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光学検査機器とは?用途や仕組み、おすすめメーカーをご紹介!

検査工程の中でも時間がかかる製品の微細な表面チェック。光学検査機器を導入することで、精度よく高速に作業でき生産性向上が見込めます。

その一方で、「光学検査機器で精度良い検査ができるの?」や「光学検査機器の選び方って?」といった疑問を抱く方も多いのではないでしょうか。

本記事ではそのような疑問をお持ちの方に向け、光学検査機器の仕組みや選び方、おすすめメーカーなどをご紹介します。ぜひ参考としてください。

もし、光学検査機器を生産ラインに導入して

  • 省力化、省人化してコストダウンしたい
  • 生産性アップして売上を上げたい
  • 人的ミスを減らして品質価値を高めたい
  • どのメーカーの自動化設備を使えば効率的かわからない

という場合は、お気軽に日本サポートシステムまでお問い合わせください。関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。

また、AIによる光学検査の自動化をご検討の際は、ルール型の画像処理からAIによる画像処理までワンストップで対応する「画処ラボ」もご活用ください。

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1.光学検査機器とは

光学検査機器とは何なのでしょうか。さまざまな検査機器がある中で、他の検査機器と比べどのような違いがあるのでしょうか。ここでは光学検査機器とはどのようなものかご紹介します。

光学検査機器の概要が分かるかと思います。早速みていきましょう。

(1)光学検査機器は微細な表面状態まで確認できる

光学検査機器とは、光学機器を検査に用いている機器のことを指します。光学機器とは、光の反射や波長を利用し通常では認識しにくい微細な表面の状態まで確認できる機器です。

熟練者の目視や触感に頼った検査ではなく、定量的に小さなキズや異物を漏れなく検査できます。

光学機器は製品の検査箇所に光を照射し、カメラで撮影をします。その後に画像処理をし、製品の良・不良の判定を下しているのです。

上記動画は、株式会社SCREEN PEソリューションズのMIYABI7と呼ばれる検査機器です。

光学検査機器を利用し基板の検査をしていることが確認できます。欠陥箇所をピンポイントで認識し、基板検査の信頼性向上とリードタイムの短縮をサポートしてくれます。

2.光学検査機器の用途例

ここでは光学検査機器の用途をご紹介します。

(1)ウェーハの欠陥検査

光学検査機器は、半導体のウェーハの検査に用いられます。

半導体デバイスの回路パターンの微細化は進んでおり、それに伴い検出すべき欠陥のサイズを小さくなっています。ウェーハの欠陥検査では、異物はもちろんのこと、欠けやキズ、歪み、パターン転写時のズレなどを検査する必要があるのです。

光学検査機器は、ウェーハにレーザー光線を照射し、その跳ね返りで異物の位置を検出し、ウェーハの欠陥の解析と評価をします。

(2)製品の表面検査

光学検査機器は、製品の表面検査でも活躍します。

製品の表面検査には、良・不良の判定を下すのが難しく熟練者の確認が必要になります。熟練者の育成・確保には時間がかかりますし、人手不足で悩んでいる企業が少なくありません。

光学検査機器は、熟練者の目に代わる検査精度を保ちつつ高速に検査が可能です。

熟練者と言っても人のため、時間が経つと疲れが見えはじめます。そうすると検査の精度やスピードは、どうしても遅くなります。
光学検査機器を導入することで、上記の問題を解決できます。

3.光学検査機器の仕組み

光学検査機器は、光を検査対象に照射しその反射光の情報から異物や欠陥を判別します。

光の反射具合をカメラで捉え、画像処理することで検知しています。カメラは人間でいう目と同じ役割を担っています。画像処理は頭脳です。従来の目視検査やミクロ検査よりも、短時間で高精度な検査結果を実現します。

反射の方法には透過方式、間接透過方式、乱反射方式、正反射方式などがあり、検出したい欠点の形状などで適切な方式を選択します。

4.光学検査機器の選び方

数ある光学検査機器の中で、最適な機器を選定したいと考えている方もいるかと思います。作業内容にピッタリの光学検査機器を選ぶためにはいくつかポイントがあります。

ここでは光学検査機器の選び方を2つご紹介します。

  • カメラ
  • 照明

それではみていきます。

(1)カメラ

光学検査機器の選び方一つ目は、カメラです。

カメラは人間でいう目の役割を担っているため、使用用途によって適切なカメラの種類を選ぶ必要があります。カメラの種類は、撮像方式と色によって以下の方式に分かれます。

【撮像方式】

  • エリアカメラ:2次元の矩形画像を撮影できる。デジカメや携帯のカメラなど
  • ラインカメラ:1次元の画像を撮影できる。コピー機など

エリアカメラは大きい製品や長い製品を撮影することに向いていますが、ラインセンサは高速で連続した製品を検査することに向いています。

そのため工業製品や加工品の検査にラインセンサが頻繁に使われており、破損やピンホールなどを検知しているのです。対してエリアカメラは、そのままの映像を撮影できるため、監視や医療、交通、セキュリティなどに使われています。

そのため、光学検査機器でカメラを導入しようと考えている方は、ラインカメラがおすすめです。

【色】

  • モノクロカメラ: 白黒の画像を撮影できる
  • カラーカメラ:カラフルなデータ量の多い画像を撮影できる

モノクロカメラは、解像度やスピードのてんでカラーカメラよりも優れています。また製品表面の「キズ」や「欠け」を判別するだけであればモノクロカメラでこと足ります。

しかし、明度の違いを判別する必要がある場合は、カラーカメラを用いるべきです。色の微妙な違いというのはモノクロカメラでは判別がしにくいためです。

例えば、果物の熟れ具合なんかはカラーカメラで判別しなければいけません。

(2)照明

光学検査機器の選び方二つ目は、照明です。

照明と一口に言っても、照明の種類を変更することで画像に収めた時の映像の残り方に違いができます。画像が異なれば、画像処理をする際の合否判定に大きく影響を与えます。

照明を選ぶポイントは以下の3つです。

  • 照射方法:製品の表面形状によって、適切な照射方法を選定する
  • 照明の色:製品のどの部分を強調し、画像として残したいかを定める。検出箇所を白にするのか、黒にするのかによっても変わる
  • 照明の形状:検出箇所の大きさや照射方法によって異なる

照明選びは安定した検出に重要な項目で、検査性能を左右しますので、慎重に選定をしましょう。

5.光学検査機器に関するメーカーおよびSIer3選をご紹介

ここでは、光学検査機器に関するメーカーおよびSIerを3つご紹介します。

  • 画処ラボ(ガショラボ)
  • 神港精機株式会社
  • 株式会社 ポシブル

順にみていきます。

(1)日本サポートシステム株式会社

【特徴】
日本サポートシステムは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレーターです。

一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。

今回紹介した光切断法や3D溶接検査システムは、ロボットだけではなくレーザ―やカメラ、それらを用いた画像処理の技術も必要不可欠です。日本サポートシステムには「画処ラボ」という画像処理を専門的に扱う組織があるので、安心して任せられます。

また、お打ち合わせから原則1週間以内に「お見積りとポンチ絵」をご送付。

【ポンチ絵とお見積りのサンプル】

テキストやお電話だけでは伝わりづらいゴールイメージを共有し、スピード感を持った対応を心がけています。

また、同社の「画処ラボ」では、画像処理を用いた外観検査装置の導入に特化し、ご相談を受け付けています。従来は目視での官能検査に頼らざるを得なかった工程の自動化をご検討の際などにご活用ください。

日本初!業界最大級

画像処理検証ラボ開設!ルール型の画像処理から、AIまでプロが診断、ご相談から装置制作までまるっと対応

【所在地】
茨城県稲敷郡阿見町阿見字阿見原4666-1777
TEL:029-840-2777(代表)
FAX:029-840-2770(代表)・2771(設計)
https://jss1.jp/

【営業品目】

  • 産業用ロボット
  • 生産設備合理化・省力化の設計及び製作
  • 基板電気チェッカーや貼合・折曲など
  • 治具の設計・製作

【実績】
NM社(電子部品の製造販売)、HS製作所(情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売)、TT社(ショッピングセンターなどリテール事業)、SM社(自動制御機器の製造・販売)、OR社(自動車安全システムの製造販売)

(2)神港精機株式会社

【所在地】
神戸市西区高塚台3丁目1番35号
TEL:078-991-3011(代)
FAX:078-991-2860
WEB問合せ:http://www.shinko-seiki.com/contact/
http://www.shinko-seiki.com/

【特徴】
神港精機株式会社は、半導体や精密電子部品などの最先端の技術に力を入れているモノづくり企業です。製品のコストダウンが求められる時代の中、ものに高付加価値をつけ、提供しています。

半導体製造工程や金型製造、医療機器の製造など微細化が求められる工程に使われる光学技術機器を生産しています。

【営業品目】

  • 各種真空ポンプ
  • 真空諸装置
  • 各種精密電気炉
  • 半導体関連機器
  • 各種精密投影
  • 機特殊光学機器の製造・販売

(3)株式会社 ポシブル

【所在地】
宮崎市大塚町横立1453番6
TEL:(0985)30-4811
FAX:(0985)47-1408
WEB問合せ:http://www.possible.co.jp/contact
http://www.possible.co.jp/

【特徴】
株式会社ポシブルは、半導体や光学機器、ウェーハ検査機器を取り扱う企業です。顕微鏡や投影機、画像測定機、三次元測定機などの光学機器を提供しています。

半導体の消耗品から修理までを手がけ、お客さまのコストダウンに貢献するような提案をしています。

【営業品目】

  • 光学測定器・光学検査機器・光学部品販売及び開発
  • 半導体製造装置消耗部品
  • 装置部品輸入販売・装置部品輸出
  • 真空装置・真空部品販売・露光装置用水銀ランプ販売
  • 中古装置輸入販売・各種装置老朽化対策
  • 各種装置修理保守改造・設計・開発

6.光学検査機器導入のご相談は日本サポートシステム

この記事では、光学検査機器の用途や選び方、おすすめメーカーまでご紹介しました。

光学検査機器は、光の反射や波長を利用し、製品の微細な表面の状態まで確認できる機器です。
近年ではAIの画像処理を用いて、従来では不可能だったカメラや照明によって検査性能に大きく影響を与えるため、しっかりとした選定が必要です。

光学検査機器導入の際は、日本サポートシステムまでお気軽にご相談ください。画像処理を活用した外観検査自動化をご検討の際は、画処ラボもご活用頂けます。

日本初!業界最大級

画像処理検証ラボ開設!ルール型の画像処理から、AIまでプロが診断、ご相談から装置制作までまるっと対応

関東最大級のロボットシステムインテグレーター 装置の設計から製造ならお任せください

029-840-2777 営業時間:平日9:00-18:00

本社:茨城県稲敷郡阿見町阿見字阿見原4666-1777、相模原事業所:神奈川県相模原市中央区上溝1880番2 SIC3-317

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