検査システム
【課題】簡単な構成で、配管の内径に応じて配管の内面を効果的に照明することができる検査システムを提供する。
【解決手段】検査システム１は、配管内部に挿入される挿入部２と、所定の光軸Ｃ１を有し視野角内を観察可能な対物光学系３と、第一の内径を有する配管用の小径用照明ユニット５と、第一の内径より大きい第二の内径を有する配管Ｐ２用の大径用照明ユニット６と、を有し、挿入部２に取り付けられたそれぞれの照明ユニットを光軸に直交する方向から見たときに、大径用照明ユニットの発光部４０ａは小径用照明ユニットの発光部４６ａに比べて、光軸方向に広い範囲にわたり配置されている。
【解決手段】検査システム１は、配管内部に挿入される挿入部２と、所定の光軸Ｃ１を有し視野角内を観察可能な対物光学系３と、第一の内径を有する配管用の小径用照明ユニット５と、第一の内径より大きい第二の内径を有する配管Ｐ２用の大径用照明ユニット６と、を有し、挿入部２に取り付けられたそれぞれの照明ユニットを光軸に直交する方向から見たときに、大径用照明ユニットの発光部４０ａは小径用照明ユニットの発光部４６ａに比べて、光軸方向に広い範囲にわたり配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管等の管腔内を検査する検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管の内面を観察する場合には、この配管の内部に挿入可能な挿入部を有し、挿入部の先端側に設けられた照明光学系（発光部）によって配管内部に照明光を照射し、反射した照明光を対物光学系で受光して配管の内面を観察・検査する内部検査装置（検査システム）が利用されている（例えば、特許文献１参照）。
この内部検査装置においては、配管の中心軸上に対物光学系の入射瞳（反射ミラー）が位置する場合に、配管の中心軸を通る平面において、入射瞳を中心とし中心軸に沿って線状に広がる所定範囲以外に照明光学系の射出窓が配設されている。このように構成することで、射出窓から照明光を照射しても照明光の反射光が入射瞳に入射することがなく、入射瞳で得られる画像にハレーションは発生しないとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３１８７０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の内部検査装置では、配管の内径が変化すると照明光学系から配管の内面までの距離が変化し、これに伴って、配管の内面において入射瞳で観察可能な範囲、すなわち視野範囲が変化する。このため、配管の内径により、照明光学系が小さすぎて照明が不十分となったり、照明光学系が大きすぎて内部検査装置が配管内に入り難くなったりするという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で、配管の内径に応じて配管の内面を効果的に照明することができる検査システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の検査システムは、配管内を検査するための検査システムであって、前記配管内部に挿入される挿入部と、前記挿入部に設けられ所定の視野角内を観察可能な対物光学系と、前記挿入部に設けられ、前記対物光学系の光軸が前記配管の軸線に一致するように位置決めする挿入部位置調整手段と、前記挿入部に着脱可能に取り付けられて外方に向けて照明光を発する複数の照明ユニットと、を備え、それぞれの前記照明ユニットは、前記挿入部に着脱可能な基体と、前記基体に取り付けられ、前記対物光学系の前記光軸に沿う光軸方向に交差する方向から入射する光を前記光軸方向に反射するプリズムと、前記光軸方向に延びる形状にて前記基体に設けられ、前記光軸方向に交差する方向に照明光を発する発光部と、を有し、前記複数の照明ユニットとして、第一の内径を有する前記配管用の小径用照明ユニットと、前記第一の内径より大きい第二の内径を有する前記配管用の大径用照明ユニットと、を有し、前記挿入部に取り付けられたそれぞれの前記照明ユニットを前記光軸に直交する方向から見たときに、前記大径用照明ユニットの前記発光部は前記小径用照明ユニットの前記発光部に比べて、前記光軸方向に広い範囲にわたり配置されていることを特徴としている。
【０００７】
また、上記の検査システムにおいて、前記挿入部に取り付けられたそれぞれの前記照明ユニットを前記光軸方向から見たときに、前記大径用照明ユニットの前記発光部と前記小径用照明ユニットの前記発光部とは、前記プリズムに直接光が入射不可能な位置に配置されるとともに、前記大径用照明ユニットの前記発光部は前記小径用照明ユニットの前記発光部に比べて、前記光軸からより離間した位置に配置されていることがより好ましい。
【０００８】
また、上記の検査システムにおいて、それぞれの前記照明ユニットには、前記発光部を前記光軸に平行な軸線回りに回転可能に支持する発光部回転位置調整手段を備えることがより好ましい。
【０００９】
また、上記の検査システムにおいて、前記挿入部位置調整手段は、前記挿入部の外周面に設けられ、前記第一の内径を有する前記配管の内周面上で前記光軸方向に転がる第一のローラと、前記第二の内径を有する前記配管の内周面上で前記光軸方向に転がる第二のローラを有し、前記第一のローラの外方に着脱可能な筒状の大径用位置調整ユニットと、を有し、前記大径用位置調整ユニットの内周面には、周方向に形成され前記第一のローラと係合する係合部が形成されていることがより好ましい。
【００１０】
また、上記の検査システムにおいて、前記係合部は、前記大径用位置調整ユニットの内周面に形成された溝部であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の検査システムによれば、簡単な構成で、配管の内径に応じて配管の内面を効果的に照明することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の検査システムの分解斜視図である。
【図２】同検査システムの一部を破断した平面図である。
【図３】同検査システムの観察ユニットの斜視図である。
【図４】図３中の切断線Ａ１−Ａ１の断面図である。
【図５】同検査システムの位置調整ユニットの斜視図である。
【図６】図２中の切断線Ａ２−Ａ２の断面図である。
【図７】同検査システムの挿入部に位置調整ユニットを取り付けたときの要部断面図である。
【図８】同検査システムに用いられるアタッチメントの正面図である。
【図９】同検査システムに用いられるアタッチメントを交換する手順を示す説明図である。
【図１０】同検査システムに用いられるアタッチメントを交換する手順を示す説明図である。
【図１１】同検査システムに用いられるアタッチメントを交換する手順を示す説明図である。
【図１２】同検査システムの照明ユニットの斜視図である。
【図１３】同検査システムで配管の内部を検査している状態を模式的に説明する側面の断面図である。
【図１４】同検査システムで配管の内部を検査している状態を模式的に説明する正面の断面図である。
【図１５】同検査システムの他の照明ユニットの斜視図である。
【図１６】同検査システムで内径の異なる配管の内部を検査している状態を模式的に説明する正面の断面図である。
【図１７】同検査システムの表示部で表示される内容を示す図である。
【図１８】同検査システムの表示部で表示される操作エリアの内容を示す図である。
【図１９】同検査システムの表示部で表示される静止画撮影画面の内容を示す図である。
【図２０】図２０（ａ）は同検査システムの所定の条件における角度設定・表示エリアの設定内容と方向表示エリアでの表示内容を示す図であり、図２０（ｂ）は配管を基端側から見たときの各角度を示す図である。
【図２１】図２１（ａ）は同検査システムの所定の条件における角度設定・表示エリアの設定内容と方向表示エリアでの表示内容を示す図であり、図２１（ｂ）は配管を基端側から見たときの各角度を示す図である。
【図２２】図２２（ａ）は同検査システムの所定の条件における角度設定・表示エリアの設定内容と方向表示エリアでの表示内容を示す図であり、図２２（ｂ）は配管を基端側から見たときの各角度を示す図である。
【図２３】図２３（ａ）は同検査システムの所定の条件における角度設定・表示エリアの設定内容と方向表示エリアでの表示内容を示す図であり、図２３（ｂ）は配管を基端側から見たときの各角度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る検査システムの第１実施形態を、図１から図２３を参照しながら説明する。この検査システムは、様々な内径を有する配管内を検査するために用いられるものである。
図１及び図２に示すように、検査システム１は、配管Ｐの内部に挿入される観察ユニット（挿入部）２と、観察ユニット２に設けられ所定の視野角内を観察可能な対物光学系３と、観察ユニット２に設けられ、対物光学系３の光軸Ｃ１が配管の軸線に一致するように位置決めする観察ユニット位置調整手段（挿入部位置調整手段）４と、観察ユニット２に着脱可能に取り付けられて外方に向けて照明光を発する２つの照明ユニット５、６と、観察ユニット２及び照明ユニット５、６を制御する制御部７とを備えている。
【００１４】
図３に示すように、観察ユニット２は、全体として略円柱状に形成されている。
観察ユニット２は、スリットＳより基端側の固定部２ｂと、スリットＳより先端側であって不図示の駆動モータにより固定部２ｂの軸線と一致する光軸Ｃ１回りに回転する回転部２ａとで構成されている。駆動モータは、制御部７からの命令に基づいて、固定部２ｂに対して回転部２ａが光軸Ｃ１回りの所定の回転位置となるように回転部２ａを回転させる。
なお、以下では、観察ユニット２を基端側から見たときに、回転部２ａが時計回りに回るときを「右回転」と称し、反時計回りに回るときを「左回転」と称する。
【００１５】
回転部２ａ、固定部２ｂは、外周面に設けられた略円筒状の回転側ケーシング９ａ、固定側ケーシング９ｂをそれぞれ有している。回転側ケーシング９ａと固定側ケーシング９ｂの外周面には、光軸Ｃ１と平行に形成された溝部等である指標９ｃと指標９ｄがそれぞれ設けられていて、指標９ｃと指標９ｄは回転部２ａと固定部２ｂを光軸Ｃ１回りに位置決めするときの目印となっている。
【００１６】
図２に示すように、回転側ケーシング９ａの先端側の内部には、前述の対物光学系３が配置されている。対物光学系３は、光軸Ｃ１上に回転側ケーシング９ａの先端側から順に配置されたレンズ部１０、絞り部１１、及びカメラ部１２を有している。レンズ部１０は複数のレンズにより構成され、照明ユニット５、６の後述するプリズムで屈折された光を集光する。絞り部１１は、光を透過させる部分の面積を変化させることで、光の明るさを調節するものである。
カメラ部１２は、ＣＣＤ等の撮像素子１２ａと不図示のシャッターを有し、レンズ部１０及び絞り部１１を経て集められた、光軸Ｃ１に沿って入射する前述の所定の視野角内の光を受光して撮像し、撮像信号を出力する。
【００１７】
また、図３に示すように、回転部２ａの先端側には、固定リング１３ａ、ピントつまみ１３ｂが設けられている。
固定リング１３ａは、照明ユニット５、６を観察ユニット２に装着するときに照明ユニット５、６を係合させるものである。ピントつまみ１３ｂは、レンズ部１０を構成する各レンズの位置を変化させて、配管Ｐの内面の像の焦点が撮像素子１２ａ上に位置するように調整するためのものである。
【００１８】
図２及び図３に示すように、観察ユニット２の基端部には、撮像素子１２ａが送信する撮像信号等を制御部７に送るとともに、制御部７からの制御信号等を観察ユニット２に送るためのケーブル１３の一端が接続されている。
また、回転側ケーシング９ａの外周面には、回転側ケーシング９ａを配管等から保護するために、回転側ケーシング９ａの外周面から径方向外側に突出するとともに、所定の軸線回りに回転可能な保護用ローラ１４が配置されている。
【００１９】
図１に示すように、観察ユニット位置調整手段４は、観察ユニット２に設けられた小径用位置調整機構１７と、位置調整ユニット（大径用位置調整ユニット）１８とを備えている。小径用位置調整機構１７は、本実施形態では、例えば７０ｍｍの第一の内径を有する図４に示す配管Ｐ１用のものであり、位置調整ユニット１８は２００ｍｍの第二の内径を有する図２に示す配管Ｐ２用のものである。
小径用位置調整機構１７は、図３及び図４に示すように、固定側ケーシング９ｂの外周面において、光軸Ｃ１回りに等角度毎に３つ設けられ、固定側ケーシング９ｂの径方向に伸縮可能な位置調整リンク部１９を備えて構成されている。
それぞれの位置調整リンク部１９には、所定の軸線回りに回転可能に取付けられた第一のローラ２０が光軸Ｃ１方向に２つ並んだ状態で取り付けられている。
そして、観察ユニット２を配管Ｐ１内に挿入すると、合計６つの第一のローラ２０は、それぞれが配管Ｐ１の内周面上に当接する。さらに、観察ユニット２を光軸Ｃ１方向に進退させることで、６つの第一のローラ２０が配管Ｐ１の内周面上を光軸Ｃ１方向に転がるようになっている。
【００２０】
また、小径用位置調整機構１７には、位置調整リンク部１９の径方向の伸縮長さを調整する不図示の外径調整部が取り付けられている。そして、外径調整部を調整することで、各位置調整リンク部１９における２つの第一のローラ２０が光軸Ｃ１方向に並んだ状態を保ったまま、合計６つの第一のローラ２０を一様に、固定側ケーシング９ｂの径方向に一定の範囲にわたり移動させることができる。
本実施形態では、外径調整部を調整することにより、６つの第一のローラ２０がそれぞれ当接する配管の内径を、例えば６７〜７３ｍｍまで調整することができる。
【００２１】
図５及び図６に示すように、位置調整ユニット１８は、略筒状の位置調整部本体２３と、位置調整部本体２３の外周面において光軸Ｃ１回りに等角度毎に３つ設けられた位置調整リンク部２４と、それぞれの位置調整リンク部２４に２つずつ着脱可能に設けられたアタッチメント２５と、位置調整リンク部２４の形状を調整する外径調整部２６とを備えて構成されている。
【００２２】
図５及び図７に示すように、位置調整部本体２３の内周面には、周方向に形成され第一のローラ２０と係合する溝部である係合部２３ａ、２３ｂが光軸Ｃ１方向に並ぶように設けられている。係合部２３ａ、２３ｂは、第一のローラ２０の外方に配置されることで、第一のローラ２０と係合するようになっている。
このように、第一のローラ２０と係合部２３ａ、２３ｂとを互いに係合させたり、取外したりすることで、観察ユニット２に位置調整ユニット１８が着脱可能となっている。
位置調整部本体２３の先端側の外周面には、光軸Ｃ１と平行に指標２３ｃが形成されている。この指標２３ｃは、観察ユニット２に位置調整ユニット１８を位置合わせするために用いられる。
【００２３】
位置調整リンク部２４は、位置調整部本体２３の径方向に伸縮可能に構成されている。
位置調整リンク部２４、及び前述の小径用位置調整機構１７の位置調整リンク部１９としては、２本の棒状部材をＸ字状に交差させるとともに、互いの部材の中央部で回転可能とされたリンク機構や、いわゆるパンタグラフ方式のリンク機構等の公知のものを適宜選択して用いることができる。
【００２４】
アタッチメント２５は、略Ｌ字状の台座２７と、台座２７の一端側において台座２７を位置調整リンク部２４に固定するためのリリースノブ２８と、台座２７の他端側で所定の軸線回りに回転可能に取付けられた第二のローラ２９とを有している。
各位置調整リンク部２４において、アタッチメント２５を２つずつ装着すると、各アタッチメント２５の第二のローラ２９は、光軸Ｃ１方向に２つ並んだ状態となる。
そして、位置調整ユニット１８を配管Ｐ２内に挿入すると、合計６つの第二のローラ２９は、それぞれが配管Ｐ２の内周面上に当接する。さらに、位置調整ユニット１８を光軸Ｃ１方向に進退させることで、６つの第二のローラ２９が配管Ｐ２の内周面上を光軸Ｃ１方向に転がるようになっている。
【００２５】
外径調整部２６は、位置調整リンク部２４の径方向の伸縮長さを調整するものである。
外径調整部２６は、位置調整部本体２３の基端側に設けられた調整リング３０と、調整リング３０の基端側に設けられた粗動調整リング３１とを有している。調整リング３０と粗動調整リング３１はともに光軸Ｃ１回りに回転可能となっていて、各リング３０、３１を光軸Ｃ１回りに回すことで、不図示の伝達機構により、各位置調整リンク部２４における２つの第二のローラ２９が光軸Ｃ１方向に並んだ状態を保ったまま、合計６つの第二のローラ２９を一様に、位置調整部本体２３の径方向に一定の範囲にわたり移動させることができる。
本実施形態では、外径調整部２６を調整することにより、６つの第二のローラ２９がそれぞれ当接する配管の内径を、例えば１９７〜２０３ｍｍまで調整することができる。
【００２６】
調整リング３０と粗動調整リング３１は、ともに位置調整リンク部２４の径方向の伸縮長さを調整するものであるが、各リング３０、３１を光軸Ｃ１回りにある回転量回したときの位置調整リンク部２４の径方向の移動量は、調整リング３０を回した時より粗動調整リング３１を回した時の方が大きくなっている。
【００２７】
なお、位置調整ユニット１８において、位置調整リンク部２４に装着しているアタッチメント２５を後述するアタッチメント３４に代えることで、アタッチメント３４が装着された位置調整ユニットを、例えば２８０ｍｍの内径を有する配管用として用いることができる。
アタッチメント３４は、図８に示すように、アタッチメント２５の台座２７に代えて、台座３５を備えている。台座３５の一端３５ａから他端３５ｂまでの長さは、台座２７の対応する一端から他端までの長さより、例えば４０ｍｍ長くなっているだけで、アタッチメント３４とアタッチメント２５とのその他の構成は等しくなっている。
【００２８】
ここで、位置調整リンク部２４に装着しているアタッチメント２５をアタッチメント３４に交換する手順について説明する。
まず、使用者は、図９に示すように、位置調整ユニット１８の位置調整リンク部２４に装着しているアタッチメント２５のリリースノブ２８を、位置調整リンク部２４から離間する方向に移動する。
次に、図１０に示すように、台座２７を矢印の方向にスライドさせて引き抜き、アタッチメント２５を位置調整リンク部２４の取付け部２４ａから離間させる。
続いて、図１１に示すように、アタッチメント３４を矢印の方向にスライドさせて押し込み、台座３５の一端３５ａを位置調整リンク部２４の取付け部２４ａに係合させる。そして、アタッチメント３４のリリースノブ２８を、位置調整リンク部２４側に移動することで、アタッチメント３４を位置調整リンク部２４に装着する。
【００２９】
再び図２に戻って説明を続ける。
照明ユニット（大径用照明ユニット）６は、２００ｍｍの内径を有する配管Ｐ２用であり、検査システム１で配管Ｐ２の検査を行うときに観察ユニット２の先端部に装着して用いられる。
図２及び図１２に示すように、照明ユニット６は、観察ユニット２の先端部に着脱可能な基体３８と、基体３８の内部に取り付けられたプリズム３９と、光軸Ｃ１方向に延びる略円柱状に形成され基体３８に設けられた一対の発光モジュール４０と、発光モジュール４０を光軸Ｃ１に平行な軸線回りに回転可能に支持する回転位置調整手段（発光部回転位置調整手段）４１とを有している。
【００３０】
本実施形態では、照明ユニット６を観察ユニット２の先端部に装着したときに、以下の構成になるように設定されている。なお、図１３は、観察ユニット２の光軸Ｃ１を通る側面での断面図であり、検査システム１を光軸Ｃ１に直交する方向から見たときの図となる。また、図１４及び後述する図１６は、検査システム１を光軸Ｃ１方向から見たときの図である。
発光モジュール４０は指向性のある不図示のＬＥＤ等の発光体を有していて、図１３に示すように、光軸Ｃ１に直交する方向から見たときに、発光モジュール４０の外周面における所定の範囲である発光部４０ａから光軸Ｃ１方向に交差する方向に照明光Ｌ２を発する。そして、図１４に示すように、発光部４０ａは、プリズム３９に直接光が入射不可能な範囲、すなわち、プリズム３９の入射面３９ａを延長した面より光Ｌ１が入射する側で、かつ、視野範囲の外側である範囲Ｒ１に配置されている。
なお、発光モジュール４０において発光部４０ａ以外の外周面は、その部分から照明光が発せられないように不図示の遮蔽部により覆われている。
図１３及び図１４に示すように、プリズム３９は、自身の反射面３９ｂ（図１３参照）により、光軸Ｃ１方向に交差する方向から入射する光Ｌ１を光軸Ｃ１方向に反射する。
また、照明ユニット６を観察ユニット２に装着したときには、照明ユニット６と観察ユニット２のそれぞれに備えられている不図示の電気接点が互いに接続され、制御部７から照明ユニット６に所定の電力が供給される。
【００３１】
図１２に示すように、回転位置調整手段４１は、基体３８と発光モジュール４０とを接続する接続部材４２ａ、４２ｂと、接続部材４２ａと発光モジュール４０とを保持するネジ部材４３とを有する。
本実施形態では、発光モジュール４０を保持するネジ部材４３の締め付け強度を適宜調整することにより、発光モジュール４０を光軸Ｃ１に平行な軸線回りに回転させ、所定の位置関係に固定することができる。
また、基体３８の先端部には、基体３８や接続部材４２ａを配管等から保護するために、基体３８から前方に突出するとともに、所定の軸線回りに回転可能な保護用ローラ３８ａが配置されている。
【００３２】
図１５に示すように、照明ユニット（小径用照明ユニット）５は、検査対象とする配管の内径が異なること以外、基本的な構成は照明ユニット６と同一である。
照明ユニット５は、観察ユニット２の先端部に着脱可能な基体４５と、基体４５の内部に取り付けられたプリズム３９と、光軸Ｃ１方向に延びる略円柱状に形成され基体４５に設けられた一対の発光モジュール４６と、発光モジュール４６を光軸Ｃ１に平行な軸線回りに回転可能に支持する不図示の回転位置調整手段（発光部回転位置調整手段）とを有している。
発光モジュール４６も上記発光モジュール４０と同様に指向性のある不図示のＬＥＤを有していて、図１３に示すように、光軸Ｃ１に直交する方向から見たときに、発光モジュール４６の外周面における所定の範囲である発光部４６ａから光軸Ｃ１方向に交差する方向に照明光Ｌ３を発する。
各照明ユニット５、６を観察ユニット２に装着したときの、観察ユニット２の対物光学系３に対する照明ユニット６のプリズム３９の配置と、対物光学系３に対する照明ユニット５のプリズム３９の配置とは、等しくなるように設定されている。
回転位置調整手段としては、例えば、基体４５と発光モジュール４６とを接続するネジ部材等を用いることができる。
基体４５の先端部及び側方には、基体４５や発光モジュール４６を配管等から保護するために、基体４５から前方又は側方に突出するとともに、所定の軸線回りに回転可能な保護用ローラ４５ａ及び保護用ローラ４５ｂが配置されている。
【００３３】
そして、図１３に示すように、照明ユニット６の発光部４０ａは照明ユニット５の発光部４６ａに比べて、光軸Ｃ１方向に広い範囲にわたり配置されている。さらに、図１６に示すように、発光部４６ａは、プリズム３９に直接光が入射不可能な範囲、すなわち、プリズム３９の入射面３９ａを延長した面より光Ｌ１が入射する側の範囲、かつ、視野範囲の外側である範囲Ｒ２に配置されている。
さらに、図１４と図１６を比べたときに、照明ユニット６の発光部４０ａは照明ユニット５の発光部４６ａに比べて、光軸Ｃ１からより離間した位置に配置されており、いずれも配管の内周面の近傍に配置されている。
【００３４】
図１に戻って、制御部７は、ケーブル１３の他端が接続された電源ボックス４９と、電源ボックス４９とケーブル５０で電気的に接続されたコンピュータ等の制御装置５１とを有する。電源ボックス４９と制御装置５１には、それぞれ電源ケーブル５２、５３が接続され、所定の電力が供給されている。
制御装置５１は、使用者が命令を入力するキーボード等のキー入力部５１ａ及びタッチパッド等のマウスポインター操作部５１ｂと、制御装置５１で実行される検査システム１の制御プログラムの実行状況を表示する表示部５１ｃとを有する。
制御装置５１は、ケーブル５０、電源ボックス４９、及びケーブル１３を通して、照明ユニットの発光モジュール、観察ユニット２の駆動モータに制御信号や電力を送ったり、カメラ部１２から撮像信号を受けたりすることができる。
【００３５】
図１７に、制御装置５１で検査システム１の制御プログラムが実行された時に、表示部５１ｃに表示される画面の例を示す。
なお、この制御プログラムは、電源ボックス４９及び制御装置５１に所定の電力が供給されたときに自動的に実行されるように設定されている。
動画表示エリア６１には、撮像素子１２ａで撮像された画像が動画もしくは静止画として表示される。
方向表示エリア６２には、後述するように、観察ユニット２の向きが表示される。なお、方向表示エリア６２における黒丸で示す点Ｚは、観察ユニット２に対して配管の基準位置を示している。
【００３６】
使用者が、キー入力部５１ａにおいて所定のキーを押すと、動画表示エリア６１の下部に、図１８に示す操作エリア６３が表示される。
使用者は、この操作エリア６３内でマウスポインター操作部５１ｂによりマウスポインターを移動させ、所望のボタンを選択することにより、制御装置５１に各種命令を与えることができる。
【００３７】
操作エリア６３において、右上には「×」と表示されているクローズボタン６６が、左上には「設定」と表示されている設定ボタン６７が設けられている。
そして、操作エリア６３の中央部左側には、上方から、「回転開始」、「回転方向」、「回転速度」と表示されている回転開始ボタン６８、回転方向オプションボタン６９、回転速度オプションボタン７０がそれぞれ設けられている。また、これらのボタンの右側には、上方から、「照明ＯＮ」、「カメラ」と表示されている、照明ボタン７１、カメラ設定エリア７２がそれぞれ設けられている。
【００３８】
操作エリア６３の中央部中程には、上方から、「撮影」、「モータ制御ＯＦＦ」、「リセット」と表示されている、撮影ボタン７５、モータ制御ボタン７６、リセットボタン７７がそれぞれ設けられている。
また、これらのボタンの右側には、上方から、「回転基準」、「角度設定」と表示されている回転基準オプションボタン７８、角度設定ボタン７９がそれぞれ設けられている。
そして、操作エリア６３の中央部右側には、各種角度の設定・表示を行う、角度設定・表示エリア８２が設けられている。
なお、各オプションボタンにおいては、枠内の表示のうち１つだけを選択できるようになっている。
【００３９】
マウスポインター操作部５１ｂを操作して、操作エリア６３の右上のクローズボタン６６にマウスポインターを合わせ、マウスポインター操作部５１ｂ内の所定のボタンを押すことでクローズボタン６６を押す（選択する）と、この操作エリア６３が強制的に閉じられる。
設定ボタン６７を押すと、その下部に図示はしないが「ユーザ」、「カメラ」、又は「モータ」の文字が表示される。この時に「ユーザ」を選択すると、後述する静止画を記録する際のファイルの形式、ファイル名の接頭語等を設定することができる。「カメラ」を選択すると、上記のカメラ設定エリア７２と同様の内容を設定することができる。そして、「モータ」を選択するとモータ設定の画面が開くが、この画面中の値は基本的に検査システム１の出荷時の値から変更しないでおくべきものである。
【００４０】
回転開始ボタン６８を押すと、固定部２ｂに対して回転部２ａが、回転方向オプションボタン６９で指定された回転方向に、回転速度オプションボタン７０で指定された回転速度で回転する。ただし、後述する設定した移動角度に達すると回転部２ａの回転が停止する。
なお、回転開始ボタン６８を押して回転部２ａが回転しているときには回転開始ボタン６８の操作エリア６３での表示は「回転停止」となっている。この状態で回転開始ボタン６８を押すと、回転部２ａの回転が停止する。
回転方向オプションボタン６９は、回転開始ボタン６８を押したときに固定部２ｂに対して回転部２ａが回転する方向を決めるためのものである。「右」が選択されていると回転部２ａは右回転し、「左」が選択されていると回転部２ａは左回転する。
回転速度オプションボタン７０は、回転開始ボタン６８を押したときに回転部２ａが回転する速度を決めるためのものである。「低」が選択されていると回転部２ａは比較的低速度で回転し、「高」が選択されていると回転部２ａは比較的高速度で回転する。
【００４１】
照明ボタン７１を押すと、観察ユニット２に装着されている照明ユニットの発光モジュールに電力が供給され、発光部が照明光を発する。なお、照明ボタン７１を押して発光部が照明光を発しているときには照明ボタン７１の操作エリア６３での表示は「照明ＯＦＦ」となっている。この状態で照明ボタン７１を押すと、観察ユニット２に装着されている照明ユニットの発光部が照明光を発しなくなる。
カメラ設定エリア７２には、上方から、「シャッター」、「ゲイン」と表示されているシャッタースクロールバー８５、ゲインスクロールバー８６がそれぞれ設けられている。
シャッタースクロールバー８５には指標８５ａが設けられていて、この指標８５ａを右にスライドするとシャッター速度が遅くなり（シャッターが開いている時間が長くなり）、指標８５ａを左にスライドするとシャッター速度が速くなる。また、ゲインスクロールバー８６には指標８６ａが設けられていて、この指標８６ａを右にスライドすると撮像素子１２ａのゲインが高くなり、指標８６ａを左にスライドすると撮像素子１２ａのゲインが低くなる。
【００４２】
撮影ボタン７５を押すと、表示部５１ｃに図１９に示す静止画撮影画面が表示される。静止画撮影画面には、上方に静止画表示エリア８７が設けられ、静止画表示エリア８７の下方には、「ファイル名」、「保存」、「キャンセル」と表示されているファイル名テキストボックス８８、保存ボタン８９、キャンセルボタン９０が設けられている。
静止画表示エリア８７には、動画表示エリア６１で表示されていた動画のうち最後に表示したフレームと同一の静止画が表示される。ファイル名テキストボックス８８には、前述の接頭語とこれまで撮影した静止画の枚数に応じたファイル名が自動的に入力される。
使用者は、ファイル名を変えたい場合には、マウスポインターを移動させてファイル名テキストボックス８８に表示されているファイル名を選択し、キー入力部５１ａを操作して希望するファイル名を入力する。
保存ボタン８９を押すと、静止画表示エリア８７に表示されている静止画がファイル名テキストボックス８８に表示されているファイル名で制御装置５１の不図示の記憶部に保存される。
キャンセルボタン９０を押すと、静止画撮影画面が強制的に閉じられる。
【００４３】
駆動モータがこの制御プログラムにより自動的に制御されているときには、図１８に示すモータ制御ボタン７６の操作エリア６３での表示は「モータ制御ＯＦＦ」となっている。
この状態でモータ制御ボタン７６を押すと、駆動モータがこの制御プログラムにより自動には制御されなくなり、モータ制御ボタン７６の操作エリア６３での表示は「モータ制御ＯＮ」となる。なお、再び駆動モータをこの制御プログラムにより自動的に制御させるときには、再度モータ制御ボタン７６を押せば良い。
リセットボタン７７を押すと、この制御プログラムのシステムがリセットされ、各設定値を出荷時の値に戻す等の処理が行われる。
【００４４】
回転基準オプションボタン７８は、回転部２ａの角度が増加する向きが、観察ユニット２を固定部２ｂ側から見たときに、時計回りか反時計回りかを決めるためのものである。「時計」が選択されていると角度が増加する向きが時計回りとなり、「反時計」が選択されていると角度が増加する向きが反時計回りとなる。
角度設定ボタン７９を押すと、回転基準オプションボタン７８及び後述する角度設定・表示エリア８２で設定された各値が、制御プログラムに反映される。
【００４５】
角度設定・表示エリア８２には、上方に、「基準角度」と表示されている基準角度テキストボックス８２ａが設けられている。
基準角度テキストボックス８２ａの下方の左側には、上方から、一方側基準角度表示欄８２ｂ、「移動角度」と表示されている一方側移動角度テキストボックス８２ｃ、「限界角度」と表示されている一方側限界角度表示欄８２ｄが順に設けられている。そして、基準角度テキストボックス８２ａの下方の右側には、上方から、他方側基準角度表示欄８２ｅ、「移動角度」と表示されている他方側移動角度テキストボックス８２ｆ、「限界角度」と表示されている他方側限界角度表示欄８２ｇが順に設けられている。
観察ユニット２は配管内に指標９ｄが鉛直方向の上方となるように挿入される。ただし、検査対象となる配管の基準位置に応じて角度設定・表示エリア８２の各角度を設定することで、配管と観察ユニット２との位置関係、及び、配管内で観察ユニット２が検査した位置の特定が容易になる。
このような設定は、例えば、配管の軸線を中心として一度に１８０°程度しか検査することのできない磁石粉探傷を行うときに有効となる。
【００４６】
基準角度テキストボックス８２ａには、観察ユニット２の指標９ｄの向き（鉛直方向の上方）と、配管の基準位置との角度の差を入力する。
まず、説明が容易なように、回転基準オプションボタン７８で「時計」が選択されている場合について説明する。
例えば、鉛直方向の上方に配管の基準位置があるときには、図２０（ａ）の上段に示すように基準角度テキストボックス８２ａに「０」を入力する。このとき、図２０（ｂ）に示すように、配管Ｐの基準位置（図の上方）と、鉛直方向の上方（図中の配管の中心Ｏから点Ｚに向かう方向）は一致している。
また、回転部２ａの角度が増加する向きが、時計回りとなっている。
なお、図２０（ａ）の下段に示すように、方向表示エリア６２における点Ｚは、観察ユニット２に対する、配管Ｐの基準位置の方向を示す。
【００４７】
一方、鉛直方向の下方に配管の基準位置があるときには、図２１（ａ）に示すように基準角度テキストボックス８２ａに「１８０」を入力する。このとき、図２１（ｂ）に示すように、配管Ｐの基準位置（図の上方）と、鉛直方向の上方（図中の配管の中心Ｏから点Ｚに向かう方向）は反対向きとなる。
【００４８】
また、観察ユニット２を固定部２ｂ側から見て、配管の基準位置が右回転（時計回り）に９０°ずれているときは、図２２（ａ）に示すように基準角度テキストボックス８２ａに「９０」を入力する。このとき、図２２（ｂ）に示すように、配管Ｐの基準位置（図の上方）と、鉛直方向の上方（図中の配管の中心Ｏから点Ｚに向かう方向）は直交する関係となる。
【００４９】
一方側基準角度表示欄８２ｂ、一方側限界角度表示欄８２ｄ、他方側基準角度表示欄８２ｅ、及び他方側限界角度表示欄８２ｇは、他に入力・設定された数値に基づいて自動的に値が定められる表示欄である。
観察ユニット２には、装置の構成上、それ以上回転させると観察ユニット２が損傷する恐れのある回転角度があり、その値が一方側限界角度表示欄８２ｄと他方側限界角度表示欄８２ｇにそれぞれ表示されている。
【００５０】
一方側移動角度テキストボックス８２ｃと他方側移動角度テキストボックス８２ｆは、観察ユニット２の回転部２ａを基準角度テキストボックス８２ａに入力した角度を基準として、一方側と他方側に回転させる上限値をそれぞれ入力する。
一方側移動角度テキストボックス８２ｃには、一方側限界角度表示欄８２ｄに表示される値を超えない値を入力し、他方側移動角度テキストボックス８２ｆには、他方側限界角度表示欄８２ｇに表示される値を超えない値を入力する。
【００５１】
また、図２０に示す状態から、回転基準オプションボタン７８で「反時計」を選択した場合には、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）に示すように、回転部２ａの角度が増加する向きが、反時計回りとなっている。
【００５２】
次に、以上のように構成された検査システム１で配管Ｐ２内を検査する手順について説明する。
まず、使用者は、電源ケーブル５２、５３をコンセントに差し込み、電源ボックス４９と制御装置５１に電力を供給する。すると、制御装置５１で検査システム１の制御プログラムが実行され、表示部５１ｃに動画表示エリア６１が表示される。
【００５３】
次に、使用者は、観察ユニット２の基端側において、第一のローラ２０に係合部２３ａ、２３ｂを係合させることで、観察ユニット２に位置調整ユニット１８を装着する。このとき、固定部２ｂの指標９ｄと位置調整ユニット１８の指標２３ｃとが一致するように位置調整ユニット１８の向きを設定する。さらに、観察ユニット２の固定リング１３ａに照明ユニット６を係合させることにより観察ユニット２に照明ユニット６を装着する。
続いて、検査する配管Ｐ２の２００ｍｍの内径に合わせて、観察ユニット２のピントつまみ１３ｂを調節する。
そして、粗動調整リング３１を光軸Ｃ１回りに回転させ、位置調整ユニット１８の６つの第二のローラ２９をそれぞれ光軸Ｃ１側に移動させておく。
【００５４】
次に、使用者は、検査システム１の観察ユニット２を配管Ｐ２の一方の端部に挿入する。そして、位置調整ユニット１８の粗動調整リング３１を回転させ、その後調整リング３０を回転させることで、６つの第二のローラ２９をそれぞれ配管Ｐ２の内周面に当接させる。これにより、観察ユニット２の光軸Ｃ１と配管Ｐ２が一致するように観察ユニット２の位置が調整される。
【００５５】
続いて、制御装置５１のマウスポインター操作部５１ｂを操作して、角度設定・表示エリア８２において、基準角度テキストボックス８２ａで基準角度を入力し、一方側移動角度テキストボックス８２ｃ及び他方側移動角度テキストボックス８２ｆで移動角度を入力し、回転基準オプションボタン７８で適切な回り方向を選択する。
次に、制御装置５１のマウスポインター操作部５１ｂを操作して照明ボタン７１を押すことで、観察ユニット２に装着されている照明ユニット６の発光部４０に電力が供給され、発光部４０から照明光を発せられる。
【００５６】
使用者は、観察ユニット２を、例えば、先端に観察ユニット２を係止する係止部が設けられた棒等からなる不図示の挿入部移動手段により観察したい位置まで押し込み、この位置において、配管Ｐ２の内周面を観察し、所望の位置での静止画を撮影する。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態の検査システム１によれば、検査する配管Ｐ１、Ｐ２に応じて、その配管Ｐ１、Ｐ２の内径に対応したいずれかの照明ユニット５、６を観察ユニット２に取り付ける。このとき、観察ユニット２に取り付けられた照明ユニット５、６を光軸Ｃ１に直交する方向から見たときに、照明ユニット６の発光部４０ａは照明ユニット５の発光部４６ａに比べて、光軸Ｃ１方向に広い範囲にわたり配置されている。したがって、配管Ｐ２を検査するときであっても、配管Ｐ２の内壁における視野角となる視野範囲内を全体にわたり、照明ユニット６の発光部４０ａで確実に照明することができる。
そして、配管Ｐ１、Ｐ２の内径に応じて発光部を適切な位置に移動させるという機構を備える必要が無いので、検査システム１の構成を簡単にすることが可能となる。
また、配管Ｐ１を検査するときには、照明ユニット５の光軸Ｃ１方向の長さが短い発光部４６ａを用いるので、発光部が光軸Ｃ１方向に延びて観察ユニット２を配管内に挿入する障害となるのを防止することができる。
【００５８】
さらに、観察ユニット２に取り付けられたそれぞれの照明ユニット５、６を光軸Ｃ１方向から見たときに、照明ユニット６の発光部４０ａと照明ユニット５の発光部４６ａとは、プリズム３９に直接光が入射不可能な位置に配置されるとともに、照明ユニット６の発光部４０ａは照明ユニット５の発光部４６ａに比べて、光軸Ｃ１からより離間した位置に配置されている。
このため、それぞれの照明ユニット５、６の発光部において、配管の内壁近傍に発光部が配置されるとともに、発光部から発せられる照明光が直接対物光学系３に入射するのが防止される。したがって、対物光学系３に入射する光量を増加させるとともに、ハレーションを防止することができる。
【００５９】
配管の内壁近傍に発光部が配置されているので、ハレーションはほぼ生じない。ただし、照明ユニット６は回転位置調整手段４１を備えるので、必要に応じて発光部４０ａを光軸Ｃ１回りに回転させることにより、発光部４０ａから発せられる照明光の向きを調節して、ハレーションをより確実に防止することができる。
【００６０】
また、配管Ｐ１を検査するときには、第一のローラ２０をこの配管Ｐ１の内周面上で光軸Ｃ１方向に転がすことで、観察ユニット２を光軸Ｃ１方向に進退させる。そして、配管Ｐ１より内径の大きな配管Ｐ２を検査するときには、位置調整ユニット１８の内周面に形成された係合部２３ａ、２３ｂと第一のローラ２０を係合させるとともに、第二のローラ２９をこの配管の内周面上で光軸Ｃ１方向に転がすことで、観察ユニット２を光軸Ｃ１方向に進退させる。
したがって、係合部２３ａ、２３ｂにより位置調整ユニット１８が観察ユニット２に対して光軸Ｃ１方向に移動することを防止して、第二のローラ２９を配管Ｐ２の内周面上で光軸Ｃ１方向に転がすことができる。
【００６１】
そして、係合部２３ａ、２３ｂは、位置調整ユニット１８の内周面に形成された溝部であるので、溝部という簡単な構成で、第一のローラ２０の外方に位置調整ユニット１８を着脱可能とすることができる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更等も含まれる。
例えば、上記実施形態では、２種類の内径の配管を検査するために２つの照明ユニット５、６と、１つの位置調整ユニット１８を備えた。ただし、より多種類にわたる配管の内径を検査するために、３つ以上の照明ユニットと２つ以上の位置調整ユニットを備えても良い。
また、上記実施形態では、側視用の照明ユニット５、６だけでなく、観察ユニット２の先端に着脱可能な直視用の照明ユニットを備えても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１ 検査システム
２ 観察ユニット
３ 対物光学系
４ 観察ユニット位置調整手段（挿入部位置調整手段）
５ 照明ユニット（小径用照明ユニット）
６ 照明ユニット（大径用照明ユニット）
１８ 位置調整ユニット（大径用位置調整ユニット）
２３ａ、２３ｂ 係合部
２６ 第一のローラ
２９ 第二のローラ
３８、４５ 基体
３９ プリズム
４０ａ 発光部
４１ 回転位置調整手段（発光部回転位置調整手段）
４６ａ 発光部
Ｃ１ 光軸
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２ 配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管等の管腔内を検査する検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管の内面を観察する場合には、この配管の内部に挿入可能な挿入部を有し、挿入部の先端側に設けられた照明光学系（発光部）によって配管内部に照明光を照射し、反射した照明光を対物光学系で受光して配管の内面を観察・検査する内部検査装置（検査システム）が利用されている（例えば、特許文献１参照）。
この内部検査装置においては、配管の中心軸上に対物光学系の入射瞳（反射ミラー）が位置する場合に、配管の中心軸を通る平面において、入射瞳を中心とし中心軸に沿って線状に広がる所定範囲以外に照明光学系の射出窓が配設されている。このように構成することで、射出窓から照明光を照射しても照明光の反射光が入射瞳に入射することがなく、入射瞳で得られる画像にハレーションは発生しないとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３１８７０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の内部検査装置では、配管の内径が変化すると照明光学系から配管の内面までの距離が変化し、これに伴って、配管の内面において入射瞳で観察可能な範囲、すなわち視野範囲が変化する。このため、配管の内径により、照明光学系が小さすぎて照明が不十分となったり、照明光学系が大きすぎて内部検査装置が配管内に入り難くなったりするという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で、配管の内径に応じて配管の内面を効果的に照明することができる検査システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の検査システムは、配管内を検査するための検査システムであって、前記配管内部に挿入される挿入部と、前記挿入部に設けられ所定の視野角内を観察可能な対物光学系と、前記挿入部に設けられ、前記対物光学系の光軸が前記配管の軸線に一致するように位置決めする挿入部位置調整手段と、前記挿入部に着脱可能に取り付けられて外方に向けて照明光を発する複数の照明ユニットと、を備え、それぞれの前記照明ユニットは、前記挿入部に着脱可能な基体と、前記基体に取り付けられ、前記対物光学系の前記光軸に沿う光軸方向に交差する方向から入射する光を前記光軸方向に反射するプリズムと、前記光軸方向に延びる形状にて前記基体に設けられ、前記光軸方向に交差する方向に照明光を発する発光部と、を有し、前記複数の照明ユニットとして、第一の内径を有する前記配管用の小径用照明ユニットと、前記第一の内径より大きい第二の内径を有する前記配管用の大径用照明ユニットと、を有し、前記挿入部に取り付けられたそれぞれの前記照明ユニットを前記光軸に直交する方向から見たときに、前記大径用照明ユニットの前記発光部は前記小径用照明ユニットの前記発光部に比べて、前記光軸方向に広い範囲にわたり配置されていることを特徴としている。
【０００７】
また、上記の検査システムにおいて、前記挿入部に取り付けられたそれぞれの前記照明ユニットを前記光軸方向から見たときに、前記大径用照明ユニットの前記発光部と前記小径用照明ユニットの前記発光部とは、前記プリズムに直接光が入射不可能な位置に配置されるとともに、前記大径用照明ユニットの前記発光部は前記小径用照明ユニットの前記発光部に比べて、前記光軸からより離間した位置に配置されていることがより好ましい。
【０００８】
また、上記の検査システムにおいて、それぞれの前記照明ユニットには、前記発光部を前記光軸に平行な軸線回りに回転可能に支持する発光部回転位置調整手段を備えることがより好ましい。
【０００９】
また、上記の検査システムにおいて、前記挿入部位置調整手段は、前記挿入部の外周面に設けられ、前記第一の内径を有する前記配管の内周面上で前記光軸方向に転がる第一のローラと、前記第二の内径を有する前記配管の内周面上で前記光軸方向に転がる第二のローラを有し、前記第一のローラの外方に着脱可能な筒状の大径用位置調整ユニットと、を有し、前記大径用位置調整ユニットの内周面には、周方向に形成され前記第一のローラと係合する係合部が形成されていることがより好ましい。
【００１０】
また、上記の検査システムにおいて、前記係合部は、前記大径用位置調整ユニットの内周面に形成された溝部であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の検査システムによれば、簡単な構成で、配管の内径に応じて配管の内面を効果的に照明することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の検査システムの分解斜視図である。
【図２】同検査システムの一部を破断した平面図である。
【図３】同検査システムの観察ユニットの斜視図である。
【図４】図３中の切断線Ａ１−Ａ１の断面図である。
【図５】同検査システムの位置調整ユニットの斜視図である。
【図６】図２中の切断線Ａ２−Ａ２の断面図である。
【図７】同検査システムの挿入部に位置調整ユニットを取り付けたときの要部断面図である。
【図８】同検査システムに用いられるアタッチメントの正面図である。
【図９】同検査システムに用いられるアタッチメントを交換する手順を示す説明図である。
【図１０】同検査システムに用いられるアタッチメントを交換する手順を示す説明図である。
【図１１】同検査システムに用いられるアタッチメントを交換する手順を示す説明図である。
【図１２】同検査システムの照明ユニットの斜視図である。
【図１３】同検査システムで配管の内部を検査している状態を模式的に説明する側面の断面図である。
【図１４】同検査システムで配管の内部を検査している状態を模式的に説明する正面の断面図である。
【図１５】同検査システムの他の照明ユニットの斜視図である。
【図１６】同検査システムで内径の異なる配管の内部を検査している状態を模式的に説明する正面の断面図である。
【図１７】同検査システムの表示部で表示される内容を示す図である。
【図１８】同検査システムの表示部で表示される操作エリアの内容を示す図である。
【図１９】同検査システムの表示部で表示される静止画撮影画面の内容を示す図である。
【図２０】図２０（ａ）は同検査システムの所定の条件における角度設定・表示エリアの設定内容と方向表示エリアでの表示内容を示す図であり、図２０（ｂ）は配管を基端側から見たときの各角度を示す図である。
【図２１】図２１（ａ）は同検査システムの所定の条件における角度設定・表示エリアの設定内容と方向表示エリアでの表示内容を示す図であり、図２１（ｂ）は配管を基端側から見たときの各角度を示す図である。
【図２２】図２２（ａ）は同検査システムの所定の条件における角度設定・表示エリアの設定内容と方向表示エリアでの表示内容を示す図であり、図２２（ｂ）は配管を基端側から見たときの各角度を示す図である。
【図２３】図２３（ａ）は同検査システムの所定の条件における角度設定・表示エリアの設定内容と方向表示エリアでの表示内容を示す図であり、図２３（ｂ）は配管を基端側から見たときの各角度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る検査システムの第１実施形態を、図１から図２３を参照しながら説明する。この検査システムは、様々な内径を有する配管内を検査するために用いられるものである。
図１及び図２に示すように、検査システム１は、配管Ｐの内部に挿入される観察ユニット（挿入部）２と、観察ユニット２に設けられ所定の視野角内を観察可能な対物光学系３と、観察ユニット２に設けられ、対物光学系３の光軸Ｃ１が配管の軸線に一致するように位置決めする観察ユニット位置調整手段（挿入部位置調整手段）４と、観察ユニット２に着脱可能に取り付けられて外方に向けて照明光を発する２つの照明ユニット５、６と、観察ユニット２及び照明ユニット５、６を制御する制御部７とを備えている。
【００１４】
図３に示すように、観察ユニット２は、全体として略円柱状に形成されている。
観察ユニット２は、スリットＳより基端側の固定部２ｂと、スリットＳより先端側であって不図示の駆動モータにより固定部２ｂの軸線と一致する光軸Ｃ１回りに回転する回転部２ａとで構成されている。駆動モータは、制御部７からの命令に基づいて、固定部２ｂに対して回転部２ａが光軸Ｃ１回りの所定の回転位置となるように回転部２ａを回転させる。
なお、以下では、観察ユニット２を基端側から見たときに、回転部２ａが時計回りに回るときを「右回転」と称し、反時計回りに回るときを「左回転」と称する。
【００１５】
回転部２ａ、固定部２ｂは、外周面に設けられた略円筒状の回転側ケーシング９ａ、固定側ケーシング９ｂをそれぞれ有している。回転側ケーシング９ａと固定側ケーシング９ｂの外周面には、光軸Ｃ１と平行に形成された溝部等である指標９ｃと指標９ｄがそれぞれ設けられていて、指標９ｃと指標９ｄは回転部２ａと固定部２ｂを光軸Ｃ１回りに位置決めするときの目印となっている。
【００１６】
図２に示すように、回転側ケーシング９ａの先端側の内部には、前述の対物光学系３が配置されている。対物光学系３は、光軸Ｃ１上に回転側ケーシング９ａの先端側から順に配置されたレンズ部１０、絞り部１１、及びカメラ部１２を有している。レンズ部１０は複数のレンズにより構成され、照明ユニット５、６の後述するプリズムで屈折された光を集光する。絞り部１１は、光を透過させる部分の面積を変化させることで、光の明るさを調節するものである。
カメラ部１２は、ＣＣＤ等の撮像素子１２ａと不図示のシャッターを有し、レンズ部１０及び絞り部１１を経て集められた、光軸Ｃ１に沿って入射する前述の所定の視野角内の光を受光して撮像し、撮像信号を出力する。
【００１７】
また、図３に示すように、回転部２ａの先端側には、固定リング１３ａ、ピントつまみ１３ｂが設けられている。
固定リング１３ａは、照明ユニット５、６を観察ユニット２に装着するときに照明ユニット５、６を係合させるものである。ピントつまみ１３ｂは、レンズ部１０を構成する各レンズの位置を変化させて、配管Ｐの内面の像の焦点が撮像素子１２ａ上に位置するように調整するためのものである。
【００１８】
図２及び図３に示すように、観察ユニット２の基端部には、撮像素子１２ａが送信する撮像信号等を制御部７に送るとともに、制御部７からの制御信号等を観察ユニット２に送るためのケーブル１３の一端が接続されている。
また、回転側ケーシング９ａの外周面には、回転側ケーシング９ａを配管等から保護するために、回転側ケーシング９ａの外周面から径方向外側に突出するとともに、所定の軸線回りに回転可能な保護用ローラ１４が配置されている。
【００１９】
図１に示すように、観察ユニット位置調整手段４は、観察ユニット２に設けられた小径用位置調整機構１７と、位置調整ユニット（大径用位置調整ユニット）１８とを備えている。小径用位置調整機構１７は、本実施形態では、例えば７０ｍｍの第一の内径を有する図４に示す配管Ｐ１用のものであり、位置調整ユニット１８は２００ｍｍの第二の内径を有する図２に示す配管Ｐ２用のものである。
小径用位置調整機構１７は、図３及び図４に示すように、固定側ケーシング９ｂの外周面において、光軸Ｃ１回りに等角度毎に３つ設けられ、固定側ケーシング９ｂの径方向に伸縮可能な位置調整リンク部１９を備えて構成されている。
それぞれの位置調整リンク部１９には、所定の軸線回りに回転可能に取付けられた第一のローラ２０が光軸Ｃ１方向に２つ並んだ状態で取り付けられている。
そして、観察ユニット２を配管Ｐ１内に挿入すると、合計６つの第一のローラ２０は、それぞれが配管Ｐ１の内周面上に当接する。さらに、観察ユニット２を光軸Ｃ１方向に進退させることで、６つの第一のローラ２０が配管Ｐ１の内周面上を光軸Ｃ１方向に転がるようになっている。
【００２０】
また、小径用位置調整機構１７には、位置調整リンク部１９の径方向の伸縮長さを調整する不図示の外径調整部が取り付けられている。そして、外径調整部を調整することで、各位置調整リンク部１９における２つの第一のローラ２０が光軸Ｃ１方向に並んだ状態を保ったまま、合計６つの第一のローラ２０を一様に、固定側ケーシング９ｂの径方向に一定の範囲にわたり移動させることができる。
本実施形態では、外径調整部を調整することにより、６つの第一のローラ２０がそれぞれ当接する配管の内径を、例えば６７〜７３ｍｍまで調整することができる。
【００２１】
図５及び図６に示すように、位置調整ユニット１８は、略筒状の位置調整部本体２３と、位置調整部本体２３の外周面において光軸Ｃ１回りに等角度毎に３つ設けられた位置調整リンク部２４と、それぞれの位置調整リンク部２４に２つずつ着脱可能に設けられたアタッチメント２５と、位置調整リンク部２４の形状を調整する外径調整部２６とを備えて構成されている。
【００２２】
図５及び図７に示すように、位置調整部本体２３の内周面には、周方向に形成され第一のローラ２０と係合する溝部である係合部２３ａ、２３ｂが光軸Ｃ１方向に並ぶように設けられている。係合部２３ａ、２３ｂは、第一のローラ２０の外方に配置されることで、第一のローラ２０と係合するようになっている。
このように、第一のローラ２０と係合部２３ａ、２３ｂとを互いに係合させたり、取外したりすることで、観察ユニット２に位置調整ユニット１８が着脱可能となっている。
位置調整部本体２３の先端側の外周面には、光軸Ｃ１と平行に指標２３ｃが形成されている。この指標２３ｃは、観察ユニット２に位置調整ユニット１８を位置合わせするために用いられる。
【００２３】
位置調整リンク部２４は、位置調整部本体２３の径方向に伸縮可能に構成されている。
位置調整リンク部２４、及び前述の小径用位置調整機構１７の位置調整リンク部１９としては、２本の棒状部材をＸ字状に交差させるとともに、互いの部材の中央部で回転可能とされたリンク機構や、いわゆるパンタグラフ方式のリンク機構等の公知のものを適宜選択して用いることができる。
【００２４】
アタッチメント２５は、略Ｌ字状の台座２７と、台座２７の一端側において台座２７を位置調整リンク部２４に固定するためのリリースノブ２８と、台座２７の他端側で所定の軸線回りに回転可能に取付けられた第二のローラ２９とを有している。
各位置調整リンク部２４において、アタッチメント２５を２つずつ装着すると、各アタッチメント２５の第二のローラ２９は、光軸Ｃ１方向に２つ並んだ状態となる。
そして、位置調整ユニット１８を配管Ｐ２内に挿入すると、合計６つの第二のローラ２９は、それぞれが配管Ｐ２の内周面上に当接する。さらに、位置調整ユニット１８を光軸Ｃ１方向に進退させることで、６つの第二のローラ２９が配管Ｐ２の内周面上を光軸Ｃ１方向に転がるようになっている。
【００２５】
外径調整部２６は、位置調整リンク部２４の径方向の伸縮長さを調整するものである。
外径調整部２６は、位置調整部本体２３の基端側に設けられた調整リング３０と、調整リング３０の基端側に設けられた粗動調整リング３１とを有している。調整リング３０と粗動調整リング３１はともに光軸Ｃ１回りに回転可能となっていて、各リング３０、３１を光軸Ｃ１回りに回すことで、不図示の伝達機構により、各位置調整リンク部２４における２つの第二のローラ２９が光軸Ｃ１方向に並んだ状態を保ったまま、合計６つの第二のローラ２９を一様に、位置調整部本体２３の径方向に一定の範囲にわたり移動させることができる。
本実施形態では、外径調整部２６を調整することにより、６つの第二のローラ２９がそれぞれ当接する配管の内径を、例えば１９７〜２０３ｍｍまで調整することができる。
【００２６】
調整リング３０と粗動調整リング３１は、ともに位置調整リンク部２４の径方向の伸縮長さを調整するものであるが、各リング３０、３１を光軸Ｃ１回りにある回転量回したときの位置調整リンク部２４の径方向の移動量は、調整リング３０を回した時より粗動調整リング３１を回した時の方が大きくなっている。
【００２７】
なお、位置調整ユニット１８において、位置調整リンク部２４に装着しているアタッチメント２５を後述するアタッチメント３４に代えることで、アタッチメント３４が装着された位置調整ユニットを、例えば２８０ｍｍの内径を有する配管用として用いることができる。
アタッチメント３４は、図８に示すように、アタッチメント２５の台座２７に代えて、台座３５を備えている。台座３５の一端３５ａから他端３５ｂまでの長さは、台座２７の対応する一端から他端までの長さより、例えば４０ｍｍ長くなっているだけで、アタッチメント３４とアタッチメント２５とのその他の構成は等しくなっている。
【００２８】
ここで、位置調整リンク部２４に装着しているアタッチメント２５をアタッチメント３４に交換する手順について説明する。
まず、使用者は、図９に示すように、位置調整ユニット１８の位置調整リンク部２４に装着しているアタッチメント２５のリリースノブ２８を、位置調整リンク部２４から離間する方向に移動する。
次に、図１０に示すように、台座２７を矢印の方向にスライドさせて引き抜き、アタッチメント２５を位置調整リンク部２４の取付け部２４ａから離間させる。
続いて、図１１に示すように、アタッチメント３４を矢印の方向にスライドさせて押し込み、台座３５の一端３５ａを位置調整リンク部２４の取付け部２４ａに係合させる。そして、アタッチメント３４のリリースノブ２８を、位置調整リンク部２４側に移動することで、アタッチメント３４を位置調整リンク部２４に装着する。
【００２９】
再び図２に戻って説明を続ける。
照明ユニット（大径用照明ユニット）６は、２００ｍｍの内径を有する配管Ｐ２用であり、検査システム１で配管Ｐ２の検査を行うときに観察ユニット２の先端部に装着して用いられる。
図２及び図１２に示すように、照明ユニット６は、観察ユニット２の先端部に着脱可能な基体３８と、基体３８の内部に取り付けられたプリズム３９と、光軸Ｃ１方向に延びる略円柱状に形成され基体３８に設けられた一対の発光モジュール４０と、発光モジュール４０を光軸Ｃ１に平行な軸線回りに回転可能に支持する回転位置調整手段（発光部回転位置調整手段）４１とを有している。
【００３０】
本実施形態では、照明ユニット６を観察ユニット２の先端部に装着したときに、以下の構成になるように設定されている。なお、図１３は、観察ユニット２の光軸Ｃ１を通る側面での断面図であり、検査システム１を光軸Ｃ１に直交する方向から見たときの図となる。また、図１４及び後述する図１６は、検査システム１を光軸Ｃ１方向から見たときの図である。
発光モジュール４０は指向性のある不図示のＬＥＤ等の発光体を有していて、図１３に示すように、光軸Ｃ１に直交する方向から見たときに、発光モジュール４０の外周面における所定の範囲である発光部４０ａから光軸Ｃ１方向に交差する方向に照明光Ｌ２を発する。そして、図１４に示すように、発光部４０ａは、プリズム３９に直接光が入射不可能な範囲、すなわち、プリズム３９の入射面３９ａを延長した面より光Ｌ１が入射する側で、かつ、視野範囲の外側である範囲Ｒ１に配置されている。
なお、発光モジュール４０において発光部４０ａ以外の外周面は、その部分から照明光が発せられないように不図示の遮蔽部により覆われている。
図１３及び図１４に示すように、プリズム３９は、自身の反射面３９ｂ（図１３参照）により、光軸Ｃ１方向に交差する方向から入射する光Ｌ１を光軸Ｃ１方向に反射する。
また、照明ユニット６を観察ユニット２に装着したときには、照明ユニット６と観察ユニット２のそれぞれに備えられている不図示の電気接点が互いに接続され、制御部７から照明ユニット６に所定の電力が供給される。
【００３１】
図１２に示すように、回転位置調整手段４１は、基体３８と発光モジュール４０とを接続する接続部材４２ａ、４２ｂと、接続部材４２ａと発光モジュール４０とを保持するネジ部材４３とを有する。
本実施形態では、発光モジュール４０を保持するネジ部材４３の締め付け強度を適宜調整することにより、発光モジュール４０を光軸Ｃ１に平行な軸線回りに回転させ、所定の位置関係に固定することができる。
また、基体３８の先端部には、基体３８や接続部材４２ａを配管等から保護するために、基体３８から前方に突出するとともに、所定の軸線回りに回転可能な保護用ローラ３８ａが配置されている。
【００３２】
図１５に示すように、照明ユニット（小径用照明ユニット）５は、検査対象とする配管の内径が異なること以外、基本的な構成は照明ユニット６と同一である。
照明ユニット５は、観察ユニット２の先端部に着脱可能な基体４５と、基体４５の内部に取り付けられたプリズム３９と、光軸Ｃ１方向に延びる略円柱状に形成され基体４５に設けられた一対の発光モジュール４６と、発光モジュール４６を光軸Ｃ１に平行な軸線回りに回転可能に支持する不図示の回転位置調整手段（発光部回転位置調整手段）とを有している。
発光モジュール４６も上記発光モジュール４０と同様に指向性のある不図示のＬＥＤを有していて、図１３に示すように、光軸Ｃ１に直交する方向から見たときに、発光モジュール４６の外周面における所定の範囲である発光部４６ａから光軸Ｃ１方向に交差する方向に照明光Ｌ３を発する。
各照明ユニット５、６を観察ユニット２に装着したときの、観察ユニット２の対物光学系３に対する照明ユニット６のプリズム３９の配置と、対物光学系３に対する照明ユニット５のプリズム３９の配置とは、等しくなるように設定されている。
回転位置調整手段としては、例えば、基体４５と発光モジュール４６とを接続するネジ部材等を用いることができる。
基体４５の先端部及び側方には、基体４５や発光モジュール４６を配管等から保護するために、基体４５から前方又は側方に突出するとともに、所定の軸線回りに回転可能な保護用ローラ４５ａ及び保護用ローラ４５ｂが配置されている。
【００３３】
そして、図１３に示すように、照明ユニット６の発光部４０ａは照明ユニット５の発光部４６ａに比べて、光軸Ｃ１方向に広い範囲にわたり配置されている。さらに、図１６に示すように、発光部４６ａは、プリズム３９に直接光が入射不可能な範囲、すなわち、プリズム３９の入射面３９ａを延長した面より光Ｌ１が入射する側の範囲、かつ、視野範囲の外側である範囲Ｒ２に配置されている。
さらに、図１４と図１６を比べたときに、照明ユニット６の発光部４０ａは照明ユニット５の発光部４６ａに比べて、光軸Ｃ１からより離間した位置に配置されており、いずれも配管の内周面の近傍に配置されている。
【００３４】
図１に戻って、制御部７は、ケーブル１３の他端が接続された電源ボックス４９と、電源ボックス４９とケーブル５０で電気的に接続されたコンピュータ等の制御装置５１とを有する。電源ボックス４９と制御装置５１には、それぞれ電源ケーブル５２、５３が接続され、所定の電力が供給されている。
制御装置５１は、使用者が命令を入力するキーボード等のキー入力部５１ａ及びタッチパッド等のマウスポインター操作部５１ｂと、制御装置５１で実行される検査システム１の制御プログラムの実行状況を表示する表示部５１ｃとを有する。
制御装置５１は、ケーブル５０、電源ボックス４９、及びケーブル１３を通して、照明ユニットの発光モジュール、観察ユニット２の駆動モータに制御信号や電力を送ったり、カメラ部１２から撮像信号を受けたりすることができる。
【００３５】
図１７に、制御装置５１で検査システム１の制御プログラムが実行された時に、表示部５１ｃに表示される画面の例を示す。
なお、この制御プログラムは、電源ボックス４９及び制御装置５１に所定の電力が供給されたときに自動的に実行されるように設定されている。
動画表示エリア６１には、撮像素子１２ａで撮像された画像が動画もしくは静止画として表示される。
方向表示エリア６２には、後述するように、観察ユニット２の向きが表示される。なお、方向表示エリア６２における黒丸で示す点Ｚは、観察ユニット２に対して配管の基準位置を示している。
【００３６】
使用者が、キー入力部５１ａにおいて所定のキーを押すと、動画表示エリア６１の下部に、図１８に示す操作エリア６３が表示される。
使用者は、この操作エリア６３内でマウスポインター操作部５１ｂによりマウスポインターを移動させ、所望のボタンを選択することにより、制御装置５１に各種命令を与えることができる。
【００３７】
操作エリア６３において、右上には「×」と表示されているクローズボタン６６が、左上には「設定」と表示されている設定ボタン６７が設けられている。
そして、操作エリア６３の中央部左側には、上方から、「回転開始」、「回転方向」、「回転速度」と表示されている回転開始ボタン６８、回転方向オプションボタン６９、回転速度オプションボタン７０がそれぞれ設けられている。また、これらのボタンの右側には、上方から、「照明ＯＮ」、「カメラ」と表示されている、照明ボタン７１、カメラ設定エリア７２がそれぞれ設けられている。
【００３８】
操作エリア６３の中央部中程には、上方から、「撮影」、「モータ制御ＯＦＦ」、「リセット」と表示されている、撮影ボタン７５、モータ制御ボタン７６、リセットボタン７７がそれぞれ設けられている。
また、これらのボタンの右側には、上方から、「回転基準」、「角度設定」と表示されている回転基準オプションボタン７８、角度設定ボタン７９がそれぞれ設けられている。
そして、操作エリア６３の中央部右側には、各種角度の設定・表示を行う、角度設定・表示エリア８２が設けられている。
なお、各オプションボタンにおいては、枠内の表示のうち１つだけを選択できるようになっている。
【００３９】
マウスポインター操作部５１ｂを操作して、操作エリア６３の右上のクローズボタン６６にマウスポインターを合わせ、マウスポインター操作部５１ｂ内の所定のボタンを押すことでクローズボタン６６を押す（選択する）と、この操作エリア６３が強制的に閉じられる。
設定ボタン６７を押すと、その下部に図示はしないが「ユーザ」、「カメラ」、又は「モータ」の文字が表示される。この時に「ユーザ」を選択すると、後述する静止画を記録する際のファイルの形式、ファイル名の接頭語等を設定することができる。「カメラ」を選択すると、上記のカメラ設定エリア７２と同様の内容を設定することができる。そして、「モータ」を選択するとモータ設定の画面が開くが、この画面中の値は基本的に検査システム１の出荷時の値から変更しないでおくべきものである。
【００４０】
回転開始ボタン６８を押すと、固定部２ｂに対して回転部２ａが、回転方向オプションボタン６９で指定された回転方向に、回転速度オプションボタン７０で指定された回転速度で回転する。ただし、後述する設定した移動角度に達すると回転部２ａの回転が停止する。
なお、回転開始ボタン６８を押して回転部２ａが回転しているときには回転開始ボタン６８の操作エリア６３での表示は「回転停止」となっている。この状態で回転開始ボタン６８を押すと、回転部２ａの回転が停止する。
回転方向オプションボタン６９は、回転開始ボタン６８を押したときに固定部２ｂに対して回転部２ａが回転する方向を決めるためのものである。「右」が選択されていると回転部２ａは右回転し、「左」が選択されていると回転部２ａは左回転する。
回転速度オプションボタン７０は、回転開始ボタン６８を押したときに回転部２ａが回転する速度を決めるためのものである。「低」が選択されていると回転部２ａは比較的低速度で回転し、「高」が選択されていると回転部２ａは比較的高速度で回転する。
【００４１】
照明ボタン７１を押すと、観察ユニット２に装着されている照明ユニットの発光モジュールに電力が供給され、発光部が照明光を発する。なお、照明ボタン７１を押して発光部が照明光を発しているときには照明ボタン７１の操作エリア６３での表示は「照明ＯＦＦ」となっている。この状態で照明ボタン７１を押すと、観察ユニット２に装着されている照明ユニットの発光部が照明光を発しなくなる。
カメラ設定エリア７２には、上方から、「シャッター」、「ゲイン」と表示されているシャッタースクロールバー８５、ゲインスクロールバー８６がそれぞれ設けられている。
シャッタースクロールバー８５には指標８５ａが設けられていて、この指標８５ａを右にスライドするとシャッター速度が遅くなり（シャッターが開いている時間が長くなり）、指標８５ａを左にスライドするとシャッター速度が速くなる。また、ゲインスクロールバー８６には指標８６ａが設けられていて、この指標８６ａを右にスライドすると撮像素子１２ａのゲインが高くなり、指標８６ａを左にスライドすると撮像素子１２ａのゲインが低くなる。
【００４２】
撮影ボタン７５を押すと、表示部５１ｃに図１９に示す静止画撮影画面が表示される。静止画撮影画面には、上方に静止画表示エリア８７が設けられ、静止画表示エリア８７の下方には、「ファイル名」、「保存」、「キャンセル」と表示されているファイル名テキストボックス８８、保存ボタン８９、キャンセルボタン９０が設けられている。
静止画表示エリア８７には、動画表示エリア６１で表示されていた動画のうち最後に表示したフレームと同一の静止画が表示される。ファイル名テキストボックス８８には、前述の接頭語とこれまで撮影した静止画の枚数に応じたファイル名が自動的に入力される。
使用者は、ファイル名を変えたい場合には、マウスポインターを移動させてファイル名テキストボックス８８に表示されているファイル名を選択し、キー入力部５１ａを操作して希望するファイル名を入力する。
保存ボタン８９を押すと、静止画表示エリア８７に表示されている静止画がファイル名テキストボックス８８に表示されているファイル名で制御装置５１の不図示の記憶部に保存される。
キャンセルボタン９０を押すと、静止画撮影画面が強制的に閉じられる。
【００４３】
駆動モータがこの制御プログラムにより自動的に制御されているときには、図１８に示すモータ制御ボタン７６の操作エリア６３での表示は「モータ制御ＯＦＦ」となっている。
この状態でモータ制御ボタン７６を押すと、駆動モータがこの制御プログラムにより自動には制御されなくなり、モータ制御ボタン７６の操作エリア６３での表示は「モータ制御ＯＮ」となる。なお、再び駆動モータをこの制御プログラムにより自動的に制御させるときには、再度モータ制御ボタン７６を押せば良い。
リセットボタン７７を押すと、この制御プログラムのシステムがリセットされ、各設定値を出荷時の値に戻す等の処理が行われる。
【００４４】
回転基準オプションボタン７８は、回転部２ａの角度が増加する向きが、観察ユニット２を固定部２ｂ側から見たときに、時計回りか反時計回りかを決めるためのものである。「時計」が選択されていると角度が増加する向きが時計回りとなり、「反時計」が選択されていると角度が増加する向きが反時計回りとなる。
角度設定ボタン７９を押すと、回転基準オプションボタン７８及び後述する角度設定・表示エリア８２で設定された各値が、制御プログラムに反映される。
【００４５】
角度設定・表示エリア８２には、上方に、「基準角度」と表示されている基準角度テキストボックス８２ａが設けられている。
基準角度テキストボックス８２ａの下方の左側には、上方から、一方側基準角度表示欄８２ｂ、「移動角度」と表示されている一方側移動角度テキストボックス８２ｃ、「限界角度」と表示されている一方側限界角度表示欄８２ｄが順に設けられている。そして、基準角度テキストボックス８２ａの下方の右側には、上方から、他方側基準角度表示欄８２ｅ、「移動角度」と表示されている他方側移動角度テキストボックス８２ｆ、「限界角度」と表示されている他方側限界角度表示欄８２ｇが順に設けられている。
観察ユニット２は配管内に指標９ｄが鉛直方向の上方となるように挿入される。ただし、検査対象となる配管の基準位置に応じて角度設定・表示エリア８２の各角度を設定することで、配管と観察ユニット２との位置関係、及び、配管内で観察ユニット２が検査した位置の特定が容易になる。
このような設定は、例えば、配管の軸線を中心として一度に１８０°程度しか検査することのできない磁石粉探傷を行うときに有効となる。
【００４６】
基準角度テキストボックス８２ａには、観察ユニット２の指標９ｄの向き（鉛直方向の上方）と、配管の基準位置との角度の差を入力する。
まず、説明が容易なように、回転基準オプションボタン７８で「時計」が選択されている場合について説明する。
例えば、鉛直方向の上方に配管の基準位置があるときには、図２０（ａ）の上段に示すように基準角度テキストボックス８２ａに「０」を入力する。このとき、図２０（ｂ）に示すように、配管Ｐの基準位置（図の上方）と、鉛直方向の上方（図中の配管の中心Ｏから点Ｚに向かう方向）は一致している。
また、回転部２ａの角度が増加する向きが、時計回りとなっている。
なお、図２０（ａ）の下段に示すように、方向表示エリア６２における点Ｚは、観察ユニット２に対する、配管Ｐの基準位置の方向を示す。
【００４７】
一方、鉛直方向の下方に配管の基準位置があるときには、図２１（ａ）に示すように基準角度テキストボックス８２ａに「１８０」を入力する。このとき、図２１（ｂ）に示すように、配管Ｐの基準位置（図の上方）と、鉛直方向の上方（図中の配管の中心Ｏから点Ｚに向かう方向）は反対向きとなる。
【００４８】
また、観察ユニット２を固定部２ｂ側から見て、配管の基準位置が右回転（時計回り）に９０°ずれているときは、図２２（ａ）に示すように基準角度テキストボックス８２ａに「９０」を入力する。このとき、図２２（ｂ）に示すように、配管Ｐの基準位置（図の上方）と、鉛直方向の上方（図中の配管の中心Ｏから点Ｚに向かう方向）は直交する関係となる。
【００４９】
一方側基準角度表示欄８２ｂ、一方側限界角度表示欄８２ｄ、他方側基準角度表示欄８２ｅ、及び他方側限界角度表示欄８２ｇは、他に入力・設定された数値に基づいて自動的に値が定められる表示欄である。
観察ユニット２には、装置の構成上、それ以上回転させると観察ユニット２が損傷する恐れのある回転角度があり、その値が一方側限界角度表示欄８２ｄと他方側限界角度表示欄８２ｇにそれぞれ表示されている。
【００５０】
一方側移動角度テキストボックス８２ｃと他方側移動角度テキストボックス８２ｆは、観察ユニット２の回転部２ａを基準角度テキストボックス８２ａに入力した角度を基準として、一方側と他方側に回転させる上限値をそれぞれ入力する。
一方側移動角度テキストボックス８２ｃには、一方側限界角度表示欄８２ｄに表示される値を超えない値を入力し、他方側移動角度テキストボックス８２ｆには、他方側限界角度表示欄８２ｇに表示される値を超えない値を入力する。
【００５１】
また、図２０に示す状態から、回転基準オプションボタン７８で「反時計」を選択した場合には、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）に示すように、回転部２ａの角度が増加する向きが、反時計回りとなっている。
【００５２】
次に、以上のように構成された検査システム１で配管Ｐ２内を検査する手順について説明する。
まず、使用者は、電源ケーブル５２、５３をコンセントに差し込み、電源ボックス４９と制御装置５１に電力を供給する。すると、制御装置５１で検査システム１の制御プログラムが実行され、表示部５１ｃに動画表示エリア６１が表示される。
【００５３】
次に、使用者は、観察ユニット２の基端側において、第一のローラ２０に係合部２３ａ、２３ｂを係合させることで、観察ユニット２に位置調整ユニット１８を装着する。このとき、固定部２ｂの指標９ｄと位置調整ユニット１８の指標２３ｃとが一致するように位置調整ユニット１８の向きを設定する。さらに、観察ユニット２の固定リング１３ａに照明ユニット６を係合させることにより観察ユニット２に照明ユニット６を装着する。
続いて、検査する配管Ｐ２の２００ｍｍの内径に合わせて、観察ユニット２のピントつまみ１３ｂを調節する。
そして、粗動調整リング３１を光軸Ｃ１回りに回転させ、位置調整ユニット１８の６つの第二のローラ２９をそれぞれ光軸Ｃ１側に移動させておく。
【００５４】
次に、使用者は、検査システム１の観察ユニット２を配管Ｐ２の一方の端部に挿入する。そして、位置調整ユニット１８の粗動調整リング３１を回転させ、その後調整リング３０を回転させることで、６つの第二のローラ２９をそれぞれ配管Ｐ２の内周面に当接させる。これにより、観察ユニット２の光軸Ｃ１と配管Ｐ２が一致するように観察ユニット２の位置が調整される。
【００５５】
続いて、制御装置５１のマウスポインター操作部５１ｂを操作して、角度設定・表示エリア８２において、基準角度テキストボックス８２ａで基準角度を入力し、一方側移動角度テキストボックス８２ｃ及び他方側移動角度テキストボックス８２ｆで移動角度を入力し、回転基準オプションボタン７８で適切な回り方向を選択する。
次に、制御装置５１のマウスポインター操作部５１ｂを操作して照明ボタン７１を押すことで、観察ユニット２に装着されている照明ユニット６の発光部４０に電力が供給され、発光部４０から照明光を発せられる。
【００５６】
使用者は、観察ユニット２を、例えば、先端に観察ユニット２を係止する係止部が設けられた棒等からなる不図示の挿入部移動手段により観察したい位置まで押し込み、この位置において、配管Ｐ２の内周面を観察し、所望の位置での静止画を撮影する。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態の検査システム１によれば、検査する配管Ｐ１、Ｐ２に応じて、その配管Ｐ１、Ｐ２の内径に対応したいずれかの照明ユニット５、６を観察ユニット２に取り付ける。このとき、観察ユニット２に取り付けられた照明ユニット５、６を光軸Ｃ１に直交する方向から見たときに、照明ユニット６の発光部４０ａは照明ユニット５の発光部４６ａに比べて、光軸Ｃ１方向に広い範囲にわたり配置されている。したがって、配管Ｐ２を検査するときであっても、配管Ｐ２の内壁における視野角となる視野範囲内を全体にわたり、照明ユニット６の発光部４０ａで確実に照明することができる。
そして、配管Ｐ１、Ｐ２の内径に応じて発光部を適切な位置に移動させるという機構を備える必要が無いので、検査システム１の構成を簡単にすることが可能となる。
また、配管Ｐ１を検査するときには、照明ユニット５の光軸Ｃ１方向の長さが短い発光部４６ａを用いるので、発光部が光軸Ｃ１方向に延びて観察ユニット２を配管内に挿入する障害となるのを防止することができる。
【００５８】
さらに、観察ユニット２に取り付けられたそれぞれの照明ユニット５、６を光軸Ｃ１方向から見たときに、照明ユニット６の発光部４０ａと照明ユニット５の発光部４６ａとは、プリズム３９に直接光が入射不可能な位置に配置されるとともに、照明ユニット６の発光部４０ａは照明ユニット５の発光部４６ａに比べて、光軸Ｃ１からより離間した位置に配置されている。
このため、それぞれの照明ユニット５、６の発光部において、配管の内壁近傍に発光部が配置されるとともに、発光部から発せられる照明光が直接対物光学系３に入射するのが防止される。したがって、対物光学系３に入射する光量を増加させるとともに、ハレーションを防止することができる。
【００５９】
配管の内壁近傍に発光部が配置されているので、ハレーションはほぼ生じない。ただし、照明ユニット６は回転位置調整手段４１を備えるので、必要に応じて発光部４０ａを光軸Ｃ１回りに回転させることにより、発光部４０ａから発せられる照明光の向きを調節して、ハレーションをより確実に防止することができる。
【００６０】
また、配管Ｐ１を検査するときには、第一のローラ２０をこの配管Ｐ１の内周面上で光軸Ｃ１方向に転がすことで、観察ユニット２を光軸Ｃ１方向に進退させる。そして、配管Ｐ１より内径の大きな配管Ｐ２を検査するときには、位置調整ユニット１８の内周面に形成された係合部２３ａ、２３ｂと第一のローラ２０を係合させるとともに、第二のローラ２９をこの配管の内周面上で光軸Ｃ１方向に転がすことで、観察ユニット２を光軸Ｃ１方向に進退させる。
したがって、係合部２３ａ、２３ｂにより位置調整ユニット１８が観察ユニット２に対して光軸Ｃ１方向に移動することを防止して、第二のローラ２９を配管Ｐ２の内周面上で光軸Ｃ１方向に転がすことができる。
【００６１】
そして、係合部２３ａ、２３ｂは、位置調整ユニット１８の内周面に形成された溝部であるので、溝部という簡単な構成で、第一のローラ２０の外方に位置調整ユニット１８を着脱可能とすることができる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更等も含まれる。
例えば、上記実施形態では、２種類の内径の配管を検査するために２つの照明ユニット５、６と、１つの位置調整ユニット１８を備えた。ただし、より多種類にわたる配管の内径を検査するために、３つ以上の照明ユニットと２つ以上の位置調整ユニットを備えても良い。
また、上記実施形態では、側視用の照明ユニット５、６だけでなく、観察ユニット２の先端に着脱可能な直視用の照明ユニットを備えても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１ 検査システム
２ 観察ユニット
３ 対物光学系
４ 観察ユニット位置調整手段（挿入部位置調整手段）
５ 照明ユニット（小径用照明ユニット）
６ 照明ユニット（大径用照明ユニット）
１８ 位置調整ユニット（大径用位置調整ユニット）
２３ａ、２３ｂ 係合部
２６ 第一のローラ
２９ 第二のローラ
３８、４５ 基体
３９ プリズム
４０ａ 発光部
４１ 回転位置調整手段（発光部回転位置調整手段）
４６ａ 発光部
Ｃ１ 光軸
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２ 配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管内を検査するための検査システムであって、
前記配管内部に挿入される挿入部と、
前記挿入部に設けられ所定の視野角内を観察可能な対物光学系と、
前記挿入部に設けられ、前記対物光学系の光軸が前記配管の軸線に一致するように位置決めする挿入部位置調整手段と、
前記挿入部に着脱可能に取り付けられて外方に向けて照明光を発する複数の照明ユニットと、
を備え、
それぞれの前記照明ユニットは、
前記挿入部に着脱可能な基体と、
前記基体に取り付けられ、前記対物光学系の前記光軸に沿う光軸方向に交差する方向から入射する光を前記光軸方向に反射するプリズムと、
前記光軸方向に延びる形状にて前記基体に設けられ、前記光軸方向に交差する方向に照明光を発する発光部と、
を有し、
前記複数の照明ユニットとして、
第一の内径を有する前記配管用の小径用照明ユニットと、
前記第一の内径より大きい第二の内径を有する前記配管用の大径用照明ユニットと、を有し、
前記挿入部に取り付けられたそれぞれの前記照明ユニットを前記光軸に直交する方向から見たときに、
前記大径用照明ユニットの前記発光部は前記小径用照明ユニットの前記発光部に比べて、前記光軸方向に広い範囲にわたり配置されていることを特徴とする検査システム。
【請求項２】
請求項１に記載の検査システムにおいて、
前記挿入部に取り付けられたそれぞれの前記照明ユニットを前記光軸方向から見たときに、
前記大径用照明ユニットの前記発光部と前記小径用照明ユニットの前記発光部とは、前記プリズムに直接光が入射不可能な位置に配置されるとともに、
前記大径用照明ユニットの前記発光部は前記小径用照明ユニットの前記発光部に比べて、前記光軸からより離間した位置に配置されていることを特徴とする検査システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の検査システムにおいて、
それぞれの前記照明ユニットには、
前記発光部を前記光軸に平行な軸線回りに回転可能に支持する発光部回転位置調整手段を備えることを特徴とする検査システム。
【請求項４】
請求項１に記載の検査システムにおいて、
前記挿入部位置調整手段は、
前記挿入部の外周面に設けられ、前記第一の内径を有する前記配管の内周面上で前記光軸方向に転がる第一のローラと、
前記第二の内径を有する前記配管の内周面上で前記光軸方向に転がる第二のローラを有し、前記第一のローラの外方に着脱可能な筒状の大径用位置調整ユニットと、
を有し、
前記大径用位置調整ユニットの内周面には、周方向に形成され前記第一のローラと係合する係合部が形成されていることを特徴とする検査システム。
【請求項５】
請求項４に記載の検査システムにおいて、
前記係合部は、前記大径用位置調整ユニットの内周面に形成された溝部であることを特徴とする検査システム。
【請求項１】
配管内を検査するための検査システムであって、
前記配管内部に挿入される挿入部と、
前記挿入部に設けられ所定の視野角内を観察可能な対物光学系と、
前記挿入部に設けられ、前記対物光学系の光軸が前記配管の軸線に一致するように位置決めする挿入部位置調整手段と、
前記挿入部に着脱可能に取り付けられて外方に向けて照明光を発する複数の照明ユニットと、
を備え、
それぞれの前記照明ユニットは、
前記挿入部に着脱可能な基体と、
前記基体に取り付けられ、前記対物光学系の前記光軸に沿う光軸方向に交差する方向から入射する光を前記光軸方向に反射するプリズムと、
前記光軸方向に延びる形状にて前記基体に設けられ、前記光軸方向に交差する方向に照明光を発する発光部と、
を有し、
前記複数の照明ユニットとして、
第一の内径を有する前記配管用の小径用照明ユニットと、
前記第一の内径より大きい第二の内径を有する前記配管用の大径用照明ユニットと、を有し、
前記挿入部に取り付けられたそれぞれの前記照明ユニットを前記光軸に直交する方向から見たときに、
前記大径用照明ユニットの前記発光部は前記小径用照明ユニットの前記発光部に比べて、前記光軸方向に広い範囲にわたり配置されていることを特徴とする検査システム。
【請求項２】
請求項１に記載の検査システムにおいて、
前記挿入部に取り付けられたそれぞれの前記照明ユニットを前記光軸方向から見たときに、
前記大径用照明ユニットの前記発光部と前記小径用照明ユニットの前記発光部とは、前記プリズムに直接光が入射不可能な位置に配置されるとともに、
前記大径用照明ユニットの前記発光部は前記小径用照明ユニットの前記発光部に比べて、前記光軸からより離間した位置に配置されていることを特徴とする検査システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の検査システムにおいて、
それぞれの前記照明ユニットには、
前記発光部を前記光軸に平行な軸線回りに回転可能に支持する発光部回転位置調整手段を備えることを特徴とする検査システム。
【請求項４】
請求項１に記載の検査システムにおいて、
前記挿入部位置調整手段は、
前記挿入部の外周面に設けられ、前記第一の内径を有する前記配管の内周面上で前記光軸方向に転がる第一のローラと、
前記第二の内径を有する前記配管の内周面上で前記光軸方向に転がる第二のローラを有し、前記第一のローラの外方に着脱可能な筒状の大径用位置調整ユニットと、
を有し、
前記大径用位置調整ユニットの内周面には、周方向に形成され前記第一のローラと係合する係合部が形成されていることを特徴とする検査システム。
【請求項５】
請求項４に記載の検査システムにおいて、
前記係合部は、前記大径用位置調整ユニットの内周面に形成された溝部であることを特徴とする検査システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１１−４８２７８（Ｐ２０１１−４８２７８Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９８５５２（Ｐ２００９−１９８５５２）
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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