産業用検査向け高帯域TDIビジョンシステム

半導体、バッテリー、電子機器製造における高スループット検査システムでは、ますます高いデータレートでの画像取得と処理が求められている。こうした環境ではTime Delay Integration（TDI）ラインスキャンカメラが広く使用されているが、システムの複雑さとデータ処理が依然として課題となっている。このような背景のもと、Baslerはカメラ、フレームグラバー、前処理ソフトウェアを統合したCoaXPress-over-Fiber対応のTDIビジョンシステムを導入した。

マシンビジョンにおける高データレートへの対応
本システムは、2系統の100 Gbpsチャネルで構成される最大200 Gbpsの帯域幅に対応するCoaXPress-over-Fiberインターフェースを中核としている。このデータスループットにより、ウェハ検査、フラットパネルディスプレイ検査、プリント基板検査、バッテリーセル解析といった高解像度・高速検査に対応する。

光ファイバー伝送を採用することで電磁干渉の影響を回避し、信号劣化なしに長距離伝送が可能となる。光トランシーバおよびケーブルはQSFP28規格に準拠しており、産業用マシンビジョンやデータセンターで用いられる高速通信プロトコルと整合している。

TDIイメージング構成とハードウェア設計
本ソリューションには、256段のTDIステージ、最大500 kHzのラインレート、16Kピクセル解像度を備えたBasler Racer 2 XL TDIラインスキャンカメラが含まれる。GpixelのGLT5016BSI CMOSラインスキャンセンサを採用し、高感度かつ高スループットな撮像に対応する。

熱管理は、ヒートシンクによる自然冷却と空冷による強制冷却の2方式に対応している。これにより、連続稼働する検査ラインで発生するさまざまな熱負荷や設置環境に適応できる。

取得側では、imaFlex 2 Dual 100フレームグラバーが2つのQSFP28ポートを備え、それぞれ最大100 Gbpsのデータ転送に対応する。これにより、2台のカメラ接続や追加処理ユニットとの連携など、検査スループットに応じた柔軟な構成が可能となる。

前処理によるデータ量削減
本システムの特徴の一つは、フレームグラバー上でVisualAppletsを用いた画像前処理を行う点にある。フィルタリング、関心領域抽出、データ削減といった処理を取得段階で実施することで、後段で転送・処理するデータ量を削減できる。

この手法により、GPUやCPUなどのハードウェア要件を約20〜50％削減できるとされ、処理遅延の低減やシステム全体の安定性向上にも寄与する。データスループットの低減は、開発期間の短縮やデジタルサプライチェーンにおけるシステム統合の簡素化にもつながる。

検査ワークフロー全体での柔軟な統合
本システムは、カメラ、フレームグラバー、ソフトウェア、光学部品、冷却機構を含む統合型マシンビジョンシステムとして設計されており、各コンポーネント間の互換性が確保されている。これにより統合負荷が軽減され、用途に応じた構成変更が可能となる。

さらに、レンズ選定、照明設計、システム開発に関するサポートも提供され、高速・高解像度撮像とデータ効率が求められる幅広い産業検査分野への適用が可能となる。

Aishwarya Mambet（Induportals編集者）、AIの支援により編集。

www.baslerweb.com