搬送速度から露光時間の上限を求める

この試験で確認すること

フレームレートが高くても、移動中の部品はぶれます。物体速度と画像スケールから露光上限を計算し、実際に動くエッジで確認する試験です。

本稿はメーカーに依存しない立上げ試験の方法です。設定変更前に、使用するカメラ、レンズ、センサ、制御装置の型式別マニュアルを確認してください。計算表の数値は仮定例であり、Deyi Visionの実測結果や製品仕様ではありません。

適用条件

カメラを固定し、剛体の試料を画像面とほぼ平行に動かします。搬送機の公称速度ではなく検査位置での最大速度を測定してください。回転や振動は別に評価します。

最初の試験では、撮影中に高さや回転角が変わる試料を除外します。その画像変位は一つの搬送速度では表せません。ローリングシャッタでは走査方向を記録し、歪みを別に評価します。自動露光と自動ゲインを無効にし、画像を見る前に検査方向、対象寸法、許容変位を決めてください。

試験機材と記録

スケール標準、エンコーダまたは独立した速度計、生画像保存機能、再現性のあるエッジを準備します。焦点、絞り、ゲイン、照明を固定し、型式、シャッタ方式、ROI、取得可能なら実効露光時間を記録します。

各画像について試料ID、移動方向、実測視野幅、有効画素幅、速度測定方法、設定露光時間、取得できる実効露光時間を記録し、照明設定と生画像ファイル名も紐付けます。基準エッジを実際の欠陥位置の近くに置き、静止時と移動時の向きを揃え、光学条件の差を動きと混同しないようにします。

試験手順

1. 検査面で視野幅と画素数を測り、欠陥位置付近のスケールも確認する。
2. 最大速度を記録し、最小検出対象に基づいて許容ぶれを画素単位で決める。
3. 上限を計算し、同一配置で25、50、100 µsの移動画像を各100枚取得する。
4. 静止基準とのエッジ幅差を比較し、最低照度と最高搬送速度で再試験する。

搬送を停止し、焦点を変えずに基準画像を撮ります。エッジに垂直なプロファイルを取り、その座標と幅の算出方法を保存します。移動画像にも同じ測定を適用し、分布だけでなく最大幅と該当フレームIDを残します。エッジが測定領域を外れる場合は、幅を比較する前に追従方法を直してください。

仮定条件による計算表

仮定例では100 mmの視野が2000画素に対応し、速度は500 mm/sです。許容変位を0.5画素とすると上限は50 µsです。これは動きだけの限界であり、欠陥検出やローリングシャッタの歪みを保証しません。

s = FOV / pixels
t_max = allowed_blur_pixels * s / speed
Example: 100 / 2000 = 0.05 mm/px
0.5 * 0.05 / 500 = 0.00005 s = 50 us

視野と速度の長さ単位を揃え、掛け算の前にµsを秒へ換算します。この計算値は許容変位に対する上限で、最適な設定値ではありません。短縮して余裕を確保する場合も信号量を確認します。実測の広がりと計算が合わなければ、許容値を変える前に局所スケール、実速度、実効露光を見直します。

試験の流れ

結果の読み方

比較図では静止画像を光学的な基準、移動画像を工程の動きを加えた結果として扱います。幅の差を普遍的な物理ぶれ量とみなさないでください。プロファイル形状と幅の定義も影響します。同じ定義で生プロファイルを確認した後、実部品の欠陥試験で広がりが判定を変えるか調べます。

トラブルシューティング

• 静止画像でもエッジがぼける場合は、露光短縮より先に焦点と光学系を確認する。
• 短い露光で欠陥がノイズに埋もれる場合は定格内で照明を改善する。ゲイン増加だけでは入射光量は増えない。

どの露光でも広がりが同じなら、振動、追従、ローリングシャッタの変形を確認します。一部だけ失敗する場合は速度変動や機械イベントと照合します。飽和もエッジ形状を変えるため先に除外します。信号を補うため照明を変更した場合は、コントラストも変わり得るので静止基準を再取得します。

受入判定と引継ぎ

速度範囲全体で、事前に決めた移動エッジと欠陥検出の条件を満たしてから採用します。最悪条件の画像と実効設定を保存し、検証範囲を超える速度には監視またはインターロックを設けます。

生データ、設定、試料ID、判定限界を一式で保存してください。関連製品と事前準備のガイドを参照し、記録した要件をDeyi Visionに相談できます。

設定を固定し、選定に使わなかった新しい良品と欠陥品で検証します。記録した速度と照明の両端条件で判定とエッジ測定を残し、画像品質と欠陥判定の双方を合格条件とします。許容運転範囲と、速度、部品高さ、光学系、照明が範囲外になったときの処置を引継ぎ資料に明記します。