JPH04124608A - 管内検査鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、管内検査鏡に係り、特に、管の内壁面の状況
を、その軸に沿った展開映像として得ることができ、画
像処理を行うために用いて好適な管内検査鏡に関する。

［従来の技術］ この種の管内検査鏡に関する従来技術として、例えば、
コーンミラーとＣＣＤカメラとを組み合わせた画像セン
サが知られている。

この種の従来技術は、コーン状のミラーを使用した検査
鏡を、被検査物であるシリンダの内部に挿入し、コーン
ミラーによって得られる、そのコーンミラーのある位置
のシリンダ内面の画像を、円形画像として得ることので
きるものである。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来技術は、得られる映像が円形またはドーナツ型
の像となっており、このため、孔、管等の内面を連続し
て、モニタ装置で観測すること、あるいは、信号処理、
画像処理を連続的に行う自動検査装置に、得られた映像
信号を与えて処理を行わせることが困難であるという問
題点を有している。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、孔、
管等の内面を連続して目視観測することが容易で、かつ
、信号処理、画像処理を連続的に行う自動検査装置を用
いて、容易に、極めて高速に検査を行わせることのでき
る管内検査鏡を提供することにある。

［１１題を解決するための手段］ 本発明によれば前記目的は、管内鏡、イメージファイバ
ー等による映像焦点面に、リング状に形成した端面を有
するイメージ転換ファイバーのリング状端面を配置し、
この転換ファイバーの途中の１カ所を割り開き、他端を
直線上に固定し、この直線状端面を結像レンズを介して
、あるいは、直接リニアＣＣＤ受光面に対向させるよう
にすることにより達成される。

口作　用］ 管内鏡、イメージファイバー等による円形焦点面には、
被検査物である孔、管等の内壁面の円型映像が得られる
。この映像の中の一定半径のリング状映像がイメージ転
換ファイバーのリング状端面に入力され他端に導かれる
。

イメージ転換ファイバーは、その途中で１カ所が割り開
かれ、多端が直線状に形成されているので、リング状端
面から入力された被検査物の内面３６０度の映像は、直
線状の映像としてリニアＣＣＤに入力されることになる
。

この結果、本発明による管内検査鏡を被検査物である孔
、管等の内部をその軸方向に移動させると、孔、管等を
１カ所から軸方向に割って開いた平面内壁の状態を、こ
の平面と同一に対応する平面映像として得ることができ
る。

［実施例コ 以下、本発明による画像処理用検査鏡の一実施例を図面
により詳細に説明する６ 第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２図は本発
明の一実施例の具体的な構成を示す詳細図、第３図は得
られた画像の状態を示す図である。

第１図、第２図において、ｌはイメージ転換ファイバー
　２はリング状端面、３は直線状端面、４は結像レンズ
、５はリニアＣＣＤイメージセンサ、６は管内鏡、７は
照明用リフレクタ−８は照明用ライトガイド、９はセル
ホックロッドレンズ、１０はリレーレンズ、１１はフォ
ーカシング用センサ対、１２は自動送りテーブル、１３
は被検査物である。

本発明による管内検査鏡の実施例は、第１図に示すよう
に、被検査物の内部壁面像を円形画像として得るための
管内鏡６と、この画像の所定半径のリング状画像部分を
直線状画像に変換するイメージ転換ファイバーｌと、リ
ニアＣＣＤイメージセンサ５と、前記変換されたイメー
ジ転換ファイバーからの直線状画像を、リニアＣＣＤイ
メージセンサ上に結像させる結像レンズ４とを備えて構
成されている。そして、前記イメージ転換ファイバー１
は、円筒状に形成されたファイバー束の軸方向の途中か
ら、１カ所を割り開いて、一端がリング状端面２、他端
が直線状端面３となるように構成されている。

前述のように構成される本発明の一実施例において、イ
メージ転換ファイバー１のリング状端面２は、管内鏡６
により得られる被検査物の内部壁面の円形画像の結像面
に位置するように配置されるにの結果、前記円形画像の
、リング状端面２上に結像されたリング状画像が、イメ
ージ転換ファイバー１内を通って他端の直線状端面３に
達する。この、直線状端面３に達した画像は、リング状
画像を一点から開いて直線状に変換した画像、すなわち
、被検査物の内部壁面の軸方向のある位置における、内
周面３６０度の画像である。

この画像は、イメージ転換ファイバー１の直線状端面３
から打出され、結像レンズ４によりリニアＣＣＤイメー
ジセンサ５上にに結像され、リニアＣＣＤイメージセン
サ５のスキャン動作により、電気信号に変換され出力さ
れる。

本発明の一実施例による管内検査鏡は、前述のように動
作するので、管内検査鏡を、被検査物である孔、管等の
内部に挿入し、移動させながら、リニアＣＣＤイメージ
センサ５のスキャンを行うことにより、被検査物の内部
壁面の状態を、平面状の二次元画像として得ることがで
きる。

すなわち、このリニアＣＣＤイメージセンサ５から出力
された画像情報は、図示しないモニター上に平面状の画
像として表示され、目視による検査のために使用され、
また、図示しない自動検査装置に入力されて、信号演算
処理、画像処理を連続的に行うために使用される。

なお、前述した本発明の実施例は、イメージ転換ファイ
バー１の直線状端面３と、リニアＣＣＤイメージセンサ
５との間に結像レンズ４を介在させているが、本発明は
、結像レンズ４を用いずに、イメージ転換ファイバー１
の直線状端面３とリニアＣＣＤイメージセンサ５とを直
接結合するようにすることもできる。

前述では、本発明の管内検査鏡の一実施例の概略を説明
したが、次に、第２図を参照してその詳細を説明する。

第２図において、管内鏡６は、セルホックロッドレンズ
９とリレーレンズ１０とを備え、その外周部に照明用ラ
イトガイド８を備えると共に、その先端部に照明用リフ
レクタ−７が取付けられている。照明用リフレクタ−７
は、照明用ライトガイド８を通って送られる光束を反射
させ、被検査物１３の内周面を照明する。

セルホックロッドレンズ９は、焦点調節機構を持ち、照
明用リフレクタ−７と管内鏡６の先端部との間の被検査
物１３の内周面画像を、リレーレンズ１０を介して、イ
メージ転換ファイバー１のリング状端面２の位置に結像
させる。

イメージ転換ファイバー１のリング状端面２には、フォ
ーカシング用センサ対１１が備えられており、このセン
サ出力を用いて、セルホックロッドレンズ９の焦点調節
を自動的に行うことができる。これにより、被検査物１
３の内壁径の変動により生じる分解能の低下を防止し、
かつ、映像倍率の調整を行うことが可能である。

なお、一般に、セル、ホックロッドレンズ９により得ら
れる円形画像は、被検査物１３が直管の場合でも、画像
中心部が外周部より極端にその倍率が低下し、歪んでい
る。このため、前述したセルホックロッドレンズ９の焦
点調節を自動的に行うことにより、フォーカシング係数
により、得られた画像内の欠陥サイズに対する重み付け
を行う演算が可能となる。

セルホックロッドレンズ９、リレーレンズ４による管内
鏡６の結像面に位置しているイメージ転換ファイバー１
のリング状端面に入射されるリング状画像は、例えば、
第２図にＡとして示す位置の被検査物１３の内周面画像
であり、この画像は、第１図により説明したように、リ
ニアＣＣＤイメージセンサ５に伝達される。

前述した本発明による管内検査鏡は、パルス制御等によ
り精密に制御される自動送りテーブル１２に載せられ、
被検査物１３の内部に送られ、リニアＣＣＤイメージセ
ンサ５を、管内検査鏡の送り動作と同時にスキャンする
ことにより、被検査物１３の内面状況を示す画像情報を
リニアＣＣＤイメージセンサ５から出力させることがで
きる。

第３図に、前述した本発明の管内検査鏡により得られた
画像の例が示されており、内壁面の欠陥等を平面上の位
置に表示することができる。

この例は、横軸のＸアドレスが、被検査物１３の内面円
周方向に対応し、縦軸のＹアドレスが被検査物の軸方向
に対応している。

次に、前述した本発明の実施例による管内検査鏡を用い
て、実際に検査を行った結果について説明する。

いま、被検査物が、内壁径φ４０ｍｍ、奥行１８０ｍｍ
の管であるとし、リニアＣＣＤイメージセンサが５００
０ビクセル、読み出しクロックが１２ＭＨｚであるとす
る。

この場合、内周長は、４ｏπ＝１２５６６５μｍであり
、これを５０００ビクセルのＣＣＤで受けるので、その
分解能は、ｌ　２５６６５÷５０００＝２５．１μｍと
なる。

また、ＣＣＤの１スキヤン当たり、３０ｐｍのピッチで
送りテーブルをパルス制御するものとするこの場合、全
奥行の検査におけるスキャン回数は１８０ｍｍ〒０．０
３ｍｍ＝６０００となり、また、１スキヤンに要する時
間が、５０００ビクセルのＣＣＤを１２Ｍ）Ｉｚでスキ
ャンした場合、０．４２１３３ｍ５となるので、全体を
スキャンするために要する時間は、６０００Ｘ０．４２
１３３＝２゜５３秒となる。

すなわち、本発明の一実施例による管内検査鏡を用いて
、孔、管等の被検査物の内壁面等の欠陥検査を行う場合
、基本分解能は、２５μｍであり、検査に要する時間は
、２．５秒であった。

前述した本発明の一実施例は、本発明による管内検査鏡
を用いて、孔、管等の被検査物の内壁面等の欠陥検査を
行うものとして説明したが、本発明の管内検査鏡は、例
えば、管の入口から管内面の特定位置までの距離を精密
に測定するために使用することもできる。

第４図は前述のような測定のための被測定物である管を
示す図である。

本発明の管内検査鏡は、第４図に示すような管の入口か
ら管内面の特定位置までの距離Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを計測す
るために使用することができる。

この場合、管内検査鏡の自動送りを、送り用のテーブル
のボールネジをパルスモータに直結して制御し、ＣＣＤ
の画像信号を積分してＡ／Ｄ変換を行った後、ディジタ
ルプロセッサによる処理を行うことにより、前記距離Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄを精密に導くことができる。

前述した本発明の実施例によれば、被検査物である孔、
管等の内壁３６０度の状況を平面に展開した、歪の極め
て少ない画像情報として得ることができ、モニターによ
る目視検査、信号処理装置による検査を、極めて容易に
、高精度で、かつ、高速に行うことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、被検査物である孔
、管等の内面を連続して目視観測することが容易で、か
つ、信号処理、画像処理を連続的に行う自動検査装置を
用いて、容易に、極めて高速に高精度の検査を行わせる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２図は本発
明の一実施例の具体的な構成を示す詳細図、第３図は得
られた画像の状態を示す図、第４図は距離測定のための
被測定物である管を示す図である。 １・・・・・・イメージ転換ファイバー、２・・・・・
・リング状端面、３・・・・・・直線状端面、４・・・
・・・結像レンズ、５・・・・・・リニアＣＣＤイメー
ジセンサ、６・・・・・・管内鏡、７・・・・・・照明
用リフレクタ−８・・・・・・照明用ライトガイド、９
・・・・・・セルホックロッドレンズ、１０・・・・・
・リレーレンズ、１１・・・・・・フォーカシング用セ
ンサ対、１２・・・・・・自動送りテーブル、１３・・
・・・・被検査物。 第３図 第１図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管内鏡を備え、管状の被検査物の内面の検査に用い
   る管内検査鏡において、リング状端面と直線状端面とを
   有するイメージ転換ファイバー及びリニアＣＣＤイメー
   ジセンサを備え、前記管内鏡による結像面の円形映像内
   の所定半径のリング状画像を、直線状画像として前記リ
   ニアＣＣＤイメージセンサより出力することを特徴とす
   る管内検査鏡。 ２、前記イメージ転換ファイバーは、円筒状に形成され
   たファイバー束の軸方向の途中から、１ヵ所を割り開い
   て、一端がリング状端面、他端が直線状端面となるよう
   に構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の管内検査鏡。 ３、前記転換ファイバーの前記リング状端面が、前記管
   内鏡の結像面に位置し、前記直線状端面が、直接あるい
   は結像レンズを介して前記リニアＣＣＤイメージセンサ
   と対向して位置していることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の管内検査鏡。