組み込み型マシンビジョン用光学フィルター

適切な光学フィルターの選び方

最適な光学フィルターを選択するには、用途ごとのスペクトル要件、 環境条件、および組み込み上の制約を理解する必要があります。このエンジニアリングガイドでは、 マシンビジョンおよび組み込みカメラ用途における主要な選定基準について解説します。

応募書類に基づく選考

• カラーイメージング（RGBカメラ） 色の彩度を低下させる近赤外光を遮断するため、カットオフ波長650nmのIRカットフィルターを使用してください。 CMOSセンサーは本質的に赤外線に敏感であるため、人間の知覚に合致した正確な色再現を行うには、 赤外線の遮断が不可欠です。
• LED／レーザー照明を用いたマシンビジョン 照明の波長（通常は850nm、940nm（近赤外線） またはカラーLED用の可視光波長）に合わせたバンドパスフィルターを選択してください。FWHMが狭い（10～25nm）フィルターは、 構造化照明を通過させつつ周囲の光を遮断することで、コントラストを最大化します。
• 24時間365日稼働の監視システム デュアルバンドの昼夜切り替えフィルターにより、機械式のIRカットスイッチを使用することなく、昼間の可視光撮影と 夜間の近赤外（NIR）撮影を切り替えることができます。可視光による照明には850nmの通過帯域を、 隠密用途には940nmを選択してください。
• 近赤外（NIR）専用イメージング ロングパスフィルター（カットオフ波長780nm以上）は、可視光を遮断し、秘密監視、農業用 イメージング（NDVI）、あるいは近赤外線の透過が求められるシリコンウェハーの検査などに使用されます。

考慮すべき技術仕様

• 中心波長（CWL）および帯域幅（FWHM） バンドパスフィルターの場合、CWLは照明光源と±5nm以内の誤差で一致している必要があります。FWHMは 選択性を決定します。帯域幅が狭いほど周囲光の遮断性能は向上しますが、波長の 精密な整合が必要となります。マシンビジョン用フィルターの一般的なFWHMの範囲は、10nm（狭帯域）から50nm（広帯域）です。
• 光学密度（OD）と遮光率 OD4（遮光率99.99%）は、マシンビジョンにおける標準値です。 帯域外の信号が強い用途では、より高いOD値が必要となります。可視光波長だけでなく、 センサーの全分光感度範囲にわたって遮光率を確認してください。
• 入射角（AOI） 干渉フィルターは、軸外角度では青方偏移を起こします。広角レンズ（視野角 60° 以上）を使用する場合は、 視野全体で一貫した分光感度を維持するために、 専用の広角用干渉コーティングの採用を検討してください。
• 外形寸法と取り付け 前面取り付け型フィルターは、レンズの有効開口径よりも大きくなければなりません。背面接着型フィルターは、 取り付け位置における収束ビームの照射範囲をカバーしていれば十分です。M12レンズとの組み込みの場合、一般的なフィルターの サイズは直径4.5mm～8mmです。光学スタックで利用可能な後焦点 距離との厚さの互換性を確認してください。