JPH1144651A - 中空部材の内面検査装置 - Google Patents
中空部材の内面検査装置Info
- Publication number
- JPH1144651A JPH1144651A JP21557997A JP21557997A JPH1144651A JP H1144651 A JPH1144651 A JP H1144651A JP 21557997 A JP21557997 A JP 21557997A JP 21557997 A JP21557997 A JP 21557997A JP H1144651 A JPH1144651 A JP H1144651A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow member
- image
- conical
- angle
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、中空部材の内面全面の凹凸を非接
触で識別することを目的としている。 【解決手段】 円筒状内周面を有する中空部材の中心軸
上に配置される、投光用レーザー発射ヘッド、該ヘッド
からレーザービームを入射伝搬し一様な円錐型のビーム
を発生するガラスロッドレンズ、および該円錐型ビーム
を円盤型ビームに変換する円錐状ミラーからなる投光手
段と、該投光手段の中心軸上方に配置され前記中空部材
の内周面に当たった投光手段からの円盤型ビームの反射
ビームを捉える撮像手段と、前記投光手段または前記中
空部材のいずれかまたは両方を軸方向に相対移動させる
送り手段と、前記撮像手段に結像した前記反射ビームの
結像状態から、前記中空部材の内面を検査する画像判別
手段と、を有する中空部材の内面検査装置。
触で識別することを目的としている。 【解決手段】 円筒状内周面を有する中空部材の中心軸
上に配置される、投光用レーザー発射ヘッド、該ヘッド
からレーザービームを入射伝搬し一様な円錐型のビーム
を発生するガラスロッドレンズ、および該円錐型ビーム
を円盤型ビームに変換する円錐状ミラーからなる投光手
段と、該投光手段の中心軸上方に配置され前記中空部材
の内周面に当たった投光手段からの円盤型ビームの反射
ビームを捉える撮像手段と、前記投光手段または前記中
空部材のいずれかまたは両方を軸方向に相対移動させる
送り手段と、前記撮像手段に結像した前記反射ビームの
結像状態から、前記中空部材の内面を検査する画像判別
手段と、を有する中空部材の内面検査装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンシリンダ
ー等の中空部材内面全面をレーザー光等により検査する
検査装置に関する。
ー等の中空部材内面全面をレーザー光等により検査する
検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンシリンダー内面等の中空部材内
面に欠陥が存在するか否かを検査する場合、精度を向上
するためレーザー光等を用いるが、従来は図６に示す如
く、スポット光を３６０°回転させる回転駆動系とシリ
ンダー軸方向に移動させる直進駆動系が必要であった。
面に欠陥が存在するか否かを検査する場合、精度を向上
するためレーザー光等を用いるが、従来は図６に示す如
く、スポット光を３６０°回転させる回転駆動系とシリ
ンダー軸方向に移動させる直進駆動系が必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に於て
は、回転駆動系は回転精度を向上したり、回転速度を向
上して検査時間を向上させるのが困難であるという問題
点があった。
は、回転駆動系は回転精度を向上したり、回転速度を向
上して検査時間を向上させるのが困難であるという問題
点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決することを目的とし、円筒状内周面を有する中空部材
の中心軸上に配置される、投光用レーザー発射ヘッド、
該ヘッドからレーザービームを入射伝搬し一様な円錐型
のビームを発生するガラスロッドレンズ、および該円錐
型ビームを円盤型ビームに変換する円錐状ミラーからな
る投光手段と、該投光手段の中心軸上方に配置され前記
中空部材の内周面に当たった投光手段からの円盤型ビー
ムの反射ビームを捉える撮像手段と、前記投光手段また
は前記中空部材のいずれかまたは両方を軸方向に相対移
動させる送り手段と、前記撮像手段に結像した前記反射
ビームの結像状態から、前記中空部材の内面を検査する
画像判別手段と、を有する中空部材の内面検査装置によ
り、その目的が達成される。
決することを目的とし、円筒状内周面を有する中空部材
の中心軸上に配置される、投光用レーザー発射ヘッド、
該ヘッドからレーザービームを入射伝搬し一様な円錐型
のビームを発生するガラスロッドレンズ、および該円錐
型ビームを円盤型ビームに変換する円錐状ミラーからな
る投光手段と、該投光手段の中心軸上方に配置され前記
中空部材の内周面に当たった投光手段からの円盤型ビー
ムの反射ビームを捉える撮像手段と、前記投光手段また
は前記中空部材のいずれかまたは両方を軸方向に相対移
動させる送り手段と、前記撮像手段に結像した前記反射
ビームの結像状態から、前記中空部材の内面を検査する
画像判別手段と、を有する中空部材の内面検査装置によ
り、その目的が達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１乃至図
５に示した実施例に基いて詳細に説明する。１は逆円錐
状ミラーで、その軸下方にガラスロッドレンズ２と半導
体レーザーなどの投光用レーザー発射ヘッド３とをケー
ス９内に一体的に配設するとともに、円盤型光拡散を行
う投光手段４をエンジンシリンダー等の中空部材５内に
配設してある。６はその軸方向上方に配設した撮像手段
としてのＣＣＤカメラで、前記投光手段４のケース９と
一体に取り付けられている。ＣＣＤカメラ６は投光手段
４と別体であっても構わない。７はＣＣＤカメラ６に結
像した結像状態から中空部材５の内面を検査する画像判
別装置、８はモニターである。投光手段４または中空部
材５は、図示しない送り手段により相対的に移動され
る。前記ガラスロッドレンズ２は、例えば光ファイバー
などからなり、ヘッド３からレーザービームを入射伝搬
し円錐型のビームを出射する。光ファイバーとしては、
特に、屈折率階段型の光ファイバーを用いる。図２に示
すように、切断角θｆの光ファイバー端面にコリメート
された平行光Ｂｉを角度θで入射させると光ファイバー
の内部では、数１で表わされる角度θｎを保ってビーム
が伝搬し、出射光Ｂｏは角度θoutを保って出射する。
５に示した実施例に基いて詳細に説明する。１は逆円錐
状ミラーで、その軸下方にガラスロッドレンズ２と半導
体レーザーなどの投光用レーザー発射ヘッド３とをケー
ス９内に一体的に配設するとともに、円盤型光拡散を行
う投光手段４をエンジンシリンダー等の中空部材５内に
配設してある。６はその軸方向上方に配設した撮像手段
としてのＣＣＤカメラで、前記投光手段４のケース９と
一体に取り付けられている。ＣＣＤカメラ６は投光手段
４と別体であっても構わない。７はＣＣＤカメラ６に結
像した結像状態から中空部材５の内面を検査する画像判
別装置、８はモニターである。投光手段４または中空部
材５は、図示しない送り手段により相対的に移動され
る。前記ガラスロッドレンズ２は、例えば光ファイバー
などからなり、ヘッド３からレーザービームを入射伝搬
し円錐型のビームを出射する。光ファイバーとしては、
特に、屈折率階段型の光ファイバーを用いる。図２に示
すように、切断角θｆの光ファイバー端面にコリメート
された平行光Ｂｉを角度θで入射させると光ファイバー
の内部では、数１で表わされる角度θｎを保ってビーム
が伝搬し、出射光Ｂｏは角度θoutを保って出射する。
【数１】 Ｎｒはファイバコアの屈折率である。角度θoutは数２
のようになる。
のようになる。
【数２】 上記の記述は、子午面光線についてであるが、円形のフ
ァイバーの場合は子午面光線のほかにもらせん状光線が
励振されるので、出射光は円い円錐状の放射となる。次
に、出射光（円錐型ビーム）Ｂｏを円盤型ビームＢｄに
変換する際の出射光Ｂｏの角度θoutと円錐状ミラー１
の角度θｐとの関係は、数３で表わされる。
ァイバーの場合は子午面光線のほかにもらせん状光線が
励振されるので、出射光は円い円錐状の放射となる。次
に、出射光（円錐型ビーム）Ｂｏを円盤型ビームＢｄに
変換する際の出射光Ｂｏの角度θoutと円錐状ミラー１
の角度θｐとの関係は、数３で表わされる。
【数３】 数２、数３から、
【数４】 となり、数４を満足する角度θｆ，θｐを選ぶと、垂直
入射により水平ビームが自動的に得られる。
入射により水平ビームが自動的に得られる。
【０００６】次に作用について説明する。まず、レーザ
ー発射ヘッド３から波長６８０ｎｍの半導体レーザー光
が発射され、切断角θｆ＝４５度、屈折率Ｎｒ＝１.４
５７のガラスロッドレンズ（光ファイバー）２にコリメ
ートされた平行光Ｂｉが入射する。光ファイバー２内で
は角度θｎ＝１５.９７度を保ってビームが伝搬し、角
度θout＝２３.６３度の円錐型ビームＢｏが他端から出
射される。次いで、円錐型ビームＢｏは、角度θｐ＝５
６.８度を有する円錐状ミラー１に照射されると、円盤
型ビームＢｄに変換され、中空部材５の内周面５ａに照
射される。さらに、円盤型ビームＢｄはそこで反射さ
れ、ＣＣＤカメラ６に入射する。その際、エンジンシリ
ンダー等の中空部材５内壁は工具で加工され通常０.１
〜１.０μｍ程度の粗さを有している。使用するレーザ
ー光の波長を６８０ｎｍ程度とすると、波長オーダーの
粗さをもった金属面に光を照射する時、その反射パター
ンは幾何光学で定められた軌跡はとらず図４のような拡
散反射パターンとなる。その反射光は全ゆる方向に向っ
ており、従ってＣＣＤカメラ６を通過する成分が必ず存
在する。この反射光をＣＣＤカメラ６のレンズの焦点で
決まる所定の位置で結像する。この像をＣＣＤ素子で電
気信号に変換し、モニター８上に図４の如く像を映し出
すとともに、画像判別装置７内の結像状態により中空部
材５の内周面を検査する。広角レンズを用いたＣＣＤカ
メラ６はその視野（焦点のあっている範囲）として図５
の円環状部分１０となる。その中心にはリング状のレー
ザー光があり、その拡散反射光成分が視野中で結像され
サークル状の細線となる。中心部分の投光系の像は円錐
ミラー等円盤光を作る為の光学系及びその保持系のもの
である。上記投光手段４を送り手段により中空部材５の
中心軸に沿って移動させ全内面を画像判別装置７にて検
査するとともにモニター８に映し、凹凸などの欠陥を識
別することができる。
ー発射ヘッド３から波長６８０ｎｍの半導体レーザー光
が発射され、切断角θｆ＝４５度、屈折率Ｎｒ＝１.４
５７のガラスロッドレンズ（光ファイバー）２にコリメ
ートされた平行光Ｂｉが入射する。光ファイバー２内で
は角度θｎ＝１５.９７度を保ってビームが伝搬し、角
度θout＝２３.６３度の円錐型ビームＢｏが他端から出
射される。次いで、円錐型ビームＢｏは、角度θｐ＝５
６.８度を有する円錐状ミラー１に照射されると、円盤
型ビームＢｄに変換され、中空部材５の内周面５ａに照
射される。さらに、円盤型ビームＢｄはそこで反射さ
れ、ＣＣＤカメラ６に入射する。その際、エンジンシリ
ンダー等の中空部材５内壁は工具で加工され通常０.１
〜１.０μｍ程度の粗さを有している。使用するレーザ
ー光の波長を６８０ｎｍ程度とすると、波長オーダーの
粗さをもった金属面に光を照射する時、その反射パター
ンは幾何光学で定められた軌跡はとらず図４のような拡
散反射パターンとなる。その反射光は全ゆる方向に向っ
ており、従ってＣＣＤカメラ６を通過する成分が必ず存
在する。この反射光をＣＣＤカメラ６のレンズの焦点で
決まる所定の位置で結像する。この像をＣＣＤ素子で電
気信号に変換し、モニター８上に図４の如く像を映し出
すとともに、画像判別装置７内の結像状態により中空部
材５の内周面を検査する。広角レンズを用いたＣＣＤカ
メラ６はその視野（焦点のあっている範囲）として図５
の円環状部分１０となる。その中心にはリング状のレー
ザー光があり、その拡散反射光成分が視野中で結像され
サークル状の細線となる。中心部分の投光系の像は円錐
ミラー等円盤光を作る為の光学系及びその保持系のもの
である。上記投光手段４を送り手段により中空部材５の
中心軸に沿って移動させ全内面を画像判別装置７にて検
査するとともにモニター８に映し、凹凸などの欠陥を識
別することができる。
【０００７】
【発明の効果】本発明の中空部材の内面検査装置による
と、円筒状内周面を有する中空部材の中心軸上に配置さ
れる、投光用レーザー発射ヘッド、該ヘッドからレーザ
ービームを入射伝搬し一様な円錐型のビームを発生する
ガラスロッドレンズ、および該円錐型ビームを円盤型ビ
ームに変換する円錐状ミラーからなる投光手段と、該投
光手段の中心軸上方に配置され前記中空部材の内周面に
当たった投光手段からの円盤型ビームの反射ビームを捉
える撮像手段と、前記投光手段または前記中空部材のい
ずれかまたは両方を軸方向に相対移動させる送り手段
と、前記撮像手段に結像した前記反射ビームの結像状態
から、前記中空部材の内面を検査する画像判別手段とを
備えてあるので、全面走査用の回転駆動系を省くことが
できる。
と、円筒状内周面を有する中空部材の中心軸上に配置さ
れる、投光用レーザー発射ヘッド、該ヘッドからレーザ
ービームを入射伝搬し一様な円錐型のビームを発生する
ガラスロッドレンズ、および該円錐型ビームを円盤型ビ
ームに変換する円錐状ミラーからなる投光手段と、該投
光手段の中心軸上方に配置され前記中空部材の内周面に
当たった投光手段からの円盤型ビームの反射ビームを捉
える撮像手段と、前記投光手段または前記中空部材のい
ずれかまたは両方を軸方向に相対移動させる送り手段
と、前記撮像手段に結像した前記反射ビームの結像状態
から、前記中空部材の内面を検査する画像判別手段とを
備えてあるので、全面走査用の回転駆動系を省くことが
できる。
【図１】本発明の一実施例光学系の外観斜視図である。
【図２】本発明の光学系内でのビームの進行状況を示す
模式図である。
模式図である。
【図３】本発明使用時の要部切断斜視図である。
【図４】本発明の作動説明正面図である。
【図５】図３のモニター画像図である。
【図６】従来装置の使用時要部切断正面図である。
１ 逆円錐状ミラー ２ ガラスロッドレンズ ３ 半導体レーザー ４ 投光手段 ５ 中空部材 ６ ＣＣＤカメラ ７ 画像判別装置 ８ モニター
フロントページの続き (72)発明者 藤本 靖一 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 唯根 勉 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 (72)発明者 森川 仁司 大阪府八尾市南植松町２丁目34番地 光洋 機械工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 円筒状内周面を有する中空部材の中心軸
上に配置される、投光用レーザー発射ヘッド、該ヘッド
からレーザービームを入射伝搬し一様な円錐型のビーム
を発生するガラスロッドレンズ、および該円錐型ビーム
を円盤型ビームに変換する円錐状ミラーからなる投光手
段と、該投光手段の中心軸上方に配置され前記中空部材
の内周面に当たった投光手段からの円盤型ビームの反射
ビームを捉える撮像手段と、 前記投光手段または前記中空部材のいずれかまたは両方
を軸方向に相対移動させる送り手段と、 前記撮像手段に結像した前記反射ビームの結像状態か
ら、前記中空部材の内面を検査する画像判別手段と、を
有する中空部材の内面検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21557997A JPH1144651A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 中空部材の内面検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21557997A JPH1144651A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 中空部材の内面検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1144651A true JPH1144651A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16674783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21557997A Pending JPH1144651A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 中空部材の内面検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1144651A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003230959A (ja) * | 2002-02-06 | 2003-08-19 | Toshiba Corp | 遠隔操作型溶接ロボットシステム |
| JP2009529665A (ja) * | 2006-03-09 | 2009-08-20 | テールズ | レーザ形状測定による識別方法 |
| KR101433015B1 (ko) * | 2012-11-26 | 2014-09-23 | 김정태 | 사방 영상 획득형 비회전 검사장치 |
| KR20170029962A (ko) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 한국기계연구원 | 촬상소자가 관 내부에 삽입되는 관 검사용 광학장치 |
| JPWO2016132457A1 (ja) * | 2015-02-17 | 2017-11-24 | 日本郵船株式会社 | シリンダライナの検査のためのシステム、方法、撮像装置の保持器具、およびシリンダライナ |
| JP2023084209A (ja) * | 2021-12-07 | 2023-06-19 | オンライン・ビジネス・ソリューション株式会社 | 円筒内面検査装置 |
| CN116908217A (zh) * | 2023-09-11 | 2023-10-20 | 中北大学 | 一种深孔测量与三维重建系统及其使用方法 |
-
1997
- 1997-07-25 JP JP21557997A patent/JPH1144651A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003230959A (ja) * | 2002-02-06 | 2003-08-19 | Toshiba Corp | 遠隔操作型溶接ロボットシステム |
| JP2009529665A (ja) * | 2006-03-09 | 2009-08-20 | テールズ | レーザ形状測定による識別方法 |
| JP2014016353A (ja) * | 2006-03-09 | 2014-01-30 | Thales | レーザ形状測定による識別方法 |
| KR101433015B1 (ko) * | 2012-11-26 | 2014-09-23 | 김정태 | 사방 영상 획득형 비회전 검사장치 |
| JPWO2016132457A1 (ja) * | 2015-02-17 | 2017-11-24 | 日本郵船株式会社 | シリンダライナの検査のためのシステム、方法、撮像装置の保持器具、およびシリンダライナ |
| CN107532880A (zh) * | 2015-02-17 | 2018-01-02 | 日本邮船股份有限公司 | 用于检查气缸衬套的系统、方法、摄像装置的保持器具及气缸衬套 |
| CN107532880B (zh) * | 2015-02-17 | 2020-03-06 | 日本邮船股份有限公司 | 用于检查气缸衬套的系统、方法、摄像装置的保持器具及气缸衬套 |
| KR20170029962A (ko) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 한국기계연구원 | 촬상소자가 관 내부에 삽입되는 관 검사용 광학장치 |
| JP2023084209A (ja) * | 2021-12-07 | 2023-06-19 | オンライン・ビジネス・ソリューション株式会社 | 円筒内面検査装置 |
| CN116908217A (zh) * | 2023-09-11 | 2023-10-20 | 中北大学 | 一种深孔测量与三维重建系统及其使用方法 |
| CN116908217B (zh) * | 2023-09-11 | 2023-11-17 | 中北大学 | 一种深孔测量与三维重建系统及其使用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0658214B2 (ja) | 光学繊維式継ぎ目探知装置 | |
| JPS5818653A (ja) | 記録装置 | |
| JPH1144651A (ja) | 中空部材の内面検査装置 | |
| JP3509088B2 (ja) | ３次元形状計測用光学装置 | |
| JPH0882753A (ja) | 内面画像撮込装置 | |
| US11802761B2 (en) | Perforated disk for selecting light for an optical imaging | |
| JP2830670B2 (ja) | 光走査装置 | |
| TW202011076A (zh) | 光學設備 | |
| US4800268A (en) | Method and apparatus for scanning a laser beam to examine the surface of semiconductor wafer | |
| JPH1144522A (ja) | 角度測定装置 | |
| JP6825234B2 (ja) | 計測装置、計測方法、加工装置、および被加工物の生産方法 | |
| US5680243A (en) | Optical scanner for finite conjugate applications | |
| JPS61296326A (ja) | 光学走査装置 | |
| JP3148355B2 (ja) | 照明装置 | |
| JP3049790B2 (ja) | 結像型軟ｘ線顕微鏡装置 | |
| JP2743861B2 (ja) | レーザスキャン装置 | |
| JP2801815B2 (ja) | レーザ走査顕微鏡における２次元スキャナ | |
| JPH0695016A (ja) | 光走査装置 | |
| JP2846031B2 (ja) | レーザー光走査装置 | |
| JP2003050209A (ja) | 欠陥検出光学系、これを用いる欠陥検査方法および欠陥検査装置 | |
| JPH08261734A (ja) | 形状測定装置 | |
| KR20240065493A (ko) | 형광 영상을 이용한 물체 검사 장치 | |
| JPH06160723A (ja) | 暗視野照明装置 | |
| JP2679990B2 (ja) | 半導体レーザ光学装置 | |
| JPH1114328A (ja) | 回転体の回転精度測定装置 |