JPS6326265A

JPS6326265A - 溶接監視装置

Info

Publication number: JPS6326265A
Application number: JP61062686A
Authority: JP
Inventors: Morihide Mizumoto; 水元　守秀
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1986-03-19
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1988-02-03
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: US4730096A; DE3708959A1; DE3708959C2; JP2528095B2

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観察像が結像されている位置にその一部を減光
する手段を設けた溶接監視装置に関する。

［従来の技術１一般に、溶接等を行う場合にはアーク溶接が広く用いら
れるが、このアーク溶接の際に強烈なアーク光を発生す
るため、作業員の目を保護する必要がある。このため、
例えば特公昭５７−１１７５５号公報ではテレビカメラ
で監視すると共に、そのテレビカメラの撮像管の前方に
、中央部の光の透過率が小さくなる不均一な透過率型フ
ィルタを設けた従来例が開示されている。

［発明が解決すべき問題点］上記従来例は、フィルタによって高輝度のアーク光部分
からの入射光を遮ざることがでさるが、しかしそのフィ
ルタは結像光学系の結像面より前方に配置されているた
め、高輝度部のみならずその周辺の低輝度部も減光して
しまうため、溶接監視装置として十分でない。又、溶接
を行っていない時は視野が暗くなり周辺が見えなくなっ
てしまうという不都合が生じる。

又、この他に特開昭５３−１４２５２８号に開示された
従来例では部分遮蔽フィルタを移動可能に設けであるが
、上記従来例とほぼ同様の欠点を右する。

さらに、特開昭５７−２０２１８９号公報では光減衰フ
ィルタを入射光線上から回転操作で着脱できるようにし
た従来例が開示されている。

この従来例は、溶接を行っていない時には上記不都合を
解消できるが、溶接を行っている場合には低輝度の周辺
部側から入射される光も減光してしまうため、上述した
従来例と同様に周辺部側が暗くなり、観察あるいは識別
が困難になる。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、簡単
な構造で、高輝度部分のみを減光でき、その他の低輝度
部分に対しては減光しないようにできる溶接監視装置を
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明では溶
接状態を観察する光学系を備えた溶接監視装置において
、前記光学系の結像面に、その像の一部を減光する減光
手段を設けることによって、高輝度部分のみを減光でき
るようにしている。

［実施例］以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の概略の構成を示し、第２図は第１図の
Ａ−Ａ’線断面における透過率分布を示し、第３図は第
１実施例の使用例を示し、第４図はアーク溶接時におけ
る電極先端周辺部の輝度の大きい部分を視野の中心に設
定することによって閃光部分を効果的に減光できる様子
を説明している。

第３図に示すように第１実施例の溶接監視装置１は、可
撓チューブ２で被覆された像伝送手段としてのイメージ
ガイド部３と、このイメージガイド部３の一方の端面に
対象物の像を結ぶ対物レンズ４を収納した先端部５と、
前記イメージガイド部３で伝送された像を拡大観察する
接眼レンズ６を収納した接眼部７とから構成されている
。

上記イメージガイド部３は、極細の光学Ｉ！ｉｔ４を多
数束ねた光学繊維束で形成され、一方の端面（つまり前
端面）に結像された像を他方の端面（つまり接眼側端面
）に伝送する機能を有する。

尚、このイメージガイド部３の前端面は、対物レンズ４
の焦点面に設定されており、この対物レンズ４前方の対
象物は対物レンズ４によってイメージガイド部３の前端
面に鮮明に結像されるようになっている。ところで、第
１実施例においては、上記光学繊維束は、第１図及び第
２図に示すように中央の円形断面積部分が低透過率光学
ＰＪ＆維束８Ａで形成され、且つその周辺のリング状部
分が高透過率光学繊維束８Ｂで形成されていることがそ
の特徴となっている。

従って、溶接を行う場合には、第３図に示すようにアー
ク閃光せられる電極１１先端側を観察視野の中央部に位
置するように、先端部５を設定することによって、高輝
度の閃光部は減光され、作業者の目を保護できると共に
、その周辺の低輝度部分が減光されるのを防いで観察で
きることになる。即ち、溶接時における閃光は第４図（
ａ）に示すように電極１１の先端の中央部ＲＯ（］近の
輝度が非常に高くなる山形になる。従って、この部分を
第４図（ｂ）に示−すように溶接監視装置１の中央部に
設定すれば、ピーク部分の輝度は低透過率部分で減光さ
れるので、接眼側での観察像では同図（Ｃ）のようなコ
ントラスト分布になり、閃光部分の像は適度の明るさに
減光され、作業者の目を保護できる。

又、従来例における溶接時に閃光部分を減光できるが、
周辺が暗くなりすぎてしまうという不都合を防止できる
。さらに溶接を行っていない場合に、周辺部を使うこと
によって観察できる。さらにこの第１実施例は簡単な構
成で実現できる。

第５図は本発明の第２実施例における光学！ａ帷束の断
面図を示ず。

この第２実施例では、イメージガイド部３を形成する光
学繊維束が、第５図（ａ）に示すように中央の円形部分
が低透過率光学！＆！維束２１Ａ１その周囲の同心リン
グが中透過率光学ｌ！維束２１Ｂ、さらにその外周の同
心リングが高透過率光学！ｌ維束２１Ｇで形成され、第
５図（ｂ）に示すような透過率分布を示す。

従って、閃光時における輝度分布は第５図（Ｃ）のよう
になるので、接眼側から見た場合の光学像として閃光部
分を減光できると共に、より観察し易いコントラストに
設定できる。

尚、上記各実施例では、中心部に対して回転対称的な透
過率分布であったが本発明はこれに限定されるものでな
く、第６図の第３実施例又は第７図の第４実施例のよう
に回転対象でない透過率分布となるようにすることもで
きる。

第６図に示す第３実施例では、長方形状の低透過率光学
ｍｕ束３１Ａが中央部に設けられ、その周囲は高透過率
光学繊維束３１Ｂで形成されている。

第７図に示す第４実施例では、断面が円形の光学繊維束
における半分より若干少ない（上部側）部分が低透過率
ｖａ維束４１Ａで形成され、残部が高透過率光学繊維束
４１Ｂで形成されている。

第８図は本発明の第５実施例を示す。

第５実施例の溶接監視装置５１は、外形は第３図に示す
ものと同形状である。従って、同一部材にはｊｕｌ符号
を付けて示す。

この第５実施例では、イメージガイド部３を形成する光
学繊維束としては、高透過率のく通常の）光学Ｉ！維束
５２が用いられている。しかして、この光学繊維束５２
における対物レンズ４に対向し、その焦点面となる位置
に臨む端面５２Ａには、その中心部に円盤状の減光フィ
ルタ５３が取付けである。

上記減光部材５３によって接眼部７側から見た透過率は
第４図（ｂ）に示すものと同一となる。

従って、前述した場合と同様に溶接の際には、視野の中
心部が溶接の高輝度部となるように設定することによっ
て、第１実施例の場合と同様な作用効果を得ることがで
きる。

第９図は本発明の第６実施例を示す。この第６実施例で
は減光フィルタ５４が、光学繊維束５２の接眼側端面５
２Ｂの中央部に貼着等によって取付けである。

この第６実施例の作用効果は、上記第５実施例とほぼ同
様のものとなる。

第１０図は本発明の第７実施例を示す。

この第７実施例の溶接監視装置６１では、光学繊維束の
対物レンズ４側端面５２Ａと接眼側端面５２Ｂとに減光
フィルタ６２．６３がそれぞれ固着しである。これら減
光フィルタ６２．６３はそれぞれ円盤形状であり、例え
ば一方の減光フィルタ６２はその他方の減光フィルタ６
３より小さいものが用いである。しかして、これら両減
光フィルタ６２．６３を用いて伝送された光学像に対し
て、接眼レンズ６側から見た場合のイメージガイド部３
（第１１図（ａ））における透過率分布は第１．１図（
ｂ）に示すようになる。

即ち、両減光フィルタ６２．６３が虫なる部分の透過率
は相当に小さくこの周囲の一方の減光フィルタ６３部分
の透過率はこの減光フィルタ６３によってやや減光され
、さらにその周囲は殆んど減光されない。従って機能と
しては、第５図に示す場合とほぼ同様のものとなる。こ
の場合には、単一の透過率の光学１１雑束５２に対して
減光フィルタ６２．６３を設けることによって実現でき
る。

第１２図は本発明の第８実施例を示す。

この第８実施例における溶接監視装置７１は、光学繊維
束５２における両端面５２Ａ、５２Ｂに減光部材７２．
７３を矢印Ｂで示す方向に移動自在に設けである。

減光部材７２（又は７３）は、減光フィルタ７２ａ（又
は７３ａ）と、その周囲の光透過部材７２ｂ（又は７３
ｂ）とから構成されている。

この第８実施例によれば、減光部分を可動できるので、
溶接時により有効に対処できる。

尚、上記第８実施例において、一方の減光部材（例えば
符号７３）のみを可動できるＭ４造にすることもできる
。

尚、減光手段を結像面の近傍に設けたものでも良い。

第１３図は本発明の第９実施例を示す。

この実施例の溶接監視装置８１では、例えば接眼側端面
５２Ｂに、エレクトロクロミック素子８２による透過光
量を可変できる減光部材が設けである。しかして、この
エレクトロクロック素子８２は、第１４図に示すように
ガラス板等の両透明板８３．８３をスペーサ８４を介し
て密封セルを形成して、そのセル内にはフィルム状リチ
ウム等の？ＨＮ質８５がエレクトロクロミック８１８６
に接するようにして形成されている。これら電解質８５
とエレクトロクロミック膜８６とは透明電極８７．８８
で挟まれている。

上記一方の透明電極８７は全面電極であり、他方の透明
電極８８は同心リング状に区分けされた透明電極８８ａ
、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ　（但し、最も内側のもの８
８ａは円状のものになる）で構成され、これら透明電極
８８ａ、８８ｂ、８８ｃ。

８８ｄと共通の透明電極８７面には電池８９の電圧がス
イッチＳａ、Ｓｂ、　Ｓｃ、Ｓｄにより印加できるよう
にしである。

上記エレクトロクロミック膜８６はアモルファスのＷＯ
３等のエレクトロクロミック材料で形成されている。尚
、電解質８５は、アモルファスＷＯ３等を着色させるた
めに用いられる。しかして電解質側が正となる向きの電
圧が印加されると、その単位面積に流れた電気量に略比
例した着色濃度になり透過光量が小さくなる。従って、
作業者は溶接を行う場合に、例えば中央側のスイッチ８
８ａをオンして、中央部のみの透過光量を小さくづれば
溶接時の閃光部分を減光できる。このスイッチ８８ａに
よって透過光量が小さくなった中央領域では面積が不足
する場合には、さらにその外周側のスイッチ８８ｂをオ
ンさせれば良い。つまり閃光部分の大きさに応じて対応
できるので、便利である。又、溶接を行わない場合には
、各スイッチ８８ｉ　（ｉ＝ａ、ｂ、ｃ、ｄ）をオフに
しておけば中央部分も減光することなく観察することが
できる。

尚、上記同心リング状電極８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８
８ｄの数を多くすれば、より細かく制御できる。

第１５図は本発明の第１０実施例を示す。

この第１０実施例の溶接監視装置９１は、上記第９実施
例のエレクトロクロミック素子８２のスイッチ８８ａ、
８８ｂ、８８Ｃ（８８ｄは簡単化のため省いである。）
のオン、オフを自動制御するようにしている。

即ら、エレクトロクロミック素子８２と接眼レンズ６と
の間にビームスプリッタ９２を配設し、このビームスプ
リッタ９２によって一部（例えば数％程度）の先組を下
方に反射するようにしている。この反射された光は、集
光レンズ９３で光センサ９４に結像する。この光センサ
９４は、例えば同心リング状（中央部は円形状）に区分
けされた素子９４ａ、９４ｂ、９４ｃからなり、これら
各素子の出力はコンパレータ９５ａ、９５ｂ、９５Ｃに
入力される。これら各コンパレータ９５ａ。

９５ｂ、９５ｃの他方の入力端には基準電圧■が印加さ
れ、比較された各出力はアナログスイッチｓａ、ｓｂ、
ｓｃのスイッチ制御端に印加し、ハイレベルになるとそ
のスイッチをオンするようにしである。

この第１０実施例によれば、閃光部分等のように大きな
輝度部分があると、その輝度部分が結像されている部分
の電極部分のエレクトロクロミック膜を着色して減光で
きるようにしである。

従って、作業者はその都度スイッチを選択的にオン、あ
るいはオフする必要がなく、便利である。

尚、上記第１０実施例では、透過光量のレベル調整は１
ビット分しかないが、印加電圧レベルを可変して着色（
透過光量）レベルを可変することもできる。

又、上記第９．第１０実施例では、エレクトロクロミッ
ク素子を用いているが、液晶を用いて行うこともできる
。

尚、例えば上記第９及び第１０実施例等を着脱する構造
にしても良い。

尚、本発明は溶接の場合を監視することに限らず、視野
のコントラストが大きすぎる場合等に対しても同様に適
用できる。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、対象物の像が結ばれ
る位置に透過光ｍを減光できる減光部材を設けであるの
で、溶接等の場合、周辺部が暗くなりすぎることなく、
閃光部分を効果的に減光できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の構成を示１１略構成図、第２図（ａ）
は第１図のＡ−Ａ’線抵拡大断面図第２図（ｂ）は同図
（ａ）に対する透過率の分布を示す説明図、第３図は第
１実施例の外観を示す斜視図、第４図（ａ）はアーク溶
接の際の結像された像の輝度の分布を示す説明図、第４
図（ｂ）は第１実施例における透過率の分布を示す特性
図、第４図（Ｃ）は輝度の大きい部分を視野の中心に設
定することによって得られる視野像のコントラストを示
す説明図、第５図（ａ）は本発明の第５実施例における
イメージガイド部の断面図、第５図（ｂ）は同図（ａ）
に対応した透過率分布を示す疎明図、第５図（Ｃ）は輝
度の大きい部分を視野の中心に設定した場合の像のコン
トラストを示す説明図、第６図は本発明の第３実施例に
おける透過率が異る光学繊維束の形状を示づ説明図、第
７図は本発明の第４実施例における透過率が異る光学繊
維束の形状を示す説明図、第８図は本発明の第５実施例
を示す構成図、第９図は本発明の第６実施例の一部を示
づ構成図、第１０図は本発明の第７実施例の一部を示す
構成図、第１１図（ａ）は接眼側から見たイメージガイ
ド部を示す説明図、第１１図（ｂ）は透過率の分布を示
す説明図、第１２図は本発明の第８実施例を示ず構成図
、第１３図は本発明の第９実施例の一部を示す構成図、
第１４図は第９実施例におけるエレクトロクロミック素
子を示す斜視図、第１５図は本発明の第１０実施例の一
部を示す構成図である。１・・・溶接監視装置　　３・・・イメージガイド部４
・・・対物レンズ　　　５・・・先端部６・・・接眼レ
ンズ　　　７・・・接眼部８Ａ・・・低透過率光学！ｌ
Ｎ束８Ｂ・・・高透過率光学１１８束１１・・・電極第４図手続ネ甫正否）（方式）昭和６２年８月４日１、事件の表示　　　昭和６１年特許願第６２６８６号
２、発明の名称　　　溶接監視装置３、補正をする者事件との関係　　特許出願人

Claims

【特許請求の範囲】１、溶接状態を観察する光学系を有する溶接監視装置に
おいて、前記光学系における観察像が結像される位置に、観察像
の一部を減光する減光手段を設けたことを特徴とする溶
接監視装置。２、前記光学系は、対象物の像を結ぶ対物レンズと、こ
の対物レンズで結像された像を伝送するイメージガイド
と、このイメージガイドで伝送された像を観察する接眼
レンズとからなり、前記イメージガイドを複数の異なる
透過率の光学繊維群で構成して減光手段を形成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶接監視装置
。３、前記光学系は、対象物の像を結ぶ対物レンズと、こ
の対物レンズで結像された像を伝送するイメージガイド
と、このイメージガイドで伝送された像を観察する接眼
レンズとかなり、前記イメージガイドの少なくとも一方
の端面又はその近傍に、イメージガイド端面中央に減光
する減光部材を設けて前記減光手段を形成したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶接監視装置。