０ｄが設けられた部分と同じ側に位置されている。導光部１１ｈは、支持部材１０のボディ１０ａの軸方向、すなわちＸ方向に延びている。導光部１１ｈは、Ｘ方向と反対方向に向かうにつれて、中心軸Ａｘ回りの長さ（幅、図１０の上下方向の幅）が長くなっている。導光部１１ｈは、入射面１１ｃおよび端部１１ａを含む。すなわち、本実施形態では、入射面１１ｃが、導光部１１ｈと導光部１１ｆとのそれぞれに設けられている。このように、本実施形態では、導光部品１１は、複数（一例として二つ）の入射面１１ｃを有する。

また、導光部１１ｈのＸ方向の反対側の端部には、出射面１１ｄが設けられている。当該出射面１１ｄは、Ｘ方向の反対方向を向いている。すなわち、本実施形態では、出射面１１ｄは、導光部１１ｈと二つの導光部１１ｇとのそれぞれに設けられている。このように、本実施形態では、導光部品１１は、複数（一例として三つ）の出射面１１ｄを有する。三つの出射面１１ｄは、一例として、異なる方向を向いている。また、入射面１１ｃと出射面１１ｄとの間は、複数の反射面１１ｅで囲まれている。

上記構成の導光部品１１は、複数の入射面１１ｃから入射された光を、複数の出射面１１ｄから内面１ａに照射することができる。導光部１１ｆおよび導光部１１ｈは、第一の導光部の一例であり、導光部１１ｇは、第二の導光部の一例である。

＜第６の実施形態＞
図１１，１２に示される本実施形態は、第１の実施形態に対して、導光部品１１の形状が異なる。本実施形態の導光部品１１は、平板状（帯状）に構成されており、一つの入射面１１ｃと、一つの出射面１１ｄと、四つ（複数）の反射面１１ｅと、を有している。導光部品１１は、一例として、Ｘ方向に長く第一の方向Ｄ１に薄い直方体状である。

＜第７の実施形態＞
図１３，１４に示される本実施形態は、第１の実施形態に対して、導光部品１１の形状が異なる。本実施形態の導光部品１１は、支持部材１０のボディ１０ａに沿った湾曲板状に構成されており、一つの入射面１１ｃと、一つの出射面１１ｄと、四つ（複数）の反射面１１ｅと、を有している。導光部品１１の中心軸Ａｘ回りの長さ（幅、図４の上下方向の幅）は、一定である。

＜第８の実施形態＞
図１５，１６に示される本実施形態は、第１の実施形態に対して、光源３および支持部材１０が異なるとともに、ミラー１２に替えてプリズム１１２が設けられている。また、本実施形態では、検査領域Ｄａは、所定幅で周方向に延びた環状（筒状）の領域として設定される。

本実施形態では、複数の光源３が、中心軸Ａｘの周方向に互いに間隔をあけて並べられて、リング光源３０を構成している。複数の光源３は、導光部品１１の入射面１１ｃに面している。リング光源３０は、円環状の光（拡散光）を入射面１１ｃに入射する。リング光源３０は、リング照明と称されうる。

また、図１に示されるように、本実施形態の支持部材１０のボディ１０ａの端部１０ｃには、プリズム１１２が挿入されており、端部１０ｃの開口は、プリズム１１２（レンズ）によって閉塞されている。プリズム１１２は、透明材料によって構成されている。プリズム１１２は、光学ユニット２０に含まれる。プリズム１１２は、第一の光学部品の一例である。

本実施形態では、プリズム１１２の軸方向の他方側（図１５の右側）の端部に、反射面１２ａが設けられている。本実施形態の反射面１２ａは、軸方向の一方側（図１５の左側）に向かうにつれて径が小さくなる円錐状に構成されている。反射面１２ａは、プリズム１１２の軸方向の他方側の端部に、軸方向の一方側に向けて凹んだ凹部１１２ａ（空間）を形成している。より詳細には、反射面１２ａは、頂角が略９０度の円錐状である。円錐の母線と中心軸Ａｘとの間の鋭角は、略４５度である。反射面１２ａの少なくとも一部は、ボディ１０ａの端部１０ｃの筒外に位置されている。反射面１２ａは、プリズム１１２内に入射した内面１ａからの第一の方向Ｄ１の光を、Ｘ方向の光に偏向（全反射）する。反射面１２ａには、検査領域Ｄａから環状の光が入射し、反射面１２ａで反射された環状の光がカメラ２に入光する。

以上の構成では、光学ユニット２０を中心軸Ａｘ回りに回転させなくても、内面１ａの環状の領域を撮像して検査することができる。

＜第９の実施形態＞
図１７に示される本実施形態は、第８の実施形態に対して、プリズム１１２に替えてミラー２１２が設けられている点が異なる。ミラー２１２は、光学ユニット２０に含まれる。ミラー２１２は、第一の光学部品の一例である。

ミラー２１２は、複数の支持部材５０によってボディ１０ａの端部１０ｃに結合されている。複数の棒状の支持部材５０は、中心軸Ａｘ回りに互いに間隔を空けて位置されている。支持部材５０は、透明材料によって構成されている。なお、支持部材５０は、一つであってもよいし、支持部材５０は、筒状であってもよい。

ミラー２１２は、円錐状に構成されており、ミラー２１２に反射面１２ａが設けられている。本実施形態の反射面１２ａは、第８の実施形態の反射面１２ａ（図１５）と同様に円錐状に構成されている。反射面１２ａの少なくとも一部は、ボディ１０ａの端部１０ｃの筒外に位置されている。反射面１２ａは、内面１ａからの第一の方向Ｄ１の光を、Ｘ方向の光に偏向する。反射面１２ａには、検査領域Ｄａから環状の光が入射し、反射面１２ａで反射された環状の光がカメラ２に入光する。

以上の構成では、光学ユニット２０を中心軸Ａｘ回りに回転させなくても、内面１ａの環状の領域を撮像して検査することができる。なお、支持部材５０が不透明材料によって構成されていてもよい。この場合には、一例として、支持部材５０を棒状（帯状）に構成して、光学ユニット２０を中心軸Ａｘ回りに回転させることにより、内面１ａの環状の領域を撮像して検査することができる。

＜第１０の実施形態＞
図１８に示される本実施形態は、第８の実施形態に対して、プリズム１１２の反射面１２ａに金属層３１２ａが重ねられている点が異なる。

金属層３１２ａは、例えば、金属材料の蒸着によって反射面１２ａに設けられうる。金属層３１２ａは、プリズム１１２とともにミラー３１２を構成している。ミラー３１２は、光学ユニット２０に含まれる。ミラー３１２は、第一の光学部品の一例である。

反射面１２ａは、内面１ａからの第一の方向Ｄ１の光を、Ｘ方向の光に偏向する。反射面１２ａには、検査領域Ｄａから環状の光が入射し、反射面１２ａで反射された環状の光がカメラ２に入光する。

以上の構成では、光学ユニット２０を中心軸Ａｘ回りに回転させなくても、内面１ａの環状の領域を撮像して検査することができる。

＜第１１の実施形態＞
図１９，２０に示される本実施形態は、第１の実施形態に対して、光源４０とハーフミラー４１とが設けられている点が異なる。ここで、検査領域Ｄａで反射されてカメラ２へ向かう光は、図１９，２０中の一対の線Ｌ間を通る。別の言い方をすると、一対の線Ｌは、検査領域Ｄａで反射されてカメラ２へ向かう光の幅を示している。光源４０は、第二の光源の一例であり、ハーフミラー４１は、第二の光学部品の一例である。

光源４０は、導光部品１１のＸ方向側であって、カメラ２のＸ方向の反対側に位置されている。

ハーフミラー４１は、ミラー１２とカメラ２との間に設けられ、ミラー１２からの光をカメラ２に向けて透過するとともに、光源４０からの光をミラー１２に向けて反射する（図２０）。

以上の構成によれば、光源４０からの光は、ハーフミラー４１およびミラー１２を介して、内面１ａの検査領域Ｄａに法線方向、すなわち径方向に照射され、この光の正反射光が、ミラー１２およびハーフミラー４１を介してカメラ２に入射する（図２０）。すなわち、カメラ２は、検査領域Ｄａを法線方向、すなわち径方向から見た画像を撮影する。よって、カメラ２は、光源３の光の検査領域Ｄａでの拡散反射光による画像（暗視野画像）を撮影することができるとともに（図１９）、光源４０の光の検査領域Ｄａの正反射光による画像（明視野画像）を撮影することができる（図２０）。このとき、本実施形態では、光源３の点灯と光源４０の点灯を切り替えて、検査領域Ｄａの暗視野画像と明視野画像と、を別個に撮像することができる。

また、本実施形態によれば、内面検査システム１００は、カメラ２により対象物１の内面１ａにおける垂直方向の正反射光を撮影した画像を得ることができる。よって、拡散反射光を撮影した画像によっては得られない不良の有無を判定することができる。

なお、光源４０とカメラ２との位置を入れ替えて、ハーフミラー４１を、ミラー１２と光源４０との間に設けて、ハーフミラー４１が、ミラー１２からの光をカメラ２に向けて透過するとともに、光源４０からの光をミラー１２に向けて透過する構成としてもよい。すなわち、ハーフミラー４１は、ミラー１２とカメラ２との間またはミラー１２と光源４０との間に設けられ、ミラー１２からの光をカメラ２に向けて透過するかあるいは反射するとともに、光源４０からの光をミラー１２に向けて反射するかあるいは透過する。

＜第１２の実施形態＞
図２１に示される本実施形態は、第１の実施形態に対して、支持部材１０が異なる。本実施形態の支持部材１０は、中実の棒状（柱状）である。支持部材１０のボディ１０ａは、透明材料によって構成されている。ボディ１０ａは、端部１０ｃに反射面１２ａを有している。反射面１２ａは、ボディ１０ａに一体形成されている。すなわち、支持部材１０は、第一の光学部品を兼ねており、本実施形態では、ミラー１２は設けられていない。ボディ１０ａは、中実体と称されうる。

また、本実施形態では、ボディ１０ａと導光部品１１との間に遮光性の遮光部４２が介在している。遮光部４２は、ボディ１０ａの外面１０ｅを外側から覆った筒状に構成されている。遮光部４２は、例えば、遮光塗料が外面１０ｅに塗装されることにより、形成されうる。また、遮光部４２は、金属材料が外面１０ｅに蒸着されることにより、形成されうる。また、遮光部４２は、ボディ１０ａおよび導光部品１１と別体で製造されて、ボディ１０ａと導光部品１１との間に配置されてもよい。遮光部４２は、ボディ１０ａ内や導光部品１１内を通る光がボディ１０ａや導光部品１１から漏れるのを防ぐ。遮光部４２は、遮光部材や遮光層と称されうる。

以上の構成では、内面１ａで反射した拡散光は、ボディ１０ａの外面１０ｅからボディ１０ａ内に入射し、反射面１２ａでＸ方向の光に偏向（全反射）されて、カメラ２に入射する。

以上、説明したように、本実施形態では、支持部材１０は、第一の光学部品を兼ねている。よって、アセンブリ２１の構成を簡素化しやすい。

＜第１３の実施形態＞
図２２に示される本実施形態は、第８の実施形態に対して、支持部材１０が異なる。本実施形態の支持部材１０は、第１２の実施形態の支持部材１０と同様に、中実の棒状（柱状）に透明材料によって構成されており、ボディ１０ａの端部１０ｃに反射面１２ａが一体形成されている。ただし、本実施形態の反射面１２ａは、第８の実施形態の反射面１２ａ（図１５）と同様に円錐状に構成されており、ボディ１０ａの端部１０ｃには凹部１１２ａが設けられている。

また、本実施形態では、第１２の実施形態と同様に、ボディ１０ａと導光部品１１との間に遮光性の遮光部４２が介在している。

以上の構成では、内面１ａで反射した拡散光は、ボディ１０ａの外面１０ｅからボディ１０ａ内に入射し、反射面１２ａでＸ方向の光に偏向（全反射）されて、カメラ２に入射する。

以上の構成では、光学ユニット２０を中心軸Ａｘ回りに回転させなくても、内面１ａの環状の領域を撮像して検査することができるとともに、支持部材１０が第一の光学部品を兼ねているので、アセンブリ２１の構成を簡素化しやすい。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。上記実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、上記複数の実施形態の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック（構造や、種類、材質、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置等）は、適宜に変更して実施することができる。例えば、光学ユニットは、レンズや、ミラー、ハーフミラー等、より多くの光学部品を有することができる。

１…対象物、１ａ…内面（検査面）、２…カメラ、３…光源（第一の光源）、１０…支持部材（第一の光学部品）、１０ｅ…外面、１１…導光部品、１１ｃ…入射面、１１ｄ…出射面、１１ｅ…反射面、１１ｆ，１１ｈ…導光部（第一の導光部）、１１ｇ…導光部（第二の導光部）、１２…ミラー（第一の光学部品）、２１…アセンブリ、３０…光源（第二の光源）、３１…ハーフミラー（第二の光学部品）、１００…内面検査システム、１１２…プリズム（第一の光学部品）、２１２…ミラー（第一の光学部品）、３１２…ミラー（第一の光学部品）、Ａｘ…中心軸、Ｄ１…第一の方向、Ｘ…第二の方向。

Claims (10)

1. 検査面からの第一の方向の光を第二の方向の光に偏向する第一の光学部品と、
   第一の光源からの光が入射する入射面と、前記入射面から入射した光を反射する反射面と、前記入射面から入射した光および前記入射面から入射して前記反射面で反射した光を出射する出射面と、を有し、前記検査面に向かう光が通る導光部品と、
   前記第二の方向に延びた筒状に構成され内側を前記第一の光学部品からの前記第二の方向に向かう光が通る外面を有し、前記第一の光学部品および前記導光部品を支持した支持部材と、
   前記第一の光学部品および前記外面の内側を通った光によって前記検査面を撮影するカメラと、
   を備えた、内面検査システム。
2. 前記導光部品は、前記外面の外側に設けられた、請求項１に記載の内面検査システム。
3. 前記導光部品は、複数の前記出射面を有した、請求項１または２に記載の内面検査システム。
4. 前記導光部品は、異なる方向を向いた複数の前記出射面を有した、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の内面検査システム。
5. 前記導光部品は、前記外面の周方向に互いに間隔をあけて位置された複数の前記出射面を有した、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の内面検査システム。
6. 前記導光部品は、前記外面の軸方向に延びる第一の導光部と、前記外面の周方向に延びる第二の導光部と、を有した、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の内面検査システム。
7. 第二の光源と、
   前記第一の光学部品と前記カメラとの間または前記第一の光学部品と前記第二の光源との間に設けられ、前記第一の光学部品からの光を前記カメラに向けて透過するかあるいは反射するとともに、前記第二の光源からの光を前記第一の光学部品に向けて反射するかあるいは透過する第二の光学部品と、
   を備えた、請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の内面検査システム。
8. 前記支持部材は、前記第一の光学部品を兼ねた、請求項１〜７のうちいずれか一つに記載の内面検査システム。
9. 請求項１〜８のうちいずれか一つに記載の内面検査システムで用いられ、
   前記支持部材、前記第一の光学部品、および前記導光部品を有したアセンブリ。
10. 請求項１〜８のうちいずれか一つに記載の内面検査システムで用いられる、導光部品。

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