산업용 휘도 검사를 위한 오토 포커스 솔루션 탐색하기

오토 포커스 기능은 소비자용 카메라의 표준 기능이 되었지만, 산업용 이미지 영역에서는 혁신이 필요합니다. 이 문서에서는 다양한 오토 포커스 옵션과 그 장단점을 간략하게 설명하여 특정 어플리케이션에 적합한 솔루션을 선택하는 방법을 이해하는 데 도움을 줍니다.

산업 검사에서 오토 포커스가 필요한 시나리오에는 어떤 것이 있을 수 있습니까?

오토 포커스 기능은 정확한 분석, 측정 및 품질 관리를 위해 물체나 장면에 선명한 초점을 유지하는 것이 중요한 산업 검사 어플리케이션에서 매우 유용한 기능입니다. 다음은 오토 포커스 기능이 일반적으로 필요한 산업 검사 시나리오입니다.

가변 피사체 거리: 오토 포커스는 다양한 피사체 거리에 관계없이 이미지를 선명하게 처리하므로 수동으로 조정할 필요가 없습니다.
처리량이 많은 환경: 오토 포커스 기능은 빠르게 변화하는 환경에서도 초점을 유지하여 이미지 캡처 효율성을 최적화합니다.
정밀 검사: 오토 포커스 기능은 세부 검사 작업에서 정밀한 초점을 보장하여 분석 또는 품질 관리의 오류를 줄여줍니다.
원격 모니터링: 오토 포커스 기능은 원격 또는 접근하기 어려운 위치에 있는 카메라의 초점 설정을 원격으로 조정하여 유지 관리 및 모니터링을 간소화합니다.
렌즈 변경 또는 교체: 오토 포커스 기능은 렌즈 변경을 간소화하여 가동 중단 시간을 최소화하고 다양한 설정에서 일관된 이미지 품질을 유지합니다.

산업 환경에서 흔히 발생하는 오토 포커스 문제

다양한 높이를 선명하게 보려면 조리개를 작게(F값을 크게) 하여 피사계 심도(DoF)를 넓게 설정하십시오. 그러나 이렇게 하면 충분한 밝기를 위해 더 긴 노출이 필요합니다. 고속 어플리케이션에서는 충분한 빛을 확보하기 위해 더 넓은 조리개(더 작은 F값)가 필요하지만 피사계 심도가 제한되어 초점에 영향을 미칩니다.

조리개와 DoF가 초점에 미치는 영향 — 조리개가 넓을수록(F값이 작을수록) DoF가 얕아집니다.

다양한 오토 포커스 방식과 그 장단점은 무엇입니까?

전문가용 이미지 처리에서 오토 포커스 방식은 일반적으로 액티브와 패시브의 두 가지 범주로 나뉩니다. 두 가지 방식 모두 산업용 어플리케이션에서 사용되며 각각의 장점과 한계가 있습니다. 지금부터 하나씩 살펴보겠습니다.

액티브 자동 초점

액티브 자동 초점 시스템에서는 거리 감지 장치를 사용하여 작업 거리를 계산한 다음 그에 따라 이미징 시스템을 배치합니다. 산업 환경에서 가장 일반적인 솔루션은 레이저 자동 초점입니다.

레이저 오토 포커스 솔루션은 어플리케이션의 작동 거리를 예측할 수 없을 때 유용합니다. 또한 거리 감지 속도와 정확도가 뛰어납니다.

그러나 하드웨어 설정이 다소 복잡하기 때문에 자연히 비용이 높아집니다. 또 다른 단점은 유연성이 낮다는 점입니다.

패시브 오토 포커스

두 가지 패시브 자동 초점 방식이 있는데 하나는 위상차 검출 자동 초점(PDAF)이고 또 다른 하나는 콘트라스트 검출 자동 초점(CDAF)입니다.

PDAF는 일반적으로 소비자용 카메라 센서에 통합되지만 대규모 산업 프로젝트에 맞게 커스터마이징할 수 있습니다.

CDAF 시스템에서는 작업 거리 변화에 따라 여러 이미지를 캡처하고 평가를 통해 초점을 맞춘 이미지를 골라냅니다. 시스템 아키텍처가 간단하고 비용이 저렴하며 유연성이 뛰어나기 때문에 CDAF 솔루션은 산업 시나리오에서 폭넓게 활용되고 있습니다. 하지만 시스템 통합업체는 초점 렌즈와 오토 포커스 알고리즘을 통합하기 위한 프로그램을 개발해야 합니다.

나만의 오토 포커스 솔루션을 선택하고 개발하는 방법은 무엇입니까?

엔지니어링 분야에서는 일반적으로 모든 문제를 한 번에 해결할 수 있는 완벽한 솔루션은 없습니다. 오토 포커스 솔루션의 적합성은 어플리케이션 요구 사항에 따라 달라집니다.

다음 비교 차트는 산업용 오토 포커스 방식에 대한 다양한 접근 방식의 장점과 한계에 대한 종합적인 개요를 제공합니다. 재초점 속도, 결과 정확도, 시스템 유연성, 복잡성 및 비용을 기준으로 네 가지 자동 초점 방식을 비교했습니다.

How to select and develop your own autofocus solution — * Note: in this chart, the speed for CDAF involves the use of a liquid lens, providing a faster re-focusing mechanism.

따라서 프로젝트에 더 높은 정확도가 필요한 경우 비용과 시스템 복잡성이 높아지더라도 레이저 기반 오토 포커스 방식이 최적의 선택입니다. CDAF 솔루션이 제공하는 속도와 정확도가 이미 프로젝트 요구 사항을 충족한다면 모든 면에서 뛰어난 가장 비용 효율적인 옵션으로 돋보입니다. CDAF 방식을 선택할 경우 다음 사항을 고려하십시오.