加工部品の表面の打痕やキズ、付着物を検出して欲しいという依頼が増えています。

ローアングルから照明を当ててキズ等を浮かび上がらせて撮像し検出したキズの面積などを 測定します。

照明の当て方を工夫することで表面の平坦でない部分を浮かび上がらせる事ができます。

下図は同じ表面を映したものですが照明の高さにより見え方が違います。

大体の場合、検出したキズや打痕の面積に良品・不良品の閾値があり合否判断を行います。

しかし、どうしても単純な2D画像から得られないものがあります。高さデータです。

キズや打痕の深さが数値として得られないのです。凸なのか凹なのかもハッキリしません。

そこで、高さデータを非接触で得るにはレーザーを対象物に当て、その反射を利用して高さを測る変位センサを利用します。

ただ一点だけを測るセンサーだとビーム径を最小単位として一点の高さしか判らないので縦横に検査エリアをスキャンする必要が有り、とても実用的とは言えません。

このような場合、レーザー光を帯状に照射して断面（プロファイル）データとして測定してくれるプロファイル測定器を利用しています。

特に最近は青色レーザーを使用したものがあり、従来の赤色レーザーよりも格段に信頼性が

あります。

ラインスキャンカメラの撮影のように対象物（またはセンサ）を移動させながら断面データを集めます。実際はセンサーのコントローラにデータを蓄積させてそれを読み込みます。

通常の平面でなく円筒の場合でも一周分のデータを並べれば全周のデータが得られます。

ここで集めたデータを8ビット濃淡画像に変換する時に濃度に高さデータを持たせます。

たとえば0.0mm～1.0mmの高さの変化を0～255の濃度に正規化した場合、

高さ[μm] = 1000[μm] ÷ 256 x 濃度値 で算出できます。

カメラで撮像した画像からキズや打痕の面積を測るような通常の画像処理に加えて、傷とその周囲の濃度値の差分からキズの深さが算出できるようになります。

社外秘で持ち込まれるサンプルがほとんどなので精密な加工品をここで紹介できない為、画像は当社の加工室に転がっていた円筒に加工したジュラコンにゴミが付着したものです。

ごみの大きさや高さが読み取れることが判ると思います。

今までの２D画像の表面検査に加えて、この画像手法を利用できる事例であれば高さデータも検査に利用できるようになり、照明の当て方への苦労もなくなります。