JP4000890B2 - Inner surface observation method and inner surface observation apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒等の内面を観察する方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
筒等の内面を観察するための装置が特開平9−89788号公報、特開2001−281556号公報に開示されている。これらの従来装置では、コーンミラーに映される孔内面の鏡像をカメラで撮影している。これらの従来装置では、コーンミラーは、孔内面からの乱反射光を拾う。特開平9−89788号公報の装置では、孔内面上の欠陥からコーンミラーに向かう反射光量が正常面からコーンミラーに向かう反射光量よりも多く、正常面が暗く、欠陥部分が明るいという撮影画像が得られる。特開2001−281556号公報の装置では、正常面が明るく、欠陥部分が暗いという撮影画像が得られる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、乱反射光による撮影画像では、欠陥部分と正常部分とのコントラストが低く、良質の撮影画像を得ることができない。
【0004】
本発明は、欠陥部分と正常部分とのコントラストを高めた良質の撮影画像を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1乃至請求項4の発明は、内面観察装置を対象とし、請求項1及び2の発明では、観察対象の孔内面を撮影するためのカメラと、前記観察対象の孔内面に投射するための拡散光を発生させる発光面を有する面発光手段と、前記面発光手段から前記孔内面に投射された拡散光に関する前記孔内面からの正反射光を前記カメラへ案内する正反射光案内手段とを備えた内面観察装置を構成した。
【0006】
拡散光を発生させる発光面から孔内面に投射される光は、孔内面で正反射や乱反射の形で反射される。正反射光案内手段は、孔内面からの正反射光をカメラへ案内する。孔内面上の欠陥部分からの正反射光がカメラへ向かう割合は、孔内面上の正常部分からの正反射光がカメラに向かう割合に対して僅かであり、カメラが捉える正常部分と欠陥部分とのコントラストが高い。従って、良質の画像を得ることができる。
【0007】
また、請求項1及び2の発明では、前記発光面は、円周面形状とした。
円周面形状の発光面は、筒内面の観察に最適である。
とくに、請求項1の発明では、前記面発光手段は、光を前記発光面から拡散させる円筒体とし、前記発光面は、前記円筒体の外周面とした。
【0008】
このような面発光手段は簡便である。
とくに、請求項2の発明では、コーンミラーを含む前記正反射光案内手段を構成し、前記円周面形状の前記発光面の軸線上に前記コーンミラーと前記カメラとを配設し、前記コーンミラーの軸線と前記発光面の軸線とを一致させ、前記発光面から前記観察対象の孔内面に投射した拡散光に関する正反射光の少なくとも一部を前記コーンミラーによって前記カメラ側へ反射案内するようにした。
【0009】
面発光手段は、孔内面の全周に拡散光を投射し、コーンミラーは、孔内面の全周を映す。コーンミラーは、正反射光案内手段の構成部として好適である。
請求項3の発明では、請求項2において、前記コーンミラーの円錐面の底角は、45°以外の角度とした。
【0010】
底角が45°のコーンミラーは、正反射光案内手段の構成部として不適当である。
請求項4の発明は、面発光手段は、光を透過する円筒体に形成されているとした。
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の内面観察装置を用いて孔内面を観察する内面観察方法であって、面発光によって発生させた拡散光を観察対象の孔内面に投射し、前記孔内面で正反射した前記拡散光の正反射光をカメラで捉えて撮影するようにした。
【0011】
孔内面で正反射した拡散光の正反射光をカメラで捉えて撮影する方法は、正常部分と欠陥部分とのコントラストを高める。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態を図1〜図8に基づいて説明する。
【0013】
図1(a)に示すように、台10上にはCCDカメラ11が設置されており、CCDカメラ11の前方には支持ブロック12が設置されている。支持ブロック12には光源13及び面発光装置14が直列状態で支持されている。
【0014】
図1(b)に示すように、面発光装置14は、透明なアクリル樹脂製のガイドロッド15と、光拡散用の白色の樹脂からなる円筒体16と、円筒体16内に内蔵された円錐形状の反射鏡17とからなる。光源13から投射された光は、ガイドロッド15の周面で全反射したり、あるいは反射せずにガイドロッド15内を反射鏡17側へ進む。ガイドロッド15内を反射鏡17側へ進んだ光は、ガイドロッド15の端面から円筒体16内に進入する。円筒体16内への進入光の一部は、反射鏡17によって円筒体16の内周面側へ反射され、進入光の一部は反射鏡17によって反射されずに円筒体16の内周面へ向かう。円筒体16の内周面に向かった光は、円筒体16の壁内を拡散しながら透過し、円筒体16を透過した光は、円筒体16の外周面161から拡散してゆく。
【0015】
円筒体16の先端にはコーンミラー18が止着されている。コーンミラー18の円錐面183の軸線181とCCDカメラ11の光軸111とは、一致させてある。発光面としての外周面161の軸線162は、軸線181に一致させてある。CCDカメラ11とコーンミラー18との間には円筒形状の観察対象19が配置される。観察対象19は、往復駆動手段20によって光軸111の方向に往復移動される。
【0016】
図2(a)に矢印で示す投射光S1,T1は、円筒体16の外周面161から観察対象19の孔内面191に向けて投射された光を表す。矢印で示す正反射光S2,T2は、観察対象19の孔内面191からコーンミラー18の円錐面183に向けて正反射された光を表す。矢印で示す反射光S3,T3は、コーンミラー18からCCDカメラ11に向けて正反射された光を表す。矢印で示す反射光S3,T3は、CCDカメラ11の光軸111と平行である。CCDカメラ11は、コーンミラー18からの反射光を取り込んでコーンミラー18における鏡像、即ち観察対象19の孔内面191を撮影する。
【0017】
観察対象19の孔内面191の一部が図3に傾線L1で示すようにCCDカメラ11の光軸111(従って、コーンミラー18の軸線181)に対して傾いているとする。図3に矢印で示す投射光U1は、円筒体16の外周面161から孔内面191に投射された光であり、矢印で示す正反射光U2は、傾線L1にてコーンミラー18の円錐面183に向けて正反射された光を表す。矢印で示す反射光U3は、コーンミラー18からCCDカメラ11に向けて正反射された光を表す。反射光U3がCCDカメラ11の光軸111と平行であれば、反射光U3は、CCDカメラ11に確実に捉えられる。光軸111に平行な反射光U3が存在するためには、投射光U1は、図3に示す外周面161上の範囲〔u1,u2〕から投射されればよい。
【0018】
観察対象19の孔内面191の一部が図4に傾線L2で示すようにCCDカメラ11の光軸111(従って、コーンミラー18の軸線181)に対して傾いているとする。図4に矢印で示す投射光Y1は、円筒体16の外周面161から孔内面191に投射された光であり、矢印で示す正反射光Y2は、傾線L2にてコーンミラー18の円錐面183に向けて正反射された光を表す。矢印で示す反射光Y3は、コーンミラー18からCCDカメラ11に向けて正反射された光を表す。反射光Y3がCCDカメラ11の光軸111と平行であれば、反射光Y3は、CCDカメラ11に確実に捉えられる。光軸111に平行な反射光Y3が存在するためには、投射光Y1は、図4に示す外周面161上の範囲〔y1,y2〕から投射されればよい。
【0019】
図3及び図4に示す入射角θoは、孔内面191に対する投射光S1,T1の入射角である。投射光S1,T1に関する反射光S3,T3が存在するためには、投射光S1,T1は、図3及び図4に示す外周面161上の範囲〔z1,z2〕から投射されればよい。
【0020】
図5は、図3及び図4に示す範囲〔u1,u2〕,〔y1,y2〕,〔z1,z2〕をまとめて表している。
反射光U3がCCDカメラ11の光軸111と平行であるとき、孔内面191に対する投射光U1の入射角θ1は、図3に示すようになる。傾角αは、孔内面191に対する傾線L1の傾角である。
【0021】
入射角θ1は、次式(1)で表される。
θ1=θo+2α・・・(1)
反射光Y3がCCDカメラ11の光軸111と平行であるとき、孔内面191に対する投射光Y1の入射角θ2は、図4に示すようになる。傾角βは、孔内面191に対する傾線L2の傾角である。入射角θ2は、次式(2)で表される。
【0022】
θ2=θo−2β・・・(2)
図5において、範囲〔y1,u2〕の長さHは、次式(3)で表される。
H=I+d/tanθ2−(I−M+d・tanγ)・・・(3)
但し、図5に示すように、dは、外周面161と孔内面191との距離、Mは、範囲〔z1,z2〕の長さである。Iは、孔内面191に直交する平面P(図5に図示)からコーンミラー18の底182に至る距離を表す。γ(図5に図示)は、(90°−θ1)の角度である。Mは、次式(4)で表される。
【0023】
M=h−W/tan〔2(90°−δ)〕・・・(4)
h(図5に図示)は、コーンミラー18の長さを表し、W(図5に図示)は、コーンミラー18の幅を表す。δ(図5に図示)は、コーンミラー18の底角を表す。本実施の形態では、底角δは45°よりも大きくしてある。
【0024】
式(3)で表される長さHは、次式(5)に整理される。
H=d/tanθ2+M−d・tanγ・・・(5)
範囲〔z1,z2〕とコーンミラー18の底182との間隔D(図5に図示)は、次式(6)で表される。
【0025】
D=I+d/tanθo−M・・・(6)
第1の実施の形態では以下の効果が得られる。
(1−1)拡散光を発生させる発光面としての外周面161から孔内面191に投射される光は、孔内面191で正反射や乱反射の形で反射される。正反射光案内手段としてのコーンミラー18は、孔内面191からの正反射光をCCDカメラ11へ案内する。図2(b)に示すように、孔内面191上に欠陥部分Kからの正反射光がカメラへ向かう割合は、孔内面191上の正常部分からの正反射光S2,T2がカメラに向かう割合に対して僅かである。その結果、CCDカメラ11が捉える正常部分と欠陥部分Kとのコントラストが高くなり、良質の画像を得ることができる。
【0026】
(1−2)筒形状の観察対象19の孔内面191の観察は、孔内面191の全周を均等に照らすことによって良好に行われる。円筒体16の外周面161は、円周面形状の発光面である。円周面形状の発光面は、円筒形状の観察対象19の孔内面191の全周をほぼ均等に照らす上で最適である。即ち、円周面形状の発光面は、内面の観察に最適である。
【0027】
(1−3)円筒体16は、光を透過して発光面としての外周面161から拡散させる面発光手段を構成する。白色樹脂製の円筒体16を用いて発光面を形成する構成は、簡便である。
【0028】
(1−4)コーンミラー18は、孔内面191の全周を映し、コーンミラー18における孔内面191の全周の鏡像がCCDカメラ11によって撮影される。孔内面191の全周を映すコーンミラー18は、正反射光案内手段の構成部として好適である。
【0029】
(1−5)コーンミラー18の円錐面183の底角δは、45°以外の角度である。底角δが45°のコーンミラーは、円周面形状の孔内面191からの正反射光をCCDカメラ11の光軸111に平行な状態でCCDカメラ11に向けて反射できない。即ち、底角δが45°のコーンミラーは、円周面形状の孔内面191に対しては正反射光案内手段の構成部として不適当であり、底角δが45°以外のコーンミラー18を備えた内面観察装置は、円周面形状の孔内面を備えた観察対象に関して好適である。
【0030】
(1−6)孔内面191からの正反射光をコーンミラー18によってCCDカメラ11に向けて効率良く案内するには、コーンミラー18の幅W全体に孔内面191からの正反射光を送る必要がある。図5に示す範囲〔z1,z2〕の長さMは、孔内面191からの正反射光をコーンミラー18によってCCDカメラ11に向けて効率良く案内するために必要な発光面の長さである。又、範囲〔z1,z2〕がコーンミラー18の底182から距離Dだけ離れた構成は、コーンミラー18の幅W全体に孔内面191からの正反射光を送る上で必要である。即ち、コーンミラー18の底182から距離Dだけ離れた位置に長さMの範囲〔z1,z2〕の面発光領域を備えた構成は、CCDカメラ11によって良好な画像を得る上で重要である。
【0031】
(1−7)図5に示すように、孔内面191を切削加工した場合にツールマークJが生じる場合がある。傾線L1,L2で示す傾角α,βの面からなるツールマークJは、加工具の切削加工の際に生じる僅かな凹みであるが、このツールマークJが欠陥部分として観察されてしまう場合がある。ツールマークJと本来の欠陥部分とを区別するには、ツールマークJと正常部分とのコントラストを弱くした画像を得る必要がある。傾線L1で示す傾角αの面が孔内面191に存在する場合には、範囲〔z2,u2〕は、傾線L1で示す傾角αの面と正常部分との間のコントラストの低減に寄与する。傾線L2で示す傾角βの面が孔内面191に存在する場合には、範囲〔y1,z1〕は、傾線L2で示す傾角βの面と正常部分との間のコントラストの低減に寄与する。即ち、コーンミラー18の底182から距離Dだけ離れた長さMの範囲〔z1,z2〕に範囲〔z2,u2〕,〔y1,z1〕を付加した構成は、ツールマークJと正常部分とのコントラストを弱くした画像を得る上で有効である。
【0032】
(1−8)図6に示すように、観察対象19Aが変更されて孔内面192の径が変更される場合にも、円筒体16及びコーンミラー18を備えた本実施の形態の内面観察装置によって孔内面192の観察が可能である。
【0033】
(1−9)円筒体16及びコーンミラー18を備えた本実施の形態の内面観察装置は、図7に示すように、テーパ193を有する観察対象19Bの孔内面194の観察を可能にする。
【0034】
次に、図8(a),(b)の第2の実施の形態を説明する。第1の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。
図8(a)に示すように、台10上にはCCDカメラ11が設置されており、CCDカメラ11の前方には支持筒21が設置されている。支持筒21には光源13が支持されている。支持筒21の筒内には一対の透明なガラス円板22,23が嵌め込まれており、ガラス円板22,23には透明なアクリル樹脂製のガイドロッド24が支持されている。ガイドロッド24の一端は、45°の全反射面241に形成されている。図8(b)に示すように、ガイドロッド24の他端部にはコーンミラー25及び光拡散用の白色の樹脂からなる円筒体26が止着されており、円筒体26の端面には反射鏡27が止着されている。コーンミラー25の円錐面252の軸線251とCCDカメラ11の光軸111とは、一致させてある。
【0035】
光源13から投射された光〔図8(a)に矢印F1で示す〕は、ガイドロッド24の全反射面241にて反射鏡27側に向けて反射される。全反射面241にて反射した光〔図8(a)に矢印F2で示す〕は、ガイドロッド24の周面で全反射したり、あるいは反射せずにガイドロッド24内を反射鏡27側へ進む。ガイドロッド24内を反射鏡27側へ進んだ光は、ガイドロッド24の端面から円筒体26内に進入する。円筒体26内への進入光の一部は、反射鏡27によって円筒体26の内周面側へ反射され、進入光の一部は反射鏡27によって反射されずに円筒体26の内周面へ向かう。円筒体26の内周面に向かった光は、円筒体26の壁内を拡散しながら透過し、円筒体26を透過した光は、円筒体26の外周面261から拡散してゆく。
【0036】
円筒体26の外周面261は、観察対象の孔内面に投射するための拡散光を発生させる発光面となる。ガイドロッド24、円筒体26及び反射鏡27は、発光面を有する面発光手段を構成する。
【0037】
観察対象28は、往復駆動手段20によって光軸111の方向に往復移動される。
図8(a)に矢印で示す投射光G1は、円筒体26の外周面261から観察対象28の孔内面281に向けて投射された光を表し、矢印で示す正反射光G2は、観察対象28の孔内面281からコーンミラー25の円錐面252に向けて正反射された光を表す。矢印で示す反射光G3は、コーンミラー25からCCDカメラ11に向けて正反射された光を表す。反射光G3は、CCDカメラ11の光軸111と平行である。CCDカメラ11は、コーンミラー25からの反射光を取り込んでコーンミラー25における鏡像、即ち観察対象28の孔内面281を撮影する。
【0038】
CCDカメラ11側における支持筒21の筒内端にはガラス円板29が嵌め込まれており、ガラス円板29には円板形状の遮蔽体30が支持されている。遮蔽体30の径は、ガイドロッド24の径よりも若干大きくしてある。全反射面241の周縁は、光源13から全反射面241に投射された光によって全反射面241の周縁でハレーションが発生するおそれがある。このようなハレーションが撮影されると、良好な撮影画像が得られない。遮蔽体30は、全反射面241の周縁で発生するハレーションの撮影を阻止する。
【0039】
第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。しかも、第2の実施の形態では、行き止まり孔の孔内面281の撮影が可能である。又、観察対象28の配置位置がCCDカメラ11と支持筒21との間ではないため、観察対象28のサイズに制限を設ける必要がない。
【0040】
次に、図9の第3の実施の形態を説明する。第1の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。
円筒形状の支持筒31は、透明な材質(樹脂あるいはガラス)で形成されており、支持筒31の軸線311は、CCDカメラ11の光軸111に一致させてある。支持筒31の外周面には発光筒32が嵌合されている。発光筒32の外周面は、拡散光を発生させる発光面321となっている。発光筒32は、発光面を有する面発光手段となる。
【0041】
支持筒31の筒内にはコーンミラー33が取り付けられている。コーンミラー33の円錐面332の軸線331は、支持筒31の軸線311に一致させてある。コーンミラー33の底角δは、45°よりも小さくしてある。
【0042】
光源としての発光筒32から投射された光(図9に矢印N1で示す)は、観察対象19の孔内面191へ向かう。矢印で示す正反射光N2は、観察対象19の孔内面191からコーンミラー33の円錐面332に向けて正反射された光を表す。矢印で示す反射光N3は、コーンミラー33からCCDカメラ11に向けて正反射された光を表す。反射光N3は、CCDカメラ11の光軸111と平行である。CCDカメラ11は、コーンミラー33からの反射光を取り込んでコーンミラー33における鏡像、即ち観察対象19の孔内面191を撮影する。
【0043】
第3の実施の形態では、第1の実施の形態における(1−1)項、(1−2)項、(1−4)〜(1−9)項と同じ効果が得られる。
本発明では以下のような実施の形態も可能である。
【0044】
(1)第1の実施の形態において、コーンミラー18の底182から間隔Dだけ離れた長さMの範囲〔z1,z2〕の発光面のみを備えた面発光手段を用いること。
【0045】
(2)第1の実施の形態において、コーンミラー18の底182から間隔Dだけ離れた長さMの範囲〔z1,z2〕に範囲〔z2,u2〕,〔y1,z1〕を付加した範囲の発光面のみを備えた面発光手段を用いること。
【0046】
(3)第1の実施の形態において、円筒体16内に光源を収容した面発光手段を用いること。
(4)図5に示すように、コーンミラー18の円錐面183のうちの一部の範囲〔ω1,ω2〕(位置ω1と位置ω2との間の範囲)の反射光のみを撮影に用いること。あるいは範囲〔ω1,ω2〕のみがミラーになっているコーンミラーを用いること。
【0047】
(5)第1の実施の形態において、観察対象19及びCCDカメラ11を固定し、CCDカメラ11において焦点、倍率を合わせながら光源13、円筒体16及びコーンミラー18を一体的に移動して撮影を行うこと。
【0048】
(6)第1の実施の形態において、観察対象19を固定し、CCDカメラ11とコーンミラー18との距離を保ったままCCDカメラ11、光源13、円筒体16及びコーンミラー18を一体的に移動して撮影を行うこと。
【0049】
この場合、CCDカメラ11とコーンミラー18との距離が一定のため、CCDカメラ11の焦点調整が不要である。
【0050】
【発明の効果】
本発明では、面発光によって発生させた拡散光を観察対象の内面に投射し、前記内面で正反射した前記拡散光の正反射光をカメラで捉えて撮影するようにしたので、欠陥部分と正常部分とのコントラストを高めた良質の撮影画像を得ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示し、(a)は、側断面図。(b)は、要部拡大側断面図。
【図2】(a),(b)は、要部拡大側断面図。
【図3】光の反射を説明するための要部拡大側面図。
【図4】光の反射を説明するための要部拡大側面図。
【図5】光の反射を説明するための要部拡大側面図。
【図6】要部拡大側断面図。
【図7】要部拡大側断面図。
【図8】第2の実施の形態を示し、(a)は、側断面図。(b)は、要部拡大側断面図。
【図9】第3の実施の形態を示す要部拡大側断面図。
【符号の説明】
11…カメラとしてのCCDカメラ。16,26…面発光手段を構成する円筒体。161,261…面発光面としての外周面。162…面発光面の軸線。18,25,33…正反射光案内手段を構成するコーンミラー。181,251,331…コーンミラーの軸線。183,252,332…円錐面。19,19A,19B,28…観察対象。191,192,194,281…孔内面。32…面発光手段としての発光筒。321…発光面。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for observing the inner surface of a cylinder or the like.
[0002]
[Prior art]
An apparatus for observing the inner surface of a cylinder or the like is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-89788 and 2001-281556. In these conventional apparatuses, a mirror image of the inner surface of the hole reflected on the cone mirror is taken with a camera. In these conventional devices, the cone mirror picks up irregularly reflected light from the inner surface of the hole. In the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-89788, the amount of reflected light from the defect on the inner surface of the hole toward the cone mirror is larger than the amount of reflected light from the normal surface toward the cone mirror, and the photographed image that the normal surface is dark and the defective portion is bright. can get. In the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-281556, a captured image is obtained in which a normal surface is bright and a defective portion is dark.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a photographed image using diffusely reflected light, the contrast between the defective part and the normal part is low, and a good-quality photographed image cannot be obtained.
[0004]
An object of the present invention is to obtain a high-quality captured image in which the contrast between a defective portion and a normal portion is increased.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The first to fourth aspects of the invention are directed to the inner surface observation device. In the first and second aspects of the invention, a camera for photographing the inner surface of the hole to be observed and the projection to the inner surface of the hole to be observed. A surface light emitting means having a light emitting surface for generating diffuse light, and a regular reflected light guiding means for guiding the regular reflected light from the inner surface of the hole related to the diffused light projected from the surface light emitting means to the inner surface of the hole, to the camera. The inner surface observation apparatus provided with was comprised.
[0006]
Light projected from the light emitting surface that generates diffused light to the inner surface of the hole is reflected in the form of regular reflection or irregular reflection on the inner surface of the hole. The regular reflection light guiding means guides regular reflection light from the inner surface of the hole to the camera. The ratio of the specularly reflected light from the defective part on the inner surface of the hole toward the camera is small compared to the ratio of the specularly reflected light from the normal part on the inner surface of the hole toward the camera. High contrast. Therefore, a high quality image can be obtained.
[0007]
Further, in the invention of
The light emitting surface having a circumferential surface shape is optimal for observation of the inner surface of the cylinder.
Particularly, in the invention of
[0008]
Such a surface emitting means is simple.
Particularly, in the invention of
[0009]
The surface light emitting means projects diffused light to the entire circumference of the hole inner surface, and the cone mirror projects the entire circumference of the hole inner surface. The cone mirror is suitable as a constituent part of the regular reflection light guiding means.
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the base angle of the conical surface of the cone mirror is an angle other than 45 °.
[0010]
A cone mirror having a base angle of 45 ° is not suitable as a component of the regular reflection light guiding means.
According to a fourth aspect of the present invention, the surface light emitting means is formed in a cylindrical body that transmits light.
Invention of Claim 5 is an inner surface observation method which observes a hole inner surface using the inner surface observation apparatus as described in any one of Claims 1-4, Comprising: The diffused light produced | generated by surface emission of observation object The reflected light of the diffused light projected on the inner surface of the hole and regularly reflected by the inner surface of the hole is captured by a camera and photographed.
[0011]
The method of capturing and photographing the specularly reflected diffused light that is specularly reflected from the inner surface of the hole increases the contrast between the normal part and the defective part.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0013]
As shown in FIG. 1A, a
[0014]
As shown in FIG. 1B, the surface
[0015]
A
[0016]
[0017]
It is assumed that a part of the hole
[0018]
It is assumed that a part of the hole
[0019]
The incident angle θo shown in FIGS. 3 and 4 is an incident angle of the projection lights S1 and T1 with respect to the hole
[0020]
FIG. 5 collectively shows the ranges [u1, u2], [y1, y2], [z1, z2] shown in FIGS. 3 and 4.
When the reflected light U3 is parallel to the
[0021]
The incident angle θ1 is expressed by the following formula (1).
θ1 = θo + 2α (1)
When the reflected light Y3 is parallel to the
[0022]
θ2 = θo−2β (2)
In FIG. 5, the length H of the range [y1, u2] is expressed by the following equation (3).
H = I + d /
However, as shown in FIG. 5, d is the distance between the outer
[0023]
M = h−W / tan [2 (90 ° −δ)] (4)
h (shown in FIG. 5) represents the length of the
[0024]
The length H expressed by the equation (3) is arranged as the following equation (5).
H = d / tan θ2 + M−d · tan γ (5)
A distance D (shown in FIG. 5) between the range [z1, z2] and the
[0025]
D = I + d / tan θo−M (6)
The following effects can be obtained in the first embodiment.
(1-1) Light projected from the outer
[0026]
(1-2) The observation of the hole
[0027]
(1-3) The
[0028]
(1-4) The
[0029]
(1-5) The base angle δ of the
[0030]
(1-6) In order to efficiently guide the regular reflection light from the hole
[0031]
(1-7) As shown in FIG. 5, when the hole
[0032]
(1-8) As shown in FIG. 6, even when the
[0033]
(1-9) The inner surface observation apparatus of the present embodiment including the
[0034]
Next, a second embodiment shown in FIGS. 8A and 8B will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
As shown in FIG. 8A, a
[0035]
Light projected from the light source 13 (indicated by an arrow F1 in FIG. 8A) is reflected toward the reflecting
[0036]
The outer peripheral surface 261 of the
[0037]
The
The projected light G1 indicated by an arrow in FIG. 8A represents light projected from the outer peripheral surface 261 of the
[0038]
A
[0039]
In the second embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained. Moreover, in the second embodiment, it is possible to photograph the
[0040]
Next, a third embodiment of FIG. 9 will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
The
[0041]
A
[0042]
Light projected from the
[0043]
In the third embodiment, the same effects as the items (1-1), (1-2), and (1-4) to (1-9) in the first embodiment can be obtained.
In the present invention, the following embodiments are also possible.
[0044]
(1) In the first embodiment, a surface light emitting means having only a light emitting surface in a range [z1, z2] of a length M separated from the
[0045]
(2) In the first embodiment, the range [z2, u2], [y1, z1] is added to the range [z1, z2] of the length M separated from the
[0046]
(3) In the first embodiment, surface light emitting means in which a light source is accommodated in the
(4) As shown in FIG. 5, only reflected light in a partial range [ω1, ω2] (range between the position ω1 and the position ω2) of the
[0047]
(5) In the first embodiment, the
[0048]
(6) In the first embodiment, the
[0049]
In this case, since the distance between the
[0050]
【The invention's effect】
In the present invention, the diffused light generated by the surface light emission is projected onto the inner surface of the observation target, and the specularly reflected light of the diffused light that is specularly reflected by the inner surface is captured and photographed. There is an excellent effect that it is possible to obtain a high-quality photographed image with a high contrast with the portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment. (B) is a principal part expanded side sectional view.
FIGS. 2A and 2B are enlarged side sectional views of main parts.
FIG. 3 is an enlarged side view of a main part for explaining light reflection.
FIG. 4 is an enlarged side view of a main part for explaining light reflection.
FIG. 5 is an enlarged side view of a main part for explaining light reflection.
FIG. 6 is an enlarged side sectional view of a main part.
FIG. 7 is an enlarged side sectional view of a main part.
FIG. 8 shows a second embodiment, and (a) is a side sectional view. (B) is a principal part expanded side sectional view.
FIG. 9 is an enlarged side cross-sectional view of a main part showing a third embodiment.
[Explanation of symbols]
11 ... CCD camera as a camera. 16, 26... Cylindrical body constituting the surface light emitting means. 161, 261 ... An outer peripheral surface as a surface emitting surface. 162: Axis of surface emitting surface. 18, 25, 33... Cone mirror constituting regular reflection light guiding means. 181 251 331... Axis of the cone mirror. 183, 252, 332 ... Conical surface. 19, 19A, 19B, 28 ... observation object. 191, 192, 194, 281... 32: A light emitting tube as a surface light emitting means. 321 ... Light emitting surface.
Claims (5)
前記観察対象の孔内面に投射するための拡散光を発生させる発光面を有する面発光手段と、
前記面発光手段から前記孔内面に投射された拡散光に関する前記孔内面からの正反射光を前記カメラへ案内する正反射光案内手段とを備え、
前記面発光手段は、前記発光面から光を拡散させる円筒体であり、前記発光面は、円周面形状をなす前記円筒体の外周面である内面観察装置。A camera for photographing the inner surface of the hole to be observed;
A surface light emitting means having a light emitting surface for generating diffused light to be projected onto the inner surface of the hole to be observed;
Specular reflection light guiding means for guiding specular reflection light from the inner surface of the hole related to the diffused light projected from the surface light emitting means to the inner surface of the hole ;
The surface illuminating means is a cylindrical body that diffuses light from the light emitting surface, and the light emitting surface is an outer surface of the cylindrical body having a circumferential shape .
前記観察対象の孔内面に投射するための拡散光を発生させる発光面を有する面発光手段と、
前記面発光手段から前記孔内面に投射された拡散光に関する前記孔内面からの正反射光を前記カメラへ案内する正反射光案内手段とを備え、
前記発光面は、円周面形状であり、
前記正反射光案内手段は、コーンミラーを含み、前記円周面形状の前記発光面の軸線上に前記コーンミラーと前記カメラとを配設し、前記コーンミラーの軸線と前記発光面の軸線とを一致させ、前記発光面から前記観察対象の孔内面に投射した拡散光に関する正反射光の少なくとも一部を前記コーンミラーによって前記カメラ側へ反射案内するようにした内面観察装置。 A camera for photographing the inner surface of the hole to be observed;
A surface light emitting means having a light emitting surface for generating diffused light to be projected onto the inner surface of the hole to be observed;
Specular reflection light guiding means for guiding specular reflection light from the inner surface of the hole related to the diffused light projected from the surface light emitting means to the inner surface of the hole;
The light emitting surface, Ri circumferential surface shape der,
The regular reflection light guiding means includes a cone mirror, the cone mirror and the camera are arranged on an axis of the light emitting surface of the circumferential surface, and the axis of the cone mirror and the axis of the light emitting surface , And at least a part of specularly reflected light related to diffused light projected from the light emitting surface onto the inner surface of the hole to be observed is reflected and guided to the camera side by the cone mirror .
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