조명

머신 비전의 조명

적합한 조명을 찾는 방법

비전 시스템의 조명은 시스템을 계획하는 과정에서 간과되는 경우가 많지만, 이미지 품질과 효율성을 위해 반드시 필요한 구성 요소입니다. 적절한 광원이 없으면 반사, 과도한 어두움, 과노출과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 사용 목적과 시스템에 맞는 적합한 조명 기술을 선택하는 것이 중요합니다. 시스템에 적합한 조명 방식과 조명 선택 시 주의해할 점에 대해 알아보세요.

머신 비전에서 사용되는 조명의 종류

머신 비전은 다양한 산업에서 각기 다른 용도로 활용됩니다. 조명 방식 역시 사용 환경에 따라 다릅니다. 예를 들어, 균열을 감지하는 조명과 색상을 구별하는 조명은 각기 다른 조명 방식이 필요합니다. 산업 이미지 처리에서는 LED 조명이 가장 많이 사용되며, 머신 비전에서는 바 조명, 링 조명, 후면 조명 등의 형태로 제공됩니다.

Basler 바 조명

바(Bar) 조명

빛은 직선형 바 조명에서 나와 표면을 고르게 비춥니다. 여러 바 조명을 결합하여 대상, 즉 오브젝트를 다양한 각도에서 비추는 것도 가능합니다. 바 조명은 특정 부위만 집중적으로 조명할 수 있어, 일부 어플리케이션에서 필수적입니다. 특히, 어두운 배경에서 표면의 긁힘이나 이상을 쉽게 검사할 수 있는 암시야 조명과 함께 자주 사용됩니다.

링 조명

링(Ring) 조명

링 조명은 원형 형태로, 그림자 없이 오브젝트를 고르게 비춥니다. 이는 전면 조명의 대표적인 유형으로, 균일한 빛을 제공해 이미지 대비를 높여줍니다. 이 조명은 조정이 쉬워 조명 기술 분야에서 "만능 조명"으로 불리기도 합니다. 특히 원형 구조 덕분에 원통형 오브젝트의 외부를 균일하게 비추기 때문에 품질 검사에서 널리 사용됩니다. 

후면 조명

후면(Back) 조명

이 조명 기술에서는 오브젝트를 뒤에서 균일하게 비춰 윤곽을 선명하게 드러내거나 투과하여 확인할 수 있게 합니다. 이를 통해 구멍, 기포, 긁힘 등을 쉽게 식별할 수 있습니다. 후면 조명은 라벨과 인쇄물 품질 관리에서 중요하게 사용되는 표준 조명이지만 표면 상태에 대한 모든 세부 정보를 제공하지는 않을 수 있습니다.

암시야(Dark field) 조명

이 조명 방식에서는 빛이 오브젝트에 낮은 각도로 비추어져 모든 면을 고르게 밝히지 않습니다. 이로 인해 대비가 강하게 표현되어 긁힘이 선명하게 보입니다. 암시야 조명은 창문이나 필름 같은 투명한 객체에 특히 적합하며, 측면에서 빛이 들어와 그림자나 반사를 일으키지 않습니다.

확산(Diffuse) 조명

확산 조명은 빛이 오브젝트에 분산되어 고르게 비춰지면서 반사를 줄여줍니다. 이 조명 방식은 링 조명이나 바 조명과 결합해 사용할 수 있으며, 광택이 있거나 반짝이는 표면을 검사할 때 유용합니다.

전면(Front) 조명

이 조명 방식에서는 빛이 오브젝트에 직접 비춰집니다. 일부 표면에서는 반사가 생기고, 과도하게 밝거나 어두운 영역이 나타날 수 있습니다. 따라서 금속성이나 광택이 있는 표면을 검사할 때는 다른 조명 방식을 사용하는 것이 권장됩니다.

머신 비전에서의 조명: 색상 및 파장

이미지 처리에서는 빛의 다양한 특성을 활용할 수 있습니다. 빛이 다양한 파장으로 소재에 닿으면 굴절, 흡수, 투과, 반사가 발생합니다. 특히 비전 시스템의 조명 기술에서는 흡수와 반사가 중요한 역할을 합니다.

육안으로는 400~700나노미터 범위의 빛을 인식할 수 있습니다. 이 스펙트럼에서는 빛이 여러 가지 색으로 나타나기 때문입니다.

오브젝트가 빛을 반사하는지, 굴절하는지 또는 흡수하는지는 오브젝트의 물리적 속성에 따라 달라집니다. 거울은 빛을 반사하고, 물과 공기는 빛을 굴절시키며, 흡수성 재료는 빛을 열로 변환합니다(예: 여름철의 가열된 표면). 오브젝트는 자체적인 색상을 반사합니다. 빨간색 오브젝트는 빨간색 빛을 반사하고, 파란색 오브젝트는 빛을 흡수합니다.

이러한 특성은 품질 관리에 활용할 수 있습니다. 모노크롬 카메라와 빨간 조명을 사용하면 빨간색 오브젝트는 밝게 보이고, 파란색 오브젝트는 어둡게 보입니다.

조명 기술 조정  

조명 기술은 비전 시스템에 중요한 요소이므로 초기 단계에서 계획을 시작하는 것이 좋습니다. 다음 질문들을 확인해 보세요.

  • 어떤 조명이 사용됩니까?

  • 목적에 적합한 조명 기술은 무엇입니까?

  • 광원에 적합한 파장 또는 색상은 무엇입니까? 

조명은 시스템의 한 부분이므로 카메라, 조명, 머신 제어 장치가 원활하게 동작하려면 동일한 제조사에서 제공하는 것이 이상적입니다. Basler에서는 모든 시스템 구성 요소를 원스톱으로 제공하여 손쉽게 동기화 및 조정할 수 있도록 지원합니다. 조명 기술의 선택은 이미지 품질을 결정하는 핵심 요소로, 광원의 품질은 다른 부품으로 보완할 수 없기 때문입니다. 따라서 비전 시스템을 구성할 때 조명을 신중하게 고려하는 것이 중요합니다. Basler는 신뢰할 수 있는 파트너로서 조언과 지원을 제공하며, 귀하의 비전 시스템을 최상의 조명으로 완성할 수 있는 솔루션을 제안합니다. 

Basler 조명 제품

Basler의 광범위한 포트폴리오를 활용하여 비전 시스템에 적합한 제품을 선택해 보세요. 당사의 조명 어드바이저를 통해 적합한 제품을 추천 받고, 단계별로 적합한 조명과 추가 구성 요소를 선택할 수 있도록 안내해 드립니다.

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제품 선택에 대한 조언을 드리고 고객의 ‍어플리케이션에 적합한 솔루션을 찾아드립니다.