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SWIR(Short-wave infrared)이란? SWIR은 Short-Wave-Infrared 파장을 뜻합니다. SWIR 파장은 일반적으로 900nm에서 1700nm의 범위에 해당하며, 인프라레드(적외선) 스펙트럼 중 중간 파장대입니다. SWIR은 긴 파장에 의해 특정 대기 입자를 투과하는 가시광 대역과는 차별화된 고유한 물리적 특성을 지니며, 야간 레이저 검사, 자율주행 자동차를 위한 LiDAR 센서 기술, 스마트팩토리, 국방 및 방위 산업, 식품 검사 등의 다양한 산업 및 응용 분야에 활용되고 있습니다. SWIR 파장 반도체 산업에서의 SWIR 어플리케이션 반도체 산업은 컴퓨터, 스마트폰, 자동차, 의료 기기 등 다양한 분야에서 필수적인 역할을 하며, PC 또는 모바일 장치용 프로세서 및 메모리 집적 회로부터 태양 전지에 이르기까지 폭넓은 응용 분야를 다룹니다. 반도체 산업에서 SWIR 카메라는 미세한 결함과 불량을 정확하게 탐지하여 제조 공정의 정밀도를 높이고, 불량률을 줄이며 제품 신뢰성을 향상시키는 데 중요한 도구로서, 품질 보증과 결함 분석을 수행합니다. 1. 실리콘 잉곳 및 브릭 검사 (Silicon ingot and brick inspection) SWIR 카메라로 촬영한 잉곳 사진 반도체 산업에서는 결정질 실리콘 잉곳이나 브릭을 검사하기 위해 SWIR InGaAs 카메라가 널리 사용됩니다. 실리콘(Si) 물질은 1150nm 이상의 긴 파장을 흡수하지 않는 특성이 있습니다. 가시광선은 파장이 짧아서 에너지가 높아 실리콘에 쉽게 흡수되지만, SWIR 파장은 길어서 에너지가 낮고, 실리콘에 흡수되지 않기 때문에 잉곳 내부의 불순물과 결함을 감지하기에 적합합니다. 잉곳 내부의 불순물은 잉곳이 웨이퍼로 가공될 때 생산 장비에 손상을 줄 수 있기 때문에 SWIR 카메라는 이러한 손상을 예방하고 더 높은 효율성과 원활한 생산 프로세스를 보장하는 중요한 장비입니다. *결정질 실리콘 : 실리콘 원자들이 규칙적으로 배열된 형태의 실리콘 2. 웨이퍼 및 다이 검사 (Wafer and die inspection) SWIR 카메라로 촬영한 Si 내부의 다이싱 손상 확인 SWIR 카메라는 실리콘이 투명하게 보이는 단파 적외선 파장을 활용하여 반도체 웨이퍼와 다이의 내부 결함을 감지하는 데 매우 효과적입니다. 이 기술은 비파괴 검사로, 웨이퍼 내부의 파티클, 균열, 그리고 접합 불완전성을 정확하게 식별할 수 있습니다. 또한, 웨이퍼 다이싱 과정에서 발생하는 미세한 균열까지 감지하여 생산 장비의 손상을 방지하고, 전체 생산 공정의 품질을 크게 개선할 수 있습니다. * 다이 : 집적 회로 칩 SWIR 카메라로 촬영한 밀봉 불량 MEMS 제조에서는 밀봉 검사, 결함 감지, 치수 측정 등 다양한 품질 검사를 수행하며, WLP 공정에서는 TSV와 금속 범프의 적층 집적 회로의 품질 평가에 활용됩니다. * MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) : 미세 전자 기계 시스템을 의미 * WLP(Wafer Level Packaging) : 실리콘 웨이퍼에 구멍을 내고 LED 칩을 넣어 패키징하는 방식 3. 광자 방출 (Photon emission) SWIR 카메라로 촬영한 칩 레이아웃 이미지에 중첩된 광자 방출 이미지 광자 방출(Photon Emission)은 전자가 높은 에너지 상태에서 낮은 에너지 상태로 전환될 때 발생하며, PEM(Photon Emission Microscopy)은 이를 감지하여 마이크로전자 소자의 결함을 찾아내는 기술입니다. 실리콘 CCD 카메라는 실리콘의 밴드갭을 넘는 에너지 전이에 대한 광자 방출을 관찰하는 데 효과적입니다. 그러나 SWIR 카메라는 실리콘 CCD 카메라가 감지하지 못하는 하위 밴드갭 방출까지 관찰할 수 있어, 결함 탐지에 더욱 효과적입니다. *밴드갭 : 반도체 물질에서 전자가 이동할 수 있는 두 에너지 레벨 사이의 에너지 차이 위에서 설명한 반도체 산업에 적용될 수 있는 Xenics의 SWIR 카메라 중, 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 BOBCAT 제품에 대해 소개해 드리겠습니다. Xenics는 적외선 센서 및 카메라를 전문적으로 개발 제조하는 기업입니다. SWIR InGaAs 이미지 센서 및 카메라 개발을 목표로 IMEC에서 독립하여 설립된 Xenics는 SWIR 및 LWIR 대역의 적외선 센서와 카메라를 직접 설계하고 제조하여 차별화된 기술력과 자체 생산 시설을 갖추고 있습니다. 또한 다양한 비전 컴포넌트 시스템과 쉽게 통합될 수 있도록 설계하여 장착 및 작동이 쉬운 작고 가벼운 디자인을 제공하며, 다양한 카메라 시리즈들은 다양한 산업에서 최고의 검사 솔루션을 목표로 활용되고 있습니다. BOBCAT 640 Xenics의 BOBCAT 640 카메라는 고성능의 소형 SWIR 카메라로, SWIR 범위에서 전문적인 품질 검사와 고온 공정 제어에 최적화되어 있습니다. Camera Link와 GigE Vision 인터페이스를 제공하며, 경량 설계와 함께 낮은 노이즈 및 높은 전력 효율성의 특징을 가지고 있습니다. BOBCAT 640은 자체 개발된 온도 안정화 InGaAs 탐지기를 기반으로 640x512 픽셀 해상도를 제공하며, 레이저 빔 분석 및 실리콘 반도체 재료 내부의 결함 조사에 적합합니다. 빛의 파장에 따른 BOBCAT InGaAs센서의 양자 효율 변화 BOBCAT에 탑재된 InGaAs 센서는 보편적인 SWIR 파장 영역대에서 높은 양자 효율을 보입니다. 이는 낮은 노이즈 달성을 가능하게 합니다 Xenics SWIR InGaAs Sensor BOBCAT 640 주요 특징 Specifications Application 실리콘 잉곳 및 브릭 검사, 웨이퍼 및 다이 검사, 태양광 웨이퍼 검사 등 반도체 분야 외에도 BOBCAT 640 는 에 적용될 수 있습니다. Visible vs SWIR 비교 사진 가시광선 카메라는 인간의 눈으로 볼 수 있는 파장 범위(약 400~700nm)를 사용하지만, SWIR 카메라는 900~1700nm의 파장을 사용하기 때문에, 가시광선 카메라로는 볼 수 없는 물체나 특성을 감지할 수 있습니다. * 제약 검사 : Visible vs. SWIR * SWIR 카메라는 알약 내부의 불순물이나 결함을 감지하여 품질 관리를 강화합니다. * 종이의 습기 감지 : Visible vs. SWIR * SWIR 카메라는 종이 내부의 습기 함량을 감지하여 종이 제조 과정에서 품질을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. * 식품 품질 검사 : Visible vs. SWIR * SWIR 카메라는 식품 내부의 성분 변화나 신선도를 감지하여 안전하고 신선한 제품 제공에 중요한 역할을 합니다. Xenics는 BOBCAT 시리즈를 포함한 다양한 SWIR 카메라 라인업을 제공하여, 산업용 비전 시스템, 품질 검사, 과학 연구, 그리고 보안 분야에서 최적의 성능을 발휘할 수 있는 다양한 선택지를 제공합니다. Xenics SWIR 카메라 비교 Xenics의 SWIR 카메라들에 대해 자세한 사양이나 제품 구매 및 상담을 원하신다면 화인스텍을 방문해주시기 바랍니다.
2024.09.10Teledyne FLIR는 머신 비전과 비즈니스 응용 분야를 위한 카메라 솔루션의 선두주자로서, 업계를 선도하는 혁신적인 기술을 제공합니다. 특히 고해상도 열화상 카메라와 머신 비전 카메라에서 뛰어난 성능을 자랑합니다. Teledyne FLIR에서 새롭게 출시된 Dragonfly S 시리즈는 탁월한 해상도와 유연한 구성 옵션을 갖추어 생명 과학 기기부터 공장 자동화에 이르는 다양한 산업에서 신뢰받는 비전 솔루션으로 자리 잡을 것으로 기대됩니다. Teledyne FLIR는 이러한 최첨단 카메라 기술을 통해 시각적 데이터의 정확성과 효율성을 더 향상시키고 있습니다. Sony, Onsemi, Teledyne e2v의 CMOS 센서 옵션과 페어링 하는 Dragonfly S는 임베디드 및 핸드헬드 장치 애플리케이션을 포함한 다양한 용도에 적합한 머신비전 카메라입니다. * 임베디드 : 특정 기능을 수행하기 위해 기계나 장치에 내장된 컴퓨터 시스템 * 핸드헬드 : 장치는 사용자가 손에 들고 직접 조작할 수 있는 모바일 장비 < DRAGONFLY S Series 특징 > 1. 컴팩트하고 가벼운 디자인 핸드헬드 또는 임베디드 장치에 적합한 컴팩트하고 가벼운 디자인을 갖추고 있으며, 케이스형 모델은 Class B EMC 안전 기준을 준수합니다. * Board Level Size : 27mm x 27mm x 9.5mm Weight : 5 grams * Cased Size : 29.5mm x 29.5mm x 18.1mm Weight : 25 grams * Partial Cased Size : 29.5mm x 29.5mm x 17.5mm Weight : 17 grams Lens mount and USB locking bracket available as accessories 2. 다양한 렌즈 마운트 호환 가능한 모듈화 Dragonfly S 카메라는 이미지 애플리케이션 개발 초기 단계에서 필요한 모듈화된, 컴팩트하고 가벼운 카메라의 필요를 충족시키기 위해 설계되었습니다. 이 카메라는 대규모 제조, 대량 기반 애플리케이션 및 다중 카메라 시스템에 적합합니다. 3. 신뢰성 있는 이미지 전달 온보드 이미지 버퍼링* 기능 덕분에, 모든 이미지 프레임이 신뢰성 있게 호스트 CPU로 전송됩니다. 이를 통해 안정적인 이미지 전달을 보장합니다. * 온보드 이미지 버퍼링 : 내장된 메모리를 사용하여 이미지 데이터를 임시로 저장하는 기능 4. 비용 효율성 Dragonfly S 카메라는 모듈화된 설계와 유연한 구성 옵션을 통해 사용자 맞춤형 솔루션을 제공하며, 성능 최적화와 표준화된 부품 사용으로 비용 효율성을 극대화합니다. 이외에도 Dragonfly S 카메라는 다음과 같은 기능들이 있습니다. * 이미지 CRC(순환 중복 검사, Cyclic Redundancy Check) : 데이터 전송이나 저장 중 발생할 수 있는 오류를 감지하여 이미지의 무결성을 확인하는 방법 < DRAGONFLY S Series 적용 분야 > Teledyne Dragonfly S Series는 높은 성능과 유연성을 제공하여 전문적인 비디오 캡처 및 처리 요구에 적합한 솔루션입니다. 임베디드 및 핸드헬드 애플리케이션에 활용될 수 있습니다. 1. 검안경 [ Ophthalmoscopy ] Dragonfly S는 검안경 장비에 내장되어 고해상도 이미지를 통해 정밀한 안과 검사를 지원하며, 뛰어난 센서 성능으로 세밀한 눈 검사와 정확한 진단이 가능합니다. 또한, 핸드헬드 장치에 적용되어 진료 현장에서 실시간으로 고화질 이미지를 제공함으로써 검사의 효율성과 진단 정확도를 높입니다. 2. 생체 인식 키오스크 솔루션 [ Biometrics Kiosk Solutions ] Dragonfly S를 생체 인식 키오스크에 통합하면 지문, 얼굴, 홍채 인식 데이터를| 고해상도로 캡처하고 분석하여 보안성과 사용자 편의성을 높입니다. 또한, 이동형 장비에 적용 시 손쉽게 이동이 가능하면서도 신뢰성 있는 생체 인식 기능을 제공합니다. 3. 자동 광학 검사 (AOI) [ Automated Optical Inspection ] 자동 광학 검사 장비에 Dragonfly S를 내장하여 생산 공정에서 PCB, 반도체, 기타 부품의 결함을 자동으로 감지하고 분석할 수 있습니다. 이는 품질 보증과 결함 검출의 정확도를 높입니다. 작업자가 직접 장비를 들고 부품의 결함을 검사할 수 있는 장비로, 이동성과 유연성을 제공하며 현장에서 빠르게 결함을 식별하고 수정할 수 있습니다. 이 외에도 Dragonfly S 카메라는 모바일 로봇에 통합되어 환경 인식과 내비게이션을 지원하며 고해상도 이미지와 신뢰성 있는 데이터 전송 기능으로 자율적 작동과 장애물 회피를 돕습니다. 또한 3D 스캐닝 시스템에 Dragonfly S를 통합하면 고해상도의 3D 모델을 생성하여 산업 디자인, 품질 검사, 리버스 엔지니어링 등 다양한 분야에 활용됩니다. 마지막으로 비전 기반 모니터링 시스템에 통합되어 고정된 위치에서 지속적인 모니터링을 수행하며, 신뢰성 있는 이미지 전송과 분석 기능으로 시스템 상태를 효율적으로 관리합니다. 즉, 이동 중에도 실시간 모니터링과 데이터 수집이 가능해, 현장 작업 중 고해상도 이미지를 제공하고 문제를 조기에 발견할 수 있습니다. Dragonfly S는 다양한 센서와 카메라 기술을 지원하여, 위와 같이 다양한 애플리케이션에서 탁월한 성능과 효율성을 제공합니다. < SPECIFICATIONS > * DR-U3-50Y2M/C 기준 * 값은 비닝(binning) 모드와 비닝이 없는 모드 모두에서 동일합니다. < Modular Product Configuration > Chroma , USB Connectot, Lens Mount, Case or Bracket Dragonfly S 시리즈는 다양한 모듈화된 구성 옵션과 교체 가능한 렌즈 마운트를 제공하여 사용자의 필요에 맞게 조정할 수 있습니다. 또한, 내구성이 뛰어난 알루미늄 케이스와 내장형 히트 싱크로 안정적인 성능을 보장하며, 후면 및 측면의 USB 포트와 6핀 GPIO를 통해 유연하고 신뢰성 있는 연결을 지원합니다. Dragonfly S 시리즈는 핸드헬드, 임베디드, 그리고 멀티 카메라 시스템에 모두 적합한 뛰어난 성능을 제공합니다. 모듈화된 설계와 유연한 구성 옵션 덕분에 다양한 요구 사항에 맞춰 손쉽게 설치할 수 있으며, USB3 인터페이스를 통해 간편하게 연결하고 관리할 수 있습니다. 소형 및 경량화된 디자인으로 비용 효율성까지 갖추어, Dragonfly S Series는 다양한 산업 및 연구 분야에서 매우 실용적인 선택이 될 것입니다. Teledyne FLIR 사의 Dragonfly S Series에 대해 더 자세히 알고 싶거나, 제품 구매 및 상담을 원하신다면 화인스텍을 방문해주시기 바랍니다.
2024.08.19옵토튠(Optotune)은 스위스 기업으로, 광학 솔루션을 제공하는 회사입니다. 주로 튜닝 가능한 렌즈 및 광학 시스템을 개발하여 다양한 산업 및 응용 분야에 전자적 혹은 기계적으로 렌즈의 형태를 조절할 수 있는 혁신적인 기술을 제공하여 여러 산업의 광학 시스템의 성능을 최적화하는 것을 목표로 하고 있습니다. Optotune사 제품 개발의 목적성은 뚜렸합니다. "Working Distance가 계속 변화하는 환경에서 어떻게 지속적으로 초점을 맞출수 있을까?" WD가 서로 다른 물체에 포커스를 맞춰야 한다면? Optotune의 렌즈는 전자적으로 초점 튜닝이 가능한 렌즈입니다. 이 렌즈는 컨트롤 신호에 따라 렌즈의 곡률을 조절함으로써 초점 거리를 조절할 수 있습니다. Optotune Tunable Lens 옵토튠 가변 초점 렌즈의 원리는 우리의 눈이 초점을 변경하는 원리와 같다고 보시면 됩니다. 일반적인 머신비전 렌즈(고정 초점)는 초점을 맞추기 위해 위, 아래로 WD 변경을 통해 초점을 조정합니다. 혹은 유리 등의 고체를 활용하여 초점을 맞춥니다. 옵토튠 렌즈는 사람의 눈 처럼 렌즈 자체의 형태를 변경하여 초점을 조정합니다. 오목과 볼록 모두 가능한 형식의 형상 분리 렌즈가 큰 특징입니다. 유동체(Liquid)와 분리막(Membrane)으로 이루어진 용기를 활용하여 렌즈의 곡률을 조절합니다. 이는 단순 카메라의 초점 기능을 넘어서는 물류 레이저 가공 및 마킹 메디컬 분야 자동차 산업 레이저 스캐팅 및 3D 인쇄 등 다양한 분야에서 활용될 수 있습니다. 높이가 다른 택배 상자의 바코드 라벨 초점을 빠르고 쉽게 읽어낼 수 있습니다. Optotune 렌즈 곡률 조절을 통한 레이저 초점 조절 Optotune 렌즈 초점 조절을 활용한 레이저 마킹 및 3D 어플리케이션 옵토튠의 가변 초점 렌즈는 대상의 크기, 초점 능력, 파장 범위(400-2500nm) 등의 다양한 조건에 따른 제품 군이 나누어져 있습니다. KEY FEATURES Response time of few milliseconds Low dispersion (Abbe# V>100) Lifetime > 1 billion cycles High repeatability <0.1 dpt Optotune Electrically tunable lenses products specifications Optotune 가변 초점 렌즈의 더 자세한 정보는 홈페이지를 통해 확인해보세요. http://www.fainstec.com/main/product.asp?cate=%EB%A0%8C%EC%A6%88&o_idx=119
2023.11.28머신비전 시스템은 2차전지, 디스플레이, 반도체, 스마트팩토리 등 수많은 어플리케이션에 사용 되어지고 있습니다. 머신비전 시스템에서 가장 중요한 부품인 카메라는 빠른 속도로 발전하고 있으며 고객 여러분의 어플리케이션에 적합한 카메라, 렌즈, 조명 등의 사양을 선정 하는 것은 굉장히 중요합니다. 화인스텍에서 진행하는 두번째 웨비나는 “머신비전 렌즈 기초 설명 및 어플리케이션 별 선정 방법”이란 주제로 머신비전의 가장 중요한 눈의 역할을 하는 렌즈에 대해 이해하고 우리 산업에 적합한 렌즈를 선정할 수 있는 방법들에 대한 내용으로 구성하였습니다. 지난 6월 화인스텍이 진행했던 첫 번째 웨비나 “어플리케이션에 적합한 머신 비전 카메라 선정 방법”에 이어 진행되는 웨비나로서 함께 들으시면 더욱 좋습니다. 어플리케이션에 적합한 머신비전 카메라 선정 방법: 주식회사 화인스텍 (fainstec.com)
2023.09.26머신 비전 시스템은 2차 전지, 디스플레이, 반도체, 스마트 팩토리 등 수많은 어플리케이션에 사용되어지고 있습니다. 머신 비전 시스템에서 가장 중요한 부품인 카메라는 빠른 속도로 발전하고 있으며 고객 여러분의 어플리케이션에 적합한 카메라 사양을 선정하는 것은 굉장히 중요합니다. 화인스텍에서 진행하는 첫 번째 웨비나는 "어플리케이션에 적합한 머신 비전 카메라 선정 방법" 이란 주제로 카메라 선정에 필요한 카메라 해상도 / 프레임레이트 / 인터페이스 등에 대해서 알기 쉽게 설명 드리고 이를 통해 고객 여러분께서 더 좋은 비전 시스템을 구성하실 수 있도록 돕고자 합니다. 9월, 10월에도 머신비전 기초에 관련된 웨비나를 진행할 예정이니 많은 분들의 관심과 참여 부탁드립니다. 발표 자료 요청 링크 : https://naver.me/5T3xJAD9
2023.06.15SONY ® Pregius ™ CMOS 센서 4세대 Pregius S의 장점 3가지 안녕하세요.? 머신비전 솔루션 전문 기업 화인스택 블로그에 찾아주셔서 감사합니다. Sony에서 2013년 처음 개발하고 출시한 Pregius 센서가 4번째 큰 변화를 진행했습니다. 1세대부터 4세대까지 어떻게 변화했는지 간략하게 보여드리겠습니다. 세대 1세대 (Pregius) 2세대 (Pregius) 3세대 (Pregius) 4세대 (Pregius S) 픽셀 사이즈 6.86um 3.45 um / 6.9 um 4.5 um / 9 um 2.74 um 센서(예시) IMX174 IMX253 IMX420 IMX530 해상도 2.3 MP 12 MP 7.1 MP 24.5 MP 이미지 서클 1/1.2 " 1.1" 1.1" 4/2" 프레임 레이트 164 pfs 68 fps 207 fps 106 fps 출력 노이즈(-e) 5 2 2.5 2.31 Sony Pregius 가 4세대로 접어들면서 가장 크게 변한 3가지가 있습니다. Pregius S의 장점 1 센서 칩 사이즈의 소형화 픽셀 영역 옆쪽에 있던 회로 영역을 픽셀 영역 뒤로 보내는 적층 방식을 적용해 센서를 더 작게 제조할 수 있게 되었습니다. 물리적으로 센서는 잘라 쓸 수 없기 때문에 센서의 사이즈가 카메라 크기를 결정하는 가장 큰 요소로 볼 수 있는데 해상도에 비해 센서가 작아졌다는 것은 카메라의 외형을 더 작게 만들 수 있다는 장점이 있습니다. 물론 셀 사이즈가 작아지면 어두워지거나 노이즈가 늘어날 수도 있습니다. <사진 1> Pregius S의 장점 1 - 적층방식 Pregius S의 장점 2 BSI 적용 (Back Side Illumination) 지금까지의 Pregius 센서는 메탈와이어링 아래에 포토다이오드가 자리 잡고 있었습니다. 그로 인해 온전한 빛이 포토다이오드까지 도달하기 어려웠죠. 그래서 Pregius 2세대 12메가 카메라에서 주변부가 어두워지는 문제가 이슈 되기도 했습니다. 그래서 Exmor R 기술을 Pregius 4세대에 집어넣게 되었습니다. Pregius S의 장점 중 셀 사이즈가 작아져 발생할 수 있는 이미지 퀄리티 문제를 이렇게 해결 한 것입니다. <사진 2> Pregius S의 장점 2 - BSI Pregius S의 장점 3 해상도 대비 가격 셀 사이즈가 작아짐에 따라 센서 사이즈 대비 해상도가 높아졌으며, 웨이퍼 1장에서 많은 센서를 제조할 수 있습니다. 이야이기는 곧 우리가 흔히 얘기하는 24메가가 그렇게 싸다고? 이런 이야기가 될 수 있다는 것이죠. 그리고 센서가 작기 때문에 24.5메가나 되는 고해상도를 C 마운트로 사용할 수도 있습니다. 장비를 설계하는 사람 입장에서 정말 좋은 환경이 아닐 수 없습니다. <사진 3> Pregius S의 장점 3 - 작은 셀 사이즈 이처럼 센서의 발전에 따라 머신비전 업계뿐만 아니라 카메라를 사용하는 모든 업계에 작지만 큰 변화를 가져다줍니다. 화인스텍에 오셔서 새로운 센서를 경험하세요.
2022.07.18SWIR 카메라를 통한 머신비전 검사 예시 안녕하세요? 화인스텍 마케팅 팀 입니다. 화인스텍 머신비전 블로그를 찾아주셔서 감사합니다. 오늘은 SWIR 카메라를 통한 머신비전 검사 예시에 대해 이야기 해보려고 합니다. 인터넷에도 자료가 많지 않아 작성하는데 어려움이 있었는데 저희 파트너사 Xenix에서 자료를 제공받아 포스팅 하겠습니다. 머신 비전 시스템 제조업체는 고객이 모든 종류의 생산 환경에서 품질 관리를 수행할 수 있는 시스템을 구축하기 위해 오랫동안 일반 Area Scan 카메라에 의존해 왔습니다. 하지만 최근에 SWIR 라인 스캔 카메라의 해상도가 개선되고 가격이 떨어짐에 따라 SWIR 카메라가 제공하는 고유의 장점을 활용하는 새로운 검사 시스템이 많이 개발되고 있습니다. SWIR 카메라는 일반적으로 900~2500nm 사이의 파장대로 일반 카메라로는 확인할 수 없는 파장 특성을 찾을 수 있습니다. 예를 들어 과일과 채소를 분류하고 이물질이 음식과 섞여서 포장된 것을 감지하는 것에 탁월합니다. 고객이 냉동 완두콩을 검사하여 이물질이 없는지 확인해야 하는 농산물 유통 업체라고 가정하겠습니다. 완두콩과 모양, 크기 및 색상이 비슷한 작은 플라스틱 조각이 있는 경우 가시광선을 사용하는 일반 머신 비전 영상으로는 찾아낼 수 없습니다.. 그러나 SWIR 조명은 물에 강력하게 흡수되므로 수분 함량이 높은 냉동 완두콩은 검사 시 이미지에서 완두콩은 매우 어둡게 나옵니다. 수분 함량이 거의 없거나 전혀 없는 플라스틱 조각은 빛을 반사하게 되고 완두콩들 사이에서 돋보이게 되며, 분류기는 공기 제트를 사용하여 파일에서 플라스틱 조각을 걸러낼 수 있습니다. (그림 1 참조) 그림 1. 전형적인 분류 설정에서, 물체는 광원과 SWIR 카메라를 지나 떨어지며, 신속하게 이물질을 식별한 다음, 에어건에 의해 분류됩니다. (Tomra. 이미지 제공) 다른 예로는, 광전지 산업 또한 SWIR 센서의 특성으로부터 이익을 얻을 수 있습니다. 태양 전지 어레이에 들어가는 실리콘 웨이퍼의 내부 결함은 햇빛을 전기로 변환 시켜주는 효율을 심각하게 손상시킬 수 있습니다. 하지만 일반 카메라로는 가시광선을 통해 웨이퍼 표면 만 볼 수 있습니다. 하지만 SWIR 파장에서 웨이퍼는 투명하게 보입니다. 이를 통해 정상적인 육안 검사에서 보이지 않았던 균열을 찾을 수 있습니다. SWIR 라인스캔 카메라 Line Scan 카메라와 Area Scan 카메라의 주요 차이점은 이름에서도 찾을 수 있습니다. Line Scan 카메라 센서는 1행에서 많게는 256행으로 구성되어 스캔 되는 물체의 좁은 선을 이어 붙여 이미지화하는 반면, Area Scan 카메라는 각 프레임에서 훨씬 더 큰 영역을 캡처합니다. 각 픽셀은 물체에서 빛을 흡수하여 전하로 변환하고, 인접한 선은 전체 물체의 이미지에 합산됩니다. 그렇게 하려면 스캐너나 물체가 움직여서 다른 섹션이 센서의 FOV 내에 들어와야 합니다. 이러한 이동으로 볼 때, Line Scan 카메라가 검사 환경에서 컨베이어 벨트를 따라 이동하거나 분류 대상 물체가 통으로 떨어지는 생산 환경에 적합합니다. 예를 들어 과일과 채소는 일반적으로 탐지기를 지나가는데, 이러한 응용 프로그램에는 모션이 포함되어 있기 때문에 Area Scan 카메라에서는 모션으로 인해 생성된 이미지가 흐리게 표시되는 것을 확인할 수 있습니다. Line Scan 이미지는 Area Scan 이미지보다 결함이 있는 픽셀을 포함할 가능성이 적어 원하는 결함있는 픽셀을 숨길 수 있으며 저렴한 가격으로 우수한 해상도를 제공합니다. SWIR 카메라를 선택하는 방법 애플리케이션에 SWIR 이미징을 적용할지 여부를 결정할 때 SWIR 파장에서 눈에 띄는 물체인지를 아는 것이 중요합니다. 라벨 및 바코드와 같은 마킹 검사와 같은 애플리케이션에서는 일반 Area Scan 이미징이 훨씬 저렴한 비용으로 더 나은 작업을 수행하므로 IR 조명을 사용할 필요가 없습니다. 필요한 SWIR 파장을 아는 것이 셋업에 중요한 경우가 많습니다. 어떤 파장이 가장 적합한 지는 용도에 따라 다릅니다. 수분 함량을 기준으로 하는 식품 분류의 경우 사용되는 일반적인 파장은 1450nm이며 물에 매우 강력하게 흡수됩니다. (그림 2 참조) 다른 식품 검사 애플리케이션에는 다른 파장이 필요할 수도 있습니다. SWIR 카메라는 육류의 지방 함량 또는 사과의 타박상과 같은 식품의 여러 측면을 식별하여 주변 영역과 다르게 빛을 반사하거나 흡수하는 데 사용될 수 있습니다. 물고기가 얼마나 신선한 지 측정할 수 있으며, 이물질을 찾는 애플리케이션에도 용이합니다. 예를 들어 분유를 오염시키는 것으로 밝혀진 산업용 화학 물질인 멜라민은 SWIR 조명에서 더 잘 보일 수 있습니다. 그림 2. 가시광선 이미지(오른쪽)에서 다양한 냉동야채(이미지 윗부분)는 다양한 포장지 및 기타 이물질과 모양과 색상이 비슷합니다. SWIR 이미지(왼쪽)에서 음식물은 IR 파장을 흡수하고 이물질은 이를 반사하여 한눈에 그 차이를 알 수 있습니다. (Tomra. 이미지 제공) 오늘날 일반적인 SWIR 카메라는 900-700nm의 빛에 민감한 인듐-갈륨-비소로 만들어진 검출기를 사용합니다. 그러나 일부 애플리케이션에서는 2000~2500nm의 파장이 필요하며, 이를 확장된 SWIR(Extended SWIR)이라고도 부릅니다. 예를 들어, 광산 산업은 때때로 파장이 바뀌기 때문에 특수 제작된 검출기를 필요로 합니다. 실리콘 웨이퍼 검사는 특정 파장이 사용되지 않습니다. 실리콘은 1200 nm 이상의 파장에서 투명하게 보이므로 1200nm 이상에서는 작동합니다. 물론, 작은 결함을 발견하려면 높은 해상도와 종종 고배율이 필요하며, 파장이 짧을수록 해상도가 높고 감지할 수 있는 결함이 작습니다. 시스템의 해상도는 애플리케이션과도 일치해야 하며 시스템 디자이너는 스캐너의 FOV와 찾고자 하는 입자 또는 결함의 크기를 고려하여 이를 파악할 수 있습니다. 일반적으로 과일과 채소에서 이물질을 찾는 애플리케이션에서는 512 픽셀 카메라로도 충분할 수 있습니다. 실리콘 웨이퍼 검사의 경우, 찾는 결함이 더 작으므로 분해능이 높아야 합니다. 그림 3. SWIR 이미징은 실리콘 웨이퍼 표면 아래의 매우 작은 균열을 감지할 수 있습니다. (그림 3 참조) 이러한 시스템에는 2048 픽셀 카메라가 필요할 수 있습니다. 웨이퍼에서 더 작은 결함을 발견하기 위한 비교적 새로운 기술 중 하나는 투과와 반사의 조합인 "transflection"이라는 접근법입니다. 웨이퍼 내부에서 짧은 거리를 투과 한 빛이 반사되고, 도중에 균열에 그림자가 생기면, 그림자 자체가 균열 자체보다 커지며 쉽게 발견할 수 있습니다. 출저: XENICS SWIR Area Camera 모델 센서 CCD/CMOS Mono/Color 메가 해상도 이미지 서클 셀사이즈 프레임 인터페이스 마운트 Bobcat-320-GigE InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 1/2" 20 x 20 100 GIGE C Bobcat-320-GigE Gated InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 1/2" 20 x 20 400 GIGE C XSW-320- GigE [OEM] InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 1/2" 20 x 20 100 GIGE C Bobcat-640-GigE InGaAs CMOS Mono 0.3 640 x 512 1" 20 x 20 100 GIGE C XSW-640- GigE [OEM] InGaAs CMOS Mono 0.3 640 x 512 1" 20 x 20 100 GIGE - XCO-MCT 640-GIGE MCT CMOS Mono 0.3 640 x 512 2/3" 15 x 15 105 GIGE TBD XCO-InSb 640-GIGE InSb CMOS Mono 0.3 640 x 512 2/3" 15 x 15 320 GIGE TBD Serval-640-GigE Microbolometer(a-Si) CMOS Mono 0.3 640 x 480 1" 17 x 17 50 GIGE Fixed Lens Tigris-640-MCT-GIGE MCT CMOS Mono 0.3 640 x 512 2/3" 15 x 15 117 GIGE TBD Tigris-640-InSb-GIGE InSb CMOS Mono 0.3 640 x 512 2/3" 15 x 15 357 GIGE TBD Gobi-640-GigE Microbolometer(a-Si) CMOS Mono 0.3 640 x 480 1" 17 x 17 50 GIGE TBD XTM-640-GigE Microbolometer(a-Si) CMOS Mono 0.3 640 x 480 1" 17 x 17 9 GIGE - Bobcat-320-CL InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 1/2" 20 x 20 100 CAMERALINK C Bobcat-320-CL Gated InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 1/2" 20 x 20 400 CAMERALINK C XSW-320- CL [OEM] InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 1/2" 20 x 20 100 CAMERALINK C Bobcat-640-CL InGaAs CMOS Mono 0.3 640 x 512 1" 20 x 20 100 CAMERALINK C Cheetah-640-CL InGaAs CMOS Mono 0.3 640 x 512 1" 20 x 20 444 CAMERALINK C Cheetah-640CL TE3 InGaAs CMOS Mono 0.3 640 x 512 1" 20 x 20 111 CAMERALINK C XSW-640- CL [OEM] InGaAs CMOS Mono 0.3 640 x 512 1" 20 x 20 100 CAMERALINK - Xeva-1.7-320 InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 2/3" 30 x 30 60 CAMERALINK C Xeva-1.7-320 TE3 InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 2/3" 30 x 30 60 CAMERALINK C Xeva-1.7-320 VisNIR InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 2/3" 30 x 30 60 CAMERALINK C Xeva-1.7-640 InGaAs CMOS Mono 0.3 640 x 512 1" 20 x 20 25 CAMERALINK C Xeva-2.5-320 TE4 InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 2/3" 30 x 30 100 CAMERALINK C Xeva-2.35-320 TE4 InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 2/3" 30 x 30 100 CAMERALINK C XCO-MCT 640-CL MCT CMOS Mono 0.3 640 x 512 2/3" 15 x 15 105 CAMERALINK TBD XCO-InSb 640-CL InSb CMOS Mono 0.3 640 x 512 2/3" 15 x 15 320 CAMERALINK TBD Tigris-640-MCT-CL MCT CMOS Mono 0.3 640 x 512 2/3" 15 x 15 117 CAMERALINK TBD Tigris-640-InSb-CL InSb CMOS Mono 0.3 640 x 512 2/3" 15 x 15 357 CAMERALINK TBD Gobi-640-CL Microbolometer(a-Si) CMOS Mono 0.3 640 x 480 1" 17 x 17 50 CAMERALINK TBD XTM-640-CL Microbolometer(a-Si) CMOS Mono 0.3 640 x 480 1" 17 x 17 9 CAMERALINK - XSW-320- Samtec [OEM] InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 1/2" 20 x 20 100 ANALOG C XSW-320- Analog [OEM] InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 1/2" 20 x 20 100 ANALOG C XS-1.7-320 [XS Base] InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 2/3" 30 x 30 60 ANALOG C XS-1.7-320 [XS Analog] InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 2/3" 30 x 30 50 ANALOG C XS-1.7-320 [XS Trigger] InGaAs CMOS Mono 0.08 320 x 256 2/3" 30 x 30 100 ANALOG C XSW-640- Samtec [OEM] InGaAs CMOS Mono 0.3 640 x 512 1" 20 x 20 100 ANALOG - XSW-640- Analog [OEM] InGaAs CMOS Mono 0.3 640 x 512 1" 20 x 20 25 ANALOG - XTM-640-Analog Microbolometer(a-Si) CMOS Mono 0.3 640 x 480 1" 17 x 17 9 ANALOG - SWIR Linescan Camera 모델 센서 CCD/CMOS Mono/Color K 해상도 이미지 서클 셀사이즈 라인레이트 인터페이스 마운트 Lynx-1024-SQ-GigE InGaAs CMOS Mono 1 1024 x 1 2/3" 12.5 x 12.5 40 GIGE F, C Lynx-2048-SQ-GigE InGaAs CMOS Mono 2 2048 x 1 25.6mm 12.5 x 12.5 10 GIGE F, C Lynx-512-SQ-GigE InGaAs CMOS Mono 0.5 512 x 1 2/3" 25 x 25 40 GIGE F, C Lynx-2048-R-GigE InGaAs CMOS Mono 2 2048 x 1 1.1" 12.5 x 250 10 GIGE F, C Lynx-1024-R-GigE InGaAs CMOS Mono 1 1024 x 1 1" 12.5 x 250 40 GIGE F, C Manx-512-SQ-CXP InGaAs with CTIA ROIC CMOS Mono 0.5 512 x 1 1/3" 12.5 x 12.5 260 COAXPRESS M42, F Manx-1024-SQ-CXP InGaAs with CTIA ROIC CMOS Mono 1 1024 x 1 2/3" 12.5 x 12.5 260 COAXPRESS M42, F Manx-2048-SQ-CXP InGaAs with CTIA ROIC CMOS Mono 2 2048 x 1 25.6mm 12.5 x 12.5 260 COAXPRESS M42, F Lynx-1024-SQ-CL InGaAs CMOS Mono 1 1024 x 1 2/3" 12.5 x 12.5 40 CAMERALINK F, C Lynx-2048-SQ-CL InGaAs CMOS Mono 2 2048 x 1 25.6mm 12.5 x 12.5 10 CAMERALINK F, C Lynx-512-SQ-CL InGaAs CMOS Mono 0.5 512 x 1 2/3" 25 x 25 40 CAMERALINK F, C Lynx-2048-R-CL InGaAs CMOS Mono 2 2048 x 1 1.1" 12.5 x 250 10 CAMERALINK F, C Lynx-1024-R-CL InGaAs CMOS Mono 1 1024 x 1 1" 12.5 x 250 40 CAMERALINK F, C
2022.07.11머신비전 카메라의 기본 기능 안녕하세요? 화인스텍 마케팅 팀 입니다. 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다. 이번에는 머신비전 카메라에 들어있는 기능을 간략하게 소개해 드리고자 합니다. 1. 카메라 센서 출력의 TAP(탭) <사진 1> TAP 카메라 링크(Camera Link)를 많이 사용해 보신 분들은 Camera, 혹은 FrameGrabber 설정 파일에서 TAP을 많이 보셨을 텐데요 2TAP 3TAP... 10TAP TAP 수를 늘릴 때마다 카메라가 빨라지는 것을 보셨을 겁니다. 그것은 바로 CMOS, CCD 이미지 센서는 한 번에 한 픽셀의 데이터를 출력시키는데 TAP 개수에 따라 그만큼 속도가 빨라지고 데이터 량이 많아지게 됩니다. 데이터량이 많아지면 케이블 노이즈에 취약하죠^^ 2. Binning(비닝) <사진 2> Binning Binning은 쉽게 설명드리면 그림에서 보시는 것과 같이 주변 셀을 합쳐서 하나의 셀로 표현하는 것입니다. FOV는 변하지 않고 해상도가 낮아집니다. 장점으로는 SNR(노이즈대비 신호비)가 좋아져 이미지 품질이 좋아집니다. 3. Partial(파샬) <사진 3> Partial Partial은 3D 카메라에도 사용되며, 어찌 보면 이 기능으로 라인 스캔 카메라처럼 쓸 수도 있습니다. 필요 없는 부분은 애초에 데이터를 갖고 오지 않는 것인데 지정된 곳의 데이터만 가져오고 센서 처리가 이뤄지기 때문에 Framerate가 빨라집니다. 단점은 FOV가 변경되어 필요한 부분을 볼 수 없을 수 있습니다. 4. Sub-Sampling <사진 4> Sub-Sampling Sub-sampling은 일정한 간격의 픽셀만 가져와 이미지를 재구성하는 것으로 아주 정밀한 물체가 아니면 FOV를 바뀌지 않고 Framerate를 빠르게 할 수 있습니다. 폴라라이즈드 카메라가 이런 형식으로 이미지를 가져오는데 실제로 일반적인 상황에서 굳이 사용하지 않겠죠? 그냥 해상도가 낮은 카메라를 쓸 수도 있으니까요. 5. AOI <사진 5> AOI 마지막으로 AOI입니다. AOI는 하나의 센서에서 영역을 정해 그 부분만 가져와서 이미지 검사를 하는 것입니다. 이것의 장점은 데이터량이 적어 처리 속도가 빠르다는 것입니다. 그리고 필요 없는 주면 부로 인해 잘못된 검사를 하지 않도록 도와줍니다. 단점이라면 AOI를 지정한 그곳에 대상체가 틀어지지 않고 잘 들어와야겠죠
2022.05.20Autofocus 안녕하세요 화인스텍 마케팅 팀 입니다. 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다. 이번 포스팅은 Autofocus의 기본에 대해서 알아보겠습니다. Autofocus의 필요성 Autofocus는 왜 필요할까요? 그것은 바로 이미지를 선명하게 보기 위함일 것입니다. 머신비전에서는 이미지 자체가 좌표계이기 때문이죠. <사진 1> 이미지의 중요성 위 이미지와 같이 초점이 잘 맞으면 경계면이 확실해져서 Align System에서는 정말 중요합니다. 저배율에서는 크게 영향이 없지만 고배율에서는 사람이 일일이 맞추기 어려울뿐더러, 장비의 모션, 기구적 오차에 의해 초점이 흐려질 수 있기 때문입니다. Autofocus의 구성 Autofocus는 아래와 같은 구조로 되어 있습니다. 이 구조에 Laser Sensor로 거리를 측정하여 모터로 레이저 위치로 WD를 조절하는 레이저 AF 방식과, 이미지의 Focus가 가장 잘 맞는 구간을 측정하여 모터를 가장 잘 맞았던 위치로 돌리는 이미지 AF 방식으로 나뉩니다. Laser AF(레이저 AF)의 장점 실시간 보정, 트레킹, AF 속도 등이며, Laser AF(레이저 AF)의 단점 대상체에 Hole 여부 및 빛의 흡수, 난반사에 따른 오차 등입니다. Image AF(이미지 AF)의 장점 레이저 AF 대비 낮은 가격, 빛의 투과 및 자재의 Hole의 영향 없음. Image AF(이미지 AF)의 단점 속도가 느림, 이미지 형상에 따른 영향 <이미지 2> 모터 방식 Auto Focus 이미지 AF의 경우 자체적인 별도의 이미지 분석 툴을 갖고 있거나 AF 업체에서 컨트롤러 타입으로 제공 가능합니다. 또한 기본적으로 두 제품 모두 캘리브레이션을 하지 않으면 거리 값이 제대로 나오지 않습니다. 꼭 신경 써 주시기 바랍니다. 다름 포스팅은 IMAGE AF(이미지 AF)를 Polymer Lens로 만들어 보도록 하겠습니다.
2022.05.20Polarized Camera 안녕하세요 화인스텍 마케팅 팀입니다. 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다. 편광 카메라(Polarized Camera) Part 3 지금 시작합니다. Part 3. 편광 카메라(Polarized Camera) 적용 사례 1. 응력 검사(Stress Inspection) 편광(분극화) 된 빛이 투명 물질을 통과하게 되면, 들어오는 빛의 각도가 물체의 다양한 응력에 의해 변형됩니다. <그림 1> 이미지는 투명한 아크릴 블록에 편광 된 빛을 각도에 따라 색상을 입힌 이미지입니다. <사진 1> 응력 검사(Stress Inspection) 물체에 어떠한 압력이 발생하여 밀집도에 따라 달라지는 것인데요 투명한 아크릴이나 안경과 같이 압력받는 부분을 측정할 때 사용합니다. 2. 반사 감소 빛을 반사하는 물체의 경우에는 그 표면을 검사하는 데에 있어 어려움이 있습니다. 특히나 식품 검사는 더더욱 그러합니다. 이때 편광을 사용하는 것이 반사를 줄여주는 데에 도움을 줍니다. 다음의 이미지는 고추 표면을 검사할 때 반사된 빛이 편광에 의해서 제거된 것을 보여줍니다. <사진 2> 반사 감소 3. 대비 증가 저조도 환경에서는, 물체의 대비가 좋지 않습니다. 이때 편광은 물체의 대비를 증가시켜 주는 데에 도움을 줍니다. 아래의 이미지는 저조도 환경에서 찍힌 볼트를 편광을 통해서 얻은 이미지입니다. <사진 3> 대비 증가 4. 흠집 검사 응력 검사와 유사하게, 흠집은 일반적인 방식으로 검출하기 힘들 수 있습니다. 이처럼 흠집이 난 표면을 식별하기 위해서 편광이 적용될 수 있습니다. 아래는 투명한 물체에 난 흠집을 검사한 이미지입니다. <사진 4> 일반 흑백( MONO) 영상 <사진 5> 편광 카메라(Polarized Camera) 영상 5. 물체 감지 특정 환경에서 물체를 구별하기 어려운 때가 있습니다. 이때 편광을 이용하면 물체가 반사해내는 빛의 각도를 탐지하여 도움을 줄 수 있습니다. <사진 6> 일반 흑백( MONO) 영상 <사진 7> 편광 카메라(Polarized Camera) 영상 Part 3. 에서는 편광 카메라(Polarized Camera) 적용 사례에 대해 살펴봤습니다. 도움이 되셨나요? 아직은 활성화되지 않은 카메라이지만 흥미롭기는 합니다. 필요에 의해 만들어진 건지 만들고 새로운 애플리케이션을 찾아야 하는지 아직 모르겠습니다 ㅎㅎ 그럼 다음에 또 만나요~
2022.05.19