光学測定機では、照明システムは単なる「補助構成」ではありません。これは、測定の安定性と再現性を決定する中心的な要素です。光学部品や測定ソフトウェアが同じであっても、照明方法を変えるだけで結果に大きな違いが生じることがあります。したがって、測定精度を確保するには、エンジニアリングの観点からマルチアングル照明の原理を理解することが不可欠です。
1.マルチアングル照明システムの主要な設計目標
光学測定は寸法を直接測定するものではありません。代わりに、ライト→オブジェクト→グレースケール変化→アルゴリズム→幾何学的境界→寸法計算という完全なチェーンに従います。照明システムは、このプロセスにおいて重要な役割を果たします。
安定した再現可能なグレースケール変動の作成
測定はエッジ検出に依存しており、絶対的な明るさではなくグレースケールの勾配に依存します。安定した勾配により、再現可能な結果が保証されます。たとえば、薄いシート コンポーネントの外径を測定する場合、等高線照明を使用すると高コントラストの白黒エッジが作成され、ソフトウェアが同じエッジ位置を一貫して検出し、照明の変化による誤認識を回避できるようになります。
表面効果を最小限に抑えながら実際の幾何学的なエッジを強調
表面の材質、テクスチャ、汚れによって誤ったグレースケールの変化が生じ、精度に影響を与える可能性があります。適切な照明により、エッジは表面の反射やテクスチャではなく、主に幾何学的な境界によって生成されます。たとえば、プレス加工された金属部品に底面透過輪郭光を使用すると、材料の色や光沢の影響を受けず、再現性の高い鮮明なエッジが得られます。
エッジ抽出アルゴリズムに一貫した勾配条件を提供する
アルゴリズムはグレースケール遷移のみを検出でき、物理ジオメトリを解釈できません。マルチアングル照明は一貫した勾配を提供し、アルゴリズムが確実にエッジを特定できるようにします。たとえば、段差の高さ測定では、固定角度のリング ライトまたはサイド ライトを使用すると、均一な勾配が保証され、再現性が向上します。
光から測定までの完全なチェーンを制御
精度は、レンズやソフトウェアだけでなく、光学イメージング チェーン全体の調整にも依存します。適切な照明により、グレースケールの変更が重要なエッジ位置に集中し、アルゴリズムのジャンプや不連続が回避されます。反射率の高いガラス コンポーネントの場合、同軸光は表面テクスチャの干渉を抑制し、安定したエッジ検出を実現します。
さまざまなワークピースの特性と測定要件に適応する
ワークピースは多種多様です。薄い透明部品、打ち抜き金属、PCB、ガラス、高反射材料はすべて、異なる照明ニーズを持っています。マルチアングル照明により、輪郭照明、表面照明、同軸照明を柔軟に組み合わせて最適な測定を実現できます。たとえば、サイド ライトは小さな面取りを強調しますが、輪郭ライトは外径または内径に適しています。
環境および外部の影響の軽減
工場環境、わずかな傾き、または反射が測定の安定性に影響を与える可能性があります。マルチアングル照明はこれらの要因を補正し、実際の生産環境で再現可能な結果を保証します。たとえば、生産ラインで連続的にプレスされた部品を検査する場合、輪郭光とリング光を組み合わせると、エッジの鮮明さを維持し、表面の干渉を減らすことができます。
2.エンジニアリング実践の概要
エンジニアリングの観点から見ると、マルチアングル照明のデザインは明るさや美しさ以上のものです。それは測定の安定性と精度の鍵となります。実際の経験から次のことがわかります。
エッジの形成は説明可能であり、幾何学的特徴に対応している必要があります。
光源の角度とタイプは、材質、構造、機能のサイズに基づいて選択する必要があります。
グレースケール グラデーションの安定性は再現性の中心です。
複雑なコンポーネントの包括的な測定には、輪郭照明、表面照明、同軸照明の組み合わせを最適化する必要があります。
結論として、光学測定機のマルチアングル照明は光学設計の一部であるだけでなく、測定精度と信頼性の基本的な保証でもあります。光学測定機は、適切な設計、エンジニアリング検証、現場での適用を通じてのみ、精密検査において最大の価値を発揮できます。