KR20170029954A - 관 내부 검사용 광학장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명 관 내부 검사용 광학장치는, 관의 길이와 동일한 길이를 갖는 경통과, 경통 외측에 장착된 이중관체와, 경통과 이중관체 사이에 내장된 다수개의 광 파이버와, 광 파이버로 레이저를 발사하는 레이저 생성기와, 경통 및 이중관체 단부에 부착되고, 광 파이버로부터 조사되는 빛을 관의 내벽을 향해 확산하는 디퓨저와, 디퓨저 단부에 위치되고, 관의 내벽으로부터 반사된 빛을 집광하여 경통 내부로 조사하는 집광체를 포함하며, 미세한 굵기의 광파이버를 통해 관 내부에 광을 조사하게 되므로, 종래에 비하여 더 컴팩트한 사이즈의 검사장치를 제작할 수 있다.

Description

관 내부 검사용 광학장치{OPTICAL DEVICE FOR TUBE INSPECTION}
본 발명은 관 내부 검사용 광학장치에 관한 것으로, 더 작은 직경의 관 내부를 촬영할 수 있도록 종래에 비하여 크기가 컴팩트해지는 관 내부 검사용 광학장치에 관한 것이다.
관 형상의 피검사물은, 의료용 내시경과 같은 원리로, 관 형상의 피검사물을 해체, 분해, 절단하지 않고 외부에서 검사 장치가 피검사물 내부로 삽입되고, 삽입된 검사장치가 피검사물의 내부를 촬영하고, 촬영된 영상물을 해석함으로써 검사 된다.
구체적으로, 검사 장치의 선단부를 구멍에 삽입시켜 광을 조사하고 카메라를 통하여 영상을 획득함으로써 관 내벽에 잔류하는 이물질에 의한 오염 정도, 긁힘 그리고 도금 상태 등을 검사하게 된다. 이때, 검사 장치의 길이에 따라 검사할 수 있는 피검사물의 깊이가 결정된다.
그러나, 검사 장치가 관 내부에 삽입되기 위해서, 관의 내경보다 작은 직경을 가져야 한다. 그러므로, 종래 검사 장치의 직경보다 작은 내경을 갖는 관을 검사하기 위해서는, 종래 검사 장치에 비하여 크기가 컴팩트한 검사 장치의 개발이 필요하다.
대한민국 등록특허공보 제10-1317947호(2013.10.07.)
이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 더 작은 직경의 관 내부를 촬영할 수 있도록 종래에 비하여 크기가 컴팩트해지는 관 내부 검사용 광학장치를 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예의 관 내부 검사용 광학장치는, 관의 길이와 동일한 길이를 갖는 경통과, 경통 외측에 장착된 이중관체와, 경통과 이중관체 사이에 내장된 다수개의 광 파이버와, 광 파이버로 레이저를 발사하는 레이저 생성기와, 경통 및 이중관체 단부에 부착되고, 광 파이버로부터 조사되는 빛을 관의 내벽을 향해 확산하는 디퓨저와, 디퓨저 단부에 위치되고, 관의 내벽으로부터 반사된 빛을 집광하여 경통 내부로 조사하는 집광체를 포함한다.
또한, 디퓨저와 대칭을 이루도록 경통 단부에 촬상소자가 장착될 수 있다.
또한, 레이저 생성기가, 경통에 수직하도록 경통 측면에 장착될 수 있다.
또한, 집광체는, 꼭지가 경통 내부를 향하도록 디퓨저 하부에 콘 형태로 장착될 수 있다.
또한, 디퓨저 하부에 투명장착관이 장착되고, 투명장착관에 콘 형상의 집광체가 부착될 수 있다.
또한, 디퓨저 중심점으로부터 하단으로 연장되도록 축이 디퓨저에 장착되고, 축에 콘 형상의 집광체의 꼭지가 연결될 수 있다.
또한, 디퓨저는, 불투명 관체일 수 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예의 관 내부 검사용 광학장치는, 관의 깊이와 동일한 길이를 가지며, 단부에 관측홀이 형성된 경통과, 관측홀을 통해서 관 내측벽을 비추도록 경통 내부에 장착되고, 관 내측벽으로부터 반사된 빛을 경통 내부로 조사하는 집광체와, 관측홀 테두리에 부착된 발광체를 포함한다.
또한, 집광체는, 45도 기울기를 갖도록 기울어진 반사판일 수 있다.
또한, 관측홀은, 원형상으로 형성되고, 발광체는, 관측홀의 테두리에 장착될 수 있다.
또한, 발광체는, 다수개의 LED 소자일 수 있다.
위와 같은 본 발명에 따르면, 미세한 굵기의 광파이버 또는 미세한 크기의 LED를 통해 관 내부에 광을 조사하게 되므로, 종래에 비하여 더 컴팩트한 사이즈의 검사장치를 제작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 광 경로 구성이 간단해지고, 이에 따라, 제작이 간편해지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 관 내부 검사용 광학장치의 사시도,
도 2는 도 1의 관 내부 검사용 광학장치의 B-B 선의 단면도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예의 관 내부 검사용 광학장치의 사시도,
도 4는 도 2의 관 내부 검사용 광학장치의 C-C 선의 단면도,
도 5는 도 2의 관 내부 검사용 광학장치에 구비되는 발광체의 예시도이다.
이하 첨부된 도면을 참고로, 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예의 관 내부 검사용 광학장치는, 관(P)의 길이와 동일한 길이를 갖는 경통(100)과, 경통(100) 외측에 장착된 이중관체(200)와, 경통(100)과 이중관체(200) 사이에 내장된 다수개의 광 파이버(300)와, 광 파이버(300)로 레이저를 발사하는 레이저 생성기(400)와, 경통(100) 및 이중관체(200) 단부에 부착되고, 광 파이버(300)로부터 조사되는 빛을 관(P)의 내벽을 향해 확산하는 디퓨저(500)와, 디퓨저(500) 단부에 위치되고, 관(P)의 내벽으로부터 반사된 빛을 집광하여 경통(100) 내부로 조사하는 집광체(600)를 포함한다.
경통(100)은 플라스틱 또는 철로 제작되며, 외부 및 내부가 검은색으로 도색 된다. 경통(100) 외피에 다수개의 광 파이버(300)가 감겨지고, 광 파이버(300) 위에 이중관체(200)가 형성된다.
경통(100) 일측 단부에는, 촬상소자(700)가 장착된다. 촬상소자(700)는 경통(100) 단부에 부착된 박스형 외체 내부에 장착되며, 외체 또는 경통(100) 내부에는 다수개의 초점 또는 릴레이 렌즈가 구비된다.
레이저 생성기(400)는, 레드, 그린, 블루, 적외선 레이저를 생성할 수 있는 장치중 어느 하나가 사용된다. 레이저 생성기(400) 외에, LED가 사용될 수도 있다.
다수개의 광 파이버(300)가 다발을 이뤄 경통(100)에 수직하게 돌출된다. 레이저 생성기(400)는 광 파이버(300) 다발의 단부에 레이저를 조사할 수 있도록, 경통(100) 측면에 수직하게 장착된다.
경통(100)과 이중관체(200) 단부에 광 파이버(300)의 단부가 위치되고, 광 파이버(300) 단부를 통해 레이저 생성기(400)에서 생성된 광이 방출된다.
디퓨져는 경통(100)과 이중관체(200) 단부에 위치되고, 외부로 개구된 광 파이버(300)의 단부를 통해 방출되는 빛을 관(P) 내벽을 향해 확산시킨다. 디퓨져는 불투명 관체이다. 디퓨져에 이중관체(200) 단부가 삽입됨으로써, 광 파이버(300)의 단부가 디퓨져 내부에 위치될 수도 있고, 경통(100)에 디퓨져의 단부가 삽입됨으로써, 광 파이버(300)의 단부가 디퓨져 외부에 위치될 수도 있다.
디퓨져 하단에 집광체(600)가 위치된다. 제1 실시예에서 집광체(600)는 콘 형태로 제작되고, 꼭지가 경통(100) 내부를 향하도록 디퓨저(500) 하부에 장착된다.
디퓨저(500) 하부에 투명장착관(610)이 장착되고, 투명장착관(610)에 콘 형상의 집광체(600)가 부착될 수 있다. 이와 다르게, 디퓨저(500) 중심점으로부터 하단으로 연장되도록 축(620)이 디퓨저(500)에 장착되고, 축(620)에 콘 형상의 집광체(600)의 꼭지가 연결될 수도 있다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예는, 광 파이버(300)를 통해 광이 생성되는 레이저 생성기(400)와 관(P) 내벽을 연결하게 되므로, 광 경로 구성이 간편하다.
이로 인하여, 광생성기에서 생성된 광을 관(P) 내부로 조사하기 위한 송광 경로와 관(P) 내부에서 반사된 빛을 촬상소자(700)로 유도하는 수광 경로 설계가 용이해진다.
특히, 광파이버를 통해 송광 경로가 형성되므로, 송광 경로 설계를 위한 송광 렌즈 등의 구성이 불필요해진다. 특히, 종래에 비하여 컴팩트한 설계가 가능해 진다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예의 관 내부 검사용 광학장치는, 관(P)의 깊이와 동일한 길이를 가지며, 단부에 관측홀(110)이 형성된 경통(100)과, 관측홀(110)을 통해서 관(P) 내측벽을 비추도록 경통(100) 내부에 장착되고, 관(P) 내측벽으로부터 반사된 빛을 경통(100) 내부로 조사하는 집광체(600)와, 관측홀(110) 테두리에 부착된 발광체(800)를 포함한다.
경통(100)은 플라스틱 또는 철로 제작되며, 외부 및 내부가 검은색으로 도색 된다. 경통(100) 일측 단부에는, 촬상소자(700)가 장착된다. 촬상소자(700)는 경통(100) 단부에 부착된 박스형 외체 내부에 장착되며, 외체 또는 경통(100) 내부에는 다수개의 초점 또는 릴레이 렌즈가 구비된다.
관측홀(110)은, 원형상으로 경통(100) 단부에 형성된다. 경통(100) 내부에 위치되는 집광체(600)는, 45도 기울기를 갖도록 기울어진 반사판이다.
집광체(600)는, 유리, 철, 플라스틱 등이 사용되며, 반사율을 높이기 위해서 표면이 가공된다.
발광체(800)는, 관측홀(110)의 테두리에 장착된다. 제2 실시예에서, 발광체(800)는, 관측홀(110) 테두리에 다수개 장착된 LED소자이다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 제2 실시예는, 관(P) 내부를 조사하기 위한 광이 생성되는 광생성장치가 직접 관(P) 내부에 삽입되므로, 광을 관(P) 내부로 송광하기 위한 광경로 구성이 불필요하다. 그러므로, 종래에 비하여 설계 및 제작이 용이하다.
또한, 발광체(800)가 집광체(600)와 인접하게 위치되므로, 집광체(600)의 집광효율이 매우 높을 것으로 기대된다. 이에 따라, 상대적으로 광량이 적은 작은 크기의 LED가 발광체(800)로 사용되더라도, 매우 선명한 촬영 결과물을 얻을 수 있다.
송광 광경로가 불필요하고, 발광체(800)로 사용되는 LED의 크기가 매우 작으므로, 종래에 비하여 저 작은 크기의 관 검사 장치 제작이 가능해 진다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 광학장치를 이용한 관 내부 검사용 광학장치를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100: 경통 110: 관측홀
200: 이중관체 300: 광 파이버
400: 레이저 생성기 500: 디퓨저
600: 집광체 610: 투명장착관
620: 축 700: 촬상소자
800: 발광체 P: 관

Claims (11)

  1. 관의 길이와 동일한 길이를 갖는 경통;
    상기 경통 외측에 장착된 이중관체;
    상기 경통과 이중관체 사이에 내장된 다수개의 광 파이버;
    상기 광 파이버로 레이저를 발사하는 레이저 생성기;
    상기 경통 및 상기 이중관체 단부에 부착되고, 상기 광 파이버로부터 조사되는 빛을 상기 관의 내벽을 향해 확산하는 디퓨저;
    상기 디퓨저 단부에 위치되고, 상기 관의 내벽으로부터 반사된 빛을 집광하여 상기 경통 내부로 조사하는 집광체를 포함하는 관 내부 검사용 광학장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디퓨저와 대칭을 이루도록 상기 경통 단부에 촬상소자가 장착된 관 내부 검사용 광학장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 생성기가, 상기 경통에 수직하도록 상기 경통 측면에 장착된 관 내부 검사용 광학장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 집광체는, 꼭지가 상기 경통 내부를 향하도록 상기 디퓨저 하부에 콘 형태로 장착된 관 내부 검사용 광학장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 디퓨저 하부에 투명장착관이 장착되고, 상기 투명장착관에 상기 콘 형상의 집광체가 부착된 관 내부 검사용 광학장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 디퓨저 중심점으로부터 하단으로 연장되도록 축이 상기 디퓨저에 장착되고, 상기 축에 상기 콘 형상의 집광체의 꼭지가 연결된 관 내부 검사용 광학장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디퓨저는, 불투명 관체인 관 내부 검사용 광학장치.
  8. 관의 깊이와 동일한 길이를 가지며, 단부에 관측홀이 형성된 경통;
    상기 관측홀을 통해서 상기 관 내측벽을 비추도록 상기 경통 내부에 장착되고, 상기 관 내측벽으로부터 반사된 빛을 상기 경통 내부로 조사하는 집광체;
    상기 관측홀 테두리에 부착된 발광체를 포함하는 관 내부 검사용 광학장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 집광체는, 45도 기울기를 갖도록 기울어진 반사판인 관 내부 검사용 광학장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 관측홀은, 원형상으로 형성되고,
    상기 발광체는, 상기 관측홀의 테두리에 장착된 관 내부 검사용 광학장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 발광체는, 다수개의 LED 소자인 관 내부 검사용 광학장치.
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