이번 포스팅은 머신 비전 렌즈에 대한 간단한 용어 설명과
렌즈 라인업을 읽는 방법을 알아보고자 합니다!

머신비전 렌즈 가이드 북을 처음 접하시는 분들이나
사양을 어떻게 읽어야 하는지 어려움을 겪는 분들을 위해 이번 포스팅을 준비했습니다.

화인스텍과 함께 머신비전 렌즈의 기본 용어를 이해하고 요구사항에 적합한 렌즈를 선택해 보세요.

" 머신비전 렌즈, 어떤 기준을 가지고 분류될까? "

머신비전 렌즈는 일반적으로 렌즈의 종류에 따라 나눠지기 때문에

렌즈별 특징을 먼저 이해하여 적절한 머신비전 렌즈를 선택하는 것이 중요합니다.

대표적인 머신비전 렌즈 브랜드로는 VS Technology, VICO Imaging, Optotune, DZOPTICS가 있습니다.

머신비전 렌즈는

CCTV 렌즈, 매크로(Macro) 렌즈, 텔레센트릭(Telecentric) 렌즈,

줌(Zoom) 렌즈 및 Microscope 렌즈 등으로 나눠집니다.

처음 머신비전 렌즈 가이드북을 접하시는 분들은
많은 카테고리로 분류된 렌즈 라인업을 보시고 어려움을 느끼실 수도 있지만,

전혀 그렇지 않습니다!

일반적으로 머신비전 렌즈는 위에 언급드린 6개 분류에서 벗어나지 않는다는 사실만 기억해주세요!

이처럼 아래 화인스텍의 2D 가이북의 VS Technology 렌즈의 많은 라인업이 기재되어 있지만
크게 3가지 종류의 머신비전 렌즈로 분류 된다는 것을 알 수 있습니다.

화인스텍 2D 가이드북 - 머신비전 렌즈 VS Technology 제품 라인업

머신비전 렌즈 종류에 따라 분류한 VS Technology 제품

그럼 우선 간단하게 머신비전 렌즈의 특징에 대해서 알아볼까요?

머신비전 렌즈의 종류 및 특징

화인스텍 2D 가이드북 머신비전 렌즈 종류와 특징

일반적으로 머신비전 렌즈는 고배율용 매크로 렌즈와 무한대 영상용 CCTV 렌즈로 분류됩니다.

위 표에서 보시는 것처럼 CCTV 렌즈는 조리개의 조절과 배율 변경이 가능하며, DOF(Depth of field)가 무한 광학계인 것이 특징인 렌즈입니다.

이는 렌즈와 이미지 센서 사이의 거리가 무한대로 설정될 수 있기 때문에 원거리 관찰에 적합하며 넓은 FOV와 저렴한 가격으로
감시용 애플리케이션에 많이 사용됩니다.

*DOF(Depth of field): 영상의 초점이 선명하게 맺혀지는 피사체 거리의 범위

반면 매크로 렌즈는 근접 피사체와 렌즈 간의 거리가 짧은 것이 특징이며 CCTV 대비 왜곡이 적습니다.

텔레센트릭 렌즈는 조리개가 변경되는 매크로 렌즈와 달리 배율과 WD(Working distance)가 고정되어야 한다는
특징이 있습니다. 매크로 렌즈는 대부분 초점 조절 없이 특정한 WD를 위해 제작되었으므로 사용하는 카메라의 위치가 정확히 설정되어야 합니다.

렌즈 사양서 읽는 법

머신비전에서 렌즈를 선별할 때 렌즈 유형, 조리개 조정 가능 유무, 배율 조정 가능 유무, 렌즈 사이즈 외 기타 등으로 나눠집니다.

이를 활용하여 매크로 렌즈와 CCTV 렌즈의 라인업을 자세히 알아보겠습니다.

아래 이미지는 VS Technology의 렌즈의 매크로 렌즈와 CCTV 렌즈의 라인업 일부분입니다.

화인스텍 2D 가이드북 VS Technology CCTV 렌즈와 MACRO 렌즈 라인업

위 사양서에서 크게 모델명, Mag., WD(mm), Image Circle, Mount, Focal Length 등으로 분류했음을 확인할 수 있습니다.
여기서 Mag.은 Magnification로 렌즈의 배율입니다. 그리고 WD(mm)는 Working Distance이며 렌즈 앞단에서 물체까지의 거리입니다.

머신비전 렌즈 선정 시 고려해야할 사항

위의 렌즈의 사양을 보면 주로 Image Circle로 나눠지는 것을 알 수 있습니다. Image Circle이란 렌즈가 만들어내는 최대 센서 영역을 뜻 하며 인치로 표기됩니다.

여기에서 꼭 알아야 하는 사실이 있습니다! 머신비전에서 1인치는 아래와 같이 22.6mm로 일반적으로 표기되는 인치 치수와 기준이 다릅니다.

이미지 서클에서 1인치는15.9mm이며 센서 형태에 따라 달라집니다.

화인스텍 2D 가이드북 이미지서클

카메라 센서의 크기와 이미지 서클의 크기는 렌즈 선택에 있어서 호환성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.

적절한 이미지 서클 크기를 가진 렌즈를 선택하면 센서의 영역 내에서 최상의 이미지 품질을 얻을 수 있습니다.

하며 C, CS, M, S, F, Mxx 마운트로 나눠집니다. 
일반적으로 C-Mount가 머신비전에서 가장 많이 쓰이는 마운트입니다. 마운트에 관한 자세한 내용은 아래 포스팅을 확인해 볼 수 있습니다.

다음으로 VS Technology의 CCTV 렌즈 사양서를 보면 Focal Length(초점거리)라는 항목이 있습니다. Focal Length는 렌즈의 중심에서 빛이 모여 초점이 맞춰지는 지점까지의 거리를 나타내며 FOV 및 WD의 사양을 선정하기 위한 기준 값입니다.

머신비전 렌즈 초점거리

다음으로는 텔렉센트릭(Telecentric) 렌즈를 살펴볼까요?

텔레센트릭 렌즈는 정확한 측정을 위해 작업 거리(WD)가 고정되어야 합니다. 또한, 이러한 렌즈는 고배율, 라인스캔, 마이크로스코프 등 다양한 종류로 분류되어 다양한 응용 분야에 활용됩니다.

화인스텍 2D 가이드북 VS Technology Telecenttric 렌즈 라인업

위의 항목 중 NA(Numerical Aperture)는 광학에서 빛을 받아들이거나 내보내는 각도의 특징을 나타내는 수입니다.
NA값이 높을수록 시스템은 더 많은 빛을 받아들이고 내보낼 수 있어서 더 밝고 선명한 이미지를 만들어내기 때문에 분해능·밝기·초점심도 등을 결정하는 매우 중요한 수치입니다.

Resolution(단위:µm)은 미세하게 서로 떨어져 있는 두 점을(흑,백) 구분할 수 있는 단위입니다.
일반적으로 Resolution 값이 더 작을수록 더 높은 해상도를 갖습니다. 이는 정밀한 측정 및 검사에 매우 중요하게 작용합니다.

*분해능(resolution): 이미지나 영상에서 미세한 디테일이나 세부사항을 구별하는 능력. 즉, 더 작은 물체나 선 등을 분리하고 구별할 수 있는 능력을 의미.

*밝기: 이미지나 영상에서의 밝기는 해당 영역이나 물체의 광도를 나타내는 것으로, 각 픽셀이나 화소의 밝기 수준을 말합니다.

*초점심도: 이미지나 영상에서 전체 영역이나 물체가 초점이 맞는 정도를 나타내는 지표. 일반적으로 초점심도가 넓을수록 전체 영역이나 물체가 선명하게 보이게 됩니다.

이번 포스팅을 통해 머신 비전 렌즈의 다양한 종류와 특징에 대해 간략히 살펴보았습니다.
렌즈의 종류별 특징을 이해하고, 렌즈 라인업을 이해함으로써 머신 비전 시스템을 구축하거나 업그레이드하는 과정에서 보다 적합한 렌즈를 선택할 수 있습니다.

지금까지 나왔던 용어 이외에 많이 사용하는 용어들을 표로 정리했으니 한번에 확인해 보세요!

- 렌즈 사양서 용어 정리 -

이외에도 머신비전 용어 및 카메라,렌즈,보드,3D에 관한 정보가 궁금하시다면

화인스텍 홈페이지에 방문하여 머신비전 가이드북을 요청 해보시길 바랍니다!

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