2. 머신비전에서의 렌즈 머신비전

  이번엔 렌즈에 대해 간단히 써보도록 하죠.

  보통 렌즈 구분을 Fixed-Focal, Vari-Focal, Zoom 정도로 나눌 수 있겠습니다.
Fixed는 초점 길이가 고정된 렌즈고, Vari는 가변(다중초점), Zoom은 일정 구간에서만 초점 길이가 변경 가능한 렌즈 입니다.
보통 Fixed나 Zoom을 많이 씁니다. Fixed는 현미경 생각하시면 되겠구요... Zoom은 DSLR 앞에 달린 망원렌즈같은녀석?
정도로 생각하셔도 무난할 듯 합니다.

  이 렌즈들은 마운트에 따라 또 분류되는데요. CS-Mount, C-Mount, F-Mount 등등 있습니다. 카메라에서도 있었죠.
렌즈와 카메라의 마운트가 맞아야 붙여서 쓸 수 있는겁니다.

  렌즈들을 사용함에 있어서도 간단한 용어와 스펙을 알아야 합니다.
그래야 어떤 프로젝트에 어떤 카메라와 렌즈를 조합하여 사용할 것인지 대략적인 선택을 할 수 있게됩니다.
간단히 용어를 살펴보면,

1) 초점거리(Focal Length)
  렌즈와 초점이 잡히는 사이의 거리입니다. 중요합니다. 기껏 카메라와 렌즈를 위치에 놓았는데 초점이 안맞으면 꽝입니다.

2) F-Number
  렌즈의 밝기를 나타내는 수치입니다. F값이라고 하죠. 초점거리를 f, 렌즈 구경이 D일때 F = f/D입니다.
F-Number가 적으면 센서에 들어오는 빛의 양이 많아지고 심도가 저하됩니다.
심도가 저하되면 초점이 맞는 구간이 더 줄어들겠죠. 그만큼 초점 맞추기도 어렵게 됩니다.

3) WD(Working Distance)
렌즈 끝단에서 물체까지의 거리입니다. 보통 설계쪽에서 많이 요청합니다. 그래야 도면을 그리죠.

4) MOD(Minimum Object Distance)
  초점을 맞추기 위한 렌즈와 물체의 최소거리입니다.

5) FOV(Field of View)
  영상을 획득했을 때 보이는 영역입니다. FOV보다 검사하려는 부분은 항상 작아야됩니다.

6) 피사계 심도(Depth Of Field)
  초점 상태에서 물체를 움직일 때, 화상의 초점 선명도가 변하지 않는 범위입니다. 진동이나, 컨베이어 위에서 제품이 이동할
경우 위아래 흔들림으로 인해 초점이 맞지 않을 수 있습니다..

7) 초점심도(Depth of Focus)
  초점 상태에서 카메라를 앞뒤로 이동할 때, 화상 선명도가 떨어지지 않는 범위. 반대로 기구 진동에 의해 카메라에 흔들림이나
카메라 고정 상태에 따라 틀어질 수 있기 때문에 확인해야 합니다.

8) 비네팅(Vignetting)
  렌즈 중앙보다 주변부의 광량이 모자라서 영상의 가장자리가 어두워지는 현상입니다. 일반적으로 렌즈의 이미지 서클이 카메라
CCD 사이즈보다 적을 때 생깁니다.

9) 왜곡 (Distortion)
  말 그대로 렌즈에 대한 왜곡 현상을 말합니다. 
보통 이미지 왜곡이 일어나는 형태는 이런 식 입니다. 대부분의 렌즈는 왜곡이 존재하며, 이에 따라 그만큼의 오차가 발생하게 
됩니다. 

10) 조리개(Iris)
  조리개는 심도를 결정하는 중요한 요소이며, 조리개와 셔터스피드를 이용해 노출을 조절합니다. 렌즈의 조리개는 조리개 수치가
클수록 조리개 구경은 축소, 그 수치가 작을수록 조리개의 구경은 확대됩니다. 구경이 커지면 더 많은 빛이 입력됩니다.

11) 접사링(Extension ring)
  표준 렌즈는 원거리 초점으로 되어 있으므로 근거리에 있는 물체에 대해서는 Extension Ring을 이용하여 초점을 맞춥니다.
사용하면 WD가 짧아지고 FOV가 작아지는 효과가 있습니다. 즉 물체를 크게 확대하면서 가까운거리에서 볼 때 사용합니다.

12) Telecentric 렌즈
  얼라인(Align) 같은 정밀도를 요하면서 왜곡이 적어야되는 프로젝트에서는  Telecentric 렌즈를 사용합니다.
렌즈의 초점거리를 무한대로 만들어서 원근감을 줄인 렌즈로 거리에 상관없이 동일한 물체 크기를 볼 수 있습니다.
물체와 물체 사이의 거리가 길수록 거리 차이에 따른 상의 크기가 차이가적게 나타나기 때문입니다.

  간단히 쓰려고 해도 어렵군요... 사실 테스트해볼 카메라와 렌즈만 있다면 혼자 들이박으면서 자연스럽게 익혀지는 내용이긴
합니다만, 머리로 알아두는 것도 필요합니다. 그래야 광학계에 대한 분쟁이 생겼을 때 말을 할 수 있습니다. 또는 다른 사람이
작업한 내용을 보거나, 전화로 기술지원 등을 받을 때에도 용어와 용도를 대략적으로는 파악을 해야 진행할 수 있습니다.

  렌즈는 이쯤 마무리 하고 조명으로 넘어가겠습니다. (굽신)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 다음