MATRIX VISION / 전기 액체 렌즈를 효율적으로 사용하는 방법

배경

많은 머신비전 애플리케이션에서 일정한 거리와 조명을 사용하는 것처럼, GigE Vision과 USB3 Vision 카메라를 사용하는 경향이 있다. 교통 모니터링, 보안, 다양한 거리의 스포츠와 같은 옥외 애플리케이션에도 사용되며, 이러한 분야에서는 초점 조정의 필요성을 요구한다.

해결책의 장점은 호스트 PC에서 카메라 포함 광학 장치까지 프로그래밍 인터페이스만 요구해서, 그렇지 않으면 렌즈와 통신하기 위해 별도의 USB 포트를 저장한다는 것이다.

액체 렌즈를 사용하는 이유

고정 초점 렌즈에는 보통 두 가지 설정이 있다. 하나는 초점을 맞추고 다른 하나는 홍채를 설정한다. 모터를 사용해 초점을 변경하는 것이 일반적이다. 명령 스위치 또는 프로그래밍 방식의 루틴을 통해 설정을 원격으로 조작한다.

해결책의 단점은 작동이 매우 느리고 크기가 크며, 노화로 인해 수명에 제한이 있다는 것이다.

최근에 성공한 연구는 곡률을 변화시킬 수 있는 전기 액체 렌즈(electro wetting liquid lenses)의 개발이다. 이는 인가된 전압을 바탕으로 한다. 그러한 회사들 중 하나는 현재 코닝(Corning)의 한 부서인 바리옵틱(Varioptic)이다. 사진 2의 왼쪽 이미지 Varioptic은 작동 원리를 보여준다. 오른쪽은 액체 렌즈 요소 하나가 포함된 C 마운트 렌즈 형태의 예를 보여준다.

이 액체 렌즈는 성능의 저하 없이 1억 회가 넘는 테스트를 거쳤다. 진동에 대해 매우 견고하고 빠른 초점 변경이 필요한 애플리케이션에 적합하다.

액체 렌즈를 카메라에 연결하는 방법

액체 렌즈에는 카메라의 RS232 포트와 5~ 24볼트의 DC 전원이 필요하다. 이는 mvBlueCOUGAR-X(POE 포함), XD, mvBlueFOX3 카메라 제품군의 펌웨어 2.24.975.0 으로부터 지원된다. 히로세-핀 연결(Pinning of the Hirose)은 표 1에 나와 있다.

렌즈는 카메라의 전원 공급 장치를 사용한다. 즉, mvBlueCOUGAR-X 와 USB 3.0 카메라 mvBlueFOX3의 POE 모델은 버스 전원 대신 히로세 전원을 사용해야 한다.

MATRIX VISION은 적절하게 연결된 전원 공급 장치가 있는 렌즈를 제공한다. RS232 포트의 사용방식을 선택하고 인터페이스 모드로 InveniosLiquidLens를 사용하면 된다. 유효 전력 모드에서는 초점 값 설정이 즉시 적용된다.

전원을 절약하려면 전원 모드는 StandBy 모드를 사용해야 한다. 렌즈는 일반적으로 카메라의 일반적인 프레임 속도보다 훨씬 빠른 몇 밀리 초 이내에 초점으로 바뀔 수 있다.

SaveFocusValue는 카메라의 전원을 켠 후 렌즈를 정의된 초점으로 설정하는 데 사용할 수 있다.

이것은 렌즈 자체의 EEPROM에 저장된다.

타사 라이브러리 또는 API를 통해 렌즈를 제어하는 방법

mv RS232 제어의 속성은 MATRIX VISIO에 특정되지만 GigE Vision 표준과 SFNC(standard feature naming convention)에 따라 카메라의 XML 파일에 나타난다.

따라서 HALCON의 이미지 수집과 제3자 애플리케이션이나 프로그램의 기능을 문제없이 사용할 수 있다.

사용할 수 있는 렌즈 목록

사용할 수 있는 렌즈의 목록은 다음과 같다. C 마운트 인터페이스로 작성하는 시점에는 두 가지 다른 렌즈를 사용할 수 있다. 12V 동작의 RS232 인터페이스를 의미하는 옵션 R2가 사용된다.

적합한 카메라 목록

• 모든 mvBlueFOX3 카메라

• 센서 대각선이 최대 2/3인 모든 mvBlueCOUGAR-X(D) 카메라

자료 제공: MATRIX VISION(www.matrix-vision.de)