(주)쓰리디산업영상은 소프트웨어 기술을 근간으로 비전 검사에 대한 토털 솔루션을 보유하고 있으며 다양한 분야에서 비전 검사 자동화 전문가로 활약하고 있다. 이번 호는 (주)쓰리디산업영상이 제시하는 ‘스마트제조 다품종 소량생산 비전 검사와 액체 렌즈(Liquid Lens)’에 대해서 설명한다. 

 

영상에서 초점과 심도 : 화질 개선의 핵심

머신비전 검사는 피검사체의 영상을 카메라와 렌즈를 조합한 광학계로 초점거리를 맞춰 획득하므로 밝고 선명하여 영상 내부의 특징(Feature)을 구분할 수 있는 화질을 획득하는 것이 가장 중요하다. 

통상적으로 비전 검사에 사용하는 고정초점 표준 렌즈는 초점거리를 변경할 수 있는 조절장치를 가지고 있으나 이는 두 가지 문제점을 내포하고 있다. 

첫 번째는 광학적인 문제로 초점이 맞는 범위, 즉 심도(Depth Of Field, DOF)가 좁아 피검사체가 달라지면 수동으로 재조정이 필요하다는 것이며, 두 번째는 기계적인 문제로 반복 조정 시 동일 위치 재현이 불가능하고, 충격이나 열 변형에 의해 초점이 변화할 수도 있어 검사 장비 신뢰성이 크게 낮아진다는 점이다. 

특히 스마트제조의 다품종 소량생산 제품을 검사하는 장비를 목표로 하는 경우 다수의 카메라를 매번 수동으로 초점을 변경하면서 운용한다는 전략은 영상 재현성의 부재와 30분 내외의 생산 전환 시간을 준수할 수 없으므로 실현 불가능하다.

 

액체 렌즈를 사용한 비전 검사의 장점

소형 자동초점(Autofocus) 웹캠에 장착되어 있는 액체 렌즈(Liquid Lens)는 외부 전압으로 렌즈의 구면형상을 변화시켜 초점거리를 변경하는 원리로, 빠르고 반복성과 재현성이 뛰어나며 반영구적 기계적 수명을 갖는 반면, 렌즈 구경이 작아 밝은 영상획득에 불리하다는 특징이 있다. 

(주)쓰리디산업영상(이하 쓰리디산업영상)에서 개발한 레고 조립방식 모듈형 비전 검사 플랫폼 AnyLook과 AIVI 소프트웨어는 이미 다품종 소량생산 검사에 특화되어 있으므로 비전 검사장비에서도 다양한 제품의 영상을 신속, 정확히 획득할 수 있는 광학계 구현이 필수적이다. 

동일한 목적으로 쓰리디산업영상에서 개발한 FinBOX 장비는 5개의 카메라마다 액체 렌즈를 장착하여 사용할 수 있도록 설계되어 있다.

 

(주)쓰리디산업영상의 뛰어난 경쟁력

소프트웨어 기반 기술회사인 쓰리디산업영상은 산업용 2D/3D X-ray 검사 소프트웨어 1위 기업으로 다양한 내수 및 수출실적을 보유하고 있다. 쓰리디산업영상은 수년에 걸쳐 4차 산업혁명에 적합한 유연한 비전 검사 소프트웨어를 개발하고 있으며 현재도 AI를 포함한 다양한 도구 개발에 매진하고 있다.

쓰리디산업영상은 AnyLook, AIVI 레고 조립방식 소프트웨어를 근간으로 카메라, 조명, 검사 기구를 포함한 토털 솔루션을 지향하며 다양한 영역에서 비전 검사가 필요한 고객에게 다가가고 있다. 

 

 

▲ 비전 검사기기에서는 한 제품을 검사하기 위해 다방면에서 다수 영상을 촬영할 필요가 있으며 이 경우 카메라마다 필요한 초점거리는 각각 다르다. 같은 검사기기에서 검사하는 제품이 변경된다면 제품마다 최적 초점거리는 변경하여야 한다. 비록 조리개에 의해 심도(초점이 맞는 거리)가 깊어지지만 한계가 있다. 다양한 제품을 검사하는 경우에도 액체 렌즈(Liquid Lens)를 사용하면 자유롭게 초점을 변경할 수 있으므로 언제나 최적 화질 영상을 얻을 수 있다.
<그림 출처: 1) Depth of field, From Wikipedia, 2) Liquid Lens Features, Applications, and Technology, from 에드몬드 옵틱스>