JP3887481B2

JP3887481B2 - Surface inspection device

Info

Publication number: JP3887481B2
Application number: JP09853098A
Authority: JP
Inventors: 敏保田中; 俊己永石; 晴彦土屋
Original assignee: 株式会社キリンテクノシステム
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2018-03-26
Also published as: JPH11281582A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検査物の主として表面の傷或いは表面上の異物等を、光学的に検出する表面検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば加工された被検査物の表面の傷或いは表面上の異物等を、自動的に検査するのに、一般に光学的な表面検査装置が使用されている。かかる表面検査装置は、図示は省略したが光源から投光した検査光を対物レンズを介して被検査物の表面に集光し、その反射光を他の対物レンズを介してフォトセンサで受光し、この受光量を予め設定してあるしきい値と比較することにより、表面の傷或いは表面上の異物等を検出するものである。そして、被検査物の表面に沿って投光部と受光部を移動するか、或いは被検査物を移動することにより、表面の広がりに対処している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の表面検査装置では、被検査物が、例えばエンジンシリンダ，ブレーキシリンダ，コンプレッサシリンダ，その他各種の作動シリンダの如き円筒状をなすものの内周面である場合、その内周表面に投光部，受光部を臨ませることが難しく、測定が困難となるという問題点があった。
また、被検査物の表面が平面である場合でも、一度に検査できる領域が狭いので、検査領域を少しずつずらしながら、検査装置或いは被検査物を、何度も往復移動させなければならず、作業性が悪いという問題があった。
従って本発明の目的は、被検査物が円筒状をなす場合、その内周面も容易に検査でき、被検査物の表面が平面である場合には、検査装置或いは被検査物の往復移動回数を減らして作業性を向上できるようにした表面検査装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の表面検査装置は、光源から被検査物の表面へ検査光を投光する投光ファイバー及び前記検査光の前記被検査物からの反射光を受光する受光ファイバーを有し、前記受光ファイバーが受光する反射光の光量を検出してこの検出量の大きさを比較判断することにより被検査物の表面の傷或いは前記表面上の異物等を検出する表面検査装置において、
前記投光ファイバー及び前記受光ファイバーは、互いに結束されてファイバー保持筒内に挿入保持されており、
電動モータによって回転する中空筒形の出力軸が設けられ、この出力軸内に前記ファイバー保持筒が挿入されており、
前記出力軸の先端部に光路支持筒が装着されて、この光路支持筒が前記ファイバー保持筒の前方に配置されて、前記ファイバー保持筒の軸心をほぼ中心にして回転するように構成されており、
この光路支持筒内に、前記投光ファイバーから出射される検査光を集光させつつ、その進路を変えて前記被検査物表面に略垂直に照射させると共に、前記反射光を同じく集束させつつ、その進路を変えて前記受光ファイバーに戻す集光手段及び光路変更手段が設置されると共に、前記光路支持筒に前記投光ファイバーから出射される検査光及び被検査物からの反射光を通過させる透過孔が設けられていることを特徴とする。
【０００５】
本発明の表面検査装置によれば、投光ファイバーから出射された検査光が、集光手段及び光路変更手段を介して集束されつつ、光路を変えて被検査物の表面にほぼ垂直に照射され、被検査物の表面で反射された光が、上記と同じ集光手段及び光路変更手段を通して集束されつつ、光路を変えて前記受光ファイバーに戻される。したがって、この反射光の光量をフォトセンサ等で検出し、予め入力されたしきい値等と比較判断することにより、被検査物の表面上の傷や異物を検出することができる。
【０００６】
この場合、投光ファイバー及び受光ファイバーが互いに結束されてファイバー保持筒内に挿入保持されており、このファイバー保持筒の前方に集光手段及び光路変更手段が取付けられているので、被検査物が円筒状をなし、その内周面を検査する場合でも、それらの先端部を円筒状をなす被検査物内に挿入することが可能となる。
【０００７】
また、電動モータによって出力軸を介して光路支持筒を回転させると、検査光を照射するポイント、すなわち検査領域を光路変更手段の回転に伴って移動させることができ、表面検査装置と被検査物とがある特定の相対位置にあるときに検査できる領域を広げることができる。
【０００８】
本発明の好ましい態様の一つによれば、前記光路変更手段は反射鏡又はプリズムであり、前記集光手段は凸レンズで構成される。この場合には、反射鏡又はプリズムの配置や組み合わせにより、目的とする被検査物に応じて光路を比較的自由に変更することができる。
【０００９】
また、本発明の別の好ましいた態様によれば、前記光路変更手段及び前記集光手段は、凹面鏡で構成される。この場合には、１つの凹面鏡で、光路変更と集光とを同時に行わせることができるので、部品点数を減らすことができる。
【００１０】
更に、本発明の好ましい態様によれば、前記光路変更手段は、前記ファイバー保持筒の軸心に対して直角方向に光路を変更するものからなる。
これによれば、例えば円筒状をなす被検査物の内周面を検査する場合、光路変更手段を一周させることにより、内周面を所定の幅で環状に検査することができるので、検査装置又は被検査物を軸方向に少しずつ移動させながら上記操作を繰り返すことにより、内周面全体を作業性よく検査することができる。
【００１１】
更にまた、本発明の別の好ましい態様によれば、前記光路変更手段は、前記ファイバー保持筒の軸心に対して偏心した位置に光路を変更するものからなる。
これによれば、例えば被検査物の表面が平面をなす場合、光路変更手段を一周させることにより、円形の軌跡を描くように平面上を検査することができ、検査装置又は被検査物を少しずつ移動させながら上記操作を繰り返すことにより、上記円形の直径幅で被検査物表面を検査することができるので、検査装置又は被検査物の往復移動回数を減らして、作業性を向上させることができる。
また、本発明においては、表面検査装置は、被検査物の内部表面を検査するものであり、被検査物の筒軸方向に相対的に移動させる手段を有していることが好ましい。
更に、前記光路支持筒が前記出力軸の先端部にねじ込みによって取付けられていることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１〜３には本発明による表面検査装置の一実施例が示されている。図１は同表面検査装置を使用して、中空円筒形の被検査物の内部表面を検査する状態を示す要部切欠き平面図、図２は同表面検査装置のファイバー保持筒の端面図、図３は同表面検査装置で用いられる検出回路の一例を示すブロック図である。
【００１３】
光源部１２の光源２（図３参照）から被検査物１の内部表面１ａへ検査光を投光する１本の投光ファイバー３、及び上記検査光の上記被検査物１の内部表面１ａからの反射光を受光する２本の受光ファイバー４ａ，４ｂが、互いに結束されてファイバー保持筒５に内装されている。なお、投光ファイバー及び受光ファイバーは、それぞれ１本ずつであってもよく、あるいは複数本ずつであってもよいが、好ましくは１本の投光ファイバーの回りに複数本、より好ましくは偶数本の受光ファイバーが配置される。この実施例では、図２に示すように、ファイバー保持筒５の軸心５Ｃ付近に投光ファイバー３を配置し、この投光ファイバー３の回りに受光ファイバー４ａ，４ｂを隣接して配置している。光源２としては、発光ダイオード，レーザー，ランプなどが使用される。
【００１４】
ファイバー保持筒５は、電動モータ９の電機子軸９ａ（本発明の出力軸に相当）を中空筒形に形成して、電機子軸９ａの中空筒形内部に挿入され、電動モータ９のモータ枠９ｂがファイバー保持筒５の右端部を固定支持している。投光ファイバー３と受光ファイバー４ａ，４ｂの右端部は、電機子軸９ａから右外方へ突出している。また、電機子軸９ａは軸受９ｃによりモータ枠９ｂに軸支されている。
【００１５】
中空筒形の電気子軸９ａの先端部には、光路支持筒８が例えばねじ込み等の手段によって取付けられている。光路支持筒８内には、検査光を被検査物１の内部表面１ａへ集光すると共に、反射光を受光ファイバー４ａ，４ｂへ集光する集光手段ＬＣの一例である凸レンズ６と、検査光Ａと反射光Ｂをファイバー保持筒５の軸心５Ｃに対して大略直角状に光路を変更する光路変更手段ＬＡの一例である反射鏡７が設置されている。
【００１６】
すなわち、凸レンズ６はレンズ受け６ａにより、反射鏡７は反射鏡取付腕７ａにより、光路支持筒８の内部にそれぞれ支持されている。この場合、例えば周知の調整ねじ機構を用いてレンズ受け６ａと反射鏡取付腕７ａを移動することにより、凸レンズ６と反射鏡７の光路支持筒８への上記支持位置や支持角度を、自在に調整できるようにすることもできる。また、光路支持筒８の先端部は端板８ａで塞がれ、光路支持筒８の周壁の１ヶ所に透過孔８ｂが開いている。
【００１７】
投光ファイバー３から投光された検査光は、凸レンズ６により集光されて反射鏡７に到り、ここで直角に光路を変更されて上記透過孔８ｂを通過し、被検査物１の内部表面１ａの特定の検査範囲Ｒに投光される。そして、この検査範囲Ｒで反射した光は再び透過孔８ｂを通って反射鏡７に到達し、反射鏡７で反射されて上記と逆に光路を戻り、凸レンズ６により集光されて図中点線で示すように受光ファイバー４ａ，４ｂに受光される。
【００１８】
そして、この実施例の場合、電動モータ９が作動してその電機子軸９ａが回転することにより、電機子軸９ａの先端部に取付けられた光路支持筒８が回転し、検査範囲Ｒの位置が被検査物１の内部表面１ａの周方向に沿って移動し、光路支持筒８が一回転すると、被検査物１の内部表面１ａの内部表面で環状に検査が終了する。したがって、この実施例では、上記電動モータ９及びその電機子軸９ａが、光路変更手段の回転手段ＲＭを構成している。
【００１９】
なお、回転手段ＲＭとしては、上記以外にも、プーリやギヤ等の連動機構を用いたものなど、各種の手段が採用可能である。例えば電動モータを使用する場合であっても、その電機子軸は図１のように中空筒形とせずに適宜な変速伝導機構の出力軸を中空筒形に形成して、この出力軸にファイバー保持筒５を挿入し、光路支持筒８を出力軸に結合する構成としてもよい。また、回転手段ＲＭは、光路変更手段であるＬＡのみを回転させる構造にすることもできる。
【００２０】
受光ファイバー４ａ，４ｂの右端部は、長いフレキシブルチューブ１０内に挿通されて検査演算部１１に接続されている。検査演算部１１では、予め設定してあるしきい値に対し受光ファイバー４ａ，４ｂの受光量が比較されて表面の傷や異物等が検出され、必要な表示、印字等が出力される。検査演算部１１では受光量は、アナログ電気信号又はディジタル電気信号として扱われる。
【００２１】
検査演算部１１と光源部１２の回路構成の一例を説明すると、図３に示すように、受光ファイバー４ａ，４ｂの右端部はフォトセンサ２４ａ，２４ｂに接続され、フォトセンサ２４ａ，２４ｂは増幅回路２５ａ，２５ｂに接続される。被検査物１の内部表面１ａが無傷で異物付着の無い清浄なものであるときの受光量を電圧値に換算し、この電圧値をしきい値として設定、入力するしきい値設定回路２６が、比較回路２７に接続されている。
【００２２】
比較回路２７は、増幅回路２５ａ，２５ｂからの出力をしきい値と比較して、表面の傷や異物等の有無を判断し、判断結果を処理回路２８に指示し、処理回路２８では、表面の傷或いは異物等に対する必要な表示、印字等を出力するものである。
【００２３】
被検査物１の内部表面１ａの全体を検査するには、表面検査装置を被検査物１の筒軸方向に相対的に移動させる必要がある。この方法としては、表面検査装置を固定しておいて、被検査物１を移動させる方法と、被検査物１を固定しておいて表面検査装置を移動させる方法のどちらを採用してもよい。この実施例では、被検査物１は静止のままとし、移動手段ＴＭにより表面検査装置を被検査物１の筒軸方向に移動するようになっている。
【００２４】
すなわち、移動手段ＴＭとしてリニヤモータ２８を用い、リニヤモータ２８の移動子２８ａを電動モータ９のモータ枠９ｂに取付け、リニヤモータ２８の固定子２８ｂに挿通された移動子２８ａを進退動作させることにより、表面検査装置を前後に移動させるようになっている。かかる機械的な移動手段ＴＭを使用すれば、被検査物１の内部表面１ａに対して軸心５Ｃが所定位置となるようにこの表面検査装置をセットすることにより、被検査物１の直視できない内部表面１ａの特定の検査範囲Ｒに正確に集光して投光できるため、検査能率は向上する。
【００２５】
次に上記図１の構成の表面検査装置の作用を説明する。被検査物１の内部表面１ａに平行にリニヤモータ２８の固定子２８ｂをセットし、リニヤモータ２８を駆動して被検査物１の内部に光路支持筒８を挿入する。被検査物１が円筒形であれば、被検査物１の軸心に光路支持筒８の光路中心８Ｃを一致させておく。
【００２６】
電動モータ９の電機子軸９ａを回転させると、被検査物１の内部表面１ａの全周に投光ファイバー３からの検査光が順次投光されて、内部表面１ａの全周から順次反射光が受光ファイバー４ａ，４ｂに受光される。
【００２７】
すなわち光源２からの検査光は、投光ファイバー３から図１の実線で示すように、凸レンズ６により若干集光されて反射鏡７に到り、ここで直角に光路が変更されて被検査物１の内部表面１ａの特定の検査範囲Ｒに集光して投光される。検査光はこの狭い範囲で反射光となって反射鏡７に到達し、凸レンズ６により集光されて左右側の受光ファイバー４ａ，４ｂに点線矢印のように受光される。
【００２８】
このように被検査物１の内部表面１ａの検査範囲Ｒから反射された反射光が、左右側の受光ファイバー４ａ，４ｂからフォトセンサ２４ａ，２４ｂに受光され、反射光量が電圧に変換されて増幅回路２５ａ，２５ｂで所定に増幅される。検査範囲Ｒに傷或いは異物の付着があると検査範囲Ｒからの反射光はこの傷等により散乱されてフォトセンサ２４ａ，２４ｂの受光量は、傷等の無いときの受光量よりも減少する。これにより、増幅回路２５ａ，２５ｂの出力電圧値は、傷等の無いときの電圧値、すなわち、しきい値よりも低い値となる。
【００２９】
比較回路２７は、増幅回路２５ａ，２５ｂからの出力電圧値の平均値をしきい値と比較して、表面の傷や異物等が存在すると判断し、この判断結果を処理回路２８に指示する。この指示を受けてＴＴＬ回路で構成されている処理回路２８では、モニタに内表面の傷或いは異物等に対する必要な表示や警報，表面検査装置の動作停止指令等を出力し、プリンタに前記必要な表示や警報等を印字出力することになる。
【００３０】
なお、図示は省略したが図３の回路に差動増幅回路と反転回路を付加設備して、例えば一の増幅回路２５ｂの出力を反転して差動増幅回路に入力し、他の増幅回路２５ａの出力を差動増幅回路に入力する構成とすることにより、比較回路２７での検出感度を向上することができる。また、光路変更手段ＬＡや集光手段ＬＣを適正なものとすることにより、受光ファイバーの受光効率が向上すれば、受光ファイバーは１本で足りる。
【００３１】
前述したように、被検査物１の内部表面１ａにのぞませた光路支持筒８を電動モータ９によりファイバー保持筒５の軸心５Ｃの周りに回転させると、被検査物１の内部表面１ａの全周に投光ファイバー３からの検査光が順次投光されて、内部表面の全周から順次反射光が受光ファイバーに受光され、被検査物１の内部表面１ａを環状に検査することができる。そして、リニヤモータ２８により光路支持筒８を被検査物１の筒軸方向に徐々に移動させながら、上記検出操作を繰り返すことにより、被検査物１の内周表面１ａの全体を検査することができる。
【００３２】
なお、この実施例では、回転手段ＲＭとして、電動モータ９を使用してその電機子軸９ａを中空筒形としてここにファイバー保持筒５を挿入し、光路支持筒８は電機子軸９ａに直結する構成としたので、ギヤ、プーリ、摩擦車等の連動機構が必要ないため、故障等の発生を少なくして耐久性を高めることができる。
【００３３】
次に図４で光路変更手段ＬＡとして、前記図１での反射鏡７に代えてプリズム３１を使用している第２の実施例を、要部切欠き平面図で示した。前記図１〜３の実施例と実質的に同一の構成部材については、同一符号を付してその構造説明は省略することにする。
【００３４】
プリズム３１は、光路支持筒８の軸心８ｃとの交角が４５度の反射面３１ａを有する直角二等辺三角形の断面を有し、プリズム取付腕３２により、光路支持筒８の内部に支持されている。なお、図示は省略したが、例えば周知の調整ねじ機構を用いてレンズ受け６ａやプリズム取付腕３２を移動することにより、凸レンズ６とプリズム３１の光路支持筒８への上記支持位置や支持角度を、自在に調整できるようにしている。
【００３５】
この実施例では、投光ファイバー３から出射された検査光が凸レンズ６により少し集光されてプリズム３１に入光し、プリズム３１の４５度の反射面３１ａで全反射して直角に光路が変更されて被検査物１の内部表面１ａの特定の検査範囲Ｒに集光して投光される。そして、その反射光が上記と逆の光路を通って受光ファイバー４ａ、４ｂに戻されるようになっている。このように、光路変更手段ＬＡとしては、プリズム３１を用いることもできる。
【００３６】
さらに図５には、光路変更手段ＬＡと集光手段ＬＣを、凹面鏡３３を使用することで部材の単一化を図った第３の実施例を、要部切欠き平面図で示した。前記図１〜３の実施例と実質的に同一の構成部材については、同一符号を付してその構造説明は省略することにする。
【００３７】
この実施例では、凹面鏡３３を、凹面鏡取付腕３３ａにより、光路支持筒８の内部に支持している。そして、投光ファイバー３から出射された検査光を凹面鏡３３で直角方向に反射させると共に集光して、被検査物１の内部表面１ａの特定の検査範囲Ｒに集光して照射するようになっている。そして、検査範囲Ｒで反射した反射光は、再び凹面鏡で３３で反射され、受光ファイバー４ａ、４ｂに戻されるようになっている。なお、この実施例においても、図示は省略したが、例えば周知の調整ねじ機構を用いて凹面鏡取付腕３２ａを移動することにより、この凹面鏡３３の光路支持筒８への上記支持位置や支持角度を、自在に調整できるようにしている。
【００３８】
この実施例では、凹面鏡３３を使用することにより、光路変更手段ＬＡと集光手段ＬＣを単一の部材で構成することができるので、構造を簡略化することができる。
【００３９】
前記各実施例は、検査光が光路変更手段ＬＡと集光手段ＬＣを内装している光路支持筒８をファイバー保持筒５の軸心５Ｃの周りに旋回回転しながら、軸心５Ｃの外周外方に位置する内部表面１ａを検査する構造である。
これに対して図６に示す実施例は、光路支持筒４１の光路中心４１Ｃの前方に位置する平面状表面４２ａを、検査光が旋回回転しながら、能率良く検査できる表面検査装置を、要部切欠き平面図で示した。前記図１と同一の構成部材については、共に同一符号としてその構造説明を省略することにする。
【００４０】
この実施例では、光路支持筒４１の内部には、凸レンズ６と反射鏡７のほか、第２段の反射鏡４３が、反射鏡取付腕４３ａにより支持されている。そして、電機子軸９ａの先端部に、光路支持筒４１の光路中心４１Ｃをファイバー保持筒５の筒心５Ｃに一致させつつ、光路支持筒４１を例えばねじ込みにより電機子軸９ａに取付けている。図示は省略したが例えば周知の調整ねじ機構を用いてレンズ受け６ａと反射鏡取付腕７ａ，４３ａを移動することにより、凸レンズ６と反射鏡７，４３の光路支持筒４１への上記支持位置や支持角度を、自在に調整できるようにする。特に反射鏡７に対する第２段の反射鏡４３の位置( 間隔Ｌ) を変えることにより、軸心５Ｃに対する検査光の旋回回転径、すなわち検査範囲Ｒ２の位置を自在に変更できるようにしている。光路支持筒４１は、先端部を端板４１ａで塞ぎ、端板４１ａの１ヶ所に光透過孔４１ｂを開けている。
【００４１】
図６の実施例では電動モータ９の電機子軸９ａの回転に伴い、投光ファイバー３からの検査光は図７に例示するように平面状表面４２ａへ、軸心５Ｃから間隔Ｌの半径で旋回回転しながら、順次投光される。
【００４２】
すなわち光源２からの検査光は、投光ファイバー３から図６の実線で示すように凸レンズ６により若干集光されて第１段の反射鏡７に到り、ここで直角に光路が変更されて第２段の反射鏡４３に到達し、ここでさらに直角に光路が変更されて、ファイバー保持筒５の軸心から偏心した平行な光軸で、被検査物４２の平面状表面４２ａの特定の検査範囲Ｒ２に照射される。その反射光は、前記光路を逆にたどって、第２段の反射鏡４３から第１段の反射鏡７に到達し、凸レンズ６により集光されて左右側の受光ファイバー４ａ，４ｂに図中点線矢印のように受光される。
【００４３】
この実施例によれば、表面検査装置を被検査物４２の平面と平行に徐々に相対移動させることにより、図７の回転円の直径に相当する幅で検査を行うことができ、一回の移動による検査面積を広くすることができ、表面検査装置又は被検査物の往復移動回数を少なくして作業性を向上させることができる。
【００４４】
図８は、図６の実施例における第１段の反射鏡７及び第２段の反射鏡４３に代えて、互いに平行な端面４４ａ，４４ｂを持つ平面硝子板４４を使用した他の実施例を示す要部切欠き平面図である。平面硝子板４４は硝子板取付腕４４ｃにより光路支持筒４１に取付けられている。他の構成は、前記図６の実施例と同じなので、その説明を省略する。
【００４５】
この実施例も前記図６の実施例と同様に、検査光を平面硝子板４４の互いに平行な端面４４ａ，４４ｂで屈折させて、ファイバー保持筒５の軸心から間隔Ｌだけ偏心した平行な光軸で、被検査物４２の平面状表面４２ａの特定の検査範囲Ｒ２に照射することができる。
【００４６】
そして、電動モータ９の電機子軸９ａの回転に伴い、投光ファイバー３からの検査光は軸心５Ｃから間隔Ｌの半径で旋回回転しながら順次投光されるので、一回の移動による検査面積を広くすることができ、表面検査装置又は被検査物の往復移動回数を少なくして作業性を向上させることができる。
【００４７】
なお、図示は省略したが、平面硝子板４４に代えて菱形プリズムを使用してもよい。すなわち、光路支持筒４１の光路中心４１Ｃに対し、４５度の交角をもつこの菱形プリズムの２つの反射面でそれぞれ大略直角方向に光路を変更し、光路中心４１Ｃから間隔Ｌだけ偏芯した位置で特定の検査範囲Ｒ２に、集光して投光されるように構成してもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、被検査物の表面に臨ませた光路変更手段を回転手段によりファイバー保持筒の軸心を中心にして回転させることにより、検査光を照射するポイント、すなわち検査領域を光路変更手段の回転に伴って移動させることができ、表面検査装置と被検査物とがある特定の相対位置にあるときに検査できる領域を広げることができる。
【００４９】
また、本発明の好ましい態様において、光路変更手段がファイバー保持筒の軸心に対して直角方向に光路を変更するものからなる場合には、例えば円筒状をなす被検査物の内周面を検査する場合、光路変更手段を一周させることにより、内周面を所定の幅で環状に検査することができるので、検査装置又は被検査物を軸方向に少しずつ移動させながら上記操作を繰り返すことにより、内周面全体を作業性よく検査することができる。
【００５０】
更に、本発明の別の好ましい態様において、光路変更手段がファイバー保持筒の軸心に対して偏心した位置に光路を変更するものからなる場合には、例えば被検査物の表面が平面をなす場合、光路変更手段を一周させることにより、円形の軌跡を描くように平面上を検査することができ、検査装置又は被検査物を少しずつ移動させながら上記操作を繰り返すことにより、上記円形の直径幅で被検査物表面を検査することができるので、検査装置又は被検査物の往復移動回数を減らして、作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表面検査装置の第１の実施例による検査状態を示す要部切欠き平面図である。
【図２】図１の実施例におけるファイバー保持筒を示す端面図である。
【図３】図１の実施例における検出回路の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の表面検査装置の光路変更手段を変えた第２の実施例を示す要部切欠き平面図である。
【図５】本発明の表面検査装置の集光手段と光路変更手段を変えた第３の実施例を示す要部切欠き平面図である。
【図６】本発明の表面検査装置の第４の実施例を示す要部切欠き平面図である。
【図７】図６の実施例の検査光の軌跡を模式的に示した説明図である。
【図８】本発明の表面検査装置の第５の実施例を示す要部切欠き平面図である。
【符号の説明】
１…被検査物
１ａ…内部表面
２…光源
３…投光ファイバー
４ａ，４ｂ…受光ファイバー
５…ファイバー保持筒
５Ｃ…軸心
６…凸レンズ
７…反射鏡
３１…プリズム
３３…凹面鏡
ＬＣ…集光手段
ＬＡ…光路変更手段
ＲＭ…回転手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface inspection apparatus that optically detects mainly scratches on a surface of an object to be inspected or foreign matters on the surface.
[0002]
[Prior art]
For example, an optical surface inspection apparatus is generally used for automatically inspecting scratches on the surface of a processed object to be inspected or foreign matters on the surface. Such a surface inspection apparatus, although not shown, condenses inspection light projected from a light source on the surface of an object to be inspected via an objective lens, and receives the reflected light by a photosensor via another objective lens. The amount of received light is compared with a preset threshold value to detect surface scratches or foreign matter on the surface. Then, the spread of the surface is dealt with by moving the light projecting portion and the light receiving portion along the surface of the inspection object or by moving the inspection object.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional surface inspection apparatus, when the object to be inspected is an inner peripheral surface of a cylindrical shape such as an engine cylinder, a brake cylinder, a compressor cylinder, and other various operating cylinders, the object is cast on the inner peripheral surface. There is a problem that it is difficult to face the light part and the light receiving part, making measurement difficult.
In addition, even if the surface of the object to be inspected is flat, the area that can be inspected at a time is narrow, so the inspection device or the object to be inspected must be reciprocated many times while shifting the inspection area little by little, There was a problem that workability was bad.
Accordingly, the object of the present invention is to easily inspect the inner peripheral surface of the inspection object when it is cylindrical, and when the surface of the inspection object is a flat surface, the number of reciprocating movements of the inspection apparatus or the inspection object It is an object of the present invention to provide a surface inspection apparatus that can improve workability by reducing the number of steps.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the surface inspection apparatus of the present invention, the light receiving Fiber for receiving light reflected from said object to be inspected in projection fibers and the inspection light for projecting an inspection light to the surface of the object from the light source the a, the light receiving fiber by detecting the amount of reflected light received by the detection amount of the size detecting surface inspecting apparatus foreign matter on wounds or the surface of the surface of the object to be inspected by comparing determines In
The throwing optical fiber and the receiving optical fiber are bundled together and inserted and held in a fiber holding cylinder,
A hollow cylindrical output shaft that is rotated by an electric motor is provided, and the fiber holding cylinder is inserted into the output shaft.
An optical path support cylinder is attached to the tip of the output shaft, and the optical path support cylinder is disposed in front of the fiber holding cylinder and is configured to rotate about the axis of the fiber holding cylinder. And
In this optical path support tube, while converging the inspection light emitted from the projecting optical fiber, the path is changed to irradiate the surface of the inspected object substantially perpendicularly, and the reflected light is similarly focused while Condensing means and an optical path changing means for changing the course and returning to the receiving optical fiber are installed, and a transmission hole through which the inspection light emitted from the projecting optical fiber and the reflected light from the object to be inspected is passed through the optical path support tube. It is provided .
[0005]
According to the surface inspection apparatus of the present invention, the inspection light emitted from the projecting optical fiber is focused through the condensing unit and the optical path changing unit, and the surface of the inspection object is irradiated almost perpendicularly while changing the optical path. The light reflected by the surface of the object to be inspected is converged through the same condensing means and optical path changing means as described above, and returned to the receiving optical fiber while changing the optical path. Therefore, it is possible to detect scratches and foreign matter on the surface of the object to be inspected by detecting the amount of the reflected light with a photo sensor or the like and comparing with a previously input threshold value or the like.
[0006]
In this case, the projecting optical fiber and the receiving optical fiber are bundled together and inserted and held in the fiber holding cylinder, and the light collecting means and the optical path changing means are attached in front of the fiber holding cylinder, so that the object to be inspected is a cylinder. Even when the inner peripheral surface is inspected, it is possible to insert the tip portion into a cylindrical inspection object.
[0007]
Further, when the optical path support tube is rotated via the output shaft by the electric motor, the point for irradiating the inspection light, that is, the inspection area can be moved in accordance with the rotation of the optical path changing means. The area that can be inspected when a certain relative position is present can be widened.
[0008]
According to one of the preferred embodiments of the present invention, the optical path changing means is a reflecting mirror or a prism, and the light collecting means is a convex lens. In this case, the optical path can be changed relatively freely according to the target object to be inspected by the arrangement and combination of the reflecting mirrors or prisms.
[0009]
According to another preferred aspect of the present invention, the optical path changing means and the light condensing means are constituted by concave mirrors. In this case, since the optical path change and the condensing can be performed simultaneously with one concave mirror, the number of parts can be reduced.
[0010]
Furthermore, according to a preferred aspect of the present invention, the optical path changing means changes the optical path in a direction perpendicular to the axis of the fiber holding cylinder.
According to this, for example, when inspecting the inner peripheral surface of a cylindrical inspection object, the inner peripheral surface can be inspected annularly with a predetermined width by making the optical path changing means go around. Alternatively, the entire inner peripheral surface can be inspected with good workability by repeating the above operation while moving the inspection object little by little in the axial direction.
[0011]
Furthermore, according to another preferable aspect of the present invention, the optical path changing means changes the optical path to a position eccentric with respect to the axis of the fiber holding cylinder.
According to this, for example, when the surface of the object to be inspected forms a flat surface, the optical path changing means makes a round to inspect the surface so as to draw a circular trajectory. By repeating the above operation while moving each one, it is possible to inspect the surface of the inspection object with the circular diameter width, thereby reducing the number of reciprocating movements of the inspection apparatus or the inspection object and improving workability. it can.
Further, in the present invention, the surface inspection apparatus inspects the inner surface of the inspection object, and preferably has means for relatively moving the inspection object in the cylinder axis direction.
Furthermore, it is preferable that the optical path support cylinder is attached to the tip end portion of the output shaft by screwing.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 3 show an embodiment of a surface inspection apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a cutaway plan view of a main part showing a state in which an inner surface of a hollow cylindrical inspection object is inspected using the surface inspection apparatus, and FIG. 2 is an end view of a fiber holding cylinder of the surface inspection apparatus. FIG. 3 is a block diagram showing an example of a detection circuit used in the surface inspection apparatus.
[0013]
A light projecting optical fiber 3 for projecting inspection light from the light source 2 (see FIG. 3) of the light source unit 12 to the inner surface 1a of the inspection object 1, and the inspection light from the inner surface 1a of the inspection object 1 Two receiving optical fibers 4 a and 4 b that receive the reflected light are bundled together and housed in the fiber holding cylinder 5. Each of the projecting optical fibers and the receiving optical fibers may be one or plural, but preferably a plurality of, more preferably an even number of receiving optical fibers around one projecting optical fiber. An optical fiber is placed. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the projecting optical fiber 3 is disposed in the vicinity of the axial center 5 </ b> C of the fiber holding cylinder 5, and the receiving optical fibers 4 a and 4 b are disposed adjacent to the projecting optical fiber 3. As the light source 2, a light emitting diode, a laser, a lamp, or the like is used.
[0014]
The fiber holding cylinder 5 is formed by forming an armature shaft 9a (corresponding to an output shaft of the present invention) of the electric motor 9 into a hollow cylinder shape, and is inserted into the hollow cylinder shape of the armature shaft 9a. The frame 9b fixedly supports the right end portion of the fiber holding cylinder 5. The right ends of the projecting optical fiber 3 and the receiving optical fibers 4a and 4b protrude outward from the armature shaft 9a. The armature shaft 9a is pivotally supported on the motor frame 9b by a bearing 9c.
[0015]
An optical path support cylinder 8 is attached to the tip of the hollow cylindrical element shaft 9a by means such as screwing. In the optical path support cylinder 8, a convex lens 6 which is an example of a condensing means LC for condensing the inspection light onto the inner surface 1a of the inspection object 1 and condensing the reflected light onto the receiving optical fibers 4a and 4b, and the inspection A reflecting mirror 7 is provided as an example of an optical path changing means LA that changes the optical path of the light A and the reflected light B approximately at right angles to the axis 5C of the fiber holding cylinder 5.
[0016]
That is, the convex lens 6 is supported inside the optical path support tube 8 by the lens receiver 6a, and the reflecting mirror 7 is supported by the reflecting mirror mounting arm 7a. In this case, for example, by moving the lens receiver 6a and the reflector mounting arm 7a using a known adjusting screw mechanism, the support position and the support angle of the convex lens 6 and the reflector 7 with respect to the optical path support tube 8 can be freely set. It can also be adjusted. Further, the distal end portion of the optical path support cylinder 8 is closed with an end plate 8 a, and a transmission hole 8 b is opened at one place on the peripheral wall of the optical path support cylinder 8.
[0017]
The inspection light projected from the projecting optical fiber 3 is collected by the convex lens 6 and reaches the reflecting mirror 7, where the optical path is changed at right angles and passes through the transmission hole 8 b, and the inner surface of the object 1 to be inspected. The light is projected to a specific inspection range R of 1a. Then, the light reflected in the inspection range R reaches the reflecting mirror 7 again through the transmission hole 8b, is reflected by the reflecting mirror 7, returns on the optical path opposite to the above, is condensed by the convex lens 6, and is dotted in the figure. As shown in FIG. 4, the light is received by the receiving optical fibers 4a and 4b.
[0018]
In this embodiment, when the electric motor 9 operates and the armature shaft 9a rotates, the optical path support cylinder 8 attached to the tip of the armature shaft 9a rotates, and the position of the inspection range R Is moved along the circumferential direction of the inner surface 1a of the inspection object 1 and the optical path support tube 8 is rotated once, the inspection is ended in an annular shape on the inner surface of the inner surface 1a of the inspection object 1. Therefore, in this embodiment, the electric motor 9 and its armature shaft 9a constitute the rotating means RM of the optical path changing means.
[0019]
In addition to the above, various means such as those using an interlocking mechanism such as a pulley or a gear can be adopted as the rotating means RM. For example, even when an electric motor is used, the armature shaft is not formed into a hollow cylindrical shape as shown in FIG. 1, but an output shaft of an appropriate transmission mechanism is formed into a hollow cylindrical shape, and a fiber is connected to the output shaft. The holding cylinder 5 may be inserted, and the optical path support cylinder 8 may be coupled to the output shaft. Further, the rotating means RM can be structured to rotate only LA that is the optical path changing means.
[0020]
The right ends of the receiving optical fibers 4 a and 4 b are inserted into the long flexible tube 10 and connected to the inspection calculation unit 11. The inspection calculation unit 11 compares the amount of light received by the receiving optical fibers 4a and 4b with a preset threshold value, detects surface scratches, foreign matter, and the like, and outputs necessary display, printing, and the like. In the inspection calculation unit 11, the received light amount is handled as an analog electric signal or a digital electric signal.
[0021]
An example of the circuit configuration of the inspection calculation unit 11 and the light source unit 12 will be described. As shown in FIG. 3, the right ends of the receiving optical fibers 4a and 4b are connected to photosensors 24a and 24b, and the photosensors 24a and 24b are amplification circuits. 25a and 25b. A threshold value setting circuit 26 that converts the amount of received light when the inner surface 1a of the inspection object 1 is clean and has no foreign matter attached to it into a voltage value, and sets and inputs this voltage value as a threshold value. Are connected to the comparison circuit 27.
[0022]
The comparison circuit 27 compares the outputs from the amplification circuits 25a and 25b with threshold values to determine the presence or absence of scratches or foreign matter on the surface, and instructs the processing circuit 28 on the determination result. Necessary display, printing, etc. for a scratch or a foreign object are output.
[0023]
In order to inspect the entire inner surface 1 a of the inspection object 1, it is necessary to relatively move the surface inspection apparatus in the cylinder axis direction of the inspection object 1. As this method, either a method of moving the inspection object 1 while fixing the surface inspection apparatus or a method of moving the surface inspection apparatus while fixing the inspection object 1 may be adopted. . In this embodiment, the inspection object 1 remains stationary, and the surface inspection apparatus is moved in the cylinder axis direction of the inspection object 1 by the moving means TM.
[0024]
That is, by using the linear motor 28 as the moving means TM, the moving element 28a of the linear motor 28 is attached to the motor frame 9b of the electric motor 9, and the moving element 28a inserted through the stator 28b of the linear motor 28 is moved forward and backward to perform surface inspection. The device is moved back and forth. If this mechanical moving means TM is used, the surface inspection device cannot be directly viewed by setting the surface inspection device so that the axis 5C is in a predetermined position with respect to the inner surface 1a of the object 1 to be inspected. Since the light can be accurately condensed and projected on the specific inspection range R of the inner surface 1a, the inspection efficiency is improved.
[0025]
Next, the operation of the surface inspection apparatus having the configuration shown in FIG. 1 will be described. The stator 28b of the linear motor 28 is set parallel to the inner surface 1a of the inspection object 1, and the linear motor 28 is driven to insert the optical path support cylinder 8 into the inspection object 1. If the object to be inspected 1 is cylindrical, the optical path center 8C of the optical path support cylinder 8 is aligned with the axis of the object 1 to be inspected.
[0026]
When the armature shaft 9a of the electric motor 9 is rotated, the inspection light from the projecting optical fiber 3 is sequentially projected on the entire circumference of the inner surface 1a of the object to be inspected, and the reflected light is sequentially transmitted from the entire circumference of the inner surface 1a. Light is received by the receiving optical fibers 4a and 4b.
[0027]
That is, the inspection light from the light source 2 is slightly condensed by the convex lens 6 and reaches the reflecting mirror 7 as shown by the solid line in FIG. 1, where the optical path is changed at right angles and the inspection object 1 is changed. The light is condensed and projected onto a specific inspection range R of the inner surface 1a. The inspection light becomes reflected light in this narrow range, reaches the reflecting mirror 7, is condensed by the convex lens 6, and is received by the left and right receiving optical fibers 4a and 4b as indicated by dotted arrows.
[0028]
Thus, the reflected light reflected from the inspection range R of the inner surface 1a of the object to be inspected 1 is received by the photosensors 24a and 24b from the right and left receiving optical fibers 4a and 4b, and the reflected light is converted into voltage and amplified. The signals are amplified by the circuits 25a and 25b. If there is a scratch or foreign matter attached to the inspection range R, the reflected light from the inspection range R is scattered by the scratch or the like, and the amount of light received by the photosensors 24a and 24b is smaller than the amount of light received when there is no scratch or the like. As a result, the output voltage values of the amplifier circuits 25a and 25b become a voltage value when there is no scratch or the like, that is, a value lower than the threshold value.
[0029]
The comparison circuit 27 compares the average value of the output voltage values from the amplifier circuits 25a and 25b with the threshold value, determines that there are surface scratches, foreign matter, and the like, and instructs the processing circuit 28 of the determination result. In response to this instruction, the processing circuit 28 constituted by a TTL circuit outputs necessary indications and alarms for internal surface scratches or foreign matters to the monitor, an instruction to stop the operation of the surface inspection apparatus, and the like. Display, alarm, etc. will be printed out.
[0030]
Although not shown, a differential amplifier circuit and an inverting circuit are added to the circuit of FIG. 3, for example, the output of one amplifier circuit 25b is inverted and input to the differential amplifier circuit, and the other amplifier circuit 25a. The detection sensitivity of the comparison circuit 27 can be improved. Further, if the light receiving efficiency of the light receiving optical fiber is improved by making the optical path changing means LA and the light collecting means LC appropriate, only one light receiving optical fiber is sufficient.
[0031]
As described above, when the optical path support cylinder 8 placed on the inner surface 1a of the inspection object 1 is rotated around the axis 5C of the fiber holding cylinder 5 by the electric motor 9, the inner surface 1a of the inspection object 1 is obtained. The inspection light from the projecting optical fiber 3 is sequentially projected all around, the reflected light is sequentially received by the receiving optical fiber from the entire inner surface, and the inner surface 1a of the inspection object 1 can be inspected in an annular shape. . The entire inner peripheral surface 1a of the inspection object 1 can be inspected by repeating the above detection operation while gradually moving the optical path support cylinder 8 in the cylinder axis direction of the inspection object 1 by the linear motor 28. .
[0032]
In this embodiment, as the rotating means RM, the electric motor 9 is used as the rotating arm RM, the armature shaft 9a is formed into a hollow cylindrical shape, the fiber holding cylinder 5 is inserted therein, and the optical path support cylinder 8 is directly connected to the armature shaft 9a. Since such a structure is adopted, an interlocking mechanism such as a gear, a pulley, and a friction wheel is not necessary, so that the occurrence of failure and the like can be reduced and the durability can be improved.
[0033]
Next, a second embodiment in which a prism 31 is used as the optical path changing means LA in FIG. 4 in place of the reflecting mirror 7 in FIG. The structural members that are substantially the same as those in the embodiment shown in FIGS.
[0034]
The prism 31 has a cross section of a right isosceles triangle having a reflection surface 31a having an angle of intersection with the axis 8c of the optical path support cylinder 8 of 45 degrees, and is supported inside the optical path support cylinder 8 by the prism mounting arm 32. Yes. Although not shown, for example, by moving the lens receiver 6a and the prism mounting arm 32 using a known adjusting screw mechanism, the support position and the support angle of the convex lens 6 and the prism 31 with respect to the optical path support tube 8 are set. It can be adjusted freely.
[0035]
In this embodiment, the inspection light emitted from the projecting optical fiber 3 is slightly condensed by the convex lens 6 and enters the prism 31, and is totally reflected by the 45 degree reflection surface 31a of the prism 31, and the optical path is changed at a right angle. Then, the light is condensed and projected onto a specific inspection range R on the inner surface 1a of the inspection object 1. The reflected light is returned to the receiving optical fibers 4a and 4b through an optical path opposite to the above. Thus, the prism 31 can also be used as the optical path changing means LA.
[0036]
Further, in FIG. 5, a third embodiment in which the optical path changing means LA and the condensing means LC are unified by using the concave mirror 33 is shown as a cutaway plan view of the main part. The structural members that are substantially the same as those in the embodiment shown in FIGS.
[0037]
In this embodiment, the concave mirror 33 is supported inside the optical path support cylinder 8 by the concave mirror mounting arm 33a. Then, the inspection light emitted from the projecting optical fiber 3 is reflected by the concave mirror 33 in a right angle direction and condensed, and then condensed and irradiated on a specific inspection range R on the inner surface 1a of the object 1 to be inspected. ing. Then, the reflected light reflected by the inspection range R is reflected again by the concave mirror 33 and returned to the receiving optical fibers 4a and 4b. Also in this embodiment, although not shown in the drawings, for example, by moving the concave mirror mounting arm 32a using a known adjusting screw mechanism, the support position and the support angle of the concave mirror 33 with respect to the optical path support cylinder 8 are set. It can be adjusted freely.
[0038]
In this embodiment, by using the concave mirror 33, the optical path changing means LA and the condensing means LC can be constituted by a single member, so that the structure can be simplified.
[0039]
In each of the above embodiments, the optical path support cylinder 8 in which the inspection light is internally provided with the optical path changing means LA and the condensing means LC is rotated around the axis 5C of the fiber holding cylinder 5 while rotating outside the outer periphery of the axis 5C. This is a structure for inspecting the inner surface 1a located on the side.
On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 6, the surface inspection apparatus capable of efficiently inspecting the planar surface 42a located in front of the optical path center 41C of the optical path support cylinder 41 while the inspection light swivels and rotates, is an essential part. It is shown in a cutaway plan view. Constituent members that are the same as those shown in FIG.
[0040]
In this embodiment, in addition to the convex lens 6 and the reflecting mirror 7, the second stage reflecting mirror 43 is supported by the reflecting mirror mounting arm 43a inside the optical path support tube 41. The optical path support cylinder 41 is attached to the armature shaft 9a by, for example, screwing in such a manner that the optical path center 41C of the optical path support cylinder 41 coincides with the cylinder core 5C of the fiber holding cylinder 5 at the tip of the armature shaft 9a. Although not shown, for example, by moving the lens receiver 6a and the reflector mounting arms 7a and 43a using a well-known adjusting screw mechanism, the support position of the convex lens 6 and the reflectors 7 and 43 to the optical path support tube 41 is The support angle can be adjusted freely. In particular, by changing the position (interval L) of the second-stage reflecting mirror 43 with respect to the reflecting mirror 7, the rotation diameter of the inspection light with respect to the axis 5C, that is, the position of the inspection range R2 can be freely changed. The optical path support tube 41 has its tip end closed with an end plate 41a, and has a light transmission hole 41b at one location on the end plate 41a.
[0041]
In the embodiment of FIG. 6, along with the rotation of the armature shaft 9a of the electric motor 9, the inspection light from the throwing optical fiber 3 turns to the planar surface 42a with a radius L from the axis 5C as illustrated in FIG. The light is sequentially emitted while rotating.
[0042]
In other words, the inspection light from the light source 2 is slightly condensed by the convex lens 6 from the projecting optical fiber 3 as shown by the solid line in FIG. 6, and reaches the first-stage reflecting mirror 7, where the optical path is changed at a right angle. A specific inspection of the planar surface 42a of the object 42 to be inspected with the parallel optical axis deviated from the axis of the fiber holding cylinder 5 by reaching the two-stage reflecting mirror 43 where the optical path is further changed at a right angle. The range R2 is irradiated. The reflected light travels in the reverse direction of the optical path, reaches the first-stage reflecting mirror 7 from the second-stage reflecting mirror 43, is condensed by the convex lens 6, and is received by the right and left receiving optical fibers 4 a and 4 b. Light is received as indicated by dotted arrows.
[0043]
According to this embodiment, by gradually moving the surface inspection apparatus in parallel with the plane of the inspection object 42, the inspection can be performed with a width corresponding to the diameter of the rotating circle in FIG. The inspection area by the movement can be widened, and the workability can be improved by reducing the number of reciprocating movements of the surface inspection apparatus or the inspection object.
[0044]
FIG. 8 shows another embodiment in which a flat glass plate 44 having end faces 44a and 44b parallel to each other is used in place of the first-stage reflecting mirror 7 and the second-stage reflecting mirror 43 in the embodiment of FIG. It is a principal part notch top view shown. The flat glass plate 44 is attached to the optical path support tube 41 by a glass plate attachment arm 44c. The other configuration is the same as that of the embodiment of FIG.
[0045]
Similarly to the embodiment of FIG. 6, this embodiment also refracts the inspection light at the parallel end surfaces 44 a and 44 b of the flat glass plate 44, and parallel light decentered from the axis of the fiber holding cylinder 5 by the distance L. The axis can irradiate a specific inspection range R2 of the planar surface 42a of the inspection object 42.
[0046]
Then, as the armature shaft 9a of the electric motor 9 rotates, the inspection light from the light projecting optical fiber 3 is sequentially projected while turning with a radius of an interval L from the axis 5C. And the workability can be improved by reducing the number of reciprocating movements of the surface inspection apparatus or the inspection object.
[0047]
Although not shown, a rhombus prism may be used instead of the flat glass plate 44. That is, the optical path is changed in a substantially perpendicular direction by the two reflecting surfaces of the rhomboid prism having an angle of 45 degrees with respect to the optical path center 41C of the optical path support cylinder 41, and is decentered by an interval L from the optical path center 41C. You may comprise so that it may concentrate and light-project in specific inspection range R2.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the optical path changing means facing the surface of the object to be inspected is rotated around the axis of the fiber holding cylinder by the rotating means, thereby irradiating the inspection light, that is, The inspection area can be moved with the rotation of the optical path changing means, and the area that can be inspected when the surface inspection apparatus and the inspection object are at a certain relative position can be widened.
[0049]
Also, in a preferred aspect of the present invention, when the optical path changing means changes the optical path in a direction perpendicular to the axis of the fiber holding cylinder, for example, the inner peripheral surface of a cylindrical object to be inspected is inspected. In this case, by rotating the optical path changing means once, the inner peripheral surface can be inspected in an annular shape with a predetermined width. Therefore, by repeating the above operation while moving the inspection device or the inspection object little by little in the axial direction. The entire inner peripheral surface can be inspected with good workability.
[0050]
Furthermore, in another preferable aspect of the present invention, when the optical path changing means changes the optical path to a position eccentric with respect to the axis of the fiber holding cylinder, for example, when the surface of the object to be inspected forms a flat surface. By rotating the optical path changing means once, it is possible to inspect the plane so as to draw a circular locus, and by repeating the above operation while moving the inspection device or the inspection object little by little, the circular diameter width Since the surface of the object to be inspected can be inspected, the number of reciprocating movements of the inspection apparatus or the object to be inspected can be reduced and workability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cutaway plan view of an essential part showing an inspection state according to a first embodiment of a surface inspection apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an end view showing a fiber holding cylinder in the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a detection circuit in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 4 is a cutaway plan view of an essential part showing a second embodiment in which the optical path changing means of the surface inspection apparatus of the present invention is changed.
FIG. 5 is a cutaway plan view of an essential part showing a third embodiment in which the light condensing means and the optical path changing means of the surface inspection apparatus of the present invention are changed.
FIG. 6 is a cutaway plan view of an essential part showing a fourth embodiment of the surface inspection apparatus of the present invention.
7 is an explanatory view schematically showing a locus of inspection light in the embodiment of FIG. 6;
FIG. 8 is a cutaway plan view of an essential part showing a fifth embodiment of the surface inspection apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Test object 1a ... Internal surface 2 ... Light source 3 ... Throwing optical fiber 4a, 4b ... Receiving optical fiber 5 ... Fiber holding cylinder 5C ... Axis 6 ... Convex lens 7 ... Reflective mirror 31 ... Prism 33 ... Concave mirror LC ... Condensing means LA ... Optical path changing means RM ... Rotating means

Claims

Has a light receiving Fiber for receiving light reflected from said object to be inspected in projection fibers and the inspection light for projecting an inspection light to the surface of the object to be inspected from the light source, the amount of reflected light that the light receiving fiber receives light In a surface inspection apparatus that detects a scratch on the surface of an object to be inspected or a foreign object on the surface by comparing and judging the magnitude of the detected amount,
The throwing optical fiber and the receiving optical fiber are bundled together and inserted and held in a fiber holding cylinder,
A hollow cylindrical output shaft that is rotated by an electric motor is provided, and the fiber holding cylinder is inserted into the output shaft.
An optical path support cylinder is attached to the tip of the output shaft, and the optical path support cylinder is disposed in front of the fiber holding cylinder and is configured to rotate about the axis of the fiber holding cylinder. And
In this optical path support tube, while converging the inspection light emitted from the projecting optical fiber, the path is changed to irradiate the surface of the inspected object substantially perpendicularly, and the reflected light is similarly focused while Condensing means and an optical path changing means for changing the course and returning to the receiving optical fiber are installed, and a transmission hole through which the inspection light emitted from the projecting optical fiber and the reflected light from the object to be inspected is passed through the optical path support tube. A surface inspection apparatus characterized by being provided .

The surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the optical path changing unit is a reflecting mirror or a prism, and the condensing unit is a convex lens.

The surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the optical path changing unit and the condensing unit are concave mirrors.

The surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the optical path changing unit changes the optical path in a direction perpendicular to the axis of the fiber holding cylinder.

The surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the optical path changing unit changes the optical path to a position eccentric with respect to an axis of the fiber holding cylinder.

The surface inspection apparatus is for inspecting an inner surface of an object to be inspected, and has means for relatively moving the object in the cylinder axis direction of the object to be inspected. Surface inspection device.

The surface inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the optical path support tube is attached to a distal end portion of the output shaft by screwing.