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太陽電池、FPDなどの微細な欠陥検出

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1100万超高画素カメラと高性能画像処理
ソフトで高精度な太陽電池の検査を実現

工業用の高画素カメラを開発・製造・販売するフローベル。同社ではエリアセンサと高画素の強みを生かした検査システムを開発しており、各種アプリケーションの検査に活用されている。今後有望な太陽電池の検査で他社にない強みを持っており、ユーザーに高速・高精度な検査を保証している。

カメラと画像処理、先端技術を共有することで
新しいモノを開発

 工業用のCCDカメラやデジタルカメラ、検査・解析システムを開発・製造・販売するフローベル。カメラに関しては設立以来、エリアセンサにこだわり開発を続け、高画素化を志向している。
同社はコグネックスと協力関係にあり、コグネックスの技術を応用して技術開発を進めている。両者が協力するきっかけは、フローベルがコグネックスのビジョンシステム「In-Sight」を使った文字認識に取り組んだこと。これが難易度の高いテーマであったため、コグネックスと組むことを模索した。今後さらに応用が広がる画像処理の分野で、互いの技術を共有し新しいモノをつくっていくということで一致し、協力関係を築くことになった。
 高画素カメラを使い広い視野を高精細に検査するには、画像処理の高速化や高精度の計測が必要とされる。同社が持つカメラ技術にコグネックスの画像処理技術を組み合わせれば、高性能な新製品が実現するという図式が成立したのである。

強みはカメラの高画素化
太陽電池の検査で他社より先行する

 同社がエリアセンサにこだわってカメラを開発している理由は、メカ部分を簡素化できることと、ラインセンサのような移動がないため移動誤差が寸法誤差に表れない、という点にある。このようなラインセンサとの違いと高画素化という強みを利用し、同社ではいち早く太陽電池の検査に対応した。
 太陽電池の検査では、外形の割れ・欠け、微細パターンの断線・ショート・位置ズレなど、広い範囲を細かく検査することが要求されている。また、生産量を確保するために、検査時間が厳しく管理されている。こうした現状に対応するため、同社の検査システムでは、カメラに1100万画素カメラ「ADK-1100B」を使用。同時に、コグネックスの画像処理ソフトを組み合わせ、他社との大きな差別化につなげようとしている。
 数ある画像処理ソフトの中でも、カメラの高画素化に対応する最適なソフトがコグネックスのものだった。同社でも画像処理ソフトを手がけているが、精度の高い位置決めや処理スピードはコグネックスのモノに一日の長があった。カメラとの接続も比較的簡単で、この点もコグネックスの画像処理技術を活用する決め手となった。

数10ミクロンクラスの欠陥を
1回の撮影で高速・高精度に検出

 同社では2001年から、太陽電池の検査に対応してきたが、そのはじまりはスクリーン印刷された回路パターンの検査だった。コグネックスの画像処理ソフトに接続する構成になったのは2004年のことだという。
 スクリーン印刷された回路パターンの検査項目には、位置ズレや断線、欠け、ショート、にじみ、線幅の細り・太り、異物、飛び、といったものがある。画素数の落ちるカメラを使い複雑なパターンを検査する場合、分割して撮影し、そのたびにタスクを切り替えるという手間が発生する。しかし、同社の高画素カメラを使えば、複雑なパターンでも一回の撮影で取り込むことができ、搬送部を簡素化することもできる。搬送部の簡素化とコグネックスの画像処理ソフトによって、他社の検査システムより大幅に短い時間で検査することが可能になった。
 太陽電池の場合、太陽光の変換効率を良くするために回路の線幅を細くすることから断線が起きやすい。サイズ160×170mm角のセルに印刷された1本の線幅は100ミクロン。これだけの超極細線に生じる断線などの欠陥は70ミクロン近くになる。しかし、同社の高画素カメラとコグネックスの画像処理ソフトを組み合わせた検査システムを使えば、1回撮影しただけで超微細な欠陥を高速・高精度に検出することができるのだ。

将来有望な分野の検査ニーズを先取りし
技術開発を促進

 同社が得意とする高画素カメラを使った検査システム導入のメリットとしては、導入後の調整やメンテナンスが簡単なことが挙げられる。
画素数の低いカメラで検査する場合、複数台のカメラを使うことになるが、複数台使用すると一台一台の調整やメンテナンスが面倒。しかし、高画素カメラ一台で検査できるのであれば、導入コストが多少高くても後々の維持管理が比較的楽で、結果的に複数台使うよりコストを抑えることができる。画像処理も一括でできるので、検査自体が楽になる。
 同社の検査システムの場合、太陽電池の検査では最低でも1100万画素カメラの「ADK-1100B」を使用する。最も多く使われているのは4400万画素カメラの「AKZ-4400BV」だ。他社の検査システムでは、カメラはまだ500万画素が主流であることを考えれば、同社の高画素対応は群を抜いている。
 また、タクトタイムを重視し一瞬で撮影を終えてしまいたいというニーズに対応するため、1600万画素の1チップカメラ「ADK-1600B」を開発し、販売を開始する。
 しかし最近、太陽電池などの検査で、わずかな差を見つけるために色や階調を変えて検査を行うなど、さまざまな波長域での検査ニーズが増えてきているとのこと。こうしたニーズに対応し、より深い部分の検査を可能にするべく、高階調化を図っていきたい考えだ。
 同社では現在、太陽電池のほかフラットパネルでも検査システムの需要が伸びているという。フラットパネルが伸びているのは、広い視野で高精細に検査したいというニーズが太陽電池以上に高いためで、この分野では1億画素カメラである「AKZ-M1」が標準的に採用されている。
 そして、先行している太陽電池は将来有望な市場であり、今後はエネルギー変換効率や品質の向上が1つのキーポイントになるであろう。したがって、詳細かつ高精度な検査が今後ますます求められてくる。複雑・多様化する企業の検査ニーズに対応する準備に手抜かりはない。

企業プロフィール
株式会社フローベル
設  立 1975(昭和50)年2月
本  社 東京都立川市栄町6-1 立飛ビル3号館
資 本 金 1000万円
事業内容 工業用CCDカメラ、デジタルカメラ、各種検査システムなどの開発・製造・販売
URL   http://www.flovel.co.jp/

 

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