外観検査に求められるカメラの特徴とは？ エリアカメラとラインカメラの違いとおすすめ関連製品をご紹介します
外観検査用カメラは、従来の目視検査が抱える人的コストや検査精度のばらつきといった課題を解決する手段として、多くの製造現場で導入が進んでいます。画像処理技術と組み合わせることで、検査工程の自動化や全数検査の実現が可能になります。
本記事では、外観検査におけるカメラ導入の仕組みや、エリアカメラとラインセンサカメラそれぞれの特徴と選び方のポイント、おすすめの関連製品について解説します。
- 目視検査の課題と、検査用カメラを導入するメリットがわかる。
- 画像処理技術を活用した外観検査の仕組みがわかる。
- エリアカメラとラインセンサカメラの特徴や違いがわかる。
- 検査対象や用途に応じたカメラ選定のポイントがわかる。
外観検査における目視検査の課題点を克服する「検査用カメラ」とは？
従来の外観検査は人が行う「目視検査」が主流でした。目視による検査は製品や部品を一つずつ丁寧に確認ができる一方で、作業員の採用や育成にコストがかかったり、検査に膨大な時間がかかったりと課題点が多いものでした。
また、近年はクライアントから抜き取り検査ではなく全数検査を求められるケースも増えてきており、目視による検査では全数検査を実現しにくいという課題もあります。
そこで有効的なのが、外観検査用のカメラの導入です。人の目による検査をカメラに代替することによって、外観検査を自動化することが可能となり、人的コストの削減や全数検査の実現がしやすくなります。
カメラと画像処理技術による外観検査の仕組み
検査用のカメラを導入した外観検査では「画像処理技術」を活用して行われるケースが主流となっています。画像処理技術を検査工程に用いることによって、人が目で製品や部品を確認する代わりに、カメラで撮像した画像を基に客観的な不良判定ができるようになります。
画像処理よる検査は、検査工程を半自動化・全自動化をすることを可能とします。製造ラインで流れてくる製品や部品の「画像データの取得」と「画像データの解析」を通して、不良検知を機械が自動判定する流れです。
検査を自動化することができるようになれば、検査に必要な人員を削減できるだけでなく、全数検査を実現しやすくなります。
外観検査カメラおすすめ関連製品
CoaXPress エリア/ラインスキャンカメラ
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産業用カメラの高速化・高解像度化が加速する中、従来の課題であった発熱問題を解決する革新的な設計思想で開発されたジャパンボーピクセルのCoaXPressカメラシリーズ。
Ultra Low Power FPGAの採用により、カメラの消費電力・発熱を大幅に抑え、業界最小クラスの筐体サイズを実現。半導体や電子部品など、より厳密な検査が求められる製造現場に最適なソリューションを提供します。
29mm角の小型モデルから65MPの高解像度モデルなど、豊富なラインナップで多様化する検査ニーズにお応えします。
CoaXPress エリア/ラインスキャンカメラについて詳しく見る
画像処理検査ソリューション「URCP」
画像処理検査ソリューション「URCP」の大きな特徴は柔軟なカスタマイズ性です。画像処理検査ソフトウェア群「URCP(UIS Ready and Custom Packages)」と検査装置を併せて、トータルシステムとしてご提供。お客様のニーズに合わせ「提案」「新規開発」「カスタマイズ」「導入」「アフターフォロー」まで、全面的にサポート可能です。
iRAYPLE 産業用カメラシリーズ
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「画像処理×計測」のフロントランナー
画像を初めてデジタル化～情報処理の対象として30年。画像処理と計測をテーマひとすじにアカデミックや研究開発の現場で（見える化）（数値化）（解析）をお手伝い。ものづくりの現場では、ハイスピードカメラによる製造装置のトラブルシュート・熟練者による高精度な検査工程の画像処理による自動化・「どこをどんな風に見ているか」をデータ化して技能を向上を目指した視線計測の採用等で役立ちます。
エンベッデッドビジョンカメラシステム
コンパクトなカメラの筐体で撮像から画像処理まで完結することによりビジョンシステムの小型化・省エネ化を促進します。
レーザーとスマートカメラを一つの筐体に統合して3D計測が可能なレーザープロファイラーVC nano 3D-Z、ステレオカメラを重機に搭載して後方の作業員の検出を行うEmitrace安全運転支援システム、半導体ウエハや医療器具のIDリーダー、駐車場のゲートコントロールを行う防塵・防水仕様のVC Pro Z など様々な分野のビジョンシステムとして活躍しています。
外観検査で用いられる「エリアカメラ」と「ラインセンサカメラ」
外観検査のカメラとして多くの製造現場で用いられているのが「エリアカメラ」と「ラインセンサカメラ」です。それぞれの特徴をご紹介します。
エリアラインカメラの特徴
エリアカメラは、対象物を面状で撮像するカメラです。写真を撮る場合のイメージに近く、目視と同様の画像を撮影することができます。ラインカメラと比較して一般的に普及していることから、安価で設定や設置がしやすいメリットがあります。
一方で、撮像の範囲が限られているため、小さな検査対象物には向いていないことに気をつける必要があります。また、全体的に照明を当てることになるため、照明ムラが起こらないようにも注意する必要があります。
ラインセンサカメラの特徴
一方でラインセンサカメラは、対象物もしくはカメラを移動させながら線状に撮像し、それらを組み合わせることで展開図のように画像を取り込みます。均一な照明をつくりあげやすいため、検査対象物の表面の凹凸の不良を検知することに向いているカメラです。
また、対象物を回転して撮像することができるため、特に繊維生地やフィルムのような長い対象物の検査にラインセンサカメラは向いています。
「エリアカメラ」と「ラインセンサカメラ」を選択するポイント
外観検査にカメラを導入する際は、「エリアカメラ」と「ラインセンサカメラ」それぞれの特徴を理解したうえで選択する必要があります。
検査・撮像を行う対象物はもちろんのこと、撮像の方法によってもカメラの向き不向きがあるため、自社に必要な検査要件を洗い出すことから始めるのをお勧めします。
また、使用する照明やレンズ、画像処理を行うためのソフトウェアとの組み合わせも考慮する必要があるため、一から環境構築する場合はトータルでコーディネートを行えるメーカーに問い合わせをしてみるのが良いかもしれません。
よくある質問
- 外観検査にカメラを導入すると、どのようなメリットがありますか？
- 人の目に頼っていた検査工程を自動化できるため、人的コストの削減につながります。また、製造ラインでの全数検査を実現しやすくなり、検査品質の安定化が期待できます。
- エリアカメラとラインセンサカメラはどのように使い分けますか？
- エリアカメラは対象物を面状に撮像するため、比較的大きな対象物の外観検査に適しています。一方、ラインセンサカメラは線状に撮像し画像を合成する方式のため、繊維生地やフィルムのような長尺物の検査や、均一な照明が求められる表面検査に向いています。
- 外観検査用カメラを導入する際に考慮すべき点は何ですか？
- 検査対象物の形状やサイズ、撮像方法に応じたカメラの選定が重要です。加えて、照明やレンズ、画像処理ソフトウェアとの組み合わせも考慮する必要があるため、トータルで提案できるメーカーへの相談が有効です。
- 画像処理技術を使った外観検査はどのような仕組みですか？
- カメラで撮像した画像データを取得し、画像処理ソフトウェアで解析することで不良を自動判定する仕組みです。これにより、検査工程の半自動化や全自動化が可能になります。
まとめ
- 目視検査には人的コストや全数検査の実現が困難といった課題があり、検査用カメラの導入で解決を図れる。
- 画像処理技術を活用することで、撮像した画像データをもとに不良判定を自動化できる。
- エリアカメラは面状撮像が特徴で、安価かつ導入しやすい。
- ラインセンサカメラは線状撮像で長尺物や表面凹凸の検査に適している。
- カメラ選定では検査対象や撮像方法に加え、照明・レンズ・ソフトウェアとの組み合わせも考慮する。