JPH0783641A - 内面スキャナー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 筒状体の内部観察における解像度や視野範囲
を大きく設定することが可能な内面スキャナー装置を提
供する。 【構成】 複数の光ファイバの一端をリング状に配して
リングガイド端末部２ａとし、他端を表示部６に接続し
たバンドル本体２と、前記リングガイド端末部２ａに各
種パイプ等の筒状体１０の内面の像を入射させる円錐ミ
ラー１６と、この円錐ミラー１６の底部に配設された円
錐台形ミラー１７と、この円錐台形ミラー１７に光を反
射させて筒状体１０の内面に光を照射する照明用ファイ
バ１２とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種パイプ等の筒状体
の内面を観察することにより、筒状体の欠陥等を検査す
るための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリンダーや各種のパイプ等の筒
状体の内面は、所定の長さ以上になると、直接目視で観
察することは不可能である。したがって、筒状体の内面
にあるクラックや異物混入といった欠陥を検査するに
は、超音波探傷検査による外筒からの間接的な検査か、
内視鏡を挿入して画像で確認する方法が取られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、超音波探傷
検査は、検査対象となる筒状体に超音波発生装置等を取
り付ける必要があり、この超音波発生装置等の取り付け
作業は面倒であり、さらに、筒状体の検査対象部分に超
音波を反射させ、この反射波を解析することにより、筒
状体を検査するため、筒状体の検査対象部分を直接観察
することができない。また、内視鏡を用いた検査では、
筒状体の内面を直接観察することが可能であるが、筒状
体の内部を直進方向で観察するため、直視にあっても、
側視にあっても、筒状体の内面にある対象物に深度差が
生じる。すなわち、内視鏡に用いられる対物レンズの焦
点距離は一定であるため、対物レンズの焦点付近の対象
物を観察する場合と、対物レンズの焦点から離れた位置
にある対象物を観察する場合とでは、解像度が異なり、
視野範囲が限定されていた。

【０００４】本発明は前記課題を有効に解決するもの
で、筒状体の内部観察における解像度や視野範囲を大き
く設定することが可能な内面スキャナー装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、本発明の内面スキャナー装置は、パイプ等の筒状
体の内面を観察し、この観察結果を表示部に表示させる
内面スキャナー装置であって、複数の光ファイバの一端
をリング状に配してリングガイド端末部とし、他端を表
示部に接続したバンドル本体と、前記リングガイド端末
部に前記筒状体の内面の像を入射させる円錐ミラーと、
この円錐ミラーの底部に配された反射体と、この反射体
に光を反射させて筒状体の内面に光を照射する照明用フ
ァイバとを有することを解決手段とした。

【０００６】

【作用】本発明の内面スキャナー装置は、照明用ファイ
バを通る光が反射体を反射して筒状体の内面に照射され
る。この筒状体の内面の光を円錐ミラーに反射させてリ
ングガイド端末部からバンドル本体に入射させ、このバ
ンドル本体に光を通過させて表示部に表示させる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の内面スキャナー装置の第一実
施例について、図１ないし図２を参照しながら説明す
る。図１に示すように、符号１は内面スキャナー装置で
あり、この内面スキャナー装置１は、複数の光ファイバ
を束ねたバンドル本体２と、このバンドル本体２に接続
されたラインセンサ４と、このラインセンサ４に接続さ
れ、このラインセンサ４で得られた信号を画像処理する
画像処理部５と、この画像処理部５に接続され、この画
像処理部５で得られた結果を表示するＴＶモニター等の
表示部６と、前記バンドル本体２の他端とラインセンサ
４との間に配設され、バンドル本体２を通る光をライン
センサ４に集光するリレーレンズ７とを有する。

【０００８】また、バンドル本体２の周囲には、筒状体
１０の内面に光を照射する光源１１が配されている。こ
の光源１１は、図２に示す照明用ファイバ１２に接続さ
れている。この照明用ファイバ１２は、バンドル本体２
の外周面に沿って配設されている。このバンドル本体２
は、複数の光ファイバの一端をリング状に配設してリン
グガイド端末部２ａとし、複数の光ファイバの他端を直
線状に並設してテープ状バンドル端末部２ｂとされてい
る。

【０００９】このバンドル本体２は、リングガイド端末
部２ａの光ファイバの位置関係を保持した状態で、この
光ファイバをテープ状バンドル端末部２ｂに展開した構
成にされている。すなわち、リングガイド端末部２ａの
各光ファイバ１に入力した光情報が、隣接する各光ファ
イバ１の位置関係を保持した状態で、直線状にテープ状
バンドル端末部２ｂに展開される。これらリングガイド
端末部２ａとテープ状バンドル端末部２ｂとは、光学研
磨されて鏡面に形成されている。また、バンドル本体２
の光ファイバは、その本数が必要な解像度と許されるリ
ング径とによって決められる。また、バンドル本体２は
補強用チューブに覆われ、このバンドル本体２のテープ
状バンドル端末部２ｂはラインセンサ４にリレーレンズ
７を介して接続されている。

【００１０】また、バンドル本体２のリングガイド端末
部２ａと照明用ファイバ１２との端部より前方には、円
錐体１５が配設されている。これら円錐体１５とバンド
ル本体２との間には、円錐体１５で反射した光をバンド
ル本体２に入射させる対物レンズ２０が設けられてい
る。円錐体１５は、外周面が銀またはアルミニウム等を
蒸着して鏡面に形成され、この外周面が対物レンズ２０
側に向けて配されており、先端部に設けられた円錐ミラ
ー１６と、この円錐ミラー１６の底部に重ねられた円錐
台形ミラー１７（反射体）とから構成されている。

【００１１】これら円錐ミラー１６と円錐台形ミラー１
７とは、これらの中心軸が同一軸上に配され、この中心
軸と外周面とのなす角度が異なる構成にされている。こ
こでは、円錐ミラー１６と円錐台形ミラー１７とでは、
それぞれ前記角度を異なる角度に設定する。例えば、円
錐ミラー１０の角度θ１は４５度に設定し、円錐台形ミ
ラー１７の角度θ２は４５度より大きく設定した。この
ため、バンドル本体２から円錐ミラー１６で反射させて
筒状体１０の内面を直角に観察するとともに、この筒状
体１０の内面に照明用ファイバ１２からの光が斜めに照
射される。

【００１２】このような内面スキャナー装置１は、光源
１１から光を照明用ファイバ１２に通過させ、この照明
用バンドファイバ１２から光を円錐台形ミラー１７に反
射させて筒状体１０の内面に斜めに照射させる。この筒
状体１０の内面の光を円錐ミラー１７に反射させてバン
ドル本体２に通過させる。このときに、筒状体１０の内
面の光路とバンドル本体２を通る光路とがほぼ直角をな
して反射する。この反射光が、対物レンズ２０で集光さ
れ、バンドル本体２のリングガイド端末部２ａに入射す
る。

【００１３】この光が、バンドル本体２の各光ファイバ
を通り、バンドル本体２のテープ状バンドル端末部２ｂ
からリレーレンズ７を通過する。このバンドル本体２の
テープ状バンドル端末部２ｂは直線状に並設されている
ので、リングガイド端末部２ａから入射する光情報がテ
ープ状バンドル端末部２ｂで展開され、このテープ状バ
ンドル端末部２ｂを通る光がラインセンサ４にそれぞれ
入射して結像される。このラインセンサ４に入射した光
は画像処理部５で処理されて表示部６に表示される。

【００１４】次に、検査対象となる筒状体１０をこの筒
状体１０の軸方向に沿って所定距離移動させる。この移
動は、筒状体１０を治具に固定し、この治具をステッピ
ングモーター等の駆動部に接続して行う。また、移動を
行う都度に、ラインセンサ４から得られるライン情報を
コンピュータ上のメモリ等に蓄積する。こうして筒状体
１０を必要な範囲に移動した後、以上の動作で得られた
ラインの情報を表示部６の画面上に再現することによ
り、筒状体１０の内面を展開した形の緻密な画像が得ら
れる。

【００１５】このように複数の光ファイバを有するバン
ドル本体２に対して筒状体１０を所定距離移動させるこ
とで、バンドル本体２の画素数と移動ステップとで決定
される高い解像度の画像が一回のスキャンニング操作で
得られることになる。このため、内面スキャナー装置１
の解像度を向上させることができ、筒状体１０の検査精
度と検査スピードを向上させることができる。

【００１６】このような内面スキャナー装置１によれ
ば、複数の光ファイバが束ねられ、テープ状バンドル端
末部２ｂから表示部６に接続されたバンドル本体２と、
バンドル本体２のリングガイド端末部２ｂに筒状体１０
の内面の像を入射させる円錐ミラー１６と、この円錐ミ
ラー１６の底部に配設された円錐台形ミラー１７と、こ
の円錐台形ミラー１７に光を反射させて筒状体１０の内
面に光を照射する照明用ファイバ２とを有するので、こ
の照明用ファイバ１２を通る光が円錐台形ミラー１７に
反射されて筒状体１０の内面に照射される。この筒状体
１０の内面の像を円錐ミラー１７に反射させてバンドル
本体２に通過させ、このバンドル本体２を通る像を表示
部６で表示される。このため、筒状体１０の内面を表示
部６に表示させることができ、バンドル本体２を移動さ
せることにより、筒状体１０の内面をほぼ直角に検査で
きるので、筒状体１０の内面の対象物に深度差が生じる
のを防止でき、内面スキャナー装置１の解像度や視野範
囲が限定されず、広い範囲にわたって筒状体１０の内面
を検査できる。

【００１７】なお、前記実施例では、照明用ファイバ１
２をバンドル本体２の外周面に沿って配設したが、照明
用ファイバ１２をリング状に形成し、これをバンドル本
体２の外周面に配設してもよい。また、前記実施例で
は、反射体として、円錐台形ミラー１７を用いたが、本
願はこれに限定するものでなく、照明用ファイバ１２か
らの光を反射させて筒状体１０の内面に照射するもので
あればよく、例えば、プリズムであってもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内面スキ
ャナー装置によれば、複数の光ファイバの一端をリング
状に配してリングガイド端末部とし、他端を表示部に接
続したバンドル本体と、前記リングガイド端末部に前記
筒状体の内面の像を入射させる円錐ミラーと、この円錐
ミラー底部に配された反射体と、この反射体に光を反射
させて筒状体の内面に光を照射する照明用ファイバとを
有するので、この照明用ファイバを通る光が反射体に反
射されて筒状体の内面に照射される。この筒状体の内面
の像を円錐ミラーに反射させてバンドル本体に通過さ
せ、このバンドル本体を通る像を表示部で表示させる。
このため、バンドル本体付近の筒状体の内面を表示部に
表示させることができ、筒状体に対してバンドル本体を
相対的に移動させることにより、筒状体の内面を全体に
わたって検査できるので、筒状体の内面の対象物に深度
差が生じるのを防止でき、内面スキャナー装置の解像度
や視野範囲が限定されず、広い範囲にわたって筒状体の
内面を検査できるという効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の内面スキャナー装置の全体構成を示
す構成図である。

【図２】 図１の内面スキャナー装置の要部を示す構成
図である。

【符号の説明】 １…内面スキャナー装置、２…バンドル本体、２ａ…リ
ングガイド端末部、１６…円錐ミラー、１７…円錐台形
ミラー（反射体）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 社本 尚樹 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイプ等の筒状体の内面を観察し、この
   観察結果を表示部に表示させる内面スキャナー装置であ
   って、複数の光ファイバの一端をリング状に配してリン
   グガイド端末部とし、他端を表示部に接続したバンドル
   本体と、前記リングガイド端末部に前記筒状体の内面の
   像を入射させる円錐ミラーと、この円錐ミラーの底部に
   配された反射体と、この反射体に光を反射させて筒状体
   の内面に光を照射する照明用ファイバとを有することを
   特徴とする内面スキャナー装置。