カメラ検査機で用いるカメラの種類とその精度を解説｜歴代IVシリーズの比較で検証

昨今の工場現場での自動化に際し、「カメラ検査機」とは非常に需要の高いものでしょう。
本記事では、カメラ検査機の概要説明とカメラ検査機の精度に焦点を当てて解説いたします。

カメラ検査機とは

カメラ検査機で使用するカメラは「画像センサ・画像判別センサ」と呼びます。つまりカメラ検査機とは、「画像センサで撮ったものを検査する機械」の事です。
画像検査機とも言われています。

カメラ検査機の原理

画像センサで撮った画像データを元に、製品の形状・寸法・位置・数量といった複合的な情報をソフトウェアに出力し、事前に登録してある良品の画像データと照合して、その画像データの合否判定を行います。
小難しく分かりにくいという方は、

・「画像センサで撮る」という動作を「人の目で見る」
・「ソフトウェアに出力する」という動作を「脳で処理をする」

というように、人が物を認識するメカニズムに置き換えると分かり易いと思います。

人の目で見て脳で処理をする

画像センサで撮ってソフトウェアに出力する

カメラ検査機で用いるカメラの種類とその精度

（株）関東製作所 で使用実績のある画像センサ「IVシリーズ」に的を絞って紹介します。
ここでは、いくつかの項目に分けて精度の比較をします。

①精度を表すもので大きく変化したもの

・画素数：数値が大きいほどより細かく物を見る事ができるので、精密な検査が可能となります。
・明るさ：倍率が大きいほど鮮明に物が見えるので、撮像時間が短く出来ます。
・視野角：数値が大きいほど広範囲の物を検査できます。

②ズームでIV3とIV2、IVをそれぞれ比較した時の画像の見え方

300%ズーム画像（Ⅳ2との比較）

300%ズーム画像（ⅣHGとの比較）

IV3とIV2ではさほど見え方に違いはほとんど無いですが、IVでは一目瞭然です。

③撮像モードでIV3とIV2を比較した時の画像の見え方

ハイゲイン（一番照明が明るい状態）で明るさの数値を揃えると、IV2では背景が黒いと文字がはっきり見えないのに対して、IV3では文字がはっきり見えます。

④露光時間でIV3とIV2を比較した時の画像の見え方

ハイゲイン（一番照明が明るい状態）で露光時間を0.2sに揃えると、IV2では文字が全く見えないのに対して、IV3では文字がはっきり見えます。IV2で文字を見えるようにするには、露光時間をより多くする必要があります。

このように条件を変えることによって撮れ方も変わる事が分かります。取りたいものがどういったものか、どういう条件が適切かを見極める事が大切です。

（株）関東製作所での使用実績

上位機種であるIV3に更に的を絞って使用実績を紹介します。

部品の位置ずれでは、検知したい部品の大きさが100mm×100mmとすると、約0.4～0.5mmのズレを検知する事ができます。

色の検知では「H（Hue）：色相」、「S（Saturation, Chroma）：彩度」、「V（Value, Brightness）：明度」を各項256段階 まで判別する事で閾値を設定しています。そのため、例えば一見同じに見える赤色でも、ごく僅かな色の違いも検知できます。

他にもIV3では様々なツールを用いて、検査をする事ができます。

例

例えば設置距離が1000mmの時、IV3の視野が縦 297mm × 横 396mmで、その0.1%なので、縦 0.297mm × 横 0.396mm 以上のものであれば面積で撮れます。

まとめ

一般のカメラ同様、カメラ検査機で使用するカメラのスペックも徐々に向上しております。昔は検査できなかった内容も最新スペックの高精度な検査ができるカメラを使用すれば、検査ができるかもしれない…。

しかし、ただカメラを設置するだけでは検査はできず、カメラの設置位置やライティング（光量や角度など）、不良検出のOK品NG品の判定基準など、ノウハウを所有していないとハイスペックなカメラもうまく扱えません。
だからこそ、カメラ検査機の知見を保有する（株）関東製作所のメカトロニクス事業部にまずはご相談ください。お客様の要求事項や生産現場の様子など詳細ヒアリングをさせて頂き、ベストなカメラ検査機をご提案します。

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