■概要

　当社は、生産ラインでの外観検査において、製品が高速に搬送される中、製品の表面のミクロンサイズの微小な欠陥（キズなど）を、広い撮像視野でリアルタイムに可視化・判別する光学検査技術「OneShotBRDF(R)」を開発しました。本技術は、ミクロンサイズの微小な欠陥により生じるわずかな光の方向を色で識別するもので、微小欠陥の有無に加え、深さも推定することが可能です。

　外観検査の自動化においては、製品表面の画像を撮影し、その画像を解析することにより欠陥を検出する手法がとられています。しかし、微小な欠陥は明暗のコントラストがつきにくく判別ができないことがあり、微小欠陥の判別が求められる検査においては、今でも、熟練者による目視検査や触診検査が行われています。

　当社が開発した「OneShotBRDF(R)」は、製品の表面からの光の方向を色で識別して（データ化し）ミクロンサイズの微小欠陥を、広い撮像視野でリアルタイムに判別します。搬送中の製品を高精度に撮像できる「ラインカメラ」に対応し、光学フィルターを変更することで、凹凸の3Dデータを取得することも可能です。また、当社独自の画像解析技術と組み合わせることで、取得画像から微小欠陥を自動判別することもできます。

　当社は、本技術の詳細を、8月1日に開催される国際学会ISOM'22（International Symposium on Imaging, Sensing, and Optical Memory 2022)にて発表する予定です。

■開発の背景

　生産現場では、熟練者の高齢化や生産年齢人口の減少などによる人手不足の問題が顕在化しており、自動化による生産性の向上が求められています。外観検査の自動化も例外ではありませんが、搬送を止めることなく、リアルタイムで高精度に製品表面の微小な欠陥を判別するのは困難です。

　生産ラインでの外観検査の自動化では、カメラで撮像した画像を解析する手法が頻繁に用いられます。カメラには、対象を「面」で捉える「エリアカメラ」と、「線」で捉える「ラインカメラ」がありますが、「エリアカメラ」は、二次元の画像を容易に得ることができる一方で、製品が連続的に高速に流れるライン上での外観検査への適用が難しいといった課題があります。「ラインカメラ」は、搬送方向に沿った連続画像の取得・処理ができたり、各画素の感度を個別に細かく調整できるため、多くの量産現場で導入されていますが、ミクロンサイズの微小な欠陥は、ラインカメラを用いても明暗のコントラストがつきにくいため、撮像画像では鮮明化しにくいという課題が残ります。微小な欠陥の判別が求められる検査においては、今でも、熟練者による目視検査や触診検査が行われているのが現状です。

　当社は2019年に、カラーフィルターを用いて光の散乱角度を色で識別し、従来の画像検査では捉えられなかった微小な欠陥を瞬時に可視化する「エリアカメラ」向けのワンショット光学検査技術を開発しました。しかし、「ラインカメラ」が生産現場で多く使用されているため、同カメラに適用できる検査技術の開発が求められていました。