머신 비전 시스템의 핵심 구성 요소인 산업용 카메라는 머신 비전 시스템에서 그 중요성이 자명합니다. 카메라는 분류에 따라 여러 가지 유형으로 나뉩니다:
1. 컬러 카메라, 흑백 카메라:
흑백 카메라는 광도 신호를 이미지 회색 값으로 직접 변환하여 회색 이미지를 생성하고, 컬러 카메라는 장면에서 빨강, 녹색 및 파랑 구성 요소의 광 신호를 획득하여 컬러 이미지를 출력할 수 있습니다. 컬러 카메라는 흑백 카메라보다 더 많은 이미지 정보를 제공할 수 있습니다. 컬러 카메라를 구현하는 방법에는 프리즘 분광법과 베이어 필터링의 두 가지 주요 방법이 있습니다. 프리즘 분광 컬러 카메라는 광학 렌즈를 사용하여 입사광의 R, G, B 성분을 분리하고, 세 가지 색상의 광 신호를 세 개의 센서에서 전기 신호로 변환한 다음, 마지막으로 출력 디지털 신호를 합성하여 컬러 이미지를 얻습니다.
2. CCD 카메라, CMOS 카메라
두 칩의 주요 차이점은 빛을 전기 신호로 변환하는 방식에 있습니다. CCD 센서의 경우 픽셀에 빛을 조사하면 픽셀이 전하를 생성합니다. 이 전하가 소수의 출력 전극을 통해 전달되어 전류, 버퍼, 신호 출력으로 변환됩니다. CMOS 센서의 경우 각 픽셀은 전하를 전압으로 변환하는 작업을 자체적으로 완료하는 동시에 디지털 신호를 생성합니다.
3. 대상 표면 유형별 분류: 영역 스캔 카메라, 라인 스캔 카메라
카메라는 센서 기술뿐만 아니라 센서 아키텍처에 따라 구분할 수 있습니다. 센서 아키텍처에는 에어리어 스캔과 라인 스캔이라는 두 가지 주요 센서 아키텍처가 있습니다. 에어리어 스캔 카메라는 일반적으로 출력이 모니터에 직접 표시되는 경우에 사용됩니다. 라인 스캔 카메라는 연속적으로 움직이는 물체를 이미징하거나 연속적인 고해상도 이미징이 필요한 경우에 사용됩니다. 라인 스캔 카메라의 자연스러운 응용 분야는 섬유, 종이, 유리, 강판 등과 같은 연속 제품을 정지 이미지(웹 검사)로 이미징하는 것입니다. 동시에 라인 스캔 카메라는 전자 산업에서 정지 이미지가 아닌 이미지를 감지하는 데에도 적합합니다. 독일 카파 카메라와 마찬가지로 CCD 사양에 따라 라인 어레이와 에어리어 어레이로 나눌 수도 있습니다.
4. 출력 모드별 분류: 아날로그 카메라, 디지털 카메라 카메라
데이터 출력 모드에 따라 아날로그 카메라와 디지털 카메라로 나뉩니다. 아날로그 카메라는 아날로그 신호를 출력하고 디지털 카메라는 디지털 신호를 출력합니다. 아날로그 카메라와 디지털 카메라는 더 세분화할 수 있습니다. 예를 들어 독일 카파 카메라에는 다음과 같은 기능이 있습니다: USB 2.0 인터페이스, EE 1394 a/파이어 와이어, 카메라 링크 인터페이스, 기가비트 이더넷 인터페이스 등이 있습니다. 아날로그 카메라는 프로그레시브 스캔과 인터레이스 스캔으로 나뉩니다. 인터레이스드 스캔 카메라에는 EIA, NTSC, CCIR, PAL 및 기타 표준 형식도 포함됩니다. 인터페이스 기술에 대한 자세한 소개는 획득 카드 및 획득 기술 섹션을 참조하세요.
산업용 디지털 카메라를 선택할 때는 물체 이미징 속도를 충분히 고려해야 합니다. 예를 들어, 촬영 과정에서 노출 중에 물체가 움직이지 않는다고 가정하면 비교적 간단하고 저렴한 산업용 카메라를 사용할 수 있으며, 정지하거나 느리게 움직이는 물체를 이미징하는 데는 에어리어 스캔 산업용 카메라가 가장 적합합니다. 전체 영역을 한 번에 노출해야 하기 때문에 노출 시간 동안 조금이라도 움직이면 이미지가 흐려질 수 있습니다. 그러나 노출 시간을 줄이거나 플래시를 사용하여 모션 블러를 제어할 수 있으며, 빠르게 움직이는 물체의 경우 움직이는 물체를 사용할 때 에어리어 스캔 산업용 카메라를 사용할 때는 노출 시간 동안 산업용 카메라에서 움직이는 물체의 수를 고려해야 하며, 물체의 픽셀로 표현할 수 있는 가장 작은 특징, 즉 물체 해상도도 고려해야 합니다. 움직이는 물체의 이미지를 수집할 때의 경험 법칙 즉, 수집된 물체의 움직임이 1픽셀 미만인 시간 내에 노출이 이루어져야 합니다. 수집하는 물체가 초당 1cm의 일정한 속도로 움직이고 있고 물체 해상도가 1픽셀/mm로 설정된 경우, 필요한 최대 노출 시간은 초당 1/10입니다. 피사체가 카메라 센서의 1픽셀과 정확히 같은 거리만큼 움직이기 때문에 최대 노출 시간을 사용하면 어느 정도의 블러가 발생합니다. 이 경우 일반적으로 피사체의 움직임을 반 픽셀 이내로 유지하기 위해 노출 시간을 초당 1/20과 같이 최대값보다 빠르게 설정하는 경향이 있습니다. 동일한 물체가 초당 1cm의 속도로 움직이고 물체 해상도가 1픽셀/미크론인 경우 1초 동안 필요한 최대 노출은 1/10000입니다. 노출 설정의 속도는 사용하는 카메라에 따라 다르며, 좋은 이미지를 얻기에 충분한 빛을 물체에 줄 수 있나요?
