製造業で使用される工業用顕微鏡は、多くの種類と幅広い機能、そして広い価格帯があります。そのため、選び方に困ってしまうという方は少なくないでしょう。

今回は、製造業にフォーカスした工業用顕微鏡の種類や仕組み、導入事例を解説していきます。自社に適した工業用顕微鏡を導入するときの術としていただければと思います。

また、工業用顕微鏡による画像処理を導入して、

• 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。

１．工業用顕微鏡の種類と仕組み

まずは工業用顕微鏡の種類について解説していきましょう。本記事での紹介は、工業用でよく使用される3つの顕微鏡について紹介します。

（1）光学顕微鏡

一般に「顕微鏡」と呼ばれているものが光学顕微鏡で、測定対象を目視以上に拡大して状態を確認するものです。 光学顕微鏡による計測の仕組みは、測定対象に光を当て、対物レンズと接眼レンズの2つのレンズを通して拡大することにより観察が可能となります。

（2）デジタルマイクロスコープ

デジタルマイクロスコープは、光学顕微鏡とは異なり接眼レンズがなく、高精細なカメラによって測定対象を撮影しモニターで観察する顕微鏡です。測定対象とカメラの距離を上下に昇降させて焦点を合わせつつ、カメラの光学ズームにより拡大して表示することができます。

（3）電子顕微鏡

電子顕微鏡は、光学顕微鏡よりも詳細な観察が可能な顕微鏡です。特に工業用として頻繁に用いられる電子顕微鏡は走査電子顕微鏡（SEM）です。

走査電子顕微鏡では、光源に電子銃を用いて100V〜300kVの電圧で加速させ、集束レンズと対物レンズで収束させ、走査コイルで試料へ電子を当てることで観察を行います。
光学顕微鏡との大きな違いは真空状態で観察するという点です。そのため、水分や油分の除去など前処理を行う必要があったり、試料が脆い場合には電子により破壊してしまうため、計測対象の状態への十分な配慮が必要な点が特徴です。

２．工業用顕微鏡の選び方のポイント

工業用顕微鏡の選び方のポイントは、さまざまありますが、製造業で導入を検討される方を想定して、具体的な調査内容と導入検討の目安に沿って、選び方を紹介いたします。

（1）光学顕微鏡

光学顕微鏡は、試料の観察を比較的簡易的に行えることに加えて、持ち運びが可能であることから、製造現場での抜き取り検査などの使用に適しています。
 価格帯は幅広いものの、数万円程度の安価なものもありますので、計測室に1台導入しておくことで、部品の表面状態をちょっと観察したい時に役立つでしょう。

（2）デジタルマイクロスコープ

デジタルマイクロスコープは、光学顕微鏡に対して装置サイズが大きいため、持ち運びが難しいものの、観察結果の記録やモニターを見ながら複数人での観察が可能なため、社内や客先への観察結果の情報共有を頻繁に行う際に適しています。
また、カメラにより寸法計測や表面性状（凹凸の状態）を観察・計測を行うことができる製品もあり、製造現場での検査とそのエビデンス作成を行うという点でも適していると言えます。

数10万円〜数100万円と高価であるものの、機能に対して使用可能な機能が幅広いことから、設計・開発・品質保証のいずれかの部門で1台持っておくと、部品開発時や不具合発生時などでスムーズに観察・調査を行うことができるでしょう。

（3）電子顕微鏡

材質調査や市場返却機の付着物・腐食状態の調査を行うなどの用途に適しています。

価格帯は数100万円〜数1000万円と大変高価な設備です。SEMによる観察をする場合は、検査メーカーへの外注も一般的ではあるものの数10万円〜100万円程度の予算と１〜２週間の日程が必要となります。

外注との費用対効果を比較の上、使用頻度が高い場合やスピーディな調査を求められる職場においては、導入を検討すると良いでしょう。

３．工業用顕微鏡を用いるシーン、導入事例

次に、工業用顕微鏡を実際に用いるシーンと導入事例をご紹介します。製造業を想定した具体的な事例に基づいて解説していますので、自社の業務の中で想定される用途へ適用できるかどうかを検討してみてください。

（1）金属の破面観察

金属の破面観察は工業顕微鏡が使用される代表例です。具体的には、材料開発時の引張試験テストピースの破面観察や耐久評価後の調査で破壊形態を確認などの目的で用いられます。
デジタルマイクロスコープでの破面状態の確認を行うことが一般的ですが、走査電子顕微鏡を用いてビーチマークやストライエーションを詳細に観察し、亀裂の起点を調査するケースもあります。

（2）表面付着物・コンタミの調査

表面の付着物や調査で見つかったコンタミの詳細調査を行う際にも、工業用顕微鏡を使用します。光学顕微鏡やデジタルマイクロスコープで形状や表面性状などを観察することで、部品の破損によるものか外部混入なのかを推定します。
これだけでは難しい場合に、走査電子顕微鏡を使用することで、より詳細な表面の観察や成分分析を行い、混入経路の推定精度を上げることが可能となります。

（3）部品の寸法計測

デジタルマイクロスコープでは、観察だけでなく計測で導入される事例もあります。一般的な計測機は平面的な計測には強いものの、うねりなどの複雑な立体形状の計測にはあまり対応できないものが多いです。

3次元計測機や3次元スキャンのような計測機であれば、計測自体は可能となりますが、とても手間を要してしまいます。こういった場合に、デジタルマイクロスコープの計測機能を使用することで、複雑な形状の計測を行うことができます。

４．工業用顕微鏡の導入におすすめのメーカー3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株式会社キーエンス

【特徴】
キーエンス社はファクトリーオートメーションの総合メーカーで、自動車、半導体、通信、化学、機械など幅広い業界の製造現場と密接に関わっている点が特徴です。センサを中心とした幅広い製品群の中でも工業用顕微鏡には強みがあります。スピーディな計測が可能なデジタルマイクロスコープは他社の追随を許さないほどの素晴らしい製品です。

【所在地】
〒533-8555　大阪市東淀川区東中島1-3-14
TEL：06-6379-1111
FAX：06-6379-2222

【営業品目】

• センサ、測定器
• 画像処理機器
• 制御・計測機器
• 研究・開発用 解析機器
• ビジネス情報機器

③株式会社ニコンソリューションズ

【特徴】
株式会社ニコンソリューションズは、顕微鏡や測定器などを取り扱う専門商社です。顕微鏡・測定機・半導体検査装置などの精密光学機器を中心として、測定や測量のコンサルティングまで幅広くサービスを提供しています。ニコン製の工業顕微鏡の購入を検討している場合にはオススメのメーカーです。

【所在地】
〒140-0015　東京都品川区西大井1-6-3

【営業品目】

• 光学機械器具、測定機械器具、理化学機械器具、分析機器、半導体製造・検査機器、測色・測光機器、医療機械器具の販売、レンタル、リース及び保守・修理並びに輸出入
• コンピュータ、オフィスオートメーション機器の販売、レンタル、リース及び保守・修理並びに輸出入
• コンピュータソフトウェアの開発、販売、レンタル、リース及び保守・修理並びに輸出入
• 測定及び測量コンサルティング等サービスの提供
• 測定および分析の受託

５．画像処理システムのカメラ選定は画処ラボへ

この記事では、工業用顕微鏡について解説してきました。工業用顕微鏡は各社様々な製品があり種類や機能が豊富なうえに、価格帯もピンキリです。
とりあえず、社内に一台購入しておこうと安易に判断すると、

• 役不足の工業用顕微鏡を購入してしまい、費用対効果が合わない……。
• 必要な用途に対して力不足の工業用顕微鏡を購入してしまって埃を被っている……。

といったことになりかねません。
このようにならないためには、画像処理に関するFA設備の導入に強いメーカーへ一度相談することをおすすめします。

なかでも、画処ラボは、メーカー横断での機器選定から判断プログラムの選定及び装置の設置構想までを⼀括で提案し、設置からサポートまで⼀元管理します。
さまざまなメーカーから、照明は50種類、カメラ・レンズは30種類をとりそろえており、機器や画像処理プログラムの選定だけでなく、装置の構想・設置、サポートまで、ワンストップで相談が可能ですので、お気軽にお問い合わせください。

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