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図面 (9)

課題

被検査物円筒状をなす場合、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、一回の移動で検査できる領域を広くとることができる表面検査装置を提供する。

解決手段

被検査物1へ検査光投光する投光ファイバー3と被検査物1からの反射光受光する受光ファイバー4a,4bがファイバー保持筒5に内装され、受光ファイバー4a,4bが受光する反射光の検出量の大きさを判断して被検査物1の表面の傷,異物等を検出する表面検査装置であり、検査光と反射光をファイバー保持筒5の軸心5Cに対して、例えば直角に光路を変更する光路変更手段LAと、検査光を被検査物1へ集光し、かつ、反射光を受光ファイバー4a,4bへ集光する集光手段LCとを、ファイバー保持筒5の投光及び受光部の前方に設け、少なくとも光路変更手段LAを軸心5Cの周りに回転させる回転手段RMを設ける。

概要

背景

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、表面の広がり対処している。

概要

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、一回の移動で検査できる領域を広くとることができる表面検査装置を提供する。被検査物1へ検査光を投光する投光ファイバー3と被検査物1からの反射光を受光する受光ファイバー4a,4bがファイバー保持筒5に内装され、受光ファイバー4a,4bが受光する反射光の検出量の大きさを判断して被検査物1の表面の傷,異物等を検出する表面検査装置であり、検査光と反射光をファイバー保持筒5の軸心5Cに対して、例えば直角に光路を変更する光路変更手段LAと、検査光を被検査物1へ集光し、かつ、反射光を受光ファイバー4a,4bへ集光する集光手段LCとを、ファイバー保持筒5の投光及び受光部の前方に設け、少なくとも光路変更手段LAを軸心5Cの周りに回転させる回転手段RMを設ける。

目的

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。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

光源から被検査物の表面へ検査光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受光する受光ファイバーとを有し、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、前記受光ファイバーは、前記投光ファイバーの回りに複数本配置され、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、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、前記ファイバー保持筒の前方に配置され、少なくとも前記光路変更手段を、前記ファイバー保持筒の軸心をほぼ中心にして回転させる回転手段を備えており、前記回転手段は、電動モータによって回転する中空筒形出力軸と、この出力軸の先端部に装着され、少なくとも前記光路変更手段が装着された光路支持筒とを有し、前記出力軸内に前記ファイバー保持筒が挿入されていることを特徴とする表面検査装置。

請求項2

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あることを特徴とする請求項1記載の表面検査装置。

請求項3

前記光路変更手段及び前記集光手段は、凹面鏡であることを特徴とする請求項1記載の表面検査装置。

請求項4

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である請求項1〜3のいずれか1つに記載の表面検査装置。

請求項5

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である請求項1〜3のいずれか1つに記載の表面検査装置。

請求項6

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請求項1〜5のいずれか1つに記載の表面検査装置。

請求項7

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請求項1〜6のいずれか1つに記載の表面検査装置。

技術分野

0001

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。

背景技術

0002

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、表面の広がり対処している。

発明が解決しようとする課題

0003

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。

0004

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。

0005

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。

課題を解決するための手段

0006

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とを有し、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、
前記受光ファイバーは、前記投光ファイバーの回りに複数本配置され、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、
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、前記ファイバー保持筒の前方に配置され、
少なくとも前記光路変更手段を、前記ファイバー保持筒の軸心をほぼ中心にして回転させる回転手段を備えており、
前記回転手段は、電動モータによって回転する中空筒形出力軸と、この出力軸の先端部に装着され、少なくとも前記光路変更手段が装着された光路支持筒とを有し、
前記出力軸内に前記ファイバー保持筒が挿入されていることを特徴とする。

0007

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。

0008

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。

0009

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、それに伴って光路変更手段が回転するので、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。

0010

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。

0011

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。

0012

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。

0013

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。

0014

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。

0015

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。

0016

更にまた、本発明の別の好ましい態様によれば、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ものからなる。

0017

更にまた、本発明の別の好ましい態様によれば、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ものからなる。

発明の効果

0018

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。

0019

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。

0020

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。

発明を実施するための最良の形態

0021

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。

0022

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、複数本ずつであってもよく、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。

0023

ファイバー保持筒5は、電動モータ9の電機子軸9a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。

0024

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。

0025

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。

0026

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。

0027

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。

0028

なお、回転手段RMとしては、上記以外にも、プーリ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。

0029

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。

0030

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。

0031

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。

0032

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。

0033

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。

0034

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。

0035

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。

0036

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。

0037

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。

0038

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。

0039

なお、図示は省略したが図3の回路に差動増幅回路反転回路付加設備して、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。

0040

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。

0041

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。

0042

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。

0043

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。

0044

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。

0045

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。

0046

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。

0047

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。

0048

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。

0049

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。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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。

0055

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。

0056

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。

0057

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。

図面の簡単な説明

0058

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。
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。
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。
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。
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

0059

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

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