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텔레센트릭 렌즈(Telecentric lens)는 실제로 물체를 무한대로 보내는 대신 렌즈를 이용하여 카메라의 조리개 중심을 지나는 주선(Chief Ray)을 광축에 평행하게 설계하여 마치 물체가 무한대에 있는 것과 동일하게 만들어준 렌즈입니다.
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HyVISION SYSTEM Telecentric Lighting System
작년 5월, 현미경의 대물 렌즈에 적용이 가능한
텔레센트릭 조명 시스템 특허를 통해
하이비젼시스템의 광학 시스템에 기술 권리화에 앞장서고 있는
혁신개발팀 김영근 책임(이하 김 책임) 인터뷰 영상입니다.
하이비젼시스템 텔레센트릭 조명 시스템만의 차별점을
지금 바로 영상을 통해 확인해보세요!
▶ for more information : www.hyvision.co.kr
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텔레센트릭 렌즈 알아보기 – 앤비젼 블로그
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Source: blog.envision.co.kr
Date Published: 9/2/2022
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머신비전 렌즈의 텔레센트릭 렌즈란? – 화인스텍
이번엔 그 안에 세부 내용으로 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)에 대해 포스팅하겠습니다. 저희 화인스텍은 브이에스테크놀러지(VS Technology) 사의 …
Source: www.fainstec.com
Date Published: 8/7/2022
View: 4349
머신비전 렌즈의 텔레센트릭 렌즈란? – 네이버 블로그
텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)는 평행한 거리에 상관없이 평행의 빛을 가져오도록 설계되었습니다. . 하지만 단점이 있습니다. . 평행한 빛을 가져 …
Source: m.blog.naver.com
Date Published: 1/28/2022
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텔레센트릭 | VS Technology
텔레센트릭 | 브이・에스・테크놀로지의 텔레센트릭 렌즈는, 충실한 광학배율・WD를 갖춘 여러가지 어플리케이션의 니즈에 응하기 위하여 각종 센서사이즈, 내진설계, …
Source: vst.co.jp
Date Published: 1/22/2021
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텔레센트릭 광학계 입문: 알아야 할 모든 기본 사항(Telecentric …
텔레센트릭 광학계는 물체의 거리나 시야의 위치에 관계없이 동일한 배율을 제공하는 렌즈입니다. 이미지에서 공간 깊이감은 평평하게 나타나므로 …
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Date Published: 12/23/2021
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텔레센트릭 렌즈 | myutron
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렌즈 – 조명 – (주)한솔루션
렌즈 · Telecentric Lens는 심도 방향이 변해도 모니터상의 형상은 변하지 않는다. · 이것은 Lens의 화각이 영향을 주고 있기 때문이다. · 심도 방향의 변동이 있는 Work나 …
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Telecentric Illumination: 머신 비전 용도에 텔레센트릭 조명이 …
광학에서의 telecentricity는 주광선이 이미지 및/또는 피사체의 공간에서 시준을 이루면서 광축과 평행할 때 특정 다중 요소 렌즈 디자인이 갖게 되는 고유한 속성입니다( …
Source: www.edmundoptics.co.kr
Date Published: 10/5/2021
View: 1875
단초점 렌즈 vs 텔레센트릭 렌즈 – Edmund Optics
파트2와 3은 각각 단초점 렌즈와 텔레센트릭 렌즈 선정을 위. 한 전반적인 내용을 다루고자 한다. 소개. 오늘날의 이미징은 가장 빠른 기술을 이뤄낸 기술 중 하나이.
Source: www.edmundoptics.com
Date Published: 11/10/2022
View: 9142
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주제에 대한 기사 평가 텔레 센 트릭 렌즈
- Author: HyVISION SYSTEM [하이비젼시스템]
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- Date Published: 2020. 9. 24.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=-_m21P6a2Qc
ENPEDIA
[광학 기술 백서 #18]텔레센트릭 렌즈 알아보기현재 머신 비전에서 렌즈의 배율이 점점 커지고, 렌즈를 통해 분석해야 할 이미지가 복잡해짐에 따라 렌즈의 성능도 나날이 발전하고 있습니다. 이런 와중에 Telecentric 렌즈라는 것이 나오게 되었는데, 도대체 Telecentric 렌즈가 무엇이고 어떤 원리로 만들어지게 되었는지 정확히 이해하기는 쉽지 않습니다.
이런 이유로 오늘은 Telecentric 렌즈의 원리와 그 기능에 대해 알아보도록 하겠습니다.
바늘 구멍 카메라
초기의 카메라는 과학자에 의해서가 아니라 그림을 그리는 화가들에 의해서 만들어졌습니다. 좀더 사실적인 그림을 그리길 원했던 당시의 화가들은 작은 상자에 구멍을 뚫어 이 구멍을 통해 들어오는 풍경을 그대로 붓으로 옮겨 그렸습니다. 이렇게 탄생하게 된 것이 바로 바늘 구멍 카메라입니다.
이러한 바늘 구멍 카메라에서는 빛이 조그마한 구멍을 통해 들어오게 되는데 위의 그림과 같이 카메라 뒤쪽에 맺히는 상의 크기가 거리에 따라 달라지게 됩니다.
렌즈와 원근감
바늘 구멍 카메라에서 생기는 이러한 원근감은 현재의 카메라에서도 계속 발생하게 됩니다. 하지만 예전의 조그만 바늘 구멍 대신 빛을 모아주는 렌즈를 카메라에 사용하게 됨에 따라 예전과 달리 거리에 따른 상의 크기를 조절할 수 있게 되었습니다.
위 그림은 렌즈의 종류에 따라 상이 어떻게 보여지는지를 보여주는 예입니다. 두 그림을 비교해 보면 오른쪽의 그림이 왼쪽의 그림보다 원근감이 적게 보이는 것을 느끼실 수 있을 것입니다. 왜 똑같은 체스판을 촬영했는데 이렇게 차이가 나는 것일까요?
초점 거리와 원근감 그 비밀은 바로 렌즈마다 가지고 있는 초점 거리에 있습니다. 초점 거리란 평행한 빛이 렌즈를 통과하며 모이는 점을 의미하는데 이 초점 거리가 길수록 원근감이 사라지게 됩니다. 이것을 설명하기 위해 다시 한번 바늘구멍 카메라를 보기로 하겠습니다. 위의 그림에서 보시는 바와 같이 카메라와 물체 사이의 거리가 길수록 물체간의 거리 차이에 따른 상의 크기 차이가 적게 나게 됩니다. 렌즈의 초점 거리는 바로 바늘 구멍 카메라에서 카메라와 물체 사이의 거리라고 할 수 있습니다. 그러므로 초점 거리가 길수록, 즉 카메라와 물체 사이의 거리가 멀수록 카메라에 맺히는 상의 거리에 따른 크기 차이가 줄어들게 됩니다.
Telecentric 렌즈
그러면 상의 크기가 거리에 관계없이 일정하게 하려면 어떻게 해야 할까요? 앞의 설명대로라면 카메라와 물체와의 거리를 무한대로 멀리 놓으면 거리에 따른 상의 크기 변화를 볼 수 없게 됩니다. 하지만 실제로 카메라를 사용할 때 무한대의 물체를 촬영하는 경우는 거의 없습니다. 결국 이를 해결하기 위해 사람들은 한가지 트릭을 사용하였습니다. 물체를 무한대로 놓을 수 없다면, 렌즈의 초점 거리를 무한대로 만드는 것입니다. 이렇게 되면 이론상으로 거리에 따른 물체의 크기 차이가 없어지게 됩니다.
바로 이런 원리로 만들어지게 된 것이 Telecentric 렌즈입니다. 위의 사진은 지난 2007년 12월 일본 요코하마에서 개최한 일본 화상기기전에 출시된 Telecentric 렌즈를 촬영한 것입니다. 사진에서 볼 수 있듯이 경사를 가진 물체를 Telecentric 렌즈를 사용하여 촬영하면 오른쪽과 같은 이미지를 얻을 수 있습니다. 이처럼 Telecentric 렌즈는 원근감을 없애 거리에 상관없이 동일한 물체 크기를 볼 수 있게 합니다. Telecentric 렌즈의 용도 그러면 이러한 Telecentric 렌즈를 왜 사용하는 것일까요? 일반적으로 Telecentric 렌즈는 풍경사진이나 인물 사진과 같이 평범한 용도에서는 별로 필요가 없습니다. 오히려 원근감을 표현하지 못하니 예술적인 표현을 위해서는 사용하지 않는 것이 좋을 겁니다. 하지만 물체의 정확한 Dimension을 측정해야 하는 산업용 카메라에서 거리에 따라 상의 크기가 달라지는 렌즈는 큰 오차 요인이 됩니다. Telecentric 렌즈는 바로 이와 같이 산업용 카메라의 계측용 렌즈로 사용됩니다. Telecentric 렌즈의 종류 Telecentric 렌즈는 하나의 렌즈만을 Telecentric 렌즈로 사용한 Telecentric 렌즈와 양면을 모두 Telecentric 렌즈로 사용한 Bitelecentric 렌즈로 나뉘어집니다. 이 두 가지 렌즈는 모두 원근감을 없애기 위한 용도로는 쓰여지나 Image Side에서 차이점을 나타냅니다. 일반적인 Telecentric 렌즈를 보여주고 있습니다. Image Plane의 위치가 일정할 때에는 상의 크기가 일정하나 Image Plane 위치가 바뀌게 되면 그 위치에 따라 상의 크기도 바뀌게 됩니다.
Bitelecentric 렌즈는 양면이 모두 Telecentric 렌즈로 구성되어 있어 Image Plane의 위치와 상관없이 항상 동일한 크기의 상을 만들 수 있습니다. copyright 2015 (주)앤비젼 Inc. all rights reserved 이 게시글을 무단으로 복사해 게재할 경우 민, 형사상의 불이익이 있을 수 있습니다.
필진 소개
박강환, Benjamin Park (앤비젼 제품 기획팀/광학 담당)
광학에 대한 무한 열정으로 제품을 넘어 고객의 솔루션을 만드는 Optic Specialist
fainstec
텔레센트릭 렌즈란?
안녕하세요 화인스텍 마케팅 팀입니다.
지난번에 머신비전 렌즈의 종류에 대해 확인해 봤습니다.
이번엔 그 안에 세부 내용으로 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)에 대해 포스팅하겠습니다.
저희 화인스텍은 브이에스테크놀러지(VS Technology) 사의 렌즈를 취급합니다.
머신비전에서 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)를 개발하게 된 것은
아래와 같은 문제 때문입니다.
<사진 1> 과 같은 물체를 볼 때
<사진 1> 대상 물체
일반 렌즈는 <사진 2> 와 같이 보입니다.
<사진 2> 일반 렌즈의 이미지
이렇게 되면 원의 규격과 위치를 볼 때 렌즈의 중앙부와 주변부의 값이 차이가 납니다.
렌즈의 중앙부의 원은 정원이겠지만 주변부는 타원으로 보이겠죠?
대상체의 높낮이에 대해서도 다르기 때문에 같은 사이즈의 원기둥의 지름이 다르게 표기됩니다.
아래의 이유 때문이죠
<사진 3> 일반 렌즈의 형상
일반 렌즈는 사람의 눈처럼 멀리 있는 것은 작게 가까이 있는 물체는 크게 보입니다.
자동화 공정에서 정밀하게 두 물체의 간격을 볼 때는 문제가 생깁니다.
이것을 해결하기 위해 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)가 개발되었습니다.
<사진 4> 텔레센트릭의 구조
텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)는 평행한 거리에 상관없이 평행의 빛을 가져오도록 설계되었습니다.
하지만 단점이 있습니다.
평행한 빛을 가져오기 때문에 보고자 하는 영역(FOV)이 커지면, 렌즈도 커집니다.
<사진 5> 텔레센트릭 렌즈의 구조
피할 수 없는 단점입니다.
텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)는 크게 두 가지가 있는데요.
물체 측 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)와 물체 측, 상측(센서)텔레센트릭 설계가 되어있는 Bi 텔레센트릭 렌즈(Bi Telecentric Lens) 입니다.
<사진 4>가 일반 물체 측 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)이며,
아래 <사진6>이 Bi 텔레센트릭 렌즈(Bi Telecentric Lens) 입니다.
<사진 6> Bi 텔레센트릭
Bi 텔레센트릭 렌즈(Bi Telecentric Lens)의 장점은
카메라 센서의 기구적 오차 센서의 마이크로 렌즈로 들어가는 각기 다른 각도의 빛에 의한 빛 균일도 수차에 의해 발생되는 문제 를 최소화 할 수 있습니다.
하지만 라인업이 많지 않은 이유는
설계가 복잡하고 내부에 렌즈가 더 많이 필요하기 때문에
가격이 비싸고 동일 배율, WD라고 하더라도 크기도 큽니다.
브이에스테크놀러지(VS Technology) 에 라인업이 많은 편 입니다.
특별히 문제없다면 일반적인 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)로 사용하시면 되겠습니다.
이상 텔레센트릭 렌즈(Telecnetric Lens)에 대해 포스팅을 마치겠습니다.
다음에는 더 좋은 내용으로 찾아뵙겠습니다.
머신비전 렌즈의 텔레센트릭 렌즈란?
이번엔 그 안에 세부 내용으로 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)에 대해 포스팅하겠습니다.
저희 화인스텍은 브이에스테크놀러지(VS Technology) 사의 렌즈를 취급합니다.
머신비전에서 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)를 개발하게 된 것은
아래와 같은 문제 때문입니다.
<사진 1> 과 같은 물체를 볼 때
텔레센트릭 광학계 입문: 알아야 할 모든 기본 사항(Telecentric Optics 101: All the Basics You Need to Know)
텔레센트릭(Telecentric) 광학계는 특히 산업 검사에 있어 기존 광학계에 비해 많은 장점이 있습니다. 그럼에도 불구하고, 많은 사람들은 텔레센트릭 광학계가 무엇인지, 그 용도가 무엇인지 잘 모릅니다.
오늘 블로그 게시물에서는 이 주제와 관련된 모든 혼란을 해소하고 텔레센트릭 광학계가 매우 중요한 이유를 설명합니다.
텔레센트릭 광학계란?
텔레센트릭 광학계는 물체의 거리나 시야의 위치에 관계없이 동일한 배율을 제공하는 렌즈입니다. 이미지에서 공간 깊이감은 평평하게 나타나므로 서로 다른 두 작동 거리(working distance)의 물체는 동일하게 인식되는 크기를 유지합니다.
반면에, 기존 광학계는 렌즈로부터 각기 다른 거리에 있는 물체에 다양한 배율을 보이는 화각이 적용된 렌즈입니다. 기존 렌즈는 멀리 있는 물체의 배율이 더 낮은 엔토센트릭(entocentric)이거나 멀리 있는 물체의 배율이 더 높은 페리센트릭(pericentric)입니다.
기존 렌즈는 대다수가 엔토센트릭입니다. 엔토센트릭 렌즈를 사용하면 가까운 물체가 멀리 있는 물체보다 더 크게 나타납니다. 또한 이 화각은 우리가 주위 세상을 보는 방식이며, 이것은 깊이를 인식하는 데 도움이 됩니다.
텔레센트릭과 기존 광학계 비교
그렇다면, 텔레센트릭으로 캡처한 이미지는 기존 렌즈로 캡처한 이미지와 비교할 때 어떨까요?
다음은 그 차이를 설명하는 예입니다. 기존 렌즈를 사용하여 철로(railroad) 사진을 찍는다고 가정해 보겠습니다. 사실상 이 철로는 전체 길이에서 동일한 거리를 유지하지만, 이미지에서 선로는 지평선으로 갈수록 점점 좁아지는 것처럼 보입니다.
이제 텔레센트릭 광학계를 사용하여 동일한 이미지를 촬영한다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 철로는 렌즈에 가깝거나 멀리 있든 간에 동일하게 인식된 크기를 유지합니다. 텔레센트릭 렌즈는 배율 변화를 줄이거나 없애기 때문에 이미지는 정확한 철로 크기를 나타냅니다.
이제 현미경을 사용하여 중요한 초소형 컴포넌트를 측정한다고 가정해 보면 텔레센트릭 광학계가 정확한 측정시에 중요한 이유를 알 수 있습니다.
기존 렌즈를 사용하여 본 철로
텔레센트릭 렌즈를 사용하여 철로를 촬영하면 철로 간 거리가 동일하게 나타납니다.
텔레센트릭 광학계의 용도는?
일상의 사진 촬영에서 기존 렌즈는 고화질 이미지를 캡처하는 데 매우 적합합니다.
하지만 현미경 검사는 이와는 다릅니다. 항공우주 및 자동차 산업과 같은 많은 어플리케이션에서 검사자는 현미경 이미징을 통해 정확하게 측정해야 합니다. 기존의 광학계를 탑재한 현미경은 필요한 정확도를 제공할 수 없습니다.
기존 렌즈를 사용하여 대형 3차원 물체를 측정하려는 경우 물체의 상단과 하단의 측정 결과치는 다를 수 있습니다. 이러한 원근법 오류 또는 시차로 인해 정확하고 반복 가능한 측정을 수행하기가 어려울 수 있습니다. 인식된 물체 크기는 변할 수 있을 뿐만 아니라 렌즈에 가까운 물체일수록 다른 물체 표시를 방해할 수 있습니다.
그러나 원격 광학계는 높은 정확도와 반복성을 보장합니다. 텔레센트릭 광학계는 일반적으로 시차 오류를 제거하는 것 외에도 기존의 광학계보다 더 큰 피사계 심도와 낮은 왜곡을 보입니다. 이러한 이점 덕분에 텔레센트릭 광학계는 DSX1000 디지털 현미경과 같은 매우 안정적인 장치에 내장되어 있습니다.
텔레센트릭 광학 시스템이 탑재된 현미경은 배율 변화를 수정할 수 있도록 별도의 카메라나 장비가 필요하지 않기 때문에 검사 프로세스를 간소화할 수 있습니다.
텔레센트릭 광학계의 장점
제조업체가 경쟁사보다 더 빠른 속도와 척도을 추구하면서 효율적이고 정확한 검사 프로세스의 필요성이 더 중요해질 것입니다. 텔레센트릭 광학계와 같은 기술 진보 덕분에 시간을 단축하고 경쟁력을 확보할 수 있습니다.
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Telecentric Illumination: 머신 비전 용도에 텔레센트릭 조명이 필요한 이유
이 페이지는 Imaging Resource Guide의 단원12.4입니다.
이론 | 이점 | 어플리케이션
이미징 및 검사 프로젝트는 정밀 광학 부품을 사용하고 이를 정확하게 배치를 해야만 최적의 성능을 달성할 수 있습니다. 머신 비전 검사 용도에는 몇몇 핵심 부품으로 불리는 이미징 렌즈, 조명 광원, 카메라, 광기계 부품 등이 활용됩니다. 어플리케이션을 성공적으로 이끌기 위해서는 이미징 렌즈와 카메라의 올바른 선택이 필수적으로 반영되어야 하지만, 조명 역시 매우 중요한 역할을 합니다. 가장 정밀한 유형의 조명 형태 중 하나는 telecentric illumination입니다. 그렇다면 telecentric illumination이란 무엇일까요? 표준 backlight illumination과 비교 시 어떠한 방식으로 더 나은 결과를 이끌어낼 수 있을까요? 이러한 질문에 답변을 하기 위해서는 조명의 이론과 이점, 실전에서의 검수 용도를 우선적으로 검토해봐야 합니다.
Telecentric Illumination의 이론
광학에서의 telecentricity는 주광선이 이미지 및/또는 피사체의 공간에서 시준을 이루면서 광축과 평행할 때 특정 다중 요소 렌즈 디자인이 갖게 되는 고유한 속성입니다(그림 1). Telecentricity의 주요 특성은 이미지 및/또는 피사체의 위치와 관계없이 배율이 일정하게 유지된다는 점입니다. Telecentricity는 object-space, image-space, double과 같이 세 가지로 분류됩니다. 기타 자세한 정보 및 정의는 Telecentricity의 이점 편을 참조하기 바랍니다.
그림 1: 주광선이 광축과 평행을 이루는 Telecentricity의 예
조명의 경우에는 주광선이 시준 상태가 되고 광축과 평행을 이룬다는 개념 또한 적용됩니다. 이와 같은 케이스는 종종 collimated backlight로도 불리는 telecentric illuminator를 사용할 때를 말합니다. TECHSPEC® Telecentric Backlight Illuminator와 같은 telecentric illuminator는 광학을 이용해 fiber optic light guide나 LED에서 방출되는 빛을 검사 중인 피사체로 유도함에 따라 콘트라스트가 높은 실루엣을 생성합니다. Telecentric illuminator는 피사체에서 확산하는 반사를 감소시켜 가장자리의 콘트라스트와 측정 정밀도를 높여줍니다. 시준된 광선은 illuminator 밖으로 빠져나와 피사체의 표면에 부딪힐 때 시준 상태를 그대로 유지합니다(그림 2a). 이와 반대로 standard backlight에서 방출되는 광선은 확장이 되면서 다른 광선과 서로 간섭하며 확산형 반사를 생성합니다(그림 2b). 이와 관련된 교육용 예제는 Imaging Lab Module 2.2: Telecentricity를 참조하기 바랍니다.
그림 2a: 시준된 광선을 생성하는 Telecentric Illuminator 그림 2b: 확산형 반사를 일으키는 Standard Backlight
Telecentric Illumination은 어떠한 방식으로 콘트라스트가 높은 실루엣을 생성합니까?
Telecentric illuminator는 fiber optic light guide 또는 LED spotlight에서 나오는 빛을 시준하기 위해 고품질 글래스 광학 렌즈를 사용해 작동합니다. 광원에서 방출되는 분산광은 다중 요소 어셈블리로 입사해 평행을 이루기 때문에 출사할 때 매우 높은 광집속력을 보입니다. Telecentric illuminator로 입사하는 빛의 대부분은 검사 중인 피사체와 부딪히게 됩니다(후방 반사 및 광학 렌즈로 인한 흡수는 제외). 또한 다수의 telecentric illuminator는 조명의 강도를 제어할 수 있도록 아이리스가 함께 제공됩니다.
Telecentric Illumination의 비결은 무엇입니까?
LED pattern projector 및 reticle과 결합하면 standard telecentric imaging lens를 telecentric illuminator처럼 사용할 수 있습니다. 일반적인 telecentric illuminator와 마찬가지로 telecentric imaging lens를 통과한 빛은 시준이 되면서 피사체의 실루엣을 형성할 때 확산형 반사를 제거하게 됩니다. Telecentric imaging lens와 달리 telecentric imaging lens를 사용할 때는 LED projector 상에서 결함이 감지될 수 있습니다.
TELECENTRIC ILLUMINATION의 이점
Telecentric illumination은 정확도, 반복성, 처리량이 성공적이 어플리케이션의 핵심 요소인 정밀 측정 용도에 이상적으로 사용할 수 있습니다. 최상의 결과를 도출해내기 위해서는 우선 telecentric illumination의 8가지 주요 이점을 검토해야 합니다.
미세한 결함에 대한 뛰어남 감지력 표준형 backlight illumination에 비해 측정 정확도와 반복성이 향상됨 확산 반사로 인해 발생하는 모서리 부분의 blur 제거 시준된 광선의 light intensity 향상 모서리의 blur가 제거되고 light intensity가 증가하여 이미지의 contrast가 높아짐 Light intensity의 증가로 카메라의 노출 시간이 줄어듦 표준형 backlight illumination에 비해 시스템이 훨씬 빠르고 처리량이 더 높아짐 피사체와 광원 사이의 거리가 증가함
다만, telecentric illuminator의 경우 공간적 소모가 발생하고 때로는 비용이 많이 든다는 점 등의 몇 가지 단점이 있을 수 있습니다. 그리고 피사체의 크기가 커질수록 telecentric illuminator의 크기 또한 커질 수밖에 없습니다. 공간이나 비용을 주로 고려해야 하는 용도라면 collimated backlight가 더 바람직한 옵션일 수 있습니다. Collimated backlight는 빛을 시준하기 위해 필름이 내장된 표준형 백라이트 조명기입니다. 이 조명기는 telecentric illuminator만큼 성능이 뛰어나지는 않지만, 표준 백라이트에 비해 확산이 덜 함에 따라 확산 반사로 인해 가장자리가 흐려지는 현상의 일부를 제거할 수 있습니다.
어플리케이션 예제
가장 중요한 첫 번째 단계는 telecentric illumination의 이론적인 틀을 이해하는 것입니다. 다음은 머신 비전 용도에 telecentric illumination이 왜 필요한지를 파악하기 위해 정밀 조명 형태가 실제로 적용된 어플리케이션을 분석한 내용입니다. Telecentric illumination의 이점들은 고속 이미징, 공장 자동화, 실루엣 처리, 결함 및 가장자리 감지 등의 다양한 용도에서 유용하게 활용될 수 있습니다.
한 가지 예를 들자면 stainless steel post의 thread 직경 측정과 검사가 있습니다. 검사해야 할 피사체의 크기(10mm)가 작고 thread pitch를 측정해야 한다면 육안 검사를 통한 분류는 사실상 불가능합니다. 여기서 예로든 어플리케이션에는 앞쪽에 standard LED backlight가 달린 SilverTL™Telecentric Lens (#56-675)를 640 x 480 pixel CCD 카메라에 설치한 시스템이 이용되었습니다. 일단은 이미지 확보를 위해 picking robot으로 부품을 제조 턴테이블에서 비전 시스템 쪽으로 옮긴 후, 여기서 수집된 이미지 정보를 이용해 picking robot으로 부품의 합격/불합격 여부를 지정하였습니다.
Standard backlight system이 아무리 잘 설계되었다 하더라도 10mm 이하의 부품은 검사가 불가능하고 한도가 10ppm으로 제한됨에 따라 신규 생산 라인의 흐름을 따라잡기 위해서는 한도가 40ppm은 되어야 했습니다. 게다가 diffuse LED backlight로부터 생산되는 빛은 광도가 낮아 카메라 노출 시간을 2.5ms로 설정해야 했습니다. 단, 이미지 캡처에 blur가 발생하지 않도록 신규 생산 라인의 스피드는 800μsec만 허용되었습니다. 이를 위한 한 가지 간단한 해결책은 카메라의 gain 세팅 값을 올려서 노출 시간을 줄이는 것이었습니다. 그러나 이와 같은 방식은 시스템의 신호대잡음비를 증가시켜 결국 측정 정확도의 저하로 이어질 수 밖에 없었습니다.
그림 3: Telecentric illuminator 시스템을 이용해 포스트의 thread 직경을 이미징한 모습(좌측)과 standard backlight 시스템을 이용해 포스트의 동일한 thread 직경을 이미징한 모습(우측).
위 예제를 통해 왜 Telecentric illumination을 사용해야 하는지를 명확히 확인할 수 있었습니다. Diffuse LED backlight를 TECHSPEC® Telecentric Backlight Illuminator (#62-760)와 교체하면, thread를 비추는 빛의 강도가 증가하여 카메라의 노출 시간은 줄어들고 확산 반사가 감소하여 이미지 전체의 콘트라스트는 증가하게 됩니다.
본래의 셋업에서는 backlight로부터 확산 반사가 일어나면서 모서리에 blur가 발생할 수 밖에 없었습니다. Telecentric illuminator로 교체 후에는 모서리 부분이 더욱 선명해져 검수의 합격/불합격 여부를 더욱 쉽게 결정할 수 있게 되었습니다(그림 4). 뿐만 아니라 thread의 측면에 있는 blur는 표준 backlight로 거의 눈에 띄지 않지만, telecentric illuminator로는 쉽게 발견할 수 있어 측정이 더욱 수월해집니다. 아래의 그래프는 telecentric illuminator 시스템과 standard backlight 시스템의 콘트라스트 수치를 각각 보여줍니다. 그래프 상에서 우물형 구간(well)이 넓을수록 콘트라스트가 높아짐을 나타냄에 따라 측정 정확도가 향상됩니다.
그림 4: 좌측 이미지는 telecentric illuminator 시스템으로 촬영된 선명한 가장자리의 실루엣을 보여줌. 우측 이미지는 standard backlight 시스템으로 촬영된 흐릿한 가장자리를 보여줌.
Telecentric illumination은 고속 이미징, 공장 자동화, 실루엣 검사, 결합 및 모서리 감지 등과 같은 각종 머신 비전 용도에 다양한 이점을 제공합니다. Standard backlight와 달리 telecentric illumination을 사용하면 피사체의 선명한 실루엣을 관찰할 수 있어 모서리 및 결함 감지 용도에 보다 안성맞춤입니다. 따라서 telecentric illumination이 가지고 있는 여러 가지 장점을 파악하고 blur가 발생하지 않는 고대비 이미지 생성 혹은 고속의 자동화 어플리케이션에 이를 활용하는 것이 무엇보다 중요합니다
촬영에 동원된 부품:
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