광학·렌즈
렌즈와 센서가 만드는 한 칸(화소)의 크기, 작동 거리(WD), 피사계 심도처럼 계산으로 먼저 정해지는 값들을 다룹니다. 결함이 화면에 몇 칸으로 담기는지는 알고리즘보다 앞서 이 숫자들이 결정합니다.
처음 읽을 글
- 머신비전 렌즈 초점거리 계산하는 법 — FOV·WD·센서 크기에서 초점거리를 구하는 기본식
- 머신비전 렌즈 계산기 — 배율이 커질 때 근사식이 틀리는 지점과 심도·회절
- 비전 방식은 파장과 한 칸의 크기로 먼저 갈린다 — 여러 비전 방식을 한 표로 비교
- SWIR에서는 조리개 한 단이 3.4 μm 화소를 지운다 — 파장이 길어질 때 회절이 화소를 덮는 계산
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비전 카메라와 조명의 자리는 기구 설계 단계에서 먼저 잡는다
기구 설계가 끝난 뒤에는 조명 자리가 없습니다. FOV 100 mm 카메라의 링 조명 구멍은 대각선과 높이 30 mm를 넣으면 106.5 mm가 필요하고, 반경 40 mm 저각 링은 부품 위 10.7 mm에 놓여 반경…
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반사 심한 금속 표면의 스크래치는 조명부터 다시 고른다
연마·도금 금속의 스크래치 조명은 표면 모양으로 고릅니다. 평탄 경면은 동축인데 확산판이 없으면 허용각이 0.93°이고, 곡면은 돔 구멍이 비치는 자리를, 헤어라인은 15° 저각 조명을, 유광과 무광 혼재는 교차 편광과 HDR 두 장을 계산했습니다.
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센서를 바꾸면 조명도 다시 계산해야 합니다
940 nm 양자 효율 15 %는 550 nm 대비 광자 4.9배, 와트 2.85배의 조명을 요구하고, 움직이는 부품에서 노출을 3분의 1로 줄이면 14.6배와 8.5배가 됩니다. 실리콘의 흡수 깊이 54.6 μm가 그 이유입니다.
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라인스캔 영상의 양 끝은 왜 어두운가
라인스캔 영상의 양 끝은 렌즈의 코사인 4승 감쇠로 가운데의 0.77입니다. 게인 1.3배는 밝기만 맞추고 SNR은 0.88에 남기니 조명을 양 끝 1.3배로 짜고, 높이 ±2 mm에서 입사각 30°의 조도 저하 34 %는 15°로 낮추면…
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850 nm 밴드패스 필터는 공장 조명을 지우고 햇빛은 남긴다
850 nm 밴드패스 필터는 공장 LED 빛을 지우지만 햇빛은 남깁니다. 남은 흔들림은 노출을 줄인 만큼이 아니라 과구동 배수만큼 줄어서, 40 계조가 필터로 2 계조, 10배 과구동으로 0.2 계조까지 내려갑니다.
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모노 카메라도 조명 파장을 고르면 PCB의 색 차이를 잡는다
모노 카메라에 625 nm 조명을 쓰면 녹색 마스크 위 80 μm 구리 노출이 4.9 px로 찍히지만, 같은 센서의 컬러판 적색 채널에서는 2.45칸에 그칩니다. 결함마다 밴드를 따로 맡기고 대비 0.3을 기준으로 세 장을 맞춥니다.
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두꺼운 부품의 실루엣 치수 오차는 백라이트 각도에서 나온다
두께 3 mm 금속 부품을 확산 백라이트로 재면 가장자리가 7.6 px로 번지고, 발산각 0.29° 평행광으로 바꾸면 1.5 px로 줄어듭니다. 대신 백라이트가 1.15°를 넘게 기울면 화면 전체가 어두워지기 시작합니다.
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연마 금속면의 미세 스크래치는 동축 조명만으로 끝나지 않는다
연마 금속에 평행광 동축을 켜면 75 mm 렌즈 시야의 31.8 %만 밝고, 부품이 1° 기울면 밝은 원이 7.2 mm 밀립니다. 확산판을 넣으면 허용각이 가운데 5.93°, 모서리 3.81°로 갈려 같은 스크래치도 자리마다 판정이 달라집니다.
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광량이 모자랄 때 SPAD 센서는 노출 대신 광자를 센다
광자 100개를 30장으로 나눠 찍으면 일반 CMOS의 신호 대 잡음비는 7.5에서 4.5로 떨어지고, SPAD는 읽기 잡음 없이 더합니다. 다만 256칸 시야는 4.27 mm, 100 ps 게이트는 수지 속 20 mm 넘게 돈 빛만…
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SWIR 이미징에서 결함 대비를 지키는 것은 조명과 조리개다
필름 인서트 사출 커버의 들뜸은 SWIR 투과에서 7.7 % 어두워지지만 0.1 μm 틈이면 3 %로 줄고, 1,450 nm에서 3.45 μm 화소는 14.2 μm 회절 번짐 안에 들어갑니다. 백라이트 균일도 ±2 %가 검출 하한을…