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SWIR 파장에 대해 SWIR 파장에 대해 SWIR 이란? SWIR은 Short-Wave Infrared의 약자로 SWIR의 빛은 일반적으로 900nm - 1,700nm 사이로 NIR과 MWIR의 사이로 정의되지만 700nm - 2,500nm로 분류할 수도 있습니다. SWIR 파장의 범위 일반적인 카메라 센서에 쓰이는 실리콘 센서는 약 1,000nm 이상을 볼 수 없습니다. SWIR 이미징에는 SWIR 파장을 볼 수 있는 특별한 성분으로 제조된 센서가 필요합니다. InGaAs(Indium, gallium, arsenide-인듐, 갈륨, 비소) sensors는 SWIR 카메라에 사용되는 기본 센서로 SWIR 대역을 커버하면서 최저 550nm부터 최대 2,500nm까지 영역을 확장될 수 있습니다. SWIR을 사용하는 이유는? MWIR(Mid-Wave Infrared)이나 LWIR(Long-Wave Infrared)과 같이 사물 자체에서 방출되는 빛과는 달리 SWIR은 가시광선과 유사하게 물체에 반사되고 흡수됩니다. SWIR 전용 렌즈는 전용 파장 대역을 사용할 수 있도록 코팅 및 설계되어 있으며, SWIR을 사용하기 위해서는 반드시 SWIR 전용 렌즈를 사용해야 합니다. SWIR 광학계를 가시광선 렌즈로 사용하게 되면 낮은 품질의 이미지와 왜곡을 발생시킵니다. SWIR 파장은 유리를 투과할 수 있어 SWIR 전용 렌즈 및 광학 부품들은 가시광 광학설계와 동일한 기술을 사용해 제작이 됩니다. 그로 인해 타 파장대의 특수 렌즈보다 저렴하게 사용하실 수 있습니다. 안개, 연기, 특정 재료(ex. 실리콘)로 인해 가시광 빛에서 사용이 어렵거나 검사가 불가능한 상황에서 SWIR의 투과 성능을 사용해 투명하게 볼 수 있으며, 가시광에서 비슷하게 보이는 특정 색상과 물체들을 쉽게 구별할 수 있습니다. SWIR의 Application SWIR 애플리케이션은 회로 기판 검사, 태양전지 검사, 제품검사, 위조, 식품, 식별 및 분류, CCTV 등 다양한 용도에 사용할 수 있으며, SWIR 이미지의 장점은 가시광과 동일한 조건에서 촬영된 아래 이미지를 예로 들 수 있습니다. 회로검사 (출처 : www.vst.co.jp) 식품 검사 (출처 : www.jai.com) 다시 한번 강조 드리면, SWIR은 특정 파장 범위를 정해 그 파장에 적합한 부품으로 설계 및 코팅됩니다. SWIR에서만 검사 가능한 애플리케이션에서 사용하기 위해서는 SWIR로 설계된 카메라와 렌즈, 그리고 그 파장에 맞는 조명의 선택이 중요합니다. 화인스텍에서는 SWIR 파장의 효과를 극대화하실 수 있도록 사용 가능한 카메라, 렌즈, 조명을 어셈블리하여 공급합니다. SWIR 제품안내 구분 제조사 종류 시리즈 다운로드 Camera Xenics Area Scan Camera Bobcat Series 페이지 이동 Camera Xenics Line Scan Camera Manx Series 페이지 이동 Camera Jai Dual Line Scan Camera WA-1000D-CL 페이지 이동 Lens VS-Technology Telecentric Lens VS-THV SWIR Series 페이지 이동 Lens VS-Technology CCTV Lens VS-H-SWIR Series 페이지 이동
2022.07.18[SONY CMOS] Pregius와 Pregius S의 차이 안녕하세요 화인스텍 마케팅 팀 입니다. Pregius와 pregius S의 차이를 명확히 알지 못하시는 분들이 계시지 않을까? 하는 노파심에 SONY Pregius와 Pregius S의 차이점에 대해 포스팅하도록 하겠습니다. SONY Pregius SONY Pregius는 SONY CCD 라인업을 단종하기에 앞서 CCD를 대체할 수 있는 CMOS 라인업 준비를 계속 해왔습니다. 기존 CMOS의 노이즈가 많다는 것은 다 아는 사실입니다. 하지만 SONY가 CMOS에 손을 대면서 상황이 많이 바뀌어 오고 있습니다. 품질이 좋아졌습니다. CCD의 설계구조를 Global Shutter CMOS에 적용하면서 노이즈를 개선했으며, 그 시작이 바로 Pregius CMOS입니다. 동일 구조로 제작한 Rolling Shutter Sensor 브랜드는 STARVIS이며, Global Shutter 브랜드는 Pregius입니다. Pregius의 특징 고속, 고화질 Pregius는 머신비전 생산라인에 맞게 설계된 고정밀, 고속 Global Shutter 이미지 센서입니다. Pregius 라인업 Pixel size 5.86um 3.45um 4.5um 2.74um Frame rate 2.4M / 10bit / 164fps 5.1M / 10bit / 144fps 7.1M / 10bit / 170fps 8.1M / 10bit / 184fps AD Resolution 10/12bit 8/10/12bit 8/10/12bit +a 8/10/12bit +a Sensor Interface Sub-LVDS 8ch Sub-LVDS 16ch SLVS 8ch or SLVS-EC 8lane SLVS 8ch or SLVS-EC(5G) 8lane Output bitrate 4.7Gbps 9.5Gbps 19.0Gbps 38.0Gbps SONY Pregius S 기존 Pregius는 FSI(Front Side Illuminated) 기술이 적용되어 있었습니다. 많은 개선이 되었지만 높은 NA에서 센서가 제대로 된 빛을 받을 수 없는 구조였습니다. Pregius S는 SONY Exmor 기술의 6세대 기술인 Exmor RS 기술이 들어가 있는데요. Exmor RS의 가장 큰 기술은 BSI(Back Side Illuminated) 기술이 적용된 것과, 적층형 구조로 센서 크기를 크게 줄인 점입니다. 센서의 크기가 동일할 때 더 많은 화소를 넣거나 셀 사이즈를 키워 더 좋은 품질의 이미지를 얻을 수 있게 된 것입니다. Pregius S의 특징 Pregius S의 특징 Pregius 머신비전용 라인업 Pregius S 센서 라인업 Product Resolution Number of effective pixels Image size Aspect Ratio Cell size Max fps Sensor Inter face Chroma Shutter type New IMX530-AAMJ/AAQJ 24.55 M 5328 x 4608 1.2 4 : 3 2.74 106 SLVS SLVS-EC Mono RGB Global shutter New IMX540-AAMJ/AAQJ 24.55 M 5328 x 4608 1.2 4 : 3 2.74 35 SLVS SLVS-EC Mono RGB Global shutter New IMX531-AAMJ/AAQJ 20.35 M 4512 x 4512 1.1 1 : 1 2.74 109 SLVS SLVS-EC Mono RGB Global shutter New IMX541-AAMJ/AAQJ 20.35 M 4512 x 4512 1.1 1 : 1 2.74 42 SLVS SLVS-EC Mono RGB Global shutter New IMX532-AAMJ/AAQJ 16.19 M 5328 x 3040 1.1 16 : 9 2.74 159 SLVS SLVS-EC Mono RGB Global shutter New IMX542-AAMJ/AAQJ 16.19 M 5328 x 3040 1.1 16 : 9 2.74 52 SLVS SLVS-EC Mono RGB Global shutte Pregius와 Pregius S의 차이에 대해 알아봤습니다. 많은 도움이 되셨길 바라면서 이번 포스팅은 마치겠습니다.
2022.07.18브라이트 필드와 다크 필드 (Bright Field and Dark Field) 안녕하세요? 화인스텍 마케팅팀 입니다. 오늘 알려드릴 교육 내용으로는 지난번 교육에 이어 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)에서의 브라이트 필드(Bright Field), 다크 필드(Dark Field)에 대해 알아보도록 하겠습니다. Macro lens 사용 시 브라이트 필드(Bright Field)와 다크 필드(Dark Field)에 대한 내용으로 지난번에 알려드렸습니다. Telecentric Lens에서는 어떻게 다른지 알아보도록 하겠습니다. 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)에서 브라이트 필드(Bright Field), 다크 필드(Dark Field) 이해도 텔레센트릭 렌즈에서 브라이트 필드, 다크 필드(Dark Field) 이해도 아시는 것과 같이 대부분의 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)는 CCTV, Macro Lens보다 FOV가 좁습니다. 브라이트 필드(Bright Field)는 아래 면이 거울이라고 가정했을 때 위쪽의 빛이 그대로 반사되어 렌즈로 들어갈 수 있는 영역이라고 보시면 됩니다. 브라이트 필드(Bright Field)에서 조명 사용 예시 Telecentric Lens 사용 시 브라이트 필드(Bright Field)에서 조명 사용 예시 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)에서 사실상 브라이트 필드(Bright Field)에서 조명 사용하는 방법은 동축 조명이 일반적으로 많이 쓰이며, 브라이트 필드(Bright Field) 영역이 좁기 때문에 렌즈 아래에 링 조명을 달아서 사용하기도 합니다. 동축 조명을 텔레센트릭 렌즈에 사용할 때 낮은 배율만 아니라면 동축 조명뿐만 아니라 링조명의 경우에도 효율적인 크기로 제작하여 사용하실 수 있습니다. 다크 필드(Dark Field)에서 조명 사용 예시 Telecentric Lens 사용 시 다크 필드(Dark Field)에서 조명 사용 예시 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens) 사용 시에는 넓은 영역이 다크 필드(Dark Field) 영역입니다. 이미지에서 보시는 것과 같이 반사가 되어 렌즈로 들어가지 못하는 영역은 어둡게, 불량이나 이물로 인해 결함이 발견된 부분은 밝게 보이게 됩니다. 다크필드 사용 시에도 브라이트 필드(Bright Field)가 좁기 때문에 더 작은 조명으로 효율적으로 사용하실 수 있습니다. 이상으로 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens) 사용 시 브라이트 필드(Bright Field)와 다크필드에 대해 알아봤습니다. 브라이트 필드(Bright Field)는 어디서부터 어디까지라는 것은 렌즈의 종류, FOV, 화각에 따라 달라집니다. 많은 경험이 필요합니다. 화인스텍은 많은 경험을 통해 합리적인 솔루션을 제안합니다.
2022.07.18브라이트 필드와 다크 필드 (Bright Field and Dark Field) 안녕하세요? 화인스텍 마케팅팀 입니다. 이번에 알려드릴 교육내용은 머신비전 조명 사용 시 많은 이야기를 하는 브라이트 필드(Bright Field)와 다크 필드 (Bright Field and Dark Field)에 대해 알아보도록 하겠습니다. 머신비전에 종사하시는 분들 중, 비전 부분 담당하시는 분들께서는 조명 검토하실 때 브라이트 필드(Bright Field)로 봐야 한다 다크 필드(Dark Field)로 봐야 한다는 말씀 많이 하셨을 텐데요. 브라이트 필드는 아래 면이 거울이라고 가정했을 때 빛이 그대로 반사되어 렌즈로 들어갈 수 있는 영역이라고 보시면 됩니다. 많은 분들께서 알고 계시는 것과 같이 브라이트 필드(Bright Field)는명시야, 다크 필드는 암시야 입니다. 브라이트 필드(Bright Field)의 경우 영역을 렌즈의 화각 혹은 FOV로 생각하시는 분들도 간혹 계시기 때문에 이번에 다시 한번 소개해 드리고자 합니다. 브라이트 필드(Bright Field), 다크 필드(Dark Field)의 이해도 Macro Lens 사용 시 브라이트 필드, 다크 필드(Dark Field) 이해도 위에 보시는 이미지와 같이 브라이트 필드(Bright Field)의 경우 렌즈의 화각 그리고 반사되어 올라오는 영역 까지가 브라이트 필드(Bright Field)입니다. 반대로 화각에 들어오지 않는 영역이 다크 필드(Dark Field)죠. 브라이트 필드(Bright Field) 조명 사용 예시 Macro Lens 사용 시 브라이트 필드(Bright Field) 조명 사용 예시 브라이트 필드(Bright Field) 영역에서 조명을 위와 같이 사용시 라고 보시면 됩니다. 화각에는 조명이 간섭이 생기기 때문에 피해서 쓰실 텐데요. 예시처럼 움푹 파여진 부분에는 빛이 렌즈로 들어가지 못하고 다른 곳으로 가기 때문에 어둡게 이미지가 나오게 되며, 평평한 곳은 렌즈로 빛이 올바르게 들어올 수 있습니다. 다크 필드(Dark Field) 조명 사용 예시 Macro Lens 사용 시 다크 필드(Dark Field) 조명 사용 예시 다크 필드(Dark Field) 영역에서 조명을 사용할 때는 보시는 것과 같이 움푹 파여진 부분에 빛이 반사하여 렌즈로 들어가고, 평평한 곳은 다른 곳으로 빛이 반사되면서 들어가지 못하게 됩니다. 결함 부분이 밝게 빛나는 이미지를 보실 수 있습니다. 동축조명(Coaxial light) 사용 예시 Macro Lens 사용 시 동축 조명 사용 예시 실제 많은 설비에서 동축 조명을 많이 사용합니다. Align 할 때는 거의 필수라고 봐도 과언이 아닐 정도인데요. 동축 조명의 경우 브라이트 필드(Bright Field)를 조건에서 사용하는 조명인데. 렌즈 화각을 보시면 모든 영역을 커버하려면 너무나도 큰 조명이 필요합니다. 배보다 배꼽이 더 큰 상황이 될 수 있습니다. 이번 시간에는 CCTV, Macro Lens 시점에서의 브라이트 필드(Bright Field)와 다크 필드(Dark Field)에 대해 확인해 봤습니다. 다음 시간에는 텔레센트릭 렌즈 시점에서의 브라이트 필드(Bright Field)와 다크 필드(Dark Field)에 대해 확인해 보도록 하겠습니다.
2022.07.18수차의 종류 (Aberration type) 안녕하세요. 화인스텍 마케팅 팀입니다. 머신비전 솔루션 전문기업 화인스텍을 찾아주셔서 감사합니다. 오늘은 수차(Aberration)에 대해 이야기해 보겠습니다. 수차는 광학 시스템에서 계산상의 성능에 도달하지 못하는 주축 원인입니다. 수차(Abberation)의 종류는 아래와 같습니다. 물리적 수차 구면 수차 색수차 코마수차 시야 곡률 수차 1. 물리적 수차 물리적 수차는 빛이 원이이 아닌 렌즈의 자체 원인의 수차입니다. 렌즈를 제작할 때의 재질이 균일하지 않아 빛의 굴절률이 달라지거나 제조 중 혹은 제조 이후 렌즈에 들러붙은 보드나 먼지 등이 물리적 수차라고 보면 됩니다. 2. 구면 수차 위와 같이 구면렌즈는 상대적으로 제조가 간편하기 때문에 보편적으로 사용됩니다. 하지만 머신비전에서 사용할 때는 올바른 선택이 아닙니다. 중앙부 광선과 외부 광선의 초점이 맞지 않아 중앙부와 주변부의 초점 범위가 다릅니다. <사진 1> 구면수차가 있는 렌즈 <그림 2> 와 같이 구면수차를 없애기 위해서 새롭게 렌즈 설계를 합니다. 흔히 듣는 비구면 렌즈란 이런 것입니다. 초점을 한곳에서 맞출 수 있도록 까다롭더라도 새롭게 설게하여 중심부와 주변부의 초점을 한곳에 맞추게 됩니다. <사진 2> 비구면 렌즈 3. 색수차 색수차는 우리가 어릴 적 교과서에서 한줄기 빛이 삼각형 프리즘을 지나면서 무지개색이 나오는 것을 봤을 것입니다. 그것은 파장에 따라 빛의 굴절률이 다르다는 것을 증명합니다. 실제로 RED 조명으로 테스트하다가 BLUE 조명으로 바꾸면 초점이 흐려져 다시 맞춰야 하는데 이것이 색수차 때문입니다. 아래와 같이 색수차는 2가지로 나누어집니다. <그림 3> WD 방향의 종속 색수차 <그림 3>과 같이 파장에 따라 WD 조절하여 초점을 다시 맞춰야 하는 종축 색수차 <그림 4> 중심축 방향의 횡축 색수차 <그림 4> 와 같이 파장에 따라 중심에서 옆으로 번지는 횡축 색수차로 나뉩니다. 4. 코마수차 빛은 표현하기 좋게 직선으로 표시하지만 실제로 여러 각도에서 들어옵니다. 코마수차는 예를 들면 30도 각도의 같은 평행의 빛이 들어오면서 다른 위치에 초점을 맞추면서 발생합니다 <그림 5> 코마수차 5. 시야 곡률 수차 시야 곡률 수차는 평행으로 렌즈에 도달하는 빛이 중심을 기준으로 곡선을 그리며 초점이 어긋나는 것을 말합니다. 조금 전 이야기했듯 모든 빛은 여러 각도에서 렌즈에 도달합니다. 이것은 빛의 파장이 원인이 아니며 빛이 들어오는 각도에 따라 초점 맞는 위치가 달라지는 것입니다. <그림 6> 시야 곡률 수차 수차는 잘 모르고 지나갈 경우 왜이러지? 할 수 있고 정도의 차이는 있지만 피하기는 어렵다고 보실 수 있습니다. 실제로 수차가 잡힌 렌즈는 더 비쌀 수 밖에 없습니다. 지금까지 수차(Aberration)에 대해 포스팅했습니다. 감사합니다.
2022.07.11SWIR 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
2022.07.11DOF (피사계심도, Depth Of Field) 안녕하세요 화인스텍 마케팅 팀 입니다. 머신비전 전문기업 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다. 오늘은 자주 접하는 DOF (피사계심도, Depth Of Field)에 대해 포스팅하겠습니다. 카메라 좋아하시는 분들은 다 아는 단어 하지만 은근히 잘 모르시는 분들 도 계시고 DOF (피사계심도, Depth Of Field)의 정확한 수치가 어떻게 되는지 잘 모르시는 분들 계시죠? 제가 쉽게 설명드리겠습니다. DOF (피사계심도, Depth Of Field)가 무엇인가? 렌즈의 심도는 머신비전 렌즈 사양서에서 정확히 알아야 하는 수치입니다. 쉽게 이야기하면 광축 상에 초점이 맞는 범위입니다. <그림 1> DOF 이해도 DOF(피사계심도)-Depth of field 계산식은 아래와 같습니다. DOF = 2(허용 COC * 실효 F)/(광학 배율)² = 허용 COC / (NA*광학 배율) 허용 COC는 아래 자료에서는 0.04mm에 맞춰 계산했습니다. <그림 2> VS-TCH3-60CO 사양서 2(0.04 x 20.5) / (3)² = 0.18222.... 0.2 mm인 걸 보니 반올림해서 표기했네요. 여기서 중요한 건 실제 0.2mm의 심도는 계산치 일뿐 눈으로 봤을 때 절대 사양서 상의 수치는 만족스럽지 못합니다. 그래서 업체에 제안하거나 스스로 만족하고 싶을 때는 허용 COC를 너 낮춰서 0.04mm -> 0.02mm로 계산합니다. 2(0.02 x 20.5) / (3)² = 0.09111.... VS-TCH3-65CO 렌즈의 실제로 타협할 수 있는 DOF (피사계심도, Depth Of Field)는 0.1mm 정도가 되겠네요. <그림 3> 착란원이란? 허용 COC (P.CoC, 허용착란원) 0.04mm의 의미는 임계초점면이 점이라고 한다면 점이 초점을 벗어나 0.04mm의 착란원이 될 때 까지를 인정해주는 것을 기준으로 잡았을 때의 심도 계산법입니다. 지금까지 DOF (피사계심도, Depth Of Field)에 대해 알아봤습니다.
2022.05.20Polymer Lens로 Autofocus 만들기 안녕하세요 화인스텍 마케팅 팀 입니다. 머신비전 추천 기업 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다 이번에는 머신비전에서 사용하는 렌즈 중 Polymer Lens(액체렌즈)로 Autofocus를 만들어 보도록 하겠습니다. 준비물 : Camera, Lens, Polymer Lens (Optotune Lens), Image, Image Analysis Tool, Stand, Object 일반적으로 머신비전에서 이미지 오토포커스를 구현하기 위해 전문 제조사에서 제공하는 Autofocus Controller를 구매하게 됩니다. 대부분이 외산 제품이고 가격 또한 수백만 원에 이릅니다. 가격도 가격이지만 모터도 달아야 하고 기구적으로 셋업 하기가 어렵습니다. 모든 이미지 오토 포커스(image Autofocus)는 아래 이미지와 같이 오토포커스(Autofocus)를 위해 위에서부터 아래까지 이미지를 찍어 나갑니다. <사진 1> 이미지 오토포커스_모터 방식 그래서 원가절감과 모터로부터 자유로워지기 위해 아래와 같이 구성을 맞췄습니다. <사진 2> 이미지 오토포커스_ Polymer Lens 방식 액체(폴리머)렌즈(Polymer Liquid lens)의 동작원리로 모터가 필요 없습니다. 액체(폴리머)렌즈(Polymer Liquid lens)가 포커스를 이동시킵니다. 기구는 변하지 않고 모니터만 변화가 있네요!! Image Autofocus는 이러한 원리를 기본으로 사용하고 있으며, 알고리즘의 속도와 정확도가 관건이 되겠습니다. Euresys 사의 Open eVision > Easy Image 알고리즘으로 각 이미지다 에너지양을 측정하고 에너지가 가장 높은 부분의 이미지 촬상 시점으로 모터 혹은 Optotune 렌즈를 이동시킵니다. 그럼 이미지 Autofocus가 완성이 됩니다. OPTOTUNE으로 만 <동영상 1> 반복 Autofocus로 정도 검증 동영상 Optotune과 같은 액체(폴리머) 렌즈(Polymer Liquid lens)의 경우 가장 큰 장점은 비용이겠지만 그 다음은 카메라를 마음대로 선택할 수 있다는 부분입니다. 대부분의 Autofocus Unit은 사용상 단점으로 지정된 카메라만 사용 가능하며, 새롭게 사용하기 위해서는 제조사에서 펌웨어 작업을 해줘야 합니다. 선택은 여러분의 몫입니다. ^^ 이상 포스팅을 마치겠습니다. OPTOTUNE 사의 액체(폴리머) 렌즈(Polymer Liquid lens) 라인업 모델 특징 외형사이즈 Clear aperture(mm) Lens type Focal Length Refractive index EL-10-30 Series Fast electrically tunable lens 30 x 9.7 10 Plano convex 140 - 20 1.300 or 1.559 EL-10-30-C Series Fast electrically tunable lens 30 x 20.7 10 Plano convex (offset lens optional) 170 - -600 1.3 EL-10-30-Ci Series Fast electrically tunable lens 30 x 20.7 10 Plano convex (offset lens optional) 170 - -600 1.3 EL-10-30-TC Series Fast electrically tunable lens 30 x 20.7 10 Plano convex (offset lens optional) 170 - -600 1.3 EL-10-42-OF Fast electrically tunable lens 42 x 36 10 Plano convex + Plano concave offset lens 500 - -500 1.3 EL-16-40-TC Series Fast electrically tunable lens 40 x 11.9 16 Plano convex to plano concave 333 - -500 1.3 ML-20-37 Mechanically tunable lens 39x18.55 20 Plano convex to plano concave 55 - -55 ML-20-35 Series Mechanically tunable lens 35 x 8 20 Plano convex to plano concave 40 - -40 1.300 or 1.559 EL-E-4i-Lens Driver * ML-20-35 Series 모델은 단종 모델임
2022.05.20<사진 1> Focus Tunable Lens 안녕하세요? 화인스텍 마케팅 팀 입니다. 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다. 오늘은 Focus Tunable Lens(초점 가변 렌즈)에 대해 알아보겠습니다. 포커스 가변 렌즈 말 그대로 렌즈는 그대로 있고 Focus를 앞 뒤로 조절할 수 있는 렌즈를 뜻합니다. ?일반적으로 사람이 돌려서 포커스를 맞추거나 DSLR 전용 렌즈처럼 모터를 이용해서 렌즈를 움직여 초점을 맞춥니다. 액체 렌즈의 움직임을 저희 화인스텍이 전시회에 나갔던 영상 한번 보시죠 ^^ 모션컨트롤 2019전시회에 부스를 작게 나갔는데 규모에 비해 관심을 많이 끌었습니다. 그렇다면 어떻게 구동하는지 한번 알아볼까요? <이미지 1> 일반 렌즈와 초점 가변 렌즈의 차이 제가 소개해 드릴 Focus Tunable Lens(초점 가변 렌즈)는 폴리머 막에 쌓여진 액체 렌즈(Liquid Lens)입니다. 사람 눈을 연구하여 개발된 렌즈입니다. 사람도 멀리 있건 가까이 있건 움직이지 않고 볼 수 있죠 액체 렌즈(Liquid Lens)를 제작하는 곳은 많지 않습니다. 그중에 OPTOTUNE이라는 스위스 제조사의 자료를 참고해 포스팅하겠습니다. <이미지 2> Liquid Lens의 구조 위 이미지와 같이 움직입니다. 액체를 멤브레인 폴리머 막비 감싸고 있으며, 링이 전기 신호를 받아 앞뒤로 움직이면서 초점을 맞출 수 있습니다. 이 액체 렌즈(Liquid Lens)는 독립적으로 사용하는 것은 어렵습니다. 기본이 되는 일반 렌즈에 추가해서 사용하는 형식이고, 기본 렌즈의 성격에 따라 약간 다르게 설치됩니다. 렌즈의 성격이나, 보는 대상체에 따라 아래와 같이 여러 가지 형태로 사용하실 수 있습니다. <이미지 3> 액체 렌즈(Liquid Lens)의 사용 예시 왼쪽의 경우는 가장 일반적인 경우로 사용하는 경우입니다. 기본 렌즈의 속성을 가장 유지하는 콘셉트며, 렌즈와 결속할 때는 나사산 부분에 맞춰진 어댑터가 필요합니다. 중앙의 경우 접사링 처럼 사용되기 때문에 기존 렌즈의 성격이 많이 변합니다. 짧은 WD에서 좋은 결과를 가져다줍니다. 오른쪽의 경우 대물렌즈에서 사용할 때 사용하는 형식이며, 높은 배율에서 사용할 때 이와 같이 사용합니다. OPTOTUNE의 경우 머신비전 렌즈 제조사와 손을 잡고 애초에 렌즈가 설계되어 제조됩니다. 아래 이미지가 대표적인 예입니다. <이미지 4> VS-THV1-110CO/S-LQL1 VS Technology와 함께 제작한 렌즈는 아래 리스트를 참고해주세요. 모델 Optical Mag WD O/I Image Circle TV Distortion DOF VS-TCH2-65-LQL1 2 - 1.9 66.1 - 63.5 163.9 - 161.2 2/3" 0.04 - 0.02 0.3 VS-TCH2-65CO-LQL1 2 - 1.9 66.1 - 63.5 163.9 - 161.2 2/3" 0.04 - 0.02 0.3 VS-TCH4-65-LQL1 4 - 3.7 65.3 - 64.7 186.5 - 186 2/3" - 0.09 - 0.1 VS-TCH4-65CO-LQL1 4 - 3.7 65.3 - 64.7 186.5 - 186 2/3" - 0.09 - 0.1 VS-THV1-110/S-LQL1 1 - 0.9 121.7 - 107.3 267.1 - 252.7 1 0.05 - 0.03 0.8 - 0.9 VS-THV1-110CO/S-LQL1 1 - 0.9 121.7 - 107.3 267.1 - 252.7 1 0.05 - 0.03 0.8 - 0.9 VS-THV2-110/S-LQL1 2 - 1.8 115.8 - 105.6 295.7 - 685.5 1 0.04 - 0.01 0.2 VS-THV2-110CO/S-LQL1 2 - 1.8 115.8 - 105.6 295.7 - 685.5 1 0.04 - 0.01 0.2 VS-TM10-55CO-LQL1 10 55.33 - 55.38 247.3 - 247.2 2/3" 0.01 0.02 높이가 다른 제품의 초점을 맞출 때도 사용 가능합니다. <이미지 5> 액체 렌즈(Liquid Lens)의 사용 예시 Focus Tunable Lens(초점 가변 렌즈) 중 많이 사용되고 있는 OPTOTUNE 사의 액체 렌즈(Liquid Lens)에 대해 알아봤습니다. 그럼 다음 포스팅 때 인사드리겠습니다. OPTOTUNE 사의 액체(폴리머) 렌즈(Polymer Liquid lens) 라인업 모델 특징 외형사이즈 Clear aperture(mm) Lens type Focal Length Refractive index EL-10-30 Series Fast electrically tunable lens 30 x 9.7 10 Plano convex 140 - 20 1.300 or 1.559 EL-10-30-C Series Fast electrically tunable lens 30 x 20.7 10 Plano convex (offset lens optional) 170 - -600 1.3 EL-10-30-Ci Series Fast electrically tunable lens 30 x 20.7 10 Plano convex (offset lens optional) 170 - -600 1.3 EL-10-30-TC Series Fast electrically tunable lens 30 x 20.7 10 Plano convex (offset lens optional) 170 - -600 1.3 EL-10-42-OF Fast electrically tunable lens 42 x 36 10 Plano convex + Plano concave offset lens 500 - -500 1.3 EL-16-40-TC Series Fast electrically tunable lens 40 x 11.9 16 Plano convex to plano concave 333 - -500 1.3 ML-20-37 Mechanically tunable lens 39x18.55 20 Plano convex to plano concave 55 - -55 ML-20-35 Series Mechanically tunable lens 35 x 8 20 Plano convex to plano concave 40 - -40 1.300 or 1.559 EL-E-4i-Lens Driver * ML-20-35 Series 모델은 단종 모델임
2022.05.20머신비전 3D 검사의 종류 안녕하세요? 화인스텍 마케팅 팀 입니다. 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다. 3D 머신비전-3D 검사의 종류에 대해 포스팅하겠습니다. 3D 머신비전-3D 검사 제품이 많이 나와있습니다. 그렇다면 어떤 방식으로 검사하는지 알아보시죠. <사진 1> 크게 위와 같이 나뉘게 됩니다. 1. CMM (Coordinate Measuring Machine) - 접촉식 첨부된 동영상과 같이 접촉식 3D 검사 방법입니다. 특징 Probe 센서를 물체에 직접 닿게 하여 측정하는 방식 제조업에 오래전부터 이용한 방식 장점 비접촉식에 비해 이물 영향 적음 정밀하고 신뢰성 있는 데이터 대상 물체의 모든 방향 측정 가능 단점 Object의 민감도에 따라 이물, 변형, 파괴 등의 문제 야기 초소형 물체 측정 불가 측정 속도가 매우 느림 2. 광 삼각법 (Light Triangulation) <사진 1> 3D 머신비전-3D 검사 광삼각법 - Automation Technology MCS-1280 특징 보편적으로 사용하는 방식 레이저가 물체에 반사되어 Camera 센서에 노출된 Laser Profile Data를 이용 장점 단순한 광학 조건 (일체형 3D 스캐너) 빠른 측정 속도 단점 Object 재질에 민감함 카메라 또는 물체가 이동 또는 회전해야 함. 3. 공초점 (Confocal) <사진 2> 3D 머신비전-3D 검사 공초점 (Confocal) 방식 특징 광원으로부터 대상과 초점이 맞지 않는 빛은 제거하고 초점이 일치하는 빛만 데이터로 취득 장점 정밀한 높이 및 두께 측정 가능 단점 너무너무너무 느린 취득 속도 4. 모아레 패턴 투영 (Moire) 특징 모아레 패턴(줄무늬)를 이용하여 형상 측정 각 패턴의 형태를 삼각 측정 방식을 이용하여 3D 정보 추출 장점 면적으로 스캔 가능 고속 동작 단점 분해능의 한계 (비용의 증가) 5. ToF (Time of Flight) <사진 4> IFM 3D 카메라 O3D303 <이미지출처 : https://www.ifm.com/kr/ko/product/O3D303?tab=information> 특징 빛을 물체 표면에 조사하여, 빛이 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 거리 계산 한 개의 Pixel에 2개의 Receptor가 존재 <사진5> TOF Image 장점 대형 대상체 측정에 용이 고속 동작 단점 높음 전력 소모 빛 간섭 영향 낮은 높이 분해능의 한계 머신비전 3D 검사의 종류에 대해 알아봤습니다. 어떠신가요? 이해가 잘 되셨기를 바라며, 이번 포스팅은 마치겠습니다.
2022.05.19