最小検出体の考え方欠陥の最小検出サイズの考え方

お客様から「どれくらい小さな異物や黒点が検査できるの?」という質問がよくあります。
以下に、画像センサにおける最小検出サイズの考え方の一例をご紹介します。最小検出サイズは、以下の要素から概算値を算出できます。

A=カメラのCCDのY方向画素数
B=撮像視野(Y方向)(mm)
C=CCD上の最小検出画素サイズ(画素)

最小検出サイズ= B×C÷A

欠陥の最小検出サイズの考え方

考え方

対象物を撮像する視野は、使用するレンズによって変更することができます。
つまり、撮像する範囲を10mmにしたり、100mmにすることは、自由に変更できます。
次に、使用するカメラによってCCDの画素数が異なります。
標準サイズの24万画素タイプのCCDは縦の画素数が480画素ですが、メガピクセルタイプの200万画素タイプは1200画素あります。
また、CCDの最小サイズは1画素ですが、検出可能な最小画素数は、2画素角は見ておく必要があります。
条件によっては、4画素角くらいで考えるべき場合もあります。
ここで、例えば、視野60mmで、メガピクセルカメラを使った場合で考えてみます。
最小検出画素数は、最も理想的な2画素角とします。
この場合の最小検出サイズは、前述の式にA=1200画素、B=60mm、C=2画素を代入すると

最小検出サイズ= 60 × 2 ÷ 1200 = 0.1mm

となります。

考え方

連続送りワークの検査時設定

シャッター速度について

例えば、連続シートの上の異物を検査する場合、シートは連続的に流れていきます。
これをカメラで撮像した場合、シャッター速度(露光時間)がライン速度に対して十分速くないと撮像した映像にブレが生じてしまいます。

シャッター速度について

そこで、このブレを十分に抑えるためには、検出異物の最小サイズの1/5程度の距離を移動する時間をシャッター速度の目安と考えます。

シャッター速度=希望最小検出異物サイズ÷5÷ライン速度

例)希望最小検出異物サイズ=1mm ライン速度=1m/秒
シャッター速度=1mm÷5÷1000mm/秒=1/5000より、シャッター速度は、1/5000が理想的と考えられます。

最大ライン速度について

次に、希望最小検出サイズから検出可能なライン速度を求める方法を解説します。
検出したい最小の異物サイズが決まれば、前頁の考え方より必要な視野が決まります。
視野が決まれば、その視野を画像処理時間内に移動するライン速度が、漏れなく検出できるライン速度となります。

最大ライン速度=撮像視野÷画像処理時間

ここで、画像処理時間は、画像センサの能力と設定内容によって変わりますので、テストにより実測します。
たとえば、希望検出最小サイズ=0.2mm、前頁の表より、200万画素カメラを使用した場合、
撮像視野は、最大100mmまで可能になります。
画像処理時間=50msとすると

最大ライン速度 = 100mm÷0.05秒=2000mm/秒

より、2m/秒までなら、検出漏れがないことになります。

最小検出サイズ

CCD の最小サイズは1 画素ですが、検出可能な最小画素数はコントラストのはっきりした画像でも2 画素角は見ておく必要があります。条件によっては、4 画素角くらいで考える場合もあります。
逆に、最小検出サイズから視野を求める場合もあります。このときの計算式を、最小検出サイズ0.1mm、縦方向画素数120 0 画素で考えるなら、視野 =0.1(mm)÷2(画素)×1200(画素)、これより視野(Y 方向)は60mmとなります。

対応可能なラインスピード

[間欠送りの場合]

  • ・1分間の最大検査回数=60(秒)÷画像センサの処理時間(秒)
  • ・画像センサに求められる処理速度(ms)=1(秒)÷希望検査回数(回/秒)×1000

[連続送りの場合]

  • ・シャッター速度=希望最小検出異物サイズ÷5÷ライン速度
  • ・最大ライン速度=撮像視野÷画像処理時間

画像処理.comトップへ戻る

画像センサを学ぶ
ハード編
CCD(画素)と画像処理の基礎
レンズ選定の基礎
照明選定の基礎
カラーカメラの効果と前処理について
ソフト編
外観検査の基礎
寸法検査の基礎
位置検出の基礎
位置補正について
前処理フィルタについて
実践編
処理速度の考え方
最小検出体の考え方
シャッタースピードの考え方
理解度チェック
画像処理理解度テスト 1
画像処理理解度テスト 2
画像処理理解度テスト 3
画像センサの用途
有無検査(数量・欠品)
外観検査(異物・傷・欠陥)
寸法測定
位置決め・アライメント
文字検査・OCR
3次元検査(体積・高さ)
ロボットビジョン
業界別導入事例
自動車業界
画像センサ導入事例(代表事例)
画像センサ導入事例(その他)
食品・医薬品業界
画像センサ導入事例(代表事例)
画像センサ導入事例(その他)
電子デバイス業界
画像センサ導入事例(代表事例)
画像センサ導入事例(その他)
選定のポイント
目的に合ったカメラの選定
目的に合ったレンズ・照明の選定
検査仕様にあわせた機器の選定
導入のメリット
生産タクト・装置タクト向上がもたらす収益改善
信頼を伴う省力化がもたらす収益改善
「見える化」、早期源流対策がもたらす収益改善
導入・メンテナンス効率向上がもたらす収益改善
最適な機器選定とスピード導入による収益改善
「最短トラブル復旧」による収益改善
画像センサにまつわる歴史
カメラ編
レンズ編
照明編
FA編
トレーサビリティ編
  • 画像処理についてもっと知りたい方!

    はじめての画像センサ「超」入門 Vol.1

    仕組み、選定、設置など、
    画像センサのすべてがこの一冊でわかる!
    独学用にも研修用にも最適な技術資料

    ダウンロード
  • 画像処理についてもっと知りたい方!

    画像道場 総集編 決定版

    「画像処理とは何か?」から、様々な検査の詳細まで
    体系的に学べる、画像処理テキストの決定版

    ダウンロード
  • 画像処理についてもっと知りたい方!

    画像処理にまつわる○○の歴史 Vol.01 カメラ編

    私たちの生活の中でも目にする、
    カメラや照明などの誕生起源から生い立ちまで。
    興味深い情報が盛りだくさん。

    ダウンロード
  • 画像処理についてもっと知りたい方!

    画像クイズ

    周辺機器や設置条件にまつわるよくあるお問い合わせを、Q&A形式でまとめた画像クイズ

    ダウンロード
  • 画像処理についてもっと知りたい方!

    収益改善6つのKEY

    先端の画像処理テクノロジーがもたらす
    収益改善6つのKEY
    数字を入力するだけでスループット収益改善効果がわかる試算シミュレータもプレゼント!

    ダウンロード
  • 画像処理についてもっと知りたい方!

    XG-X/CV-Xシリーズ インライン3次元検査画像処理システム ダイジェストカタログ

    3次元検査のメリットとは・・・!?
    今までの画像処理の常識にあらたな可能性
    3次元でインライン検査が変わる

    ダウンロード
  • 画像処理についてもっと知りたい方!

    ロボットビジョンシステムのご提案 カタログ

    ロボットビジョンってこんなに簡単だったんだ!!
    キャリブレーションやプログラム作成の課題を解決するロボットビジョンシステムのご提案

    ダウンロード
  • 画像処理についてもっと知りたい方!

    画像処理 最新アプリケーション集 輸送業界編

    自動車業界の最新画像処理事例が満載!
    自動車業界の最新画像処理アプリケーション事例集
    ぜひお手元にダウンロードください。

    ダウンロード
  • 画像処理についてもっと知りたい方!

    画像処理 最新アプリケーション集 食品・医薬品業界編

    食品・医薬品業界の最新画像処理事例が満載!
    食品・医薬品業界の最新画像処理アプリケーション事例集
    ぜひお手元にダウンロードください。

    ダウンロード
  • 画像処理についてもっと知りたい方!

    画像処理 最新アプリケーション集 電子部品・電子デバイス業界編

    電子デバイス業界の最新画像処理事例集が満載!
    電子デバイス業界の最新画像処理アプリケーション事例集
    ぜひお手元にダウンロードください。

    ダウンロード
  • 画像処理についてもっと知りたい方!

    キーエンスアライメントのご提案

    ディスプレイ業界、半導体業界、電池業界
    アライメント実績集

    ダウンロード
ご相談・お問い合わせ
はこちらから
ご相談・お問い合わせ
CV-Xシリーズ XG-8000シリーズ
ページ上部へ

お電話でのお問い合わせ 0120-014-414 受付時間8:00~20:00※土日・祝日除く

  • 技術資料ダウンロード
  • ご相談・お問い合わせ