視界の隅々までクッキリ＆ハッキリ！
製造現場を支える機械の目「マシンビジョンレンズ」
- 今回のテーマは「マシンビジョンレンズ」。でもそんな名前のレンズ、聞いたことないという方がほとんどですよね？ マシンビジョン、それはつまり「機械の目」。マシンビジョンレンズは、工場などで品質チェックなどに用いられる機械に使われているレンズなです。世の中に存在するさまざまな製品の品質に目を光らせる“縁の下の力持ち”に迫ります。
ペットボトルのフタから電子機器の基板まで!?
「機械の目」はさまざまな工場で活躍していた
前回に引き続き、やって来ました埼玉県。富士フイルム大宮事業所です。本日も晴天なり！
マシンビジョンレンズについて教えてくれるのは、この方。
よろしくお願いします！
さっそくですが、私たちには馴染みのない「マシンビジョンレンズ」。まずは実物を見せていただけますか？
「はい！ こちらがフジノンのマシンビジョンレンズになります」
アタッシュケースにずらり…
何というか…思っていたよりも小さいです！
「マシンビジョンレンズの主な活躍の場は、さまざまな製造工場です。製造ラインを高速で動く商品の品質を確認したり、人間の目では判別しづらい微細な部分の品質をチェックしたりしているんですね。
ロボットアームに取り付けられたりすることもありますので、できるだけ製造ラインの邪魔にならない、コンパクトなレンズが必要なんです」
マシンビジョンレンズはモノ作りの現場で使われているんですね。例えばどんなものを「見ている」のでしょうか？
「わかりやすいところでは、『ペットボトルのフタがちゃんと閉まっているか』や『コンピュータ基盤の部品に欠けがないか』といったチェックを超高速で行うのに使われています。1秒間に300枚の写真を撮影して、その細部をチェックするようなシステムもあるんですよ」
それはとても人間には無理ですね！
「『機械の目』だからこそ大量の製品を一瞬でチェック。不良なものを効率的に除くことができます」
製造現場での高い精度での品質チェックは、私たちの生活の安全にも直結しますよね。
隅々までクッキリ・ハッキリが最も重要
普通のカメラレンズとの違いとは？
ところで、サイズの違いはともかく、カタチそのものは私たちがよく知るレンズと大きな差はありません。一眼カメラのレンズなどと違うのはどんなところでしょう？
「私たちが普段写真を撮るのに使うレンズは、画面の周辺部分は少しボケていたり、にじんでいたりします。それが写真で見たときに心地いい画像になりますし、写真の“味”ともいえます。
しかし、マシンビジョンレンズは隅々まで高い解像力を維持することが求められます。例えばコンピュータ基盤の製造現場で、隅にある回路がボケて見えていたら、品質チェックができません。それでは『機械の目』としては失格。どんな撮影距離でも、隅々まではっきり見えることが製品コンセプトなんです」
動きつづける工場で求められる「耐衝撃性」
数マイクロメートルの精度がレンズの信頼性を高める
「解像力に加え、もうひとつとても重要なことがあります。それは、いかに衝撃に強いレンズにするかということです」
先ほど、ロボットアームに取り付けられることもあるという話もありましたね。
「はい。非常に複雑な動きを高速で行うので、レンズにはすごいG（ジー：重力加速度）がかかります。しかもそれが日夜休むことなく稼働するケースも多いですから、レンズには高い耐衝撃性が求められるんです」
マシンビジョンレンズは、とても過酷な場所で頑張っているんですね。それを実現するために、レンズの製造工程で必要な技術はどんなものですか？
「レンズの設計や材料、レンズ表面のコーティングなど、重要な要素はいくつもあります。中でも、組み立て精度を極限まで高めることは極めて重要です。レンズ玉の偏りを限りなく抑えることで、高い解像力と耐久性を実現しています。数μm（マイクロメートル）レベルでコントロールしているんですよ」
μｍというと…1/1000mmだから…。ちょっと想像が難しいレベルです…。
「フジノンのノウハウや匠の技があるのはもちろん、それらの製造を行う機械そのものを、富士フイルムグループで開発できるのは強みですし、フジノンレンズの信頼性を高めている大きな理由のひとつになっています」
AIやロボットでも活用
未来を支えるマシンビジョンレンズ
「今回は工場を例にしてお話しましたが、マシンビジョンレンズの活躍の場はそれだけではありません。ロボットやAIが世界を認識する『目』として、マシンビジョンレンズが活用されています。
それらには、人間の目と同等か、それ以上の性能が求められます。カメラやセンサーの性能も進化していくので、マシンビジョンレンズの性能も、それに合わせて高めていかなくてはいけないと考えています」
より良い未来の世界のために、マシンビジョンレンズは欠かせないんですね！
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