머신비전 카메라 인터페이스 종류

머신비전 카메라 인터페이스 종류     안녕하세요 화인스텍 마케팅 팀입니다. 화인스텍 홈페이지를 찾아주셔서 감사합니다.     머신비전 카메라 인터페이스에 대해 이야기 해보겠습니다. 기본 교육에서 말씀드렸다시피 일반적인 디지털 카메라와는 다르게 머신비전 카메라는 이미지를 찍을 수는 있지만 저장하는 능력이 없습니다. 카메라 설정을 저장하는 메모리는 내부에 있지만 이미지를 저장하는 메모리는 없습니다. 머신비전 카메라만 있으면 비싼 고철에 불과합니다.   그럼 카메라가 PC와 어떤 방식으로 주고 받는지 인터페이스에 대해 설명하겠습니다. 머신비전에서 자주 사용하는 인터페이스 Coaxpress, Cameralink, USB, GIGE(이더넷), IEEE1394(FireWire), Analog, TV Format, HDMI, Optical 등 PC로 이미지를 전송해야 하는데 여러 가지 방법이 있습니다. 그중에 머신비전에서 가장 많이 쓰이는 인터페이스의 기본 사양을 알아볼까요? 머신비전 인터페이스 비교표 인터페이스 규격 BANDWITH 케이블 길이 케이블을 통한 전원공급 프레임그래버 Coaxpress (코엑스프레스) CXP-3 / 1lane 기준 3.125 Gbit/s (325MB/s) 100m 가능 필요 CXP-6 / 1lane 기준 6.25 Gbit/s (625MB/s) 72m 가능 CXP-12 / 1lane 기준 12.5 Gbit/s (1,250MB/s) 30m 가능 Camera Link (카메라 링크) Base 2.04 Gbit/s (255MB/s) 7m 가능(POCL) Midium 4.08 Gbit/s (510MB/s) 5m 가능(POCL) Full 6.8 Gbit/s (850MB/s) 5m 가능(POCL) USB USB2.0 480 Mbit/s (60MB/s) 5m 가능 USB3.0 5 Gbit/s (625MB/s) 3.5m 가능 GIGE GIGE 1 Gbit/s (125MB/s) 100m 가능(POE) 5GIGE 5 Gbit/s (625MB/s) 100m 가능(POE) 10GIGE 10 Gbit/s (1,250MB/s) 37m 불가능   표에서 보시면 USB나 GigE의 경우 PC에 있는데 왜 카드를 구매해야 하는지 간혹 물어보시는 분들이 계십니다.   USB 카메라에 전용 보드(카드)를 사용해야 하는 이유 USB 먼저 말씀드리면, PC 본체에 있는 포트가 여러개가 있지만 사실 내부 메인보드에는 평균적으로 2개가 있고 허브와 같이 분할해서 밖으로 빼 놓은 것입니다. 마우스, 키보드, 동글 등 여러 USB를 사용 중이기 때문에 대역폭을 나눠갖게 됩니다. 그래서 별도의 PCIe 슬롯에 장착할 수 있는 USB 카드를 구매 하셔서 연결하셔야 카메라 성능을 모두 사용하실 수 있습니다.   GigE 카메라에 전용 보드(카드)를 사용해야 하는 이유 GigE를 말씀드리면, 대부분 GigE 포트는 1개만 보유한 경우가 많습니다. 설비에서 인터넷은 거의 사용하지 않지만 PLC와의 통신용으로 사용한다면 대부분 추가 포트가 필요합니다 메인보드에서는 POE를 지원하지 않기 때문에 별도의 POE가 지원되는 카드를 구매하시면 카메라 전원을 별도로 구매하지 않고도 전원을 공급받을 수 있기 때문에 유용합니다. 그리고 보드에 따라 전원을 소프트웨어로 온 오프 할 수 있습니다.   머신비전 카메라 인터페이스 별 장점   " 데이터 전송량 : 고해상도, 고속 프레임이 유리 " " 케이블 길이 : 설비 크기에 유리 "   인터페이스 특성에 따라 이렇게 쓰입니다. 인터페이스 주 어플리케이션 특징 USB 의료, 연구소, 소형 설비, 유럽 생산설비 짧은 케이블 길이 평균 안정성 간편한 설치 구성 비용이 저렴 GigE 생산 설비(반도체, 배터리, 디스플레이 등), 교통, 보안, CCTV 긴 케이블 길이 평균 안정성 간편한 설치 구성 비용이 저렴 Camera Link 생산 설비(반도체, 배터리, 디스플레이 등) 짧은 케이블 길이 높은 안정성 넓은 대역폭 구성 비용이 높음 Coaxpress 생산 설비(반도체, 배터리, 디스플레이 등), 대형설비, 고해상도, 고속 카메라 설비 긴 케이블 길이 높은 안정성 넓은 대역폭 구성 비용이 높음   어떻게 생겼는지 확인 안 하고 갈 순 없죠! 출처 : www.jai.com   머신비전 카메라 인터페이스에 대해 알아봤는데요 다음 포스팅에는 아날로그 인터페이스에 대해 소개 드리도록 하겠습니다.

2022.03.17

머신비전의 화면배율

머신비전의 화면 배율 (모니터 배율)     안녕하세요 화인스텍 마케팅 팀입니다. 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다.     오늘은 화면 배율(모니터 배율) 에 대해서 포스팅하고자 합니다. 그동안 광학 배율 에 대해선 여기저기 많이 나와있고 주변에서 많이 접하시기 때문에 어렵지 않으셨을 것이라 생각이 듭니다.   화면 배율(모니터 배율) 은 솔직히 잘 쓰이는 단어는 아니고 사용하는 곳도 별로 없죠 화면 배율(모니터 배율) 은 장비업체에서 실제 오브젝트와 Review용 모니터의 배율 차이를 이야기합니다. <그림 1> 모니터 배율의 이해 (출처 : VST TECHNOLOGY Catalogue 2019-2020) 위 이미지를 보시면 필요한 정보가 다 있네요 공식은 아래와 같습니다.   화상의 대각선 / 센서의 대각선 × 광학 배율 = "화면 배율(모니터 배율)" 1. 모니터 사이즈가 바뀌면 화면 배율도 바뀝니다. 2. 모니터 대각선이 아니고 화상의 대각선입니다. 3. 모니터에 화상이 잘려서 나오면 안 됩니다. <그림 02> 모니터 배율 주의사항 (출처: 직접그림) 이것만 알고 계시면 될듯하네요. 그럼 화면 배율(모니터 배율)에 대해서 알아봤습니다.   오늘도 즐거운 하루 보내세요~    

2022.03.17

FOV(Field of view)의 정의

FOV의 정의   지난 포스트에서는 카메라 센서 크기에 대해 이야기 했었습니다. 이번 FOV 설명은 카메라 센서 크기에 대해 정확히 알고 계셔야 하기 때문에 이전 포스트를 꼭 한번 보시고 FOV의 정의를 봐주세요.   FOV는 Field Of View 의 약자로 말 그대로 시야입니다. 센서의 크기와 렌즈 배율에 따라 FOV는 달라지는데요   아래는 FOV 구하는 공식입니다. FOV ((H) or (V)) = Sensor Size((H) or (V)) ÷ 렌즈 배율 (가로는 가로끼리 세로는 세로끼리) <그림 1> SP-12401M-PGE 사양서 예시 (출처: jai.com) 위 카메라에서 센서크기를 구해야겠죠? 가로 4,112 px × 3.45um = 14.18 mm 세로 3,008 px × 3.45um = 10.37 mm 입니다.   이 카메라에 0.5 배 렌즈를 끼우면 아래와 같습니다. FOV(H) = 14.18mm ÷ 0.5 = 28.36mm  FOV(V) = 10.37mm ÷ 0.5 = 20.74mm  <사진 2> 0.5 배 렌즈 사용시 예시 센서크기의 가로, 세로 길이 2배 넓게 볼 수 있습니다. 반대로 2배 렌즈를 끼운다면 가로, 세로 길이의 절반만 볼 수 있겠죠   공식은 쉽지만 귀찮죠. 간단하게 엑셀 계산식 첨부파일에 공유 드립니다.   지금까지 FOV 에 대해서 포스팅 했습니다. 이해가 가시나요? 이해가 안가시면 언제든지 댓글 주세요!  

2022.03.17

카메라 센서의 크기 (Sensor Size)

카메라 센서의 크기   이번에는 지난번 포스팅에 이어 머신비전 카메라의 센서사이즈(Sensor Size)에 대해 이야기할 텐데요   DSLR 을 전문적으로 사용하시는 분도 계시고 저희 업계 종사하시는 분도 계시겠지만 센서 사이즈는 단순한 계산에 의해 만들어지게 됩니다.   여기서는 DSLR 용 센서는 언급하지 않고 머신비전용으로 대체적으로 많이 사용되는 센서사이즈(Sensor Size) 에 대해 언급하겠습니다.   우선 그림을 보시죠! <그림 1> Sensor Size 위 이미지는 Area Camera Sensor를 단순하게 표현한 그림입니다. 휴대전화로 촬영하든 DSLR로 촬영하든 촬여한 모든 이미지는 확대하면 <그림 1>과 같이 바둑판 형식으로 되어 있습니다.   설명을 위해 일본 Sentech 사의 STC-SB1242POE 모델의 설명서를 한번 보겠습니다. <그림2> 참고 사양서 (출처: www.sentech.co.jp) Active Picture Elements.. 해상도를 어렵게 써놨네요.   Cell Size = 그림에서 Pixel Size와 같은 이야기입니다.   센서 사이즈(H) = 해상도(H) × 셀 사이즈(H) 센서 사이즈(V) = 해상도(V) × 셀 사이즈(V) 가로는 가로끼리 세로는 세로끼리 끼리끼리 곱하시면 됩니다.   결과값은 가로(H) : 7,400um => 7.4mm 세로(V) : 5,550um => 5.55mm   센서사이즈(Sensor Size) 계산법 참 쉽죠?   아래 그림은 머신비전에서 일반적으로 사용되는 Area Sensor의 가로, 세로, 대각선 사이즈입니다. 아래 표는 일반적인 C-mount에서 사용할 수 있는 사이즈로 카메라 제조사마다 조금씩 차이가 있습니다. 참고용으로 알고 계시면 좋을 것 같습니다. <그림 3> Area Sensor Size 여기서 잠깐! 1"(인치) 는 일반적으로 25.4mm 인데 센서에선 기준이 다르네요?   "카메라 센서에서 인치사이즈는 1950년대 진공관으로 카메라 센서가 만들어지던 시절 센서를 보관하는 케이스이 사이즈에서 사직되었는데 아직도 그 기준으로 표기되어 집니다." 어디선가 들은 이야기   그래서 표기되는 인치보다 센서의 대각선이 더 짧습니다. 불편하게시리 그리고 명확히 설명을 해주는 곳도 없죠 그냥 그러려니 하고 넘어가는 것이 좋습니다.   센서사이즈(Sensor Size), 실제 대각선 길이 공식은 쉽지만 귀찮죠 그래서 엑셀을 준비해 놓았습니다. 첨부파일을 통해 잘 활용하세요!!   그럼 이야기 한 김에 Line Sensor Size를 겉햝기 식으로 알아보겠습니다.   라인스캔 카메라는 스캐너라고 보시면 됩니다. 해상도를 이야기 할 때도 조금 다른데요.   영역 스캔 카메라는 5메가, 12메가, 16메가 이렇게 부르지만 라인 스캔 카메라는 2K, 4K, 12K, 16K 이렇게 부르죠 1K = 1,024px로 앞에 숫자를 곱하시면 센서 총 픽셀개수가 됩니다.   세로는 스캐너라고 말씀드렸듯 1line~4line 이 일반적이고 세로가 긴 것은 256line (TDI Sensor)까지도 있습니다. Roll to Roll 처럼 흐르는 물체를 멈추지 않고 촬영할 때 많이 쓰입니다.   <그림 4> Line Sensor Size 계산법은 동일합니다. 가로는 가로끼리, 세로는 세로끼리 곱하시면 되고 센서 길이에 맞게 렌즈를 선정하시면 되겠습니다.   라인 스캔 카메라는 나중에 더 자세히 다루기로 하고 이번 포스팅은 마치겠습니다.

2022.03.17

기본 용어 정리

기본 용어 정리   최소한 알아야 하는 용어 머신 비전의 용어 아주 기본 용어입니다. 고객이든 컴포넌트든 우리가 미팅을 하게 될 텐데요 처음 광학계 콘셉트를 잡을 때 나오는 단어들입니다.   이것 역시 그림으로 간단하게 알아보시죠 <그림 1> 광학계 기본용어 앞서 말씀드렸듯이 카메라 렌즈 조명 등 기본적인 것은 이미 알고 계실 겁니다. 그럼 위에 적혀있는 내용을 알아보죠. 용어 요약 설명 보충 설명 Space 카메라 외형 끝과 오브젝트 측 WD까지의 거리 광학계가 설치되는 공간 O/I 카메라 안의 이미지 센서와 물체 측 WD까지의 거리 센서와 센서가 보는 물체까지의 거리 WD 렌즈 끝과 오브젝트 측 WD까지의 거리 조명이 설치될 수 있는 공간 LWD 조명 끝과 오브젝트 측 WD까지의 거리 조명의 셋업 위치 FOV 렌즈를 통해 카메라 이미지 센서에 보이는 영역 실제 검사 영역 DOF 렌즈의 초점이 맞는 영역 검사가 가능한 정도의 초점 범위   설명이 잘 되었나요?   "이 단어를 알더라도 순조로운 미팅이 되지 않습니다. 하지만 이 단어조차 모른다면 믿음이 안 가겠죠?"   위에 나오는 이미지센서(카메라 센서)도 종류가 다양합니다. 1/2.5인치, 1/1.8인치, 1/2인치, 2/3인치, 1인치, 4/3인치 그 이상의 센서와 단일 센서, 멀티 센서 많아도 너무 많지만... 그래도 보다보면 누구나 파악이 가능합니다!   그럼 다음 포스팅에서는 좀 더 디테일하게 카메라를 알아보겠습니다.

2022.03.17

머신비전의 기본 구성

머신비전 기본 구성     안녕하세요 화인스텍 마케팅 팀입니다. 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다.       머신비전 구성은 어떻게 이루어 질까요? 우리가 흔하게 접하는 DSLR 과는 많이 다른 카메라와 렌즈, 그리고 이미지를 PC에서 받을 수 있도록 하는 프레임 그래버 등 여러가지 구성으로 되어있습니다. 그림으로 간단하게 표현해볼까요?   <그림 1> 머신비전의 구성 기본 구성은 이미 여러분이 알고 있는 그 구성입니다. 조명, 카메라, 렌즈, PC 보드(Frame Grabber, NIC 등), 모니터.... 단지 생김새가 조금 다를 뿐 이미 우리가 접하고 있는 물건들입니다. 차이가 있다면, 카메라는 PC 없이는 이미지를 저장할 수가 없어요. 카메라 안에 저장 공간이 없습니다. 전문 엔지니어가 직접 코딩을 해서 이미지를 저장하고   "그 이미지를 검사해야 합니다"   뭐하나 중요하지 않은 것은 없지만 제 지극히 개인적인 생각으로는 조명이 가장 중요하다고 생각합니다. 머신비전 기본 구성에 대해서 알아봤습니다. 다음 포스팅에는 아주 기본적인 용어를 보도록 하겠습니다.

2022.03.17