투명 소재의 신뢰성 높은 검사를 위한 심자외선(Deep UV) 이미징
접착제와 수지 같은 투명 소재는 광학적 특성으로 인해 이미지 컨트래스트가 충분히 확보되지 않는 경우가 많아 일반적인 머신비전으로 검사하기 어렵습니다. 280nm Deep UV 조명과 Basler UV 카메라 기술을 결합하면 투명 소재를 더욱 선명하게 가시화하여 자동 검사가 원활하게 이루어지도록 지원하고 시스템 설계의 유연성도 높일 수 있습니다.
투명 소재 검사가 어려운 이유
산업 제조 분야에서는 투명 접착제와 수지가 폭넓게 사용되며, 이러한 제조 환경에서는 소재가 제대로 도포되었는지, 어떻게 분포되어 있는지, 도포 품질이 적절한지를 확인하는 것이 중요합니다. 하지만 소재가 투명하기 때문에 자동 광학 검사에 어려움이 있습니다.
이러한 소재는 가시광 영역(약 400~780nm)의 빛을 대부분 통과시킵니다. 알루미늄과 같은 반사성 표면에 도포하면 기판의 반사광이 이미지에 크게 영향을 미쳐 소재와 배경을 구분하기 어려울 정도로 컨트래스트가 낮아질 수 있습니다.
조명이나 촬영 각도를 조정하면 소재를 더 잘 보이게 할 수 있지만 산업용 비전 시스템에서는 일관된 이미지 획득을 위해 카메라 위치를 고정해야 하는 경우가 많습니다. 까다로운 어플리케이션에서는 조명을 추가로 구성하거나 여러 방향에서 촬영해야 할 수 있어 시스템이 복잡해지고 검사 시간과 장비 비용도 늘어날 수 있습니다.
Deep UV 조명으로 투명 소재가 선명하게 보이도록 하는 방법
가시광과 달리 약 280nm의 Deep UV 광은 일부 투명 접착제와 수지에 더 강하게 흡수되지만, 알루미늄 같은 반사성 기판에서는 카메라 방향으로 반사됩니다. 이처럼 파장에 따라 빛에 대한 반응이 달라지기 때문에 투명 소재는 밝은 배경과 대비되어 어둡게 나타납니다.
가시광과 Deep UV 비교: 접착제 컨트래스트 향상
이 비교를 통해 적절한 파장을 선택할 경우 카메라의 촬영 위치를 변경하지 않고도 이미지 컨트래스트를 크게 향상할 수 있음을 확인할 수 있습니다.
실제 적용 사례에서 280 nm 파장의 심자외선(DUV)을 사용하여 투명 접착제와 알루미늄 기판을 명확하게 구분할 수 있었으며, 단 1 ms의 노출 시간으로 이미지 획득이 가능합니다. 이는 고해상도 이미지 대비 짧은 영상 획득 시간이 동시에 요구되는 검사 애플리케이션에서 DUV 이미징 기술의 활용 가능성을 보여줍니다.
컨트래스트가 향상되면 접착제 존재 여부 확인, 경계 감지, 면적 측정 등의 후속 이미지 처리를 보다 정확하게 수행할 수 있습니다.
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Basler ace 2 X UV: 가시광 영역 밖의 이미지 디테일까지 포착
Deep UV 조명만 사용해서는 효과적인 이미지 획득이 어렵습니다. 일반 산업용 카메라와 렌즈는 대부분 가시광에 최적화되어 있어 280nm 파장에서는 감도나 광학 투과율이 제한될 수 있습니다.
Sony Pregius S IMX487 센서를 탑재한 Basler ace 2 X UV 카메라는 200~400nm 자외선 영역에서 감응
카메라를 자외선 투과 광학계 및 Deep UV 동축 조명과 함께 사용하면 일반적인 가시광 시스템으로는 구현하기 어려운 이미지 컨트래스트를 확보할 수 있습니다.
안정적인 성능을 구현하려면 소재의 흡수 특성, 기판 반사율, 광학 투과율 및 검사 시 카메라·조명·오브젝트의 배치 관계를 종합적으로 고려해 카메라, 렌즈 및 조명을 함께 선택해야 합니다.
투명 소재를 검사할 때 단순히 카메라 해상도를 높이는 것만으로는 충분하지 않습니다. 핵심 과제는 충분한 컨트래스트를 확보하는 것입니다. 280nm Deep UV 조명, 자외선에 감응하는 카메라 및 적합한 광학계를 결합하면 일반적인 조명에서는 구분하기 어려운 접착제 패턴을 뚜렷하게 확인할 수 있습니다. 이를 통해 엔지니어는 보다 신뢰성 높은 자동 검사를 위한 기반을 확보할 수 있습니다.
자동 검사에서 Deep UV 이미징의 장점
Deep UV 이미징을 활용하면 투명 소재를 배경과 더욱 명확하게 구분할 수 있어 산업용 품질 검사에 새로운 가능성을 제공합니다.
투명 소재의 가시성 향상: 이미지 컨트래스트가 높아져 접착제의 존재 여부, 분포, 경계 및 도포 범위를 더욱 효과적으로 검사할 수 있습니다.
비전 시스템 설계의 유연성 증가: 어플리케이션 조건에 따라 고정 위치 이미징을 적용하면 여러 촬영 각도나 복잡한 조명 구성의 필요성을 줄일 수 있습니다.
검사 주기 단축 가능성: 고출력 Deep UV 조명을 사용하면 노출 시간을 줄일 수 있어 처리 시간에 제약이 큰 자동 검사 공정에도 적용할 수 있습니다.
이 Deep UV 이미징 원리는 접착제 검사뿐만 아니라 소재의 자외선 흡수 특성, 기판, 검사 요건에 따라 다른 투명 수지나 유리 소재에도 적용할 수 있습니다.
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