복잡한 3D 형상 및 피사계 심도 확장을 위한 컴팩트한 Scheimpflug 기반 이미징 솔루션
초기 테스트부터 실제 적용까지, 통합을 간소화하는 맞춤형 솔루션
기울거나 돌출된 복잡한 표면의 검사 효율을 높이기 위해선, 사용 가능한 초점 영역을 확장할 수 있는 Scheimpflug 이미징이 필요할 수 있습니다. 그러나 광학, 알고리즘, 기구 설계 전반에 걸친 이 기술의 통합은 복잡할 수 있습니다. 당사의 컴팩트한 맞춤형 솔루션은 FPGA 기반의 고속 처리 알고리즘과 정밀한 기구 설계를 결합해, 개념 검증부터 실제 적용까지 통합을 간소화합니다.
Scheimpflug 이미징이 필요한 이유?
머신비전 검사에서 검사 대상은 종종 기울어진 표면, 굴곡, 비아, 홈, 측벽과 같은 3D 구조를 가지고 있어 일반적인 상면 촬영으로는 중요한 디테일을 놓칠 수 있습니다. Scheimpflug 이미징은 초점면을 기울어진 물체 표면에 맞춰 정렬함으로써, AOI 시스템이 시야 전체에서 보다 선명하고 정밀한 정보를 확보할 수 있도록 해줍니다.
이 기능은 반도체 패키징 검사, PCB 품질 관리, 디스플레이 패널 결함 검출 등과 같은 첨단 제조 공정에서 핵심적인 역할을 합니다.
주요 통합 과제 해결
스킴프플러그 이미징은 기울어진 각도에서 검사 효율과 디테일을 향상시키지만, 효과적인 적용을 위해서는 광학 정렬부터 알고리즘 최적화, 시스템 전체 통합까지 복합적인 과제를 해결해야 합니다.
확장된 피사계 심도: NA 조정과 Scheimpflug의 결합
피사계 심도를 확장하기 위해 NA(수치 조리개)를 낮추는 방식이 널리 사용되지만, 이로 인해 해상도와 대비가 희생되는 경우가 많습니다.
Scheimpflug 원리를 적용한 시스템은 초점면을 기울여 물체의 표면 형상에 맞춰 정렬합니다. 이 방식은 이론적인 피사계 심도를 증가시키는 것은 아니지만, 특히 기울어지거나 불균일한 표면에서도 더 넓은 영역을 선명하게 유지할 수 있어, 실제로는 피사계 심도가 확장된 것과 같은 효과를 제공합니다.
Scheimpflug 이미징은 특정 어플리케이션에서 NA 감소로 인한 성능 저하를 효과적으로 상쇄할 수 있는 유용한 솔루션입니다.
왜곡 보정: 실시간 알고리즘 보정
기울어진 시야각에서는 원근감에 의한 사다리꼴 왜곡이 발생해, 가까운 대상은 크게, 먼 대상은 작게 보입니다. 이 왜곡은 정밀 측정에 직접적인 영향을 줍니다.
당사의 실시간 왜곡 보정 알고리즘은 이미지 좌표를 실제 물리 좌표에 정밀하게 매핑하여 원근 왜곡을 제거하고, 실제 형상의 비율을 복원합니다. 또한, 렌즈에서 발생하는 방사형 왜곡도 함께 보정하여 서브픽셀 수준의 정밀도를 구현하며, 5ms 이내의 빠른 처리 속도로 실시간 검사를 지원합니다.
대비 향상: 균일도 80% 개선 알고리즘
Scheimpflug 이미징은 렌즈 수차, 기울기 각도에 따른 조명 변화, 센서 각도 효과로 인해 가장자리 대비가 저하될 수 있습니다. 당사의 FPGA 기반 알고리즘은 품질 분포 맵을 활용해 이미지의 각 영역별로 게인을 조정함으로써, 대비 균일도를 80% 향상시킵니다. 이로써 에지 선명도를 유지하면서 노이즈를 줄이고, 시야 전체에 걸쳐 일관된 이미지 품질을 제공합니다.
Scheimpflug 설계, 이미지 처리에 어려움이 있으신가요? 지금 상담해 보세요.
FPGA 전처리: CPU 부하 없이 실시간 처리
이미지 전처리가 메인 CPU 성능에 영향을 주지 않도록, 왜곡 보정과 대비 향상 기능을 모두 FPGA 하드웨어에서 구현했습니다. FPGA의 병렬 구조는 이미지 처리에 최적화되어 있어, CPU 기반 방식보다 10~50배 빠른 속도를 달성합니다. 또한 파이프라인 아키텍처 덕분에 이미지가 유입되는 즉시 전처리를 완료해, 지연 없는 실시간 처리가 가능합니다.
이로 인해 메인 CPU는 검사 알고리즘 수행에 전념할 수 있어, 시스템 전체의 효율이 극대화됩니다. 또한 FPGA는 동일한 처리 성능을 제공하면서 GPU 대비 소비 전력이 1/10 수준으로 매우 낮아, 장기적인 산업용 운영에서 경제적인 이점을 제공합니다.
빠른 각도 테스트: 맞춤형 하드웨어 설계
최적의 틸트 각도를 찾는 것은 매우 중요하지만 시간이 많이 소요되는 작업입니다. 당사의 맞춤형 렌즈 마운트 하드웨어는 내장된 각도 표시기를 통해 유연한 조정이 가능하며, 프로토타이핑과 통합 속도를 높여줍니다. 명확한 눈금 표시로 직관적이고 반복 가능한 각도 설정이 가능하며, 표준화된 인터페이스를 통해 주요 카메라 및 렌즈와의 호환성도 확보되어, 생산 설계 확정 전 실험실 테스트와 최적 각도 도출에 이상적인 솔루션입니다.
컴팩트한 틸트 마운트 카메라 솔루션
실제 시스템 통합 과정에서 Scheimpflug 이미징은 정렬 문제와 기구적 복잡성 증가라는 과제에 자주 직면합니다. 이는 주로 기존 카메라 하우징이 유연한 틸트 각도를 지원하지 못하기 때문이며, 특히 스크린 인쇄 검사나 평면 대상 스캔처럼 특수한 각도 조정이 필요한 경우에 문제가 더욱 두드러집니다.
당사의 틸트 마운트 카메라 솔루션은 고정된 Scheimpflug 각도를 센서 평면에 최적으로 정렬된 컴팩트한 하우징에 직접 통합하여, 외부 마운트와 복잡한 정렬 과정을 제거합니다. 이 설계는 기구 통합을 단순화하고 안정성을 높이며, 전체 시스템 크기를 최대 30~50%까지 줄여 프로토타이핑과 양산 환경 모두에 적합한 솔루션을 제공합니다.
맞춤형 틸트 카메라 마운트가 필요하신가요? 지금 바로 문의해 주세요.모통합 과제는 모두 다릅니다. 당사는 틸트 각도, 센서 정렬, 알고리즘 최적화를 고객 요구에 맞게 맞춤화하여, 아이디어 구상부터 양산까지의 전환 속도를 높이고, 장기적인 성능에 대한 신뢰를 제공합니다.
컴팩트하고 유연한 올인원 Scheimpflug 이미징 솔루션
Basler의 컴팩트한 올인원 Scheimpflug 이미징 솔루션은 고급 기구 설계, 지능형 펌웨어, FPGA 기반 고속 처리를 하나의 플랫폼에 통합하여, 3D 구조 특성을 가진 대상의 검사를 위한 Scheimpflug 기술 도입을 한층 간소화합니다.
주요 이점은 다음과 같습니다:
3~10배 확장된 피사계 심도와 80% 향상된 대비 균일도로, 복잡한 3D 형상을 선명하고 안정적으로 포착
왜곡 보정과 고정밀 처리를 FPGA로 가속화하여, 검사 속도와 정밀도를 대폭 향상
컴팩트한 맞춤형 폼 팩터로 전체 시스템 크기를 30~50%까지 줄이며 공간 제약이 있는 생산 환경에서도 빠르고 간편하게 통합 가능
