ペットボトルといった円筒容器の外面検査に最も適したレンズのご提案

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1.円筒容器やプラスチックキャップ、予備成型品、ボトルネック、ネジやその他ねじ山のついた部品の外面検査方法

円筒容器や小さな部品の天面、側面の欠けや割れを確認する外面検査を行う際、外面全体(天面、側面)を撮像するには横あるいは斜めから撮像しワーク(ペットボトル)を回転させるか、あるいは複数台のカメラを使い円周を分割して撮像することになります。しかし、これには装置内のスペースを必要とし、複数台のカメラを用意する手間、コストも必要となります。また、ピントが合わないといった問題も発生します。
今回ご案内する当社扱いのOpto Engineering社(オプトエンジニアリング社)の特殊光学系レンズ2機種であれば、1台のカメラでワークを回転させることなく天面と側面全周を同時に撮像することができるため、装置内スペースの簡素化、検査工程の短縮、検査コスト削減を実現します。

ワークを真上から撮像した場合
ワークを真上から撮像した場合
ワークを斜めから撮像した場合
ワークを斜めから撮像した場合

2.ペリセントリックレンズのご紹介

PC SERIESは主光線を一般的な光学系とは逆にワークに向かって絞るような角度をもたせたペリセントリックレンズです。中心部は真上から平行になり、周辺部にいくと斜めの角度が強くなります。撮像写真は円筒の側面部を開きにしたように見えます。1つの光学系のみによる撮像です。撮像写真の中心部・周辺部に境界はありません。

2−1.ペリセントリックレンズとは

入射瞳位置を前例レンズ面より物体側に配置することで被写体(物面)の上面部と側面部に同時にピントを合わせることができます。

PCシリーズの模式図
PCシリーズの模式図
PCシリーズで撮像したサンプル画像
PCシリーズで撮像したサンプル画像

3.カタディオプトリックレンズのご紹介

PCCD SERIESは2枚のミラーを組み合わせたカセグレン光学系の応用です。中心部は真上からの通常レンズによる視界になります。側面部は斜め上からのカセグレン光学系での視界と異なる二つの光学系を組み合わせた二分割の光学系になっています。下の模式図で示す青線の視野は通常(マクロ系)の光学系による撮影です。赤線の視野はカセグレン応用の特殊(逆マクロ)光学系による撮影になります。PCシリーズと違いPCCDシリーズはこの二つの光学系に明確な境界が存在します。

3−1.カセグレン式光学系とは

反射望遠鏡をベースとして、そこに補正レンズを組み込んで収差を補正した天体望遠鏡をカタディオプトリック式と呼びます。Catadioptricはcatoptric(反射光学)とdioptric(屈折光学)の合成語です。ベースとなる光学系と補正レンズの組合せにより様々な方式のものが考案されています。PCCDシリーズはその中のカセグレン光学式を応用したものです。

PCCDシリーズの模式図
PCCDシリーズの模式図
PCCDシリーズで撮像したサンプル画像(赤枠が境界線)
PCCDシリーズで撮像したサンプル画像(赤枠が境界線)