画像処理を使用した検査は、人による目視検査より早く・正確に検査ができます。
しかし、用途にあったレンズを選定しないと正確な検査ができない場合もあります。

この記事では、用途に合ったレンズが選定できるよう種類から特徴までを解説します。レンズの種類から選び方を理解し、どのレンズすればよいかの参考にぜひご覧ください。

もし、検査や検品に画像処理検査を導入して、

• 省力化、省人化してコストダウンしたい
• 検査レベルを高めて品質価値を高めたい

というご希望がございましたら、お気軽に画処ラボまでお問い合わせください。ルール型画像処理からＡＩによる画像処理まで、ご希望に対して幅広い対応が可能です。

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１．レンズの種類と特徴

画像検査で使用するレンズの種類は、主に以下2つに分類することができます。

1. 通常レンズ(CCTV)
2. テレセントリックレンズ

それぞれの特徴は以下の通りです。

	長所	短所
通常レンズ(CCTV)	販売価格が安価 小型化が容易	撮像サイズが変動する 撮像の外周部がゆがむ
テレセントリックレンズ	撮像サイズが一定 撮像の歪みが少ない	販売価格が高価 小型が困難

（1）通常レンズ(CCTV)

通常レンズはもっとも普及しているレンズで、生産が容易で低価格なので導入コストを抑れることが特徴です。

ワーキングディスタンスが変動すると撮像サイズが変動します。レンズ中心に焦点があり、斜めに入光した光軸が像になるからです。

高低差のある検査体だと画像が歪んでしまうデメリットがありますが、平面体の外観検査などあまり精度を必要としない撮像に有利なレンズです。

※ワーキングディスタンスとは、レンズから検査体までの距離のこと

（2）テレセントリックレンズ

テレセントリックレンズは、高低差のある検査体でも歪みの少ない撮像ができ、ワーキングディスタンスが変動しても撮像サイズは変動しないことが特徴です。焦点部に絞りを設けたりすることで、平行な光軸のみを像にしているからです。

歪みの少ない像にするため、レンズの径は通常レンズより大きくなって販売価格も高価です。設置スペースにゆとりが必要なことと、導入コストが高いことがデメリットです。

しかし、精密測定やコネクタピンなどの凹凸部撮像などに有利なレンズです。

２．レンズ選定のポイント

レンズの選定には以下3つのポイントがあります。

• 検査体を大きく撮影する
• 検査箇所のピントがあっている画像にする
• 明るくてはっきりとした画像にする

順に解説していきます。

（1）検査体を大きく撮影する

検査体をできるだけ大きく撮影できるレンズを選ぶことがポイントです。
検査体を大きい画像に撮影するには「視野」を広くとることが重要です。視野を広く確保することで、検査体を大きく撮影することができます。

図3は視野について表した図で、一般的な計算方法についてもご説明します。

例えば以下の条件下で撮影すると、視野は67.9mmとなります。

• CCD素子サイズは「3.6mm」
• 焦点距離「16mm」
• ワーキングディスタンス「300mm」

CCD素子を変更しないで視野がもっと必要な場合、ワーキングディスタンスを遠くするか、焦点距離を近いレンズを選定するなどの変更が必要です。

①焦点距離

焦点距離は、焦点からCCD素子までの距離です。一般的に「8mm」「16mm」「25mm」「50mm」のレンズが普及しています。

②画角

焦点距離の異なる通常レンズを使用すると、撮像サイズや視野が異なります。この視野の範囲を角度で表したのが画角です。

テレセントリックレンズの場合、平行な光軸を像にしているため画角がありません。

検査装置の場合、検査体からカメラまでの設置距離は周辺機器や装置高さ制限などによってある程度ワーキングディスタンスに制限ができる思います。選定時には、設置個所の周辺機器などに注意が必要です。

③CCD素子

カメラに搭載しているイメージセンサのことです。一般的に「1/4型」「1/3型」「1/2型」「1/1.8型」「2/3型」が普及しています。上記で計算したCCD素子サイズ「3.6mm」は、「1/4型」を使用しています。

（2）検査個所のピントが合っている画像にする

検査個所にピントを合わせるには「被写界深度」が重要です。

検査個所にピントを合わせるとシャープに写る部分、その前後がぼやけている部分があります。シャープに見えている部分が被写界深度で、「ピントが合っている高さの範囲」のことです。

レンズ選定で被写界深度についてのポイントは以下の通りです。

	被写界深度が「浅い」	被写界深度が「深い」
焦点距離	遠い(画角が狭い) 使用例：望遠	近い(画角が広い) 使用例：広角レンズ
検査体までの撮影距離	近い	遠い
絞り量	絞りを開く(小さい)	絞りを絞る(大きい)

焦点距離を短くしたり、検査体までの距離を遠くすると被写界深度が深くなります。

また、焦点距離に関係なく絞り量で被写界深度を深くすることも可能です。

さらに、明るい照明と組み合わせることでピントを合わせやすくなります。

（3）明るくてはっきりとした画像にする

明るくてはっきりとした画像にするには、レンズの性能が重要です。

撮影した画像の端も歪みなく撮影したい場合は、「テレセントリックレンズ」を使用することで、端まで綺麗に撮影ができます。

微細な傷などは、通常レンズで検出できないこともあります。その場合「高解像設計レンズ」という特殊レンズを使用すると、同じカメラを使用しても画像の解像度を上げることができます。

解像度が上がると、明るくてはっきりとした画像になり画像処理での検出を容易にできます。

3．画像処理に強いロボットSier＆メーカー5選

①株式会社FAプロダクツ

【特徴】
FAプロダクツは年間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。

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。

【所在地】
茨城県土浦市卸町2丁目13-3
TEL.050-1743-0310(代表)
FAX.050-3156-2692（代表）
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株式会社モリテックス

【特徴】
主に産業用のカメラレンズを製造・販売しているメーカーです。
レンズだけでなく、照明やシステムなども販売しています。半導体などの電子部品業界などで高い実績を持っている会社です。
世界中の企業と取引実績をもっていて、ユーザーのニーズに合った提案力のが特徴です。

【所在地】
埼玉県朝霞市泉水3-13-45
TEL:048-218-2525

【営業品目】
マシンビジョンシステム・検査計測機器・機能性素材の製造販売

③富士フイルム株式会社

【特徴】
デジタルカメラや写真プリントなど身近なところでも活躍しているメーカーです。
産業用レンズの販売は、2020年で80年の実績を蓄積している世界をリードしている会社です。
幅広い製品を取り揃えているので、様々な業界から支持を受けていのが特徴です。

【所在地】
東京都港区赤坂9-7-3
TEL：03-6271-3111

【営業品目】
イメージングソリューション・ヘルスケア・医療品などの製造販売

④株式会社キーエンス

【特徴】
産業用センサを始めとするFAメーカーです。
国内・海外ともに多くの拠点があるため、海外でも翌日製品が手元に届くなどの手厚いサポートができる会社です。
カメラとレンズも自社で製作しているため、専門スタッフによる高い提案力が魅力の会社です。

【所在地】
大阪市東淀川区東中島1-3-14
TEL：06-6379-1111

【営業品目】
センサなどFA機器の製造販売

⑤ヴィスコ・テクノロジーズ株式会社

【特徴】
画像処理装置の製作を得意とした会社です。
光学機器の選定から、問題点の解決やアフターフォローまでユーザーに寄り添った提案ができる会社です。
自動車や電子部品、医療品など様々な業界で実績を持ち、豊富な知識力を持っていることが特徴です。

【所在地】
東京都港区海岸1-11-1
ニューピア竹芝ノースタワー20階
TEL: 03-6402-4500

【営業品目】
画像処理システムの製造販売など

５．画像処理レンズの導入に関するご相談は画処ラボへ

画像処理レンズの選定は、カメラや照明の知識も必要です。選定を間違えてしまうと、検出できない・コストが合わないなどの問題が発生します。

画像処理やレンズ選定でお困りの人や、これから導入を検討している人は、お気軽に画処ラボまでお問い合わせください。

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