微粒子可視化システムConcept RED PV2-L-CA

ISO14644-77対応一歩先へ進む、微粒子可視化技術

「微粒子可視化システムConcept RED PV2-L-CA」は、業界初、赤色LED光源を駆使した微粒子可視化システムです。10年以上の経験とノウハウを経て、製造装置の動作や外乱光の影響を軽減した、新たな微粒子可視化システムを開発しました。生産現場で迅速かつ正確な微粒子の計測と管理が可能になります。

様々な環境で微粒子を捉える、新しい「微粒子可視化」業界初の赤色LED光源仕様

カトウ光研の微粒子可視化システムの歴史は10年以上にわたります。その間、最も重視したのは「生産現場が何を求めているか？」その追求の結果、新しい微粒子可視化システムが誕生しました。

従来のシステムは粒径対応の計測性能に優れていましたが、製造装置の動作や外乱光の影響により計測が安定しない場合がありました。「微粒子可視化システムConcept RED PV2-L-CA」ではそれらの課題に対処。光源波長とカメラ感度のマッチング、背景輝度に影響を受けない可視化原理を確立しました。既に可視化できていた箇所の感度は更に向上。また、これまで計測が困難だとされていた環境でも、微粒子の可視化が可能となりました。

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導入事例：自動車メーカーの塗装ブースにおける異物対策

【塗装面に付着する微粒子が品質課題に】

自動車メーカーA社では、車体塗装ラインにおいて塗膜表面への微小異物の付着が課題となっていました。

異物の発生源は多岐にわたり、作業者の動きや設備の稼働、エアブローなどによる再飛散粒子も影響していました。

課題と背景

●明るい環境と反射の多さによる観察の難しさ
塗装ブースは照明が明るく壁面や車体の反射も強いため、通常の光源では粒子が背景に埋もれ、確認するのが困難

●対策効果を検証できない現場
エアブローや吸引装置の設置後も、効果を定量的に確認する手段がなく、根拠に基づいた改善が進みにくい状況

導入

A社は塗装ブース内の微粒子挙動を高い精度で観察するため、微粒子可視化システムPV2-L-CAを導入。

●赤色LED光源と光学フィルターによる高感度な撮影
室内照明や反射光の影響を抑え、高いコントラストで微粒子を撮影

●現場で使えるオールインワン構成
カメラ・光源・PC・ソフトウェアが一体化したシステムのため、設置や準備が容易

●粒子カウントと時系列グラフ再生機能
映像から粒子をカウントし、時系列で変化を追うことで設備や作業との関係を明確化

活用シーン

塗装ブースの搬送エリアと塗布直後のエリアを対象に浮遊粒子の発生状況をリアルタイムで可視化。

●気流の乱れによる浮遊粒子の動きを可視化
天井吹き出しと床吸引のバランスが崩れた際に、車体上方に渦が発生。滞留する粒子を確認

●作業者の動作と再飛散の関係を把握
人の移動により床面の堆積粒子が舞い上がり、気流に乗って塗装対象へ移動する様子を確認

●設備の動作と粒子発生の関係を確認
エアブローやロボット動作時に粒子数が増加し、映像とグラフの同期再生で発塵源を特定

●明るい照明環境での運用
赤色LED＋フィルターで、明るいブース環境でも照明を落とさず撮影。生産ラインを停止せず、通常運転下で検証

導入後の成果

【見える化と数値化で、異物の原因を”根拠をもって”改善】

◇異物の発生源の特定
粒子数と発生タイミングを可視化し、異物付着の原因となる工程や動作を特定

◇設備の改善効果の客観的検証
改善前後の映像と粒子カウントデータを比較。映像から改善の有効性を社内で共有、説明可能な形に整理

◇作業環境の改善と教育へ活用
動作・清掃手順の見直しにつながり、発塵抑制と意識向上を促進

ユーザー様からのコメント

「以前は、異物の原因を“感覚”でしか判断できませんでしたが、微粒子可視化システムPV2-L-CAで映像と粒子カウントを同時に見られるようになってから、どの瞬間に粒子が発生しているかがはっきり分かるようになりました。改善の効果も確認できるため、社内での説得材料としても有効活用しています」

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可視化できる環境を選ばない理由赤色LEDのスペクトル分布

室内が明るい環境

室内照明と「PV2-L-CA」赤色LEDのスペクトル分布

「微粒子可視化システムConcept RED PV2-L-CA」は、室内灯の波長と異なる特性を持つ赤色LED光源を使用しています。光学フィルターで室内灯の影響をカットすることで、微粒子を効率よく可視化することができます。また、赤色LEDの波長は、システム構成の「高感度カメラ」の分光感度特性に合わせた赤色のため、従来の光源と比べより明るく撮影ができます。

生産現場を支える「微粒子可視化システム」の適用範囲用途・事例

レーザーの運用基準が難しい生産現場
微粒子可視化システムConcept REDは、レーザーの運用が難しい生産現場での運用。

塗装ブース
車の塗装ブース内の微粒子の存在を確認し、その影響を最小限に抑えることが可能。

明るい環境
照明が消せない明るい環境。

感光材料取り扱い現場
イエローランプが室内灯の感光材料を取り扱う現場。

反射光対策が必要な環境
製造装置内など、光源由来の反射光対策が必要な環境。

白壁の環境
バイオクリーンルームや手術室など、白い壁の環境。

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浮遊する微粒子をカウント計測機能

画像から粒子数をカウントして、時系列グラフと同期再生

Particle Viewer PV2 seriesソフトウェア起動画面

オフラインの計測機能として、画像から微粒子の数をカウントできます。カウントした微粒子を時系列のグラフで表示して、現象動画と同期再生が可能です。発塵のタイミングを簡単に分析できます。

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可視化撮影のイメージ機材配置の概要

自由度の高い配置が可能

側方から

前方から

後方から

微粒子可視化システムConcept RED PV2-L-CAでは、自由度の高い設置で可視化撮影が行えます。現場環境に合わせて、最適な配置で高い可視化性能を維持します。

照射角度の切り替えが可能

光を集光させて平行な光

拡散光の状態

可視化したい粒子のサイズ、範囲に応じて赤色LED光源の照射範囲を切り替えることができます。集光させると平行な光が形成され、より小さい粒子を捉えることが可能です。また、拡散光に切り替えることで、広い範囲の可視化が行えます。

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製品概要システム構成・仕様

導入したその日から計測可能：オールインワンモデル

微粒子可視化システム Concept RED PV2-L-CA

赤色LED光源
専用高感度カメラ
カメラレンズ
接写リング
三脚×2（赤色LED光源用、カメラ用）
ノートPC
微粒子可視化用ソフトウェア「Particle Viewer」
収納ケース

持ち運びも容易

持ち運びのイメージ
※PC・三脚は収納できません

収納ケース外観
ケースごとの運搬も楽に行えます

仕様


モデル	PV2-L-CA
光源	赤色LED光源
照射角度可変	光源に内蔵
光学フィルター	透過波長：624nm（半値全幅10nm）

専用高感度カメラ


有効画素数	310万画素
イメージセンサー	モノクロCMOS 1/1.8型
インターフェース	USB3.0
フレームレート（fps）	選択可能なfps 310万画素時：120, 60, 10, 5, 1 170万画素時：170, 80, 10, 5, 1 30万画素時：360, 180, 10, 5, 1

レンズ・接写リング・三脚・PC・収納ケース


カメラレンズ	6倍手動ズームレンズ（焦点距離：11.5～69mm） ※ズームレンズは、選択した解像度のモードによってケラレ（画面の四隅が暗くなる）が発生する場合があります。予めご了承ください。
接写リング	7点セット（40, 20, 10, 5, 2, 1, 0.5mm）
三脚	耐荷重4kg（2本：レーザーシート光源用、専用高感度カメラ用）
ノートPC	ライブ画像、録画、再生、画像処理用：Windows OS 64bit
収納ケース	APA複合積層板構造、キャリーハンドル、キャスター付

ソフトウェア（微粒子可視化用）


画像処理（リアルタイム）	①スルーモード ②軌跡モード ③強調モード（リアルタイムで切替可能）・ROI設定・撮影設定ファイル保存読込・差分による背景処理・ノイズリダクションフィルター・凸部抽出
画像処理（オフライン）	・リアルタイム処理の再現・ROI設定・Pseudo-color表示・ノイズリダクションフィルター・凸部抽出
計測（オフライン）	・粒子数カウント（ニ値化、自動判定、グラフ表示）・キャリブレーション機能・CSV出力移動量算出（簡易手動計測）

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微粒子可視化に関する実験事例と技術コラム導入検討や実験設計のヒントにぜひご活用ください

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