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더 좋은 광학 부품 = 보다 나은 시스템 성능

대물렌즈 및 테스트 방법 | 이미징 결과 | 실제 용도부터 실험실까지

보다 나은 이미징 시스템 성능을 원하십니까? 모든 것은 광학 부품에서부터 시작됩니다!

Vision Engineering with Data Matrix Scanning Application

machine vision 용도의 성공은 정확도, 재현 가능성, 그리고 속도를 보장하기 위한 광학 부품의 품질에 달려 있습니다. 이러한 특성들은 시스템 성능에 중요한 역할을 할 뿐 아니라 더욱 중요한 것은 이 특성들이 기업의 수익성과 전반적인 고객 만족에 직접적인 영향을 준다는 점입니다. 최고의 가격 대비 성능비를 확보하는 데 있어 Edmund Optics의 TECHSPEC® 이미징 부 은 디자인부터 원형 제작, 그리고 대량 생산에 이르기까지 최적의 제품입니다. 더욱이, 전문 이미징 지원팀과 다운로드 가능한 엔지니어링 파일들을 통해 통합을 쉽게 만들어 드립니다! 말만 듣지 말고 직접 여러분이 확인해 보십시오. 귀사의 다음 프로젝트와 무료 평가용 샘플을 받을 자격이 되는지 상담하시려면 지금 연락하십시오.


실험 보고서: EDMUND OPTICS 이미징 렌즈 비교

대물렌즈: 광학 부품이 사실 이미징 시스템에 별 문제가 되지 않는다는 일반적인 미신이 잘못되었음을 입증하기 위해 우리는 Edmund Optics가 디자인 및 생산한 compact fixed focal (CFF) lens와 유명한 경쟁사의 제품을 비교 테스트했습니다. 당사는 더 좋은 광학 부품 = 보다 나은 시스템 성능이라는 공식을 증명하기 위해 동일한 디자인(fixed focal), focal length (16mm), 그리고 설정(f/2.8)의 렌즈를 사용했습니다.

장비:

  • #84-363 Allied Vision Manta G-504 Monochrome CCD Camera, 5MP Resolution, 2/3" Format
  • #58-835 101 x 101mm Glass Star Array Target
  • #59-870 TECHSPEC 16mm Compact Fixed Focal Length Lens, f/2.8로 설정
  • 경쟁 제품 16mm Fixed Focal Length Lens, f/2.8로 설정
  • Diffuse Line Light

테스트 방법: 코드가 기록된 인슐린 병 한 줄을 Edmund Optics TECHSPEC 16mm Compact Fixed Focal Length Lens 와 카메라로부터 field of view에 3개의 병이 나란히 들어 오고 병의 2D data matrices가 카메라를 향하도록 세팅했습니다. imaging-axis에 수직인 평면에 일렬로 배열하기 위해 신중을 기했습니다. diffuse line light는 카메라와 병 사이에 배치되므로 카메라가 빛을 "바라보게 되며", 빛은 field of view 전체적으로 고른 조명이 이루어지도록 정렬되었습니다. 병을 동일 평면에 배열하기 위해 고정 장치(레일)를 사용했으며 카메라 각도는 두 개의 바깥쪽 병에 대한 최상의 초점을 찾음과 동시에 피사체 평면이 기울어지지 않도록 조절했습니다.

이미징 결과: Edmund Optics TECHSPEC 16mm Compact Fixed Focal Length Lens 와 경쟁업체의 렌즈 모두 이미지를 생성하기 위해 동일한 방법과 설정을 이용했습니다. 두 가지 렌즈의 apertures는 f/2.8로 설정되었으며 working distance는 동일하게 유지되었습니다. 셔터(노출 시간)는 렌즈 간에 차이가 없었습니다. 이미지 가운데와 가장자리에서 코드의 가독성과 contrast를 비교하십시오. 경쟁사의 렌즈는 on-axis에서 초점을 잘 잡지만 blurring이 심하고 좌우에서 코드 contrast가 감소합니다. Edmund Optics TECHSPEC lens는 on-axis 및 off-axis에서 모두 동일한 성능을 보였습니다.

Edmund Optics (위) – 전체 이미지에 걸친 우수한 성능
f/2.8로 설정된 #59-870 TECHSPEC 16mm Compact Fixed Focal Length Lens에서는 field of view 전체에 걸쳐 높은 contrast의 이미지를 제공합니다.

경쟁 제품(아래) – 가장자리에서 성능 저하
f/2.8로 설정된 경쟁사의 16mm Compact Fixed Focal Length Lens는 중앙에서 초점이 잘 맞지만 가장자리에서 광학수차가 뚜렷하게 나타납니다.

Data Matrix Scanning

그림 1: Data Matrix 스캐닝

결론: 다수의 특정 광학수차를 조합하면 전체 화질이 저하될 수 있습니다. 이미징 결과에서 뚜렷하게 나타난 바와 같이 경쟁사의 렌즈는 field-curvature 문제로 인해 전체 시야에 걸쳐 단일 평면에서 선명하게 초점을 잡을 수 없습니다. Edmund Optics의 TECHSPEC 16mm Compact Fixed Focal Length Lens는 전체 시야에 걸쳐 정확한 초점을 유지해 세 개의 코드를 높은 contrast로 선명하게 판독할 수 있어, 이 사례에서 신뢰성을 높이고 rate of the line을 증가시켜 결국 시스템 처리 속도를 향상시킵니다. 실제 용도에서 이는 여러분이 TECHSPEC lens의 지정된 field of the view 안이라면 어디에서든 높은 resolution과 고품질 이미지를 얻을 수 있음을 의미합니다. 이미지는 진정 천 단어의 가치를 갖고 있으며 당사는 더 좋은 광학 부품 = 보다 나은 시스템 성능이라는 공식이 성립되는 이유를 보여 드렸습니다.


실험 보고서: 실제 용도부터 실험실까지

다양한 이미징 렌즈 간의 resolution 차이를 테스트하려면 직접 비교해 보실 것을 권장합니다. 대물렌즈를 비교하는 간단한 방법은 #58-835 Star Target Array와 같은 테스트 타겟을 사용하여 전체 field of view에 걸쳐 렌즈 성능을 질적으로 평가하는 것입니다. f/#를 선택하고 비교 대상 렌즈 각각에 대해 동일하게 유지하십시오. 느린(높은) f/#는 diffraction으로 인해 성능을 제한하는 경향이 있는 반면, 넓은 open aperture는 더 많은 aberrated rays가 렌즈를 통과할 수 있게 해 줍니다. 이미지의 다양한 부분에서 star target을 검사함으로써 여러분은 전체 이미지 품질을 평가할 수 있습니다. field의 양쪽 끝에 있는 별을 비교해 보면 시스템 광축이 기울어지지 않았는지 확인할 수 있습니다. 별들의 세로 및 가로 열 resolution의 차이는 astigmatism을 나타내며 가운데와 모서리의 resolution의 차이는 coma와 같은 off-axis aberrations 및 field curvature를 나타냅니다.

Star Target

Center, Bottom, and Corner Data Points in #58-835 Star Target Array

그림 2a: #58-835 Star Target Array에서의 가운데, 아래 및 모서리 Data Point

Edmund Optics (왼쪽) 경쟁업체 (오른쪽)

Star Target Comparison
Star Target Comparison
Star Target Comparison

그림 2b - 2d (오른쪽): f/2.8로 설정된 Edmund Optics #59-870 TECHSPEC 16mm Compact Fixed Focal Length Lens는 전체 field of view에 걸쳐 높은 contrast와 품질을 제공합니다. f/2.8로 설정된 경쟁사의 16mm Compact Fixed Focal Length Lens는 이미지 중심부에서만 유사한 품질을 제공합니다.

경쟁사 렌즈의 경우 star target 하단에서 off-axis aberrations이 존재해 이미지 품질을 저하시키고 contrast를 감소시키는 것이 명백합니다. 경쟁사의 렌즈를 사용할 경우 star target 모서리에서 광학수차의 크기로 인해 사용할 수 없는 이미지가 생성됩니다.

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에드몬드 옵틱스는 올바른 이미징 광학을 구체적으로 명시하는 법을 고객에게 알려드리는 것 이외에도 고객의 이미징 용도에 필요한 요건을 뛰어넘는 다양한 자료와 제품을 제공해 드리고 있습니다.

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