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생생한 머신비전 지식과 이야기를 담은 Encyclopedia of Machine vision

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  • 오랜 기간 안정적인 밝기를 유지하는 머신비전 조명의 핵심 기술 - “Sensing&Feedback” 기능 머신비전용 조명 소스의 Sensing&Feedback 기능은 일정한 광량 유지를 통해 이미지 품질을 보장하고, 검사 프로세스의 신뢰성을 높이기 위해 사용됩니다. 조명의 상태, 이미지 캡처 결과, 시스템 상태 등을 실시간으로 모니터링하고, 이에 따라 조명을 조정하거나 사용자에게 알림을 제공하는 다양한 역할을 수행합니다. 이번 포스팅에서는 이러한 Sensing&Feedback 기능이 탑재된 CCS사의 FALUX Sensing 조명의 특성에 대해 알아보고자 합니다. FALUX Sensing 조명>LED는 다양한 파장, 긴 수명, 단가 측면에서 매우 큰 장점이 있어 계속해서 수요가 증가하는 광원이지만 동시에 Rank에 따라 LED 간 밝기 편차가 발생하며, 사용 초기에 비해 열 및 수명에 따라 광량이 저하되는 .. 공감수 0 댓글수 0 2024. 8. 30.
  • Area 카메라와 꼭 맞는 렌즈 선정법 [광학 기술 백서 #28] 머신 비전 장비를 구성하기 전에 당신이 꼭 알아야 필수지식! Area 카메라와 꼭 맞는 렌즈 선정법 이 포스팅의 제목을 보고 클릭하신 분들이라면 머신비젼 렌즈에 대한 관심이나 궁금증들이 있으실 거라 생각됩니다. 머신 비전 렌즈에 관해서는 광학이론부터 성능, 특징, 제조사등 정말 많은 이야기를 할 수 있을 것 같은데, 오늘 이시간에는 머신비젼 용 Area 카메라에 맞는 렌즈를 선정 하는 방법에 대해 포커스해서 소개하고자 합니다. 우선 Area 카메라라고 하면 작은 픽셀들이 사각형의 형태로 array 되어 있는 이미지 센서를 탑재한 카메라를 말합니다. 작게는 0.3M (30만화소) 부터 12M, 50M, 150M 등 점점 고해상도 센서를 탑재한 카메라들이 출시되고 있고 해상도가 커.. 공감수 2 댓글수 1 2021. 1. 27.
  • 산업용 렌즈로 Zoom lens도 적합한가요? [광학 기술 백서 #27] Zoom lens란? B2C 카메라에서는 보통 Zoom lens를 많이 사용하는데, 그 이유는 무엇일까? 일반적인 단초점 렌즈는 배율을 바꾸기 위해서는 렌즈와 물체 사이의 거리가 바뀌어야 하지만, Zoom lens를 사용하는 이유는 초점 거리를 바꾸면서 동일한 위치에서 배율을 바꿀수 있기 때문이다. TV 카메라 광고에서도 보면 알 수 있듯이 Zoom lens를 사용하면 서있는 자리에서 크게도 보고 작게도 볼 수 있다. 렌즈와 물체 사이의 거리, 보통 이 거리를 WD (Working Distance: 작동거리)라고 하는데, 사람의 눈이 어떠한 물체를 크게 보기 위해서 물체에 가까이 다가가듯이 렌즈도 배율이 커지기 위해서는 물체에 가까이 근접하여 WD를 짧게 유지해줘야 한다. 이렇.. 공감수 2 댓글수 1 2020. 3. 28.
  • 가변 초점 렌즈 [광학 기술 백서 #26]가변 초점 렌즈 기존 렌즈들은 초점이나 줌을 조정하기 위해 유리 또는 플라스틱 유리(고체)를 이동한다. 매우 오래된 방법이지만 성공적으로 사용할 수 있다. 하지만 사람의 눈은 완벽히 다르게 움직인다. 사람의 눈은 렌즈를 앞뒤로 이동하는 대신, 렌즈의 형태를 변경하여 초점을 조정하기 때문이다. 사람의 눈이 움직이는 원리를 바탕으로 개발하고 특허를 받은 렌즈인 Optotune사의 가변 초점 렌즈를 통해 동작 원리와 혜택을 소개하도록 하겠다. 기존 렌즈 동작 원리와 사람의 눈 원리 비교 동작 원리 이 렌즈는 광학 유동체(optical fluid)와 고분자 분리막(polymer membrane) 조합을 기반으로 하는 형상 변화 렌즈이다. 핵심 요소는 광학 액체로 채워지고 얇고 탄성이 있.. 공감수 2 댓글수 6 2015. 11. 19.
  • Hoffman Modulation Contrast의 활용 [광학 기술 백서 #25]Hoffman Modulation Contrast의 활용 현재에 사용하는 Modulation contrast 시스템은 modulator와 slit이 모두 광축에서 벗어난 형태로 구성되어 있으며 이로 인해 대물렌즈의 NA를 최대한 활용할 수 있게 되어 더 좋은 해상력과 화질을 구현할 수 있게 되었습니다. 또한 검사하고자 하는 물체의 미세한 형태와 특징들이 선명하게 그림자로 표현하여 마치 3차원과 같은 영상을 얻을 수 있게 되었습니다. 이러한 영상은 검사하고자 하는 물체의 형태를 돋보이게 만듭니다. (아래의 세포 사진 참조) Modulator는 이러한 물체의 단단함, 굴곡, 굴절률의 변화, 두께와 같은 특성들에 따라 미세하게 밝기를 변화시키는 역할을 합니다. 이러한 결과로 나타난 이.. 공감수 0 댓글수 1 2015. 11. 9.
  • 빛의 반사와 편광각 [머신비전 광학 기술 백서 #24] 빛의 반사와 편광각 지난 블로그에서 전기장의 진동방향이 일정하거나, 시간에 따라 일정하게 변하는 현상인 빛의 편광에 대해서 알아보았습니다. 이번 블로그에서는 빛이 진행하면서 다른 매질을 만나 반사/굴절하게 될 때, 편광의 특성이 어떻게 변하는지에 대해 알아보도록 하겠습니다. 시작하기 앞서 한가지 개념(기준)을 정리해야 합니다. 위의 그림을 보시면 입사파(incident light)가 진행을 하다가 매질이 다른 물질의 표면(incident surface)를 만나 반사와 굴절을 하게 됩니다. 이때 표면에 수직인 normal 벡터와 입사파가 이루는 평면을 입사면(plane of incidence)이라고 합니다. 이제 이 입사면을 기준으로 편광의 방향을 살펴 보도록 하겠습니다.. 공감수 14 댓글수 2 2015. 11. 4.
  • 편광 Polarization [머신비전 광학 기술 백서 #23] 편광 Polarization 위 그림과 같이, 빛(전자기파)은 진행방향에 대해 수직한 평면에서 전기장과 자기장이 수직으로 진동하며 나아가는 횡파입니다. 이 때, 레이저를 제외한 모든 빛은 사방으로 전자기장이 진동하는 무편광된 빛입니다. 즉 편광이란, 빛이 진행할 때 전기장 진동방향이 시간이 변하더라도 한쪽으로 일정한 경우를 말하죠. 이러한 편광은 파장(색), 진폭(밝기)과 마찬가지로 빛의 특성 중 하나로, 가깝게는 선글라스 혹은 3D안경으로부터, 머신비전 Imaging에까지 다양하게 활용됩니다. 편광의 종류 선형편광(선평광 또는 평면편광) 위 그림은 왼쪽의 무편광 된 빛이 편광자를 지나면서 오른쪽의 선편광이 되는 현상을 나타낸 것입니다. 오른쪽 그림을 보면 시간에 따른.. 공감수 10 댓글수 3 2015. 11. 2.
  • Hoffman Modulation Contrast란 무엇인가? #3, #4 [광학 기술 백서 #22]Hoffman Modulation Contrast란 무엇인가? #3,#4 Hoffman Modulation Contrast의 원리 #3 _시스템 해상력 출처: http://www.olympusmicro.com/primer/techniques/hoffman.html Modulation contrast 모듈은 기본적으로 그림 3과 같이 두 가지의 구조를 가지고 있습니다. 그림 3의 좌측 구조(a)는 modulator와 slit의 위치가 광축 상에 위치하며 정확하게 대칭을 이루고 있습니다. 이 경우 시스템의 해상력은 아래의 공식에 의해 결정됩니다. Resolution = λ/NA 여기에서 NA는 대물 렌즈의 numerical aperture를 의미하고 λ는 사용한 광원의 파장을 의미합.. 공감수 1 댓글수 0 2015. 10. 27.
  • Hoffman Modulation Contrast란 무엇인가? #1, #2 [광학 기술 백서 #21]Hoffman Modulation Contrast란 무엇인가? #1, #2 Hoffman Modulation Contrast는 투명 또는 반투명한 물체의 굴곡이나 굴절률의 변화를 빛의 밝기로 표현하는 방법입니다. 해당 방법은 물체의 contrast를 증가시켜 좀더 정확한 검사가 가능하도록 합니다. 이 기술은 1975년 Robert Hoffman 박사가 최초로 제안하였으며 현재에는 몇 가지 구성품들이 추가되어 좀더 완성도가 높아졌습니다. 출처: http://www.olympusmicro.com/primer/techniques/hoffman.html 위의 그림이 기본적인 Hoffman Modulation Contrast 현미경 광학계의 구성도입니다. Hoffman Modulation.. 공감수 2 댓글수 0 2015. 10. 5.
  • DIC 현미경에 대하여 [광학 기술 백서 #20]DIC 현미경에 대하여 DIC 현미경이란 Differential Interference Contrast의 줄임 말로 우리나라 말로는 미분간섭 현미경이라고 합니다. DIC 현미경은 일반적인 현미경에 Nomarski 프리즘을 추가하는 방식으로 빛의 간섭을 인위적으로 발생시켜 우리가 보고자 하는 이미지의 contrast를 극대화하는 방식입니다. 해당 방식은 원래 생물학에서 복잡한 형태의 세포를 관찰하기 위한 목적으로 많이 사용되었지만 근래에 와서는 압흔 검사와 같이 머신 비전의 특수 검사 영역에도 활발하게 적용되고 있습니다. DIC 현미경의 원리 출처:https://www.boundless.com/microbiology/textbooks/boundless-microbiology-tex.. 공감수 3 댓글수 2 2015. 9. 14.
  • NA와 해상력의 관계 [광학 기술 백서 #19]NA와 해상력의 관계 일반적으로 렌즈의 해상력은 NA와 비례하여 증가하는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 이유로 많은 사람들이 해상력이 좋은 렌즈를 얻기 위해 일단 NA가 높은 렌즈를 찾는 것이 일반적입니다. 그러면 NA라는 것이 무엇이길래 렌즈의 해상력에 영향을 주는 것일까요? 또한 NA가 높은 렌즈는 정말 해상력이 좋은 것일까요? 오늘은 이 궁금증에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 렌즈의 해상력이란? 렌즈의 해상력은 얼마나 작은 물체를 얼마나 큰 밝기 차이(contrast)로 구분할 수 있는지를 나타내는 능력입니다. 렌즈의 해상력이 떨어지는 경우에는 비교적 큰 물체도 낮은 콘트라스트(contrast)로 결상(imaging)을 할 수밖에 없고, 반대로 렌즈의 해상력이 높으면 렌즈.. 공감수 10 댓글수 4 2015. 8. 11.
  • 텔레센트릭 렌즈 알아보기 [광학 기술 백서 #18]텔레센트릭 렌즈 알아보기 현재 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. 이렇.. 공감수 7 댓글수 4 2015. 8. 5.
  • Cardinal Elements에 대하여 [광학 기술 백서 #17]Cardinal Elements에 대하여 렌즈의 결상 법칙 일반적으로 렌즈는 "결상"이라는 현상을 통해 물체의 상을 필름이나 센서에 전달합니다. 그리고 이러한 "결상" 이라는 현상은3가지의 법칙을 따르게 됩니다. 우리는 이 3가지의 법칙을 렌즈의 결상 법칙이라고 합니다. 렌즈의 결상 법칙은 위의 3가지 도식과 같이 나타나게 되는데 이는 아래와 같이 설명할 수 있습니다. 결상 법칙 #1 : 광축에 평행한 빛은 렌즈의 초점을 지나간다. 결상 법칙 #2 : 렌즈의 초점을 지나가는 빛은 광축에 평행하다. 결상 법칙 #3 : 렌즈의 중심을 지나가는 빛은 직진한다. 지구상에 존재하는 모든 렌즈는 바로 이 3가지의 법칙에 부합하게 빛을 굴절시킵니다. 이러한 현상은 단렌즈 뿐만 아니라 일반적인.. 공감수 0 댓글수 0 2015. 7. 27.
  • 줌렌즈란? [광학 기술 백서 #16]줌렌즈란? 줌 렌즈가 어떻게 초점 거리를 변화시키며 광각 렌즈부터 망원 렌즈까지 변화할 수 있는지 그 원리에 대해 간단히 알아보도록 하겠습니다. 출처: http://www.professional-lenses.com/de/lenses/technologie/ 위 그림은 Schneider사의 “Variogon 1.8 / 6 - 180 mm”라는 모델명의 Zoom 렌즈 단면도입니다. 그림으로 보시면 알겠지만 Zoom 렌즈는 일반 렌즈보다 많은 30여 개의 단일 렌즈를 조합하여 만듭니다. 그렇기 때문에 일반 렌즈에 비해 빛의 투과량이 적고, 광효율도 나빠져 초창기에는 특수한 경우를 제외하고는 많이 사용되지 않았습니다. 그러나 광학 기술이 발전함에 따라, 좋은 성능의 렌즈와 Coating .. 공감수 0 댓글수 1 2015. 7. 20.
  • 렌즈의 수차 #6: 색수차 [머신비전 광학 기술 백서 #15] 렌즈의 수차: 색수차 빛은 진행하는 매질에 따라 속도가 달라지게 됩니다. 이 속도차이로 인해 빛의 한 매질에서 다른 매질로의 진행 할 때 굴절이 일어나 진행 방향이 꺾이게 됩니다. 한편, 빛은 그 파장에 따라, 매질 내 진행 속도가 다르므로, 다른 매질로의 진행 시 굴절률도 달라져 꺾이는 정도가 달라지게 됩니다. 즉, 여러 파장이 섞여 있는 빛의 경우(태양광, 백색광) 파장에 따라 결상하는 위치가 달라져 원하는 선명한 이미지를 얻지 못하는 현상이 색수차 입니다. 굴절률은 진공에서의 빛의 속도에 대한 매질에서의 빛의 속도로 다음과 같이 정의 됩니다. 매질에서의 속도 로 나타낼 수 있어 위와 같이 정리되고, 식에 따라 파장이 길수록 굴절률이 작고, 짧을수록 크다는 것을 알.. 공감수 2 댓글수 3 2015. 6. 23.
  • F theta Lens란 무엇인가? [머신비전 광학 기술 백서 #14] F theta Lens 앞서 설명한 것처럼 렌즈는 공간상의 한 점에서 나온 빛들을 통과시켜 반대편 공간의 한 점으로 모아주는 장치입니다. 이러한 렌즈의 기능을 통해 우리는 사건을 영상으로 기록하여 다른 곳, 다른 시간에 재생할 수 있습니다. 이것이 일반적인 렌즈의 기능이자, machine vision에서의 렌즈의 역할이지만 이러한 빛의 1:1 점 대응기능은 다른 용도로도 활용할 수 있습니다. 어릴적에 돋보기렌즈로 빛을 모아 종이를 태웠던 것처럼, 렌즈를 이용하면 강한 에너지의 빛을 모아 material processing, 즉 가공용으로 사용할 수 있는데 이런 용도로 제작/사용되는 렌즈를 통상 scanning lens라 부릅니다. 에프세타 렌즈 탄생의 배경 1964년 .. 공감수 7 댓글수 0 2015. 5. 20.
  • 렌즈의 밝기와 화각은 어떻게 결정되는가?(Marginal Ray와 Chief Ray) [광학 기술 백서 #13]렌즈의 밝기와 화각은 어떻게 결정되는가? 렌즈의 구분 세상에는 그 적용 범위와 특성에 따라 수많은 종류의 렌즈가 있습니다. 이러한 많은 종류의 렌즈들은 각각이 고유의 특성을 가지고 있고 그 역할을 수행하고 있습니다. 어떠한 사람들은 이러한 렌즈들을 이용하여 취미 생활을 하거나 예술 사진을 찍기도 하고 어떠한 곳에서는 CCTV와 같은 방범용으로 렌즈를 사용합니다. 또한 저와 같은 사람들은 이러한 렌즈를 사용하여 사람의 눈으로 보기 힘든 불량을 검출하기도 합니다. 이렇게 수많은 종류의 렌즈들은 사용자에 따라 해상력, 배율, 마운트, 밝기, 초점거리와 같은 여러 가지 기준으로 나뉘어질 수 있습니다. 하지만 일반적인 경우에 렌즈는 두 개의 커다란 요소에 의해 종류가 결정됩니다. 그리고 .. 공감수 2 댓글수 0 2015. 4. 27.
  • 렌즈의 수차 #4, #5: 상면만곡수차 & 왜곡수차 [머신비전 광학 기술 백서 #12] 렌즈의 수차: 상면만곡수차 & 왜곡수차 앞에서는 다섯 가지 단색수차 중 상을 흐리는 구면수차, 코마수차 그리고 비점수차, 세 가지에 대해 정리해보았습니다. 이번 포스팅에서는 상이 퍼지는 것이 아닌 맺히는 위치가 바뀌어 원래 크기와 다르게 변형 시키는 상면 만곡수차와 왜곡수차에 대해서 설명하겠습니다. 상면만곡수차 (Curvature) 렌즈 알이 곡률을 가진 포물면이기 때문에 상 또한 곡률을 가진 포물면을 이루게 되는 현상입니다. 이미지는 포물면으로 결상이 되지만, 일반적인 이미지 센서는 평면이기 때문에 센서의 외곽 부로 갈수록 이미지의 변형과 함께 흐림현상이 나타나게 됩니다. 따라서 센터에 초점을 맞춘 후, 센서를 앞으로 이동하게 되면 주변부가 초점이 맞고, 중심에서 초.. 공감수 2 댓글수 0 2015. 4. 20.
  • 해상도란 [광학 기술 백서 #11]해상도란 카메라를 통해서 사진을 찍을 때 렌즈나 카메라의 특성으로 인해 어쩔 수 없이 실제 영상과는 차이가 나게 됩니다. 그러므로 실제와 다른 이런 차이를 최소화하고 영상을 좀더 뚜렷하게 볼 수 있도록 하는 것이 좋은 사진이라고 할 수 있겠는데요. 이렇게 좋은 화질을 구현하기 위한 요소는 많은 것들이 있지만, 그중에서도 가장 중요한 것은 바로 Sharpness와 Contrast입니다. 이미지의 선명도(Sharpness)와 명도비(Contrast) 당연히 이미지가 선명하게 보이는 것이 좋은 사진의 첫째 조건입니다. 하지만 선명한 이미지를 얻기 위해서 더욱 중요하게 여겨야 할 것이 있습니다. 그것은 바로 흑과 백의 밝기 차이를 의미하는 명도비(Contrast)입니다. 명도비가 높을 .. 공감수 0 댓글수 0 2014. 12. 8.
  • Depth of Field(DOF)란? [머신비전 광학 기술 백서 #11]Depth of Field(DOF)란? DOF에 대해서는 이미 많은 사이트나 블로그를 통해서 접하실 수 있습니다. 그러므로 여기에서는 개념적인 설명보다 수학적인 설명과 함께 간단한 공식 유도를 통해 쉽게 DOF를 구해 보도록 하겠습니다. Depth of Focus? Depth of Field? DOF는 Depth of Field의 약어로 우리말로 번역한다면 "시야심도" 정도로 해석할 수 있겠습니다. 흔히 Depth of Field와 Depth of Focus를 혼동하는 경우가 많은데 이 둘은 개념적으로는 비슷할 수 있겠지만 엄밀히 말하면 전혀 다른 말입니다. 하지만 일단 둘을 구분하지 말고 DOF란 무엇인지 설명을 하도록 하겠습니다. 이론적으로 한 점에서 나오는 빛은 렌.. 공감수 9 댓글수 2 2014. 12. 8.
  • 비구면 렌즈 [머신비전 광학 기술 백서 #10]비구면 렌즈 비구면 렌즈는 말 그대로 비구면(非球面), 즉 구면이 아니라는 뜻입니다. 영어로는 Aspherical Lens라고 하여 구형(spherical)이 아니라는 뜻을 그대로 내포하고 있습니다. 그러므로 비구면 렌즈는 일반 렌즈와 달리 일정한 곡률을 지니지 않고 렌즈의 위치에 따라 곡률이 바뀌는 렌즈를 의미합니다. 위의 그림을 보시면 비구면 렌즈의 특징을 좀 더 확실히 아실 수 있습니다. 이 사진은 표면 연마를 막 끝낸 비구면 렌즈입니다. 아직 최종 centering 과정을 거치지 않아서 렌즈가 마운트에 접착되어 있는 것을 확인하실 수 있을 겁니다. 이 사진에서 반사된 빛의 패턴이 일반 렌즈와 달리 끝부분이 살짝 휘어집니다. 이처럼 비구면 렌즈는 중앙 부분과 가장자.. 공감수 7 댓글수 0 2014. 12. 8.
  • f number란 무엇인가 [머신비전 광학 기술 백서 #9]f number란 무엇인가 렌즈는 빛을 모으는 역할을 하는 도구입니다. 이런 렌즈의 특성으로 인해 렌즈에 들어오는 빛의 양은 렌즈의 성능을 결정하는데 아주 중요한 요소가 됩니다. 들어오는 빛의 양이 많으면 어두운 조명에서도 밝은 이미지를 얻을 수 있고, 빛의 양이 적으면 밝은 조명에서도 어두운 이미지를 얻을 수 있습니다. 이러한 빛의 양을 일정한 수로 나타낸 것이 f/number라는 값입니다. f/number는 초점거리를 빛이 통과하는 직경으로 나눈 값(f/#=f’/D)으로서 렌즈의 종류에 상관없이 같은 값을 가지면 같은 양의 빛이 들어오게 됩니다. f/#는 f/숫자로 표현하며 그 값이 클 때에는 들어오는 빛의 양이 적다는 의미이고, 반대로 값이 작아지면 들어오는 빛의 양.. 공감수 7 댓글수 0 2014. 12. 8.
  • 렌즈의 수차 #2, #3: 코마수차 & 비점수차 [머신비전 광학 기술 백서 #8] 렌즈의 수차: 코마 수차&비점 수차 오늘은 구면 수차에 이어서 자이델의 5수차 중 두 번째, 세 번째 단색 수차인 코마 수차와 비점 수차에 대해 설명하도록 하겠습니다. 1. 코마 수차 코마 수차는 비축(광축에서 벗어난 곳)의 한 점에서 진행해온 빛이 렌즈를 통과할 때 각 위치에 따라 적용되는 굴절률이 달라 한 점으로 초점이 맺히지 않고 아래 그림과 같이 혜성의 꼬리처럼 맺히는 수차입니다. 구면 수차는 렌즈의 곡률에 의해 광축 위에서 초점이 맺히는 위치가 달라지는 것이기 때문에 점이 원으로 나타나는 것인데 비해, 코마 수차는 점을 혜성의 꼬리 형태로 결상하기 때문에 Comet(혜성) 수차라고 부릅니다. 이 코마 수차는 구면 수차와 마찬가지로 조리개를 조임으로써 개선이 가능.. 공감수 3 댓글수 1 2014. 12. 3.
  • 렌즈의 수차 #1: 구면 수차 [머신비전 광학 기술 백서 #7] 렌즈의 수차: 구면 수차 광학계의 성능을 저해하는 요소에는 회절과 수차라는 두 가지 현상이 있습니다. 먼저 회절은 빛이 장애물을 만났을 때 장애물의 모서리에서 파동처럼 돌아서 진행하는 고유 특성이므로 피할 수 없는 물리적 현상입니다. 수차는 이와는 달리 설계성능과 실제 제작 후의 성능 차이를 말합니다. 조금 자세히 설명하면, 렌즈 설계시 물체점의 모든 점이 상면의 각 대응점에 한 점으로 결상되는 조건으로 설계를 하였으나, 제조 공차 즉 가공한 렌즈의 곡률, 렌즈 사이의 간격, 조리개 위치 등의 오차로 인해 한 점으로의 결상을 방해하는 현상이 수차입니다. 1. 회절 현상 빛은 입자성과 파동성을 동시에 띄고 있는 아주 특별한 “에너지의 이동”입니다. 회절이란 파동이 진행을 .. 공감수 7 댓글수 0 2014. 11. 7.
  • 렌즈 데이터 시트 읽는 방법 [광학 기술 백서 #6] 렌즈 데이터 시트 읽는 방법 렌즈를 선택할 때 혹은 구매 후 사용할 때 그 렌즈의 데이터 시트(사양 설명서)를 이용하면 여러 가지 정보를 얻을 수 있습니다. 언뜻 보면 매우 복잡하고도 조잡해 보이는 데이터 시트들 이지만, 하나하나 확인해 보면 생각보다 어렵지 않게 파악이 가능합니다. 오늘은 렌즈 제조사의 데이터 시트를 보면서, 어떤 정보를 찾을 수 있는지 보겠습니다. 예시 렌즈: Qioptiq(큐옵틱, (구)리노스)사의 Inspec x L 렌즈 (f/5.6, 105mm, 0.33x) 1. Working distance 및 경통 길이 찾기 이전 포스팅(2014/06/26 - [머신비전 기술 백서/광학] - 렌즈의 분류 방법)에서 설명한 것과 같이 산업용 단렌즈는 한 개의 배율을 가.. 공감수 0 댓글수 1 2014. 10. 16.
  • 렌즈의 해상력을 측정하는 MTF 그래프의 의미와 분석 [광학 기술 백서 #5]렌즈의 해상력을 측정하는 척도_MTF 그래프의 의미와 분석 렌즈의 성능을 평가하는 지표에는 해상력, 왜곡, 밝기 등이 있습니다. 이들 중 한 점에서 나온 수많은 광선들이 렌즈를 통과했을 때, 얼마나 다른 한 지점으로 작게 모이느냐를 측정하는 지표는 해상력입니다. 한 “점”을 다른 한 “점”으로 잘 모을수록(해상력이 좋을 수록) 이미지는 원본과 가까워 질 것입니다. 그림을 그릴 때, 펜 촉이 얇을수록 세밀한 그림을 그릴 수 있는 것과 같은 원리이지요. 이 해상력을 측정하는 방법으로 MTF (Modulation Transfer Function)을 분석하게 되는데, 이 MTF의 의미와 분석하는 방법에 대해 알아보겠습니다. lp/mm : 1mm안에 들어 있는 검은색과 흰색의 줄무늬 쌍의 .. 공감수 0 댓글수 4 2014. 8. 8.
  • 렌즈 결상과 성능 평가를 위해 알아야 할 3가지 [광학 기술 백서 #4] 렌즈의 결상과 성능 평가를 위해 알아두어야 할 3가지 개념_회절, 수차, MTF 렌즈란, 빛이 굴절률이 다른 매질로 각도를 가진 상태로 진행할 때 진행방향이 꺾이는 현상을 이용하여 빛의 경로를 바꾸는 광학장치입니다. 이러한 경로변경을 이용하여, 투과율이 높은 물질(유리)을 잘 가공하면 빛들을 한곳으로 모아 이미징을 할 수도 있고, 절단/마킹/치료등의 일상 생활에 관련된 일을 할 수 있습니다. 만약 다발을 정확히 한 점에 모을 수 있는 렌즈가 있다면, 실제 세상과 똑같은 해상도의 사진을 촬영할 수 있고, 정밀치료, 정밀가공 또한 가능하겠지만 실제로 렌즈는 아무리 시간과 돈을 투자하여 잘 만든다 해도 빛을 한 점으로 모을 수는 없습니다. 그 이유와 함께 렌즈의 결상과정에 대해 알아보.. 공감수 0 댓글수 3 2014. 8. 8.
  • 렌즈와 초점거리 사이의 거리 [광학 기술 백서 #3]렌즈와 초점거리 사이의 거리 렌즈를 구분할 때 흔히 광각 렌즈, 표준 렌즈, 망원 렌즈라는 말을 많이 씁니다. 그러면 이러한 렌즈의 성질은 무엇으로 구분을 하는 것일까요? 그리고 렌즈의 종류에 따라 나타나는 특징은 무엇이 있을까요? 오늘은 렌즈의 종류를 구분하는 방법과 이에 따른 특징들을 살펴보도록 하겠습니다. 렌즈란 무엇인가? 렌즈는 외부의 빛을 카메라 뒤쪽의 필름이나 센서에 도달할 수 있도록 모아주는 장치를 말합니다. 렌즈는 흔히 플라스틱이나 유리를 이용하여 제작을 하게 되고 이런 렌즈를 통과하는 빛은 렌즈 내부에서 굴절을 한 후 일정한 거리에서 한점에서 만나게 됩니다. 이 때 이렇게 빛이 만나는 점을 초점거리(f)라고 하며 이 초점 거리에 따라 렌즈의 중요한 특징들이 결정되어.. 공감수 4 댓글수 1 2014. 7. 18.
  • 렌즈의 결상 공식 [광학 기술 백서 #2]렌즈의 결상 공식 렌즈 결상 공식에서 가장 기본적인 식은? 렌즈는 기본적으로 스넬의 법칙(Snell's Law)라는 굴절 법칙에 의해 공식이 유도됩니다. 스넬의 법칙은 고등학생이라면 알만한 간단한 공식입니다. 하지만 스넬의 법칙에 쓰이는 sin 값은 렌즈 공식에서 좀더 간단히 표현하고자 테일러 공식을 통해 근사 되어 쓰입니다. 이 때 일반적인 경우에는 일차식만을 근사하여 사용하게 되고 이러한 근사값은 광축에 가까운 광선만이 일치하게 되어 근축광선의 공식이라고도 합니다. 이 때 좀더 정밀한 렌즈를 제작하기 위해서는 3차항, 5차항 등의 고차항까지 고려를 해야 합니다. 아무튼 일반적인 렌즈의 결상 공식은 일차항만을 고려하게 되므로 스넬의 법칙은 다음과 같이 근사할 수 있습니다. 그리고.. 공감수 0 댓글수 1 2014. 7. 2.
  • 머신비전 광학 기술_렌즈의 분류 방법 [광학 기술 백서 #1] 렌즈의 분류 방법 공간상의 한 점에서 나온 빛을 센서 위에 한 점으로 모아 이미징을 하는 장치인 렌즈는 제조사, 가격대 등 다양한 기준으로 분류할 수 있습니다. 이번 포스팅에서는 제가 중요하다고 생각하는 “렌즈의 성능”에 관련된 분류기준으로 1) 이미지 서클의 크기에 따라, 2) 초점 거리에 따라 그리고 3) 렌즈의 작동 원리에 따라 정리해 보겠습니다. 1. 이미지 서클의 크기 렌즈가 커버할 수 있는 센서의 크기에 따라 아래와 같이 분류할 수 있습니다. 통상 Large format으로 갈수록 렌즈의 가격이 급증하게 되는데, 이는 이미지 외곽부에서의 해상력과 왜곡수치를 제어하기 힘듦을 의미합니다. 현재 Large format렌즈는 약 80mm정도의 적당한 성능/가격의 렌즈들이 있으.. 공감수 2 댓글수 3 2014. 6. 26.
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