머신 비전용 백라이트 조명

저자: Thomas Stard & Rebecca Charboneau

백라이트 조명에 관한 소개

백라이트는 정밀 머신 비전 시스템의 핵심 부품이며, 높은 콘트라스트의 균일한 조명을 제공하여 엣지 감지 및 치수 측정 성능을 향상시킵니다. 관찰 대상을 백라이트 위에 놓으면 이미징 시스템이 이를 높은 콘트라스트로 관찰하여 실루엣을 생성합니다(그림 1). 이 어플리케이션 노트에서는 백라이트의 사용 사례를 살펴보고, 산업용 검사 및 계측 분야에서 백라이트의 장점을 강조하며, 비전 시스템에 통합할 때 고려해야 할 주요 사항을 설명합니다. 아래 이미지는 백라이트로 조명된 다양한 피사체(확산 및 정반사)를 보여줍니다. 이 이미지는 C Series Fixed Focal Length Lens용 2/3” 센서 포맷으로 크기가 조정된 IMX540 센서를 사용하여 6mm C Series Fixed Focal Length Lens, 25mm C Series Fixed Focal Length Lens 및 0.69X CobaltTL Telecentric Lens로 촬영되었습니다.

백라이트 조명의 이미지 분석 및 평가

**표 1:** 백라이트 조명으로 다양한 피사체를 비춘 다음 이를 고정 초점 거리 렌즈로 촬영한 이미지

6mm C Series Fixed Focal Length Lens	25mm C Series Fixed Focal Length Lens
A	A
B	B
C	C
D	D
E	E

표 1은 고정 초점 거리 렌즈로 촬영되고 백라이트로 조명된 이미지를 보여줍니다. 이미지를 보면 알 수 있듯이 백라이트는 피사체의 실루엣을 생성하는 데 적합합니다. 캡(패널 B), 기어(패널 D) 및 인쇄 회로 기판(패널 E)과 같은 불투명한 피사체에 특히 유용합니다. 이 조명 타입으로는 배송 라벨(패널 C)의 텍스트를 인식할 수는 없으므로 광학 문자 인식(OCR) 어플리케이션에는 적합하지 않습니다. 패널 A의 약병처럼 투명한 유리 피사체를 촬영할 때는 백라이트를 사용하여 액체 용량이나 라벨 부착 위치를 확인할 수 있습니다. 전반적으로, 이러한 조명 타입은 피사체와 배경 사이에 명확한 회색조 강도 차이를 만들기 때문에 엣지 감지나 부품 검증에 적합합니다.

**표 2:** 백라이트 조명으로 다양한 피사체를 비춘 다음 이를 텔레센트릭 렌즈로 촬영한 이미지

0.69X CobaltTL Telecentric Lens
A
B
C
D
E

표 2는 0.69X CobaltTL Telecentric Lens로 촬영한 동일 부품의 이미지를 보여줍니다. 고정 초점 거리 렌즈와 마찬가지로, 백라이트는 피사체의 엣지에서 높은 콘트라스트를 생성하는 데 가장 효과적이라는 것을 알 수 있습니다. 예를 들어, 텔레센트릭 이미징 렌즈와 백라이트를 사용하면 인쇄 회로 기판(패널 E)의 구멍을 정밀하게 측정하거나 기어(패널 D)와 캡(패널 B)을 검사할 수 있습니다. 약병(패널 A)과 배송 라벨(패널 C)의 바코드는 고정 초점 거리 렌즈에 비해 더 높은 배율과 우수한 집광 능력을 가진 텔레센트릭 렌즈를 통해서만 식별할 수 있습니다.

결론: 비전 시스템에 백라이트 조명을 통합하기 위한 핵심 요점

백라이트 조명은 전반적으로 엣지 감지, 투명 소재 검사, 치수 측정 어플리케이션에 가장 적합합니다. 이는 높은 콘트라스트의 실루엣을 생성하지만 피사체 전면의 표면 형상은 높은 배율에서만, 그리고 피사체가 어느 정도 빛을 투과할 경우에만 감지할 수 있습니다. 따라서 관찰 대상이 무엇인지, 그리고 무엇을 촬영해야 하는지 정확히 이해하고 이미징 시스템의 성능을 극대화할 수 있는 조명 형태를 선택하는 것이 필수적입니다.

기타 참고 문헌

사용 제품 목록

사용된 카메라: LUCID Vision Labs Triton2™ TRT245S-MC, Sony IMX540, 24.5MP, Monochrome Camera (TRT245S-MC) (#28-874)
사용된 렌즈: Edmund Optics 6mm C Series Fixed Focal Length Lens (#67-709), Edmund Optics 25mm C Series Fixed Focal Length Lens (#59-871), Edmund Optics 0.69X CobaltTL Telecentric Lens (#15-872)
사용된 조명: Advanced Illumination 50.8 x 50.8mm High Intensity White LED Backlight (#28-756)

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