색수차 공초점 측정기는 무엇인가요?

이번에는 색수차 공초점 측정기(Chromatic Confocal Imaging)에 대해서 얘기해 볼까요?

 

[색수차 공초점 측정기]

 

색수차 공초점 측정기는 레이저가 아닌 다양한 색상의 빛을 사용하여 표면의 높이나 피복 두께와 같은 3D값을 측정하는 광학 기술 중 하나예요.색상이 물체와 가장 가까울 때 반사되는 빛을 측정하여 거리를 계산하죠. 이 기술은 레이저보다 느리지만, 정밀하고 섬세한 측정이 가능해서 아주 작은 높이 변화도 정밀하게 감지하고, 높은 해상도의 이미지를 제공할 수 있는 특징이 있죠.

 

동작 방법을 말씀드리자면 먼저, LED나 다른 광원을 사용하여 빛을 발생시켜요. 이 광원에서 나온 빛은 특수 렌즈를 통과하면서 빛의 파장에 따라 초점거리가 변하죠. 다양한 파장의 빛이 서로 다른 초점거리로 조절되어 제품 표면에 도달하게 되는 거예요.

제품 표면에 도달한 빛은 반사되고, 이 반사된 빛은 카메라 센서로 다시 수집됩니다. 각 라인은 다른 파장을 가진 빛을 반사하게 되므로, 센서는 각 라인에 대한 빛의 파장을 식별할 수 있게 되는 거죠.

 

그럼 어떻게 높이값을 계산하고, 이미지를 만들어 낼까요?

센서는 수집한 빛의 파장을 기반으로 각 라인 별로 표면과의 거리를 계산해요. 파장이 다른 빛은 서로 다른 거리에서 초점을 맞추기 때문에 각 라인의 높이값을 계산할 수 있게 되는 거죠. 그리고 그 높이값을 어떻게 이미지로 만들어 내는지 설명드릴게요. 센서는 각 라인에 대한 높이값을 계산한 다음, 이 정보를 모아 한 장의 이미지로 생성합니다. 이 이미지가 제품의 단면이나 표면을 정확하게 표현하게 되는 거죠.

색수차 공초점 측정 기술은 제조 및 품질 관리 분야에서 다양하게 활용됩니다. 반도체 제조, 의료 기기 제조, 자동차 산업, 공학, 공정 제어 등에서 표면 검사 및 측정에 널리 사용되고 있어요. 예로 반사율이 높은 곡선형 엣지, 투명한 다층 구조 검사에 활용됩니다.

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필진 소개

 

김우섭, Woody 앤비젼 3D 전문 엔지니어 조근조근 3D 고급 기술에  대해 알려주는 3D 전문가