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技術資料Application Note

技術資料

半透明材料のマシンビジョン：光学設計から欠陥検査まで

2023 年 3 月 15 日

前書き

画像処理機能と光学/機械/電子機能を統合することで、製造業向けのシステムレベルのソリューションを提供できます。画像処理のインテリジェンスとアプリケーション領域の知識を組み合わせたものを「マシンビジョン」と呼びます。さまざまなビジョン検査アプリケーションの中でも、コンタクトレンズ製造は、サンプルが半透明で液体に浮いているため、難しいケースとなります。


動作原理

既存の労働力に依存する手動検査への依存を減らすために、コンタクトレンズの欠陥を自動システムで検査する必要があります。製造ラインで検査が完全に自動化されると、生産性が向上します。目標は、トレイ内の複数のコンタクトレンズを検査し、ツールコード/マーキングが間違っているものや、100um以上の裂け目があるものを、検出漏れが0%、誤検出が5%未満で排除する自動検査システムを構築することです。

図 1. システムレイアウトとテスト対象サンプルの概略図


検査システム全体には、図 2 に示すように、撮像光学系、照明設計、撮像センサー、移動機構、サンプル保持機構、および画像処理ソフトウェアが含まれます。

図 2. Wavelength Opto-Electric社 光学ラボの検査システム


課題に対処し、0% のミス検出率を達成するために、新しい画像処理アルゴリズムと光学システムが設計されました。


検査の課題

1. 1. 位置決め: 既存のトレイを使用すると、レンズのサイズに比べてウェルスペースが大きいため、コンタクトレンズがニュートラルな位置にない可能性があります。その結果、歪んだレンズの画像が撮影されます。

図 3. コンタクト レンズは中央に配置され、中立位置にあります


図 4. コンタクト レンズがオフセットされ、傾いた位置にあります


2. ノイズの多い環境: システムは、トレイの欠陥 (傷や水滴など) と生理食塩水の欠陥 (浮遊粒子や気泡など) による異常を区別する必要があります。

図5. トレイの傷


図6. 生理食塩水中の粒子