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Polymer 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
2022.05.20