총 5 건
이번 포스팅은 머신 비전 렌즈에 대한 간단한 용어 설명과 렌즈 라인업을 읽는 방법을 알아보고자 합니다! 머신비전 렌즈 가이드 북을 처음 접하시는 분들이나 사양을 어떻게 읽어야 하는지 어려움을 겪는 분들을 위해 이번 포스팅을 준비했습니다. 화인스텍과 함께 머신비전 렌즈의 기본 용어를 이해하고 요구사항에 적합한 렌즈를 선택해 보세요. " 머신비전 렌즈, 어떤 기준을 가지고 분류될까? " 머신비전 렌즈는 일반적으로 렌즈의 종류에 따라 나눠지기 때문에 렌즈별 특징을 먼저 이해하여 적절한 머신비전 렌즈를 선택하는 것이 중요합니다. 대표적인 머신비전 렌즈 브랜드로는 VS Technology, VICO Imaging, Optotune, DZOPTICS가 있습니다. 머신비전 렌즈는 CCTV 렌즈, 매크로(Macro) 렌즈, 텔레센트릭(Telecentric) 렌즈, 줌(Zoom) 렌즈 및 Microscope 렌즈 등으로 나눠집니다. 처음 머신비전 렌즈 가이드북을 접하시는 분들은 많은 카테고리로 분류된 렌즈 라인업을 보시고 어려움을 느끼실 수도 있지만, 전혀 그렇지 않습니다! 일반적으로 머신비전 렌즈는 위에 언급드린 6개 분류에서 벗어나지 않는다는 사실만 기억해주세요! 이처럼 아래 화인스텍의 2D 가이북의 VS Technology 렌즈의 많은 라인업이 기재되어 있지만 크게 3가지 종류의 머신비전 렌즈로 분류 된다는 것을 알 수 있습니다. 화인스텍 2D 가이드북 - 머신비전 렌즈 VS Technology 제품 라인업 머신비전 렌즈 종류에 따라 분류한 VS Technology 제품 그럼 우선 간단하게 머신비전 렌즈의 특징에 대해서 알아볼까요? 머신비전 렌즈의 종류 및 특징 화인스텍 2D 가이드북 머신비전 렌즈 종류와 특징 일반적으로 머신비전 렌즈는 고배율용 매크로 렌즈와 무한대 영상용 CCTV 렌즈로 분류됩니다. 위 표에서 보시는 것처럼 CCTV 렌즈는 조리개의 조절과 배율 변경이 가능하며, DOF(Depth of field)가 무한 광학계인 것이 특징인 렌즈입니다. 이는 렌즈와 이미지 센서 사이의 거리가 무한대로 설정될 수 있기 때문에 원거리 관찰에 적합하며 넓은 FOV와 저렴한 가격으로 감시용 애플리케이션에 많이 사용됩니다. *DOF(Depth of field): 영상의 초점이 선명하게 맺혀지는 피사체 거리의 범위 반면 매크로 렌즈는 근접 피사체와 렌즈 간의 거리가 짧은 것이 특징이며 CCTV 대비 왜곡이 적습니다. 텔레센트릭 렌즈는 조리개가 변경되는 매크로 렌즈와 달리 배율과 WD(Working distance)가 고정되어야 한다는 특징이 있습니다. 매크로 렌즈는 대부분 초점 조절 없이 특정한 WD를 위해 제작되었으므로 사용하는 카메라의 위치가 정확히 설정되어야 합니다. 렌즈 사양서 읽는 법 머신비전에서 렌즈를 선별할 때 렌즈 유형, 조리개 조정 가능 유무, 배율 조정 가능 유무, 렌즈 사이즈 외 기타 등으로 나눠집니다. 이를 활용하여 매크로 렌즈와 CCTV 렌즈의 라인업을 자세히 알아보겠습니다. 아래 이미지는 VS Technology의 렌즈의 매크로 렌즈와 CCTV 렌즈의 라인업 일부분입니다. 화인스텍 2D 가이드북 VS Technology CCTV 렌즈와 MACRO 렌즈 라인업 위 사양서에서 크게 모델명, Mag., WD(mm), Image Circle, Mount, Focal Length 등으로 분류했음을 확인할 수 있습니다. 여기서 Mag.은 Magnification로 렌즈의 배율입니다. 그리고 WD(mm)는 Working Distance이며 렌즈 앞단에서 물체까지의 거리입니다. 머신비전 렌즈 선정 시 고려해야할 사항 위의 렌즈의 사양을 보면 주로 Image Circle로 나눠지는 것을 알 수 있습니다. Image Circle이란 렌즈가 만들어내는 최대 센서 영역을 뜻 하며 인치로 표기됩니다. 여기에서 꼭 알아야 하는 사실이 있습니다! 머신비전에서 1인치는 아래와 같이 22.6mm로 일반적으로 표기되는 인치 치수와 기준이 다릅니다. 이미지 서클에서 1인치는15.9mm이며 센서 형태에 따라 달라집니다. 화인스텍 2D 가이드북 이미지서클 카메라 센서의 크기와 이미지 서클의 크기는 렌즈 선택에 있어서 호환성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 적절한 이미지 서클 크기를 가진 렌즈를 선택하면 센서의 영역 내에서 최상의 이미지 품질을 얻을 수 있습니다. 하며 C, CS, M, S, F, Mxx 마운트로 나눠집니다. 일반적으로 C-Mount가 머신비전에서 가장 많이 쓰이는 마운트입니다. 마운트에 관한 자세한 내용은 아래 포스팅을 확인해 볼 수 있습니다. 다음으로 VS Technology의 CCTV 렌즈 사양서를 보면 Focal Length(초점거리)라는 항목이 있습니다. Focal Length는 렌즈의 중심에서 빛이 모여 초점이 맞춰지는 지점까지의 거리를 나타내며 FOV 및 WD의 사양을 선정하기 위한 기준 값입니다. 머신비전 렌즈 초점거리 다음으로는 텔렉센트릭(Telecentric) 렌즈를 살펴볼까요? 텔레센트릭 렌즈는 정확한 측정을 위해 작업 거리(WD)가 고정되어야 합니다. 또한, 이러한 렌즈는 고배율, 라인스캔, 마이크로스코프 등 다양한 종류로 분류되어 다양한 응용 분야에 활용됩니다. 화인스텍 2D 가이드북 VS Technology Telecenttric 렌즈 라인업 위의 항목 중 NA(Numerical Aperture)는 광학에서 빛을 받아들이거나 내보내는 각도의 특징을 나타내는 수입니다. NA값이 높을수록 시스템은 더 많은 빛을 받아들이고 내보낼 수 있어서 더 밝고 선명한 이미지를 만들어내기 때문에 분해능·밝기·초점심도 등을 결정하는 매우 중요한 수치입니다. Resolution(단위:µm)은 미세하게 서로 떨어져 있는 두 점을(흑,백) 구분할 수 있는 단위입니다. 일반적으로 Resolution 값이 더 작을수록 더 높은 해상도를 갖습니다. 이는 정밀한 측정 및 검사에 매우 중요하게 작용합니다. *분해능(resolution): 이미지나 영상에서 미세한 디테일이나 세부사항을 구별하는 능력. 즉, 더 작은 물체나 선 등을 분리하고 구별할 수 있는 능력을 의미. *밝기: 이미지나 영상에서의 밝기는 해당 영역이나 물체의 광도를 나타내는 것으로, 각 픽셀이나 화소의 밝기 수준을 말합니다. *초점심도: 이미지나 영상에서 전체 영역이나 물체가 초점이 맞는 정도를 나타내는 지표. 일반적으로 초점심도가 넓을수록 전체 영역이나 물체가 선명하게 보이게 됩니다. 이번 포스팅을 통해 머신 비전 렌즈의 다양한 종류와 특징에 대해 간략히 살펴보았습니다. 렌즈의 종류별 특징을 이해하고, 렌즈 라인업을 이해함으로써 머신 비전 시스템을 구축하거나 업그레이드하는 과정에서 보다 적합한 렌즈를 선택할 수 있습니다. 지금까지 나왔던 용어 이외에 많이 사용하는 용어들을 표로 정리했으니 한번에 확인해 보세요! - 렌즈 사양서 용어 정리 - 이외에도 머신비전 용어 및 카메라,렌즈,보드,3D에 관한 정보가 궁금하시다면 화인스텍 홈페이지에 방문하여 머신비전 가이드북을 요청 해보시길 바랍니다! [ 화인스텍 2024 신규 가이드북 요청하기 ]
2024.04.18옵토튠(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
2023.11.28Polymer 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
2022.05.20Autofocus 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.
2022.05.20<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
2022.05.20