서론: 밴드패스 필터란?
머신 비전에서 카메라는 작업을 제대로 수행하기 위해 선명하고 고대비 이미지를 필요로 합니다. 그러나 카메라는 종종 시스템을 혼란시키는 추가적인 빛을 포착합니다. 밴드패스 필터는 이러한 문제를 해결하기 위해 카메라 렌즈 위에 놓는 특수 유리 또는 플라스틱 조각입니다. 문 앞에서 엄격한 경비원이라고 생각해보세요. 이 필터는 특정 "밴드"(또는 색상)의 빛만 카메라 센서에 통과시키고 다른 모든 빛은 완전히 차단합니다.
밴드패스 필터는 어떻게 작동하는가?
빛은 파동으로 이동하며, 다른 색상은 다른 파장을 가집니다. 밴드패스 필터는 특정 파장 범위에는 완전히 투명하고, 그 외의 모든 것에는 벽처럼 작용하도록 설계되었습니다.
부품을 비추기 위해 빨간색 LED 조명을 사용하는 머신 비전 설정을 가지고 있다면, 카메라에 빨간색 밴드패스 필터를 장착합니다. 필터는 부품에서 반사되는 빨간색 LED 빛이 카메라에 들어오도록 허용하지만, 주변 환경의 파란색 빛, 녹색 빛, UV 빛은 차단합니다.
머신 비전에 밴드패스 필터를 선택해야 하는 주요 이유
시스템이 조명 일관성이나 대비에 어려움을 겪고 있을 때 일반적으로 밴드패스 필터를 선택해야 합니다. 다음은 밴드패스 필터가 필수적인 특정 시나리오입니다.
- 불필요한 주변광 차단: 이것은 밴드패스 필터를 사용하는 가장 흔한 이유입니다. 공장 바닥에는 머리 위의 조명, 창문을 통해 들어오는 햇빛, 심지어 주변 용접 스파크까지 있습니다. 이러한 주변광은 하루 종일 변하며 머신 비전 이미지를 흐리게 만들 수 있습니다. 특정 색상의 조명(예: 파란색 LED)과 일치하는 파란색 밴드패스 필터를 사용하면 카메라는 사용자가 제공하는 빛만 봅니다. 태양광과 공장 조명은 카메라에 거의 보이지 않게 됩니다.
- 이미지 대비 극대화: 머신 비전은 대비에 관한 모든 것입니다. 즉, 검사하려는 특징을 배경과 구별되게 만드는 것입니다. 녹색 배경에 있는 빨간색 물체를 강조하고 싶다면, 빨간색 조명을 비추고 빨간색 밴드패스 필터를 사용할 수 있습니다. 빨간색 물체는 흑백 카메라에 밝은 흰색으로 보이고, 녹색 배경은 완벽한 대비를 이루며 완전히 검은색으로 나타납니다.
- 특정 색상 또는 특징 검사: 때로는 특정 색상의 라벨이 있는지, 또는 액체가 특정 화학적 색조를 띠고 있는지 확인해야 할 수 있습니다. 해당 색상에 맞게 조정된 밴드패스 필터는 카메라가 나머지 제품을 무시하고 관심 있는 특정 특징만 분석하도록 보장합니다.
- 레이저 또는 고도로 특정한 광원 사용: 레이저는 매우 좁고 순수한 빛 밴드를 방출합니다. 머신 비전 시스템이 3D 프로필을 측정하거나 바코드를 스캔하기 위해 레이저를 사용하는 경우, 매우 좁은 밴드패스 필터가 거의 필수적입니다. 이 필터는 카메라가 레이저 라인만 보고 다른 것은 보지 않도록 합니다.
필터 선택 시 알아야 할 주요 용어
필터를 선택할 준비가 되면 두 가지 주요 용어를 접하게 될 것입니다.
- 중심 파장 (CWL): 이것은 통과시키려는 빛 "창"의 정확한 중심입니다. 850nm 적외선 조명을 사용하고 있다면 850nm CWL을 가진 필터를 원할 것입니다.
- 대역폭 / 반치폭 (FWHM): 이것은 단순히 "창"의 너비를 의미합니다. 넓은 대역폭(예: 100nm)은 더 넓은 범위의 빛을 허용하며, 이는 일반적인 LED 조명에 좋습니다. 좁은 대역폭(예: 10nm)은 매우 좁은 빛 조각만 허용하며, 이는 레이저에 완벽합니다.
요약
카메라가 보는 것을 제어해야 할 때마다 밴드패스 필터를 선택해야 합니다. 이는 혼란스러운 배경광을 제거하고 이미지 대비를 높이며 머신 비전 시스템을 훨씬 더 안정적으로 만드는 가장 쉽고 효과적인 방법입니다.
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