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머신비전 카메라 Camera Link 인터페이스 제대로 알아보기 머신비전 카메라 Camera Link 인터페이스란? Camera Link는 카메라, 케이블 및 프레임그래버를 포함해 과학 및 산업용 비디오 제품을 표준화 하기위해 설계되었으며, 글로벌 표준은 AIA(Automated Imaging Association)에서 유지 관리 합니다. Camera Link Interface Standard(1.0)은 2000년 10월에 발표되었으며, 1.1은 2004년, 1.2는 2007년에 채택하였고, Mini라고 불리는 SDR과 파워를 함께 공급하는 POCL이출시되었습니다. 2012년 2.0으로 업되이트 되며, 이전 버전과 정식 규격으로 통합 되었습니다. 현재 사용하는 버전은 2.1 버전 입니다. Camera Link는 확장성에 따라, Base, Medium, Full, Full Deca로 나눠져 있습니다. (출처 : https://www.automate.org/a3-content/vision-standards-camera-link) Camera Link 인터페이스의 장점? Camera Link 인터페이스의 장점은 높은 대역폭입니다. 하나의 케이블로 255MB/s의 높은 대역폭을 내며, 두개의 케이블로는 최대 850MB/s의 대역폭을 보장합니다. Camera Link 케이블의 종류 Camera Link 케이블은 크게 두가지가 있습니다. Camera Link Standard 라고 부르는 MDR 커넥터와 Camera Link Mini 라고 부르는 SDR 커넥터가 있습니다. 과거 Standard가 Cameralink 인터페이스의 표준이였으나, 센서의 크기와 카메라 크기가 작아짐에 따라 Camera Link Mini Cable이 개발되었고, 지금은 MDR보다 SDR이 더 많은 비중을 차지하고 있습니다. Camera Link 케이블로 카메라 전원을 공급받는 POCL도 일반 Camera Link 커넥터와 동일한 커넥터를 사용합니다. Camera Link 인터페이스의 케이블을 길고 안정적으로 사용하는 방법 Camera Link Cable의 권장 길이는 Base 기준 7m, Full 기준 5m 이지만, 실제 장비의 컨디션이 좋은 경우 10m 까지 사용하는 경우도 있습니다. 하지만 장비의 안정적인 운용을 컨디션에 의존할 수 없습니다. 하드웨어 구성품 중 Camera Link 리피터를 이용하면 카메라 기준 길이의 최대 2배까지 사용 가능하기 때문에 10m 이상의 길이를 사용할 때는 권장하고 있습니다. Cameralink Cable 길이 연장하는 방법 - 리피터 Camera Link 리피터를 사용하지 않고 쉽게 케이블 길이를 늘릴 수 있는 방법은 Euresys사의 Grablink Series를 사용하는 것입니다. Grablink Series에는 Ecco, Ecco+ 기능이 내장되어 있어 Grablink Base와 Grablink Full의 경우 케이블 길이를 늘리거나 같은 길이에서 전송속도를 최대 30%까지 높여 사용할 수 있으며, Grablink Full XR의 경우 최대 2배까지 사용할 수 있습니다. Cameralink Cable 길이 연장하는 방법 - Euresys Grablink Series의 ECCO/ECCO+ 기능 한 대의 카메라 이미지를 두 대의 PC에서 받는 방법 고해상도 이미지를 분석하는 경우 PC 한 대에서 처리하기 어려운 경우가 있습니다. 이러한 경우, 한 카메라에서 여러 이미지를 취득 후 PC 마다 다른 검사를 시행할 수 있습니다. 스플리터를 사용하게 되면 Master PC는 카메라 제어를 담당하고, Master PC / Slave PC 모두 이미지 취득이 가능하여, 고해상도 이미지를 효율적으로 처리할 수 있습니다. 스플리터를 이용한 이미지를 취득하는 방법 예시 머신비전 카메라 인터페이스의 발전 머신비전 카메라 인터페이스의 선택은 장비를 구성함에 있어서 매우 중요합니다. 머신비전 장비는 더 높은 검사 정도와 더 빠른 검사를 하기 위해 진화합니다. 그렇기 때문에 이미지 센서 또한 더 높은 해상도와 더 빠른 속도로 발전해 왔으며, 넓은 대역폭의 데이터를 안정적으로 전송하기 위해 새로운 인터페이스를 머신비전 시스템에 도입하게 되었습니다. 인터페이스 별 비교 그래프
2022.07.19수차의 종류 (Aberration type) 안녕하세요. 화인스텍 마케팅 팀입니다. 머신비전 솔루션 전문기업 화인스텍을 찾아주셔서 감사합니다. 오늘은 수차(Aberration)에 대해 이야기해 보겠습니다. 수차는 광학 시스템에서 계산상의 성능에 도달하지 못하는 주축 원인입니다. 수차(Abberation)의 종류는 아래와 같습니다. 물리적 수차 구면 수차 색수차 코마수차 시야 곡률 수차 1. 물리적 수차 물리적 수차는 빛이 원이이 아닌 렌즈의 자체 원인의 수차입니다. 렌즈를 제작할 때의 재질이 균일하지 않아 빛의 굴절률이 달라지거나 제조 중 혹은 제조 이후 렌즈에 들러붙은 보드나 먼지 등이 물리적 수차라고 보면 됩니다. 2. 구면 수차 위와 같이 구면렌즈는 상대적으로 제조가 간편하기 때문에 보편적으로 사용됩니다. 하지만 머신비전에서 사용할 때는 올바른 선택이 아닙니다. 중앙부 광선과 외부 광선의 초점이 맞지 않아 중앙부와 주변부의 초점 범위가 다릅니다. <사진 1> 구면수차가 있는 렌즈 <그림 2> 와 같이 구면수차를 없애기 위해서 새롭게 렌즈 설계를 합니다. 흔히 듣는 비구면 렌즈란 이런 것입니다. 초점을 한곳에서 맞출 수 있도록 까다롭더라도 새롭게 설게하여 중심부와 주변부의 초점을 한곳에 맞추게 됩니다. <사진 2> 비구면 렌즈 3. 색수차 색수차는 우리가 어릴 적 교과서에서 한줄기 빛이 삼각형 프리즘을 지나면서 무지개색이 나오는 것을 봤을 것입니다. 그것은 파장에 따라 빛의 굴절률이 다르다는 것을 증명합니다. 실제로 RED 조명으로 테스트하다가 BLUE 조명으로 바꾸면 초점이 흐려져 다시 맞춰야 하는데 이것이 색수차 때문입니다. 아래와 같이 색수차는 2가지로 나누어집니다. <그림 3> WD 방향의 종속 색수차 <그림 3>과 같이 파장에 따라 WD 조절하여 초점을 다시 맞춰야 하는 종축 색수차 <그림 4> 중심축 방향의 횡축 색수차 <그림 4> 와 같이 파장에 따라 중심에서 옆으로 번지는 횡축 색수차로 나뉩니다. 4. 코마수차 빛은 표현하기 좋게 직선으로 표시하지만 실제로 여러 각도에서 들어옵니다. 코마수차는 예를 들면 30도 각도의 같은 평행의 빛이 들어오면서 다른 위치에 초점을 맞추면서 발생합니다 <그림 5> 코마수차 5. 시야 곡률 수차 시야 곡률 수차는 평행으로 렌즈에 도달하는 빛이 중심을 기준으로 곡선을 그리며 초점이 어긋나는 것을 말합니다. 조금 전 이야기했듯 모든 빛은 여러 각도에서 렌즈에 도달합니다. 이것은 빛의 파장이 원인이 아니며 빛이 들어오는 각도에 따라 초점 맞는 위치가 달라지는 것입니다. <그림 6> 시야 곡률 수차 수차는 잘 모르고 지나갈 경우 왜이러지? 할 수 있고 정도의 차이는 있지만 피하기는 어렵다고 보실 수 있습니다. 실제로 수차가 잡힌 렌즈는 더 비쌀 수 밖에 없습니다. 지금까지 수차(Aberration)에 대해 포스팅했습니다. 감사합니다.
2022.07.11라인 스캔 카메라(LINESCAN CAMERA) 안녕하세요 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다. 오늘은 머신비전 카메라 중 크게 나눠서 Areascan Camera, Linescan Camera가 있는데 Area Camera는 모두가 접하고 있는 카메라(휴대폰, DSLR, 미러리스 등) 이기 때문에 따로 이야기하지 않겠습니다. 센서 부분만 보시면 될 것 같고요. Linescan Camera(라인스캔카메라)에 대해 알아보도록 하겠습니다. Linescan Camera(라인스캔카메라)는 우리가 흔히 쓰는 스캐너와 같다고 보시면 됩니다. 한 줄로 길게 찍는 거죠 <그림 1 > 라인 스캔 카메라와 영역 스캔 카메라의 구조 Linescan Camera(라인스캔카메라)는 아래 상황에 적합합니다. 1. 시료가 멈추지 않고 지나가야 하는 경우 2. Area Camera로는 커버가 되지 않는 경우 3. 한 방향의 조명에서만 영향을 받는 경우 4. 기타 Area Camera로 어려운 경우 Linescan Camera(라인스캔카메라)는 센서의 종류에 따라 Mono : Single, Dual, Quad, TDI(Time Delay Integration) Color : Bayer, Bilnear, Trilinear, 3-Sensor(3 Chip), 4-Sensor(4 Chip), Quad linear 로 나누어집니다. <그림 2> Mono Sensor의 차이 Mono Linescan Camera의 경우 라인의 수가 많을수록 그 수만큼 오버랩 하여 값을 가져오기 때문에 같은 조명, 같은 속도에서 더 좋은 이미지를 가져올 수 있습니다. HDR의 다중노출 기술과 비슷하다고 생각하면 됩니다. <그림 3> Color Linescan Sensor의 종류 위 이미지는 Color Linescan Camera(컬러 라인 스캔 카메라) 센서의 종류입니다. Linear 방식은 Mono Dual line 과 비슷합니다. RGB 값을 오버랩 합니다. 3-Sensor만 프리즘 방식으로 RBG를 분리하며, NIR이 포함된 4-Sensor 타입도 있습니다. 프리즘 방식의 이미지 퀄리티가 가장 좋습니다. 지금까지 Linescan Camera(라인스캔카메라)에 대해 알아봤습니다. 다음에는 Linescan Camera(라인스캔카메라)와 떨어질 수 없는 엔코더를 알아보도록 하겠습니다.
2022.05.11